Emner:
- introduksjon
- Girpumpe
- Vingepumpe
- Stempelpumpe
- Introduksjon til hydropumpeberegningseksempler
- Beregn hydropumpens volumstrøm
- Beregn nødvendig hydropumpekraft
- Beregn den nødvendige kraften til drivmotoren
Forord:
Hydropumpen (1) suger olje fra reservoaret (2) og pumper oljen inn i systemet. Etter at oljen kommer inn i returledningen via kontrollventilen, trykkavlastningsventilen eller sylinderen, strømmer oljen tilbake til reservoaret uten trykk.
Hydropumpen på bildet drives av en elektrisk motor, som regulerer mekanisk kraft i form av dreiemoment og hastighet. Hydropumpen omdanner dette til hydraulisk kraft. Pumpens effekt/volumstrøm avhenger av hastigheten og slagvolumet til hydropumpen.
Hydro-pumper fungerer nesten alle etter positiv fortrengningsprinsippet. Versjonene kan deles inn i:
- utstyr pumper;
- vane pumper;
- stempelpumper.
De følgende avsnittene vil diskutere dette videre.
Girpumpe:
Tannhjulspumpen brukes i hydrauliske systemer med lavt driftstrykk på maksimalt 140 til 180 bar. På grunn av sin enkelhet, lave kostpris og pålitelige egenskaper, er girpumpen en av de hyppig brukte hydropumpene som vi finner i hydrauliske applikasjoner.
I tannhjulspumpen med utvendige gir er det to gir som beveger seg i motsatt retning fra hverandre. Ett av girene er utvendig drevet og tar med seg det andre giret.
- sugeside: tennene roterer fra hverandre på venstre side. Økningen i volum i hulrommene skaper et undertrykk på ca. 0,1 til 0,2 bar, som fører til at olje suges inn. Tannhjulene transporterer oljen til trykksiden via deres ytre omkrets;
- trykkside: her roterer tennene sammen. Oljen i trykkledningen fortrenges inn i systemet.
Trykket på trykksiden avhenger av motstanden som oljen opplever i den hydrauliske kretsen.
Tannhjulspumpen med innvendig giring inneholder et sigdformet feste. Det indre (blå) giret drives utvendig og bærer den ytre (lilla) ringen med innvendige tenner i angitt rotasjonsretning. Som med pumpen med utvendig giring, skapes det et vakuum så snart mellomrommet mellom tennene øker. Pumpen suger dermed olje fra reservoaret. Når tannhjulene roteres sammen, fortrenges oljen inn i systemet. Det sigdformede festet sørger for atskillelse av suge- og trykksidene.
Med denne typen hydropumpe kan et trykk på opptil 300 bar oppnås. Pumpen har en jevn ytelse og gir svært lite støy.
Girpumper har alltid et fast slagvolum. Ved konstant kjørehastighet er utgangen konstant. På den ytre periferien av tannhjulene løper tannhodene nær pumpehuset og sikrer radialtetningen. I midten av pumpen, der tannhjulene griper inn, skjer det også en viss tetning mellom tannflankene og lagerplaten. En liten mengde olje vil alltid lekke mellom tetningsflatene.
Vi finner tannhjulspumpen i følgende bruksområder:
- kjøretøyteknologi (inkludert automatisk girkasse);
- maskinteknikk;
- landbrukshydraulikk;
- flyhydraulikk.
Vingepumpe:
Vingepumpen har en rotor med radielt plasserte skovler. På sugesiden (blå) øker volumet, skaper et undertrykk og olje suges inn. På trykksiden (rød) synker volumet, overtrykk skapes og oljen presses inn i røret.
Rotoren er plassert eksentrisk i forhold til slagringen, noe som gjør utgangen justerbar:
- På bildet nedenfor ser vi pumpen til venstre hvor ytelsen er 0 cm³ per omdreining. Pumpen leverer da ikke lenger olje;
- Det høyre bildet viser den justerte slagringen, som gir maksimal effekt.
Vi finner vingepumpen i følgende bruksområder:
- landbruks-og veianleggsmaskiner;
- maskinverktøy;
- luftfart hydraulikk;
- mobil hydraulikk.
Stempelpumpe:
Aksialstempelpumpen finnes i systemer hvor det oppstår høyere trykk (>250 bar) og større krefter overføres fordi effektiviteten til denne typen hydropumper er høy. Vi skiller stempelpumper i radielle og aksiale stempelpumper.
Aksial stempelpumpe:
Inngangsakselen til den aksiale stempelpumpen driver en vippeplate. Vippeplaten er i en viss vinkel og konverterer den roterende bevegelsen til inngangsakselen til en frem- og tilbakegående bevegelse av stemplene. Pumpen er utstyrt med sugeporter og utløpsventiler, slik at rotasjonsretningen til inngangsakselen ikke har noen innvirkning på strømningsretningen til hydraulikkoljen.
Ved å justere vinkelen som tiltplaten er plassert i, kan slaget til stemplene påvirkes. Jo mer skråstilt tiltplaten er, jo større slag er stemplene og jo mer olje fortrenges. Vi møter denne teknikken i klimaanlegg kompressorer.
Bildene nedenfor viser den aksiale stempelpumpen.
Radial stempelpumpe:
Radialstempelpumper brukes hovedsakelig i tunge drev i skip, som mudringsinstallasjoner, vinsjdrev og røreverk og i maskinteknikk. Disse pumpene har kort installasjonslengde, er egnet for høye driftstrykk (700 bar) og leverer et høyt dreiemoment ved lav hastighet.
Radialstempelpumpen i den følgende figuren inneholder fem stempler plassert radialt i stjerneform i forhold til drivakselen. Fordi ringen er utformet eksentrisk, skapes en radiell stempelbevegelse. En fordelingsskive som roterer med drivakselen sørger for at hver sylinder kobles til suge- eller trykkledningen til rett tid.
Introduksjon til hydropumpeberegningseksempler:
For at stempelet skal bevege seg med riktig kraft og hastighet, må hydropumpen gi tilstrekkelig trykk og stor nok væskestrøm. Jo større belastning sylinderen skal betjene, desto høyere krav stilles det til den hydrauliske pumpen.
Nedenfor er tre avsnitt der vi beregner volumstrømmen, nødvendig trykk og nødvendig kraft, tatt i betraktning effektiviteten, til hydropumpen i det medfølgende diagrammet.
- pumpeslagvolum (V) = 15 cm³ / omdreininger;
- pumpehastighet (n) = 1200 rpm;
- systemtrykk: 50 bar.
Beregn hydropumpens volumstrøm:
Mengden hydraulikkolje som en hydraulikkpumpe fortrenger avhenger av pumpens hastighet og slagvolum. Detaljene er oppført i avsnittet ovenfor.
I formelen konverterer vi omdreiningene per minutt til sekunder ved å dele tallet på 60. I det siste trinnet regner vi om kubikkmeter per sekund til liter per minutt ved å multiplisere svaret med 60.000 XNUMX.
Beregn nødvendig hydropumpekraft:
Hydropumpen må gi hydraulisk kraft for å transportere væske til sylinderen og flytte stempelet.
Med dataene fra avsnittet "Introduksjon til beregningseksempler på hydropumper" og svaret fra forrige avsnitt, kan vi beregne den nødvendige effekten til hydropumpen. For ordens skyld er de listet opp igjen her:
- pumpeslagvolum (V) = 15 cm³ / omdreininger;
- pumpehastighet (n) = 1200 rpm;
- systemtrykk: 50 bar;
- volumstrøm: 18 liter per minutt.
Vi konverterer systemtrykket på 50 bar til Pascal og volumstrømmen til kubikkmeter per sekund. Vi registrerer dette i vitenskapelig notasjon.
Beregn nødvendig drivmotoreffekt:
Pumpeakselen (inngangsakselen) leverer den mekaniske kraften, som ofte kommer fra en elektrisk motor eller forbrenningsmotor. Den hydrauliske motoren omdanner den mekaniske kraften til hydraulisk kraft. Tap oppstår alltid ved konvertering av energi. Drivmotoren må derfor gi mer kraft for å la hydropumpen levere den nødvendige kraften.
I dette eksemplet antar vi en avkastning på 90 %.
Relatert side:
