Що таке поршневий гідравлічний насос?

вступ

Вам потрібна необроблена потужність для вашого екскаватора чи преса? Поршень гідравлічний насос подає його. На відміну від шестеренчастих насосів, він витримує екстремальний тиск до 700 бар. З цієї статті ви дізнаєтесь, як це працює, основні види та чому економить енергію. Ми також допоможемо вам вибрати ідеальний насос для вашого застосування.

Як працює поршневий гідравлічний насос? – Основний принцип роботи

Роль зворотно-поступальних поршнів у витісненні рідини

Уявіть собі низку крихітних потужних поршнів, які ковзають вперед і назад всередині ідеально підібраних циліндрів. Це серце поршневого гідравлічного насоса. Кожен поршень працює як шприц. Коли він тягнеться назад, він всмоктує рідину. Це хід всмоктування . Коли він штовхається вперед, він викидає цю рідину під високим тиском. Це такт стиснення . Десятки таких інсультів трапляються щосекунди. Вони створюють плавний, постійний потік рідини під тиском. Ви отримуєте силу піднімати, штовхати або повертати важкі вантажі. Ось що кожен удар робить для вас:

• Такт всмоктування – поршень втягується, створюється розрідження, рідина надходить у циліндр.

• Такт стиснення – поршень висувається, вичавлює рідину, створює робочий тиск. Просто, правда? І неймовірно надійний.

Конструкції аксіально-поршневих насосів проти радіально-поршневих – ключові відмінності

Ви зіткнетеся з двома основними дизайнами. Дозвольте мені допомогти вам відрізнити їх. Аксіально-поршневі насоси мають поршні, розташовані паралельно приводному валу. Вони крутяться навколо нього, як на військовому параді. Така конструкція компактна і любить високі швидкості. Ви знайдете його в екскаваторах і навантажувачах. Радіально-поршневі насоси розташовують поршні як спиці навколо центрального кулачка. Вони рухаються повільніше, але створюють величезний крутний момент. Вони також працюють з незвичайними рідинами, наприклад, на водній основі. Який з них підходить для вашої машини? Ось коротка розбивка:

• Виберіть осьовий, якщо вам потрібна висока швидкість, високий тиск і компактна площа.

• Виберіть радіальний, якщо ви бігаєте на низьких швидкостях, потребуєте високого крутного моменту або використовуєте спеціальні рідини. Подумайте про свої умови експлуатації. Потім виберіть відповідний дизайн.

Як контролюється зсув (фіксований або змінний)

Ви також можете вибрати, скільки рідини подає насос за один оберт. Насос із фіксованим робочим об’ємом завжди забезпечує однаковий потік. Без метушні. Жодних коригувань. Він простий, міцний і дешевий. Ідеально підходить для механізмів, які працюють із постійною швидкістю, таких як конвеєр або невеликий прес. Але тут є заковика: якщо вашій машині не потрібен повний потік протягом усього дня, ви витрачаєте енергію. Надлишок рідини перетворюється на тепло. А змінного об’єму насос вирішує це. Для зміни довжини ходу поршня використовується продумана нахилена пластина всередині – перекидна пластина. Коли вам потрібно менше енергії, він автоматично зменшує потік. Зверніть увагу на такі моменти:

• Плюси фіксованого об’єму – нижча вартість, менше деталей, надійність для постійних навантажень.

• Переваги змінного об’єму – економія палива, менше тепла, довший термін служби компонентів. Ви економите паливо, а ваша система працює холодніше. З цієї причини більшість сучасного обладнання використовує змінний об’єм. Вибір фіксований для бюджетних збірок. Виберіть змінну для ефективності та довгострокової економії.

Які основні типи поршневих гідравлічних насосів використовуються в промисловості?

Аксіально-поршневі насоси – найпоширеніший вибір для високого тиску

Ви побачите аксіально-поршневі насоси скрізь у важкій техніці. Вони є робочими конячками світу гідравліки. чому Тому що вони створюють серйозний тиск у невеликому просторі. Існує два основних підтипи. Конструкція перекидної пластини використовує нахилену пластину, щоб штовхати поршні всередину та назовні, коли блок циліндрів обертається. Він простий, надійний і простий в управлінні. Конструкція зігнутої осі нахиляє весь блок циліндрів відносно приводного валу. Ця версія працює ще плавніше на високих швидкостях. Обидва забезпечують тиск до 450–700 бар. Їх об'ємний ККД перевищує 95%. Це означає дуже мало витраченої енергії. Де ти їх знаходиш? Подивіться на екскаватори, які копають ґрунт, машини для лиття під тиском, що пресують пластик, або гідравлічні преси, що формують металеві частини. Ось короткий знімок того, що робить їх особливими:

Ми любимо осьові насоси, тому що вони забезпечують високу потужність, не займаючи багато місця. Вони також випускаються у версіях зі змінним об’ємом. Це економить паливо та зменшує тепло.

Радіально-поршневі насоси – коли низька швидкість і високий крутний момент мають значення

Тепер поговоримо про повільний і стабільний варіант. По-різному працюють радіально-поршневі насоси. Їхні поршні сидять навколо центрального розподільного вала, як спиці на колесі візка. Коли кулачок обертається, кожен поршень рухається всередину та назовні. Ця конструкція блищить на низьких швидкостях обертання – ми говоримо від 10 до 100 об/хв. Навіть під час повзання він залишається ефективним. Жоден інший тип насоса не справляється так добре. Радіальні насоси також люблять роботу з високим тиском і низьким потоком. Вони без нарікань справляються з водно-гліколевими рідинами. Це робить їх ідеальними для особливих умов, таких як шахти або морські умови. Розглянемо ці випадки використання в реальному світі:

• Випробувальні установки – потрібен точний тиск при низькій витраті? Подають радіальні насоси.

• Потужні безперервні преси – вони працюють протягом кількох днів без перегріву.

• Морський рульовий механізм – низька швидкість, високий крутний момент і надійність мають найбільше значення на воді.

Ви також отримуєте від них дуже низький рівень шуму та вібрації. Якщо ваша машина працює повільно, але потребує великої сили, радіально-поршневий насос стане вашим найкращим другом. Вони коштують дорожче осьових видів. Але для правильного застосування вони варті кожного долара.

Фіксований або змінний робочий об’єм – який з них підходить вашій системі?

Ось рішення, з яким стикається кожен дизайнер. Ви обираєте постійний чи змінний об’єм? Насоси з фіксованим об’ємом переміщують однакову кількість рідини за кожний оберт. Без змін. Без сюрпризів. Вони прості і жорсткі. Ви знайдете їх у базових гідравлічних агрегатах, дровоколах або малих пресах. Перевага? Менша початкова вартість і менше речей, які потрібно зламати. Мінус? Якщо вашій системі не потрібен повний потік, додаткова рідина надходить через запобіжний клапан. Це витрачає енергію та створює тепло.

Насоси зі змінною продуктивністю розумніші. Вони використовують перекидну пластину або механізм зігнутої осі для зміни довжини ходу поршня на ходу. Коли вам потрібен менший потік, він нахиляє тарілку та автоматично зменшує вихід. Це економить паливо або електроенергію. Це також зберігає ваш масляний радіатор. Сучасні екскаватори, колесні навантажувачі та машини для лиття під тиском використовують змінний робочий об’єм. Перегляньте це порівняння, щоб побачити, що підходить вашій ситуації:

Ми рекомендуємо фіксоване зміщення для економічного застосування в стаціонарному режимі. Виберіть змінний робочий об’єм, коли ваша машина перемикається між холостим ходом, частковим навантаженням і повною потужністю. Це рік за роком знижуватиме ваші експлуатаційні витрати.

Чому варто вибрати поршневий гідравлічний насос замість інших гідравлічних насосів?

Вищий тиск у порівнянні з зубчастими та пластинчастими насосами

Давайте будемо чесними: іноді вам потрібен просто сильний тиск. Максимальний тиск шестеренчастих насосів становить близько 250 бар. Лопаткові насоси? Вони дають близько 200 бар. Але поршневий гідравлічний насос? Це сміється з цих цифр. Ви отримуєте 350 бар як вихідну точку. Багато хто досягає 700 бар. Як він справляється зі стресом? Виділяють три причини. По-перше, міцні підшипники витримують великі навантаження без збоїв. По-друге, циліндри з високою точністю тримають внутрішні зазори надзвичайно жорсткими. По-третє, конструкція поршня рівномірно розподіляє зусилля по міцних металевих поверхнях. Без слабких місць. Без раптових збоїв. Якщо для вашого застосування потрібна серйозна потужність, як-от штампувальний прес або потужна машина для лиття під тиском, ви просто не можете покладатися на зубчасту або лопатеву технологію. Вони потечуть, тріснуть або просто здадуться. Ми бачимо, як це відбувається постійно. Тож зробіть собі послугу: підберіть номінальний тиск до ваших реальних потреб. Ось що насправді може забезпечити кожен тип насоса:

Ви хочете той, що в нижньому ряду. Воно ніколи не відступає.

Висока об'ємна ефективність і енергозбереження

Тиск - це ще не все. Ефективність також має значення. Поршневий гідравлічний насос забезпечує 95–98% об’ємної ефективності. Шестеренчасті та лопатеві насоси? Вони намагаються досягти 90%. Зазвичай вони сідають на 80–85%. Що це означає для вас? Менше внутрішніх витоків. Майже кожен насос пропускає рідину через внутрішні ущільнення. Але поршневі насоси зводять це ковзання до мінімуму. чому Тому що їхні поршні так щільно прилягають до циліндрів. Дуже мало масла витікає зі сторони високого тиску назад у сторону низького тиску. Це безпосередньо означає економію енергії. Ваш електродвигун або дизельний двигун не повинні працювати так важко. Ви спалюєте менше палива. Ваша гідравлічна олива залишається холоднішою. Більш холодне масло означає довший термін служби компонентів. Зверніть увагу на такі моменти:

• При повному навантаженні поршневі насоси витрачають лише 2–5% споживаної енергії. Шестеренні насоси можуть витрачати 10–20%.

• При частковому навантаженні – зазор стає ще ширшим. Поршневі насоси зі змінним об’ємом автоматично зменшують потік, заощаджуючи ще більше.

• Протягом одного року – це підвищення ефективності може окупити сам насос.

Ми бачили, як власники фабрик скоротили свої рахунки за електроенергію на 15%, просто перейшовши на поршневі насоси. Це справжні гроші.

Подовжений термін служби при постійних великих навантаженнях

Ви працюєте з машиною 24/7? Металургійні заводи роблять. Прес лінії зробити. Гірничодобувне обладнання робить. Ці середовища швидко вбивають звичайні насоси. Але поршневий гідронасос влаштований інакше. Він використовує гідродинамічні підшипники . Замість шліфування металу по металу тонка плівка олії відокремлює рухомі частини. Ця плівка ніколи не зникає за нормальної роботи. Тоді у вас є система охолодження корпусу . Невелика кількість масла циркулює через корпус насоса, відводячи тепло. Тепло є вбивцею номер один для гідравлічних компонентів. Видаліть його, і ваш насос прослужить роки довше. Ось що ви можете очікувати:

• Шестеренчастий насос на сталеливарному заводі – може знадобитися реконструкція кожні 6–12 місяців.

• Лопатевий насос безперервно працює – часто виходить з ладу протягом одного року під великим навантаженням.

• Поршневий насос у тій самій ролі – часто працює 3–5 років перед будь-яким серйозним обслуговуванням.

Нам також подобається, як легко їх відновити. Замініть поршневі вузли, перевірте пластину клапана, і ви знову в справі. Шестеренні насоси часто викидають. Ремонт поршневих насосів. Це економить ваші гроші та час простою. Тож якщо ваша програма працює цілий день, щодня, не погоджуйтесь на менше. Отримайте поршневий гідравлічний насос. Він переживе все інше на вашій підлозі.

Як правильно вибрати поршневий гідравлічний насос для вашого застосування

Відповідність вимогам щодо тиску, потоку та об’єму

Вибір правильного насоса починається з цифр. Не вгадайте. Дістань свій калькулятор. Спочатку визначте необхідну швидкість потоку в л/хв або GPM. Це залежить від швидкості руху приводів і площі циліндра. Працює проста формула: витрата = (площа циліндра × швидкість ходу) × кількість циліндрів. Звучить хитро? Це не так. Більшість виробників пропонують онлайн-калькулятори. Далі визначте максимальний тиск у системі. Ось золоте правило: вибирайте насос, потужність якого на 10–20% перевищує вашу пікову потребу. Цей запас надійності захищає вас від стрибків тиску. Шипи швидко вбивають насоси. Давайте розберемо, що вам потрібно перевірити:

• Швидкість потоку – виміряйте його на найвищій швидкості приводу. Додайте 15% для витоків і зносу з часом.

• Тиск – подивіться на найвищий сплеск у вашому циклі. Додайте 20%. Потім виберіть насос, який перевищує це число.

• Робочий об’єм (куб.см/об) – розділіть необхідний потік на швидкість вала насоса (об/хв). Це дає вам необхідну кількість кубічних сантиметрів/оборотів.

Ось коротка довідкова таблиця для типових програм:

Зіставте ці цифри з вашою машиною. Якщо ви все ще не впевнені, зверніться до постачальника. Вони можуть підрахувати за вас.

Розуміння конфігурацій кріплення, валу та портів

Ви знайшли ідеальний насос. Але чи приєднається він до вашої системи? Стандарти монтажу мають значення. багато. До поширених належать SAE (Товариство автомобільних інженерів), ISO (Міжнародна організація стандартизації) і DIN (німецький стандарт). Кожна з них має різні шаблони болтів і діаметри керма. Типи фланців мають два або чотири отвори. Фланці з двома отворами простіше. Фланці з чотирма отворами витримують більший крутний момент. Перед замовленням перевірте існуючий двигун або фланець двигуна. Далі подивіться на вал. Опції включають:

• Ключовий вал – класика. Для передачі крутного моменту використовується металевий ключ. Легко знайти, легко замінити.

• Шліцьовий вал – кілька канавок навколо валу. Витримує високий крутний момент без зношування шпонок.

• Конічний вал – підходить до відповідної конічної муфти. Чудово підходить для точного вирівнювання, але складніше в обслуговуванні.

Потоки портів заплутують багатьох людей. Не дозволяйте їм. На ринку домінують три типи:

Вибери не ту нитку, і ти вічно будеш ганятися за витоками. Ми рекомендуємо ущільнювальне кільце SAE для більшості застосувань поршневих насосів високого тиску. Це просто працює.

Міркування щодо навколишнього середовища та сумісності рідин

Ваш насос живе в суворому світі. Тепло, бруд, волога – усе вони атакують. Почніть з типу масла. Більшість поршневих гідравлічних насосів успішно працюють на мінеральному маслі (ISO VG 32, 46 або 68). Це дешево і ефективно. Але для деяких застосувань потрібні спеціальні рідини. Синтетичні рідини краще витримують екстремальні температури. Вони коштують дорожче, але служать довше. Рідини на водній основі (наприклад, водно-глікольні або водно-масляні емульсії) застосовуються там, де протипожежна безпека є надзвичайно важливою – наприклад, у шахтах або поблизу печей. Не всі поршневі насоси витримують рідини на водній основі. Спочатку перевірте матеріали ущільнень виробника.

Діапазон робочих температур має таке ж значення. Більшість насосів найкраще працюють при температурі від 30°C до 80°C (від 86°F до 176°F). Нижче 30°C олія стає густою. Насос намагається всмоктати його. При температурі вище 80°C термін служби ущільнення швидко падає. Кожні 10°C вище 80°C скорочують термін служби ущільнення вдвічі. Ось що ви повинні зробити:

• Холодне середовище – використовуйте оливу з низькою в’язкістю або додайте нагрівач бака. Перед завантаженням дайте машині прогрітися.

• Гаряче середовище – встановіть охолоджувач. Охолоджувач повітря-масло або вода-масло підтримує температуру під контролем.

• Брудне середовище – додайте високоякісний зворотний фільтр і вентиляційний ковпачок. Регулярно міняйте фільтри.

Ми також рекомендуємо перевірити межі в'язкості в паспорті насоса. У ньому буде зазначено мінімальний і максимальний сСт (сантистокси). Залишайтеся в цих цифрах. Якщо ви не можете змінити тип масла або додати теплообмінник. Зробивши це заздалегідь, ви позбавитеся від дорогого ремонту пізніше.

Висновок

Поршневий гідравлічний насос забезпечує високий тиск, ефективність і довговічність для вимогливих машин. Ми дослідили, як він працює, його основні типи та чому він перевершує зубчасті або пластинчасті насоси. Ви також дізналися, як вибрати правильний для вашої системи. Blince пропонує надійні поршневі гідравлічні насоси, розроблені для реальних застосувань. Їх конструкції допомагають економити енергію та скорочувати час простою. Виберіть Blince для впевненого живлення вашого обладнання.

FAQ

З: Для чого використовується поршневий гідравлічний насос?

A: Він приводить в дію важкі машини, такі як екскаватори, преси та машини для лиття під тиском.

З: Як поршневий гідравлічний насос досягає високого тиску?

A: Щільні поршні та міцні підшипники дозволяють досягати 700 бар.

Питання: Чому варто вибрати поршневий гідравлічний насос замість шестеренного?

A: Це забезпечує кращу ефективність, вищий тиск і довший термін служби під навантаженням.

З: Чи може поршневий гідравлічний насос працювати зі змінним потоком?

A: Так, моделі зі змінним об’ємом автоматично регулюють потік для економії енергії.

Q: Що я повинен перевірити, перш ніж купувати поршневий гідравлічний насос?

A: Підберіть тиск, потік, монтаж і тип рідини до вашої системи.