Hliníkové zubové čerpadlo

Zubové čerpadloje typkladné-objemové čerpadlov ktorom sa kvapalina dopravuje mechanickým pôsobením do seba zapadajúcich ozubených kolies. Keď sa ozubené kolesá otáčajú, zachytávajú pevný objem kvapaliny medzi zubami ozubeného kolesa a skriňou čerpadla a prenášajú ho zo vstupnej strany na výstupnú stranu, kde je kvapalina pod tlakom vytláčaná.

Zubové čerpadlá sú široko používané v hydraulických systémoch, mazacích okruhoch, dodávke paliva a rôznych priemyselných aplikáciách na prenos tekutín vďaka ich jednoduchosti, spoľahlivosti a schopnosti zvládnuť široký rozsah viskozít tekutín.

Typy zubových čerpadiel

Externé zubové čerpadlá (čelné / špirálové / rybie kosti).

V anvonkajšie zubové čerpadlodve zaberajúce ozubené kolesá (zvyčajne rovnakej veľkosti) sú umiestnené vedľa seba v skrini. Jeden prevodový stupeň (hnacie koleso) je priamo poháňaný motorom alebo hriadeľom; druhý (tennečinný) je riadený prvým. Keď sa ozubené kolesá otáčajú, kvapalina sa nasáva do medzier medzi zubami ozubeného kolesa na vstupnej strane, unáša sa po vonkajšom obvode skrine a potom sa vytláča na výstupnej strane, kde zuby ozubeného kolesa opäť zaberajú.

Medzi kľúčové varianty externých zubových čerpadiel patria:

• Čelne ozubené koleso: dizajn rovného-zubu; najjednoduchšie a bežné.
• Skrutkový prevod: šikmé zuby znižujú pulzáciu a hluk a zlepšujú hladkosť.
• Rybia kosť / dvojité špirálové ozubenie: dve zrkadlové špirálové súpravy eliminujúce axiálny ťah, ďalšie vyhladenie toku.

Výhodyexterných zubových čerpadiel:

• Presná objemová dodávka: výtlak na otáčku je relatívne pevný, čo zjednodušuje ovládanie a dávkovanie.
• Dobré pre stredné / stredné viskozity a stredné tlaky.
• Jednoduchšia mechanická konštrukcia, jednoduchšia výroba a údržba.

Obmedzenia:

• Náchylnejšie na vnútorné presakovanie / spätný tok v kvapalinách s nižšou viskozitou, pretože sú potrebné menšie vôle.
• Zvýšené opotrebovanie, najmä pod abrazívnymi kvapalinami, v dôsledku užších vôlí medzi ozubenými kolesami a skriňou.
• Hluk a vibrácie môžu byť vyššie, najmä pri konštrukciách s ostrohami.

Vnútorné zubové čerpadlá (interné Gerotor / Crescent)

Anvnútorné zubové čerpadlozvyčajne obsahuje jeden prevod v druhom. Vonkajšie ozubené koleso (často nazývané voľnobežné koleso) obklopuje vnútorné ozubené koleso rotora. Medzi nimi stacionárpolmesiacalebo delič môže oddeľovať vstupnú a výstupnú stranu a usmerňovať tok.

Princíp činnosti v skratke:

• Kvapalina je nasávaná do expanznej komory medzi rotorom a voľnobežným kolesom na sacej strane.
• Kvapalina je nesená vo vreckách medzi zubami ozubeného kolesa a oblasťou polmesiaca.
• Keď sa ozubené kolesá otáčajú smerom k výtlačnej strane, objem sa zmenšuje a kvapalina je vytláčaná von.
• Polmesiac pomáha udržiavať oddelenie a znižuje recirkuláciu / únik.

Výhody vnútorných zubových čerpadiel:

• Lepšia manipulácia skvapaliny s vysokou viskozitou, vďaka zhovievavejším vôliam.
• V mnohých prípadoch tichší a hladší tok (nižšia pulzácia).
• Dobrá schopnosť samonasávania-a často aj schopnosť spiatočky (v závislosti od konštrukcie prevodovky).

Nevýhody/kompenzácie-:

• Zložitejšia geometria a užšie tolerancie obrábania.
• Často objemnejšie alebo drahšie v porovnaní s vonkajším dizajnom.
• Menej vhodné pre veľmi vysoké tlaky v porovnaní s robustnými vonkajšími konštrukciami (v závislosti od materiálov).

Pracovný princíp a prevádzka

Základný princíp - Kladné posunutie zariadením Gears

Zubové čerpadlo je aobjemové čerpadlo: pri každom otočení zachytí fixný objem tekutiny a vytlačí ju zo vstupnej strany na výstupnú. Prietok je (v ideálnom prípade) úmerný rýchlosti otáčania čerpadla (RPM).

Vo všeobecnosti:

• Ako ozubené kolesávzdialiť sa(na vstupnej strane), objem medzi zubami ozubeného kolesa a skriňourozširujevytvára čiastočné vákuum (alebo oblasť nízkeho tlaku).
• Do týchto rozširujúcich sa dutín je nasávaná tekutina.
• Ozubené kolesá prenášajú kvapalinu po obvode skrine čerpadla (medzi bokom ozubeného kolesa a skriňou).
• Na výtlačnej strane ako ozubenieopäť sieťka, dostupný objem sa zníži, čím sa tekutina vytlačí cez výtlačný otvor.
• Tesné medzery okolo hrotov ozubených kolies, bočných platní a krytu potláčajú spätný{0}únik (kvapalina unikajúca späť z výstupu do vstupu).

Pretože objem posunutý na otáčku ozubeného kolesa je pevný (za predpokladu, že nedochádza k úniku), prietok je relatívne stabilný a predvídateľný za predpokladu, že geometria a vôle zostanú stabilné.

Prevádzka externého verzus interného zubového čerpadla

Zatiaľ čo základný princíp je podobný, externé a vnútorné zubové čerpadlá sa líšia v geometrii a stratégii tesnenia.

Prevádzka externého zubového čerpadla

Dve identické ozubené kolesá (hnacie koleso a vložené koleso) zaberajú vedľa seba, každé je namontované na vlastnom hriadeli.

Na vstupnej strane, keď sa ozubené kolesá v zábere oddeľujú, objem sa zväčšuje a kvapalina vstupuje do dutín medzi zubami ozubeného kolesa a skriňou.

Kvapalina je vedená po vonkajšom obvode ozubených kolies, nie medzi ozubenými kolesami samotnými.

Keď zuby ozubeného kolesa začnú zaberať na výtlačnej strane, zachytená kvapalina sa stlačí a vytlačí sa do výtlačného otvoru.

Pretože kvapalina nemôže prechádzať medzi zubami ozubeného kolesa v zábere, vedenie záberu funguje ako tesnenie oddeľujúce vstup od výstupu.

Externé zubové čerpadlá sú bežné kvôli ich jednoduchosti a dobrému dávkovaciemu výkonu (prietok má tendenciu sledovať otáčky lineárne).

Prevádzka vnútorného zubového čerpadla

Vo vnútornom čerpadle (polmesiac alebo "ozubené koleso v ozubenom kole") je jedno ozubené koleso vnútorné (zuby smerujúce dovnútra) a druhé je vonkajšie; často apolmesiaca priečkaslúži na oddelenie vstupnej a výstupnej strany.

Rotor (vonkajšie ozubené koleso) je poháňaný; vnútorná vodiaca kladka sa v nej otáča, zvyčajne-vycentrovane.

Kvapalina je nasávaná do rozširujúcich sa dutín medzi rotorom a voľnobežkou na sacej strane.

Polmesiačiková prepážka pomáha udržiavať tesnenie, zabraňuje spätnému toku a riadi vnútornú recirkuláciu.

Keď sa ozubené kolesá otáčajú smerom k výtlačnej strane, dutiny sa zmršťujú a kvapalina sa vytláča do výtlačného otvoru.

Čerpadlá s vnútorným ozubením majú tendenciu ľahšie zvládnuť vyššie viskozity a v mnohých prípadoch majú hladší prietok v dôsledku postupnejších tesniacich prechodov.

Výhody a obmedzenia hliníkových zubových čerpadiel

V tejto časti sa zameriame na konkrétnepre a protipoužívaniahliník (hliník)ako plášť alebo konštrukčný materiál zubových čerpadiel. Platí aj mnoho všeobecných výhod/obmedzení zubových čerpadiel, no tu zdôrazňujeme tie, ktoré sú obzvlášť dôležité pre konštrukcie na báze hliníka-.

Výhody hliníkových zubových čerpadiel

Zníženie hmotnosti / ľahká konštrukcia
Hliník je výrazne ľahší ako liatina alebo oceľ. Pre mobilné systémy alebo systémy citlivé na hmotnosť- (napr. poľnohospodárske stroje, malé hydraulické jednotky, ľahké priemyselné zariadenia) pomáha použitie hliníka v tele čerpadla znížiť celkovú hmotnosť systému a môže zjednodušiť montáž alebo nosné konštrukcie.
Podľa blogu od Poocca je „ľahký dizajn“ jednou z kľúčových výhod hliníkových zubových čerpadiel.

Zlepšený odvod tepla / tepelná vodivosť
Hliník má relatívne vysokú tepelnú vodivosť v porovnaní so železnými materiálmi. To pomáha čerpadlu efektívnejšie odvádzať interne generované teplo (z trenia, viskózneho šmyku, strát netesnosťou). Lepší manažment tepla pomáha stabilizovať vôle, chrániť tesnenia a znižovať teplotné gradienty. Mnohí autori to uvádzajú ako významný prínos pri dlhšej alebo nepretržitej prevádzke.

Odolnosť proti korózii / oxidačné správanie
Moderné hliníkové zliatiny často tvoria stabilnú vrstvu oxidu, ktorá pomáha odolávať korózii v mnohých prostrediach. V systémoch, kde je prítomná vlhkosť alebo mierne korózne podmienky, môže byť hliníkové telo odolnejšie voči hrdzaveniu v porovnaní s holou liatinou. Niektoré propagačné zdroje to zdôrazňujú ako výhodu.

Cena/vyrobiteľnosť (v určitých rozsahoch)
Hliník sa relatívne ľahko obrába, odlieva a spracováva, najmä pri zložitých tvaroch. Pri stredných až malých objemových čerpadlách môže skrátený čas obrábania a zaťaženie nástrojov priniesť úsporu nákladov v porovnaní s ťažkou liatinou. Pri konštrukciách, kde sa nevyžadujú extrémne tlaky, môže byť hliník cenovo-efektívnym kompromisom. Niektoré príručky naznačujú, že hliníkové konštrukcie pomáhajú znižovať výrobné náklady pre mierne aplikácie.

Flexibilita dizajnu / Geometrická zložitosť
Pretože hliník je tolerantnejší k obrábaniu a dá sa relatívne ľahko odlievať do zložitejších geometrií, má konštruktér väčší priestor na optimalizáciu chladiacich rebier, vnútorných priechodov, výstužných rebier, vreciek na úsporu hmotnosti atď. Táto flexibilita môže pomôcť zlepšiť efektivitu alebo znížiť hmotnosť.

Obmedzenia / výzvy hliníkových zubových čerpadiel

Samozrejme, hliník nie je dokonalý materiál pre všetky podmienky. Nižšie sú uvedené hlavné nevýhody alebo obmedzenia, na ktoré treba pamätať pri použití hliníka v dizajne zubového čerpadla.

Nižšia pevnosť / tuhosť vs železo / oceľ
Zliatiny hliníka majú vo všeobecnosti nižšiu pevnosť v ťahu, modul pružnosti a medzu klzu v porovnaní s oceľou alebo liatinou. Pri vysokom vnútornom tlaku alebo veľkom mechanickom zaťažení je hliníkový kryt náchylnejší na deformáciu, deformáciu alebo únavu. To ukladá praktické limity maximálneho bezpečného prevádzkového tlaku alebo vyžaduje robustnejšiu hrúbku steny a konštrukčnú výstuž.

Obavy z opotrebovania a erózie
Pretože hliník je mäkší ako železo alebo oceľ, jeho odolnosť voči oderu, kavitačnej erózii alebo opotrebovaniu časticami je nižšia. V systémoch, kde kvapalina obsahuje jemné častice alebo abrazíva, sa hliníkové puzdro (alebo vnútorné povrchy) môže zhoršiť rýchlejšie, čím sa časom zväčšia vôle a netesnosti.

Riadenie tepelnej expanzie a prechodov
Zatiaľ čo hliník pomáha odvádzať teplo, má tiež vyšší koeficient tepelnej rozťažnosti. Keď sa čerpadlo zahrieva, zmeny rozmerov môžu posunúť vnútorné vôle, čo môže zvýšiť únik alebo zmeniť geometriu kontaktu. Dizajnéri musia starostlivo zvážiť tepelnú rozťažnosť, aby zachovali optimálny výkon v rôznych teplotných rozsahoch.

Tvrdosť povrchu a únava
Zliatiny hliníka majú vo všeobecnosti nižšie limity únavy ako -kvalitné ocele. Pri cyklickom zaťažovaní môžu opakované kolísanie tlaku viesť k únavovým trhlinám alebo zoslabnutiu materiálu počas dlhých prevádzkových cyklov, najmä v oblastiach s vysokým{2}}namáhaním (okolo otvorov, prírub, montážnych nálitkov).

Problémy s tesnením a únikom
Pretože hliník je náchylnejší na miernu deformáciu, udržiavanie extrémne tesných vôlí a robustného tesnenia (najmä na rozhraniach medzi hliníkom a tvrdšími komponentmi) je náročnejšie. Tesniace plochy môžu pri-dlhodobom používaní viac trpieť, čo vedie k netesnostiam alebo problémom s údržbou.

Obmedzená schopnosť vysokého tlaku
Kvôli vyššie uvedeným obmedzeniam pevnosti a opotrebovania nie sú hliníkové zubové čerpadlá často prvou voľbou pre extrémne vysoko{0}}tlakové systémy. V takýchto prípadoch sú bežnejšie liatinové, oceľové alebo duplexné/kompozitné kryty. Mnoho zdrojov o zubových čerpadlách uvádza, že zubové čerpadlá sú vo všeobecnosti vhodnejšie pre mierne tlaky; v kombinácii s hliníkovým telom bývajú tieto tlakové limity nižšie.

Hluk, vibrácie a mechanická stabilita
Pretože hliník je menej tuhý, môže prenášať viac vibrácií alebo prispievať k rezonancii počas prevádzky. Riadenie hluku a vibrácií sa stáva kritickejším u čerpadiel na báze hliníka-v porovnaní s tuhším krytom.

Porovnávacie zhrnutie a{0}}obchodné zľavy

Aplikácie a prípady použitia

Hliníkové zubové čerpadlá (alebo zubové čerpadlá s hliníkovým telom / stredovými časťami) nachádzajú uplatnenie v širokej škále priemyselných odvetví a kvapalinových systémov. Ich relatívne ľahká konštrukcia a dobré tepelné vlastnosti ich robia obzvlášť atraktívnymi v aplikáciách, kde záleží na hmotnosti, chladení alebo odolnosti proti korózii, za predpokladu, že prevádzkové tlaky a podmienky sú v rámci realizovateľných hraníc. Nižšie sú uvedené kľúčové oblasti použitia a ilustratívne prípady použitia.

Priemyselné a hydraulické systémy

Mobilné / poľnohospodárske stroje
Hliníkové zubové čerpadlá sa bežne používajú v hydraulických systémoch traktorov, kombajnov, nakladačov, rýpadiel a iných mobilných zariadení. Ich nižšia hmotnosť pomáha znižovať celkovú hmotnosť stroja. Bondioli & Pavesi napríklad ponúka zubové čerpadlá s hliníkovým telom, ktoré sa používajú na riadenie, zdvíhanie a ovládanie valcov poľnohospodárskych a stavebných strojov.

Stavebné / zemné zariadenia
V rýpadlách, žeriavoch, zhutňovačoch a mobilných výťahoch poháňajú zubové čerpadlá hydraulický pohyb ramien, lyžíc, stabilizátorov atď. Pomerne kompaktný a robustný charakter zubových čerpadiel ich tu robí vhodnými.

Priemyselná hydraulika / automatizácia výroby
Hliníkové zubové čerpadlá možno použiť v hydraulických pohonných jednotkách (HPU), ktoré poháňajú lisy, upínacie prípravky, svorky, ovládače atď. Pre systémy nevyžadujúce extrémne tlaky môžu hliníkové verzie znížiť hmotnosť a tepelné problémy.

Systémy na prenos tekutín, mazanie a cirkuláciu

Mazanie / cirkulácia oleja
Zubové čerpadlá sa široko používajú na cirkuláciu mazacieho oleja v strojoch, turbínach, prevodovkách atď. Predvídateľný prietok a tlak ich robí ideálnymi pre obehové a dávkovacie oleje. Pretože mnohé mazacie systémy sú uzavreté a teploty sú mierne, hliníkové kryty sú často prijateľné.

Prevodovky, prevodovky, čerpanie paliva / oleja
V určitých ľahkých vozidlách alebo zariadeniach (napr. malé motory, čerpadlá) možno použiť hliníkové zubové čerpadlá na čerpanie oleja alebo paliva v rámci systému, najmä tam, kde sa požaduje kompaktnosť alebo úspora hmotnosti.

Chemické, žieravé alebo mierne agresívne médiá

Aj keď sú náročnejšie (chémia, materiálová kompatibilita, korózia), možno použiť hliníkové zubové čerpadlámenej agresívne chemické kvapalinyalebo v korozívnom prostredí, kde hliníková zliatina a povlaky môžu odolať napadnutiu. Niektoré úlohy na dávkovanie chemikálií, dávkovanie aditív alebo prenos tekutín používajú hliníkové varianty zubového čerpadla-pre nižšie tlaky a kontrolované podmienky.

Údržba, problémy s výkonom a odstraňovanie problémov

Osvedčené postupy bežnej údržby

Premyslený plán údržby je základom pre udržanie spoľahlivého chodu zubového čerpadla. Tu sú kľúčové odporúčania:

Vizuálne kontroly
Skontrolujte vonkajšie netesnosti, praskliny, uvoľnené skrutky, vibrácie, nezvyčajný hluk alebo nesprávne zarovnanie.

Skontrolujte stav a čistotu kvapaliny
Zabezpečte, aby kvapalina hydrauliky / čerpadla nebola znečistená (častice, voda, vzduch). Používajte vhodné filtre / sitá. Kontaminanty patria medzi hlavné príčiny zlyhania čerpadla.

Sledujte hladinu kvapaliny, teplotu a viskozitu
Udržujte správnu hladinu kvapaliny (aby ste predišli hladovaniu pri saní). Monitorujte teplotu, aby ste predišli prehriatiu alebo drastickej tepelnej expanzii.

Pravidelne kontrolujte ložiská, tesnenia a vôle
Ložiská sa časom opotrebúvajú; tesnenia degradujú. Odmerajte vnútorné vôle alebo bočné vôle, aby ste zistili opotrebovanie.

Mazanie a zarovnanie prevodov
Uistite sa, že vnútorné povrchy ozubených kolies sú správne namazané kvapalinou. Pri opätovnej montáži opatrne zarovnajte ozubené kolesá, dodržujte vôľu a tolerancie bočnej vôle.

Utiahnutie / moment skrutiek krytu / krytu
Skrutky sa môžu časom pri vibráciách uvoľniť. Skontrolujte krútiaci moment a rovnomernosť, aby ste udržali tesniaci tlak.

Vedenie záznamov / základné údaje
Uchovávajte záznamy o prietoku, tlaku, teplote, vibráciách, hluku, dátumoch kontrol. To pomáha odhaliť trendy.

Pravidelné búranie a kontrola
V závislosti od prevádzkových hodín otvorte čerpadlo, skontrolujte ozubené kolesá, bočné dosky, hriadele, koncové dosky a vymeňte opotrebované diely pred poruchou.

Metodika odstraňovania problémov

Pri diagnostikovaní problému so zubovým čerpadlom (najmä hliníkovým zubovým čerpadlom) postupujte podľa štruktúrovaného prístupu:

Overte si základnú prevádzku a predpoklady
Uistite sa, že motor beží, hriadeľ sa otáča, správny smer, správne spojenie, žiadne mechanické blokovanie.

Skontrolujte vonkajší okruh a sacie/výtlačné vedenie
Hľadajte netesnosti, upchatie, zauzlenia, obmedzenia, vniknutie vzduchu do sacieho potrubia a skontrolujte, či sú priemery potrubia primerané.

Pozorujte symptómy a merajte premenné
Zmerajte tlak, prietok, teplotu, hluk, vibrácie a porovnajte ich so základnou čiarou.

Izolujte čerpadlo
Zablokujte sekcie po prúde a proti prúdu, odstráňte poistné ventily alebo obtokové prvky, otestujte čerpadlo v izolácii, aby ste zistili, či môže vytvárať tlak.

Rozoberte a skontrolujte vnútorné časti
Skontrolujte opotrebovanie ozubených kolies, bočné dosky, vôle, ložiská hriadeľa, tesnenia, povrchy skrine.

Opravte a znova opatrne zložte
Vymeňte opotrebované diely, obnovte správne vôle, správne utiahnite skrutky, zarovnajte ozubené kolesá.

Spustite test pri nízkej rýchlosti / bezpečných podmienkach
Pred návratom do plnej prevádzky postupne sledujte anomálie.

Záver a odporúčania

Stručne povedané, hliníkové zubové čerpadlá ponúkajú presvedčivú zmesľahké prevedenie, dobrý odvod teplaanáklady/jednoduchosť výrobypre mnoho aplikácií s fluidným pohonom. Ich výhody však musia byť starostlivo vyvážené s problémami, ako je nižšia pevnosť, opotrebovanie, tepelná rozťažnosť a ťažkosti s tesnením.

Pri rozumnej implementácii-t. j. v strednotlakových systémoch-s čistými kvapalinami, dobrými toleranciami a pravidelnou údržbou- môžu hliníkové zubové čerpadlá fungovať spoľahlivo a efektívne roky.

Tu je niekoľko praktických odporúčaní:

Prispôsobte aplikáciu možnostiam materiálu
Hliníkové zubové čerpadlá používajte tam, kde sú ich silné stránky najvýhodnejšie (citlivosť na hmotnosť, mierny tlak, tepelné problémy) a vyhnite sa ich nadmernému napínaniu do ultra-vysokotlakového alebo silne abrazívneho prostredia bez vystuženia.

Dizajn s okrajom a výstužou
Zohľadnite tepelnú rozťažnosť, únavu a možnú deformáciu; opierajte sa o povlaky, tvrdšie vložky alebo hybridné materiály na ochranu opotrebovaných povrchov.

Dôsledne dodržiavať
Vykonávajte pravidelné kontroly tesnení, ložísk, vôlí a čistoty tekutín. Včasné zachytenie opotrebovania môže zabrániť kaskádovým poruchám.

Prijímajte inovácie selektívne
Ak je to vhodné, zvážte moderné povrchové úpravy, snímače alebo hybridné kryty na zvýšenie odolnosti a inteligencie čerpadla.

O Poocca Hydraulic

Poocca Hydraulic (Shenzhen) Co., Ltd.je čínska spoločnosť špecializujúca sa na výskum, vývoj, výrobu a predaj hydraulických komponentov vrátane zubových čerpadiel, piestových čerpadiel, lamelových čerpadiel, motorov, ventilov a príslušenstva.

Hlavné výhody:

• Zariadenie spoločnosti pokrýva cca8,000 m², s výrobnou plochou ~6000 m², zamestnáva ~100 zamestnancov vrátane inžinierov.
• Je držiteľom certifikácie systému kvality podISO9001/ GB/T19001-2016.
• Poocca tvrdí, že nesieširoké portfólio of hydraulic products (>1 000 modelov) a ponúka prispôsobenie špecifikácií, portov, materiálov atď.
• Zdôrazňujútestovanie pred{0}zásielkou, ktoré hlásia veľmi vysoké prietokové rýchlosti (napr. 99,9 % alebo podobné), aby sa zabezpečila spoľahlivosť dodávaných čerpadiel.
• Jeden ilustratívny produkt je ichRad zubových čerpadiel s hliníkovým-telesom skupiny 30: používa hliníkové telo s liatinovou prírubou / krytom, pokrýva objemy od ~20 do 60 cc/ot a je dimenzované až do ~280 bar.