Что такое поршневой гидравлический насос?

Введение

Вам нужна чистая мощность для вашего экскаватора или пресса? Поршень гидравлический насос обеспечивает его. В отличие от шестеренных насосов, он выдерживает экстремальное давление до 700 бар. В этой статье вы узнаете, как он работает, основные виды и почему экономит электроэнергию. Мы также поможем вам выбрать идеальный насос для вашего применения.

Как работает поршневой гидравлический насос? – Основной принцип работы

Роль поршней, совершающих возвратно-поступательное движение, в вытеснении жидкости

Представьте себе ряд крошечных мощных поршней, скользящих взад и вперед внутри идеально подобранных цилиндров. Это сердце поршневого гидравлического насоса. Каждый поршень работает как шприц. Когда он оттягивается назад, он всасывает жидкость. Это такт всасывания . Когда он продвигается вперед, он выбрасывает жидкость под высоким давлением. Это такт сжатия . Каждую секунду происходят десятки таких инсультов. Они создают плавный, устойчивый поток жидкости под давлением. Вы получаете возможность поднимать, толкать или поворачивать тяжелые грузы. Вот что делает для вас каждый удар:

• Ход всасывания – поршень втягивается, создается вакуум, жидкость устремляется в цилиндр.

• Такт сжатия – поршень расширяется, выжимает жидкость, создает рабочее давление. Просто, правда? И невероятно надежный.

Конструкции осевых и радиально-поршневых насосов – ключевые различия

Вы столкнетесь с двумя основными конструкциями. Позвольте мне помочь вам отличить их друг от друга. В аксиально-поршневых насосах поршни расположены параллельно приводному валу. Они кружатся вокруг него, как на военном параде. Эта конструкция компактна и любит высокие скорости. Вы найдете его в экскаваторах и погрузчиках. В радиально-поршневых насосах поршни расположены как спицы вокруг центрального кулачка. Они движутся медленнее, но создают огромный крутящий момент. Они также работают с необычными жидкостями, например, на водной основе. Так какой из них подойдет вашей машине? Вот краткий обзор:

• Выбирайте осевой, если вам нужна высокая скорость, высокое давление и компактность.

• Выбирайте радиальный вариант , если вы работаете на низких скоростях, вам нужен высокий крутящий момент или вы используете специальные жидкости. Подумайте об условиях эксплуатации. Затем выберите подходящий дизайн.

Как контролируется смещение (фиксированное или переменное)

Вы также можете выбрать, сколько жидкости подает насос за один оборот. Насос фиксированного объема каждый раз обеспечивает один и тот же расход. Никакой суеты. Никаких регулировок. Это просто, жестко и дешево. Идеально подходит для машин, работающих с постоянной скоростью, таких как конвейер или небольшой пресс. Но вот в чем загвоздка: если вашей машине не нужен полный поток весь день, вы тратите энергию впустую. Эта лишняя жидкость превращается в тепло. А переменной производительности Насос решает эту проблему. Внутри него используется хитрая наклонная пластина – автомат перекоса – для изменения длины хода поршня. Когда вам нужно меньше мощности, поток автоматически уменьшается. Учитывайте следующие моменты:

• Плюсы фиксированного рабочего объема – более низкая стоимость, меньшее количество деталей, надежность при постоянных нагрузках.

• Плюсы регулируемого рабочего объема – экономия топлива, меньшее выделение тепла, более длительный срок службы компонентов. Вы экономите топливо, и ваша система работает холоднее. По этой причине в большинстве современного оборудования используется переменный рабочий объем. Пик исправлен для бюджетных сборок. Выберите переменную для эффективности и долгосрочной экономии.

Какие основные типы поршневых гидравлических насосов используются в промышленности?

Аксиально-поршневые насосы – наиболее распространенный выбор для высокого давления

Вы увидите аксиально-поршневые насосы повсюду в тяжелой технике. Они являются «рабочими лошадками» в мире гидравлики. Почему? Потому что они оказывают серьезное давление на небольшое пространство. Существуют два основных подтипа. В конструкции автомата перекоса используется наклонная пластина, которая толкает поршни внутрь и наружу при вращении блока цилиндров. Он прост, надежен и прост в управлении. Конструкция с изогнутой осью наклоняет весь блок цилиндров относительно приводного вала. Эта версия работает еще плавнее на высоких скоростях. Оба обеспечивают давление до 450–700 бар. Их объемный КПД превышает 95%. Это означает, что тратится очень мало энергии. Где вы их находите? Посмотрите на экскаваторы, роющие землю, машины для литья под давлением, сжимающие пластик, или гидравлические прессы, формирующие металлические детали. Вот краткий обзор того, что делает их особенными:

Нам нравятся осевые насосы, потому что они дают высокую мощность, не занимая при этом много места. Они также выпускаются в версиях с переменным рабочим объемом. Это экономит топливо и уменьшает нагрев.

Радиально-поршневые насосы – когда важны низкая скорость и высокий крутящий момент

Теперь давайте поговорим о медленном и устойчивом варианте. Радиально-поршневые насосы работают по-другому. Их поршни расположены вокруг центрального распределительного вала, как спицы на колесе телеги. Когда кулачок вращается, каждый поршень движется внутрь и наружу. Эта конструкция отлично работает на низких скоростях вращения – речь идет от 10 до 100 об/мин. Даже при ползании он остается эффективным. Ни один другой тип насоса не справляется с этим так хорошо. Радиальные насосы также предпочитают работу с высоким давлением и низким расходом. С водно-гликолевыми жидкостями они справляются без нареканий. Это делает их идеальными для особых условий, таких как шахты или морские условия. Рассмотрим эти реальные варианты использования:

• Испытательные стенды – необходимо точное давление при низком расходе? Радиальные насосы доставляют.

• Прессы непрерывного действия для тяжелых условий эксплуатации . Они работают несколько дней без перегрева.

• Судовой рулевой механизм . Низкая скорость, высокий крутящий момент и надежность имеют наибольшее значение на воде.

Вы также получаете от них очень низкий уровень шума и вибрации. Если ваша машина работает медленно, но требует огромной силы, радиально-поршневой насос — ваш лучший друг. Они стоят дороже, чем осевые типы. Но для правильного применения они стоят каждого доллара.

Фиксированное или переменное смещение – какое из них подходит вашей системе?

Вот решение, с которым сталкивается каждый дизайнер. Вы выбираете фиксированный или переменный объем? Насосы фиксированного объема перекачивают одинаковое количество жидкости за каждый оборот. Никаких изменений. Никаких сюрпризов. Они простые и жесткие. Вы найдете их в базовых гидравлических агрегатах, дровоколах или небольших прессах. Плюсы? Меньше первоначальные затраты и меньше вещей, которые можно сломать. Недостаток? Если вашей системе не нужен полный поток, дополнительная жидкость проходит через предохранительный клапан. Это тратит энергию и создает тепло.

Насосы переменной производительности умнее. Они используют автомат перекоса или механизм с изогнутой осью для изменения длины хода поршня на ходу. Когда вам нужно меньше потока, он наклоняет пластину и автоматически снижает производительность. Это экономит топливо или электроэнергию. Это также сохраняет масло охлаждающим. Современные экскаваторы, колесные погрузчики и машины для литья под давлением используют переменный рабочий объем. Посмотрите это сравнение, чтобы увидеть, что соответствует вашей ситуации:

Мы рекомендуем фиксированный рабочий объем для экономичных стационарных применений. Выбирайте переменный рабочий объем, когда ваша машина переключается между холостым ходом, частичной нагрузкой и полной мощностью. Это позволит снизить ваши эксплуатационные расходы из года в год.

Почему стоит выбрать поршневой гидравлический насос перед другими гидравлическими насосами?

Возможность более высокого давления по сравнению с шестеренчатыми и лопастными насосами

Давайте будем честными: иногда вам просто нужен грубый нажим. Шестеренные насосы выдерживают максимальное давление около 250 бар. Лопастные насосы? Они сдаются около 200 бар. А поршневой гидронасос? Он смеётся над этими цифрами. В качестве отправной точки вы получаете 350 бар. Многие сразу доходят до 700 бар. Как он справляется с этим стрессом? Выделяются три причины. Во-первых, прочные подшипники безотказно выдерживают большие нагрузки. Во-вторых, цилиндры, изготовленные с высокой точностью, обеспечивают чрезвычайно малые внутренние зазоры. В-третьих, конструкция поршня равномерно распределяет силу по прочным металлическим поверхностям. Никаких слабых мест. Никаких внезапных сбоев. Если вашему приложению требуется серьезная толкающая сила – например, штамповочный пресс или мощная машина для литья под давлением – вы просто не можете полагаться на зубчатую или лопастную технологию. Они потекут, треснут или просто откажутся. Мы видим, как это происходит постоянно. Так что сделайте себе одолжение: сопоставьте номинальное давление с вашими реальными потребностями. Вот что на самом деле может обеспечить каждый тип насоса:

Вам нужен тот, что в нижнем ряду. Оно никогда не отступает.

Превосходный объемный КПД и экономия энергии

Давление – это еще не все. Эффективность тоже имеет значение. Поршневой гидравлический насос обеспечивает объемный КПД 95–98%. Шестеренчатые и лопастные насосы? Они изо всех сил пытаются достичь 90%. Обычно они сидят в районе 80–85%. Что это значит для вас? Меньшая внутренняя утечка. Почти каждый насос пропускает некоторое количество жидкости через внутренние уплотнения. Но поршневые насосы сводят это проскальзывание к минимуму. Почему? Потому что их поршни очень плотно прилегают к цилиндрам. Очень мало масла утекает со стороны высокого давления обратно на сторону низкого давления. Это напрямую приводит к экономии энергии. Вашему электродвигателю или дизельному двигателю не придется работать так усердно. Вы сжигаете меньше топлива. Ваше гидравлическое масло остается холодным. Более холодное масло означает более длительный срок службы компонентов. Учитывайте следующие моменты:

• При полной нагрузке поршневые насосы тратят всего 2–5% потребляемой энергии. Шестеренчатые насосы могут терять 10–20%.

• При частичной нагрузке – зазор становится еще больше. Поршневые насосы с переменным рабочим объемом автоматически уменьшают расход, обеспечивая еще большую экономию.

• Более одного года – повышение эффективности может окупить стоимость самого насоса.

Мы видели, как владельцы заводов сократили свои счета за электроэнергию на 15%, просто перейдя на поршневые насосы. Это настоящие деньги.

Увеличенный срок службы при постоянных тяжелых нагрузках

Вы управляете своей техникой 24/7? Сталелитейные заводы делают. Пресс-линии делают. Горнодобывающее оборудование делает это. Такая среда быстро убивает обычные насосы. Но поршневой гидронасос устроен иначе. В нем используются гидродинамические подшипники . Вместо шлифовки металла по металлу движущиеся части разделяет тонкая пленка масла. Эта пленка никогда не исчезает при нормальной работе. Тогда у вас есть дренажное охлаждение корпуса . Небольшое количество масла циркулирует через корпус насоса, унося тепло. Тепло – убийца номер один для гидравлических компонентов. Удалите его, и ваш насос прослужит вам долгие годы. Вот что вы можете ожидать:

• Шестеренчатый насос на сталелитейном заводе . Возможно, потребуется ремонт каждые 6–12 месяцев.

• Лопастной насос в непрерывной эксплуатации . Часто выходит из строя в течение одного года при высоких нагрузках.

• Поршневой насос в той же роли — часто работает 3–5 лет до какого-либо серьезного обслуживания.

Нам также нравится, как легко их восстановить. Замените поршневые узлы, проверьте тарелку клапана, и вы снова в деле. Шестеренные насосы часто выбрасывают. Поршневые насосы подлежат ремонту. Это экономит ваши деньги и время простоя. Поэтому, если ваше приложение работает весь день, каждый день, не соглашайтесь на меньшее. Приобретите поршневой гидронасос. Он переживет все остальное на вашем полу.

Как правильно выбрать поршневой гидравлический насос для вашего применения

Соответствие требованиям к давлению, расходу и смещению

Выбор подходящего насоса начинается с цифр. Не угадывайте. Достаньте свой калькулятор. Сначала выясните требуемую скорость потока в л/мин или галлонах в минуту. Вы основываете это на том, насколько быстро должны двигаться ваши приводы, а также на площади цилиндра. Работает простая формула: Расход = (площадь цилиндра × скорость хода) × количество цилиндров. Звучит сложно? Это не. Большинство производителей предоставляют онлайн-калькуляторы. Затем определите максимальное давление в системе. Вот золотое правило: выбирайте насос с номиналом на 10–20 % выше вашей пиковой нагрузки. Этот запас прочности защитит вас от скачков давления. Шипы быстро убивают насосы. Давайте разберем, что вам нужно проверить:

• Расход – измеряйте его при максимальной скорости привода. Добавьте 15% на случай утечек и износа с течением времени.

• Давление . Посмотрите на самый высокий скачок в вашем цикле. Добавьте 20%. Затем выберите насос, который превышает это число.

• Рабочий объем (см3/об) – разделите требуемый расход на скорость вала насоса (об/мин). Это дает вам действительно необходимое количество кубиков/об.

Вот краткая справочная таблица для распространенных приложений:

Сопоставьте эти цифры со своей машиной. Если вы все еще не уверены, обратитесь к поставщику. Они могут посчитать за вас.

Понимание конфигурации монтажа, вала и портов

Вы нашли идеальный насос. Но прикрепится ли он к вашей системе? Стандарты монтажа имеют значение. Много. Общие из них включают SAE (Общество инженеров автомобильной промышленности), ISO (Международная организация по стандартизации) и DIN (Немецкий стандарт). Каждый из них имеет различную структуру болтов и диаметры направляющих. Типы фланцев бывают с двумя или четырьмя отверстиями. Фланцы с двумя отверстиями проще. Фланцы с четырьмя отверстиями выдерживают более высокий крутящий момент. Перед заказом проверьте существующий двигатель или фланец двигателя. Далее смотрим на вал. Опции включают в себя:

• Вал со шпонкой – классика. Для передачи крутящего момента используется металлический ключ. Легко найти, легко заменить.

• Шлицевой вал – несколько канавок вокруг вала. Выдерживает более высокий крутящий момент без изнашивания шпонок.

• Конический вал – подходит к соответствующей конической муфте. Отлично подходит для точного выравнивания, но сложнее в обслуживании.

Потоки портов сбивают с толку многих людей. Не позволяйте им. На рынке доминируют три распространенных типа:

Выберите не ту тему, и вы будете вечно гоняться за утечками. Мы рекомендуем уплотнительное кольцо SAE для большинства поршневых насосов высокого давления. Это просто работает.

Соображения по вопросам окружающей среды и совместимости жидкостей

Ваш насос живет в суровом мире. Жара, грязь, влага – все они атакуют. Начните с типа масла. Большинство поршневых гидравлических насосов успешно работают на минеральном масле (ISO VG 32, 46 или 68). Это дешево и эффективно. Но в некоторых случаях требуются специальные жидкости. Синтетические жидкости лучше переносят экстремальные температуры. Они стоят дороже, но служат дольше. Жидкости на водной основе (например, водно-гликолевые или водно-масляные эмульсии) применяются там, где пожарная безопасность имеет решающее значение – например, в шахтах или вблизи печей. Не все поршневые насосы переносят жидкости на водной основе. Сначала проверьте материалы уплотнений производителя.

Не менее важное значение имеет диапазон рабочих температур. Большинство насосов лучше всего работают при температуре от 30°C до 80°C (от 86°F до 176°F). При температуре ниже 30°C масло становится густым. Насос с трудом всасывает его. При температуре выше 80°C срок службы уплотнений быстро падает. При повышении температуры на каждые 10°C выше 80°C срок службы уплотнения сокращается вдвое. Вот что вам следует сделать:

• Холодная среда . Используйте масло с низкой вязкостью или добавьте подогреватель бака. Перед загрузкой дайте машине прогреться.

• Жаркая среда – Установите охладитель. Воздушно-масляный или водомасляный охладитель контролирует температуру.

• Грязная среда – добавьте высококачественный возвратный фильтр и крышку сапуна. Регулярно меняйте фильтры.

Мы также рекомендуем проверить пределы вязкости в паспорте насоса. В нем будет указано минимальное и максимальное значение сСт (сантистокс). Оставайтесь внутри этих цифр. Если не можете, смените тип масла или добавьте теплообменник. Если вы сделаете это заранее, вы убережете себя от дорогостоящего ремонта в будущем.

Заключение

Поршневой гидравлический насос обеспечивает высокое давление, эффективность и долговечность требовательных машин. Мы рассмотрели, как он работает, его основные типы и почему он превосходит шестеренные или пластинчатые насосы. Вы также узнали, как выбрать подходящий для вашей системы. Blince предлагает надежные поршневые гидравлические насосы, созданные для реального применения. Их конструкция поможет вам сэкономить энергию и сократить время простоя. Выбирать Blince обеспечит надежное питание вашего оборудования.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Для чего используется поршневой гидравлический насос?

Ответ: Он приводит в действие тяжелые машины, такие как экскаваторы, прессы и машины для литья под давлением.

Вопрос: Как поршневой гидравлический насос достигает высокого давления?

О: Плотно прилегающие поршни и прочные подшипники позволяют достигать давления 700 бар.

Вопрос: Почему стоит выбрать поршневой гидравлический насос вместо шестеренного насоса?

Ответ: Это обеспечивает лучшую эффективность, более высокое давление и более длительный срок службы под нагрузкой.

Вопрос: Может ли поршневой гидравлический насос работать с переменным потоком?

О: Да, модели с переменным рабочим объемом автоматически регулируют расход для экономии энергии.

Вопрос: Что следует проверить перед покупкой поршневого гидравлического насоса?

О: Подберите давление, расход, монтаж и тип жидкости в соответствии с вашей системой.