Dołącz do czytelników
Brak wyników

Jak dobrać pompę do układu hydraulicznego?

Artykuł | 14 grudnia 2020 | NR 6
0 135

Prawidłowy dobór pompy do budowanego układu hydraulicznego to bardzo ważna kwestia, która w końcowym efekcie decyduje o sprawności układu, czyli stosunku ilości pobranej energii do pracy wykonanej przez urządzenie. Ma to zatem wpływ na ekonomiczny wynik osiągany w czasie produkcji oraz na bezawaryjną eksploatację maszyny. Innym, choć nie mniej ważnym zagadnieniem, jest dobór pompy jako zamiennika do funkcjonującego układu w ramach usuwania awarii lub modernizacji lub możliwości modernizacji w związku z uszkodzeniem eksploatowanej pompy.

 

DOBÓR POMPY DO PROJEKTOWANEGO UKŁADU HYDRAULICZNEGO

Aby prawidłowo dobrać pompę do budowanego układu, należy odpowiedzieć sobie na kilka pytań:

1. Czym będziemy napędzali określony element roboczy (siłownik czy silnik hydrauliczny)?

2. Z jaką prędkością będziemy wykonywali określone ruchy elementów roboczych?

3. Z jaką siłą będziemy wykonywali dany ruch lub jaką masę będziemy napędzali?

4. W jaki sposób będziemy regulowali prędkość poszczególnych posuwów?

5. W jaki sposób będziemy regulowali ciśnienie technologiczne w poszczególnych ruchach?

6. Czy będziemy wykonywali pojedyncze ruchy, czy jednocześnie kilka funkcji?

7. Jakie założenia finansowe ma realizowany projekt?

W zależności od wykorzystanego elementu napędowego, czyli siłownika lub silnika hydraulicznego, musimy znać ich zapotrzebowanie na olej, czyli chłonność. Przy wykorzystaniu silników hydraulicznych powinniśmy posłużyć się dokumentacją techniczną silnika. Znajdziemy w niej informację o chłonności silnika przy określonej prędkości obrotowej wałka. Przy zastosowaniu siłownika hydraulicznego musimy znać jego objętość. Tu trzeba pamiętać, że siłownik hydrauliczny dwustronnego sterowania z jednostronnym tłoczyskiem ma dwie różne objętości robocze, ponieważ tłoczysko odbiera część objętości roboczej. W związku z tym trzeba wiedzieć, czy najszybszy ruch będziemy wykonywali przy wysuwaniu tłoczyska, czy wciąganiu tłoczyska. Objętość siłownika obliczamy z wzoru na objętość walca. Jeżeli interesuje nas objętość siłownika od strony tłoczyska, to od objętości cylindra trzeba odjąć objętość tłoczyska.

Znając chłonność silnika lub objętość siłownika, możemy wyliczyć potrzebną wydajność pompy niezbędną do uzyskania zakładanej szybkości obrotowej wałka lub szybkość posuwu realizowanego siłownikiem. Wyliczając chłonność poszczególnych ruchów, trzeba pamiętać, że pompa powinna być dobrana tak, aby miała ok. 10-20-procentowy zapas wydajności w stosunku do zapotrzebowania układu, ponieważ wyliczamy geometryczne wartości, a każdy układ posiada swoje przecieki wewnętrzne uzależnione od rodzaju wybranych podzespołów do zabudowy systemu, oraz że w zależności do temperatury roboczej oleju wydajność pompy będzie spadać. Ważne jest też, aby pamiętać, że pompa się zużywa, a zapas wydajności musi nam posłużyć do utrzymania parametrów technologicznych w czasie jej eksploatacji. Nadmierny zapas wydajności może jednak powodować grzanie się oleju i nadmierne zużywanie energii do napędzania pompy.

O ile wydajność pompy ma bezpośredni wpływ na szybkość posuwów, o tyle ciśnienie nie. Sprawna pompa niezależnie od tego, czy pracuje przy maksymalnym ciśnieniu, czy bez ciśnienia, przy określonej prędkości obrotowej wałka silnika napędzającego ma stałą wydajność, z wyjątkiem pomp o zmiennej wydajności. Różnice szybkości związane z ciśnieniem wynikają z oporów przepływu oleju i tarcia współpracujących elementów. Ciśnienie robocze układu ma wpływ na szybkość posuwu w przypadku dużego dławienia przepływu. Trzeba pamiętać, że każde dławienie powoduje spadek ciśnienia za dławikiem. Jeżeli obliczamy kryzę regulującą przepływ, to zakładamy, jaki spadek ciśnienia wywoła jej zastosowanie. Szybkość przepływu przez dławik wiąże się z ciśnieniem, przy którym przepływ się odbywa. Dla nas w tym przypadku jest ważne, aby wydajność pompy nie była zbyt duża, bo wówczas będziemy musieli stosować duże dławienie, co w efekcie może spowodować spadek siły napędzającej dany element lub – jeżeli to konieczne – trzeba założyć takie ciśnienie robocze dla pompy, aby spadek ciśnienia za dławikiem pozwalał na normalną pracę w pełnym zakresie regulacji przepływu. Dodatkowy problem stanowi piętrzenie strumienia oleju przed dławikiem, co skutkuje grzaniem się oleju i w znaczny sposób obniża sprawność układu. Sposób regulacji szybkości posuwów ma zasadniczy wpływ na sprawność maszyny.

Możemy zastosować 3 sposoby regulacji szybkości:

  • manualny regulator przepływu,
  • proporcjonalny regulator przepływu,
  • pompa o zmiennej wydajności sterowana proporcjonalnie.
...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy