پارامترهای عملکرد پمپ پیستونی محوری
عملکرد اصلی پمپ پیستونی محوری شامل فشار، جابجایی، سرعت، کارایی و عمر مفید است. پارامترهای ساختاری اصلی شامل قطر پیستون، تعداد پیستون، زاویه صفحه مایل و غیره است.
(l) فشار در انواع پمپهای هیدرولیک، پمپ پیستونی میتواند بالاترین فشار کاری را به دست آورد. فشار پمپ پیستونی محور مستقیم و محور مایل معمولاً به 40 ~ 48 مگاپاسکال میرسد و برخی از محصولات نظامی حتی به 60 مگاپاسکال میرسند؛ حداکثر فشار پمپ پیستونی صفحه چرخشی به 100 مگاپاسکال میرسد.
(2) جابجایی پمپ پیستون محوری عمدتاً به قطر پیستون، طول موثر پیستون، زاویه انحراف صفحه سوئش (زاویه بین محور انتقال و محور سیلندر) و تعداد دفعات عمل هر پیستون در هر چرخه کاری بستگی دارد.
فرمول محاسبه کلی جابجایی پمپ پیستونی عبارت است از
V=Kπ/4d2hZ×10-3 (mL/r) (4-1)
جایی که K -- تعداد عمل هر پیستون در هر چرخه کاری؛
D -- قطر پیستون، میلیمتر؛
H -- طول موثر پیستون، میلیمتر؛
Z -- تعداد پیستون.
فرمول محاسبه جابجایی پمپ پیستونی محوری در جدول زیر نشان داده شده است.
فرمول محاسبه جابجایی پمپ پیستونی محوری
نوع | 排量(mL/r)محاسبه | گفتن |
پمپ پیستونی محور مستقیم | V=π/4d2ZDtanγ×10-3 | d-قطر پیستون، میلیمتر؛ Z-تعداد پیستونها؛ D-قطر دایره توزیع پیستون، میلیمتر؛ γ-زاویه شیب دیسک، (°) |
پمپ پیستونی محور کج | V=π/4d2ZDsinγ×10-3 | d-قطر پیستون، میلیمتر؛ Z-تعداد پیستونها؛ D-قطر دایره توزیع گویکهای میلههای متصل به دیسک محرک محور انتقال، میلیمتر؛ γ-زاویه بین محور محور انتقال و محور سیلندر، (°) |
محدوده جابجایی پمپ پیستونی شافت مستقیم معمولی 1.5 ~ 1500ml / R است؛ محدوده جابجایی پمپ پیستونی شافت مایل 5 ~ 2500ml / R است؛ محدوده جابجایی پمپ پیستونی صفحه مایل 2.5 ~ 100ml / R است.
(3) سرعت مجاز پمپ پیستونی چرخشی بسیار بالا است و مقدار خاص آن با مشخصات جابجایی متفاوت است. به عنوان مثال، سرعت پمپ با جابجایی کوچک میتواند از 10000 دور در دقیقه فراتر رود، سرعت پمپ با جابجایی متوسط 3000 ~ 5000 دور در دقیقه است و سرعت پمپهای سنگین سری مستقیم با مقیاس بزرگ میتواند تحت شرایط پیش بارگذاری به بیش از 2000 دور در دقیقه برسد.
(4) در میان تمام انواع پمپهای هیدرولیک شناخته شده، حجم کاری پمپ پیستونی دارای خط آببندی کاملاً پیوسته (سطح) است، بنابراین میتواند بالاترین کارایی حجمی را به دست آورد. به دلیل شرایط خوب روانکاری بین جفتهای متحرک، کارایی مکانیکی آن به سطح بسیار بالایی رسیده است. در حال حاضر، کارایی حجمی و کارایی مکانیکی پمپ پیستونی محوری سنگین سری 40 مگاپاسکال در نزدیکی نقطه عملیاتی نامی بیش از 95٪ است و بالاترین کارایی کل 91٪ ~ 93٪ است. به دلیل اینکه زاویه نوسان بدنه سیلندر پمپ پیستونی محور مایل میتواند بزرگتر باشد، "حجم مرده" در حجم کاری نسبتاً کوچک است و هیچ مورد نشتی از یاتاقان هیدرواستاتیک لغزشی وجود ندارد. علاوه بر این، شرایط تنش بدنه سیلندر و پیستون بهتر است، کارایی حجمی و کارایی مکانیکی آن بالاتر از پمپ پیستونی محور مستقیم از همان درجه خواهد بود.
به دلیل نشت و اصطکاک، منحنی کارایی کل که با ضرب کارایی حجمی و کارایی مکانیکی به دست میآید، روندی از افزایش اولیه و سپس کاهش را با افزایش فشار و سرعت نشان میدهد. به دلیل تأثیر سختی پشتیبانی مکانیزم جابجایی متغیر، کارایی پمپ جابجایی متغیر همیشه کمی کمتر از کارایی پمپ جابجایی ثابت است. علاوه بر این، کارایی پمپ هیدرولیک ارتباط زیادی با ویژگی، کیفیت و دمای محیط کاری دارد.
شکل P منحنی کارایی کل ویژگی یک پمپ پیستونی کمی با شفت مایل معمولی را نشان میدهد.
(5) عمر سرویس جفتهای اصطکاکی اجزای اصلی پمپ پیستونی مدرن به طور کلی دارای یک لایه روانکاری مایع خوب هستند. برخی از آنها بر اساس اصل بلبرینگ هیدرواستاتیک کدینگ طراحی شدهاند و همه آنها از مواد با عملکرد بالا ساخته شده و تحت پردازش دقیق و عملیات حرارتی قرار گرفتهاند. بنابراین، تحت شرایط استفاده صحیح (به ویژه زمانی که محیط کاری با ویسکوزیته مناسب استفاده میشود و تمیزی کافی آن حفظ میشود)، پمپ پیستونی به راحتی قابل استفاده است. تحت شرایط نامی، عمر سرویس بسیار طولانی است، به عنوان مثال، برای پمپ پیستونی محوری سری سنگین، میتواند به بیش از 10000 ~ 12000 ساعت برسد. به طور کلی، عمر سرویس پمپ پیستونی محوری بیشتر از پمپ پیستونی شعاعی است و پمپ سیلندر چرخشی بیشتر از پمپ صفحه مایل در پمپ پیستونی محور مستقیم است.
(6) در مقایسه با سایر پمپهای هیدرولیک، نوسان جریان و نویز پمپ پیستونی بیشتر است. نوسان جریان پمپ پیستونی علت اصلی نویز است. در میان انواع پمپهای پیستونی، سطح نویز پمپ پیستونی با شیر نشیمن بالاترین است، در حالی که سایر پمپهای پیستونی تقریباً یکسان هستند. تعداد پیستون تأثیر زیادی بر نوسان جریان دارد و تعداد فرد پیستون بهتر از تعداد زوج برای کاهش نوسان جریان است. به همین دلیل، معیار طراحی سنتی این است که تعداد پیستون را فرد در نظر بگیرند، یعنی ۵، ۷، ۹، ۱۱ و غیره.
(7) چگالی قدرت و عملکرد هزینه فشار بالا، سرعت بالا و دامنه وسیع کارکرد پمپ پیستونی به آن امکان میدهد تا مقدار قدرت زیادی را منتقل کند. چگالی قدرت در سیستم فشار بالا میتواند به بیش از 10 کیلووات بر کیلوگرم برسد، به ویژه به عنوان یک پمپ متغیر فشار بالا، دارای عملکرد هزینه بالایی است که نمیتواند توسط سایر انواع پمپها جایگزین شود. با این حال، به دلیل اینکه این یک نوع عنصر پوسته غیر باربر فشار است، مقدار جابجایی به ازای هر واحد حجم ساختاری به اندازه پمپ دندهای و پمپ پرهای بزرگ نیست، بنابراین پمپ پیستونی در سیستم هیدرولیک با فشار متوسط و پایین و به عنوان یک پمپ کمی بزرگ و گران است.
(8) پارامترهای ساختاری اصلی Z، D و R سه پارامتر متقابلاً محدود هستند که به نوع ساختار، عملکرد، استحکام، سختی و قابلیت پردازش مربوط میشوند. زمانی که تعداد پیستونها زیاد باشد، جابجایی پمپ پیستونی محوری میتواند افزایش یابد، اما اگر تعداد پیستونها بیش از حد زیاد باشد، اندازه شعاعی پمپ و حجم و وزن کل پمپ افزایش خواهد یافت. به منظور کاهش نوسانات جریان، تعداد پیستونها در پمپ پیستونی باید فرد باشد، معمولاً z = 5 ~ 9، z = 9 برای پمپ پیستونی با شافت عبوری و z = 7 برای پمپ پیستونی بدون شافت عبوری.
زاویه انحراف صفحه نوسانی پمپ پیستونی شفت مستقیم معمولاً از ۱۸ ° تا ۲۱ ℃ است. زاویه بین شفت انتقال و محور سیلندر پمپ پیستونی شفت مایل معمولاً γ max = ۲۵ ° تا ۴۵ ° است.