راهنمای محاسبه و انتخاب پمپ هیدرولیک
در این مقاله به محاسبه و انتخاب پمپ هیدرولیک می پردازیم. چنانچه سوالی در مورد انتخاب پمپ هیدرولیک داشتید در بخش نظرات از ما بپرسید.
1. گام‌های محاسباتی مشترک برای همهٔ پمپ‌ها
| نماد | توضیح | واحد | فرمول پایه |
|---|---|---|---|
| QQQ | دبی موردنیاز مدار | L /min | از آنالیز زمان-چرخه یا جمع دبی عملگرها |
| PsysP_{\text{sys}}Psys | بالاترین فشار کاری (شامل ضرایب اطمینان) | bar | عموماً 1.1 − 1.3×1.1\!-\!1.3\times1.1−1.3× فشار بارِ واقعی |
| NNN | دور محرّک (بعد از گیربکس) | rev/min | معمولاً 1450–1800 برای موتور القایی 4-قطبی |
| ηv\eta_vηv | راندمان حجمی | – | 0.85–0.95 (بسته به نوع پمپ) |
| ηm\eta_mηm | راندمان مکانیکی/کلی | – | 0.85–0.93 |
| VdV_dVd | جابجایی هندسی پمپ | cm³/rev | Vd=QN×ηv×1000\displaystyle V_d = \frac{Q}{N \times \eta_v}\times1000Vd=N×ηvQ×1000 |
| PshaftP_{\text{shaft}}Pshaft | توان شفت موردنیاز | kW | Pshaft=Q×Psys600×ηm\displaystyle P_{\text{shaft}} = \frac{Q \times P_{\text{sys}}}{600 \times \eta_m}Pshaft=600×ηmQ×Psys |
نکته: اگر موتور الکتریکی تک‌سرعته است، ابتدا دور واقعی محور پمپ را دقیق اندازه‌گیری/محاسبه کنید؛ خطای 5 ٪ در NNN مستقیماً تبدیل به خطای 5 ٪ در دبی می‌شود.
2. انتخاب نوع پمپ بر اساس نیاز کاربردی
| معیار کلیدی | پمپ دنده‌ای (Gear) | پمپ پره‌ای (Vane) | پمپ پیستونی (Piston) |
|---|---|---|---|
| فشار پیوسته | تا 210 bar (فشار لحظه‌ای 250) | تا 210–250 bar | تا 350–420 bar (نوع محوری)، تا 1000 bar (شعاعی) |
| راندمان حجمی | متوسط (0.85–0.90) | خوب (0.88–0.93) | بسیار خوب (0.92–0.96) |
| پالتاسیون/نویز | نسبتاً بالا | متوسط | کم (محوری) |
| حساسیت به آلودگی | کم | متوسط | بالا (به‌ویژه مدل‌های سنتر پلیت) |
| قابلیت جابجایی متغیر | ندارد | در برخی مدل‌ها | بله (محوری با صفحه مایل) |
| هزینهٔ اولیه | کم | متوسط | زیاد |
| کاربری نمونه | ماشینابزار ساده، یونیت بالابر | تزریق پلاستیک، سیستم فرمان دریایی | پرس‌های سنگین، هیدرواستاتیک موبایل |
3. الگوریتم تصمیم‌گیری سریع
- اگر فشار طراحی ≤ 180 bar و هزینه اولویت اصلی است ➜ پمپ دنده‌ای کافی است.
- اگر نیاز به کنترل نسبتاً دقیق دبی/صدای کمتر دارید ➜ پمپ پره‌ای گزینه مناسبی است.
- اگر فشار بالا، راندمان و امکان جابجایی متغیر مهم است ➜ پمپ پیستونی را انتخاب کنید.
4. نمونه محاسبه و تطبیق با انواع پمپ
فرض سناریو: پرس هیدرولیک سبک
- دبی موردنیاز در اوج کار: 60 L/min
- فشار سیستم: 200 bar
- دور محور پمپ: 1500 rpm
| نوع پمپ | ηv\eta_vηv | VdV_dVd (cm³/rev) | ηm\eta_mηm | PshaftP_{\text{shaft}}Pshaft (kW) | نتیجه |
|---|---|---|---|---|---|
| دنده‌ای | 0.88 | 601500×0.88×1000≈45.5\frac{60}{1500×0.88}×1000 ≈ 45.51500×0.8860×1000≈45.5 | 0.88 | 60×200600×0.88≈22.7\frac{60×200}{600×0.88} ≈ 22.7600×0.8860×200≈22.7 | در مرز توان/فشار؛ مراقب عمر باشید |
| پره‌ای | 0.90 | 44.4 | 0.90 | 22.2 | قابل قبول؛ نویز کمتر |
| پیستونی | 0.94 | 42.6 | 0.92 | 21.7 | بیشترین راندمان؛ گران‌تر |
- اگر چرخه کاری طولانی و مصرف انرژی مهم است → پیستونی
- اگر چرخه متناوب و بودجه محدود است → دنده‌ای با فن خنک‌کن کم‌هزینه
- تعادل هزینه/کیفیت صدا → پره‌ای
5. چک‌لیست نهایی قبل از سفارش و انتخاب پمپ هیدرولیک
- استاندارد اتصال و ابعاد فلنج (SAE, ISO 3019-2, DIN).
- نوع محور (Spline, Keyed, Tapered) برای تطابق با موتور.
- سیال کاری (کلاس VG و سازگاری آب‌گلیکول یا استر) – الزامات کاتالوگ سازنده را بررسی کنید.
- محدوده دمای مجاز یاتاقان‌ها و نیاز احتمالی به درین (خصوصاً در پمپ‌های پیستونی).
- سطح صدای اعلام‌شده در 1 m (dB(A)) در محدوده دور کاری.
- نیاز به کنترل جابجایی (Load-Sensing، برقی-پروپورشنال، مکانیکی).
- استراتژی فیلتراسیون – پمپ‌های پیستونی اغلب کلاس 18/16/13 یا بهتر می‌خواهند.
- پشتیبانی خدمات و قطعات یدکی در منطقهٔ شما.
6. توصیه‌های تجربی مهندسی
- کاویتاسیون دشمن عمر پمپ است؛ همیشه خط مکش را با قطر کافی (Vel. ≤ 1.5 m/s) و فیلتر مش 125 µm تجهیز کنید.
- درایو فرکانس متغیر (VFD) برای پمپ دبی ثابت، گزینه‌ای اقتصادی جهت کاهش مصرف انرژی و نویز است.
- در مدارهای HPU چندمنظوره، ترکیب یک پمپ دنده‌ای کوچک برای مدار کم‌بار و یک پیستونی جابجایی متغیر برای بارهای اصلی می‌تواند هزینه سرمایش را تا 30 ٪ کم کند.
چک‌لیست سریع انتخاب پمپ هیدرولیک
- ☐ دبی و فشار محاسبه شده با پروفایل بار تطبیق دارند؟
- ☐ پمپ در 85–90 ٪ محدوده حداکثر خود کار می‌کند (فشار/دبی)؟
- ☐ سطح تمیزی سیال با نیاز پمپ تطبیق دارد؟
- ☐ ظرفیت حرارتی مخزن و مبدل رعایت شده است؟
- ☐ تأمین‌کننده گارانتی و خدمات پس از فروش معتبر دارد؟
این راهنما چارچوبی عملی برای انتخاب هوشمندانه پمپ هیدرولیک ارائه می‌دهد. با دنبال کردن گام‌های بالا و مشورت با دیتاشیت سازندگان، می‌توانید پمپی را برگزینید که ضمن پاسخ به نیاز فنی، کمترین هزینه چرخه عمر و بیشترین قابلیت اطمینان را برای مدار شما به ارمغان آورد.
جهت درخواست و سفارش همه نوع محصولات هیدرولیک، پنوماتیک و ابزار دقیق می توانید از طریق WhatsApp با فروشگاه هیدرولیک و پنوماتیک علی در تماس باشید.