Na stanowisku testowym jednostka napędowa o wydajności 24 gal/min utrzymywała cylinder pod ciśnieniem 2000 psi. Cylinder się nie poruszał, ale temperatura oleju wzrosła o 18°F w ciągu 20 minut, ponieważ zawór nadmiarowy przepuszczał większość przepływu. Prawidłowo ustawiona pompa hydrauliczna o zmiennym wydatku zmniejszyłaby wydatek do 8 gal/min potrzebnych w obwodzie, odcinając zarówno przepływ obejściowy, jak i ciepło.
Ten przykład podaje praktyczną zasadę: pompa o zmiennym wydatku nie jest automatycznie wydajna. Oszczędza energię tylko wtedy, gdy tryb sterowania, ustawienie ciśnienia i cykl pracy odpowiadają maszynie.
Jak pompa hydrauliczna o zmiennym wydatku zmienia przepływ
Wyporność to objętość oleju przemieszczana na obrót. Przepływ to przemieszczenie razy prędkość wału, skorygowane pod kątem wydajności objętościowej. Pompa stała ma ustaloną wydajność. Pompa o zmiennej wydajności zmienia wydatek podczas pracy: pompa łopatkowa przesuwa swój pierścień krzywkowy, aby zmienić mimośród, podczas gdy pompa tłokowa osiowa zmienia kąt tarczy sterującej.
Ciśnienie wylotowe pochodzi z oporu przepływu, a nie samej pompy. Zawór nadmiarowy nadal chroni obwód. Sterowanie zmienne decyduje o wielkości przepływu wysyłanej przez pompę w przypadku zmiany ciśnienia i zapotrzebowania. Dlatego pompa może wytworzyć pełne ciśnienie i nadal się przegrzewać: może pracować przy maksymalnej wydajności, gdy maszyna potrzebuje jedynie utrzymania przepływu.
Stałe a zmienne: skąd pochodzi ciepło
Przy stałym przemieszczeniu nadmiar przepływu musi gdzieś uchodzić. W obwodzie podtrzymującym przechodzi przez zawór nadmiarowy i zamienia energię ciśnienia w ciepło. Pompa o zmiennej wydajności może zmniejszyć pojemność skokową w celu dopasowania do zapotrzebowania, dzięki czemu mniej oleju przepływa przez ulgę. Korzyści są największe, gdy maszyna trzyma, zaciska lub czeka pomiędzy ruchami.
| Rozpatrzenie | Pompa o stałej wydajności | Pompa o zmiennym wydatku |
|---|---|---|
| Przemieszczenie | Ustawiane na podstawie geometrii pompy | Regulowany za pomocą pierścienia krzywkowego lub tarczy sterującej |
| Przepływ z określoną prędkością | Prawie stale | Zależy od kontroli i zapotrzebowania |
| Ciepło podczas długich trzymań | Wysoki, jeśli przepływ omija ulgę | Opuść, gdy pompa ulegnie zniszczeniu |
| Koszt początkowy | Zwykle niższy | Wyższa, zwłaszcza przy sterowaniu elektronicznym |
| Wrażliwość na zanieczyszczenia | Bardziej wybaczający | Kryzy sterujące i części serwomechanizmu wymagają czystego płynu |
| Najlepsze dopasowanie | Stały przepływ, proste obwody | Obciążenia zmienne, trzymające, wielofunkcyjne |
W pierwszym przykładzie prędkość 16 gal/min przekraczająca ulgę przy ciśnieniu 2000 psi odpowiada w przybliżeniu 18,7 koni mechanicznych hydraulicznemu, czyli około 14 kW, na całej długości ładowni. Pompa, która reguluje wydajność do 8 gal/min, usuwa większość ciepła obejściowego. Oszczędności przejawiają się w niższej temperaturze oleju, mniejszym zapotrzebowaniu na chłodnicę i niższej mocy silnika lub silnika.
Dopasuj sterowanie do cyklu pracy
Korpus pompy to tylko połowa wyboru. Sterowanie decyduje, kiedy pompa wykona skok lub zniszczy, a ta sama pompa może zachowywać się inaczej w przypadku dwóch opcji sterowania.
- Kompensacja ciśnienia: zmniejsza przemieszczenie po ustalonym ciśnieniu; pasuje do zaciskania i trzymania. Ustaw rozsądną strefę nieczułości, bo inaczej będzie polować.
- Wykrywanie obciążenia: utrzymuje margines ciśnienia powyżej najwyższego obciążenia; powszechne w wielofunkcyjnych maszynach mobilnych. Długie linie zmysłowe lub powietrze mogą powodować spowolnienie.
- Kontrola przepływu: utrzymuje ustawiony przepływ w granicach; przydatne przy stabilnej prędkości siłownika, ale nadal może wytworzyć nadciśnienie, jeśli obwód nie zostanie rozładowany.
- Ograniczenie mocy lub momentu obrotowego: zmniejsza przemieszczenie wraz ze wzrostem ciśnienia, aby chronić główny silnik; cenne przy ograniczonym momencie obrotowym silnika lub silnika elektrycznego.
- Sterowanie elektroniczne: mapuje przemieszczenie do sterownika w celu zapewnienia powtarzalności i diagnostyki; dodaje czujniki, kalibrację i kolejny tryb awarii.
Często mylone są dwa ustawienia. Kompensator pompy jest normalnym elementem sterującym; zawór nadmiarowy stanowi ograniczenie bezpieczeństwa. Jeśli kompensator znajduje się nad nadmiarem, nadmiar przepuszcza olej i nagrzewa układ. Jeśli jest ono zbyt mniejsze od wymaganego obciążenia, maszyna zatrzymuje się lub porusza się powoli.
Kontrola wyboru przed zakupem
Zacznij od cyklu pracy, a nie strony katalogu. Wypisz każdą funkcję, wymagany przepływ, ciśnienie, czas przetrzymywania i które funkcje działają razem. Następnie sprawdź prędkość wału, lepkość płynu, temperaturę i poziom zanieczyszczenia. Pompę wybraną wyłącznie pod kątem maksymalnego ciśnienia i przepływu można przewymiarować do pracy, którą wykonuje przez większość dnia.
W przypadku sprzętu mobilnego zapytaj, czy operator potrzebuje funkcji jednoczesnych, czy precyzyjnego trzymania. Czujnik obciążenia zwykle pasuje do wielofunkcyjnego stosu zaworów. Kompensacja ciśnienia pasuje do zacisku lub pojedynczego obwodu trzymającego. W przypadku przemysłowego zespołu napędowego o stałej prędkości pompa z kompensacją ciśnienia często zapewnia większość korzyści bez złożoności elektronicznej.
Nasz asortyment pomp łopatkowych o zmiennym wydatku jest przeznaczony do obwodów średniociśnieniowych, które wymagają sprawnego źródła przepływu o zmiennym wydatku.
Pompy łopatkowe o zmiennym wydatku serii VPV Pompy łopatkowe o zmiennym przepływie do obwodów średniego ciśnienia, z regulacją ciśnienia i przepływu, cichą pracą i przepływami nominalnymi od 12 do 40 L/min. Zobacz produkt → W przypadku większego ciśnienia i większej gęstości mocy często lepszym dopasowaniem mechanicznym jest pompa o zmiennym tłoku osiowym.
Pompa o zmiennym tłoku osiowym serii A10VSO 31 Osiowa pompa tłokowa o zmiennym tłoku do przemysłowych obwodów otwartych, o ciśnieniu ciągłym do 28 MPa i wielu formach sterowania dla wymagających maszyn. Zobacz produkt → Wybór powinien uwzględniać ciśnienie, prędkość, czystość płynu i koszt przestojów, a nie ogólną preferencję dla jednego typu pompy. W maszynach budowlanych pompy o zmiennej charakterystyce zyskują swoje miejsce, gdy maszyna na zmianę porusza się pomiędzy jazdą, podnoszeniem i trzymaniem. Pompa dostosowująca się do obciążenia i zapotrzebowania operatora może zmniejszyć zużycie ciepła i paliwa, ale tylko wtedy, gdy blok zaworów, pakiet chłodzący i ustawienia sterowania zostaną zintegrowane. Nasz maszyny budowlane strona pokazuje, gdzie te obwody są używane.
Instalacja, uruchomienie i konserwacja
Większość zmiennych problemów z pompą objawia się niestabilnością, powolną reakcją lub wysoką temperaturą. Najpierw sprawdź proste przyczyny: ograniczony wlot, wyciek powietrza, niewłaściwa lepkość, zatkany filtr i zablokowany spust obudowy. Elementy sterujące wykorzystują małe otwory, więc brudny olej może spowodować zablokowanie pompy przy pełnej wydajności.
- Przepłucz i sprawdź filtrację; potwierdzić szczelne zasysanie.
- Najpierw ustaw ulgę, potem kompensator lub margines wykrywania obciążenia; sprawdzić stan gotowości i ciśnienie maksymalne za pomocą skalibrowanego manometru.
- Sprawdź reakcję przy normalnej temperaturze oleju, a nie przy zimnym oleju.
- Zapisz ustawienia i typ sterowania dla następnego technika.
- Po naprawie monitoruj przepływ i temperaturę spustu obudowy.
Pompa, która jest przewymiarowana, będzie nadal marnować energię, jeśli sterowanie utrzymuje ją na dużej wydajności. Pompa o zbyt małym rozmiarze pracuje z maksymalną wydajnością i może nie osiągnąć prędkości obrotowej siłownika. Wybór i uruchomienie są ze sobą powiązane.
Koszt, zwrot i typowe błędy
Zmienna pompa zwykle kosztuje więcej niż stała pompa o podobnej wielkości, a różnica zwiększa się wraz z wykrywaniem obciążenia, sterowaniem elektronicznym, dodatkową filtracją lub większą chłodnicą. Zwrot kosztów wynika ze zmniejszonej mocy obejścia, niższej temperatury oleju, dłuższej żywotności płynu i mniejszego zapotrzebowania na główny napęd. Użyj rzeczywistego cyklu pracy, a nie jednego stanu szczytowego.
Typowe błędy są przewidywalne. Kupujący porównują tylko maksymalne ciśnienie i przepływ, a następnie stwierdzają, że pompa spędza większość dnia przy niskim zapotrzebowaniu. Technicy ustawiają kompensator nad reliefem, tak aby relief stał się kontrolą przepływu. Zespoły konserwacyjne używają filtra niewłaściwej klasy i zatykają pompę, gdy kryza kontrolna się zatyka.
Rozsądna specyfikacja określa typ sterowania, ustawienia ciśnienia, przepływ w trybie gotowości, docelową czystość, dopuszczalny drenaż obudowy i oczekiwany cykl pracy. Jest to bardziej przydatne niż sama krzywa pompy.
Pompa hydrauliczna o zmiennym wydatku zarabia na kosztach, gdy zmniejsza przepływ podczas wstrzymywania, oczekiwania lub pracy przy niskim zapotrzebowaniu. Nie naprawi obwodu, który jest zbyt mały, zanieczyszczony lub skonfigurowany z zaworem nadmiarowym pełniącym funkcję kontrolną. Zacznij od cyklu pracy, dopasuj sterowanie oraz uruchom ciśnienie i przepływ za pomocą manometrów. Ta sekwencja zapewnia mniejsze zużycie ciepła i energii, co sprawiło, że warto rozważyć pompę o zmiennej wydajności.
