مقارنة بين الصفائح المتعرجة والانحناء-مقارنة بين مضخات المكبس المحوري والمحركات

تعتبر وحدات المحور المائل والمحور -المنحنى كلاهماآلات المكبس المحوري. إنهم يستخدمون نفس الأجزاء الأساسية: برميل أسطوانة دوار، ومكابس موازية لمحور البرميل، ولوحة صمام تتناوب بين الضغط والشفط. ما يختلف هو مكان الزاوية والجزء الذي يحمل الحمل.

يؤثر هذا الاختيار على السرعة القصوى، وعزم دوران البداية، ونطاق الإزاحة، وكيفية تعامل العمود مع الأحمال الجانبية، والتكلفة، وما إذا كان يمكن تبديل وحدة بأخرى.

Comparison between swashplate in-line and bent-axis axial piston pump mechanical forces, piston torque, output shafts, and fluid flow direction

أين تقع الزاوية وما الذي يحرك ماذا؟

Structure and components of a swashplate type axial piston pump including slippers, cylinder block, drive shaft, and swashplate tilt angle

تصميم لوحة متقطعة (في-السطر).

يتشارك عمود القيادة وبرميل الأسطوانة في محور واحد. تركب المكابس على النعال مقابل لوحة مائلة. عندما يدور البرميل، فإن زاوية اللوحة تجعل كل مكبس يتحرك للداخل والخارج. في المحرك، تضغط المكابس المضغوطة على اللوحة المائلة، مما يجعل البرميل يدور، ثم يقوم البرميل بإدارة العمود.

تلخص Insane Hydraulics اتجاه القوة على النحو التالي: في المحركات المتعرجةالبرميل يقود العمود. (الهيدروليكية المجنونة)

تصميم محور منحني-.

يميل برميل الأسطوانة بالنسبة إلى العمود. تتصل المكابس بشفة محرك على العمود، بحيث تنتقل قوة المكبس مباشرة إلى العمود. يقوم عنصر المزامنة بعد ذلك بالحفاظ على دوران البرميل مع العمود. يمكن أن يكون هذا العنصر عبارة عن عمود مركزي، أو قضبان المكبس نفسها، أو جهاز توقيت. هناالعمود يقود البرميل. (الهيدروليكية المجنونة)

تستخدم باركر، على سبيل المثال، ترس توقيت لمزامنة العمود والبرميل في سلسلتها F11/F12. (باركر هانفين، كتالوج MSG30-8249/UK)

لماذا الزاوية مهمة

شوط المكبس يرتفع مع الزاوية. عادةً ما تقتصر زاوية اللوح المتناوب على أقل من 20 درجة تقريبًا، بينما يمكن ثني وحدة المحور -المثنية إلى حوالي 40 درجة. (سوبر ماركت هيدروليكي، بريندان كيسي) المنتجات الحقيقية تمتد إلى هذا النطاق:

<20°

حد swashplate النموذجي

~40 درجة

النطاق العلوي للمحور -منحني

40 درجة

باركر إف11/إف12

32 درجة

دانفوس H1B

تستخدم الوحدات الثابتة F11/F12 من Parker زاوية 40 درجة بين العمود والبرميل، والتي تعزوها الشركة إلى وحدة مدمجة وخفيفة الوزن. (باركر هانيفين)
يعمل محرك المحور المتغير H1B من Danfoss- بزاوية تصل إلى 32 درجة. (دانفوس)

السكتة الدماغية الأطول تعني مزيدًا من الإزاحة من البرميل الأصغر وأجزاء دوارة أقل وأصغر. وهذا هو المكان الذي تأتي منه معظم مزايا المحور- المنحني.

ما تظهره وحدتا الكتالوج عند نفس الإزاحة

من الأسهل الحكم على المقارنات العامة باستخدام البيانات الحقيقية. يعرض الجدول أدناه محركي إزاحة ثابتين من Bosch Rexroth-بسعة حوالي 45 سم مكعب/دورة جنبًا إلى جنب، واحد من كل تصميم. يأتي كلا الرقمين من أوراق بيانات الشركة المصنعة. ويتم حساب الصفوف النظرية كما هو موضح أسفل الجدول.

المعلمة	A10FM 45 (لوحة متعرجة)	A2FM 45 (محور - منحني)
النزوح الخامس	44.5 سم مكعب/دورة	45.6 سم مكعب/دورة
الضغط الاسمي / الأقصى	280 / 350 بار	400 / 450 بار
السرعة القصوى (ورقة البيانات)	4000 دورة في الدقيقة	5600 دورة في الدقيقة
عزم الدوران النظري عند الضغط الاسمي	198 نيوتن متر	290 نيوتن متر
التدفق النظري بأقصى سرعة	178 لتر/دقيقة	255 لتر/دقيقة
الطاقة الهيدروليكية النظرية (الضغط الاسمي، السرعة القصوى)	≈ 83 كيلوواط	≈ 170 كيلوواط
مصدر	بوش ريكسروث ري 91172	بوش ريكسروث RE 91001

كيف تم عمل الصفوف المحسوبة

• عزم الدوران النظريT=Vg × Δp / (20π)، بالنيوتن متر، مع Vg بالسم³ وΔp بالبار

• تدفقس=Vg × n / 1000، باللتر/الدقيقة

• قوةP = Q × Δp / 600، بالكيلوواط

هذه الأرقام لا تشمل الخسائر الحجمية والميكانيكية. كما أنها لا تمثل تصنيفًا للواجب المستمر، لأنه ليس المقصود من الوحدة أن تعمل بأقصى سرعة وضغط اسمي في نفس الوقت لفترة طويلة.

كيفية قراءة الجدول:

1. السرعة

عند نفس الإزاحة تقريبًا، يتم تصنيف وحدة المحور المنحني- بشكل أسرع بحوالي 40% (5600 مقابل 4000 دورة في الدقيقة). يتوافق هذا مع نقطة كيسي العامة التي مفادها أن محرك المحور المنحني-يمكن أن يعمل بشكل أسرع بكثير من التصميم الخطي-الذي له نفس الإزاحة.

2. فئة الضغط

تضع ورقتا البيانات العائلات في فئات ضغط مختلفة. مع كل من الضغط العالي والسرعة الأعلى، تتعامل وحدة المحور المنحني-مع حوالي ضعف الطاقة الهيدروليكية النظرية في فئة إزاحة مماثلة.

3. بدء عزم الدوران

تسرد ورقة بيانات اللوحة المتعرجة عزم دوران البدء عند 0 دورة في الدقيقة و280 بارًا يبلغ 170 نيوتن متر للحجم 45. ويبلغ عزم الدوران النظري 198 نيوتن متر، لذا فهو يوفر حوالي 86% عند الانفصال. أما بالنسبة للحجم الأصغر 23 فالنسبة أقل: 75 من 105 نيوتن متر أي حوالي 71%. (بوش ريكسروث ري 91172) تسرد ورقة بيانات A2FM "كفاءة البدء الجيدة" كميزة، ولكن في الإصدار الذي تمت مراجعته، لا تقدم جدول عزم دوران منفصل. يضع كيسي ميزة انفصال المحور المنحني- بحوالي 5% مقارنة بالمحرك الخطي -الذي له نفس الإزاحة.

هاتان عائلتين من المنتجات من مصنع واحد، وليسا قانونًا فيزيائيًا. على سبيل المثال، تعمل بعض المضخات ذات الألواح المتعرجة عند ضغوط أعلى من A10FM. استخدم الجدول لمعرفة نوع الاختلافات التي يجب البحث عنها، ثم تحقق من أوراق البيانات الفعلية لوحداتك.

المقايضات-التي تغير القرار

عامل	لوحة متعرجة	محور- منحني
الزاوية القصوى	عادة <20 درجة	تصل إلى حوالي 40 درجة
السرعة عند إزاحة معينة	أدنى	أعلى
عزم دوران منفصل/منخفض السرعة-.	أدنى؛ قطرات أكثر على الأحجام الصغيرة (انظر الجدول أعلاه)	أعلى بحوالي 5% (كيسي)
نطاق النزوح المتغير	أضيق	حوالي ضعف نسبة السكتة الدماغية (كيسي)
الذهاب إلى الصفر النزوح	شائع	بعض النماذج تستطيع ذلك وليس الكل
تحميل رمح شعاعي خارجي	التحقق من ورقة البيانات. محدودة في كثير من الأحيان	محامل ثقيلة مصممة لذلك
من خلال-القيادة للمضخات الترادفية	عرضت على نطاق واسع (على سبيل المثال A10VSO)	تأكيد لكل نموذج
تكلفة الشراء	أدنى	أعلى، وبشكل ملحوظ في كثير من الأحيان (كيسي)

المصادر: الزاوية، نسبة الشوط، عزم الدوران الانفصالي والتكلفة منسوبر ماركت هيدروليك. يتم تغطية الإزاحة والمحامل الصفرية في النقاط أدناه.

يحتاج عدد قليل من هذه الصفوف إلى مزيد من السياق:

إن الإزاحة الصفرية ليست دائمًا ميزة -مقتصرة فقط

يُقال غالبًا أن المحركات الخطية-فقط هي التي يمكنها الوصول إلى الصفر، وهو ما تحتاج إليه بعض محركات الأقراص للتحرك بحرية أو تبديل الأوضاع. كانت صياغة كيسي أكثر حذرًا: ليست كل محركات المحور المتغيرة المنحنية - يمكن أن تصل إلى الصفر. يقدم Danfoss محركًا متغيرًا بمحور - منحني بدرجة صفر-. (دانفوس H1B) إذا كان محرك الأقراص الخاص بك يحتاج إلى إزاحة صفرية، فاكتب ذلك في المواصفات وقم بتأكيده على الطراز الدقيق. لا تفترض ذلك من نوع التصميم.

تعتبر المحامل نقطة قوة ونقطة تآكل

في وحدة المحور- المنحنية، تنتقل قوة المكبس مباشرة إلى العمود، وبالتالي فإن محامل العمود تحمل أحمالًا ثقيلة. يشير كيسي إلى أن هذه المحامل أكثر عرضة للفشل المبكر من محامل عمود الخط-. تشير النصائح الهيدروليكية المتنقلة إلى أنه من المرجح أن تقوم باستبدال المحامل الموجودة على مضخة المحور - المنحنية. (نصائح هيدروليكية متنقلة)

نفس المحامل الأسطوانية المدببة الكبيرة هي السبب وراء تحمل وحدات المحور المنحني-الأحمال الجانبية الخارجية بشكل جيد. يقول باركر إن محامل الخدمة الشاقة-تسمح بأحمال محورية وشعاعية خارجية كبيرة. تعتبر النصائح الهيدروليكية المتنقلة المحور المنحني- خيارًا قويًا للمضخات التي يتم تشغيلها بواسطة التروس أو البكرات. ويضيف ريكسروث أن تحديد اتجاه القوة الشعاعية يمكن أن يقلل من حمل المحمل ويطيل عمر الخدمة. (بوش ريكسروث RE 91001)

تضيف آلية المزامنة وضع الفشل الخاص بها

نظرًا لأن العمود يجب أن يدير برميلًا ثقيلًا، فإن عنصر المزامنة يكون تحت التواء دوري. تعمل Insane Hydraulics على ربط فواصل العمود-المتزامنة المتكررة بالإجهاد الناتج عن التسارع والتباطؤ المتكرر والحاد. (الهيدروليكية المجنونة) تعامل مع هذا على أنه نمط فشل يُرى في الميدان، وليس معدل فشل محدد. لا يزال الأمر يستحق التحقق من دورات العمل مع الانعكاس المستمر.

كيف تتغير الإجابة حسب التطبيق

التصميم الأفضل يعتمد على الوظيفة وليس على التصميم نفسه. إليك كيفية إجراء المفاضلات-المذكورة أعلاه في الحالات الشائعة:

طلب	نقطة البداية	لماذا وماذا تحقق
السفر في دائرة مغلقة- أو دفع محركات بنطاق واسع من السرعة	محرك محور -منحني متغير	يستفيد بشكل جيد من نطاق الإزاحة الكبير والسرعة العالية. تقوم شركة Danfoss بوضع H1B بشكل أساسي لدفع الدائرة المغلقة-. يجمع التصميم الشائع بين مضخة متغيرة ذات لوحة متقطعة، مثل مضخة الدائرة المغلقة -من النوع A4VG-، مع محرك محور منحني متغير- مثل A6VM. نوع الدائرة مهم بقدر أهمية تصميم المضخة هنا؛ دليلنا لالدائرة المفتوحة مقابل مضخات المكبس الدائرة المغلقةيغطي ذلك بشكل منفصل.
مضخات مدفوعة بحزام أو تروس أو محرك PTO مع حمل جانبي على العمود	مضخة المحور- المنحنية الثابتة	تم تصميم محاملها للقوة الشعاعية الخارجية. مضخات Sheungchak A2FO وA17FO، على سبيل المثال، عبارة عن تصميمات ذات محاور منحنية ثابتة.
وحدات الطاقة الصناعية والمكابس والأدوات الآلية	مضخة سفلية متغيرة	تتلاءم أدوات التحكم في الضغط والتدفق والطاقة بسهولة، ومن خلال -المحرك يسمح بالمضخات الترادفية. يأتي A10VSO، على سبيل المثال، مزودًا بعناصر تحكم تتضمن DR وDFR وDFLR، مع محرك الأقراص من خلال- كخيار. يتم تغيير الإزاحة ببساطة عن طريق إمالة اللوحة المتعرجة، لذلك يكون التحكم بسيطًا وتظل التكلفة أقل.
دوائر مدفوعة بالتكلفة-ومتوسطة السرعة-ومتوسطة الضغط-.	وحدة سواسل	عادةً ما يكون الأداء كافيًا بسعر أقل، وهو ما يناسب نقطة تكلفة Casey.
المحركات التي تبدأ تحت الحمل أو تزحف بسرعة منخفضة	قارن أوراق البيانات	قارن عزم الدوران الانفصالي، وليس الإزاحة فقط. كما تظهر بيانات A10FM، يمكن أن تفقد أحجام الألواح المتعرجة الأصغر حصة ملحوظة من عزم الدوران النظري عند 0 دورة في الدقيقة.

الاستبدال: الحفاظ على التصميم الأصلي

عندما تتعطل مضخة أو محرك، يكون السؤال العملي هو ما إذا كان البديل مطابقًا للأصل، وليس التصميم الأفضل بشكل عام. إن التبديل من المحور- المنحني إلى المحور المائل، أو العكس، ليس بمثابة تبديل-لـ-مثل:

1. المغلف والتركيب

يمنح البرميل المائل وحدة المحور المنحني- شكلًا وطولًا مختلفين للمبيت. قد لا تصطف حواف التثبيت ومواضع المنافذ ومواقع التصريف.

2. سعة تحميل العمود-.

يتم تركيب وحدة اللوح المتأرجح حيث لا يمكن تصنيف وحدة المحور المنحنية التي يتم التعامل معها بواسطة الحزام أو الأحمال الجانبية للترس لتلك القوى.

3. السرعة والضغط المغلف

في الجدول أعلاه، تم تصنيف وحدة المحور المنحني- لكل من السرعة الأعلى وفئة الضغط الأعلى. يمكن أن يكون هناك تحميل زائد لاستبدال اللوحة المتعرجة لنفس الإزاحة.

4. التحكم في السلوك

تستخدم الوحدات المتغيرة في التصميمين آليات تحكم ونطاقات إزاحة مختلفة. ستتغير استجابة الجهاز حتى لو تطابقت أحجام المنافذ.

عادةً ما يخبرك رمز النموذج بالتصميم. من بين العائلات التي يقدمها Sheungchak:

محور- منحني

محركات A2FM وA6VM؛ مضخات A2FO وA17FO

لوحة متعرجة

مضخات A10VSO وA4VSO وA11VO وA4VG وK3V112

لمعرفة كيفية فك رموز تلك الرموز، راجعكيفية قراءة رمز نموذج A2FM.

قبل أن تطلب مضخة أو محركًا بديلاً، تأكد مما يلي:

1	الكاملاكتب الرمز ورقم الجزءمن لوحة الاسم. يتضمن ذلك عائلة التصميم والحجم والسلسلة والتحكم.
2	اتجاه الدوران، وهل الدائرة مفتوحة أم مغلقة.
3	نوع العمود، والشفة، ومواضع المنفذوموقع تصريف الحالة.
4	ضغط العمل، ذروة الضغط وسرعة القيادةفي دورة العمل الحقيقية الخاصة بك، وليس فقط الحد الأقصى للوحة.
5	أيتحميل رمح خارجيمن الحزام أو الترس أو اختلال الاقتران.
6	بالنسبة للمحركات المتغيرة، ما إذا كان محرك الأقراص يحتاجإزاحة صفر أو قريبة من-صفر.
7	نوع السائل، درجة حرارة التشغيلومستوى الترشيح.

إذا كنت تزن قطعة OEM مقابل وحدة ما بعد البيع لنفس الطراز،المضخة الهيدروليكية الأصلية مقابل ما بعد البيعيشرح ما هي أدلة الاختبار التي يجب طلبها.

الاختيار بين الاثنين

اختر المحور- المنحني عندما...

أنت بحاجة إلى سرعة عالية، وكثافة طاقة عالية، ونطاق متغير واسع، وعزم دوران انفصالي قوي، أو تحمل للأحمال الجانبية للعمود، كما أن السعر الأعلى وصيانة المحامل مقبولة.

اختر لوحة متقطعة عندما ...

أنت بحاجة إلى التحكم المرن في الضغط والتدفق، من خلال -مضخات القيادة الترادفية، أو قدرة محرك الإزاحة الصفرية-، أو انخفاض تكلفة الشراء الذي يهم أكثر من السرعة القصوى.

بالنسبة للاستبدال، التزم بالتصميم المثبت بالفعل ما لم يقم المهندس بمراجعة التركيب والأحمال وأدوات التحكم.

توفر شركة Sheungchak Hydraulic -محركات مكبسية ذات محاور منحنية في عائلات A2FM (من 5 إلى 1000 سم مكعب/دورة)، وA6VM، وAA6VM. إذا كنت تقوم باستبدال محرك محور - منحني، فأرسل رمز نوع اللوحة وصور العمود والشفة والمنافذ من خلال موقعناصفحة منتج المحرك الهيدروليكي. يمكن لفريقنا تأكيد التكوين المطابق قبل تقديم الطلب.

أرسل تفاصيل لوحة الاسم الخاصة بك