پمپ هیدرولیک مقدمه : در مدار هیدرولیک ، مهمترین قطعه پمپ هیدرولیک می باشد که در صورت خرابی پمپ ، سایر اجزای سیستم نمی توانند به کار خود ادامه دهند.
فشار اتمسفر به دلیل خلأ نسبی ناشی از عملکرد اجزای مکانیکی پمپ ، سیال را مجبور به حرکت به سمت ورودی پمپ می کند و سپس توسط پمپ به سایر قسمتهای مدار هیدرولیک هدایت می شود. محرک های سیستم (سیلندر هیدرولیکی یا موتور) توان هیدرولیکی تولید شده توسط پمپ را به توان خروجی مکانیکی مورد نیاز تبدیل می کنند.
پایاپرس تولید کننده تخصصی –> خرید پمپ هیدرولیک
انواع پمپ های هیدرولیک
پمپ های هیدرولیک از نظر مکانیسم حرکت سیال به دو دسته تقسیم می شوند:
- پمپ ها با جابجایی غیر مثبت (پمپ های هیدرودینامیکی)
- پمپ های با جابجایی مثبت
- پمپ ها با جابجایی غیر مثبت (پمپ های هیدرودینامیکی)
پمپ های سانتریفیوژ در انواع جریان شعاعی ، جریان محوری و جریان مخلوط نمونه های عملی پمپ های جابجایی غیر مثبت هستند. با توجه به اینکه پمپ های جابجایی غیر مثبت توانایی تحمل فشار زیاد را ندارند ، به ندرت در صنعت هیدرولیک استفاده می شود و معمولاً برای انتقال اولیه مایع از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می شود.
به طور کلی پمپ های جابجایی غیر مثبت برای سیستم های کم فشار و جریان زیاد مناسب هستند که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به 250 تا 300 psi محدود می شود. در پمپ های جابجایی غیر مثبت ، به دلیل شل بودن زیاد بین تیغه های دوار و پوسته ثابت ، میزان خروجی پمپ علاوه بر سرعت چرخشی شافت به میزان مقاومت خارجی سیستم بستگی دارد و مایع تمایل دارد در مسیری حرکت کنید که مقاومت کمتری داشته باشد. .
پمپ های جابجایی غیر مثبت با افزایش مقاومت بار جریان خروجی را کاهش می دهند و با مسدود شدن خروجی فشار به حداکثر می رسد. در این حالت جریان خروجی به صفر می رسد. به همین دلیل از پمپ های گریز از مرکز برای پمپاژ آب شهری و صنعتی استفاده می شود. زیرا در زمان حداکثر مصرف ، فشار به حداقل می رسد و در زمان کمترین مصرف ، حداکثر فشار موجود است. کمبود هزینه های تولید و نگهداری ، سهولت کارکرد ، قابلیت اطمینان بالا و صدای کم می تواند از مزایای پمپ های جابجایی غیر مثبت باشد.
پمپ با جابجایی مثبت
پمپ های جابجایی مثبت که به طور گسترده ای در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار می گیرند ، پس از هر بار چرخش شافت پمپ و توانایی غلبه بر فشار ناشی از بارهای مکانیکی سیستم و همچنین مقاومت ، مقدار مشخصی مایعات را به سیستم هیدرولیک ارسال می کنند. در برابر جریان مایع در آنها اصطکاک دارند.
مزایای پمپ های جابجایی مثبت در مقایسه با نوع جابجایی غیر مثبت: 1- توانایی کار در فشارهای بالا (حداکثر 10،000 psi و بالاتر) 2- ابعاد کوچک و جمع و جور 3- راندمان حجمی بالا 4- تغییرات راندمان جزئی در محدوده فشار طراحی شده 5 انعطاف پذیری بالا (توانایی انجام کار در طیف وسیعی از فشارها و سرعت های مورد نیاز)
پمپ های دارای جابجایی هیدرولیکی مثبت به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
الف) پمپ های چرخدنده ای
ب) پمپ های پره ای
ج) پمپ های پیستونی
د) سایر پمپ ها مانند پلانجر
پمپ های چرخ دنده ای
این پمپ ها به دلیل طراحی آسان ، هزینه ساخت پایین و کوچک بودن و فشردگی در صنعت بسیار مورد استفاده قرار گرفته اند. اما یکی از معایب این پمپ ها کاهش کارایی آنها در اثر فرسایش قطعات در اثر اصطکاک و خوردگی و در نتیجه نشت روغن در قطعات داخلی آن است. این افت فشار در نواحی بین دنده ها و پوسته و بین دنده ها بیشتر دیده می شود.
انواع پمپ های چرخ دنده ایی
پمپ های چرخ دنده خارجی
پمپ های چرخ دنده داخلی
پمپ ژیروتور
پمپ های پیچی
پمپ های گوشواره ای
پایاپرس تولید کننده تخصصی انواع پمپ هیدرولیک
پمپ هیدرولیک دستی
پمپ هبدرولیک پائی
پمپ های چرخ دنده خارجی
پمپ دنده ای نوعی پمپ چرخشی است که در آن عملکرد پمپ با چرخاندن چرخ دنده ها در یکدیگر انجام می شود. اجزای تشکیل دهنده این پمپ شامل دو چرخ دنده است که با هم درگیر شده اند ، یکی از این چرخ دنده ها محرک و دیگری متحرک ، پوسته ، یک درگاه ورودی (مکش) و یک درگاه خروجی (فشار) است. در این نوع روغن وارد پمپ می شود ، بین دندانها و محفظه پمپ حرکت می کند و از خروجی پمپ وارد سیستم هیدرولیک می شود. شافت دنده محرک به موتور الکتریکی یا احتراق داخلی متصل است که می چرخد و هر دو با هم برخورد می کنند. چرخ دنده ها با هم حرکت می کنند ، چرخ دنده های مجاور نیز حرکت می کنند. هرچه دندانها از یکدیگر دور می شوند ، فضای بین دندانها افزایش می یابد ، فشار کاهش می یابد که باعث ایجاد خلا نسبی بین آنها می شود. در نتیجه فشار اتمسفر ، روغن از مخزن به فضای بین دندان ها رانده می شود. روغن بین دندانها و محفظه پمپ حرکت می کند و به دلیل مهر و موم شده بین دو چرخ دنده مایع ، قادر به بازگشت به ابتدای پمپ نیست ، سپس با فرو رفتن دندانها روی هم و کاهش حجم بین آنها ، روغن فشار قوی از خروجی پمپ تخلیه می شود. این همان عمل جابجایی مثبت است.
پمپ های چرخ دنده داخلی
مهمترین ویژگی پمپ های چرخ دنده داخلی (پمپ های ماه و ستاره ای) کم سرو صدای بودن آن ها ست. از این نوع پمپ ها در هیدرولیک صنعتی مانند انواع دستگاه های پرس و همچنین در خودروهایی که در محیط های سر بسته کار می کنند استفاده می شود.
ساختمان و عملکرد یک پمپ دنده داخلی که از یک چرخ دنده محرک که اغلب توسط الکتروموتور یا موتور احتراق داخلی به حرکت در می آید و یک چرخ دنده داخلی که هرز گرد بوده و یک صفحه هلالی شکل بین ورودی و خروجی پمپ که جهت آب بندی بوده تا مانع برگشت سیال به مخزن شود .
هنگامی که این دو چرخ دنده به گردش در آمده .در این حالت محفظه های پمپ که بین دو چرخ دنده قرار دارند، در محل دهانه ورودی باز شده و به دلیل افزایش ناگهانی حجم، خلاء ایجاد می شود. و مکش ایجاد می شود. در ادامه، مکش سیال از مخزن و هدایت آن در امتداد سیل هلالی بوجود می آید. و هنگامی که دندانه ها در طرف دیگر آب بند هلالی شکل با یکدیگر درگیر می شوند، روغن هیدرولیک به طرف مجرای خروجی پمپ حرکت می کند و خروجی بسته می شود.
پمپ هیدرو پیچی
این نوع پمپ ها در گروه پمپ های دنده ای قرار دارند. و از نظر حجم جابجایی ، جابجایی ثابت است و از نظر مشخصات اولیه شبیه پمپ های دنده داخلی است. هر دو کم صدا هستند. پمپ های پیچی دارای 2 یا 3 چرخ دنده مارپیچ و پوسته هستند. چرخ دنده مارپیچ متصل به محرک دارای دندانه های عقربه های ساعت است و حرکت چرخشی را به چرخ دنده های مارپیچ دیگر منتقل می کند. دندانه های این چرخ دنده ها در خلاف جهت عقربه های ساعت هستند. محفظه بسته ما بین دندان چرخ دنده های مارپیچ ایجاد می شود. این محفظه بدون تغییر صدا از درگاه مکش به سمت درگاه فشار حرکت می کند. این فرآیند یک جریان یکنواخت و روان ایجاد می کند ، بنابراین پمپ صدای بسیار کمی دارد.
پمپ های پیچی در دو نوع خشک و شناور طراحی می شوند که پمپ های زیر آب، آسانسور و بالابر هستند ، از پمپ های خشک در سیستم های هیدرولیک صنعتی استفاده می شود. لیتر خروجی پمپ های اسکرو در محدوده 8 لیتر در دقیقه تا 1200 لیتر در دقیقه است و فشار کاری این نوع پمپ 40 برابر است.
پمپ های ژیروتوری
عملکرد این پمپ ها مشابه پمپ های دنده ای داخلی است. در این پمپ ها عضو گشتاور ژیروسکوپی توسط یک محرک خارجی حرکت کرده و باعث چرخش روتور چرخ دنده های درگیر می شود.
در نتیجه این مکانیزم درگیری ، آب بندی بین مناطق پمپاژ فراهم می شود. عضو ژیروسکوپ یک دنده کمتر از روتور دنده داخلی دارد.
کاهش حجم دنده ضرب در تعداد دنده های دنده محرک ، حجم مایع پمپ شده در هر چرخش شافت.
پمپ های گوشواره ای
این پمپ ها از خانواده پمپ های دنده ای هستند که ساکت و آرام نسبت به سایر پمپ های این خانواده کار می کنند زیرا هر دو دنده دارای محرک خارجی هستند و دنده ها با یکدیگر درگیر نمی شوند. اما به دلیل داشتن دندانه کمتر ، خروجی بالاتری دارد و حجم جابجایی آن بیشتر از پمپ های دنده دیگر خواهد بود.
پایاپرس تولید کننده تخصصی انواع پمپ هیدرولیک
پمپ هیدرولیک قابل حمل
پمپ هیدرولیک برقی
پمپ هیدرولیک بنزینی
انواع پمپ پره ای
- متعادل یا بالانس
- نامتعادل یا غیر بالانس
دو قسمت اصلی یک پمپ پره ای بدنه و روتور می باشد.
پره ها در شیارهای نصب شده روی روتور قرار دارند که این تیغه ها می توانند به صورت شعاعی درون این شیارها حرکت کنند. روتور توسط یک شافت به یک موتور الکتریکی یا یک موتور احتراق داخلی متصل می شود.
در پمپ های پره نامتعادل ، روتور به صورت خارج از مرکز در داخل پوسته قرار می گیرد. به دلیل نیروی گریز از مرکز و چرخش روتور ، تیغه ها از شکاف خارج شده و با میل بادامک (پوسته) تماس پیدا می کنند. که باعث ایجاد آب بندی لازم بین تیغه ها و حلقه بادامک می شود. بنابراین با چرخش شافت و در اثر چرخش روتور ، فضای بین تیغه ها و پوسته افزایش می یابد که باعث افزایش حجم ، کاهش فشار و ایجاد خلا می شود و در نتیجه مایع از محل مکش می شود مخزن با چرخش روتور ، کاهش حجم محفظه باعث متراکم شدن مایع شده و روغن فشار قوی را از پمپ خارج می کند. مهمترین عیب پمپهای پره نامتعادل (نامتعادل) ، اعمال نیروی یک طرفه به یاطاقانهای شافت پمپ و شافت ، به دلیل عدم مرکزیت روتور و محفظه است.
پمپ های بالانس متعادل برای از بین بردن نیروی وارد شده به یاطاقان استفاده می شود. در این نوع محفظه ها ، به جای دایره ، بیضوی است. در طراحی پمپ های کارتریج متعادل ، دو ورودی و دو خروجی در نظر گرفته شده است.
دو ورودی متصل به هم در دو طرف پمپ باعث تعادل جریان و فشار بر روی محفظه پمپ می شوند. دو خروجی بهم پیوسته در دو طرف روتور فشار دو طرف پمپ را متعادل می کند. بار شعاعی فشار همیشه از دو طرف برابر و در جهت مخالف یکدیگر است و باعث تعادل هیدرولیکی می شود. با برابر كردن فشار دو طرف روتور ، بار محوری برداشته می شود. دهانه های ورودی و خروجی در حلقه بادامک عبور می کنند. نیرویی که با فشار روغن به صفحات روتور وارد می شود در جهت مخالف کاملاً از هر دو طرف خنثی می شود. تقارن و تعادل بار محفظه پمپ پدیده ضربه به روتور را از بین می برد ، که به نوبه خود مانع از سایش صفحات روزنه می شود. تیغه ها نیز با فشار روغن به حلقه بادامک متصل می شوند. پمپ های پره به دو گروه جریان ثابت و جریان متغیر طبقه بندی می شوند.
پمپ های تیغه ای یا کارتریج های هیدرولیکی برای محدوده فشار کاری 170 تا 210 بار و همچنین جریان خروجی این پمپ ها در محدوده 5 گالن تا 50 گالن مناسب هستند.
انواع پمپ هیدرولیک پیستونی
ساختار پمپ های هیدرولیک پیستونی چرخشی است. به این ترتیب تعداد زیادی سیلندر و پیستون وجود دارد و پیستون ها در داخل سیلندر به عقب و جلو حرکت می کنند. به این ترتیب روغن به داخل سیلندر هدایت می شود و در نهایت به سیستم هیدرولیک پمپ می شود. در یک تقسیم بندی کلی ، پمپ های پیستونی را می توان به دو نوع پیستون محوری و شعاعی تقسیم کرد که هر دو می توانند تغییر مکان ثابت یا تغییر مکان داشته باشند. پمپ های پیستونی بالاترین نسبت قدرت به وزن را دارند و در صورت آب بندی دقیق پیستون ها ، از کارآمدترین پمپ های هیدرولیک خواهند بود. در یک طبقه بندی دقیق تر ، پمپ پیستون هیدرولیک را می توان به چهار دسته زیر طبقه بندی کرد:
پمپ پیستونی هیدرولیک شعاعی
پمپ پیستونی هیدرولیک سرکج
پمپ پیستونی هیدرولیک محوری با صفحه زاویه گیر
پمپ پیستونی هیدرولیک شعاعی
در این نوع پمپ ها ، پیستون ها در راستای شعاع قرار دارند. پیستون ها به دلیل نیروی گریز از مرکز و فشار مایع در پشت خود ، همیشه با سطح حلقه عکس العمل در تماس هستند.
برای پمپاژ مایع، حلقه عکس العمل ، باید به شافت محرک خارج از مرکز در ناحیه ای که پیستون ها از شافت روتور فاصله دارند ، واکنش نشان دهد. در نتیجه مکش خلا نسبی ایجاد می شود. شافت نزدیک شده و مایع موجود در روتور را به سمت خروجی پمپ می کند. در انواع مختلف جابجایی متغیر این پمپ ها ، می توان با تغییر میزان انحراف از مرکز حلقه واکنش نسبت به شافت محرک ، میزان خروجی سیستم را تغییر داد.
پمپ پیستونی هیدرولیک سرکج
در این پمپ ها ، خط مرکزی بلوک سیلندر نسبت به خط مرکزی شافت محرک در موقعیت زاویه ای خاصی قرار دارد. میله پیستون توسط اتصالات توپی و سوکت به فلنج شافت محرک متصل می شود به طوری که تغییر فاصله بین فلنج محرک و بلوک سیلندر باعث حرکت متقابل پیستون ها در سیلندر می شود. یک پیوند محکم ، سیلندر را به شافت محرک متصل می کند.
پمپ پیستونی هیدرولیک محوری با صفحه زاویه گیر
در این نوع پمپ ها شافت بلوک سیلندر و شافت محرک در یک راستا هستند و در حین حرکت چرخشی ، به دلیل دنبال کردن موقعیت صفحه زاویه دار ، پیستون ها یک حرکت رفت و برگشتی ایجاد می کنند ، با این حرکت ، سیال از ورودی و خروجی مکیده می شودو عمل پمپاژ شکل می گیرد. این پمپ ها همچنین می توانند با ویژگی های تغییر مکان متغیر طراحی شوند. در پمپ های دارای جابجایی متغیر ، موقعیت صفحه زاویه توسط مکانیسم های دستی ، کنترل شده سروو یا با استفاده از یک سیستم جبران کننده تنظیم می شود. حداکثر زاویه نوار زاویه حدود 5/17 درجه است.
عوامل موثر در بازدهی پمپ ها و نحوه محاسبه بازدهی پمپ هیدرولیک
کارایی پمپ به طور کلی به تحمل و دقت استفاده شده در ساخت ، وضعیت مکانیکی قطعات و تعادل فشار بستگی دارد. در مورد پمپ ها ، سه نوع کارایی محاسبه می شود:
1- بازده حجمی که میزان نشتی پمپ را تعیین می کند و از معادله زیر بدست می آید
(جریان نظریه ای که پمپ باید تولید کند / میزان جریان واقعی پمپ) = بازده حجمی
2- بازده مکانیکی که میزان اتلاف انرژی ناشی از عواملی مانند اصطکاک در یاتاقانها و اجزای درگیر و همچنین تلاطم سیال را تعیین می کند.
بازده مکانیکی = (توان واقعی داده شده به پمپ / توان نظری مورد نیاز برای عملکرد پمپ)
3- بازده کل ، که میزان کل اتلاف انرژی در پمپ را تعیین می کند و برابر است با حاصل راندمان مکانیکی در بازده حجم.