Гидравлический насос является одним из самых важных компонентов в гидравлическом приводе. Он преобразует механическую энергию от двигателя в гидравлический поток, позволяя цилиндрам, гидравлическим двигателям и другим актуаторам работать.
Выбор насоса не просто вопрос соответствия максимальному давлению, указанному в каталоге. Насос также должен обеспечивать необходимый поток, соответствовать скорости двигателя, работать эффективно в реальных условиях эксплуатации и оставаться совместимым с гидравлическим маслом и рабочей средой.
Неправильно выбранный насос может вызвать медленное движение, чрезмерный шум, высокую температуру масла, перегрузку двигателя, нестабильное давление или преждевременный выход компонентов из строя.
Настоящее руководство объясняет основные факторы, которые следует учитывать при выборе гидравлического насоса для гидравлической установки.
Определите требования к гидравлической системе
Перед выбором типа насоса или объема определите, как будет работать гидравлическая система.
Основная информация включает:
- Требуемое рабочее давление
- Максимальное давление в системе
- Необходимый расход
- Скорость двигателя
- Тип и количество исполнительных механизмов
- Требуемая скорость цилиндра или двигателя
- Рабочий цикл
- Тип гидравлического масла
- Рабочая температура
- Требования к шуму
- Установочное пространство
Насос следует выбирать в зависимости от фактического рабочего цикла, а не только от максимального теоретического требования.
Например, гидравлическому прессу может потребоваться высокое давление, но относительно низкий поток во время прессования. Подъемная платформа может нуждаться в умеренном давлении и более высоком потоке при подъеме. Непрерывно работающая промышленная система обычно требует более эффективного и долговечного насоса, чем периодически работающая мини-гидравлическая силовая установка.
Определите необходимый расход насосной жидкости
Поток насоса определяет, как быстро движется гидравлический цилиндр или гидравлический двигатель.
Для гидравлического цилиндра требуемый поток можно оценить по площади цилиндра и желаемой скорости:
Поток = Площадь цилиндра × Скорость цилиндра
При использовании метрических единиц:
Q = A × v × 60
Где:
- Q = скорость потока в л/мин
- A = эффективная площадь цилиндра в м²
- v = скорость цилиндра в м/с
Например, цилиндр с диаметром 100 мм, движущийся с 60 мм/с, требует примерно 28,3 л/мин теоретического потока.
На практике выбранный насос также должен учитывать объемные потери, внутренние утечки, потери на клапанах и изменения вязкости масла.
Если несколько цилиндров работают одновременно, рассчитывайте общий поток на основе фактической последовательности движения.
Рассчитайте необходимый объем насоса
Как только требуемый поток известен, объем перемещения насоса можно оценить по скорости двигателя:
Объем насоса = Требуемый поток × 1,000 ÷ Скорость насоса ÷ Объемный КПД
Где:
- Объем насоса измеряется в см³/об.
- Поток измеряется в л/мин
- Скорость насоса измеряется в об/мин
Предположим, что гидравлической силовой установке требуется 30 л/мин, скорость двигателя составляет 1,450 об/мин, а оценочный объемный КПД равен 90%.
Требуемый объем:
30 × 1,000 ÷ 1,450 ÷ 0.90 = примерно 23 см³/об.
Окончательный насос должен быть выбран из доступных стандартных объемов и проверен на соответствие данным о производительности производителя.
Перерасчет насоса не всегда полезен. Насос, который слишком велик, может потребовать больший двигатель, создать избыточный поток и вызвать ненужное тепло.
Подтвердите давление насоса на выходе
Насос должен соответствовать как нормальному рабочему давлению, так и максимальному давлению в системе.
Эти рейтинги должны быть четко различимыми:
- Номинальное давление: подходит для нормальной непрерывной работы
- Максимальное давление: разрешено на ограниченные эксплуатационные периоды
- Пиковое давление: временное давление, вызванное ударом или переключением клапана
Насос не должен работать непрерывно при каталожном пиковом давлении.
Выбранное давление также должно учитывать потери через клапаны, фильтры, шланги, коллекторы и охладители.
Если актуатор требует 180 бар на порту цилиндра, насос может потребовать подачи немного более высокого давления для компенсации этих потерь.
Настройка предохранительного клапана должна оставаться в пределах допустимого диапазона насоса и других компонентов системы.
Выберите правильный тип гидравлического насоса
Три самых распространенных типа насосов, используемых в гидравлических силовых установках, это шестеренные насосы, лопастные насосы и поршневые насосы.
Зубчатые насосы
Шестеренные насосы широко используются в мини-гидравлических насосных агрегатах и стандартных промышленных гидравлических установках.
Их преимущества включают:
- Простая конструкция
- Компактный размер
- Относительно низкая стоимость
- Хорошая надежность
- Легкое обслуживание
- Подходит для систем с фиксированным объемом
Они часто используются в самосвальных прицепах, док-уровням, подъемном оборудовании, сельскохозяйственной технике и системах перемещения материалов.
Тем не менее, шестеренные насосы обычно производят больше шума и колебаний давления, чем лопастные или поршневые насосы.
Лопастные насосы
Лопастные насосы часто выбираются, когда важен низкий уровень шума и плавный поток.
Их преимущества включают:
- Плавный выход потока
- Низкий уровень рабочего шума
- Хорошая эффективность при среднем давлении
- Подходящесть для промышленного оборудования
Они часто используются в станках, заводском оборудовании, гидравлических пресса и внутренних системах.
Лопастные насосы обычно требуют более чистого масла и более чувствительны к неподходящей вязкости, чем обычные шестеренные насосы.
Поршневые насосы
Поршневые насосы обычно используются в системах с высоким давлением, высокой эффективностью или непрерывной работой.
Их преимущества включают:
- Высокая способность к давлению
- Высокая эффективность
- Опции с переменным объемом
- Точная регулировка потока и давления
- Подходящесть для систем контроля нагрузки
Они широко используются в больших гидравлических прессах, тяжелой технике, испытательных стендах и современных промышленных системах.
К их недостаткам относятся более высокая стоимость, большая сложность и более строгие требования к фильтрации.
Насосы с фиксированным и переменным объемом
Фиксированный насос с постоянным объемом предоставляет почти такой же объем масла за оборот.
Он подходит, когда:
- Спрос на поток относительно постоянен
- Система проста
- Контроль затрат важен
- Операция прерывиста
Насос с переменным гидравлическим объемом регулирует свой выход в зависимости от потребностей системы.
Он подходит, когда:
- Потребность в потоке изменяется в течение цикла машины
- Система работает непрерывно
- Энергоэффективность важна
- Требуется компенсация давления или чувствительность к нагрузке
- Выработка тепла должна быть снижена
Для систем с изменяющейся потребностью в потоке переменный насос может снизить потери энергии через дроссели или предохранительные клапаны.
Однако, его более высокая стоимость и более сложное управление могут быть не нужны для простого подъема или применения с прерывистой нагрузкой.
Сопоставьте гидравлический насос с двигателем
Насос и мотор должны быть выбраны вместе.
Гидравлическая мощность может быть оценена как:
Гидравлическая мощность = Давление × Поток ÷ 600
Где:
- Давление измеряется в барах
- Поток измеряется в л/мин
- Мощность измеряется в кВт
Например, система, работающая при 180 барах и 30 л/мин, требует:
180 × 30 ÷ 600 = 9 кВт
Поскольку насос, мотор и муфта не являются 100% эффективными, фактическая мощность мотора должна быть выше теоретической гидравлической мощности.
Выбор мотора также должен учитывать:
- Запуск под нагрузкой
- Максимальное давление
- Напряжение и частота
- Рабочий цикл
- Температура окружающей среды
- Коэффициент эксплуатации мотора
Недостаточно мощный мотор может перегреваться, срабатывать электрическая защита или не достигать требуемого давления.
Проверьте вязкость масла, условия всасывания и чистоту
Вязкость гидравлического масла влияет на эффективность насоса, смазывание, производительность всасывания и внутренние утечки.
Слишком густое масло может увеличить сопротивление всасыванию и вызвать кавитацию при запуске. Слишком жидкое масло может увеличить внутренние утечки и снизить смазывание.
Линия всасывания должна быть короткой, правильно подобранной по размеру и свободной от ненужных изгибов. Ограниченная всасывающая труба может вызвать шум, нестабильный поток и преждевременное повреждение насоса.
Чистота масла также важна. Зубчатые насосы обычно лучше переносят загрязнение, чем точные поршневые насосы, но все насосы требуют подходящей фильтрации и чистых условий сборки.
Распространенные ошибки при выборе гидравлического насоса
Распространенные ошибки включают:
- Выбор насоса только по максимальному давлению
- Избыточный размер перемещения
- Игнорирование рабочего цикла
- Использование пикового давления в качестве постоянного давления
- Игнорирование условий всасывания
- Отдельный выбор насоса и двигателя
- Неучет температуры и вязкости масла
Насос, двигатель, бак, клапаны, фильтрация и система охлаждения всегда должны проектироваться как единый гидравлический силовой агрегат.
Информация для вашего поставщика HPU
Для получения точной рекомендации предоставьте:
- Применение машины
- Рабочее и максимальное давление
- Необходимый поток
- Напряжение, частота и скорость двигателя
- Спецификации цилиндра или гидравлического двигателя
- Необходимая скорость актуатора
- Рабочий цикл
- Тип масла
- Рабочая температура
- Установочное пространство
- Метод управления
- Требования к шуму или фильтрации
Полные данные о применении помогают предотвратить избыточный, недостаточный размер или неподходящий насос для машины.
Заключение
Выбор гидравлического насоса для силового агрегата требует больше, чем просто выбор давления из каталога.
Правильный насос должен обеспечивать необходимый поток при доступной скорости двигателя, безопасно работать при рабочем давлении, соответствовать рабочему циклу и оставаться совместимым с маслом, фильтрационной системой, конструкцией всасывания и рабочей средой.
Шестеренные насосы часто подходят для компактных и экономичных систем. Ротационные насосы полезны, когда требуется более тихая и плавная работа. Поршневые насосы обычно выбирают для высоконагрузочных, высокоэффективных или работающих непрерывно оборудования.
Компания AiSoar разрабатывает и производит индивидуальные гидравлические силовые агрегаты на основе требований клиента к давлению, потоку, двигателю, баку, клапану, управлению и установке. Предоставление полных эксплуатационных данных на этапе报价 помогает гарантировать, что насос и вся гидравлическая система правильно соответствуют машине.
