Кривая производительности шестеренчатого насоса: полное руководство

Введение

Шестерёнчатые насосы широко применяются в гидравлических системах благодаря своей надёжности, простоте конструкции и стабильной подаче жидкости. Однако для правильного выбора и эксплуатации оборудования важно понимать не только паспортные данные, но и реальные рабочие характеристики.

Одним из ключевых инструментов является кривая производительности шестеренчатого насоса, показывающая, как изменяются расход, давление, коэффициент полезного действия (КПД) и потребляемая мощность в зависимости от условий работы.

Знание кривых позволяет инженерам и закупщикам:

• правильно подбирать насос под задачи,

• прогнозировать его поведение при разных нагрузках,

• оптимизировать энергопотребление системы,

• избегать преждевременного износа оборудования.

Основные параметры кривой производительности

Ключевые параметры, отражаемые на кривых:

1. Теоретический и фактический расход

   • Теоретический расход определяется объёмом насоса и частотой вращения.

   • Фактический расход меньше из-за внутренних утечек между зубьями и корпусом.

2. Давление в системе

   • С ростом давления увеличиваются потери на утечки и трение.

   • Это снижает фактический расход и КПД.

3. Коэффициент полезного действия (КПД)

   • Объёмный КПД — насколько фактический расход близок к теоретическому.

   • Механический КПД — потери на трение.

   • Общий КПД — основной показатель эффективности.

4. Частота вращения вала

   • С ростом оборотов увеличивается подача.

   • Превышение допустимой скорости вызывает кавитацию и ускоренный износ.

Кривая «Расход – Давление» (Q–p)

• Теоретически насос обеспечивает постоянный расход.

• Фактически расход снижается с ростом давления из-за внутренних утечек.

 Пример графика:

• Пунктирная линия — теоретический расход

• Синяя линия — фактический расход

КПД шестеренчатого насоса (η)

• Объёмный КПД (ηv) — потери из-за утечек

• Механический КПД (ηm) — потери на трение

• Общий КПД (ηо) — реальная эффективность

Кривая «Мощность – Давление» (P–p)

• Гидравлическая мощность = давление × расход

• Валовая мощность = гидравлическая / КПД

• Потребляемая мощность растёт почти линейно с давлением

Пример: при 100 бар и расходе 37 л/мин насос потребляет около 6 кВт, при 200 бар — почти вдвое больше.

Кривая «Расход – Частота вращения» (Q–n)

• Расход растёт пропорционально оборотам вала

• Превышение допустимой скорости вызывает кавитацию и ускоренный износ

Q (л/мин)
↑
|          *
|       *
|    *
| *
+----------------→ n (об/мин)

Практический пример

Насос 25 см³/об при 1500 об/мин:

• Теоретический расход: 37,5 л/мин

• Фактический расход при 100 бар: ~35 л/мин

• Общий КПД: ~85%

• Потребляемая мощность: ~6 кВт

Кривые позволяют прогнозировать работу насоса и правильно подбирать оборудование.

Кривые производительности у ведущих производителей

• Rexroth, Parker, Casappa, Marzocchi, Shimadzu — полные Q–p и P–p кривые, рекомендации по подбору привода

• lexmua:

• собственное производство шестеренчатых насосов

• высокая точность зубьев

• длительный опыт проектирования и оптимизации

• подробные кривые для каждого насоса, высокая эффективность и низкий шум