हाइड्रोलिक सिस्टम और द्रव पर चर्चा करते समय पावर एप्लिकेशन, सबसे मौलिक प्रश्नों में से एक जो इंजीनियरों और तकनीशियनों का मुठभेड़ यह है कि क्या पंप वास्तव में दबाव बनाते हैं। यह सवाल अक्षीय पिस्टन पंपों की जांच करते समय विशेष रूप से प्रासंगिक हो जाता है, जो हैं सबसे परिष्कृत और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सकारात्मक विस्थापन पंपों में से आधुनिक औद्योगिक अनुप्रयोग। जवाब, जबकि सीधा प्रतीत होता है, द्रव की गतिशीलता, मैकेनिकल इंजीनियरिंग में आकर्षक अंतर्दृष्टि का पता चलता है सिद्धांत, और प्रवाह और प्रतिरोध के बीच जटिल संबंध हाइड्रोलिक सिस्टम।
मौलिक सिद्धांत
इस प्रश्न को सीधे संबोधित करने के लिए: अक्षीय पिस्टन पंप स्वाभाविक रूप से दबाव नहीं बनाते हैं। इसके बजाय, वे प्रवाह बनाते हैं। दबाव तब उत्पन्न होता है जब यह प्रवाह हाइड्रोलिक के भीतर प्रतिरोध का सामना करता है प्रणाली। यह अंतर हाइड्रोलिक के साथ काम करने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए महत्वपूर्ण है मशीनरी, जैसा कि यह मौलिक रूप से आकार देता है कि हम कैसे डिजाइन, संचालन और समस्या निवारण करते हैं ये सिस्टम।
इसे इस तरह से सोचें: कोशिश करने की कल्पना करें एक बगीचे की नली के माध्यम से पानी को धक्का दें। पंप पानी को स्थानांतरित करने के लिए बल प्रदान करता है (प्रवाह बनाना), लेकिन जब आप नली को आंशिक रूप से अवरुद्ध करते हैं तो आप जो दबाव महसूस करते हैं अंत आपके द्वारा पेश किए गए प्रतिबंध द्वारा बनाया गया है। पंप की भूमिका है सिस्टम को जो भी प्रतिरोध प्रस्तुत करता है, उसके खिलाफ उस प्रवाह को बनाए रखें।
के यांत्रिकीअक्षीय पिस्टन पंप
अक्षीय पिस्टन पंप एक सुरुचिपूर्ण ढंग से काम करते हैं सरल अभी तक यंत्रवत् जटिल सिद्धांत। इन पंपों में कई पिस्टन हैं पंप के ड्राइव शाफ्ट के समानांतर व्यवस्थित, इसलिए "अक्षीय" शब्द। जैसे ही ड्राइव शाफ्ट घूमता है, यह एक सिलेंडर ब्लॉक को बदल देता है जिसमें इन पिस्टन होते हैं। पिस्टन उनके सिलेंडरों के भीतर, उनके दौरान द्रव खींचते हैं एक्सटेंशन स्ट्रोक और उनके संपीड़न स्ट्रोक के दौरान इसे निष्कासित करना।
दबाव को समझने की कुंजी पीढ़ी संपीड़न स्ट्रोक के दौरान क्या होती है, में निहित है। जब पिस्टन हाइड्रोलिक द्रव को संपीड़ित करें, वे अनिवार्य रूप से एक विशिष्ट को मजबूर करने की कोशिश कर रहे हैं पंप के आउटलेट के माध्यम से द्रव की मात्रा। अगर आउटलेट पूरी तरह से थे अप्रतिबंधित और वायुमंडलीय दबाव, द्रव में एक बड़े जलाशय के लिए खोला गया न्यूनतम दबाव बिल्डअप के साथ बाहर प्रवाह होगा। हालांकि, वास्तविक हाइड्रोलिक सिस्टम विभिन्न प्रतिबंध हैं: वाल्व, सिलेंडर, फिल्टर, पाइपिंग, और हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर्स द्वारा किया जा रहा वास्तविक काम।
सिस्टम प्रतिरोध की भूमिका
सिस्टम प्रतिरोध वास्तव में दबाव है उत्पत्ति। एक हाइड्रोलिक प्रणाली में प्रत्येक घटक कुछ स्तर का योगदान देता है द्रव प्रवाह का प्रतिरोध। पाइपिंग के लंबे समय से घर्षण घाटे, तेज झुकता है और फिटिंग अशांति का कारण बनती है, फिल्टर को हटाने के लिए प्रवाह को प्रतिबंधित करता है संदूषक, और नियंत्रण वाल्व प्रवाह दरों को विनियमित करते हैं। सबसे महत्वपूर्ण बात, सिस्टम द्वारा किया जा रहा वास्तविक काम - जैसे कि भारी भार उठाना हाइड्रोलिक सिलेंडर या हाइड्रोलिक मोटर्स के साथ घूर्णन मशीनरी महत्वपूर्ण प्रतिरोध।
जब एक अक्षीय पिस्टन पंप का प्रयास करता है इन प्रतिरोधों के खिलाफ अपनी डिज़ाइन की गई प्रवाह दर बनाए रखें, स्वाभाविक रूप से दबाव विकसित होता है। पंप अनिवार्य रूप से बाधाओं को दूर करने के लिए कड़ी मेहनत करता है पथ। यही कारण है कि एक ही पंप बहुत अलग दबाव पैदा कर सकता है सिस्टम के आधार पर यह जुड़ा हुआ है। एक कम प्रतिरोध प्रणाली में, दबाव न्यूनतम रहता है। उच्च-प्रतिरोध प्रणाली में पर्याप्त कार्य उत्पादन की आवश्यकता होती है, दबाव पंप की अधिकतम डिजाइन सीमा तक पहुंच सकता है।
परिवर्तनीय विस्थापन: एक गेम चेंजर
की सबसे परिष्कृत विशेषताओं में से एक कई अक्षीय पिस्टन पंप उनकी चर विस्थापन क्षमता है। फिक्स्ड के विपरीत विस्थापन पंप जो प्रति क्रांति के रूप में तरल पदार्थ की समान मात्रा को स्थानांतरित करते हैं सिस्टम की मांगों में, चर विस्थापन पंप मैच के लिए अपने आउटपुट को समायोजित कर सकते हैं सिस्टम आवश्यकताएं।
यह समायोजन आमतौर पर प्राप्त होता है एक स्वैश प्लेट तंत्र के माध्यम से। स्वैश प्लेट के कोण को बदलकर, ऑपरेटर पिस्टन की स्ट्रोक लंबाई को अलग -अलग कर सकते हैं, सीधे नियंत्रित कर सकते हैं क्रांति के अनुसार पंप का विस्थापन। यह क्षमता उल्लेखनीय के लिए अनुमति देती है दक्षता में सुधार और सिस्टम प्रदर्शन पर सटीक नियंत्रण।
यहाँ पर दबाव-प्रवाह संबंध है विशेष रूप से दिलचस्प हो जाता है: एक चर विस्थापन पंप बनाए रख सकता है प्रवाह उत्पादन को अलग करते समय निरंतर दबाव, या जबकि निरंतर प्रवाह बनाए रखते हैं लोड मांगों के आधार पर उतार -चढ़ाव के दबाव की अनुमति। यह लचीलापन बनाता है अक्षीय पिस्टन पंप सटीक की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में अविश्वसनीय रूप से मूल्यवान है नियंत्रण, जैसे कि मोबाइल हाइड्रोलिक्स, औद्योगिक प्रेस और एयरोस्पेस सिस्टम।
सिस्टम डिजाइन के लिए व्यावहारिक निहितार्थ
यह समझना कि पंप प्रवाह पैदा करते हैं हाइड्रोलिक सिस्टम डिजाइन के लिए दबाव की तुलना में गहरा निहितार्थ है। इंजीनियर्स पंपों का चयन करते समय पूरे सिस्टम पर ध्यान से विचार करना चाहिए, बजाय इसके कि बस वांछित दबाव विनिर्देशों पर ध्यान केंद्रित करना।
उदाहरण के लिए, यदि किसी आवेदन की आवश्यकता है काम के दबाव के 3000 साई, इंजीनियर केवल एक पंप सक्षम नहीं कर सकता है 3000 पीएसआई आउटपुट की। उन्हें आवश्यक प्रवाह दर, विश्लेषण प्रणाली की गणना करनी चाहिए प्रतिरोध, पूरे सिस्टम में दबाव हानि के लिए खाता है, और सुनिश्चित करता है पंप आवश्यक दबाव पर पर्याप्त प्रवाह बनाए रख सकता है। इसका मतलब हो सकता है अधिकतम दबाव रेटिंग के साथ एक पंप का चयन करना काफी अधिक है सिस्टम अक्षमताओं और सुरक्षा मार्जिन के लिए काम करने का दबाव।
इसके अलावा, सिस्टम दक्षता बन जाती है सर्वोपरि। हाइड्रोलिक सर्किट में हर अनावश्यक प्रतिबंध बल देता है पंप करने के लिए पंप करें, अतिरिक्त दबाव पैदा करें और गर्मी के रूप में ऊर्जा बर्बाद करें। अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए हाइड्रोलिक सिस्टम उचित घटक के माध्यम से इन नुकसान को कम करते हैं चयन, अनुकूलित रूटिंग और नियमित रखरखाव।
ऊर्जा दक्षता विचार
प्रवाह और दबाव के बीच संबंध अक्षीय पिस्टन में पंप सीधे ऊर्जा की खपत को प्रभावित करते हैं। चूंकि पंप नहीं हैं स्वतंत्र रूप से दबाव बनाएं, वे केवल आवश्यक ऊर्जा का उपभोग करते हैं वास्तविक प्रणाली प्रतिरोध को दूर करें। यह सिद्धांत बताता है कि चर क्यों विस्थापन पंप अक्सर तय की तुलना में बेहतर दक्षता प्रदान करते हैं विस्थापन विकल्प।
अलग -अलग लोड के साथ एक प्रणाली पर विचार करें अपने ऑपरेटिंग चक्र में आवश्यकताएं। एक निश्चित विस्थापन पंप होना चाहिए पीक मांग के लिए आकार और अक्सर कम मांग के दौरान अक्षम संचालित होता है अवधि, अतिरिक्त प्रवाह बनाना जो जलाशय को वापस बाईपास किया जाना चाहिए। यह बाईपास प्रवाह बर्बाद ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है, गर्मी में परिवर्तित किया जाना चाहिए जिसे प्रबंधित किया जाना चाहिए कूलिंग सिस्टम के माध्यम से।
इसके विपरीत, एक चर विस्थापन अक्षीय पिस्टन पंप कम-मांग अवधि के दौरान अपने आउटपुट को कम कर सकता है, केवल उपभोग कर सकता है ऊर्जा वास्तव में जरूरत थी। यह लोड-सेंसिंग क्षमता ऊर्जा में परिणाम कर सकती है परिवर्तनीय शुल्क चक्रों के साथ अनुप्रयोगों में 30-50% या अधिक की बचत।
समस्या निवारण और रखरखाव दृष्टिकोण
प्रवाह-दबाव को समझना हाइड्रोलिक सिस्टम का समस्या निवारण करते समय संबंध अमूल्य साबित होता है। कब सिस्टम प्रेशर अप्रत्याशित रूप से गिरता है, मुद्दा शायद ही कभी पंप के साथ होता है "दबाव बनाने की क्षमता।" इसके बजाय, तकनीशियनों को जांच करनी चाहिए सिस्टम प्रतिरोध में परिवर्तन या प्रवाह को बनाए रखने के लिए पंप की क्षमता।
सामान्य दोषियों में आंतरिक रिसाव शामिल है पंप के भीतर (प्रभावी प्रवाह को कम करना), भरा हुआ फिल्टर (बढ़ रहा है) उपयोगी कार्य के बिना प्रतिरोध), अतिरिक्त आंतरिक बनाने वाले घटक घटक रिसाव पथ, या सिस्टम लोडिंग में परिवर्तन जो प्रतिरोध को बदल देता है विशेषताएँ।
अक्षीय पिस्टन पंपों का नियमित रखरखाव उनकी प्रवाह-पैदा करने वाली क्षमता को संरक्षित करने पर बहुत अधिक ध्यान केंद्रित करता है। यह भी शामिल है सटीक-मशीनी पर पहनने को रोकने के लिए उचित तरल स्वच्छता बनाए रखना सतहों, चलती घटकों के पर्याप्त स्नेहन सुनिश्चित करना, और निगरानी करना आंतरिक मंजूरी जो वॉल्यूमेट्रिक दक्षता को प्रभावित करती है।
