Пластинчатые насосы переменной производительности для многофункциональных машин

Современные гидравлические машины редко выполняют одно движение. Станок может зажимать заготовку при позиционировании другого компонента. Формующая машина может требовать быстрого движения на одном этапе и контролируемого усилия на другом. Оборудование промышленной автоматизации также может практически одновременно управлять несколькими гидроприводами.

Эти применения создают практическую проблему: для разных функций могут потребоваться разные скорости гидравлического потока и настройки давления. А Двойной лопастной насос переменной производительности обеспечивает способ удовлетворить это требование путем объединения двух секций насоса переменной производительности в единый узел. Каждая секция может питать независимую гидравлическую ветвь, используя один и тот же механический привод.

Эта концепция отличается от простой установки двух насосов постоянной производительности вместе. Механизм переменного рабочего объема дает каждой секции насоса регулируемую производительность, обеспечивая большую гибкость для машин с несколькими гидравлическими функциями.

Почему многофункциональным машинам нужны разные скорости потока

Гидравлические приводы не обязательно требуют одинаковой подачи масла. Большому цилиндру может потребоваться значительный поток во время быстрого перемещения, тогда как зажимному цилиндру может потребоваться меньший поток, но более высокое давление. Если рассматривать обе функции так, как будто они имеют одинаковые требования, это может сделать гидравлический контур излишне ограничительным.

• Зажим: Часто требуется контролируемое движение с последующим удержанием давления.
• Позиционирование: Может потребоваться умеренный поток и точное движение привода.
• Быстрое путешествие: Для более быстрого перемещения цилиндра может потребоваться больший объем гидравлического масла.
• Вспомогательные функции: Может работать независимо от основного привода.

Насосы с переменным рабочим объемом удовлетворяют этому типу требований, изменяя их эффективный объем, а не подавая фиксированный объем в каждом рабочем состоянии. В ходе исследований и проектирования гидравлических систем также были изучены насосы переменной производительности для систем с несколькими рабочими контурами и изменяющимися требованиями к нагрузке.

Чем отличается двойной насос переменной производительности?

Обычный одинарный лопастной насос обеспечивает регулируемую гидравлическую подачу через одну насосную секцию. Двойная конфигурация содержит две регулируемые секции насоса в одном корпусе и использует общий приводной вал.

В спецификациях продукции от Chia Wang двойной пластинчатый насос переменной производительности описывается как два насоса переменной производительности, встроенные в один корпус. Общий вал позволяет двум независимым масляным ветвям работать от одного электродвигателя.

Это различие важно, поскольку две секции лопастного насоса с двойным переменным рабочим объемом не обязательно должны работать с одинаковыми уровнями производительности. В зависимости от модели можно указать различные комбинации рабочего объема и настройки давления.

Независимый поток может изменить архитектуру схемы

Представьте себе машину, оснащенную двумя гидравлическими контурами. Контур A управляет большим позиционирующим цилиндром, а контур B управляет меньшим зажимным приводом. Позиционирующему цилиндру может потребоваться 30 л/мин при быстром движении, тогда как функция зажима может работать со значительно меньшим потоком.

Благодаря двум независимо регулируемым секциям насоса каждая ветвь может быть настроена в соответствии со своими потребностями, а не заставлять оба контура следовать одной и той же схеме потока.

Пример: позиционирование зажима

Контур позиционирования можно назначить секции насоса с большим рабочим объемом. При быстром движении его водоизмещение может увеличиваться для обеспечения необходимого объема масла.

В контуре зажима можно использовать вторую секцию насоса с меньшим рабочим объемом. Как только зажим достигнет своего положения, система управления может уменьшить требуемый поток, сохраняя при этом давление, необходимое для операции.

Ключевым преимуществом является не просто наличие двух торговых точек; он имеет два регулируемых гидравлических выхода, которые могут реагировать на различные функции машины.

Как переменное смещение влияет на поток

Для объемного гидравлического насоса теоретический расход зависит от рабочего объема и скорости вала. Упрощенно отношения можно выразить так:

Q ≈ V × n × ηv

Где Q представляет собой фактический расход, V — объемное перемещение на оборот, n — скорость вращения, а ηv представляет собой объемный КПД.

Это означает, что изменение смещения может изменить поток без обязательного изменения скорости двигателя. Эта характеристика может быть полезна в автоматизированном оборудовании, где электродвигатель работает в определенном диапазоне скоростей, а потребность в гидравлической жидкости меняется на протяжении всего машинного цикла.

Опубликованные характеристики двойного лопастного насоса иллюстрируют этот принцип. В серии VPCC-F представлены секции насосов с номинальным рабочим объемом, например 12, 15, 20, 25 и 30 л/мин, с рабочей скоростью от 800 до 1800 об/мин и несколькими диапазонами регулировки давления.

Один привод, две регулируемые гидравлические функции

Еще одним аспектом продукта является механическое устройство. Для установки двух полностью независимых насосов могут потребоваться два двигателя, два соединительных устройства, дополнительное монтажное пространство и более сложная механическая интеграция.

Пластинчатый насос с двойным переменным рабочим объемом может размещать две насосные секции вокруг общей системы привода. Такое расположение может уменьшить количество компонентов механического привода, необходимых машине.

• Одиночный двигатель: Обе секции насоса могут приводиться в движение одним и тем же механическим источником.
• Общее жилье: Обе секции занимают общий насосный агрегат.
• Независимые выходы: Гидравлические контуры могут получать отдельные источники потока.
• Регулируемый объем: Каждая секция может реагировать на назначенную ей гидравлическую потребность.

Производители также подчеркивают компактность такого устройства. В документации VPCC-F Чиа Ванга конкретно описывается конструкция с общим валом, использующая один электродвигатель и обеспечивающая две независимые ветви потока масла.

Различные комбинации смещения повышают гибкость

Не для каждой машины требуются две одинаковые секции насоса. Гидравлический контур может иметь одну функцию высокого расхода и другую функцию низкого расхода. Использование идентичных секций рабочего объема в такой системе может привести к тому, что часть доступной производительности насоса будет плохо соответствовать реальной схеме.

Поэтому некоторые серии изделий с двумя регулируемыми насосами предлагают различные комбинации. Например, в серии VPFD ​​от ANSON перечислены конфигурации с различной производительностью насосов на конце вала и на конце крышки. Его характеристики включают такие комбинации, как 30/40 л/мин и 54/70 л/мин, в зависимости от модели, при этом диапазоны давления варьируются в зависимости от рамы и конфигурации регулировки.

Где может быть полезна эта архитектура?

Двухпеременная схема особенно актуальна для машин, в которых несколько гидравлических функций имеют разные рабочие профили.

• Станки с отдельными цепями зажима и позиционирования
• Оборудование для переработки пластмасс
• Автоматизированное гидравлическое производственное оборудование
• Прессовое оборудование с несколькими этапами работы
• Погрузочно-разгрузочное оборудование
• Спецтехника с несколькими приводами

Пластинчатые насосы с регулируемыми лопастями уже используются в станках, оборудовании для производства пластмасс, автоматизированных производственных линиях, прессах, погрузочно-разгрузочных машинах и оборудовании для литья под давлением. Danfoss также перечисляет свои линейки лопастных насосов для мобильного и промышленного применения, а Continental описывает лопастные насосы с регулируемой производительностью для применений, требующих регулируемого рабочего объема и различных вариантов управления.

Какие характеристики заслуживают внимания?

Покупатель, оценивающий двойной лопастной насос переменной производительности, должен смотреть за пределы номинального расхода. Поскольку насос содержит две регулируемые секции, необходимо рассмотреть обе стороны спецификации.

• Объем насосной секции A и B
• Диапазон регулировки давления для каждой секции
• Максимальная и минимальная рабочая скорость
• Общая конфигурация вала
• Направление вращения
• Размеры монтажного фланца
• Конфигурация впускного и выпускного порта
• Метод управления и компенсации давления

Например, в линейке насосов с двойной регулируемой регулировкой ANSON PVDF2 предусмотрены варианты производительности примерно от 8 до 40 л/мин при 1800 об/мин, а регулировка давления находится в диапазоне от 8–20 до 50–70 бар в зависимости от конфигурации. Заявленный диапазон скоростей составляет 800–1800 об/мин.

Означают ли две переменные секции две совершенно отдельные системы?

Не обязательно. Способ подключения выходов зависит от гидравлической схемы. Двойной насос может быть сконфигурирован для обслуживания независимых контуров, в то время как в некоторых конструкциях систем также может использоваться схема с комбинированным потоком.

В ходе гидравлических исследований с определением нагрузки были изучены системы, в которых несколько насосов с переменным рабочим объемом могут работать независимо или комбинировать свою производительность в зависимости от условий эксплуатации. Этот тип архитектуры позволяет распределять гидравлические ресурсы в соответствии с активными рабочими контурами, а не обрабатывать каждую функцию одинаково.

Следовательно, насос следует оценивать вместе с распределителями, компенсаторами, приводами, регуляторами давления и стратегией управления машиной.

Ценность заключается в контроле двух гидравлических требований

Многофункциональная машина не имеет единого гидравлического требования. Его потребности меняются от движения к движению и от одного привода к другому. Лопастной насос с двойным переменным рабочим объемом обеспечивает две регулируемые насосные секции в рамках общей механической конструкции, что позволяет проектировщикам строить гидравлические схемы с учетом этих различий.

Результатом стал другой подход к проектированию машин. Вместо того, чтобы увеличивать производительность насоса просто для удовлетворения максимально возможного спроса, проектировщики могут рассмотреть возможность какой поток на самом деле необходим каждой гидравлической функции и как это требование меняется в течение рабочего цикла.

Заключительный вывод

Переменный рабочий объем становится особенно интересным, когда машина имеет несколько гидравлических функций с разными требованиями к расходу. Добавление второй регулируемой секции насоса расширяет эту концепцию, позволяя управлять двумя гидравлическими ветвями от общего механического привода.

A Двойной лопастной насос переменной производительности поэтому его можно считать инструментом проектирования схем, а не просто насосом большей производительности. Двойные выходы, регулируемый рабочий объем, общий вал и гибкие настройки давления могут помочь разработчикам оборудования создавать гидравлические системы для различных приводов и рабочих этапов.

Прежде чем выбирать насос, покупатели должны сравнить рабочий объем обеих секций, диапазон регулировки давления, пределы скорости, размеры вала и фланца, конфигурацию портов и метод управления. Эти детали определяют, действительно ли архитектура с двумя переменными соответствует гидравлическим требованиям машины.