در این بخش از دانستنی های الو میتسوبیشی ، میخواهیم در رابطه با پمپ هیدرولیک و نحوه کار آن صحبت کنیم . با ما همراه باشید .


پمپ هیدرولیک چیست ؟

در هر سیستمی قسمتی وجود دارد که قلب سیستم نام گرفته است که بدون وجود آن ، سیستم از کار می افتد. در یک مدار هیدرولیکی این پمپ است که اگر از کار بیفتد سایر اجزای سیستم هم قادر به ادامه فعالیت نمی باشند.

پمپ هیدرولیک ، به انگلیسی ( Hydraulic pump ) ؛ پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک ، انرژی مکانیکی را که بوسیله موتورهای الکتریکی ، احتراقی و یا سایر منابع قدرت تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند.

فشار اتمسفر در اثر خلاء نسبی بوجود آمده در نتیجه عملکرد اجزاء مکانیکی پمپ، سیال را مجبور به حرکت بطرف مجرای ورودی پمپ نموده تا سپس بوسیله پمپ به سایر قسمتهای مدار هیدرولیک رانده شود. عملگرهای سیستم ( سیلندر یا موتور هیدرولیکی ) قدرت هیدرولیکی ایجاد شده توسط پمپ را به توان مکانیکی مورد نیاز در خروجی تبدیل می نمایند.

برخلاف بعضی از تعاریف اشتباه پمپ در مدار فشار ایجاد نمی کند و وظیفه آن تولید و به جریان انداختن مایع مورد نظر ما می باشد. به عبارتی دیگر پمپ انرژی مکانیکی سیستم هیدرولیک را به کمک موتورهای الکتریکی، احتراقی و غیره تامین می کند. در اصل در یک سیستم هیدرولیک فشار بیانگر میزان مقاومت به وجود آمده در مقابل خروجی پمپ است. برای مثال اگر خروجی یک پمپ با جا به جایی مثبت، به اتمسفر باز باشد، ضمن برقراری جریان سیال، به دلیل نبودن مقاومت در برابر جریان، فشاری بالاتر از فشار اتمسفر وجود نخواهد داشت. متقابلا در صورت مسدود شدن کامل خروجی پمپ، مقاومت بی نهایتی به صورت تئوریک در مقابل جریان ایجاد می گردد زیرا فضایی برای حرکت سیال وجود ندارد؛ بنابراین به منظور حفاظت از اجزاء سیستم هیدرولیک، استفاده از شیر اطمینان ضروری است. شیر اطمینان با رسیدن فشار سیستم به مقدار تنظیمی، مسیر عبور جریان به مخزن را باز نموده و حداکثر سطح فشار در مدار را محدود می کند.

به بیانی ساده می توان دریافت که جریان خروجی پمپ با جابجایی مثبت ( با صرفنظر از نشتی های جزئی داخلی پمپ ) ثابت بوده و به فشار سیستم وابسته نمی باشد. بنابراین، در صورتی که مکانی برای حرکت سیال وجود نداشته باشد (مانند مسدود بودن شیر یا رسیدن عملگر به انتهای کورس) و یا در صورت افزایش بیش از حد بار مقاوم، استفاده از شیر کنترل فشار (شیر اطمینان) جهت حفاظت پمپ های جا به جایی مثبت در مقابل فشار اضافی ضرورت می یابد.

تقسیم بندی پمپ های هیدرولیک

در صنعت هیدرولیک پمپها به دو دسته کلی زیر تقسیم می شوند :

1 - پمپهای با جابجایی غیر مثبت ( پمپ های هیدرودینامیکی )

2 - پمپ هایی با جابجایی مثبت

1 - پمپهای با جابجائی غیرمثبت :

پمپهای گریز از مرکز در انواع جریان شعاعی، جریان محوری و جریان مختلط از نمونه های کاربردی پمپهای با جابجایی غیر مثبت می باشند. با توجه به اینکه پمپهای مذکور توانایی مقاومت در برابر فشار بالا را ندارند، بندرت در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار گرفته و معمولا به منظور انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه ای دیگر بکار گرفته می شوند. بطور کلی این پمپها برای سیستمهای فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به ۲۵۰ تا psi ۳۰۰ محدود می گردد، مناسب می باشند.

در پمپهای با جابجایی غیر مثبت بدلیل وجود لقی زیاد بین پره های دوار و پوسته ثابت، میزان جریان خروجی پمپ علاوه بر سرعت دورانی محور به مقدار مقاومت خارجی سیستم نیز وابسته است و سیال متمایل به حرکت در جهتی است که با مقاومت کمتری مواجه گردد. با توجه به شکل زیر میزان جریان خروجی با افزایش مقاومت بار کاهش یافته و هنگام مسدود بودن خروجی، فشار حداکثر می گردد. در این حالت جریان خروجی به صفر خواهد رسید. به همین دلیل بمنظور پمپ نمودن آب شهری و صنعتی از پمپهای گریز از مرکز استفاده می گردد. زیرا در مواقع حداکثر مصرف، فشار به حداقل رسیده و در زمانهای حداقل مصرف، حداکثر فشار قابل دسترس می باشد.

مزایای پمپ های با جابجایی غیر مثبت

هزینه پایین تولید و نگهداری، سادگی عملکرد، قابلیت اعتماد بالا و سر و صدای کم را می توان از مزایای این نوع پمپها به حساب آورد.

2 - پمپهای با جابجایی مثبت :

این نوع پمپها که در صنعت هیدرولیک کاربرد وسیعی دارند، بازاء هر دور چرخش محور پمپ، مقدار مشخصی از سیال را به سیستم هیدرولیک ارسال نموده و توانایی غلبه بر فشار حاصل از بارهای مکانیکی سیستم و همچنین مقاومت ایجاد شده در مقابل جریان سیال در نتیجه وجود اصطکاک را دارا می باشند.

مزایای پمپهای با جابجایی مثبت نسبت به نوع با جابجایی غیر مثبت :

1 - توانایی کار در فشارهای بالا (تا ۱۰۰۰۰ و بالاتر) psi

2 - ابعاد کوچک و فشرده

3 - بازده حجمی بالا

4 - تغییرات جزئی بازده در محدوده فشار طراحی شده

5 - انعطاف پذیری بالا ( توانایی انجام کار در محدوده وسیعی از فشارها و سرعتهای مورد نیاز )

پمپ های با جابجایی مثبت به سه نوع اصلی زیر تقسیم می شوند :

1 - پمپ های هیدرولیک چرخ دنده ای

2 - پمپ های هیدرولیک پره ای

3 - پمپ های هیدرولیک پیستونی

هر یک از این انواع در محدوده وسیعی از طراحی های مختلف عرضه می شوند. به عنوان مثال پمپهای پره ای و پیستونی می توانند بصورت جابجایی ثابت یا متغیر باشند.

فاکتور اصلی برای انتخاب پمپ هیدرولیک چیست ؟

دو فاکتور اصلی برای انتخاب پمپ‌های هیدرولیک تعیین فشار و دبی پمپ هست. دبی در پمپ‌های کارتریجی با واحد گالن بر دقیقه و برای دو دسته‌ی دیگر (پیستونی و دنده‌ای) با واحد لیتر بر دقیقه معین می‌شود. فشار نیز دارای واحد بار هست.

پمپ هیدرولیک دنده‌ای چیست ؟

پمپ هیدرولیک دنده‌ای موجود در هایپر صنعت فامکو در دو دسته‌ی اصلی چرخ‌دنده داخلی و چرخ‌دنده خارجی موجود هست.

۱. پمپ‌های چرخ‌دنده خارجی

در پمپ‌های دنده خارجی، دو چرخ‌دنده با یکدیگر درگیر هستند که یکی محرک و دیگری متحرک است، به‌این‌ترتیب که شفت چرخ‌دنده محرک به الکتروموتور یا موتور احتراق داخلی متصل است و با چرخش خود، چرخ‌دنده دیگر را نیز به حرکت درمی‌آورد. مزیت این سری از پمپ‌ها قیمت ارزان آن‌ها نسبت به فشاری کاریشان (فشاری حدود ۱۷۰ تا ۳۰۰ بار) است.

۲. پمپ چرخ‌دنده داخلی

این پمپ‌ها به‌عنوان پمپ‌های ماه و ستاره‌ای نیز شناخته می‌شوند، چرخ‌دنده داخلی این پمپ به الکتروموتور متصل بوده و قطعه هلالی شکل ثابت است. مشکل اصلی این پمپ‌ها در این است که به دلیل عدم آب‌بندی بین دندانه‌ها و قطعه‌ی هلالی شکل، احتمال نشتی آن‌ها افزایش می‌یابد.

مزیت این پمپ‌ها صدای بسیار اندک آن‌ها نسبت به سایر انواع پمپ‌های هیدرولیک است .

مهمترین مشخصه پمپ های چرخ دنده داخلی ( پمپ های ماه و ستاره ای ) سرو صدای خیلی اندک آن ها می باشد. از این نوع پمپ ها در هیدرولیک صنعتی ( پرس ها، ماشین های تزریق پلاستیک، ماشین ابزار ها و غیره ) و همچنین در خودروهایی که در محیط های سر بسته کار می کنند ( لیفتراک و غیره ) استفاده می شود.

ساختمان و عملکرد یک پمپ دنده داخلی که متشکل از یک چرخ دنده محرک که اغلب توسط الکتروموتور یا موتور احتراق داخلی به حرکت در می آید و یک چرخ دنده داخلی که متحرک هست و یک صفحه هلالی شکل بین ورودی و خروجی پمپ که وظیفه آب بندی را بر عهده خواهد داشت تا سیال به مخزن برنگردد.قطعه هلالی شکل ثابت می باشد.

بنابراین هنگامی که این دو چرخ دنده ( که با هم ، هم مرکز نمی باشند ) به گردش در آمده و دنده ها از درگیری خارج می شوند. در این حالت محفظه های پمپ که بین این دو چرخ دنده قرار دارند، در محل دهانه ورودی باز شده و به دلیل افزایش ناگهانی حجم، خلاء ایجاد می شود. در نتیجه ناحیه مکش را به وجود می آورند. در ادامه، گردش چرخ دنده روتور و چرخ دنده داخلی موجب مکش سیال از مخزن و هدایت آن در امتداد سیل هلالی شکل می گردد. این فرآیند به تدریج روی چندین دندانه گسترش یافته تا در نهایت در دهانه خروجی دندانه های دو چرخ دنده به یکدیگر نزدیک شده و هنگامی که دندانه ها در طرف دیگر آب بند هلالی شکل با یکدیگر درگیر می شوند، روغن هیدرولیک به طرف مجرای خروجی پمپ رانده شده و دهانه خروجی بسته می شود.

پمپ هیدرولیک پیچی اسکرو

پمپ های پیچی در گروه پمپ های چرخدنده ای قرار دارد. و از نظر حجم جابجایی، جابه جایی ثابت بوده و از نظر مشخصات اصلی شبیه به پمپ های دنده داخلی می باشند. هر دو آنها سر و صدای کمی دارند.پمپ ها پیچی دارای 2 یا 3 چرخ دنده حلزونی و یک پوسته می باشند. چرخ دنده حلزونی متصل به محرک دارای دندانه های ساعتگرد می باشد و حرکت دورانی را به دیگر چرخ دنده های حلزونی انتقال می دهد. دندانه های این چرخ دنده ها پاد ساعتگرد می باشد. محفظه ی بسته ای ما بین دندانه های چرخ دنده های حلزونی ایجاد می شود. این محفظه از دهانه ی مکش به سمت دهانه فشار بدون تغییر حجم حرکت می کند. این فرآیند سبب ایجاد جریان یکنواخت و آرام شده، در نتیجه این پمپ بسیار کم سر و صدا می باشد.

نحوه عملکرد پمپ هیدرولیک پیچی اسکرو

پمپ های اسکرو در دو نوع خشک و مستغرق طراحی شده اند، که پمپ های مستغرق در آسانسور ها و بالابر ها، پمپ های خشک در سیستم های هیدرولیک صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. لیتراژ خروجی پمپ های اسکرو در بازه 8 لیتر بر دقیقه تا 1200 لیتر بر دقیقه و فشار کاری این نوع پمپ ها 40 بار می باشد.

پمپ هیدرولیک پره ای

انواع پمپ پره ای

  • بالانس ( متعادل )
  • غیر بالانس ( نامتعادل )

دو قسمت اصلی یک پمپ پره ای عبارت اند از بدنه و روتور.

پره ها در شیارهایی که بر روی روتور تعبیه شده اند قرار می گیرند که این پره ها می توانند به صورت شعاعی در داخل این شیار ها حرکت کنند. روتور به وسیله یک محور به محرک اصلی که می تواند الکتروموتور یا موتور احتراق داخلی باشد، متصل است و به همراه آن می چرخد.

در پمپ های پره ای از نوع غیر بالانس، روتور به صورت خارج از مرکز در داخل پوسته قرار گرفته است. در اثر نیروی گریز از مرکز و چرخش روتور، پره ها از شکاف خارج شده و با رینگ بادامکی (پوسته) تماس پیدا می کنند. که باعث ایجاد آب بندی لازم بین پره ها و رینگ بادامکی خواهد شد.با توجه به این که سطح بادامکی و روتور به حالت خارج از مرکزی نسبت به یکدیگر نصب شده اند، موجب می شود که با چرخش روتور، پره ها دارای کورس حرکتی داشته باشند. لذا با چرخش محور و با توجه به دوران روتور فضای بین پره ها و پوسته زیاد می شود که این افزایش حجم باعث کاهش فشار و ایجاد خلاء و در نتیجه مکش سیال از سمت مخزن خواهد شد. در ادامه ی چرخش روتور، کاهش حجم محفظه باعث تراکم در سیال، و سبب راندن روغن پر فشار به بیرون از پمپ می شوند. مهمترین عیب پمپ های پره ای نا متعادل (غیر بالانس)، اعمال نیروی یک طرفه به محور پمپ و یاتاقان های محور، به دلیل غیر هم مرکز بودن روتور و محفظه می باشد.

نحوه عملکرد پمپ هیدرولیک پره ای

به منظور از بین بردن نیروی وارده بر یاتاقان ها از پمپ های پره ای بالانس (متعادل) استفاده می شود. که در این نوع محفظه به جای دایره ای به شکل بیضوی می باشد. درطراحی پمپ های کارتریجی متعادل از دو دهانه ورودی و دو دهانه خروجی در نظر گرفته می شود.

دو دهانه ورودی مرتبط به هم در دو طرف پمپ موجب توازن جریان و فشار روی محفظه ی پمپ می شوند. دو دهانه خروجی مرتبط به هم نیز در دو طرف روتور موجب تعادل فشار دو طرف پمپ می شوند. بار شعاعی فشار همواره در دو طرف با هم برابر و در جهت مخالف یکدیگر است و سبب توازن هیدرولیکی می شود. با برابر کردن فشار در دو طرف روتور بار محوری حذف می شود. دهانه های ورودی و خروجی به شکل ضربدری در حلقه ی بادامک به هم راه دارند. نیرویی که در اثر فشار روغن روی صفحات روتور وارد می شود به شکل کامل در دو طرف با جهت مخالف خنثی می شوند. تقارن و تعادل بارگذاری محفظه پمپ پدیده ی ضربه زدن به روتور را از میان می برد و این خود موجب جلوگیری از سایش صفحات دهانه ها می شود. پره ها نیز به کمک فشار روغن به حلقه بادامک می چسبند. پمپ های پره ای به دو گروه دبی ثابت و دبی متغیر دسته بندی می شوند.

پمپ های پره ای یا کارتریجی هیدرولیک برای بازه ی فشار کاری 170 الی 210 بار همچنین دبی خروجی این پمپ ها در بازه ی 5 گالن تا 50 گالن مناسب می باشند.

انواع پمپ هیدرولیک پیستونی

ساختار پمپ های هیدرولیکی پیستونی به صورت دورانی است؛ به این ترتیب که تعداد زیادی سیلندر و پیستون وجود دارند و پیستون ها داخل سیلندر، حرکت رفت و برگشتی انجام می دهند؛ به این ترتیب روغن به داخل سیلندر هدایت شده و در نهایت به داخل سیستم هیدرولیک پمپ می شود. در یک طبقه بندی کلی می توان پمپ های پیستونی را در دو نوع محوری و پیستونی شعاعی تقسیم بندی کرد که هر دو نوع می توانند جابه جایی ثابت یا جابه جایی متغیر باشند. پمپ های پیستونی بالاترین نسبت توان به وزن را داشته و در صورت آببندی دقیق پیستون ها در دسته پر بازده ترین پمپ های هیدرولیک قرار می گیرند. در یک دسته بندی دقیق تر، می توان پمپ پیستونی هیدرولیک را در سه دسته زیر طبقه بندی کرد :

  • پمپ پیستونی هیدرولیک سرکج
  • پمپ پیستونی هیدرولیک محوری با صفحه زاویه گیر
  • پمپ پیستونی هیدرولیک شعاعی

پمپ، ایجاد فشار نمی کند بلکه تولید جریان می نماید

در یک پمپ با جابجایی ثابت، میزان سیال پمپ شده بازاء یک دور چرخش محور ثابت است در صورتیکه در پمپهای با جابجایی متغیر، مقدار فوق بوسیله تغییر در ارتباط بین اجزاء پمپ قابل کم یا زیاد شدن می باشد. در هر حال باید به این نکته توجه نمود که پمپ، ایجاد فشار نمی کند بلکه تولید جریان می نماید. در واقع در یک سیستم هیدرولیک، فشار بیانگر میزان مقاومت بوجود آمده در مقابل خروجی پمپ است. برای مثال اگر خروجی یک پمپ با جابجایی مثبت به اتمسفر باز باشد ، علیرغم برقراری جریان سیال، بدلیل فقدان مقاومت در مقابل جریان، در خروجی فشاری بالاتر از فشار اتمسفر وجود نخواهد داشت. متقابلا در صورت مسدود شدن کامل خروجی پمپ، مقاومت بی نهایتی بصورت تئوریک در مقابل جریان ایجاد می گردد، زیرا فضایی برای حرکت سیال وجود ندارد.

حفاظت سیستم های هیدرولیکی

لذا به منظور حفاظت از اجزاء سیستم هیدرولیک، استفاده از شیر اطمینان ضروری است. شیر اطمینان با رسیدن فشار سیستم به مقدار تنظیمی، مسیر عبور جریان به مخزن را باز نموده و حداکثر سطح فشار در مدار را محدود می نماید. بطور خلاصه می توان دریافت که جریان خروجی پمپ جابجایی مثبت (صرفنظر از نشتی های جزئی داخلی پمپ) ثابت بوده و به فشار سیستم وابسته نمی باشد. بنابر این، در صورتی که مکانی برای حرکت سیال وجود نداشته باشد (مانند هنگام مسدود بودن شیر یا رسیدن عملگر به انتهای کورس) و یا در صورت افزایش بیش از حد بار مقاوم، استفاده از شیر کنترل فشار (شیر اطمینان) جهت حفاظت پمپهای جابجایی مثبت در مقابل فشار اضافی ضرورت می یابد.

حفاظت سیستم های هیدرولیکی

لذا به منظور حفاظت از اجزاء سیستم هیدرولیک، استفاده از شیر اطمینان ضروری است. شیر اطمینان با رسیدن فشار سیستم به مقدار تنظیمی، مسیر عبور جریان به مخزن را باز نموده و حداکثر سطح فشار در مدار را محدود می نماید. بطور خلاصه می توان دریافت که جریان خروجی پمپ جابجایی مثبت (صرفنظر از نشتی های جزئی داخلی پمپ) ثابت بوده و به فشار سیستم وابسته نمی باشد. بنابر این، در صورتی که مکانی برای حرکت سیال وجود نداشته باشد (مانند هنگام مسدود بودن شیر یا رسیدن عملگر به انتهای کورس) و یا در صورت افزایش بیش از حد بار مقاوم، استفاده از شیر کنترل فشار (شیر اطمینان) جهت حفاظت پمپهای جابجایی مثبت در مقابل فشار اضافی ضرورت می یابد.

در این بخش در الو میتسوبیشی ، تلاش ما بر این بود که تمامی آنچه لازم بود در رابطه با پمپ هیدرولیک ؛ در اختیار شما همراهان گرامی ،  قرار دهیم ؛ امید است با مطالعه این بخش به جواب تمامی سوالات خود در این باره دست پیدا کنید .

با ما در الومیتسوبیشی ؛ همراه بمانید . 

برگرفته از سایت https://fa.wikipedia.org/ و https://www.famcocorp.com/ و https://utabsanat.com/