ปั๊มลูกสูบแกนเป็นหนึ่งในมากที่สุด ปั๊มไฮดรอลิกที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพในการใช้งานอุตสาหกรรมที่ทันสมัย ตั้งแต่อุปกรณ์ก่อสร้างและระบบอากาศยานไปจนถึงเครื่องจักรการผลิต ปั๊มเหล่านี้ให้กำลังของเหลวแรงดันสูงที่จำเป็นสำหรับการเรียกร้อง การดำเนินงาน แต่ความมหัศจรรย์ทางวิศวกรรมเหล่านี้ทำให้เครื่องจักรเปลี่ยนมาได้อย่างไร พลังงานเป็นแรงดันไฮดรอลิก? มาดำน้ำลึกลงไปในโลกที่น่าหลงใหลของ ปั๊มลูกสูบแกนและสำรวจผลงานภายในของพวกเขา
ทำความเข้าใจพื้นฐาน
ปั๊มลูกสูบแกนเป็นบวก ปั๊มไฮดรอลิกแบบกระจัด รอบแกนกลาง แตกต่างจากปั๊มลูกสูบเรเดียลที่ลูกสูบเคลื่อนที่ ตั้งฉากกับเพลาขับปั๊มลูกสูบแกนมีลูกสูบที่เคลื่อนที่ ขนานกับแกนเพลา การกำหนดค่าที่ไม่ซ้ำกันนี้ช่วยให้การออกแบบขนาดกะทัดรัด ในขณะที่นำเสนอลักษณะการทำงานที่ยอดเยี่ยม
หลักการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังแกนทั้งหมด ปั๊มลูกสูบค่อนข้างตรงไปตรงมา: เมื่อลูกสูบตอบสนองภายใน กระบอกสูบพวกเขาสร้างวัฏจักรการดูดและการปล่อยสลับกัน ในระหว่าง จังหวะดูด, ลูกสูบดึงของเหลวเข้าไปในห้องถัง ในระหว่าง จังหวะการบีบอัดพวกเขาบังคับให้ของเหลวออกมาด้วยความดันสูง ประสานงาน การเคลื่อนที่ของลูกสูบหลายลูกทำให้มั่นใจได้ว่าการไหลของของไหลอย่างต่อเนื่องและราบรื่น
องค์ประกอบหลักและสถาปัตยกรรม
หัวใจของปั๊มลูกสูบตามแกนประกอบด้วย ขององค์ประกอบที่สำคัญหลายอย่างที่ทำงานอย่างกลมกลืน บล็อกกระบอกสูบ หรือบาร์เรลมีบ้านหลายลูกสูบที่จัดเรียงในรูปแบบวงกลมที่แม่นยำ โดยทั่วไปแล้วปั๊มเหล่านี้มีคุณสมบัติระหว่าง 5 ถึง 11 ลูกสูบโดยมี 7 หรือ 9 คนมากที่สุด ทั่วไปสำหรับความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความเรียบของการไหลและความซับซ้อนทางกล
ลูกสูบแต่ละอันเชื่อมต่อกับแผ่นรองเท้าแตะ ผ่านการเชื่อมต่อร่วมกันบอล การจัดเรียงนี้ช่วยให้ลูกสูบติดตามได้ การเคลื่อนไหวเชิงมุมในขณะที่ยังคงการปิดผนึกที่เหมาะสมภายในกระบอกสูบ ที่ แผ่นรองเท้าแตะนั่งกับแผ่น swash (ในการออกแบบแผ่น swash) หรือแหวนแคม (ในการออกแบบแกนงอ) ซึ่งแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาไดรฟ์ ในการเคลื่อนไหวแบบลูกสูบที่จำเป็นสำหรับการสูบฉีด
แผ่นวาล์วทำหน้าที่เป็นเวลาของปั๊ม กลไกที่มีพอร์ตทางเข้าและทางออกที่อยู่ในตำแหน่งที่แม่นยำ ด้วยห้องกระบอกสูบในช่วงเวลาที่เหมาะสม ความแม่นยำสูง การผลิตช่วยให้มั่นใจได้ถึงเวลาที่สมบูรณ์แบบระหว่างตำแหน่งลูกสูบและพอร์ต การจัดตำแหน่งเพิ่มประสิทธิภาพปริมาตรสูงสุดในขณะที่ลดแรงดัน การเต้น
การออกแบบหลักสองสายพันธุ์
ปั๊มลูกสูบตามแนวแกนมีสองหลัก การกำหนดค่าแต่ละอันมีหลักการปฏิบัติการและแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน
การออกแบบแผ่น swash
การออกแบบแผ่น swash แสดงถึงมากที่สุด การกำหนดค่าปั๊มลูกสูบตามแนวแกนทั่วไป ในข้อตกลงนี้ลูกสูบยังคงอยู่ ขนานกับเพลาไดรฟ์ในขณะที่แผ่นรองเท้าแตะของพวกเขาติดต่อ swash ที่ทำมุม จาน. เมื่อบล็อกกระบอกสูบหมุนไปด้วยเพลาขับแต่ละลูกสูบจะตามมา รูปแบบการเคลื่อนไหวแบบไซน์ที่กำหนดโดยมุมแผ่น swash
เมื่อลูกสูบเคลื่อนออกไปจากการสลัด แผ่นมันสร้างการดูดที่ดึงของเหลวผ่านพอร์ตทางเข้าสู่ ห้องกระบอกสูบ ในขณะที่การหมุนดำเนินต่อไปและลูกสูบเข้าใกล้ swash แผ่นการบีบอัดเกิดขึ้นบังคับให้ของเหลวผ่านพอร์ตทางออกที่ยกระดับ ความดัน. มุมแผ่น swash โดยตรงกำหนดความยาวของลูกสูบจังหวะ และในปั๊มการกระจัดแปรปรวนมุมนี้สามารถปรับให้เข้ากับการควบคุมการไหล ประเมิน.
การออกแบบแกนงอ
ปั๊มแกนงอมีความซับซ้อนมากขึ้น แต่ การกำหนดค่าที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ที่นี่บล็อกกระบอกสูบตั้งอยู่ที่ไฟล์ มุม (โดยทั่วไปคือ 15 ถึง 30 องศา) เทียบกับเพลาขับ Pistons Connect โดยตรงไปยังหน้าแปลนไดรฟ์ผ่านข้อต่อสากลหรือการเชื่อมต่อทรงกลม ไม่จำเป็นต้องใช้แผ่นรองเท้าแตะและแผ่นสลัด
การออกแบบนี้มีข้อดีหลายประการ รวมถึงแรงกดดันในการทำงานที่สูงขึ้นประสิทธิภาพที่ดีขึ้นด้วยความเร็วสูงและ ลดส่วนประกอบการสึกหรอ อย่างไรก็ตามความซับซ้อนเชิงกลที่เพิ่มขึ้นทำให้เกิดขึ้น ปั๊มเหล่านี้มีราคาแพงและท้าทายในการผลิต จำกัด การใช้งานของพวกเขา ไปยังแอพพลิเคชั่นที่มีประสิทธิภาพสูง
วัฏจักรการสูบน้ำอธิบาย
ทำความเข้าใจกับวงจรการสูบน้ำที่สมบูรณ์ เผยให้เห็นว่าปั๊มลูกสูบตามแนวแกนบรรลุประสิทธิภาพที่น่าประทับใจของพวกเขา ลักษณะเฉพาะ. ลูกสูบแต่ละลูกผ่านสี่เฟสที่แตกต่างกันในระหว่างทุก ๆ การปฏิวัติของเพลาขับ
ในระหว่างขั้นตอนการดูดลูกสูบจะเคลื่อนที่ ห่างจากแผ่นวาล์ว (ในการออกแบบแผ่น swash) หรือตามแกนงอ เรขาคณิตเพื่อเพิ่มปริมาณกระบอกสูบ ห้องถังเชื่อมต่อกับ พอร์ตทางเข้าการสร้างความแตกต่างของแรงดันที่ดึงของเหลวเข้ามาในห้อง การออกแบบทางเข้าที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปทานของเหลวที่เพียงพอโดยไม่ต้องเป็นโพรงอากาศแม้กระทั่งที่ ความเร็วในการใช้งานสูง
ขั้นตอนการบีบอัดเริ่มต้นขึ้นอย่างต่อเนื่อง การหมุนจะเคลื่อนย้ายลูกสูบไปยังตำแหน่งจังหวะสูงสุด ห้องถัง ตัดการเชื่อมต่อจากพอร์ตทางเข้าและเริ่มเชื่อมต่อกับพอร์ตทางออก ของเหลว การบีบอัดเริ่มค่อยๆทำให้แรงกดดันสามารถสร้างได้อย่างราบรื่นโดยไม่ต้อง แรงกระแทกอย่างฉับพลันที่อาจสร้างความเสียหายต่อส่วนประกอบของปั๊ม
การบีบอัดสูงสุดเกิดขึ้นเมื่อลูกสูบ ถึงวิธีที่ใกล้เคียงที่สุดในแผ่นวาล์วหรือจุดบีบอัดสูงสุดใน การออกแบบแกนโค้ง ในขณะนี้การพัฒนาแรงดันสูงสุดเกิดขึ้นและ ห้องกระบอกสูบจัดเรียงอย่างเต็มที่กับพอร์ตทางออกสำหรับของเหลวที่ดีที่สุด ปล่อย
ในที่สุดเฟสการปลดปล่อยให้เสร็จสิ้น ปั่นจักรยานเมื่อลูกสูบเริ่มต้นจังหวะการกลับมา แรงดันตกค้างในกระบอกสูบ กองกำลังที่เหลือของเหลวที่เหลืออยู่ผ่านพอร์ตทางออกในขณะที่ห้อง ค่อยๆตัดการเชื่อมต่อออกจากทางออกและเตรียมที่จะเชื่อมต่อกับทางเข้าใหม่ สำหรับรอบต่อไป
เทคโนโลยีการกระจัดแปรปรวน
หนึ่งในคุณสมบัติที่น่าทึ่งที่สุดของหลาย ๆ คน ปั๊มลูกสูบตามแนวแกนคือความสามารถในการกระจัดกระจายในขณะที่ทำงาน นี้ ความสามารถให้การควบคุมระบบไฮดรอลิกอย่างไม่เคยมีมาก่อน การปรับอัตราการไหลที่แม่นยำโดยไม่ต้องเปลี่ยนความเร็วของไดรฟ์หรือใช้การควบคุมปริมาณ วาล์วที่เสียพลังงาน
ในปั๊ม Swash Plate ที่หลากหลายเซอร์โว กลไกปรับมุมแผ่น swash ตามความต้องการของระบบหรือตัวดำเนินการ ป้อนข้อมูล. การเพิ่มมุมจะเพิ่มความยาวและปั๊มของลูกสูบ การกระจัดในขณะที่การลดมุมจะลดเอาต์พุตการไหล บางคนขั้นสูง ระบบสามารถย้อนกลับมุมแผ่น swash สร้างปั๊มที่สามารถทำงานได้ ในฐานะมอเตอร์หรือให้ความสามารถในการไหลย้อนกลับ
ระบบควบคุมสำหรับตัวแปร ปั๊มการกระจัดมีตั้งแต่การปรับแบบแมนนวลอย่างง่ายจนถึงความซับซ้อน ระบบตอบรับอิเล็กทรอนิกส์ การควบคุมแบบชดเชยแรงดันจะปรับโดยอัตโนมัติ การกำจัดเพื่อรักษาความดันคงที่โดยไม่คำนึงถึงความต้องการการไหลในขณะที่ ระบบตรวจจับโหลดเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยการจับคู่เอาต์พุตปั๊มกับ ข้อกำหนดของระบบจริง
ลักษณะประสิทธิภาพและ แอปพลิเคชัน
ปั๊มลูกสูบตามแนวแอปพลิเคชัน ต้องใช้แรงดันสูงการควบคุมที่แม่นยำและการทำงานที่เชื่อถือได้ ทั่วไป แรงกดดันในการดำเนินงานมีตั้งแต่ 1,000 ถึง 10,000 psi หรือสูงกว่าด้วยบางส่วน การออกแบบพิเศษที่มีความสามารถเกิน 15,000 psi อัตราการไหลแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับการกระจัดและความเร็วอย่างมากจากไม่กี่แกลลอนต่อนาทีใน การใช้งานที่แม่นยำสำหรับหลายร้อยแกลลอนต่อนาทีในระบบอุตสาหกรรม
ประสิทธิภาพของแกนที่ออกแบบมาอย่างดี โดยทั่วไปแล้วปั๊มลูกสูบจะเกิน 90%ทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์มือถือ ในกรณีที่การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงส่งผลกระทบโดยตรงต่อต้นทุนการดำเนินงาน ขนาดกะทัดรัด เทียบกับความสามารถในการส่งออกทำให้มีค่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องบิน ไฮดรอลิกส์ซึ่งมีข้อ จำกัด ด้านน้ำหนักและพื้นที่มีความสำคัญ
อุปกรณ์ก่อสร้างแสดงถึงบางที พื้นที่แอปพลิเคชันที่ใหญ่ที่สุดซึ่งปั๊มเหล่านี้ให้พลังงานทุกอย่างจากรถขุด บูมไปยังแทร็ก Bulldozer ความสามารถในการกระจัดของตัวแปรอนุญาต ผู้ประกอบการเพื่อควบคุมการเคลื่อนไหวอย่างแม่นยำในขณะที่ยังคงรักษาที่ดีที่สุด ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ในสภาพโหลดที่แตกต่างกัน
การพิจารณาการบำรุงรักษาและอายุยืน
การบำรุงรักษาที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับ เพิ่มอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของปั๊มลูกสูบตามแนวแกน การผลิตที่แม่นยำ และความคลาดเคลื่อนที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่ดีที่สุดทำให้ปั๊มเหล่านี้มีความอ่อนไหว เพื่อการปนเปื้อนและสภาพของเหลวที่ไม่เหมาะสม การกรองคุณภาพสูง การวิเคราะห์ของเหลวเป็นประจำและการปฏิบัติตามข้อกำหนดของผู้ผลิตสำหรับ ประเภทของเหลวไฮดรอลิกและระดับความสะอาดเป็นสิ่งจำเป็น
รูปแบบการสึกหรอส่วนประกอบในลูกสูบตามแนวแกน ปั๊มสามารถคาดเดาได้และจัดการได้ด้วยการบำรุงรักษาที่เหมาะสม แผ่นรองเท้าแตะและ แผ่นสลัดในการออกแบบแผ่น swash สัมผัสกับอัตราการสึกหรอสูงสุดเนื่องจาก การติดต่อแบบเลื่อนของพวกเขาภายใต้โหลดสูง การเคลือบและวัสดุที่ทันสมัยมี ยืดอายุการใช้งานอย่างมาก แต่การตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอและทันเวลา การทดแทนยังคงมีความสำคัญ
ระบบควบคุมที่ซับซ้อนใน ปั๊มการกระจัดตัวแปรต้องการความสนใจเพิ่มเติมกับอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนประกอบและความสะอาดของวาล์วเซอร์โว การสอบเทียบและระบบปกติ การวินิจฉัยช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่ดีที่สุดและป้องกันความล้มเหลวที่มีค่าใช้จ่ายสูง
