Как выбрать идеальный гидравлический насос для вашей системы

Существует несколько разных категорий гидравлических насосов, каждый со своими возможностями и ограничениями. Попытка решить, какой тип насоса вам нужен для применения в гидравлической системе может быть сложной, но базовые знания самых распространенных типов гидравлических насосов — хорошее начало.

Основы гидравлических насосов

Цель гидравлического насоса — перемещать гидравлическую жидкость через гидравлическую систему, действуя очень похоже на биющее сердце системы. Есть две вещи, общие для всех гидравлических насосов: (1) они обеспечивают гидравлический расход другим компонентам (например, гидравлическим цилиндрам, моторам, цилиндрам) внутри гидравлической системы, и (2) они создают расход, который в свою очередь генерирует давление, когда есть сопротивление потоку. Кроме того, большинство гидравлических насосов приводятся двигателем и включают предохранительный клапан как тип защиты от перегрузки по давлению. Три самых распространенных типа гидравлических насосов в настоящее время используются: шестеренные, поршневые и лопастные.

Шестеренные насосы

В шестеренном насосе гидравлическая жидкость застревает между корпусом насоса и областями между зубами двух зацепляющихся шестерен насоса. Приводной вал используется для привода одной шестерни, пока другая остается бездействующей, пока не зацепится с ведущей шестерней. Эти насосы — то, что известно как фиксированный объем или положительный смещения, потому что каждый оборот вала смещает тот же объем гидравлической жидкости при том же давлении. Существует два основных типа шестеренных насосов, внешние и внутренние, которые будут обсуждены через мгновение.

Шестеренные насосы компактны, делая их идеальными для применений, включающих ограниченное пространство. Они также просты в конструкции, делая их легче для ремонта и обслуживания. Обратите внимание, что шестеренные насосы обычно демонстрируют наивысшую эффективность при работе на максимальной скорости. В общем, внешние шестеренные насосы могут производить более высокие уровни давления (до 210 бар / 3000 psi) и больший расход, чем лопастные насосы.

Внешние шестеренные насосы

Внешние шестеренные насосы часто встречаются в близкосцепленных (close-coupled) конструкциях, где шестеренной насос и гидравлический мотор имеют общую крепеж и общий вал. Во внешнем шестеренном насосе поток жидкости происходит вокруг внешней стороны пары зацепляющихся внешних прямых шестерен. Гидравлическая жидкость движется между корпусом насоса и шестернями для создания чередующихся зон всасывания и выдавливания, необходимых для потока жидкости.

Внешние шестеренные насосы могут обеспечивать очень высокие давления (до 210 бар / 3000 psi), работать на высоких скоростях (3000 об/мин) и работать тише, чем внутренние шестеренные насосы. Когда шестеренные насосы проектируются для обработки еще более высоких давлений и скоростей, однако, они будут очень шумными, и могут потребоваться специальные предосторожности.

Внешние шестеренные насосы часто используются в приложениях для подъема тяжестей, а также в областях, где электрическое оборудование было бы либо слишком громоздким, неудобным или дорогостоящим. Внешние шестеренные насосы также можно найти на некоторых сельскохозяйственных и строительных машинах для питания их гидравлических систем.

Внутренние шестеренные насосы

Во внутреннем шестеренном насосе действие зацепления внешних и внутренних шестерен работает с полумесяцевидным секторным элементом для генерации потока жидкости. Внешняя шестерня имеет зубы, направленные внутрь, а внутренняя шестерня — зубы, направленные наружу. По мере того как эти шестерни вращаются и зацепляются и расцепляются, они создают зоны всасывания и выдавливания, причем сектор действует как барьер между этими зонами. Геротор — специальный тип внутреннего шестеренного насоса, устраняющий необходимость в секторном элементе за счет использования тройкоидальных шестерен для создания зон всасывания и выдавливания.

В отличие от внешних шестеренных насосов, внутренние шестеренные насосы не предназначены для высоконапорных применений; однако они генерируют поток с очень малой пульсацией. Они не так широко используются в гидравлике, как внешние шестеренные насосы; однако они используются с маслами смазки и топливными маслами и хорошо работают для дозирующих применений.

Поршневые насосы

В поршневом насосе возвратно-поступательные поршни используются для чередования генерации всасывания и выдавливания. Есть два разных способа категоризации поршневых насосов: то, являются ли их поршни осево или радиально установленными, и то, является ли их смещение фиксированным или переменным.

Поршневые насосы могут выдерживать более высокие давления, чем шестеренные или лопастные насосы даже при сопоставимых смещениях, но они склонны быть более дорогими в терминах начальной стоимости. Они также более чувствительны к загрязнению, но следование строгим гидравлическим чистотным рекомендациям и фильтрация любой гидравлической жидкости, добавляемой в систему, могут решить большинство проблем загрязнения.

Осевой поршневой насос

В осевом поршневом насосе, иногда называемом встроенным осевым насосом, поршни выровнены с осью насоса и расположены внутри кругового цилиндрического блока. С одной стороны цилиндрического блока находятся входной и выходной порты, а с другой — наклонная косоватая пластина (swashplate). По мере вращения цилиндрического блока поршни движутся внутрь и наружу цилиндрического блока, таким образом создавая чередующиеся всасывание и выдавливание гидравлической жидкости.

Осевые поршневые насосы идеальны для высоконапорных, высокообъемных применений и часто можно найти их, питающих критически важные гидравлические системы, такие как реактивные самолеты.

Косовоосевые насосы (Bent-Axis)

В косовоосевом поршневом насосе (который многие считают подтипом осевого поршневого насоса) насос состоит из двух сторон, встречающихся под углом. На одной стороне приводной вал вращает цилиндрический блок, содержащий поршни, которые соответствуют буровым на другой стороне насоса. По мере вращения цилиндрического блока расстояния между поршнями и клапанной поверхностью варьируются, таким образом достигая необходимого всасывания и выдавливания.

Эти насосы спроектированы для тяжелых рабочих циклов, таких как гидростатические трансмиссии и силовая техника.

Радиальный поршневой насос

В радиальном поршневом насосе поршни лежат перпендикулярно оси насоса и расположены радиально, как спицы колеса, вокруг эксцентрично расположенного кама. Когда приводной вал вращается, каме движется и толкает пружинно-загруженные поршни внутрь при прохождении мимо них. У каждого из этих поршней свой собственный входной и выходной порты, ведущие в камеру. Внутри этой камеры находятся клапаны, контролирующие выпуск и прием гидравлической жидкости.

Радиальные поршневые насосы часто используются в станках и как источник питания для гидравлических систем, таких как цилиндры.

Фиксированное смещение vs Переменное смещение

В насосе с фиксированным смещением объем жидкости, выдавливаемой в каждом возвратно-поступательном движении, одинаков. Однако в насосе с переменным смещением изменение угла регулируемой косоватой пластины может увеличить или уменьшить объем выдавливаемой жидкости. Эта конструкция позволяет варьировать скорость системы без необходимости менять скорость двигателя.

Лопастные насосы

Когда входной вал лопастного насоса вращается, жесткие лопасти, установленные на эксцентричном роторе, подбирают гидравлическую жидкость и транспортируют её к выходу насоса. Область между лопастями увеличивается на стороне всасывания, когда гидравлическая жидкость втягивается внутрь насоса и уменьшается на стороне выдавливания для выталкивания гидравлической жидкости через выходной порт. Лопастные насосы могут быть либо фиксированным, либо переменным смещением, как обсуждалось для поршневых насосов.

Лопастные насосы используются в служебных автомобилях (таких как с аэриальными лестницами или ковшами), но не так распространены сегодня, будучи замененными компактными, долговечными шестеренными насосами. Это не означает, однако, что они больше не используются. Они не спроектированы для выдерживания высоких давлений, но они могут генерировать хороший вакуум и даже работать «насухо» короткие периоды времени.

Выбор насоса

Есть другие ключевые аспекты выбора правильного гидравлического насоса, выходящие за рамки решения о том, какой тип лучше адаптирован к вашему применению. Эти характеристики насоса включают:

• Тип гидравлической жидкости, который будет использоваться
• Рабочая скорость в об/мин
• Максимальное рабочее давление
• Фиксированное или переменное смещение
• Расход (который связан со скоростью насоса в об/мин, эффективностью насоса и смещением)
• Крутящий момент и кривые мощности

Однако ваша отправная точка всегда будет типом мотора, который вам нужен.

Заключение

Выбор насоса может быть очень сложным, но хорошее место для начала — посмотреть на тип насоса, который вам нужен. Лопастные насосы в значительной степени заменены компактными, долговечными шестеренными насосами, при этом внешние шестеренные насосы лучше работают для высокого давления и рабочих скоростей, в то время как внутренние шестеренные насосы способны генерировать поток с очень малой пульсацией. Однако лопастные насосы всё еще хороши для создания эффективного вакуума и могут работать даже когда сухие на короткие периоды времени. Поршневые насосы в целом более мощные, но в то же время более восприимчивы к загрязнению.

MAC Hydraulics

Будь то насос нужен для сурового мира горного дела, стерильного мира пищевой и напиточной переработки или миссионно-критической авиапромышленности, MAC Hydraulics может помочь вам с выбором, установкой, обслуживанием и ремонтом правильного насоса для удовлетворения потребностей вашей гидравлической системы. В случае поломки, наши высококвалифицированные техники могут отлаживать и ремонтировать ваш насос — независимо от того, кто производитель. Мы также предлагаем нарядные услуги, включающие общие ремонты, профилактическое обслуживание, смазку, очистку, давление тестирование и настройку. Свяжитесь с MAC Hydraulics сегодня для всех ваших потребностей в ремонте гидравлических насосов!