Hauptparameter und häufige Probleme der Hydraulikpumpe
1.6.11 Einbauflansch und Wellenende Maßreihe
Der Einbauflansch der Hydraulikpumpe besteht aus Raute, Quadrat, Polygon (einschließlich Kreis), zylindrischer Wellenverlängerung, 1:10 konischer Wellenverlängerung mit Außengewinde und Evolventenverzahnung mit 30° Eingriffswinkel. Um Konstruktion, Fertigung und Wartung zu vereinfachen, wurden die oben genannten Abmessungen von Einbauflansch und Wellenverlängerung serialisiert und standardisiert. In GB/T 2353-2005 „Montageflansch und Wellenverlängerungsmaßreihen und Kennzeichnungscode für Hydraulikpumpen und Hydraulikmotoren“ sind die Maßreihen und die Kennzeichnungsmethode für Montageflansch und Wellenverlängerung von Pumpen und Motoren festgelegt.
1.6.12 Antriebsart und Anforderungen an die Antriebsmaschine
Bei fest installierten Geräten wird die Hydraulikpumpe üblicherweise von einem Elektromotor angetrieben. Bei Laufmaschinen hingegen wird die Hydraulikpumpe meist von einem Verbrennungsmotor angetrieben.
(1) Anforderungen an Motoren
① Da die Hydraulikpumpe üblicherweise im Leerlauf gestartet wird, ist das Anlaufdrehmoment des Motors nicht zu hoch, der Lastwechsel relativ stabil und die Anlaufzeiten sind kurz. Daher kann ein Käfigläufer-Asynchronmotor der Y-Serie verwendet werden. Bei hoher Leistung des Hydrauliksystems und geringer Netzkapazität kann ein Wicklungsläufermotor eingesetzt werden. Für Hydraulikpumpen mit variabler Frequenzregelung sollte ein frequenzumrichtergesteuerter Wechselstrom-Asynchronmotor zum Antrieb der Hydraulikpumpe verwendet werden.
Die Arbeitsumgebung der Hydraulikpumpe ist unterschiedlich und die Anforderungen an die Schutzart ihres Antriebsmotors sind unterschiedlich: Offene Motoren (Schutzzeichen ist ipi1) sollten in sauberen und trockenen Umgebungen verwendet werden; geschützte Motoren (Schutzzeichen ist IP22 und IP23) sollten in sauberen Umgebungen verwendet werden; geschlossene Motoren sollten in feuchten, staubigen, heißen, korrosiven oder wind- und regengefährdeten Umgebungen verwendet werden. In explosiven Umgebungen sollten explosionsgeschützte Motoren (wie D Ⅱ cT4) verwendet werden.
② Die Motordrehzahl sollte der Drehzahl der Hydraulikpumpe entsprechen. Die Kupplung wird üblicherweise zwischen Motor und Hydraulikpumpe eingesetzt, und die Motordrehzahl sollte im optimalen Drehzahlbereich der Hydraulikpumpe liegen. Andernfalls verringert sich der Wirkungsgrad der Hydraulikpumpe.
Für den gleichen Motortyp mit gleicher Leistung stehen üblicherweise unterschiedliche Drehzahlen zur Auswahl. Langsamlaufende Motoren haben viele Polpaare, sind groß, schwer, teuer und benötigen (bei einem bestimmten Durchfluss) ein größeres Pumpenvolumen. Schnelllaufende Motoren sind dagegen umgekehrt. Daher sollte die Motordrehzahl zusammen mit dem Durchfluss und dem Hubraum der Pumpe berücksichtigt werden.
3. Motorleistung
a. Wenn die Hydraulikpumpe unter Nenndruck und -durchfluss arbeitet, kann die Leistung des Motors entsprechend der Antriebsleistung der Hydraulikpumpe im Produktmuster der Hydraulikpumpe ausgewählt werden.
b. Wenn die Hydraulikpumpe unter anderem Druck und Durchfluss arbeitet, kann die Motorleistung mit Gleichung (1-18) berechnet und der entsprechende Motor ausgewählt werden.
Pi = (△pq)/(60η)(kW) (1-18)
Wobei △ P - die Druckdifferenz zwischen Einlass und Auslass der Hydraulikpumpe (wenn der Einlassdruck der Pumpe nahe Null ist, kann der Auslassarbeitsdruck P der Pumpe verwendet werden, um △ P zu ersetzen), MPa;
Q - Menge der Hydraulikpumpe, L/min;
η - Gesamtwirkungsgrad der Hydraulikpumpe, %.
c. Ändert sich die Antriebsleistung der Hydraulikpumpe stark, muss die erforderliche Leistung jeder Arbeitsstufe berechnet und anschließend die durchschnittliche Leistung PCP gemäß Gleichung (1-19) berechnet werden. Anschließend wird die Antriebsleistung der Hydraulikpumpe ermittelt. Da der Motor innerhalb kurzer Zeit überlastet werden kann, sollte die Motorleistung größer als die oben berechnete Durchschnittsleistung sein. Die maximale Leistung sollte das 1,25-fache der Nennleistung des Motors nicht überschreiten.
(kW) (1-19)
Wobei PI die in der i-ten Arbeitsphase jedes Arbeitszyklus erforderliche Leistung in kW ist;
Ti – die Dauer der Arbeitsphase t, S.
d. Für das im Maschinenbau häufig verwendete Ölkreislaufsystem mit schnellem und langsamem Wechselkreislauf, das von Doppelpumpen gespeist wird, sollte die Antriebsleistung der schnell und langsam arbeitenden Stufen jeweils berechnet werden. Die erste Pumpe sollte eine höhere Last (Druck × Durchfluss) tragen können als die zweite Pumpe; die Gesamtlast der Mehrfachpumpe sollte das Drehmoment, das die Wellenverlängerung der Pumpe tragen kann, nicht überschreiten.
(2) Wenn die Hydraulikpumpe vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, gibt es zwei verschiedene Situationen: Entweder stellt die Hydraulikpumpe nur einen Teil der Antriebslast des Verbrennungsmotors dar; oder die andere besteht darin, dass die gesamte Leistung des Verbrennungsmotors zum Antrieb der Hydraulikpumpe verwendet wird.
① Wenn die Hydraulikpumpe nur einen Teil der Antriebsleistung des Verbrennungsmotors ausmacht, ist die Leistung des Verbrennungsmotors hoch und kann die erforderliche Leistung der Hydraulikpumpe stets decken. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors sollte der optimalen Drehzahl der Hydraulikpumpe entsprechen. Hochgeschwindigkeits-Verbrennungsmotoren verfügen üblicherweise über eine Verzögerungsvorrichtung, damit die Hydraulikpumpe im optimalen Drehzahlbereich arbeitet.
② Das System, bei dem die gesamte Leistung des Verbrennungsmotors zum Antrieb einer Hydraulikpumpe genutzt wird, wird als vollhydraulisches Antriebssystem bezeichnet. Das vollhydraulische Antriebssystem von Fahrzeugen und Arbeitsmaschinen verwendet üblicherweise ein Drehzahlregelsystem mit variabler Pumpe oder variablem Motor, um den Anforderungen großer Geschwindigkeitsänderungen von Arbeitsmaschinen gerecht zu werden. Die maximale Drehzahl des Verbrennungsmotors muss dem vom System benötigten maximalen Durchfluss entsprechen und darf die maximal zulässige Drehzahl der Hydraulikpumpe nicht überschreiten. Ist die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu hoch, sollte ein Reduzierstück eingesetzt werden. Die maximale Leistung des Verbrennungsmotors sollte etwas höher sein als die vom Hydrauliksystem benötigte.