رابطه بین خروجی جریان و نوسان فشار پمپ های پره هیدرولیک ویکرز در سیستم های هیدرولیک یک عامل اصلی مؤثر بر ثبات و کارآیی سیستم است. به منظور تعادل رابطه بین این دو ، لازم است از جنبه های مختلفی مانند بهینه سازی طراحی ، تجزیه و تحلیل مکانیک سیالات ، انتخاب مواد و کنترل عملکرد شروع شود. موارد زیر راه حل ها و روش های خاص است:
1. منابع پالس جریان و نوسان فشار
در پمپ های پره هیدرولیک ، خروجی جریان کاملاً صاف نیست ، اما یک پدیده پالس خاصی وجود دارد که باعث نوسانات فشار در سیستم خواهد شد. دلایل اصلی عبارتند از:
تعداد کافی از تیغه ها: خروجی جریان پمپ پره به طور مستقیم با تعداد تیغه ها مرتبط است. هرچه تعداد تیغه ها کمتر باشد ، پالس جریان بیشتر می شود.
نشت داخلی: نشت بین مناطق فشار قوی و کم فشار باعث ناپایداری جریان و فشار می شود.
ترخیص مکانیکی: ترخیص کالا از گمرک بین روتور و استاتور بیش از حد بزرگ یا خیلی کوچک بر خروجی جریان و ثبات تأثیر می گذارد.
خصوصیات روغن هیدرولیک: ویسکوزیته ، تراکم پذیری و حباب روغن هیدرولیک بر پاسخ پویا سیستم تأثیر می گذارد.
بنابراین ، حل مشکل خروجی جریان و نوسان فشار نیاز به بررسی جامع این عوامل دارد.
2. بهینه سازی طراحی
(1) تعداد تیغه ها را افزایش دهید
اصل: افزایش تعداد تیغه ها می تواند به طور موثری پالس جریان را کاهش دهد ، زیرا تیغه های بیشتر می توانند خروجی جریان را یکنواخت تر کنند.
اجرای: با توجه به الزامات خاص برنامه ، تعداد تیغه ها باید به طور منطقی انتخاب شوند (معمولاً 8 تا 12 تیغه) و دقت پردازش تیغه ها و شکاف ها باید در طول طراحی تضمین شود.
(2) شکل تیغه را بهینه کنید
اصل: شکل هندسی تیغه به طور مستقیم در ناحیه تماس آن با دیواره داخلی استاتور و عملکرد آب بندی تأثیر می گذارد. با بهینه سازی انحنای ، ضخامت و زاویه لبه پیشرو تیغه ، می توان نشت و اصطکاک را کاهش داد.
پیاده سازی: طراحی به کمک رایانه (CAD) و تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA) برای شبیه سازی حرکت تیغه و یافتن بهترین طراحی شکل استفاده می شود.
(3) طراحی کانال جریان را بهبود بخشید
اصل: بهینه سازی شکل کانال جریان در بدن پمپ (مانند ورودی روغن ، خروجی روغن و ناحیه انتقال) می تواند تلاطم و از بین رفتن انرژی را در طول جریان مایع کاهش دهد.
اجرای: تجزیه و تحلیل شبیه سازی دینامیک سیال محاسباتی (CFD) از خصوصیات دینامیک سیال ، یک کانال جریان نرم تر به منظور کاهش فشار فشار طراحی شده است.
3. مواد و فرآیندهای تولید
(1) ماشینکاری با دقت بالا
اصل: عملکرد پمپ های پره ای به دقت ماشینکاری بسیار بالایی از اجزای سازنده ، به ویژه ترخیص کالا از گمرک بین روتور ، استاتور و ون نیاز دارد.
پیاده سازی: از دستگاه های CNC با دقت بالا (CNC) برای پردازش اجزای کلیدی استفاده کنید و زبری سطح و تحمل های بعدی را به شدت کنترل کنید.
(2) مواد مقاوم در برابر سایش
اصل: برای تولید ون ها و استاتورها برای کاهش نشت ناشی از سایش ، از مواد مقاوم در برابر سایش (مانند کاربید سیمانی یا روکش سرامیکی) استفاده کنید.
اجرای: سطح ون ها (مانند نیترایدر یا آبکاری کروم) را برای گسترش عمر خدمات و بهبود عملکرد آب بندی سخت کنید.
(3) طرح جذب شوک
اصل: اضافه کردن عناصر جذب کننده شوک (مانند لنت های لاستیکی یا میراگرها) به ساختار بدنه پمپ می تواند ارتعاشات تولید شده در طول کار را جذب کند و از این طریق نوسانات فشار را کاهش می دهد.
پیاده سازی: دستگاه های جذب شوک را به قسمت بیرونی محفظه پمپ یا روی براکت نصب اضافه کنید.
4. مدیریت روغن هیدرولیک
(1) انتخاب روغن هیدرولیک راست
اصل: ویسکوزیته و خصوصیات ضد حباب روغن هیدرولیک تأثیر مهمی بر پایداری جریان و فشار دارد.
پیاده سازی: روغن هیدرولیک مناسب (مانند روغن هیدرولیک ضد سایش یا روغن هیدرولیک درجه حرارت کم) را با توجه به دامنه دمای کار و نیاز سیستم انتخاب کنید و مرتباً آن را جایگزین کنید تا آن را تمیز نگه دارید.
(2) از کاویتاسیون و حباب جلوگیری کنید
اصل: حباب در روغن هیدرولیک می تواند باعث پالس جریان و نوسانات فشار شود.
اجرای:
اطمینان حاصل کنید که خط مکش برای جلوگیری از کاویتاسیون ناشی از استنشاق هوا بدون مانع است.
برای کاهش تولید حباب ها ، فیلترها و دستگاه های defoaming را در سیستم هیدرولیک نصب کنید.
5. استراتژی کنترل
(1) شیر جبران فشار
اصل: با نصب شیر جبران فشار ، هنگام تغییر بار برای حفظ پایداری فشار سیستم ، می توان خروجی جریان را به طور خودکار تنظیم کرد.
پیاده سازی: یک دستگاه جبران فشار را در پریز پمپ ادغام کرده و مقدار تنظیم شده را با توجه به شرایط واقعی کار تنظیم کنید.
(2) کنترل تبدیل فرکانس
اصل: با تنظیم سرعت موتور از طریق مبدل فرکانس ، خروجی جریان پمپ می تواند به طور انعطاف پذیر کنترل شود تا با نیازهای بار مختلف سازگار شود.
پیاده سازی: سنسورها را برای نظارت بر فشار سیستم در زمان واقعی ترکیب کنید و از مبدل فرکانس برای تنظیم پویا سرعت موتور استفاده کنید.
(3) استفاده از باتلاق ها
اصل: نصب باتری ها در سیستم های هیدرولیک می توانند نوسانات فشار فوری را جذب کرده و نقش بافر را بازی کنند.
پیاده سازی: برای بهینه سازی ظرفیت و فشار شارژ آن ، باتری را به لوله خروجی پمپ وصل کنید.
6. تأیید تجربی و بهینه سازی
(1) آزمون پویا
اصل: آزمایشات پویا را روی پمپ پره روی نیمکت آزمایش انجام دهید تا خروجی جریان و نوسانات فشار آن در شرایط مختلف کار ارزیابی شود.
اجرای: داده های جریان و فشار را ضبط کنید ، الگوهای نوسان آنها را تجزیه و تحلیل کنید و پارامترهای طراحی را بر اساس نتایج تنظیم کنید.
(2) تجزیه و تحلیل شبیه سازی
اصل: برای پیش بینی عملکرد پمپ پره در عملکرد واقعی ، از ابزارهای شبیه سازی دینامیک CFD و چند بدن استفاده کنید.
اجرای: نتایج شبیه سازی را با داده های تجربی مقایسه کرده و به طور مداوم طرح را بهینه سازی کنید تا بهترین تعادل حاصل شود.
از طریق روشهای فوق ، تضاد بین خروجی جریان و نوسان فشار می تواند به طور قابل توجهی کاهش یابد در حالی که از عملکرد کارآمد پمپ پره هیدرولیک اطمینان حاصل می شود ، بنابراین نیازهای عملکرد بالا سیستم هیدرولیک را برآورده می کند .
