Tuimelschijf- en gebogen-aseenheden zijn beideaxiale zuigermachines. Ze gebruiken dezelfde basisonderdelen: een roterende cilindercilinder, zuigers evenwijdig aan de cilinderas en een klepplaat die druk en zuigkracht afwisselt. Wat verschilt is waar de hoek zit en welk deel de belasting draagt.
Die ene keuze heeft invloed op de maximale snelheid, het startkoppel, het verplaatsingsbereik, hoe de as omgaat met zijbelastingen, de kosten en of de ene eenheid kan worden geruild voor een andere.
Waar de hoek zit en wat wat drijft
Tuimelschijf (in-lijn) ontwerp
De aandrijfas en cilindercilinder delen één as. De zuigers rijden op pantoffels tegen een hellende plaat. Terwijl de loop draait, zorgt de hoek van de plaat ervoor dat elke zuiger in en uit beweegt. In een motor duwen zuigers onder druk tegen de hellende plaat, waardoor de cilinder draait, en de cilinder draait vervolgens de as.
Insane Hydraulics vat de krachtrichting als volgt samen: bij tuimelschijfmotorende loop drijft de as aan. (Waanzinnige hydrauliek)
Ontwerp met gebogen-as
De cilindercilinder is gekanteld ten opzichte van de as. De zuigers sluiten aan op een aandrijfflens op de as, waardoor de zuigerkracht rechtstreeks de as in gaat. Een synchronisatie-element zorgt er vervolgens voor dat de loop met de as meedraait. Dat element kan een centrale as zijn, de zuigerstangen zelf of een distributietandwiel. Hierde as drijft de loop aan. (Waanzinnige hydrauliek)
Parker gebruikt bijvoorbeeld een distributietandwiel om de as en cilinder te synchroniseren in zijn F11/F12-serie. (Parker Hannifin, catalogus MSG30-8249/UK)
Waarom de hoek ertoe doet
De zuigerslag neemt toe met de hoek. De hoek van een tuimelschijf is doorgaans beperkt tot minder dan ongeveer 20 graden, terwijl een gebogen-aseenheid tot ongeveer 40 graden kan worden gebogen. (Hydraulische supermarkt, Brendan Casey) Echte producten omvatten dat bereik:
<20°
Typische tuimelschijflimiet
~40 graden
Bovenste bereik van de gebogen-as
40 graden
Parker F11/F12
32 graden
Danfoss H1B
- De vaste F11/F12-units van Parker maken gebruik van een hoek van 40 graden tussen as en cilinder, wat het bedrijf toeschrijft aan een compacte, lichtgewicht unit. (Parker Hannifin)
- De H1B-motor met variabele gebogen-as van Danfoss werkt tot 32 graden. (Danfoss)
Een langere slag betekent meer verplaatsing uit een kleinere loop en minder, kleinere roterende delen. Dat is waar de meeste voordelen van de gebogen-as vandaan komen.
Wat twee cataloguseenheden laten zien bij dezelfde verplaatsing
Algemene vergelijkingen zijn gemakkelijker te beoordelen met echte gegevens. In de onderstaande tabel staan twee Bosch Rexroth-motoren met vaste- cilinderinhoud van ongeveer 45 cc/omw naast elkaar, één van elk ontwerp. Beide cijfers komen uit de gegevensbladen van de fabrikant. De theoretische rijen worden berekend zoals uitgelegd onder de tabel.
| Parameter | A10FM 45 (tuimelschijf) | A2FM 45 (gebogen-as) |
| Verplaatsing Vg | 44,5 cm³/omw | 45,6 cm³/omw |
| Nominale / maximale druk | 280 / 350 bar | 400 / 450 bar |
| Maximale snelheid (gegevensblad) | 4.000 tpm | 5.600 tpm |
| Theoretisch koppel bij nominale druk | 198 Nm | 290 Nm |
| Theoretische stroom bij maximale snelheid | 178 l/min | 255 l/min |
| Theoretisch hydraulisch vermogen (nominale druk, maximale snelheid) | ≈ 83 kW | ≈ 170 kW |
| Bron | Bosch Rexroth RE 91172 | Bosch Rexroth RE 91001 |
Hoe de berekende rijen zijn uitgewerkt
• Theoretisch koppelT=Vg × Δp / (20π), in Nm, met Vg in cm³ en Δp in bar
• StroomQ=Vg × n / 1000, in l/min
• StroomP = Q × Δp / 600, in kW
Deze cijfers laten volumetrische en mechanische verliezen buiten beschouwing. Ze vertegenwoordigen ook geen continue bedrijfsclassificatie, omdat het niet de bedoeling is dat een unit langdurig op maximale snelheid en nominale druk draait.
Zo leest u de tabel:
Bij vrijwel dezelfde verplaatsing is de gebogen-aseenheid ongeveer 40% sneller (5.600 versus 4.000 tpm). Dit komt overeen met het algemene punt van Casey dat een motor met een gebogen-as veel sneller kan draaien dan een-inline-ontwerp met dezelfde cilinderinhoud.
De twee gegevensbladen plaatsen de gezinnen in verschillende drukklassen. Met zowel een hogere druk als een hogere snelheid kan de gebogen-aseenheid ongeveer tweemaal zoveel theoretisch hydraulisch vermogen verwerken in een vergelijkbare verplaatsingsklasse.
Het gegevensblad van de tuimelschijf vermeldt een startkoppel bij 0 tpm en 280 bar van 170 Nm voor maat 45. Het theoretische koppel bedraagt 198 Nm, wat neerkomt op ongeveer 86% bij het wegrijden. Bij de kleinere maat 23 ligt de verhouding lager: 75 of 105 Nm, zo'n 71%. (Bosch Rexroth RE 91172) Het A2FM-gegevensblad vermeldt "goede startefficiëntie" als een kenmerk, maar geeft in de herziene editie geen tabel met losbreekmomenten. Casey schat het ontsnappingsvoordeel van de gebogen- as op ongeveer 5% ten opzichte van een- lijnmotor met dezelfde cilinderinhoud.
Dit zijn twee productfamilies van één fabrikant, geen natuurkundige wet. Sommige tuimelschijfpompen draaien bijvoorbeeld op een hogere druk dan de A10FM. Gebruik de tabel om te zien op welke verschillen u moet letten en controleer vervolgens de daadwerkelijke gegevensbladen voor uw eenheden.
Afwegingen-die de beslissing veranderen
| Factor | Tuimelschijf | Gebogen-as |
| Maximale hoek | Meestal < 20 graden | Tot ongeveer 40 graden |
| Snelheid bij gegeven verplaatsing | Lager | Hoger |
| Breakaway / koppel bij lage- snelheid | Lager; daalt verder bij kleine maten (zie tabel hierboven) | Ongeveer 5% hoger (Casey) |
| Variabel verplaatsingsbereik | Smaller | Ongeveer tweemaal de slagverhouding (Casey) |
| Op weg naar nul verplaatsing | Gewoon | Sommige modellen kunnen dat, niet alle |
| Externe radiale asbelasting | Controleer het gegevensblad; vaak beperkt | Zware rollagers die ervoor zijn ontworpen |
| Door-aandrijving voor tandempompen | Ruim aanbod (o.a. A10VSO) | Bevestig per model |
| Aankoopkosten | Lager | Hoger, vaak aanzienlijk (Casey) |
Bronnen: hoek, slagverhouding, losbreekkoppel en kosten zijn afkomstig vanHydraulische supermarkt. Nulverplaatsing en lagers worden in de onderstaande punten behandeld.
Een paar van deze rijen hebben meer context nodig:
Er wordt vaak gezegd dat alleen in-line-motoren naar nul kunnen draaien, wat sommige aandrijvingen nodig hebben om te freewheelen of van modus te wisselen. Casey's formulering is voorzichtiger: niet alle motoren met variabele gebogen-as kunnen naar nul gaan. Danfoss biedt een variabele motor met gebogen-as en nul-graden. (Danfoss H1B) Als uw schijf een nulverplaatsing nodig heeft, schrijf dit dan in de specificatie en bevestig deze voor het exacte model. Ga er niet vanuit van het ontwerptype.
Bij een gebogen-aseenheid gaat de zuigerkracht rechtstreeks de as in, zodat de aslagers zware lasten dragen. Casey merkt op dat deze lagers gevoeliger zijn voor vroegtijdig falen dan in-line-aslagers. Mobile Hydraulic Tips zegt dat de kans groter is dat u de lagers van een pomp met verbogen-as vervangt. (Mobiele hydraulische tips)
Diezelfde grote kegellagers zijn de reden waarom gebogen{0}}aseenheden zijwaartse belastingen van buitenaf goed verdragen. Parker zegt dat de zware-rollagers aanzienlijke externe axiale en radiale asbelastingen mogelijk maken. Mobile Hydraulic Tips noemt een gebogen-as een goede keuze voor pompen die worden aangedreven door tandwielen of katrollen. Rexroth voegt eraan toe dat het instellen van de richting van de radiale kracht de lagerbelasting kan verminderen en de levensduur kan verlengen. (Bosch Rexroth RE 91001)
Omdat de as een zware ton moet draaien, staat het synchronisatie-element onder cyclische torsie. Insane Hydraulics koppelt herhaalde synchronisatie-asbreuken aan vermoeidheid als gevolg van frequent, scherp accelereren en vertragen. (Waanzinnige hydrauliek) Beschouw dit als een faalpatroon dat in de praktijk wordt waargenomen, en niet als een gekwantificeerd faalpercentage. Het is nog steeds de moeite waard om de werkcycli met constant omkeren te controleren.
Hoe het antwoord verandert per toepassing
Het betere ontwerp hangt af van de taak, niet van het ontwerp zelf. Hier ziet u hoe de bovenstaande afwegingen -in veelvoorkomende gevallen uitpakken:
| Sollicitatie | Uitgangspunt | Waarom en wat u moet controleren |
| Rij- of aandrijfaandrijvingen met gesloten-circuit en een groot snelheidsbereik | Motor met variabele gebogen-as | Maakt goed gebruik van zijn grote verplaatsingsbereik en hoge snelheid. Danfoss positioneert zijn H1B hoofdzakelijk voor voortstuwing met gesloten-circuit. In een gebruikelijke indeling wordt een variabele pomp met tuimelschijf, zoals een A4VG-type gesloten--circuitpomp, gecombineerd met een motor met variabele gebogen-as, zoals een A6VM. Het circuittype is hier net zo belangrijk als het pompontwerp; onze gids vooropen circuit versus gesloten circuit zuigerpompendekt dat apart. |
| Pompen aangedreven door riem-, tandwiel- of motoraftakas met zijbelasting op de as | Pomp met vaste gebogen-as | De lagers zijn gebouwd voor externe radiale kracht. De A2FO- en A17FO-pompen van Sheungchak zijn bijvoorbeeld ontwerpen met een vaste gebogen- as. |
| Industriële krachtbronnen, persen en werktuigmachines | Variabele tuimelschijfpomp | Druk-, debiet- en vermogensregelaars passen er gemakkelijk in, en dankzij de-aandrijving zijn tandempompen mogelijk. De A10VSO wordt bijvoorbeeld geleverd met besturingen als DR, DFR en DFLR, met through-drive als optie. De verplaatsing wordt eenvoudig gewijzigd door de tuimelschijf te kantelen, zodat de bediening eenvoudig is en de kosten lager blijven. |
| Kosten-gedreven, gematigde-snelheid, gematigde-drukcircuits | Tuimelschijf eenheid | Meestal voldoende prestaties tegen een lagere prijs, wat past bij Casey's kostenniveau. |
| Motoren die onder belasting starten of op lage snelheid kruipen | Vergelijk databladen | Vergelijk het losbreekkoppel, niet alleen de cilinderinhoud. Zoals uit de gegevens van de A10FM blijkt, kunnen kleinere tuimelschijfformaten een merkbaar deel van het theoretische koppel verliezen bij 0 tpm. |
Vervanging: behoud het originele ontwerp
Wanneer een pomp of motor defect raakt, is de praktische vraag of de vervanging overeenkomt met het origineel, en niet welk ontwerp in het algemeen beter is. Overschakelen van de gebogen- as naar de tuimelschijf, of omgekeerd, is geen 'like{2}}for-like swap:
De gekantelde cilinder geeft een gebogen-aseenheid een andere vorm en lengte van de behuizing. Montageflenzen, poortposities en afvoerlocaties zijn mogelijk niet op één lijn.
Een tuimelschijfeenheid die is gemonteerd waarbij een gebogen-aseenheid de zijdelingse belastingen van de riem of het tandwiel verwerkt, is mogelijk niet geschikt voor deze krachten.
In de bovenstaande tabel is de gebogen-aseenheid geschikt voor zowel een hogere snelheid als een hogere drukklasse. Een tuimelschijfvervanging met dezelfde cilinderinhoud kan overbelast raken.
Variabele eenheden van de twee ontwerpen gebruiken verschillende besturingsmechanismen en verplaatsingsbereiken. De reactie van de machine zal veranderen, zelfs als de poortgroottes overeenkomen.
De modelcode vertelt u meestal het ontwerp. Onder de families levert Sheungchak:
Gebogen-as
A2FM- en A6VM-motoren; A2FO- en A17FO-pompen
Tuimelschijf
A10VSO-, A4VSO-, A11VO-, A4VG- en K3V112-pompen
Voor hoe u deze codes kunt decoderen, ziehoe u een A2FM-modelcode leest.
Voordat u een vervangende pomp of motor bestelt, dient u het volgende te bevestigen:
| 1 | De volledigetypecode en onderdeelnummervan het naamplaatje. Dit omvat ontwerpfamilie, maat, serie en besturing. |
| 2 | Draairichtingen of het circuit open of gesloten is. |
| 3 | Astype, flens, poortpositiesen de locatie van de afvoer van de behuizing. |
| 4 | Werkdruk, piekdruk en rijsnelheidbij uw echte inschakelduur, niet alleen het maximum op het typeplaatje. |
| 5 | Elkexterne asbelastingdoor een verkeerde uitlijning van de riem, het tandwiel of de koppeling. |
| 6 | Voor variabele motoren, of de aandrijving dit nodig heeftverplaatsing van nul of bijna-nul. |
| 7 | Vloeistoftype, bedrijfstemperatuuren filterniveau. |
Als u een OEM-onderdeel afweegt tegen een aftermarket-eenheid voor hetzelfde model,originele versus aftermarket hydraulische pomplegt uit welk testbewijs moet worden gevraagd.
Kiezen tussen de twee
Kies een gebogen-as wanneer…
Je hebt een hoge snelheid, een hoge vermogensdichtheid, een breed variabel bereik, een sterk losbreekkoppel of tolerantie voor aszijbelastingen nodig, en de hogere prijs en lageronderhoud zijn acceptabel.
Kies voor tuimelschijf als…
U heeft behoefte aan flexibele druk- en debietregeling, via-aangedreven tandempompen, of een motor met nul-verplaatsing, of lagere aanschafkosten zijn belangrijker dan de maximale snelheid.
Houd bij vervanging het reeds geïnstalleerde ontwerp aan, tenzij een ingenieur de montage, belastingen en bedieningselementen heeft beoordeeld.
Sheungchak Hydraulic levert zuigermotoren met gebogen-as in de families A2FM (5 tot 1000 cc/omw), A6VM en AA6VM. Als u een motor met gebogen-as vervangt, stuur dan de typeplaatcode en foto's van de as, flens en poorten via onsproductpagina hydraulische motor. Ons team kan een passende configuratie bevestigen voordat u een bestelling plaatst.
