Hydraulische Systeme werden zum Antrieb von Baumaschinen wie Erdbewegungsmaschinen sowie von Fabrikmaschinen, Landmaschinen und sogar Schiffsanlagen eingesetzt. Zwei wichtige Bestandteile solcher Systeme sind Hydraulikpumpen und Hydraulikmotoren.
Obwohl sie ähnlich sind und im selben Stromkreis arbeiten, erfüllen sie völlig unterschiedliche Funktionen. Die Kenntnis des Unterschieds zwischen einem Hydraulikmotor und einer Hydraulikpumpe hilft Ingenieuren, Technikern und Einkäufern, eine effiziente, sichere und zukunftssichere Entscheidung zu treffen.
Um einen Vergleichspunkt zwischen den beiden zu ziehen, ist es am besten, zu ermitteln, wie jeder Aspekt zum gesamten hydraulischen Prozess beiträgt.
Eine Hydraulikpumpe wandelt mechanische Energie in hydraulische Energie um. Sie wandelt die von einer Antriebsmaschine, z. B. einem Elektromotor oder Verbrennungsmotor, bereitgestellte Rotationsenergie in Strömungsenergie um. Diese Strömung erzeugt nur dann Druck, wenn im System Widerstand auftritt.
Vereinfacht gesagt transportiert die Pumpe keine Lasten, sondern Flüssigkeit. Der erzeugte Druck ist ein Produkt des Widerstands im System und nicht der Kraft, die auf die Pumpe wirkt.
Eine Pumpe vollführt die umgekehrte Funktion eines Hydraulikmotors. Sie wandelt hydraulische Energie in mechanische Energie um und erzeugt Drehmoment und Rotationsenergie. Indem die Hydraulikflüssigkeit in den Motor gepresst wird, versetzt sie die internen Bauteile in Rotation und verrichtet so die Arbeit an der Welle.
Hydraulikmotoren sind ungeeignet, wenn eine kontrollierte, kraftvolle Bewegung erforderlich ist, wie beispielsweise das Drehen eines Förderbandes, das Antreiben einer Winde oder das Antreiben eines Rad- oder Kettensystems.
Obwohl beide Teile mit Hydraulikflüssigkeit arbeiten und ähnliche Konstruktionen aufweisen können, haben sie sehr unterschiedliche Funktionen und weisen unterschiedliche Leistungsmerkmale auf.
Der grundlegendste Unterschied liegt in der Größe in Richtung der Energieumwandlung. Ein Hydraulikmotor wandelt einen Flüssigkeitsstrom in mechanische Leistung um, und ein Hydraulikmotor wandelt mechanische Eingangsleistung in Flüssigkeitsstrom um, wie es bei einer Pumpe und einem Hydraulikmotor der Fall ist.
Eine Pumpe setzt das System in Gang, und ein Motor reagiert auf diese Aktion, indem er nützliche Arbeit verrichtet.
Die Pumpen werden so eingestellt, dass der Durchfluss konstant ist. Die Motoren werden optimiert, um Drehmoment und Drehzahl zu regeln. Dadurch eignen sie sich für Anwendungen, bei denen der Lastwiderstand nicht vorhersehbar ist, aber dennoch eine gleichmäßige Bewegung erforderlich ist.
Pumpen und Motoren mögen äußerlich ähnlich erscheinen, aber auch ihre interne Konstruktion kann je nach Einsatzbereich unterschiedlich sein.
Hydraulikmotoren werden mit hochfesten Lagern und Wellenlagern gefertigt, um den ständigen Lastkräften standzuhalten. Die Flüssigkeit strömt auf die Pumpen, die dem Lastmoment kaum entgegenwirken; daher weisen die Pumpen eine geringere interne mechanische Belastung auf. Dieser Unterschied beeinflusst die Haltbarkeit, die Lebensdauer und den Wartungsaufwand.
Interne Leckagen sind sowohl bei Pumpen als auch bei Motoren normal, obwohl Motoren so konstruiert sind, dass die Leckage die Drehmomentstärke nicht beeinträchtigt. Bei Pumpen werden jedoch enge interne Toleranzen verwendet, um einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad zu gewährleisten.
Dies ist einer der Gründe, warum eine Pumpe ohne Berücksichtigung einer ordnungsgemäßen Konstruktion als Motor verwendet werden kann oder infolgedessen durch Leistungsverlust oder Ausfall unwirksam wird.
Einige Hydraulikpumpen, insbesondere Zahnradpumpen, können als Motoren eingesetzt werden. Sie können in Rotation versetzt werden und eine mechanische Leistung erzeugen, sofern die unter Druck stehende Flüssigkeit durch sie hindurchgepresst wird. Dies bedeutet jedoch nicht, dass sie geeignete Ersatzmotoren darstellen.
Motoren in Pumpenform sind oft ineffizient, erzeugen viel Wärme und sind anfällig für Lagerschäden. Das kontinuierliche Drehmoment und die seitlichen Belastungen der Welle sind für sie nicht ausgelegt. Ein speziell entwickelter Hydraulikmotor ist in den meisten industriellen und mobilen Anwendungen sicherer, effizienter und zuverlässiger.
Die Kenntnis von Leistungsunterschieden ist hilfreich, um zu erklären, welche Komponente in bestimmten Situationen zum Einsatz kommen sollte.
Hydraulikmotoren sind in der Regel langsamer, verfügen aber über ein deutlich höheres Drehmoment als Pumpensysteme. Dadurch eignen sie sich gut für hohe Betriebszyklen, bei denen die Geschwindigkeit weniger wichtig ist als die kontrollierte Bewegung.
Die Geschwindigkeit eines Systems wird indirekt durch Hydraulikpumpen beeinflusst, die den Durchfluss steuern, und mithilfe der Motoren in eine Drehzahl umgewandelt.
Hydraulikmotoren sind auch dann überlegen, wenn eine präzise Drehzahlregelung unter variierenden Lasten erforderlich ist. Sie gewährleisten eine gleichmäßige Bewegung bei unterschiedlichem Widerstand und sind daher unverzichtbar für das Anheben, Antreiben und Positionieren von Mechanismen.
Es geht nicht um ein Entweder-oder, sondern um eine Auswahl. Dennoch ermöglicht es, deren Spezifikationen zu verstehen, um das richtige Systemdesign zu erstellen.
Hydraulikpumpen werden überall dort eingesetzt, wo hydraulische Energie erzeugt werden muss, unter anderem:
Sie werden üblicherweise in der Nähe der Stromquelle installiert und laufen während des Betriebs kontinuierlich.
Bei der Auswahl eines Hydraulikmotors berücksichtigen Ingenieure das Drehmoment, den Drehzahlbereich, die Druckfestigkeit und den Wirkungsgrad. Bei Pumpen sind Fördermenge, Druckfestigkeit und Kompatibilität mit der Antriebsmaschine entscheidender.
Eine korrekte Abstimmung dieser Parameter verhindert Energieverluste und Systeminstabilität.
Ein Hydrauliksystem ist dann am effizientesten, wenn Pumpen, Motoren, Ventile und Aktuatoren als Einheit ausgelegt sind. Sowohl eine Unter- als auch eine Überdimensionierung der Komponenten führen zu Überhitzung, Geräuschentwicklung und vorzeitigem Verschleiß.
Die ständige Belastung von Lagern und Dichtungen führt zu erhöhtem Verschleiß von Hydraulikmotoren. Verunreinigungen und Kavitation schädigen die Innenflächen von Pumpen besonders schnell. Daher sind regelmäßige Kontrollen von Flüssigkeit und Filtration unerlässlich.
Das Drehmoment nimmt ab, und die Motoren müssen mitunter repariert oder überholt werden. Sinkt die Fördermenge oder steigt der Geräuschpegel, wird die Pumpe in der Regel ausgetauscht. Die Kenntnis dieser Anzeichen ermöglicht es, Ausfallzeiten und Wartungsaufwand zu minimieren.
Hydraulikmotoren und Hydraulikpumpen können zwar im selben System eingesetzt werden, dienen aber dennoch völlig unterschiedlichen Zwecken. Pumpen erzeugen einen Volumenstrom und Druck, Motoren wandeln diesen Druck in eine geregelte mechanische Bewegung um.
Das Verständnis ihrer Funktionsweise und ihrer jeweiligen Einsatzorte trägt zu einer effektiven Konstruktion, einem reibungslosen Betrieb und dem langfristigen, korrekten Funktionieren des Systems bei. Es geht nicht nur um die technische Auswahl des richtigen Hydraulikmotors oder der richtigen Pumpe, sondern um eine essenzielle Investition in Leistung und Zuverlässigkeit.
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