水力泵浦

科目：

介紹：
液壓泵 (1) 從油箱 (2) 吸油並將油泵入系統。油經控制閥、洩壓閥或油缸進入回油管路後，油在無壓力的情況下流回油箱。

圖中的液壓泵由電動馬達驅動，電動馬達以扭矩和速度的形式調節機械功率。液壓泵將其轉化為液壓動力。泵浦輸出/體積流量取決於液壓泵浦的速度和衝程體積。

液壓泵幾乎都是根據正排量原理運作的。版本可分為：

以下段落將進一步討論這一點。

齒輪幫浦：
齒輪幫浦用於最大工作壓力低至 140 至 180 bar 的液壓系統。由於其簡單性、低成本和可靠的性能，齒輪泵是我們在液壓應用中經常使用的液壓泵之一。

在有外齒輪的齒輪幫浦中，有兩個彼此沿著相反方向移動的齒輪。其中一個齒輪是外部驅動的，並帶動另一個齒輪。

帶內齒輪的齒輪泵包含一個鐮刀形附件。內齒輪（藍色）由外部驅動，並沿指示的旋轉方向承載帶內齒的外環（紫色）。與外齒輪的幫浦一樣，一旦齒之間的空間增大，就會產生真空。因此，幫浦從油箱中吸油。當齒輪一起旋轉時，油被轉移到系統中。鐮刀形配件確保吸力側和壓力側分離。

使用這種類型的液壓泵，可以實現高達 300 bar 的壓力。此幫浦輸出均勻，產生的噪音很小。

齒輪泵浦始終具有固定的衝程容積。在恆定的驅動速度下，輸出是恆定的。在齒輪的外周上，齒頭靠近泵殼運行並確保徑向密封。在幫浦的中間，齒輪嚙合，齒面和軸承板之間也產生一定的密封。密封面之間總是會有少量油洩漏。

我們發現齒輪幫浦有以下應用領域：

葉片泵浦：
葉片泵具有帶有徑向放置葉片的轉子。在吸入側（藍色），體積增加，產生負壓，油被吸入。在壓力側（紅色），體積減小，產生超壓，油被壓入管道。

轉子相對於衝擊環偏心定位，使得輸出可調：

我們發現葉片泵有以下應用領域：

柱塞泵：
軸向柱塞泵用於產生較高壓力（>250 bar）和傳輸較大功率的系統中，因為這種類型的液壓泵的效率很高。我們將柱塞泵分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵。

軸向柱塞泵：
軸向柱塞泵浦的輸入軸驅動傾斜板。傾斜板呈一定角度，將輸入軸的旋轉運動轉換為柱塞的往復運動。此幫浦設有吸入口和排出閥，因此輸入軸的旋轉方向對液壓油的流動方向沒有影響。

透過調整傾斜板所處的角度，可以影響柱塞的行程。傾斜板越傾斜，柱塞的行程越大，排出的油越多。我們在以下情況中遇到了這種技術空調壓縮機。

下圖顯示了軸向柱塞泵。

徑向柱塞泵：
徑向柱塞泵主要用於船舶的重型驅動裝置，例如疏浚裝置、絞車驅動裝置和攪拌器以及機械工程。這些幫浦安裝長度短，適用於高工作壓力 (700 bar)，並在低速下提供高扭矩。

下圖中的徑向柱塞泵包含五個相對於驅動軸呈星形徑向定位的活塞。由於環是偏心設計的，因此會產生徑向柱塞運動。與驅動軸一起旋轉的分配盤確保每個氣缸在正確的時間連接到吸入或壓力管線。

液壓幫浦計算實例介紹：
為了使活塞以正確的力和速度移動，液壓泵必須提供足夠的壓力和足夠大的流體流量。油缸必須承受的負載越大，對液壓泵的要求就越高。

以下是我們計算附圖中液壓幫浦的體積流量、所需壓力和所需功率（考慮到效率）的三段。

計算液壓泵體積流量：
液壓幫浦排出的液壓油量取決於幫浦的速度和衝程容積。詳細資料列於上段。

在公式中，我們將數字除以 60，將每分鐘轉數轉換為秒。在最後一步中，我們將答案乘以 60.000，將立方公尺每秒轉換為公升每分鐘。

計算所需的水力幫浦功率：
液壓泵必須提供液壓動力以將流體輸送到氣缸並移動活塞。

根據「液壓泵計算實例介紹」一節的數據和上一節的答案，我們可以計算出液壓泵所需的功率。為了清楚起見，這裡再次列出它們：

我們將 50 bar 的系統壓力轉換為帕斯卡，將體積流量轉換為立方公尺每秒。我們用科學計數法來記錄這一點。

計算所需驅動馬達功率：
泵浦軸（輸入軸）提供機械動力，通常來自電動馬達或內燃機。液壓馬達將機械能轉換成液壓能。能量轉換時總是會產生損耗。因此，驅動馬達必須提供更多的功率，以使液壓泵能夠提供所需的功率。

在此範例中，我們假設回報率為 90%。

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