เมื่อพูดถึงระบบไฮดรอลิกและของเหลว แอพพลิเคชั่นพลังงานซึ่งเป็นหนึ่งในคำถามพื้นฐานที่สุดที่วิศวกรและ ช่างเทคนิคพบว่าปั๊มสร้างแรงกดดันจริงหรือไม่ คำถามนี้ มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตรวจสอบปั๊มลูกสูบแกนซึ่งก็คือ ท่ามกลางปั๊มการกระจัดที่มีความซับซ้อนและใช้กันอย่างแพร่หลาย การใช้งานอุตสาหกรรมที่ทันสมัย คำตอบในขณะที่ดูเหมือนตรงไปตรงมา เผยให้เห็นข้อมูลเชิงลึกที่น่าสนใจเกี่ยวกับพลวัตของเหลววิศวกรรมเครื่องกล หลักการและความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างการไหลและการต่อต้านใน ระบบไฮดรอลิก
หลักการพื้นฐาน
เพื่อตอบคำถามนี้โดยตรง: Axial ปั๊มลูกสูบไม่ได้สร้างแรงดันโดยเนื้อแท้ พวกเขาสร้างกระแสแทน ความดันถูกสร้างขึ้นเมื่อการไหลของการไหลของการต้านทานภายในไฮดรอลิก ระบบ. ความแตกต่างนี้มีความสำคัญสำหรับทุกคนที่ทำงานกับไฮดรอลิก เครื่องจักรเนื่องจากมันเป็นรูปทรงของวิธีการที่เราออกแบบทำงานและแก้ไขปัญหา ระบบเหล่านี้
คิดแบบนี้: ลองนึกภาพพยายามที่จะ ดันน้ำผ่านท่อสวน ปั๊มให้แรงเคลื่อนย้ายน้ำ (การสร้างการไหล) แต่ความกดดันที่คุณรู้สึกเมื่อคุณปิดกั้นบางส่วนของท่อ End ถูกสร้างขึ้นโดยข้อ จำกัด ที่คุณแนะนำ บทบาทของปั๊มคือ รักษาการไหลของความต้านทานใด ๆ ที่ระบบนำเสนอ
กลไกของปั๊มลูกสูบแกน
ปั๊มลูกสูบตามแนวแกนทำงานอย่างหรูหรา หลักการที่เรียบง่าย แต่มีกลไกที่ซับซ้อน ปั๊มเหล่านี้มีหลายลูกสูบ จัดเรียงขนานกับเพลาขับของปั๊มดังนั้นคำว่า "แกน" เมื่อเพลาขับหมุนมันจะหมุนบล็อกกระบอกสูบที่มีลูกสูบเหล่านี้ ลูกสูบตอบสนองภายในกระบอกสูบของพวกเขาวาดของเหลวในระหว่างของพวกเขา การขยายจังหวะและขับไล่มันระหว่างจังหวะการบีบอัด
กุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจความกดดัน รุ่นอยู่ในสิ่งที่เกิดขึ้นในช่วงจังหวะการบีบอัด เมื่อลูกสูบ บีบอัดของเหลวไฮดรอลิกพวกเขากำลังพยายามบังคับให้เฉพาะเจาะจง ปริมาณของเหลวผ่านทางออกของปั๊ม ถ้าทางออกสมบูรณ์ ไม่ จำกัด และเปิดให้อ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ที่ความดันบรรยากาศของเหลว จะไหลออกมาด้วยการสะสมแรงดันน้อยที่สุด อย่างไรก็ตามระบบไฮดรอลิกจริง มีข้อ จำกัด ต่าง ๆ : วาล์ว, กระบอกสูบ, ตัวกรอง, ท่อและ งานจริงที่ดำเนินการโดยแอคทูเอเตอร์ไฮดรอลิก
บทบาทของการต่อต้านระบบ
ความต้านทานของระบบเป็นที่ที่ความดันอย่างแท้จริง มีต้นกำเนิด ทุกองค์ประกอบในระบบไฮดรอลิกมีส่วนร่วมในระดับหนึ่ง ความต้านทานต่อการไหลของของไหล ท่อยาวทำให้เกิดการสูญเสียแรงเสียดทานคมชัด โค้งและอุปกรณ์ทำให้เกิดความปั่นป่วนตัวกรอง จำกัด การไหลเพื่อลบ สารปนเปื้อนและวาล์วควบคุมควบคุมอัตราการไหล ที่สำคัญที่สุดคือ งานจริงที่ดำเนินการโดยระบบ - เช่นการยกภาระหนักด้วย กระบอกสูบไฮดรอลิกหรือเครื่องจักรหมุนด้วยมอเตอร์ไฮดรอลิก - สร้างขึ้น การต่อต้านที่สำคัญ
เมื่อปั๊มลูกสูบแกนพยายาม รักษาอัตราการไหลที่ออกแบบไว้กับความต้านทานเหล่านี้ความดันตามธรรมชาติ พัฒนา ปั๊มทำงานหนักขึ้นเพื่อเอาชนะอุปสรรคในมัน เส้นทาง. นี่คือเหตุผลที่ปั๊มเดียวกันสามารถสร้างแรงกดดันที่แตกต่างกันอย่างมากมาย ขึ้นอยู่กับระบบที่เชื่อมต่อ ในระบบความต้านทานต่ำความดัน ยังคงน้อยที่สุด ในระบบที่มีความต้านทานสูงซึ่งต้องการผลงานที่สำคัญ ความดันสามารถไปถึงขีด จำกัด การออกแบบสูงสุดของปั๊ม
ตัวแปรการกระจัด: ตัวเปลี่ยนเกม
หนึ่งในคุณสมบัติที่ซับซ้อนที่สุดของ ปั๊มลูกสูบแกนหลายตัวคือความสามารถในการกระจัดของตัวแปร ไม่เหมือนแก้ไข ปั๊มกำจัดที่เคลื่อนย้ายของเหลวปริมาณเท่ากันต่อการปฏิวัติโดยไม่คำนึงถึง ความต้องการของระบบปั๊มการกระจัดตัวแปรสามารถปรับเอาต์พุตให้เข้ากันได้ ข้อกำหนดของระบบ
การปรับนี้ทำได้โดยทั่วไป ผ่านกลไกแผ่น swash โดยการเปลี่ยนมุมของแผ่น swash ผู้ประกอบการสามารถเปลี่ยนแปลงความยาวจังหวะของลูกสูบได้โดยตรงควบคุม การกำจัดของปั๊มต่อการปฏิวัติ ความสามารถนี้ช่วยให้โดดเด่น การปรับปรุงประสิทธิภาพและการควบคุมประสิทธิภาพของระบบอย่างแม่นยำ
นี่คือที่ที่ความสัมพันธ์ความดันไหล น่าสนใจเป็นพิเศษ: ปั๊มกำจัดตัวแปรสามารถรักษาได้ ความดันคงที่ในขณะที่เอาต์พุตการไหลที่แตกต่างกันหรือรักษาการไหลคงที่ในขณะที่ ช่วยให้แรงกดดันมีความผันผวนตามความต้องการโหลด ความยืดหยุ่นนี้ทำให้ ปั๊มลูกสูบแกนที่มีค่าอย่างไม่น่าเชื่อในแอปพลิเคชันที่ต้องการความแม่นยำ การควบคุมเช่นไฮดรอลิกมือถือสื่ออุตสาหกรรมและระบบการบินและอวกาศ
ผลกระทบเชิงปฏิบัติสำหรับการออกแบบระบบ
เข้าใจว่าปั๊มสร้างการไหลค่อนข้าง มากกว่าแรงกดดันมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งสำหรับการออกแบบระบบไฮดรอลิก วิศวกร ต้องพิจารณาอย่างรอบคอบทั้งระบบเมื่อเลือกปั๊มมากกว่า เพียงแค่มุ่งเน้นไปที่ข้อกำหนดความดันที่ต้องการ
ตัวอย่างเช่นหากแอปพลิเคชันต้องการ แรงดันในการทำงาน 3000 psi วิศวกรไม่สามารถระบุปั๊มที่มีความสามารถ จาก 3000 psi output พวกเขาจะต้องคำนวณอัตราการไหลที่ต้องการวิเคราะห์ระบบ ความต้านทานบัญชีสำหรับการสูญเสียแรงดันทั่วทั้งระบบและตรวจสอบ ปั๊มสามารถรักษาการไหลที่เพียงพอที่ความดันที่ต้องการ นี่อาจหมายถึง การเลือกปั๊มที่มีระดับความดันสูงสุดสูงกว่า แรงกดดันจากการทำงานเพื่อบัญชีสำหรับความไร้ประสิทธิภาพของระบบและอัตรากำไรขั้นต้น
นอกจากนี้ประสิทธิภาพของระบบจะกลายเป็น ยิ่งใหญ่ ทุกข้อ จำกัด ที่ไม่จำเป็นในวงจรไฮดรอลิกบังคับ ปั๊มให้ทำงานหนักขึ้นสร้างแรงดันส่วนเกินและการสูญเสียพลังงานเป็นความร้อน ระบบไฮดรอลิกที่ออกแบบมาอย่างดีลดการสูญเสียเหล่านี้ผ่านส่วนประกอบที่เหมาะสม การเลือกการกำหนดเส้นทางที่ดีที่สุดและการบำรุงรักษาปกติ
ข้อควรพิจารณาอย่างมีประสิทธิภาพด้านพลังงาน
ความสัมพันธ์ระหว่างการไหลและความดัน ในปั๊มลูกสูบตามแนวแกนส่งผลกระทบโดยตรงต่อการใช้พลังงาน เนื่องจากปั๊มไม่ได้ สร้างแรงกดดันอย่างอิสระพวกเขาใช้พลังงานที่จำเป็นเท่านั้น เอาชนะความต้านทานของระบบจริง หลักการนี้อธิบายว่าทำไมตัวแปร ปั๊มกำจัดมักจะให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับคงที่ ทางเลือกการกำจัด
พิจารณาระบบที่มีภาระแตกต่างกัน ข้อกำหนดตลอดวงจรการดำเนินงาน ต้องใช้ปั๊มการกระจัดคงที่ ขนาดสำหรับความต้องการสูงสุดและมักจะทำงานอย่างไม่มีประสิทธิภาพในช่วงที่มีความต้องการต่ำ ช่วงเวลาการสร้างการไหลส่วนเกินที่ต้องข้ามกลับไปที่อ่างเก็บน้ำ นี้ บายพาสไหลแสดงถึงพลังงานที่สูญเปล่าเปลี่ยนเป็นความร้อนที่ต้องจัดการ ผ่านระบบทำความเย็น
ในทางตรงกันข้ามแกนการกระจัดของตัวแปร ปั๊มลูกสูบสามารถลดเอาต์พุตในช่วงระยะเวลาที่มีความต้องการต่ำบริโภคได้เฉพาะ จำเป็นต้องใช้พลังงานจริง ความสามารถในการตรวจจับโหลดนี้อาจส่งผลให้พลังงาน ประหยัด 30-50% หรือมากกว่าในแอปพลิเคชันที่มีรอบการทำงานของตัวแปร
การแก้ไขปัญหาและการบำรุงรักษา มุมมอง
ทำความเข้าใจกับแรงดันการไหล ความสัมพันธ์พิสูจน์ได้ว่ามีค่าเมื่อแก้ไขปัญหาระบบไฮดรอลิก เมื่อไร ความดันระบบลดลงอย่างไม่คาดคิดปัญหาไม่ค่อยอยู่กับปั๊ม ความสามารถในการ "สร้างแรงกดดัน" แต่ช่างเทคนิคควรตรวจสอบ การเปลี่ยนแปลงในความต้านทานของระบบหรือความสามารถของปั๊มในการรักษาการไหล
ผู้ร้ายทั่วไป ได้แก่ การรั่วไหลภายใน ภายในปั๊ม (ลดการไหลที่มีประสิทธิภาพ) ตัวกรองอุดตัน (เพิ่มขึ้น ความต้านทานโดยไม่มีงานที่มีประโยชน์) ส่วนประกอบที่สึกหรอสร้างภายในเพิ่มเติม เส้นทางการรั่วไหลหรือการเปลี่ยนแปลงในการโหลดระบบที่เปลี่ยนแปลงความต้านทาน ลักษณะเฉพาะ.
การบำรุงรักษาปั๊มลูกสูบตามแนวแกนเป็นประจำ มุ่งเน้นไปที่การรักษาความสามารถในการสร้างการไหลของพวกเขา ซึ่งรวมถึง รักษาความสะอาดของเหลวที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการสึกหรอบนเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ พื้นผิวทำให้มั่นใจได้ว่าการหล่อลื่นส่วนประกอบที่เคลื่อนไหวและการตรวจสอบอย่างเพียงพอ การฝึกปรือภายในที่มีผลต่อประสิทธิภาพปริมาตร
