科目：
- はじめに
- ギアポンプ
- ベーンポンプ
- プランジャーポンプ
- ハイドロポンプ計算例のご紹介
- ハイドロポンプの体積流量を計算する
- 必要なハイドロポンプ動力の計算
- 駆動モーターの必要動力を計算します。
導入：
ハイドロポンプ (1) はリザーバー (2) からオイルを吸い込み、システムにオイルを送り込みます。 オイルがコントロールバルブ、圧力リリーフバルブ、またはシリンダーを介して戻りラインに入った後、オイルは圧力なしでリザーバーに戻ります。
画像のハイドロ ポンプは電気モーターによって駆動され、トルクと速度の形で機械動力を調整します。 これを水力に変換するのがハイドロポンプです。 ポンプ出力・体積流量はハイドロポンプの速度とストローク量に依存します。
ハイドロポンプはほぼすべて、容積式原理に従って動作します。 バージョンは次のように分類できます。
- ギアポンプ;
- ベーンポンプ。
- プランジャーポンプ。
以下の段落でこれについてさらに詳しく説明します。
ギアポンプ：
ギアポンプは、最大 140 ～ 180 bar の低い作動圧力の油圧システムで使用されます。 ギアポンプは、そのシンプルさ、低価格、信頼性の高い特性により、油圧用途で頻繁に使用されるハイドロポンプの XNUMX つです。
外歯車付きギヤポンプには、互いに逆方向に動くXNUMXつの歯車があります。 ギアの XNUMX つは外部で駆動され、もう一方のギアも連動します。
- 吸引側: 歯は左側で離れて回転します。 キャビティ内の容積の増加により、約 0,1 ～ 0,2 bar の負圧が発生し、オイルが吸い込まれます。 ギアは外周を介してオイルを圧力側に輸送します。
- 圧力側: ここでは歯が一緒に回転します。 圧力ライン内のオイルがシステム内に移動します。
圧力側の圧力は、油圧回路内でオイルが受ける抵抗によって決まります。
内部歯車を備えたギアポンプには鎌状のアタッチメントが含まれています。 内側 (青色) のギアは外部から駆動され、内歯を備えた外側 (紫色) のリングを指定の回転方向に運びます。 外歯車を備えたポンプと同様に、歯間の隙間が広がるとすぐに真空が発生します。 したがって、ポンプはリザーバからオイルを吸い込みます。 ギアが一緒に回転すると、オイルがシステム内に移動します。 鎌状のアタッチメントにより、吸込側と圧力側を確実に分離します。
このタイプのハイドロ ポンプでは、最大 300 bar の圧力を達成できます。 ポンプの出力は均一で、騒音はほとんど発生しません。
ギアポンプのストローク量は常に一定です。 一定の駆動速度では、出力は一定です。 ギアの外周では、歯頭がポンプ ハウジングの近くに配置され、ラジアル シールを確保します。 ギアが噛み合うポンプの中央でも、歯の側面とベアリング プレートの間に一定のシールが形成されます。 シール面の間では常に少量のオイルが漏れます。
ギアポンプは次の用途分野に使用されます。
- 車両技術（オートマチックトランスミッションを含む）。
- 機械工学;
- 農業用水力学。
- 航空機の油圧。
ベーンポンプ：
ベーン ポンプは、放射状に配置されたベーンを備えたローターを備えています。 吸入側（青色）では体積が増加し負圧が発生しオイルを吸い込みます。 圧力側 (赤) では体積が減少し、過圧が発生し、オイルがパイプ内に押し込まれます。
ローターはインパクトリングに対して偏心して配置されているため、出力を調整できます。
- 下の画像では、左側にポンプがあり、出力は 0 回転あたり XNUMX cmXNUMX です。 その後、ポンプはオイルを供給しなくなります。
- 右の画像は最大出力を実現する調整後のインパクトリングです。
ベーンポンプは次の用途分野に使用されます。
- 農業機械および道路建設機械。
- 工作機械。
- 航空油圧。
- モバイル油圧機器。
プランジャーポンプ：
アキシャル ピストン ポンプは、このタイプのハイドロ ポンプの効率が高いため、高圧 (>250 bar) が発生し、より大きな動力が伝達されるシステムで使用されます。 プランジャーポンプはラジアルプランジャーポンプとアキシャルプランジャーポンプに区別されます。
アキシャルプランジャーポンプ:
アキシャルピストンポンプの入力シャフトは傾斜プレートを駆動します。 チルトプレートは一定の角度をなしており、入力シャフトの回転運動をプランジャーの往復運動に変換します。 ポンプには吸入ポートと吐出弁が装備されており、入力軸の回転方向は作動油の流れ方向に影響を与えません。
チルト プレートの角度を調整することにより、プランジャーのストロークに影響を与えることができます。 チルトプレートの傾きが大きくなるほど、プランジャーのストロークが大きくなり、より多くのオイルが押しのけられます。 私たちはこのテクニックに出会いました。 エアコンのコンプレッサー。
下の画像はアキシャル ピストン ポンプを示しています。
ラジアルプランジャーポンプ:
ラジアルプランジャーポンプは主に、浚渫設備、ウインチドライブ、撹拌機などの船舶の大型駆動装置や機械工学で使用されます。 これらのポンプは取り付け長さが短く、高い作動圧力 (700 bar) に適しており、低速で高トルクを供給します。
次の図のラジアル ピストン ポンプには、ドライブ シャフトに対して星形に放射状に配置された XNUMX つのピストンが含まれています。 リングは偏心して設計されているため、半径方向のプランジャーの動きが生成されます。 ドライブシャフトとともに回転する分配ディスクにより、各シリンダーが適切なタイミングで吸入または圧力ラインに接続されます。
ハイドロポンプの計算例の紹介:
ピストンが正しい力と速度で動くためには、ハイドロポンプが十分な圧力と十分な量の流体流量を提供する必要があります。 シリンダが果たさなければならない負荷が大きくなるほど、油圧ポンプに対する要求も高くなります。
以下の XNUMX つの段落では、添付図のハイドロポンプの効率を考慮して、体積流量、必要な圧力、および必要な動力を計算します。
- ポンプストローク量 (V) = 15 cmXNUMX / 回転;
- ポンプ速度 (n) = 1200 rpm;
- システム圧力: 50 bar。
ハイドロポンプの体積流量を計算します。
油圧ポンプが押し出す作動油の量は、ポンプの速度とストローク量によって異なります。 詳細は上の段落に記載されています。
式では、数値を 60 で割ることにより、60.000 分あたりの回転数を秒に変換します。最後のステップでは、答えに XNUMX を掛けることで、XNUMX 秒あたりの立方メートルを XNUMX 分あたりのリットルに変換します。
必要なハイドロポンプ出力を計算します。
ハイドロポンプは、流体をシリンダーに輸送し、ピストンを動かすために油圧力を提供する必要があります。
「ハイドロポンプの計算例の紹介」セクションのデータと前のセクションの答えを使用して、ハイドロポンプの必要な出力を計算できます。 明確にするために、それらをここに再度リストします。
- ポンプストローク量 (V) = 15 cmXNUMX / 回転;
- ポンプ速度 (n) = 1200 rpm;
- システム圧力: 50 bar;
- 体積流量: 18 リットル/分。
50 bar のシステム圧力をパスカルに変換し、体積流量を立方メートル/秒に変換します。 これを科学的表記法で記録します。
必要な駆動モーター出力を計算します。
ポンプ シャフト (入力シャフト) は機械動力を供給します。機械動力は、多くの場合、電気モーターまたは内燃機関から供給されます。 油圧モーターは機械動力を油圧動力に変換します。 エネルギーを変換する際には必ず損失が発生します。 したがって、ハイドロポンプが必要な電力を供給できるように、駆動モーターはより多くの電力を供給する必要があります。
この例では、リターンが 90% であると仮定します。
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