Co to jest pompa tłokowa hydrauliczna?

Co to jest pompa tłokowa hydrauliczna?

Pompa tłokowa hydrauliczna to rodzaj pompy wyporowej, która zamienia moc mechaniczną (z obracającego się wału) na energię hydrauliczną (połączenie przepływu i ciśnienia). Robi to za pomocą tłoków poruszających się ruchem posuwisto-zwrotnym wewnątrz cylindrów, aby wciągać ciecz, a następnie wypychać ją pod wysokim ciśnieniem.

Są znane ze swojej wysokiej wydajności i zdolności do generowania bardzo wysokich ciśnień, co czyni je preferowanym wyborem dla najbardziej wymagających zastosowań przemysłowych i mobilnych.

Podstawowa zasada: Jak to działa

Podstawowe działanie można podzielić na prosty cykl:

1. Suw ssania: Gdy tłok przesuwa się do tyłu, zwiększa objętość w swojej komorze cylindra. Powoduje to powstanie próżni, która otwiera zawór wlotowy (lub port) i pozwala na wciągnięcie cieczy hydraulicznej ze zbiornika.

2. Suw tłoczenia: Tłok przesuwa się następnie do przodu, zmniejszając objętość komory. Powoduje to sprężenie cieczy, zwiększając jej ciśnienie. Wysokie ciśnienie zamyka zawór wlotowy i otwiera zawór wylotowy, wypychając ciecz pod ciśnieniem do układu hydraulicznego.

Proces ten zachodzi jednocześnie i w sposób ciągły w wielu tłokach rozmieszczonych w okrągłym wzorze, zapewniając płynny, ciągły przepływ.

Główne typy pomp tłokowych hydraulicznych

Istnieją dwie podstawowe architektury konstrukcyjne pomp tłokowych:

1. Pompy tłokowe osiowe

W tych pompach tłoki są rozmieszczone równolegle do osi wału napędowego. Są one najpopularniejszym rodzajem wysokowydajnej pompy tłokowej.

• Jak to działa: Wał obraca blok cylindrów zawierający tłoki. Same tłoki są połączone z tarczą skośną (pochyloną tarczą). Gdy blok się obraca, tłoki są zmuszane do ruchu posuwisto-zwrotnego wewnątrz i na zewnątrz swoich otworów, ponieważ podążają za kątową powierzchnią tarczy skośnej.

• Kluczowa cecha: Zmienna pojemność. Kąt tarczy skośnej można zmieniać. Bardziej stromy kąt powoduje dłuższy skok tłoka i więcej cieczy przemieszczanej na obrót (większa pojemność). Mniejszy kąt powoduje mniejsze przemieszczanie cieczy. Jeśli tarcza skośna jest ustawiona na kąt zero, tłoki się nie poruszają i przepływ ustaje. Pozwala to na precyzyjną kontrolę przepływu i mocy wyjściowej bez zmiany prędkości napędu pompy.

• Typowe zastosowania: Maszyny produkcyjne (wtryskarki, prasy do metalu), sprzęt budowlany (koparki, spychacze) i zastosowania morskie.

2. Pompy tłokowe promieniowe

W tych pompach tłoki są rozmieszczone prostopadle (promieniowo) do wału napędowego.

• Jak to działa: Tłoki są umieszczone w nieruchomym bloku cylindrów wokół wału napędowego. Wał ma mimośrodową krzywkę lub wirnik. Gdy wał się obraca, mimośrodowa krzywka wciska tłoki do wewnątrz sekwencyjnie. Sprężyny lub ciśnienie hydrauliczne często wypychają tłoki z powrotem na krzywkę podczas obrotu. Zawory są zwykle wbudowane w centralny piastę.

• Kluczowa cecha: Wysokie ciśnienie. Pompy tłokowe promieniowe są wyjątkowo wytrzymałe i znane z osiągania najwyższych ciśnień roboczych spośród wszystkich typów pomp (często przekraczających 1000 barów / 15 000 psi).

• Typowe zastosowania: Zastosowania o bardzo wysokim ciśnieniu, takie jak prasy hydrauliczne, stanowiska testowe i podnośniki.

Kluczowe cechy i zalety

• Zdolność do wysokiego ciśnienia: Doskonałe w systemach wymagających ciśnień od 250 barów do ponad 700 barów (3600 do ponad 10 000+ psi).

• Wysoka wydajność: Mają bardzo niskie wewnętrzne wycieki (wysoka wydajność objętościowa) i niskie straty tarcia (wysoka wydajność mechaniczna), często osiągając ponad 95% wydajności.

• Zmienna pojemność: Możliwość regulacji przepływu wyjściowego w locie (kluczowa cecha wielu konstrukcji osiowych) oszczędza ogromną ilość energii, ponieważ pompa dostarcza tylko przepływ i ciśnienie, których potrzebuje system.

• Precyzyjna kontrola: Doskonałe do zastosowań wymagających precyzyjnej kontroli prędkości i położenia.

• Długa żywotność: Zaprojektowane do ciągłej pracy w trudnych warunkach.

Wady

• Wysoki koszt: Znacznie droższe w zakupie i naprawie niż pompy zębate lub łopatkowe.

• Złożoność: Złożona konstrukcja z wąskimi tolerancjami sprawia, że są one wrażliwe na zanieczyszczenia (brudna ciecz).

• Hałas: Zazwyczaj głośniejsze niż pompy łopatkowe lub zębate wewnętrzne, szczególnie przy wysokich ciśnieniach.

Zastosowania

Pompy tłokowe hydrauliczne są końmi roboczymi wysokowydajnych układów hydraulicznych. Znajdziesz je w:

• Ciężki sprzęt budowlany: Koparki, koparko-ładowarki, dźwigi, spychacze.

• Maszyny przemysłowe: Wtryskarki, prasy do tłoczenia metali, obrabiarki.

• Maszyny rolnicze: Traktory, kombajny.

• Morskie i przybrzeżne: Wciągarki, układy kierownicze, żurawie pokładowe.

• Wytwarzanie energii: Przekładnie hydrostatyczne w turbinach wiatrowych.

• Sprzęt górniczy: Górnicy ścianowi, podpory stropowe.