Wenzhou Prance Hydraulic Equipment Co., Ltd
Bomba de Palhetas Equilibrada vs Desequilibrada: Força, Caudal e Seleção
Bomba de palhetas equilibrada vs bomba de palhetas desequilibrada descreve como as zonas de pressão atuam em redor do rotor. Uma bomba de palhetas desequilibrada tem normalmente uma zona de admissão e uma zona de descarga criadas por um rotor excêntrico e um anel de cames. A pressão de saída atua predominantemente num dos lados, produzindo uma carga radial líquida no rotor, no veio e nos rolamentos. Uma bomba de palhetas equilibrada utiliza duas zonas de admissão opostas e duas zonas de descarga opostas num anel de cames de lóbulo duplo. As forças de pressão opostas anulam-se em grande parte, reduzindo a carga radial líquida. Esta distinção afeta a carga dos rolamentos, a capacidade de pressão, o design do conjunto, o controlo do débito e o comportamento em serviço. Não estabelece por si só a pressão, a velocidade, o ruído ou a vida útil exatos da bomba.
Princípio de funcionamento da bomba de palhetas móveis
Ambos os designs utilizam um rotor com rasgos radiais e palhetas que se deslocam para fora para acompanhar a superfície de um cames. Os espaços entre palhetas adjacentes, o rotor e o anel de cames formam câmaras de bombagem. Onde a distância entre o rotor e a superfície de cames aumenta, o volume da câmara expande-se e aspira óleo de um pórtico de entrada. Onde essa distância diminui, o volume da câmara contrai-se e descarrega óleo para um pórtico de saída.
O contacto das palhetas pode ser assegurado por força centrífuga, molas, pressão sob a palheta, orifícios de admissão, ou uma combinação definida pelo projeto. O cartucho inclui frequentemente o rotor, as palhetas, o anel de cames e as placas laterais ou de pressão. Estas peças funcionam como um conjunto com folga controlada, pelo que a mistura em campo de peças visualmente semelhantes pode alterar a temporização, o contacto e a fuga.
Como uma bomba de palhetas desequilibrada está disposta
No layout desequilibrado mais simples, o rotor roda de forma excêntrica no interior de um anel de came circular. O volume da câmara aumenta através de um lado da rotação e diminui através do lado oposto. Isto cria um arco de aspiração primário e um arco de descarga primário. Uma vez que a alta pressão ocupa um lado do rotor, a força hidráulica resultante tem uma direção radial líquida.
A geometria pode ser útil quando é necessária uma cilindrada variável. Deslocar o anel de cames em relação ao rotor altera a excentricidade, o que altera o curso das palhetas e a cilindrada. Reduzir a excentricidade para perto de zero reduz a cilindrada; passar pelo centro pode inverter o sentido de bombagem em projetos concebidos para essa função. Não assuma que todas as bombas de palhetas desequilibradas têm um anel ajustável.
Como se dispõe uma bomba de palhetas equilibrada
Um anel de cames equilibrado tem dois pontos altos opostos e dois pontos baixos opostos. Durante uma rotação, cada câmara passa por dois ciclos de admissão e dois de saída. As zonas de saída estão posicionadas de forma oposta uma à outra, pelo que as forças de pressão que atuam sobre o rotor se contrabalançam substancialmente. Os rolamentos ainda suportam cargas mecânicas e residuais, mas a principal carga radial hidráulica é reduzida.
Esta disposição suporta cartuchos compactos de deslocamento fixo utilizados em muitos circuitos industriais e móveis. Muitas bombas de palhetas equilibradas são de deslocamento fixo porque deslocar o anel de lóbulo duplo não proporciona o mesmo controlo de excentricidade simples que um anel circular. Algumas famílias de produtos utilizam outros métodos ou geometria especializada, pelo que deve determinar o comportamento do deslocamento a partir da folha de dados.
Comparação de engenharia lado a lado
| Fator | bomba de palhetas desequilibrada | bomba de palhetas equilibrada | O que verificar |
|---|---|---|---|
| Zonas de bombagem | Normalmente uma zona de entrada e uma de saída | Duas zonas de entrada e saída opostas | Desenho da placa de distribuição e anel de cames |
| carga radial do rotor | A carga lateral hidráulica líquida mantém-se | Cargas opostas anulam-se em grande parte | Conceção de rolamentos e classe de pressão |
| Controlo de deslocamento | Um anel excêntrico pode permitir a variação | Os cartuchos comuns são de cilindrada fixa | Arquitetura de controlo exata |
| Eventos de fluxo | Um ciclo de bombagem por câmara em cada rotação | Dois ciclos de bombagem por câmara em cada revolução | Dados de ondulação e ruído |
| Foco no serviço | A posição do anel e o mecanismo de controlo podem importar | A orientação do cartucho e as peças correspondentes importam | Procedimento de montagem aprovado |
Porque é que o equilíbrio de forças importa
A pressão de saída a atuar sobre as áreas projetadas cria carga. Numa bomba desequilibrada, a distribuição de pressão é assimétrica, pelo que o eixo e os rolamentos suportam uma força radial substancial. À medida que a pressão de trabalho aumenta, essa força geralmente aumenta. Uma disposição equilibrada coloca zonas de pressão semelhantes em lados opostos, diminuindo a força resultante e permitindo ao projetista alocar a capacidade dos rolamentos de forma diferente.
Equilibrado não significa isento de carga. Transições de pressão, sincronização de pórticos, condições desiguais nas câmaras, cargas de acionamento mecânico, contaminação, desalinhamento e pressão transitória ainda podem carregar as peças. Também não significa que a unidade esteja dinamicamente equilibrada em todos os sentidos de vibração. O termo refere-se principalmente à disposição da força radial hidráulica.
Limites de pressão, caudal e eficiência
Um design equilibrado suporta frequentemente uma pressão hidráulica mais elevada do que um design simples desequilibrado comparável, porque a carga radial é reduzida. No entanto, não utilize essa tendência como uma classificação. O contacto do anel de cames, a carga na extremidade das palhetas, a vedação da placa lateral, o binário do veio, a rigidez da carcaça, a velocidade, a película de óleo e o ciclo de funcionamento podem tornar-se fatores limitativos. Utilize classificações contínuas, intermitentes e de pico para o modelo exato.
O caudal teórico depende do deslocamento e da velocidade. O débito real é reduzido pela fuga interna. A fricção mecânica e as fugas geram calor em conjunto. O óleo que se torna demasiado fino pode aumentar as fugas e enfraquecer as películas; o óleo que é demasiado espesso pode aumentar a perda na admissão e a fricção. Compare o desempenho à temperatura de funcionamento em vez de confiar apenas na classe nominal do óleo.
Uma tese de engenharia da Universidade de Minnesota fornece um tratamento técnico e um modelo de descolamento para um bomba de palhetas equilibrada hidraulicamente. Para uma competência mais vasta em energia fluídica, a de Indiana resumo da formação em hidráulica enfatiza a construção, as especificações, a manutenção e a resolução sistemática de problemas.
Ruído e pulsação
As bombas de palhetas são frequentemente escolhidas por proporcionarem um caudal relativamente suave e silencioso, mas o ruído instalado depende de mais do que apenas o tipo de bomba. A temporização dos pórticos, o número de palhetas, a pressão, a velocidade, a condição do fluido, a restrição na aspiração, a aireação, a rigidez da montagem, o alinhamento do acionamento, o encaminhamento das mangueiras e a impedância a jusante afetam todos o ruído. As bombas equilibradas têm dois ciclos de bombagem por rotação da câmara, o que altera a frequência de excitação e a natureza das pulsações.
Diagnostique uma bomba ruidosa com as condições de funcionamento registadas. Verifique se o ruído acompanha a velocidade, pressão, temperatura, comando da direção ou da válvula, ou arranque a frio. Compare o vácuo de admissão ou a pressão absoluta, o caudal debitado, o comportamento do cárter ou da drenagem, quando aplicável, a aerificação do reservatório e a vibração da montagem. Não substitua o cartucho até que as causas na admissão e no acionamento tenham sido avaliadas.
Manutenção e rotação de tinteiros
Muitas bombas de palhetas equilibradas utilizam cartuchos substituíveis. A capacidade de assistência técnica é uma vantagem apenas quando o cartucho correto é instalado de forma limpa e na orientação certa. O anel, o rotor, as palhetas e as placas podem ter caraterísticas direcionais. A inversão da rotação pode exigir uma reconfiguração aprovada; virar simplesmente as peças ao contrário pode ser perigoso.
Antes da remoção, marque a direção de visualização do veio, a seta de rotação, os pórticos de entrada e saída, a ligação de drenagem, a orientação do cartucho e a sequência de placas. Preserve as peças danificadas e fotografe os padrões de desgaste. O polimento das pontas das palhetas, o risco do anel, a erosão das placas, as palhetas partidas e o óleo escurecido são evidências, e não diagnósticos completos. Investigue a contaminação, a lubrificação, a condição de entrada, os transientes de pressão e a montagem incorreta.
Orientações para candidatura e seleção
As bombas de palhetas de cilindrada fixa equilibradas são normalmente aplicadas em máquinas-ferramenta, unidades hidráulicas industriais, prensas, maquinaria para plásticos e circuitos que valorizam um caudal regular. Os modelos de palhetas desequilibradas de caudal variável podem adequar-se a sistemas que necessitam de caudal ajustável ou de comportamento com compensação de pressão. As designações de aplicação continuam a ser secundárias em relação ao ciclo de trabalho real e às especificações.
Ao substituir uma bomba, separe a compatibilidade hidráulica do encaixe mecânico. Duas unidades podem partilhar um caudal nominal, mas utilizar diferentes temporizações de pórticos, capacidade de binário do veio, tolerância a cargas laterais, comportamento do compensador, velocidade mínima, disposição da drenagem ou requisitos de arranque a frio. Confirme que o acionamento consegue fornecer binário à pressão máxima necessária e que a regulação da válvula de segurança ou do compensador se mantém dentro dos limites de cada componente ligado. Reveja também a forma como a máquina descarrega em neutro: uma bomba de caudal fixo a circular através de uma válvula limitadora desperdiça energia e aquece o óleo, enquanto uma bomba de caudal variável necessita do sinal de comando e do circuito de deteção corretos para reduzir a cilindrada. Registe os tempos de ciclo normais, os períodos de pausa, a procura simultânea de atuadores e a frequência de arranque. Estas observações são mais úteis do que descrever a máquina apenas como uma prensa, carregadora ou central hidráulica.
Prance Hydraulic’s família de bombas de palhetas insere-se no âmbito mais amplo visão geral da bomba hidráulica. Utilize os guias relacionados em tipos de bombas de palhetas hidráulicas, aplicações de bombas de palhetas, e visocidade do fluido hidráulico como exames complementares.
Lista de verificação de RFQ
- Arquitetura balanceada, não balanceada, fixa ou variável
- Gama de cilindrada e caudal necessário à velocidade de funcionamento
- Pressão contínua e de pico com durações de ciclo
- Rotação definida a partir da extremidade do eixo
- Veio, flange, pilotagem, pórticos e designação do cartucho
- Tipo de controlo e sinais externos necessários
- Fluido, viscosidade, temperatura, limpeza e limites de entrada
- Alvo de ruído e condição de medição
- Alinhamento, acoplamento e orientação de montagem do acionamento
- Código existente, fotografias, circuito e evidência de falha
Vídeo educativo: como funcionam as bombas de palhetas
Abre a animação da bomba de palhetas no YouTube. Confirme os limites específicos do produto separadamente.
FAQ
O que torna uma bomba de palhetas hidraulicamente equilibrada?
Duas zonas de pressão de saída opostas atuam em redor do rotor, pelo que as suas forças radiais principais se anulam mutuamente em grande parte.
É toda a bomba de palhetas de caudal variável desequilibrada?
Muitos designs de caudal variável utilizam um anel circular excêntrico e são hidraulicamente desequilibrados, mas identifique a arquitetura exata a partir da respetiva documentação técnica.
Significa a bomba que não tem carga nos rolamentos?
Não. Reduz a resultante radial hidráulica principal; os rolamentos ainda suportam cargas mecânicas, residuais, transitórias e de acionamento.
Pode um cartucho de palhetas equilibradas ser instalado em qualquer direção?
Nenhuma hipótese é segura. As características do cartucho e da placa podem ser direcionais. Siga o procedimento de rotação e montagem aprovado.
Por que é que uma bomba de palhetas perde caudal quando aquece?
Uma menor viscosidade a quente e o desgaste podem aumentar a fuga interna. Confirme a condição do óleo, as folgas, a pressão, a velocidade e a temperatura antes de determinar a causa.
