Выбор правильного гидравлического насоса

Существует четыре типа гидравлических насосов:

• Шестеренные насосы
• Поршневые насосы
• Пластинчатые насосы
• Винтовые насосы

Шестеренный насос

Шестеренные насосы

У шестеренных насосов очень мало подвижных частей. Они состоят из двух зубчатых колес (шестерен), которые зацеплены друг за друга. Эти насосы также обеспечивают постоянный поток. Как правило, они работают при давлении от 50 до 210 бар. Шестеренные насосы работают на самых высоких скоростях, а именно до 3000-6000 об/мин.

Преимущества: 

• Недорого стоят
• Имеют фиксированный рабочий объем

Недостаток:

• Имеют невысокий объемный коэффициент полезного действия

Существует два вида шестеренных насосов: внешнего и внутреннего зацепления.

Шестеренные насосы внешнего зацепления:

• В насосе внешнего зацепления лишь одно зубчатое колесо — ведущая шестерня — связано с электрическим двигателем. Ведомая шестерня движется в обратную сторону благодаря зацеплению зубьев с ведущей шестерней. 

Также существуют шестеренные насосы двойного действия, состоящие из двух шестеренных насосов, приводимых в движение одной и той же соединительной муфтой. Преимущество шестеренного насоса двойного действия заключается в том, что он обеспечивает подачу в два независимых гидравлических контура, а также создает больший поток в одном контуре.

Шестеренные насосы внутреннего зацепления: 

• В насосах данного типа ведомое колесо располагается внутри ведущего и опирается на серповидный элемент. 
• При вращении наружного зубчатого колеса между впадинами внутреннего колеса и серповидного элемента создается объем.
• Вещество всасывается при разъединении зубьев колес. 

Преимущества:

• Шестеренные насосы с внутренним зацеплением работают очень тихо.
• Они также обеспечивают постоянный поток.

Поршневый насос

Поршневые насосы

Гидравлические поршневые насосы работают с очень большими потоками при повышенном давлении. Они приводятся в движение благодаря поршням с непрерывным возвратно-поступательным движением. Поршни обладают хорошей герметичностью, что позволяет им функционировать при высоком давлении и с незначительными потерями жидкости.

Преимущества:

• Обеспечивают более высокий общий коэффициент полезного действия
• Обеспечивают самое высокое давление
• Надежные 
• Имеют высокую удельную мощность
• Существуют модели с переменным и фиксированным рабочим объемом

Недостатки:

• Это самые дорогой вид насосов.

По расположению поршней насосы разделяют на два типа: аксиально- и радиально-поршневые.

Аксиальное расположение: 

Конструкция аксиально-поршневого насоса основана на принципе наклонного диска или блока цилиндров наклонного типа. 

• В конструкции с наклонным диском поршни совершают вращательное движение и опираются на наклонный диск; ход поршня определяется углом наклонного диска.
• В конструкции с наклонным блоком цилиндров объем рабочей камеры зависит от угла наклона: поршни перемещаются при вращении приводного вала. 

Радиальное расположение: 

Радиально-поршневые насосы существуют в двух конфигурациях. 

• С эксцентричным ротором: поршень движется внутри неподвижного наружного кольца. Ход поршней определяется эксцентриситетом. 
• С эксцентричным валом: вращающийся вал вызывает радиально-колебательные движения поршня. 

Преимущество: 

• Радиально-поршневые насосы могут быть оснащены различными независимыми выходами.

Пластинчатый насос

Пластинчатые насосы

Эти насосы имеют пластины прямоугольной формы, установленные внутри ротора с продольными радиальными пазами, благодаря чему пластины могут перемещаться в радиальном направлении.

Преимущества:

• Как правило, имеют более высокий КПД, чем шестеренные насосы.
• Они производят меньше шума, сохраняя при этом высокую скорость (до 3 000 об/мин).
• Существуют с фиксированным и переменным рабочим объемом.
• Переменный рабочий объем позволяет при необходимости сократить расход и, следовательно, уменьшить расход энергии.

Недостатки:

• Они более дорогостоящие, чем шестеренные насосы (но менее дорогостоящие, чем поршневые насосы).
• Они более хрупкие, так как пластины подвергаются сгибу из-за давления нагнетания.

Гидравлический насос с переменным рабочим объемом производителя HAWE Hydraulik

Рабочий объем — это объем жидкости, которую шестерни, пластины или поршни перекачивают за один оборот. Если рабочий объем насоса составляет 30 см3, то в теории он вытесняет 30 мл жидкости за 1 оборот. 

• В насосе с фиксированным рабочим объемом количество жидкости, вытесняемой за оборот, не может быть изменено. 
• В насосе с переменным рабочим объемом количество жидкости, перекачиваемой насосом за 1 оборот, может быть изменено.

Основное преимущество изменения рабочего объема заключается в возможности экономии энергии, когда система не требует максимальной мощности насоса.

Поршневые и пластинчатые насосы представлены как с фиксированным, так и с переменным рабочим объемом. Шестеренные насосы имеют только фиксированный рабочий объем.

Гидравлические насосы характеризуются следующими параметрами: 

• Давление Δp (бар)
• Скорость потока Qv (л/мин): объем жидкости, подаваемой насосом за период времени
• Рабочий объем (см3): объем жидкости, перекачиваемой за оборот
• Частота вращения N (об/мин)
• Мощность Ph (кВ)
• КПД: это полезная энергия насоса после потерь, в основном вызванных трением. 

Расчет мощности гидравлического насоса:

                                                  Подача насоса (л/мин) * Давление (бар)

Мощность водного потока (kW) = —————————————-

                                                                 600

50 бар 

• Рабочее давление редко бывает меньше 50 бар

210-300 бар: шестеренные насосы

• Максимальное давление обычно составляет 250 бар
• Наиболее часто используемый стандарт для шестеренных насосов — 210 бар
• Стандарт 300 бар используется некоторыми шестеренными насосами внутреннего зацепления

300-450 бар: поршневые насосы 

• Они работают с высоким давлением, около 450 бар
• Стандарт 300-350 бар все чаще используется для открытых контуров
• 420 бар — это максимальный стандарт, используемый, в частности, для гидростатической трансмиссии в закрытом контуре

700 бар

• Этот стандарт используется для работы с домкратами

7000 бар: гидропневматические насосы

10 000 бар: мультипликаторы давления

Насосы внешнего зацепления

• Используются в основном в гидравлических системах, таких как дровоколы или лифты.

Насосы внутреннего зацепления 

• Используются, в частности, в стационарных установках (например, в станках, прессах и т.д.) и машинах, работающих в закрытом пространстве (электрические погрузчики и т.д.). 

Пластинчатые насосы

• Используются в промышленности в станках для формования и литья под давлением, а также в строительной технике.

Поршневые насосы

• Используются для работ, предполагающих высокое давление (от 400 до 700 бар); применяются в прессах, машинах для обработки пластмасс, станках и строительной технике. 
• Используются для приведения в действие домкратов для тяжелых грузов.
• Они также используются в передвижном и строительном оборудовании, вспомогательной морской энергетике, металлообработке и штамповке, в станках, в нефтепромысловом оборудовании.
• Некоторые поршневые насосы используются для транспортировки углеводородов под высоким давлением в трубопроводах.
• Помимо прочего, они используются в машинах для гидроабразивной резки. В таком случае жидкостью выступает вода, а не масло.

Винтовые насосы

• Они используются для перекачки вязких жидкостей под высоким давлением, например, сырой нефти.