Wenzhou Prance Hydraulic Equipment Co., Ltd.
Funktionsweise der Schrägscheibenpumpe: Von der Rotation zum variablen Volumenstrom
Das Funktionsweise einer Schrägscheibenpumpe wandelt eine Wellendrehung in wiederholte Axialkolbenhübe um. Eine Zylindertrommel rotiert mit der Antriebswelle, während sich mehrere Kolben in Bohrungen parallel zu dieser Welle bewegen. Jeder Kolben ist über einen Gleitschuh mit einer feststehenden Schrägscheibe verbunden. Wenn sich die Trommel dreht, folgt der Gleitschuh der Scheibe, sodass sich der Kolben während einer halben Umdrehung zurückzieht und während der anderen vorschiebt. Der sich vergrößernde Raum saugt Öl durch den Einlassnierenkanal an; der sich verkleinernde Raum drückt Öl durch den Auslassnierenkanal heraus. Ein größerer Schrägscheibenwinkel erzeugt einen längeren Hub und ein größeres Schluckvolumen pro Umdrehung. Eine Verringerung des Winkels reduziert den Volumenstrom, und das Überqueren der Nullage kann bei Konstruktionen, die für den Schwenkbetrieb ausgelegt sind, den Volumenstrom umkehren.
Hauptteile, die den Pumpzyklus ermöglichen
Die Rotationsgruppe umfasst normalerweise die Welle, die Zylindertrommel, Kolben, Gleitschuhe, die Rückhaltevorrichtung und oft eine Feder oder Vorspanneinrichtung. Die Steuerscheibe liegt an der Stirnfläche der Trommel an und enthält Einlass- und Auslassschlitzfenster. Die Schrägscheibe oder bei einigen verstellbaren Ausführungen die Wiege bestimmt den geometrischen Hub. Lager stützen die Welle ab und nehmen Lasten auf, während das Gehäuse die innere Leckage auffällt und über die Gehäuseleckageleitung abführt.
Diese Teile bilden ein zusammenhängendes System. Die Schnittstelle zwischen Zylindertrommel und Steuerspiegel muss Hoch- und Niederdruckzonen trennen und gleichzeitig einen Schmierfilm aufrechtenerhalten. Die Gleitsteine müssen ohne übermäßige Flächenpressung an der Schrägscheibe anliegen. Das Gehäuse muss innerhalb der für das genaue Modell definierten Grenzen gefüllt und entleert bleiben. Allgemeine Diagramme erklären die Bewegung, aber Passungen, Vorspannung, zulässiger Gehäusedruck und Steuereinstellungen müssen vom Hersteller stammen.
Die Steuerscheibe steuert zudem die Verbindung zwischen den einzelnen Kolbenbohrungen und den Hauptanschlüssen. Ihre Übergangsgeometrie beeinflusst Verdichtung, Entlastung, Geräuschentwicklung und Druckwelle, sodass eine optisch ähnliche Scheibe nicht automatisch ein akzeptabler Ersatz ist.
Schritt-für-Schritt-Abpumpzyklus
- Die Welle dreht die Zylindertrommel. Die Kolben rotieren zusammen mit der Trommel um die Wellenachse.
- Die Hausschuhe folgen der geneigten Fläche. Da die Scheibe nicht senkrecht zur Welle steht, bewegt sich jeder Gleitschuh während einer Umdrehung näher an die Trommel heran und von ihr weg.
- Eine Kammer expandiert. Der entsprechende Kolben zieht sich zurück und vergrößert sein Verdrängungsvolumen, während die Gehäuseöffnung über das Einlassfenster läuft.
- Die Kammer überquert eine Übergangszone. Die Ventilplatte trennt Einlass- und Auslassöffnungen. Entlastungsnuten oder Steuerzeitenmerkmale können Dekompression und Druckübergang regeln, aber ihre Form ist modellspezifisch.
- Die Kammer zieht sich zusammen. Der Kolben fährt vor, während sich sein Zylindergehäuseanschluss mit dem Auslassfenster deckt, wodurch Öl in den Druckanschluss verdrängt wird.
- Die Sequenz überlappt sich um den Zylinder herum. Mehrere Kolben in unterschiedlichen Phasen erzeugen einen gleichmäßigeren Auslassstrom, als ein einzelner Kolben allein liefern könnte.
Die technischen Unterrichtsmaterialien der New York University zu hydraulische und pneumatische Antriebe beschreibt eine Verdrängerpumpe als eine Pumpe, die pro Umdrehung der Welle eine feste Menge ansaugt und ausstößt. Der Schrägscheibenmechanismus ist eine Möglichkeit, diese wiederkehrende Volumenänderung zu erzeugen.
Wie der Winkel Verschiebung und Strömung verändert
Bei einem festen, von Null verschiedenen Winkel ist der Kolbenhub fixiert, sodass es sich bei der Pumpe um eine Konstantpumpe handelt. Bei einer Verstellpumpe ändert ein Steuerkolben oder Servomechanismus den Schrägscheibenwinkel. Der theoretische Volumenstrom bleibt das Fördervolumen pro Umdrehung multipliziert mit der Drehzahl. Der tatsächliche Volumenstrom ist geringer, da etwas Öl für die Schmierung benötigt wird und ein Teil durch innere Spalte entweicht. Wenn sich Druckdifferenz, Verschleiß oder Temperatur ändern, ändert sich auch das Verhältnis zwischen theoretischem und gefördertem Volumenstrom.
Bei einem Winkel von etwa null nähern sich der Kolbenhub und der Hauptanschlussstrom dem Wert null, obwohl interne Leckagen und Steuerströme bestehen bleiben können. Bei einer Einheit mit geschlossener Schaltung und Durchgang über die Nullage ändert sich durch das Bewegen der Schrägscheibe auf die gegenüberliegende Seite, welcher Anschluss den Verdrängungsstrom erhält. Gehen Sie nicht davon aus, dass jede Verstell-Axialkolbenpumpe die Nullage durchschwenken kann; viele Open-Circuit-Pumpen arbeiten nur auf einer Seite der Nullage.
| Zustand der Taumelscheibe | Kolbenhub | Erwarteter Haupteffekt | Verifizierung erforderlich |
|---|---|---|---|
| Fester positiver Winkel | Konstanter geometrischer Strich | Der Durchfluss folgt der Geschwindigkeit, vorbehaltlich von Leckagen | Nennvolumenstrom und Drehrichtung |
| Variabler positiver Winkel | Verstellbar von klein bis maximal | Regelungsänderungen beeinflussen Hub und Durchfluss | Steuerungsart, Mindestwinkel, Reaktion |
| Beinahe neutral | Sehr klein | Hauptstrom nähert sich Null | Steuerungsfluss, Leckage, Gehäusekühlung |
| Negativer Winkel im Kniehebelprinzip | Schlag kehrt Phase um | Strömungsrichtung kehrt sich zwischen den Hauptanschlüssen um | Regelkreis-Bewertungs- und -Ladeschaltung |
Verstell- und Konstant-Schrägscheibenpumpen
Eine Verdrängereinheit mit festem Fördervolumen verwendet einen nicht einstellbaren Schrägscheibenwinkel und ist mechanisch einfacher. Schaltungsschaltventile müssen überschüssigen Volumenstrom bewältigen, wann immer der Bedarf des Aktuators geringer ist als die Fördermenge der Pumpe. Eine Verdrängereinheit mit variablem Fördervolumen kann das Schluck- bzw. Fördervolumen an den Systembedarf anpassen. Gängige Regelungskonzepte umfassen die manuelle Verstellregelung, Druckregelung (Druckschnittstelle), Load Sensing, elektrische Proportionalregelung sowie Leistungseinschränkung oder Drehmomentbegrenzung. Der Name einer Regelung definiert weder deren Einstellung, das dynamische Ansprechverhalten noch externe Anschlüsse; diese Details sind modellspezifisch.
Druckkompensation reduziert das Schluckvolumen, wenn der Auslassdruck sich einem Sollwert nähert. Die Load-Sensing-Regelung reagiert auf ein Signal, das den Lastdruck abbildet, und hält typischerweise einen Druckunterschied über ein Dosierelement aufrecht. Die Leistungsregelung reduziert das Schluckvolumen bei steigenem Druck, um das Antriebsdrehmoment oder den Leistungsbedarf zu begrenzen. Diese Funktionen können kombiniert werden, weshalb die vollständige Typenbezeichnung und der Hydraulikplan beim Austausch unerlässlich sind.
Taumelscheibenpumpe versus Schrägachs-Kolbenpumpe
Beides sind Axialkolbenmaschinen, aber ihre Geometrie unterscheidet sich. Bei einer Schrägscheibenkonstruktion sind Zylindertrommel und Welle im Allgemeinen koaxial, und Kolbenschuhe folgen einer geneigten Platte. Bei einer Schräachskonstruktion ist die Achse der Zylindertrommel relativ zur Antriebswelle angewinkelt, und die Kolbenverbindung folgt dieser abgewinkelten Geometrie. Die beiden Familien sind nicht allein deshalb austauschbar, weil Verdrängungsvolumen und Druck ähnlich erscheinen.
Vergleichen Sie Befestigungsflansch, Welle, Anschlussanordnung, Drehrichtung, Betriebskreislauf, Verdrängungsbereich, Regelverhalten, Leckageanforderungen, Drehzahlgrenzen und Außenabmessungen von Prance Hydraulics Kolbenpumpen-Produktfamilie beinhaltet verschiedene Axialkolbenkonfigurationen, während die Hydraulikpumpen-Übersicht platziert Kolbenpumpen neben Zahnrad- und Flügelzellenpumpen als Alternativen.
Warum Lecköl- und Einlassbedingungen wichtig sind
Interne Leckage schmiert und kühlt die Grenzflächen, bevor sie über den Gehäuseabfluss zurückkehrt. Ein übermäßiger Gehäusedruck kann Wellendichtringe belasten, die Auswuchtug der rotierenden Gruppe stören oder auf einen verengten Abfluss hinweisen. Die Abflussleitung muss den genauen Installationsanweisungen hinsichtlich Größe, Verlegung, zulässigem Druck und Gehäusebefüllungsverfahren entsprechen. Der Gehäuseleckagestrom kann ein nützlicher Diagnosebeleg sein, jedoch nur, wenn er bei einer definierten Öltemperatur, einem definierten Druck, einer definierten Drehzahl, einem definierten Verstellbefehl und einer definierten Prüfdauer gemessen wird.
Auf der Einlassseite kann ein unzureichender absoluter Druck zu Kavitation, Belüftung, Geräuschentwicklung, Verlust der Schmierung und Oberflächenschäden führen. Die Viskosität des Öls, die Leitungslößung, der Zustand des Filters, der Füllstand des Behälters, die geografische Höhe, die Temperatur und die Wellendrehzahl beeinflussen alle die Einlassbedingungen. Sehen Sie sich unsere ergänzenden Leitfäden an zu Ansaugbedingungen der Hydraulikpumpe, Vermeidung von Pumpenkavitation, und Gehäusedichtheitsprüfungen.
Typische Fehlerhinweise und was sie nicht beweisen
Riefenbildung an einer Steuerplatte, Zylindertrommel, Gleitstein oder Schrägscheibe sind wichtige Indizien, aber die Markierung allein identifiziert nicht die Ursache. Verschmutzung, unzureichende Einlassbedingungen, unzureichende Gehäusebefüllung, übermäßiger Gehäusedruck, falsche Fluidviskosität, Überlastung, Fehlausrichtung oder ein ungeeigneter Ersatz können überlappende Symptome hervorrufen. Bewahren Sie die defekten Teile, die Ölprobe, Filterrückstände, Betriebsprotokolle und Kreislaufeinstellungen zusammen auf.
Vor dem Zerlegen Drehzahl, Druck, Verdrängungsbefehl, Temperatur, Geräuschpegel, Förderstrom, Leckageverhalten am Gehäuse und Steuersignale erfassen. Nach dem Zerlegen die Verschleißbilder an den zusammengepassten Oberflächen prüfen, anstatt eine beschädigte Komponente isoliert zu betrachten. Ein Ersatzteil, das eingebaut wird, ohne die Ursache im Kreislauf zu beheben, versagt möglicherweise auf dieselbe Weise.
Auswahl- und Angebotsanfrage-Checkliste
- Offener oder geschlossener Kreis und erforderliche Strömungsrichtung
- Verdrängungsvolumen, Verstellbereich und Soll-Volumenstrom bei Antriebsdrehzahl
- Anforderungen an kontinuierlichen, intermittierenden und Spitzendruck
- Minimale und maximale Wellendrehzahl, Drehrichtung und Antriebsleistung
- Regelungsart, Steuerdruck, elektrische Details und Ausfallsverhalten
- Montageflansch, Welle, Anschlüsse, Durchtrieb und Bauraum
- Medientyp, Viskositätsbereich, Temperatur, Reinheit und Einlassbedingung
- Leckölleitung, zulässiger Gehäusedruck, Gehäuselage und Befüllvorgang
- Tastgrad, Lasttransienten, Umgebungsbedingungen und Anwendungsbeschreibung
- Bestehender Modellcode, serielle Daten, Fotografien und Schaltplan
Die Übersicht über die Fluidtechnik-Schulung in Indiana legt den Schwerpunkt auf die Interpretation hydraulischer Spezifikationen und die systematische Fehlersuche; siehe Grundlagen der Fluidtechnik – Hydraulik Berechtigungsübersicht. Verwenden Sie für die Beschaffung die genauen Herstellerdaten anstelle einer generischen Querverweisangabe.
Lernvideo: Bewegung einer Axialkolbenpumpe
Öffne die Lernanimation auf YouTube. Verwenden Sie es, um Bewegungen zu visualisieren, und überprüfen Sie dann alle praktischen Grenzwerte im geltenden Datenblatt.
FAQ
Was bewirkt die Schrägscheibe in einer Pumpe?
Sie bestimmt den axialen Hub von Kolben, die sich in der Zylindertrommel drehen. Dieser Hub erzeugt sich ausdehnende Einlassräume und sich verkleinernde Auslassräume.
Führt ein größerer Schrägscheibenwinkel zu einem höheren Fördervolumen?
Innerhalb des ausgelegten Bereichs einer Pumpe erhöht ein größerer Winkel den Kolbenhub und die Verdrängung pro Umdrehung. Der tatsächliche Volumenstrom hängt weiterhin von Drehzahl, Leckage, Regelverhalten und den Betriebsbedingungen ab.
Kann jede Schrägscheibenpumpe den Volumenstrom umkehren?
Nein. Nur Konstruktionen, die dafür ausgelegt sind, durch den Nullpunkt und über den Totpunkt zu schwenken, können die Förderrichtung umkehren. Viele verstellbare Konstantstrompumpen (oder: Verstellpumpen im Offenen Kreis) verbleiben auf einer Seite des Nullpunkts.
Warum benötigt eine Axialkolbenpumpe eine Gehäuseleckageleitung?
Das Gehäuse sammelt interne Leckage, die zur Schmierung und Kühlung dient. Der Ablauf führt dieses Öl zurück und regelt dabei den Gehäusedruck gemäß den Einbaubeschränkungen des Herstellers.
Ist eine Schrägscheibenpumpe dasselbe wie eine Schrägachsenpumpe?
Nein. Beide verwenden Axialkolben, aber ihre Wellen-, Trommel- und Kolbengeometrien unterscheiden sich, was sich auf Einbau, Drehzahl, Regelungen und den Anwendungsbereich auswirkt.
