贺德克齿轮泵怎么选?PGE 外啮合与 PGI 内啮合的区别

HYDAC PGE采用外啮合结构,PGI采用内啮合结构,两者都是定量齿轮泵。在相同转速下,排量越大,理论供油量越大。

下面以PGE102和高压系列PGI102为例,分别说明20 L/min小型液压站、60 L/min供油回路和高压连续运行时,两类泵怎样选择。

PGE102 与 PGI102

PGE 的两只外齿轮相互啮合,油液沿齿轮外侧从吸油端带到排油端。PGI 使用外齿轮与内齿圈配合,通过齿间容积变化吸油和排油。两者都是定量泵,每转的理论供油体积由排量决定。

PGE102 属于外啮合系列的规格 2,产品页列出的排量为 4.5–28 cm³/rev,转速最高可到 3500 r/min。

HYDAC PGE102外啮合齿轮泵
图1 PGE102 产品外观。轴端、法兰和油口随订货配置确定。

PGI102 是高压内啮合系列,包含多个尺寸。产品页列出的排量范围为 3.8–250 cm³/rev,额定压力最高 330 bar,最大压力最高 350 bar,转速最高可到 4000 r/min。

HYDAC PGI102高压内啮合齿轮泵
图2 PGI102 系列产品外观,具体尺寸与排量按型号选择。

3.8–250 cm³/rev、330 bar和4000 r/min是系列范围,不能组合成一台250 cm³/rev、330 bar、4000 r/min的泵。

20 L/min的小型液压站,PGE102能不能用

假设一台小型液压站需要20 L/min,电机转速1500 r/min。按理论流量计算:

排量=20×1000÷1500≈13.3 cm³/rev

若用90%的容积效率作计算假设,所需排量变为:

排量=20×1000÷(1500×0.9)≈14.8 cm³/rev

这两个结果都在PGE102的4.5–28 cm³/rev范围内。区别是13.3 cm³/rev没有扣除泄漏,按假设效率计算只能供约18 L/min,达不到20 L/min。

60 L/min供油,PGE102的排量已经不够

如果液压站需要60 L/min,仍采用1500 r/min驱动,理论排量就是40 cm³/rev。PGE102最大28 cm³/rev,在这个转速下即使不计泄漏,理论流量也只有42 L/min,达不到60 L/min。

若按90%容积效率估算,60 L/min需要约44.4 cm³/rev。这个排量在PGI102系列范围内,也可以在更大规格的外啮合泵中选择;PGE102不够用,不代表所有PGE都不够用。

1500转每分钟下20与60升每分钟所需理论排量对比
图3 同一转速下的理论排量计算,未计入泄漏。

高压连续工作与短时升压,选泵条件不同

一台设备每个循环只在保压或加工阶段短时升压,另一台则长期带压运行,两者对泵的持续工作能力要求不同。PGI102系列列出的最高额定压力330 bar、最大压力350 bar,也不能理解成每个排量都能长期在350 bar下运转。

例如,设备要求持续350 bar,系列最大压力350 bar这一项不能证明泵适用。最大压力与持续工作压力是两个指标,该系列最高额定压力330 bar也低于这组持续350 bar的要求。

1500 r/min下的目标流量 理论所需排量 假设容积效率90%时的所需排量 PGE102排量范围是否覆盖
20 L/min 13.3 cm³/rev 14.8 cm³/rev 覆盖
60 L/min 40 cm³/rev 44.4 cm³/rev 不覆盖

16 cm³/rev的泵,为什么供不到24 L/min

排量乘转速,再除以 1000,就得到 L/min 表示的理论流量。以 16 cm³/rev、1500 r/min 为例,理论流量是 24 L/min。

假设该工况下容积效率为 90%,实际流量估算为 21.6 L/min。90%是本例的假设效率,不是PGE或PGI的实测性能。

理论流量24升每分钟与假设效率下实际流量21.6升每分钟对比
图4 流量计算示例,容积效率90%为假设条件。

设备如果需要24 L/min,这只泵按本例少供2.4 L/min,约缺10%。同一油缸在其他条件不变时,动作速度也会相应下降。

假设进出口压差200 bar、流量21.6 L/min,液压输出功率为:

P=200×21.6÷600=7.2 kW

若再假设泵总效率80%,所需轴功率约9 kW。因此,7.2 kW液压输出不能直接配成7.2 kW电机。这里的压力与效率均为计算假设。

冷机噪声大,换成内啮合泵能解决吗

冷启动时声音大,升温后明显减轻,常见原因包括油液黏度高、吸油管阻力大和吸入空气。没有处理这些问题,直接将外啮合泵换成内啮合泵,也可能继续出现噪声。

例如,吸油软管内径偏小、接头过多,冷油通过时阻力上升,泵入口充油不足。油位过低、吸油接头漏气也会造成充油异常。冷机与热机比较时保持相同转速和动作,才不会把工况变化误当成泵结构的差别。

PGE102的正常工作黏度范围为16–200 mm²/s。

旧泵替换时,哪些地方不能改错

旋向标注要连同观察方向识别。从轴端看与从泵后端看,同一旋转方向的视觉结果相反。旋向装错,可能无法正常吸排油,并造成泵损坏。

轴端形式、轴径和法兰定位尺寸决定能否与原联轴器及电机座连接。油口螺纹不同,原管路也无法直接接回。

多联泵要计算各级同时带压时的总功率。例如,两级分别输出20 L/min、100 bar和10 L/min、150 bar,液压输出功率合计约5.83 kW,还没有计入泵的损失。只按其中一级选电机,会低估驱动负载。

PGE与PGI怎么选

20 L/min、1500 r/min的小型液压站,所需理论排量约13.3 cm³/rev,PGE102有覆盖该需求的排量范围。60 L/min、同样转速时,理论排量达到40 cm³/rev,已经超过PGE102,应换更大规格。

高压连续工作时,持续压力必须覆盖设备要求;350 bar最大压力不能当成350 bar持续压力。泵型、排量和压力要同时满足,单独满足其中一项仍不能使用。