Как работают гидравлические насосы, типы

Как работают гидравлические насосы

Оглавление

Что такое гидравлический насос?
Гидравлический насос преобразует механическую энергию от первичного двигателя в гидравлическую энергию, создавая поток. Давление в системе возникает за счет сопротивления потока; насос не создает давление. Жесткие допуски обеспечивают самовсасывание и работу при высоком давлении.

Как это работает

Вращающийся элемент создает низкое давление на входе, атмосферное давление выталкивает жидкость из резервуара в насос. Вращающиеся камеры направляют жидкость к выходу, обеспечивая поток в контуре. Блокировка выходного отверстия вызывает опасные скачки давления, которые могут повредить насос.

Классы насосов

Насосы с принудительным вытеснением и насосы без принудительного вытеснения. Насосы с положительным рабочим объемом перемещают почти фиксированный объем за оборот с минимальным проскальзыванием, идеальны для гидравлики высокого давления. Неподвижные насосы допускают проскальзывание; подача изменяется в зависимости от ограничения на выходе, что подходит для задач циркуляции.

Распространенные типы

Насосы объемного типа, используемые в промышленной гидравлике, включают в себя шестерня, лопастные и поршневые; для циркуляции используются неподвижные (гидродинамические) насосы. Вытеснение может быть фиксированным или переменным; в переменных конструкциях изменяется геометрия камеры (например, поворотная пластина).

Шестеренные насосы

Внешний шестеренчатый насос - Две внешние цилиндрические шестерни создают всасывание на входе и перемещают жидкость по корпусу. Фиксированный объем; типичное давление 150-300 бар (≈ 2175-4350 PSI). Простой, надежный, экономичный; эффективность и шум умеренные.

Внутренний шестеренчатый насос - Внутренне-внешняя зубчатая пара в компактном исполнении улучшает всасывание и снижает уровень шума; широко используется в промышленных/мобильных системах. Типовое давление до ~400 бар (≈ 5800 PSI) в зависимости от серии продукта.

Опции: одинарные, двунаправленные и двойные (HI-LO) комплекты передач; размеры групп стандартизированы для интеграции.

Лопастные насосы

Конструкции одинарного и двойного действия; скользящие лопатки в кулачковом кольце создают попеременное увеличение/уменьшение объема камеры. Фиксированный или переменный объем. Типичное давление 70-200 бар (≈ 1015-2900 PSI). Низкий уровень шума, плавный поток; требуется более чистое масло и точная настройка.

Подходит для станков и систем, в которых приоритет отдается акустическому комфорту и стабильному потоку.

Поршневые насосы

Аксиальный поршень (поворотная плита) - Поршни расположены вокруг блока цилиндров; угол наклона пластин задает рабочий объем (фиксированный или переменный). Высокая эффективность; типичное давление 250-350 бар+ (≈ 3625-5075 PSI). Поддерживает компенсацию давления/расхода и управление с учетом нагрузки.

Радиальный поршень - Поршни расположены радиально; очень высокое давление при низких расходах для тяжелых систем. Специализированные конструкции могут достигать ~650 бар (≈ 9427 PSI).

Плюсы/минусы: высочайшая эффективность и способность выдерживать давление; более высокая стоимость и требования к чистоте/точности обслуживания.

Ручные насосы

Ручные объемные насосы, используемые для аварийного/резервного питания или ввода в эксплуатацию; простые и надежные, с низким расходом и давлением, управляемым оператором.

Неположительные (гидродинамические) насосы

Расход изменяется в зависимости от ограничения на выходе благодаря преднамеренному проскальзыванию; подходит для задач циркуляции и охлаждения, а не для гидравлики высокого давления.

Как определить размер насоса

  1. Определите максимальное рабочее давление на приводе (Bar/PSI).
  2. Определите требуемый расход для заданной скорости (LPM/GPM), затем рассчитайте объем, если необходимо.
  3. Проверьте тип жидкости, ее вязкость и температурный режим; рассчитайте всасывание так, чтобы избежать кавитации.
  4. Установите соответствие между тяговым электродвигателем и рабочим циклом (IEC 60034-1, S3/S4) и тепловым режимом.
  5. Выберите объем (фиксированный или переменный), управление (давление/расход/чувствительность к нагрузке), порты/манифольд и класс фильтрации.

Быстрые преобразования

  • 1 ГПМ ≈ 3,785 л/мин
  • 1 бар ≈ 14,5038 PSI

Шестерня vs лопасть vs поршень: Инженерное сравнение

ХарактеристикаШестерняФлюгерПоршень
Типичное давление150-300 барБар 70-200250-350 бар+
ЭффективностьУмеренныйУмеренно-высокийВысокий
ШумУмеренныйНизкий-умеренныйУмеренный
СтоимостьНизкий-умеренныйУмеренныйВыше
Техническое обслуживаниеНизкийУмеренныйВыше
Параметры управленияВ основном фиксированное перемещениеФиксированные/переменные опцииФиксированный/переменный (поворотная пластина)
Типичное использованиеПромышленная/мобильная техника общего назначенияМалошумные системы с плавным ходомВысокое давление и регулируемое управление

Заключение: Выберите редуктор для надежной работы в общем режиме, лопастной - для низкого уровня шума и плавного потока, поршневой - для высокого давления и регулируемого управления.

Подробные сравнительные таблицы

Шестеренные насосы с внешним и внутренним зацеплением

АтрибутВнешняя передачаВнутренняя передача
МакетДве внешние цилиндрические шестерниВнутренняя и внешняя зубчатая пара
Типичное давление150-300 барДо ~400 бар (в зависимости от серии)
ШумУмеренныйНижний
Производительность всасыванияСтандартУлучшенный
ПеремещениеИсправленоИсправлено
СтоимостьНижнийУмеренный
ПриложенияОбщепромышленные/мобильныеПромышленные/мобильные, компактные компоновки

Лопастные насосы одинарного и двойного действия

АтрибутОдноразовыйДвойное действие
Циклы на оборотОдно всасывание + одно нагнетаниеДва всасывания + два нагнетания
Пульсация потокаВышеНижний
ШумНизкий-умеренныйНижний
Диапазон давления~70-200 бар~70-200 бар
Параметры управленияФиксированный или переменныйФиксированный или переменный
Техническое обслуживаниеУмеренный (износ лопастей)Умеренный (больше деталей)

Аксиальные и радиальные поршневые насосы

АтрибутОсевой (поворотная плита)Радиальный
Возможность работы под давлением250-350 бар+Очень высокая (специализированная до ~650 бар)
Характеристики потокаВысокие потоки, компактностьНизкий расход, очень высокое давление
Управление перемещениемФиксированный или переменный (угол поворота)Как правило, фиксированные; специализированные средства управления
ЭффективностьВысокийВысокий
Стоимость и обслуживаниеВыше; прецизионные деталиВыше; прецизионные детали
Типичные примененияСистемы высокого давления с переменным управлениемСверхмощные системы, требующие экстремального давления

Переменный и фиксированный объем

АтрибутПеременнаяИсправлено
ЭнергоэффективностьБолее высокая при переменных нагрузкахХорошо работает при постоянной нагрузке
СложностьВыше (контроль, компенсация)Нижний
Требование к чистотеЖесткийУмеренный
Первоначальная стоимостьВышеНижний
Параметры управленияЧувствительность к нагрузке, компенсация давления/расходаВключение/выключение, поток на основе скорости
Лучшие примеры использованияКолеблющаяся обязанность, приоритет эффективностиПростота, приоритет стоимости

Переменный и фиксированный объем

Плюсы (переменные): Повышенная энергоэффективность при переменной нагрузке; поддержка функции определения нагрузки и пропорционального управления.

Cons (переменная): Более высокая сложность и стоимость; более жесткие требования к чистоте и настройке.

Сопоставление приложений

  • Мобильное оборудование (хвостовые подъемники, ножничные платформы): Насосы постоянного тока, компактные коллекторы, Устойчивые к вибрации порты.
  • Промышленное оборудование (станки, прессы): более высокий контроль давления, класс фильтрации по чувствительности компонентов.
  • Морские системы: коррозионностойкие материалы, герметичные соединители, минимальное количество внешних трубопроводов.
 
 
Поделиться сообщением:

Сила Гидрата

Hydrath Power - ваш профессиональный партнер по гидравлическим силовым установкам в Китае, готовый ответить на ваши вопросы о гидравлических силовых установках и таких компонентах, как блоки коллекторов и гидравлические картриджные клапаны. Если вам нужна поддержка или руководство, пожалуйста, обращайтесь в Hydrath Power напрямую.

Похожие посты

Почему гидравлический силовой агрегат перегревается при многократных циклах работы?

Нагрев гидравлического силового агрегата обычно указывает на то, что система преобразует энергию в тепло быстрее, чем может её отвести. Используйте этот контрольный список, в первую очередь, для проверки давления, расхода байпаса, рабочего цикла, охлаждения и состояния жидкости перед заменой компонентов.

Читать далее
Оценка состояния гидравлической системы по цвету масла

Цвет гидравлической жидкости: о чем он свидетельствует в отношении состояния системы

Почему цвет имеет значение в гидравлических системах. Проверка цвета проводится бесплатно, занимает около десяти секунд и не требует никаких инструментов. Вам просто нужно

Читать далее

Символы гидравлических насосов: Полное руководство по чтению схемных обозначений

Базовый символ насоса Базовый символ гидравлического насоса состоит из: Круг: Стандартная граница компонента Сплошной треугольник: Указывает на гидравлику (заполнен) по сравнению с

Читать далее

Ищете надежные гидравлические решения?

Наши специалисты по проектированию окажут вам поддержку в любое время.
Прокрутить к верху

Свяжитесь с нами