انواع پمپ هاي هيدروليكي

پمپ هايي كه در هيدروليك روغني كاربرد دارند به 3 گروه اصلي زير تقسيم مي شوند :

- پمپ هاي چرخ دنده اي

- پمپ هاي پره اي

- پمپ هاي پيستوني

پمپ هاي چرخ دنده اي شامل دو چرخ دنده مي باشند . اين چرخ دنده ها با همديگر جفت شده و زماني كه يكي از آنها توسط عاملي به گردش در مي آيد ، ديگري را نيز مي گرداند . اين پمپ از نوع جابجايي مثبت بوده و ميزان دبي آنها را مي توان با تغيير سرعت گردش محور محرك تغيير داد . دبي يا بازدهي اين پمپ ها عمدتاً به دقت و تماس مناسب سطوح دنده هاي درگير (آب بندي سطوح دنده ها) بستگي دارد .

پمپ هاي دنده اي را مي توان به انواع مختلف تقسيم كرد .

الف : پمپ هاي چرخ دنده اي ساده

فشار تئوريك در پمپ هاي چرخ دنده اي ثابت در نظر گرفته مي شود . منظور از فشار تئوريك اين است كه در عمل در اكثر پمپ هاي چرخ دنده اي امكان بروز نشت داخلي روغن و لغزش سطوح دنده ها وجود داشته كه اين خود موجب كاهش فشار مي گردد . بدين ترتيب بازده اين قبيل پمپ ها مي تواند تا 5 در صد كاهش يابد . متداول ترين اين پمپ ها متشكل از يك چرخ دنده است كه مطابق شكل (1 )درون يك محفظه جاوي دريچه ورود و خروج روغن قرار مي گيرند . يكي از چرخ دنده ها متصل به شافت محرك مي باشد . با چرخش چرخ دنده اول در جهتي كه در شكل مشخص شده است حركت چرخ دنده دوم در خلاف جهت آن امكان پذير مي گردد . محفظه مكش به مخزن روغن متصل است . چرخش چرخ دنده ها باعث ايجاد خلاء شده و فشار منفي حاصل و نيز فشار اتمسفر بر سطح روغن در مخزن سبب جريان روغن از مخزن به بيرون مي شود . عمل مكش روغن از طريق دريچه ورودي به اجراء در آمده و پس از عبور از محيط هر چرخ دنده ما بين فضاي بين هر دندانه ها و پوسته مستقر مي گردد . بدين ترتيب روغن با فشار از دريچه خروجي جريان پيدا مي يابد .

مجدداً دنده ها در گير شده و روغن را از خانه هاي چرخ دنده جابجا مي كنند . دنده هاي در گير مانع جريان روغن از محفظه پر فشار به طرف محفظه مكش مي گردند . دنده ها قبل از خالي شدن كامل خانه ها ، راه آنها را مي بندند . بدين ترتيب فشار زيادي در خانه ها ايجاد مي شود كه موجب شدت و ضربان كار مي گردد . فضاي آزاد ما بين سر دنده ها و پوسته بايد در حداقل ممكن باشد . دقت در ساخت و پرداخت صحيح دندانه موجب آب بندي مطلوب پمپ شده و از بازگشت روغن به دريچه ورودي جلوگيري مي كند . چنانچه روغن حاوي ذرات خارجي باشد موجب وقوع خوردگي در چرخ دنده ها و پوسته شده و در نتيجه راندمان پمپ كاهش مي يابد . عمل تصفيه روغن از اهميت بسيار زيادي برخوردار است و با به حداقل رسانيدن مقدار ذرات خارجي در مدار هيدروليكي مي توان طول عمر دستگاه هيدروليكي را افزايش داد . پمپ هاي استاندارد دنده اي براي كار در فشارهاي بيش از 80 bar و فشار ماكزيمم در حدود 100-120bar مورد استفاده قرار مي گيرند .

نموه ديگري از پمپ هاي چرخ دنده اي نوع دندانه داخلي آن است . اين قبيل پمپ ها تا فشار 100 bar را به سهولت تامين مي كنند . فضاي باز ما بين دو چرخ دنده داخلي و خارجي (حد فاصل دريچه هاي ورودي و خروجي) توسط زائده اي ثابت مطابق شكل آب بندي مي شود تا فشار مورد نظر تامين گردد . مكش روغن از طريق دريچه ورودي به مرحله اجراء در آمده و پس از عبور از فضاي بين چرخ دنده ها از دريچه خروجي جريان مي يابد .

ب) پمپ هاي چرخ دنده اي حلزوني

در شكل (3 )نمونه اي از يك پمپ چرخ دنده مارپيچي (حلزوني) نشان داده شده است . پمپ هاي دنده اي مارپيچي داراي دو و يا همانگونه كه در شكل مشاده مي شود حاوي سه دنده مارپيچي (حلزوني ) مي باشند كه يكي از دنده ها چپ گرد و بقيه راست گرد هستند . با طراحي مناسب گام دندانه هاي حلزوني يكديگر و بدنه محفظه را پوشش مي دهند . دنده حلزون مركزي توسط يك محور به حركت در مي آيد و اين حركت دوراني را به ساير دنده هاي حلزوني منتقل مي كند . دو دنده حلزوني خارجي به همراه بدنه محفظه و دنده حلزون محرك مجموعاً محفظه اي بسته اي را تشكيل مي دهند . محفظه مزبور به طور پيوسته در جهت محوري از طرف مكش به طرف دريچه پر فشار انتقال مي يابد .

نتيجه اين دوران ايجاد جرياني يكنواخت و بدون سر و صدا در پمپ مي باشد . بدين ترتيب پمپ هاي دنده حلزوني در مواردي كه ايجاد حركت يكنواخت توسط ساير پمپ ها در اثر وجود ضربه توليد اشكال مي نمايند بكار مي روند .

ج ) پمپ هاي پره اي

اصول كار پمپ هاي پره اي در اصل شبيه پمپ هاي دنده اي است با اين تفاوت كه در اين پمپ ها ، علاوه بر فشار هيدروليكي ، نيروي گريز از مركز نيز بكار گرفته مي شود . اساس كار اين پمپ ها بر اساس ازدياد حجم خالي براي ايجاد خلاء جزئي استوار گرديده است .

نمونه اي از يك پمپ پره اي ساده در شكل نشان داده شده است . اين پمپ متشكل از روتوري كه در محفظه جاي گرفته و دور تا دور آن پره هايي در شيار هاي شعايي مستقر مي شوند . نيروي گريز از مركز و فشار سيستم موجب كشش پره ها به طرف خارج مي گرد و لبه ههاي خارجي پره ها در تماس با سطح دروني در حلقه محفظه به حالت سكون در مي آيند . اين قبيل پمپ ها در اثر نوسانات فشار روغن ما بين دريچه هاي ورودي و خروجي به سرعت نا متعادل مي شوند .

به منظور كاهش اين قبيل نوسانات كه مي تواند استهلاك زود رس پمپ را به همراه داشته باشد از پمپ پره اي شكل (5 ) استفاده مي شود . نمونه ديگري از يك پمپ پره اي در شكل شش نشان داده شده است . نمونه مذكور داراي حلقه ثابتي درون محفظه مي باشد كه به استاتور معروف است . در اينجا ، استاتور خارج از مركز را مي توان بكمك يك فنر در وضعيتي قرار داد تا بيشترين فشار را در سيستم هيدروليكي تأ مين نمايد .به هنگام تأمين فشار مورد نياز ، مابين روتور و استاتور ، در اثر غلبه فشار بر فنر ، استاتور به تدريج از حالت خروج از مركز بيرون آمده و در مركز پوسته مستقر مي شود . هنگامي كه فشار مجدداً كاهش مي يابد ، فشار فنر موجب بازگشت استاتور به موقعيت خارج از مركز شده و فشار روغن افزايش مي يابد . با تنظيم فنر مي توان نسبت به تأمين فشار مورد نظر اقدام نمود .

د) پمپ هاي پيستوني

پمپ هاي پيستوني به دو نوع شعاعي و محوري تقسيم مي شوند . هر دو نوع پمپ مذكور متشكل از تعدادي سيلندر كوچك و پيستونهاي رفت و برگشتي بوده كه با فشار يك بادامك خروج از مركز عمل مي كنند .ورود و خروج روغن در هر پيستون از طريق دوران دريچه اي چرخشي تأمين مي شود ، به نحوي كه هر پيستون به نوبت در زمان پائين آمده در برابر دريچه ورودي قرار گرفته و عمل مكش انجام مي پذيرد .به هنگام بالا رفتن پيستون ، اين روغن از طريق دريچه خروجي مستقر در برابر هر پيستون ، جاري مي شود . پمپ هاي پيستوني معمولاً در محدوده فشارهاي بالا تا سرعت 3500 دور در دقيقه كاربرد و راندمان مطلوبي دارند .

در نمونه اي از يك پمپ پيستوني محوري با صفحه مايل و جابجايي ثابت و در نمونه اي از يك پمپ پيستوني محوري با صفحه مايل و جابه جايي متغير مشاهده مي شود . در اين نوع پمپ ها ، يك صفحه نگهدارنده موجب حركت پيستون مي گردد . پيستونها بر روي يك استوانه چرخشي متصل به محور محرك واقع شده اند . در اينجا ، يك سيلندر راهنما ، كنترل زاويه صفحه بادامكب را بكمك يك فنر بر عهده دارد . هنگامي كه روغن تحت فشار وارد اين سيلندر مي شود ، زاويه صفحه بادامكي كاهش يافته و بازده پمپ سير نزولي را طي خواهد كرد .

به منظور حفاظت از اجزاءداخلي پمپ ها از فيلترهاي خاصي كه قادر به جذب ذرات خارجي مي باشند استفاده مي شود . اين فيلترها در انتهاي لوله مكش در مخزن روغن تعبيه مي شوند . نكته قابل توجه اين است كه استفاده از فيلترهاي بسيار فشرده در مسير حركت روغن موجب كند شدن جريان روغن شده و روغن بعلت مقاومت فيلتر در مقابل جريان سيال نمي تواند بسادگي به درون پمپ هدايت شود و در نتيجه پمپ با سر وصدايي زياد و راندمان كم بكار خود ادامه مي دهد . به عنوان يك قائده كلي ، فيلترهاي مكش روغن مي بايست بتوانندذرات ريز به ابعاد 125 ميكرون را جذب نمايند و فيلترهاي ريزتر در خط برگشت روغن تعبيه مي شوند . هر ميكرون برابر است با 0.001 ميلي متر (1mm) يا 0.0004 اينچ . در واقع ، هدايت روغن به درون پمپ توسط فشار اتمسفر انجام مي شود . اين ارتفاع ناشي از فشار در شكل (10) با حرف H نشان داده شده است .

قطر لوله مي بايست بنحوي محاسبه شود كه سرعت روغن در دريچه هاي ورودي مابين 0.6 و 1.2 M/S باشد . معمولاً در پمپ هاي هيدروليكي ، قطر لوله ورودي بزرگتر از قطر لوله خروجي است .

عيب يابي پمپ ها

نقص فني : جريان روغن در پمپ مشاهده نمي شود .

در اين صورت بايد مراحل زير را دنبال نمود :

1- بلافاصله پمپ را خاموش كنيد .

2- در صورتي كه عمليات مقدماتي را انجام نداده ايد ، مطابق با دستورالعمل سازنده ، آنها را بكار ببريد .

3- احتمالاً ، ارتفاع ناشي از فشار خيلي زياد است . با قرار دادن يك فشار سنج در محل ورودي ، اين عامل را كنترل كنيد . در صورتي كه ارتفاع ناشي از فشار زياد باشد ، پمپ را پائين تر نصب كرده و قطر لوله ورودي را افزايش دهيد و خط لوله ورودي را از نظر نشت هوا بازرسي كنيد .

4- ممكن است جهت دوران محور پمپ نادرست باشد .

نقص فني : دبي در پمپ كافي نيست