เปรียบเทียบระหว่างแผ่นสวอชเพลทกับแบบงอ-ปั๊มลูกสูบแกนและมอเตอร์

มีหน่วยแกนสวอชเพลทและแบบงอ-ทั้งคู่เครื่องลูกสูบตามแนวแกน. โดยใช้ชิ้นส่วนพื้นฐานเดียวกัน ได้แก่ กระบอกกระบอกสูบหมุนได้ ลูกสูบขนานกับแกนกระบอกสูบ และแผ่นวาล์วที่สลับแรงดันและแรงดูด สิ่งที่แตกต่างกันคือตำแหน่งของมุมและส่วนใดที่รับน้ำหนัก

ทางเลือกหนึ่งนั้นส่งผลต่อความเร็วสูงสุด แรงบิดเริ่มต้น ช่วงระยะการเคลื่อนที่ วิธีที่เพลารับน้ำหนักด้านข้าง ราคา และสามารถเปลี่ยนยูนิตหนึ่งไปยังอีกยูนิตหนึ่งได้หรือไม่

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

มุมนั้นอยู่ตรงไหนและอะไรขับเคลื่อนอะไร

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

การออกแบบแผ่นสวอชเพลท (ใน-บรรทัด)

เพลาขับและกระบอกกระบอกสูบใช้แกนเดียวกัน ลูกสูบขี่บนรองเท้าแตะกับแผ่นเอียง ขณะที่กระบอกหมุน มุมของแผ่นทำให้ลูกสูบแต่ละตัวเคลื่อนที่เข้าและออก ในมอเตอร์ ลูกสูบที่มีแรงดันจะดันเข้ากับแผ่นเอียง ซึ่งจะทำให้กระบอกปืนหมุน จากนั้นกระบอกก็จะหมุนเพลา

Insane Hydraulics สรุปทิศทางของแรงดังนี้: ในมอเตอร์แบบสวอชเพลทกระบอกขับเพลา. (ไฮดรอลิกส์บ้า)

การออกแบบแกนงอ-

กระบอกกระบอกสูบเอียงสัมพันธ์กับเพลา ลูกสูบเชื่อมต่อกับหน้าแปลนขับเคลื่อนบนเพลา ดังนั้นแรงลูกสูบจึงไหลเข้าสู่เพลาโดยตรง องค์ประกอบที่ซิงโครไนซ์จะทำให้กระบอกหมุนไปตามเพลา องค์ประกอบนั้นอาจเป็นเพลากลาง ก้านลูกสูบ หรือเฟืองไทม์มิ่ง ที่นี่เพลาขับลำกล้อง. (ไฮดรอลิกส์บ้า)

ตัวอย่างเช่น Parker ใช้เฟืองไทม์มิ่งเพื่อซิงโครไนซ์เพลาและลำกล้องในซีรีส์ F11/F12 (Parker Hannifin, แค็ตตาล็อก MSG30-8249/UK)

เหตุใดมุมจึงมีความสำคัญ

จังหวะลูกสูบเพิ่มขึ้นตามมุม โดยทั่วไปมุมของแผ่นสวอชเพลทจะถูกจำกัดให้ต่ำกว่าประมาณ 20 องศา ในขณะที่หน่วยแกนงอ-สามารถโค้งงอได้ประมาณ 40 องศา (ซุปเปอร์มาร์เก็ตไฮดรอลิก, เบรนดัน เคซีย์) สินค้าจริงมีตั้งแต่:

<20°

ขีดจำกัดแผ่นสวอชทั่วไป

~40 องศา

ช่วงบนของแกนงอ-

40 องศา

ปาร์คเกอร์ F11/F12

32 องศา

แดนฟอสส์ H1B

ยูนิตแบบคงที่ F11/F12 ของ Parker ใช้มุม 40 องศาระหว่างเพลาและลำกล้อง ซึ่งบริษัทให้เครดิตสำหรับยูนิตที่มีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบา (ปาร์คเกอร์ ฮันนิฟิน)
มอเตอร์แกนโค้งงอ H1B ของ Danfoss- ทำงานที่มุมสูงสุด 32 องศา (ดานฟอสส์)

ระยะชักที่ยาวขึ้นหมายถึงการกระจัดที่มากขึ้นจากกระบอกปืนที่เล็กลงและชิ้นส่วนที่หมุนได้น้อยลงและน้อยลง นั่นคือที่มาของข้อดี-ของแกนโค้งงอส่วนใหญ่

สิ่งที่สองหน่วยแค็ตตาล็อกแสดงที่การกระจัดเดียวกัน

การเปรียบเทียบทั่วไปจะตัดสินได้ง่ายกว่าด้วยข้อมูลจริง ตารางด้านล่างแสดงมอเตอร์ดิสเพลสเมนต์คงที่ของ Bosch Rexroth- จำนวน 2 ตัวที่มีขนาดประมาณ 45 ซีซี/รอบเคียงข้างกัน โดยเป็นแบบอย่างละตัว ตัวเลขทั้งสองมาจากเอกสารข้อมูลของผู้ผลิต แถวทางทฤษฎีคำนวณตามที่อธิบายไว้ใต้ตาราง

พารามิเตอร์	A10FM 45 (สวอชเพลท)	A2FM 45 (แกนงอ-)
การกระจัด Vg	44.5 ซม./รอบ	45.6 ซม./รอบ
แรงดันที่กำหนด/สูงสุด	280/350 บาร์	400/450 บาร์
ความเร็วสูงสุด (เอกสารข้อมูล)	4,000 รอบต่อนาที	5,600 รอบต่อนาที
แรงบิดตามทฤษฎีที่ความดันระบุ	198 นิวตันเมตร	290 นิวตันเมตร
การไหลทางทฤษฎีที่ความเร็วสูงสุด	178 ลิตร/นาที	255 ลิตร/นาที
กำลังไฮดรอลิกตามทฤษฎี (แรงดันปกติ, ความเร็วสูงสุด)	อยู่ที่ 83 กิโลวัตต์	➤ 170 กิโลวัตต์
แหล่งที่มา	บ๊อช Rexroth RE 91172	บ๊อช Rexroth RE 91001

วิธีคำนวณแถวที่คำนวณได้

• แรงบิดตามทฤษฎีT=Vg × Δp / (20π)ในหน่วย Nm โดยมี Vg เป็น cm³ และ Δp ในแถบ

• ไหลQ=Vg × n / 1,000, เป็นลิตร/นาที

• พลังP = Q × Δp / 600ในหน่วยกิโลวัตต์

ตัวเลขเหล่านี้ช่วยลดการสูญเสียเชิงปริมาตรและทางกล นอกจากนี้ยังไม่ได้แสดงถึงอัตราหน้าที่ต่อเนื่อง เนื่องจากหน่วยไม่ได้หมายถึงให้ทำงานที่ความเร็วสูงสุดและความดันปกติในเวลาเดียวกันเป็นเวลานาน

วิธีอ่านตาราง:

1. ความเร็ว

ที่อัตราการกระจัดเท่ากัน หน่วยแกนงอ-จะเร็วขึ้นประมาณ 40% (5,600 ต่อ 4,000 รอบต่อนาที) ซึ่งตรงกับจุดทั่วไปของ Casey ที่ว่ามอเตอร์แกน-งอสามารถทำงานได้เร็วกว่าการออกแบบใน- เส้นของการกระจัดเดียวกัน

2. ระดับความดัน

เอกสารข้อมูลทั้งสองฉบับระบุครอบครัวต่างๆ ในระดับความกดดันที่แตกต่างกัน ด้วยแรงดันที่สูงขึ้นและความเร็วที่สูงขึ้น หน่วยแกน-ที่งอจะจัดการกำลังไฮดรอลิกตามทฤษฎีประมาณสองเท่าในระดับการเคลื่อนที่ที่คล้ายกัน

3. แรงบิดเริ่มต้น

เอกสารข้อมูลแผ่นกดแสดงแรงบิดเริ่มต้นที่ 0 รอบต่อนาที และ 280 บาร์ ที่ 170 นิวตันเมตร สำหรับขนาด 45 แรงบิดตามทฤษฎีคือ 198 นิวตันเมตร ดังนั้นจึงส่งประมาณ 86% ที่จุดแตกหัก สำหรับขนาด 23 ที่เล็กกว่า อัตราส่วนจะต่ำกว่า: 75 จาก 105 Nm หรือประมาณ 71% (บ๊อช Rexroth RE 91172) เอกสารข้อมูล A2FM แสดงรายการ "ประสิทธิภาพการเริ่มต้นที่ดี" เป็นคุณลักษณะ แต่ในฉบับที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว จะไม่มีตารางแรงบิดที่แตกหัก เคซีย์ให้ข้อได้เปรียบในการแยกตัวของแกน-ที่ประมาณ 5% เหนือมอเตอร์ใน- ไลน์ของการกระจัดเดียวกัน

เหล่านี้เป็นสองตระกูลผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตรายเดียว ไม่ใช่กฎแห่งฟิสิกส์ ตัวอย่างเช่น ปั๊มแบบสวอชเพลทบางรุ่นทำงานที่แรงดันสูงกว่า A10FM ใช้ตารางเพื่อดูประเภทความแตกต่างที่ต้องการ จากนั้นตรวจสอบเอกสารข้อมูลจริงสำหรับหน่วยของคุณ

การแลกเปลี่ยน-สิ่งที่เปลี่ยนการตัดสินใจ

ปัจจัย	สวอชเพลท	แกนงอ-
มุมสูงสุด	โดยทั่วไป < 20 องศา	สูงถึงประมาณ 40 องศา
ความเร็ว ณ การกระจัดที่กำหนด	ต่ำกว่า	สูงกว่า
แรงบิดแตกหัก / ความเร็วต่ำ-	ต่ำกว่า; ลดลงอีกในขนาดที่เล็ก (ดูตารางด้านบน)	สูงขึ้นประมาณ 5% (เคซี่ย์)
ช่วงการเคลื่อนที่แบบแปรผัน	แคบลง	ประมาณสองเท่าของอัตราส่วนจังหวะ (Casey)
ไปสู่การกระจัดเป็นศูนย์	ทั่วไป	บางรุ่นสามารถทำได้ไม่ใช่ทั้งหมด
โหลดเพลารัศมีภายนอก	ตรวจสอบเอกสารข้อมูล มักจะถูกจำกัด	แบริ่งลูกกลิ้งหนักที่ออกแบบมาสำหรับมัน
ผ่าน-การขับปั๊มตีคู่	นำเสนออย่างกว้างขวาง (เช่น A10VSO)	ยืนยันต่อรุ่น
ต้นทุนการซื้อ	ต่ำกว่า	สูงกว่า มักจะมีนัยสำคัญ (เคซี่ย์)

แหล่งที่มา: มุม, อัตราระยะชัก, แรงบิดแตกหัก และราคามาจากซุปเปอร์มาร์เก็ตไฮดรอลิก. การกระจัดและแบริ่งเป็นศูนย์จะครอบคลุมอยู่ในประเด็นด้านล่าง

แถวเหล่านี้บางแถวต้องการบริบทเพิ่มเติม:

การกระจัดเป็นศูนย์ไม่ใช่คุณลักษณะเฉพาะของสวอชเพลท{0}}เสมอไป

กล่าวกันบ่อย ๆ ว่าเฉพาะมอเตอร์ในไลน์-เท่านั้นที่สามารถสโตรคไปที่ศูนย์ ซึ่งไดรฟ์บางตัวจำเป็นต้องหมุนอย่างอิสระหรือเปลี่ยนโหมด ข้อความของ Casey ระมัดระวังมากขึ้น: มอเตอร์แกนงอแบบแปรผัน-บางรุ่นไม่สามารถไปที่ศูนย์ได้ Danfoss มีมอเตอร์แปรผันตามแกน-ที่โค้งงอและมีสมรรถนะเป็นศูนย์-องศา (แดนฟอสส์ H1B) หากไดรฟ์ของคุณต้องการการกระจัดเป็นศูนย์ ให้เขียนลงในข้อมูลจำเพาะและยืนยันว่าเป็นรุ่นที่แน่นอน อย่าถือว่ามาจากประเภทการออกแบบ

ตลับลูกปืนมีทั้งจุดแข็งและจุดสึกหรอ

ในหน่วยแกนงอ- แรงลูกสูบจะตรงเข้าสู่เพลา ดังนั้นแบริ่งเพลาจึงรับภาระหนัก Casey ตั้งข้อสังเกตว่าตลับลูกปืนเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเกิดความล้มเหลวก่อนเวลามากกว่า-ตลับลูกปืนเพลาเส้น ทิปไฮดรอลิกเคลื่อนที่บอกว่าคุณมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนตลับลูกปืนบนปั๊มแกนงอ-มากขึ้น (เคล็ดลับไฮดรอลิกเคลื่อนที่)

แบริ่งลูกกลิ้งเรียวขนาดใหญ่แบบเดียวกันนี้เป็นสาเหตุให้หน่วยแกน-โค้งงอจึงทนทานต่อการรับน้ำหนักด้านนอกได้ดี Parker กล่าวว่าแบริ่งลูกกลิ้งสำหรับงานหนัก-ช่วยให้รับภาระเพลาแนวแกนและแนวรัศมีภายนอกได้มาก ปลายไฮดรอลิกเคลื่อนที่แกนงอ-เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับปั๊มที่ขับเคลื่อนด้วยเฟืองหรือรอก Rexroth กล่าวเพิ่มเติมว่าการกำหนดทิศทางของแรงในแนวรัศมีสามารถลดภาระของตลับลูกปืนและยืดอายุการใช้งานได้ (บ๊อช Rexroth RE 91001)

กลไกการซิงโครไนซ์จะเพิ่มโหมดความล้มเหลวของตัวเอง

เนื่องจากเพลาต้องหมุนกระบอกที่มีน้ำหนักมาก องค์ประกอบซิงโครไนซ์จึงอยู่ภายใต้แรงบิดแบบวน ระบบไฮดรอลิกส์อันบ้าคลั่งเชื่อมโยงการซิงโครไนซ์-เพลาหักหลายครั้งจนเกิดความเมื่อยล้าจากการเร่งความเร็วและการชะลอตัวที่คมชัดบ่อยครั้ง (ไฮดรอลิกส์บ้า) ถือว่านี่เป็นรูปแบบความล้มเหลวที่เห็นได้ในภาคสนาม ไม่ใช่อัตราความล้มเหลวเชิงปริมาณ ยังคงคุ้มค่าที่จะตรวจสอบรอบการทำงานด้วยการถอยหลังอย่างต่อเนื่อง

คำตอบเปลี่ยนไปอย่างไรตามแอปพลิเคชัน

การออกแบบที่ดีกว่านั้นขึ้นอยู่กับงาน ไม่ใช่ขึ้นอยู่กับตัวการออกแบบเอง ต่อไปนี้คือลักษณะการแลกเปลี่ยน-ข้างต้นในกรณีทั่วไป:

แอปพลิเคชัน	จุดเริ่มต้น	เพราะเหตุใดและสิ่งที่ต้องตรวจสอบ
การเคลื่อนที่ในวงจรปิด-หรือขับเคลื่อนด้วยช่วงความเร็วที่กว้าง	มอเตอร์แกนงอแบบแปรผัน-	ใช้ประโยชน์จากระยะการเคลื่อนที่ที่กว้างและความเร็วสูง Danfoss วางตำแหน่ง H1B ไว้เพื่อการขับเคลื่อนในวงจรปิดเป็นหลัก รูปแบบทั่วไปจะจับคู่ปั๊มแปรผันสวอชเพลท เช่น ปั๊มวงจรปิดประเภท A4VG-- กับมอเตอร์แกนงอ-ที่แปรผันได้ เช่น A6VM ประเภทของวงจรมีความสำคัญพอๆ กับการออกแบบปั๊มที่นี่ คำแนะนำของเราปั๊มลูกสูบวงจรเปิดกับปั๊มลูกสูบวงจรปิดครอบคลุมสิ่งนั้นแยกกัน
ปั๊มที่ขับเคลื่อนด้วยสายพาน เกียร์ หรือ PTO ของเครื่องยนต์โดยมีโหลดด้านข้างบนเพลา	ปั๊มแกนงอคงที่-	ตลับลูกปืนของมันถูกสร้างขึ้นสำหรับแรงในแนวรัศมีภายนอก ตัวอย่างเช่น ปั๊ม A2FO และ A17FO ของ Sheungchak มีการออกแบบแกนงอคงที่-
หน่วยกำลังทางอุตสาหกรรม เครื่องพิมพ์ และเครื่องมือกล	ปั๊มแผ่นสวอชเพลทแบบแปรผัน	การควบคุมแรงดัน การไหล และกำลังเข้ากันได้อย่างง่ายดาย และการขับเคลื่อนผ่าน-ทำให้สามารถปั๊มตีคู่ได้ ตัวอย่างเช่น A10VSO มาพร้อมกับส่วนควบคุมต่างๆ เช่น DR, DFR และ DFLR โดยมีไดรฟ์ทะลุ-เป็นตัวเลือก การเคลื่อนตัวสามารถเปลี่ยนได้ง่าย ๆ โดยการเอียงแผ่นสวอช ดังนั้นการควบคุมจึงทำได้ง่ายและต้นทุนยังคงต่ำกว่า
วงจรขับเคลื่อน-ต้นทุน ความเร็ว-ปานกลาง แรงดันปานกลาง-	หน่วยสวอชเพลท	โดยปกติแล้วจะมีประสิทธิภาพเพียงพอในราคาที่ต่ำกว่า ซึ่งเหมาะสมกับจุดต้นทุนของ Casey
มอเตอร์ที่สตาร์ทภายใต้ภาระหรือคืบคลานด้วยความเร็วต่ำ	เปรียบเทียบเอกสารข้อมูล	เปรียบเทียบแรงบิดที่แตกหัก ไม่ใช่แค่การกระจัด ตามที่ข้อมูล A10FM แสดง ขนาดแผ่นสวอชเพลทที่เล็กกว่าอาจสูญเสียส่วนแบ่งแรงบิดตามทฤษฎีที่เห็นได้ชัดเจนที่ 0 รอบต่อนาที

การเปลี่ยน: คงไว้ซึ่งการออกแบบดั้งเดิม

เมื่อปั๊มหรือมอเตอร์ทำงานล้มเหลว คำถามเชิงปฏิบัติก็คือว่าการเปลี่ยนทดแทนนั้นตรงกับของเดิมหรือไม่ ไม่ใช่ว่าการออกแบบใดจะดีกว่าโดยทั่วไป การเปลี่ยนจากแกนงอ-ไปเป็นแผ่นสวอชเพลทหรือกลับกัน ไม่เหมือน-สำหรับ-การสลับแบบเหมือน:

1. ซองจดหมายและการติดตั้ง

ลำกล้องที่เอียงทำให้หน่วยแกนงอ-มีรูปร่างและความยาวที่แตกต่างกัน หน้าแปลนยึด ตำแหน่งพอร์ต และตำแหน่งท่อระบายน้ำอาจไม่เรียงกัน

2. เพลา-ความสามารถในการรับน้ำหนัก

หน่วยแผ่นสวอชเพลทที่ติดตั้งในบริเวณที่สายพานลำเลียง-ของหน่วยแกนงอหรือโหลดด้านข้างเกียร์อาจไม่ได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงเหล่านั้น

3. ซองความเร็วและแรงกด

ในตารางด้านบน หน่วยแกนงอ-ได้รับการจัดอันดับสำหรับทั้งความเร็วที่สูงขึ้นและระดับความดันที่สูงขึ้น การเปลี่ยนสวอชเพลทของการกระจัดแบบเดียวกันอาจทำให้โอเวอร์โหลดได้

4. การควบคุมพฤติกรรม

หน่วยตัวแปรของการออกแบบทั้งสองใช้กลไกการควบคุมและช่วงการเคลื่อนที่ที่แตกต่างกัน การตอบสนองของเครื่องจะเปลี่ยนไปแม้ว่าขนาดพอร์ตจะตรงกันก็ตาม

รหัสรุ่นมักจะบอกคุณเกี่ยวกับการออกแบบ ในบรรดาครอบครัว Sheungchak เป็นผู้จัดหา:

แกนงอ-

มอเตอร์ A2FM และ A6VM; ปั๊ม A2FO และ A17FO

สวอชเพลท

ปั๊ม A10VSO, A4VSO, A11VO, A4VG และ K3V112

สำหรับวิธีถอดรหัสรหัสเหล่านั้น โปรดดูที่วิธีอ่านโค้ดโมเดล A2FM.

ก่อนที่คุณจะสั่งซื้อปั๊มหรือมอเตอร์ทดแทน ให้ยืนยัน:

1	เต็มพิมพ์รหัสและหมายเลขชิ้นส่วนจากแผ่นป้าย ซึ่งรวมถึงตระกูลการออกแบบ ขนาด ซีรีส์ และการควบคุม
2	ทิศทางการหมุนและไม่ว่าวงจรจะเปิดหรือปิด
3	ประเภทเพลา หน้าแปลน ตำแหน่งพอร์ตและตำแหน่งท่อระบาย
4	แรงดันใช้งาน แรงดันสูงสุด และความเร็วในการขับเคลื่อนที่รอบการทำงานจริงของคุณ ไม่ใช่แค่ป้ายชื่อสูงสุดเท่านั้น
5	ใดๆโหลดเพลาภายนอกจากสายพาน เกียร์ หรือคัปปลิ้งไม่ตรงแนว
6	สำหรับมอเตอร์แบบแปรผันไม่ว่าจะต้องการไดรฟ์หรือไม่เป็นศูนย์หรือใกล้-การกระจัดเป็นศูนย์.
7	ประเภทของของไหล อุณหภูมิในการทำงานและระดับการกรอง

หากคุณกำลังชั่งน้ำหนักชิ้นส่วน OEM เทียบกับหน่วยหลังการขายสำหรับรุ่นเดียวกันปั๊มไฮดรอลิกเดิมกับหลังการขายอธิบายว่าจะขอหลักฐานการทดสอบอะไรบ้าง

การเลือกระหว่างทั้งสอง

เลือกแกนงอ-เมื่อ...

คุณต้องการความเร็วสูง ความหนาแน่นของกำลังสูง ช่วงแปรผันที่กว้าง แรงบิดแตกหักที่แข็งแกร่ง หรือพิกัดความเผื่อสำหรับโหลดด้านข้างเพลา และราคาที่สูงขึ้นและการบำรุงรักษาตลับลูกปืนเป็นสิ่งที่ยอมรับได้

เลือกสวอชเพลทเมื่อ...

คุณต้องมีการควบคุมแรงดันและการไหลที่ยืดหยุ่น โดยใช้-ปั๊มขับตามกัน หรือ-ความสามารถของมอเตอร์ดิสเพลสเมนต์เป็นศูนย์ หรือต้นทุนการซื้อที่ต่ำกว่ามีความสำคัญมากกว่าความเร็วสูงสุด

หากต้องการทดแทน ให้คงไว้ซึ่งการออกแบบที่ติดตั้งไว้แล้ว เว้นแต่วิศวกรจะได้ตรวจสอบการติดตั้ง โหลด และการควบคุมแล้ว

Sheungchak Hydraulic จ่ายมอเตอร์ลูกสูบแกนงอ-ในตระกูล A2FM (5 ถึง 1,000 ซีซี/รอบ), ตระกูล A6VM และ AA6VM หากคุณกำลังเปลี่ยนมอเตอร์แกนงอ- ให้ส่งรหัสประเภทป้ายชื่อและรูปถ่ายของเพลา หน้าแปลน และพอร์ตผ่านทางเราหน้าสินค้ามอเตอร์ไฮดรอลิก. ทีมงานของเราสามารถยืนยันการกำหนดค่าที่ตรงกันก่อนที่คุณจะสั่งซื้อ

ส่งรายละเอียดป้ายชื่อของคุณ