Від чого залежить потужність насоса, використовуваного в самоскиді? Це все пов'язано з вагою, яку піднімає самоскид?
Робочий об’єм гідравлічного насоса, який використовується в самоскидах (в основному шестеренчастих насосах; плунжерні насоси рідше використовуються в малих і середніх самоскидах) дійсно є ключовим конструктивним фактором, але він не визначається прямо або виключно вагою підйому.
Простіше кажучи: вага підйому визначає необхідний робочий тиск системи, а швидкість підйому (час) безпосередньо визначає необхідний об’єм насоса.
Давайте розберемо основні фактори, які визначають робочий об’єм насоса для самоскидів:
Основний визначник: вимога до потоку
Робочий об’єм насоса (см3/об) визначає кількість гідравлічної рідини (швидкість потоку), яку насос може подати за одиницю часу. Чим більша швидкість потоку, тим швидше підйомний циліндр може висуватися та втягуватися, і тим коротший час підйому.
Потік (л/хв) Робочий об’єм (см3/об) × Швидкість двигуна (об/хв) / 1000
Тому для досягнення бажаної швидкості підйому необхідний об’єм насоса, який відповідає необхідній швидкості потоку.
Специфічні фактори, що впливають на вибір об’єму насоса (від найбільш важливого до найменш важливого):
Необхідний час підйому (найбільш критичний фактор):
Це ключовий показник продуктивності будівельних машин. Зазвичай користувачі хочуть, щоб кузов транспортного засобу піднімався в потрібне положення якомога швидше (наприклад, досягаючи максимального кута протягом 20-30 секунд).
Чим більший вантаж, який потрібно підняти, тим більша тяга циліндра потрібна, але діаметр циліндра також повинен бути розроблений відповідно. Для швидкого заповнення циліндра більшого діаметру потрібна більша швидкість потоку. Тому, щоб забезпечити необхідний час підйому, навіть при тій самій частоті обертання двигуна, для більших самоскидів потрібен більший об’єм насоса.
Тип підйомного механізму та розмір циліндра:
Самоскиди мають різноманітні підйомні механізми, включаючи передній (одно-/здвоєний), двоциліндровий середній підйом і двоциліндровий задній підйом.
Діаметр і хід циліндра є ключовими параметрами. Чим більший діаметр циліндра і довший хід, тим більший загальний об’єм гідравлічної рідини необхідний для завершення підйому. Щоб доставити таку кількість рідини за короткий проміжок часу, необхідний насос із достатньою витратою. Формула розрахунку:
Необхідний потік (л/хв) = (об’єм циліндра × кількість підйомів) / час підйому (хв)
Таким чином, розмір циліндра безпосередньо визначає необхідний потік, а отже, робочий об’єм насоса.
Коефіцієнт швидкості коробки відбору потужності (ВОМ) і робоча швидкість двигуна:
Гідравлічний насос у самоскиді зазвичай з’єднаний з трансмісією через коробку відбору потужності (ВВП) і приводиться в дію двигуном.
Коефіцієнт швидкості ВВП визначає співвідношення між частотою обертання насоса та частотою обертання двигуна (наприклад, співвідношення 1:1 або 1:0,8).
Двигун зазвичай працює на певній швидкості під час підйому (наприклад, економічна швидкість 1500-1800 об/хв). Фактична вихідна витрата насоса повинна бути розрахована на основі цієї робочої швидкості під час проектування системи.
Якщо коефіцієнт обертання ВВП менший або швидкість підйому двигуна нижча, необхідно вибрати більший об’єм насоса, щоб компенсувати той самий потік.
Робочий тиск системи (тісно пов’язаний із вагою підйому):
Це відповідь на другу половину вашого запитання. Хоча вага, що піднімається, справді має вирішальне значення, вона в першу чергу впливає на робочий тиск системи, а не на робочий об’єм насоса.
Чим більше підйомна сила, тим більшу тягу повинен створювати циліндр. Відповідно до формули Тяга = Тиск × Площа, для даної площі циліндра необхідний більш високий тиск у системі.
Тиск у системі в основному визначається номінальним тиском гідравлічного насоса та пропускною здатністю циліндра, клапана та трубок. Шестеренні насоси зазвичай мають номінальний граничний тиск (наприклад, 16 МПа, 21 МПа, 25 МПа тощо). Якщо підйомна сила значна, важливо вибирати насоси та компоненти з вищим номінальним тиском, а не просто збільшувати робочий об’єм.
Підсумовуючи: вага визначає тиск, швидкість визначає переміщення.
Сумісність з автомобілем і тепловіддача:
Насоси великого об’єму, що працюють під високим тиском, споживають значну потужність двигуна (потужність = тиск × витрата). Для цього необхідний достатній запас потужності двигуна, інакше двигун заглохне під час підйому.
Робота під високим тиском генерує значну кількість тепла, висуваючи підвищені вимоги до системи розсіювання тепла гідравлічної рідини (бак, радіатор). Недостатнє розсіювання тепла може призвести до надмірної температури масла, прискорюючи деградацію масла та ущільнень.
приклад:
Сценарій 1: легкий самоскид (8-тонний підйомник)
Можна використовувати одноступінчастий передній підйомний циліндр з малим отвором. Необхідний час підйому становить 20 секунд.
Після розрахунку необхідної швидкості потоку можна вибрати 40-кубовий шестеренчастий насос, який забезпечує приблизно 72 л/хв при 1800 об/хв. Для досягнення необхідної підйомної сили може знадобитися системний тиск лише 14 МПа.
Сценарій 2: Важкий самоскид (підйомник 30 тонн)
Можна використовувати багатоступінчастий передній підйомний циліндр (широко відомий як 'п'ятисекційна ручка') з більшим отвором і довшим ходом. Необхідний час підйому також становить 25 секунд.
Завдяки великому об'єму циліндра для його швидкого заповнення необхідна дуже висока швидкість потоку. Розрахунки свідчать про те, що може знадобитися шестерний насос робочим об’ємом 100 куб. У той же час, щоб створити достатню підйомну силу, робочий тиск системи часто проектується вищим, наприклад 21 МПа або 25 МПа.
Висновок
Вибір робочого об’єму гідравлічного насоса самоскида – це систематичний процес, який залежить від:
Прямі фактори: бажана швидкість підйому (час) і розмір циліндра.
Важливі пов’язані фактори: вага підйому (який визначає робочий тиск системи), швидкість двигуна та коефіцієнт відбору потужності.
Критичні фактори: потужність двигуна і тепловіддача системи.
Тому робочий об’єм насоса самоскида в першу чергу залежить від необхідної швидкості підйому користувача та характеристик циліндра. Хоча підйомна вага безпосередньо не визначає об’єм, він служить основою для визначення робочого тиску в системі та розміру циліндра, опосередковано впливаючи на вибір об’єму. Більші транспортні засоби, які зазвичай вимагають більших циліндрів і вищої швидкості підйому, природно потребують більших насосів.
