پمپ هیدرولیک چیست؟
توسط
پمپ هیدرولیک چیست؟
پمپ هیدرولیک منبع قدرت بسیاری از ماشین‌های دینامیک می‌باشد. این پمپ‌ها مقدار زیادی روغن را به وسیله‌ی سیلندرهای هیدرولیک فشار می‌دهند. درنتیجه انرژی مکانیکی را به جریان و فشار تبدیل می‌کنند. پمپ های هیدرولیک طبق اصل جابجایی کار می‌کنند و شامل محفظه‌های مکانیکی مهر و موم شده در پمپ هستند. اگر توجه کرده باشید در هر سیستم بخشی وجود دارد که قلب آن نام گرفته و بدون آن قسمت سیستم به کل از کار خواهد افتاد.
روش کار پمپ هیدرولیک
در مدار‌های هیدرولیکی نیز، پمپ به عنوان قلب عمل کرده و بدون آن اجزای دیگر از کار خواهند افتاد. در واقع وظیفه پمپ به جریان انداختن سیال مورد نظر است.
اینکه پمپ هیدرولیک چیست؟ را فهمیدیم حالا می رسیم به روش کار پمپ هیدرولیک که به این صورت است: انرژی مکانیکی را که بر اثر موتور احتراقی، الکتریکی یا … به وجود آمده به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. بنابراین بر اثر خلاء ایجاد شده، فشار اتمسفری ایجاد میشود که باعث حرکت سیال به طرف مجرای ورودی شده و از آنجا به سایر قسمت‌ها جریان پیدا می‌کند. عمل‌کننده‌های سیستم، قدرت هیدرولیکی که توسط پمپ ایجاد شده است را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند.
بنابراین نتیجه می‌گیریم که وظیفه پمپ هیدرولیک ایجاد جریان سیستم است.از ویژگی های مهم یک پمپ می توان به موارد زیر اشاره کرد: * فشار ورودی مورد نیاز، ظرفیت در برابر هدکل معین و درصد راندمان برای پمپاژ یک سیال خاص. * راندمان پمپاژ برای سیالات با وسیکوزیته ی پایین مانند آب بسیار بالاتر از سیالاتی با ویسکوزیته ی بالا مانند ملات است. از آنجایی که ویسکوزیته ی یک مایع به طور معمول با افزایش دما کاهش می یابد. در صنعت برای پمپاژ کارآمدتر سیال چسبناک را گرم می کنند.
کاربرد پمپ‌های هیدرولیک
پمپ‌های هیدرولیک در سیستم‌های محرک هیدرولیک استفاده می‌شوند و می‌توانند هیدرو استاتیک یا هیدرو دینامیکی باشد. پمپ هیدرولیک منبع مکانیکی نیرو است که نیروی مکانیکی را به انرژی هیدرولیکی تبدیل می‌کند. هنگامی که پمپ هیدرولیک کار می‌کند، در ورودی پمپ خلأ ایجاد می‌کند، که مایعات را از مخزن به خط ورودی به پمپ منتقل می‌کند و با عملکرد مکانیکی، این مایع را به خروجی پمپ و به سیستم هیدرولیک منتقل می‌کند؛ همین نحوه عملکرد است که کاربرد پمپ‌های هیدرولیک را ممکن می‌سازد. پمپ‌های هیدرواستاتیک پمپ‌های جابجایی مثبت هستند در حالی که پمپ‌های هیدرودینامیکی پمپ‌های جابجایی غیر مثبت هستند که در آن‌ها جابجایی (جریان از طریق پمپ در هر چرخش پمپ) قابل تنظیم نیست. پمپ‌های هیدرو استاتیک همگی از قانون پاسکال پیروی می‌کنند.
کاربرد پمپ‌های هیدرولیک تنها به پمپاژ آب و روغن محدود نمی‌شود و برای خیلی از دستگاه‌های دیگر همچون بیل مکانیکی، جرثقیل، لودر، تراکتور، کامیون، تجهیزات جنگلداری، گریدر، کمپرسور و ماشین آلات معدن مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انواع پمپ هیدرولیک و وظیفه آن
پمپ ها به دو دسته جابجایی مثبت و جابجایی غیر مثبت تقسیم می‌شوند:
پمپ های جابجایی غیر مثبت به علت فشار کم سیال و جریان خروجی بالا، بیشتر کاربرد خانگی دارد و برای انتقال دادن سیال استفاده میشود. ظرفیت فشاری این پمپ حداکثر تا ۳۰۰ پوند بر اینچ مربع می‌رسد. برای مثال، برای این نوع پمپ، می‌توان به پمپ های گریز از مرکز و محوری اشاره کرد.
پمپ های جابجایی مثبت نیز کاربردهای کاملا صنعتی داشته و بر اثر چرخش محور پمپ، میزان مشخصی سیال وارد سیستم هیدرولیک میشود. این پمپ ها توان تحمل فشار تا ظرفیت ۱۰۰۰ پوند بر اینچ را دارند و در ابعاد کوکی تولید می‌شوند. ۳ نوع پمپ جابجایی مثبت وجود دارد: ۱.پمپ دنده ای ۲. پمپ پره ای ۳. پمپ پیستونی.
1. پمپ های هیدرولیک چرخ دنده ای
یکی از انواع پمپ هیدرولیک، پمپ دنده ای یا پمپ چرخ دنده ای است. این پمپ ها دارای ابعاد کوچک و طراحی ساده‌ای هستند و در ماشین‌های ابزار و تجهیزات متحرک کاربرد دارند. البته این نوع پمپ به علت سائیدگی بازدهی پایینی دارد و هزینه نگهداری و تعمیرات آن بسیار زیاد است. پمپ دنده ای دارای چند قسمت متحرک است که به طور هموار کار می‌کنند و در فشارهای حدود ۲۱۰ بار بسیار خوب کار می‌کند. در یک پمپ دنده ای، محفظه‌های جابجایی بین محفظه‌ی پمپ هیدرولیک و چرخ دنده چرخان تشکیل میشود. انواع پمپ های چرخ دنده ای عبارتند از:
- پمپ هیدرولیک دنده ای خارجی
پمپ دنده خارجی در آن یکی از چرخ‌دنده‌ها توسط نیروی خارجی به گردش درآمده و به دنبال آن چرخ‌دنده دیگر نیز شروع به چرخش خواهد کرد. این پمپ ها در تامین میزان پایین فشار کاربرد داشته و به نسبت دارای قیمت مناسب، عمر بالا و بازده خوبی هستند. این پمپ ها با سرعت ۱۵۰۰ تا ۲۵۰۰ دور در دقیقه و ظرفیت تحمل فشار تا ۴۰۰۰ پوند بر اینچ و محدوده دبی ۱ تا ۱۰۰ در بازار موجود هستند. این نوع پمپ به دلیل وزن کم و دامنه سرعت زیاد با هزینه‌ی نسبتاً کم محبوب است.
- پمپ هیدرولیک دنده ای داخلی
پمپ های دنده ای داخلی زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرند که راندمان بالا یا سر و صدای کم موقع کار، اهمیت داشته باشد. ساختمان داخلی آن از یک چرخ دنده داخلی، چرخ دنده ساده، آب‌بند هلالی و پوسته تشکیل شده است. این نوع پمپ بیشتر در فشار پایین ۱۰۰۰ پوند بر اینچ مورد استفاده است.و جهت روغن‌کاری کاربرد دارد.
- پمپ هیدرولیک رینگ دنده ای
پمپ حلقه دنده با استاتور و روتور کار می‌کند که در آن حرکت سیاره‌ای روتور منجر به ایجاد جریان میشود.
- پمپ دوک اسکرو
پمپ های اسکرو با چرخ دنده در داخل محفظه کار می‌کنند و دارای سطح صدای بسیار کم عملیاتی هستند.
2. پمپ های هیدرولیک پره ای
پمپ های پره ای در سطح صدای بسیار پایین کار می‌کنند .پمپ های پره ای هیدرولیکی با تپش جریان بسیار پایین‌تر، یعنی جریان ثابت، کار می‌کنند. به همین ترتیب، پمپ های پره ای در حالی که سرعت نسبتاً بالایی را تا ۳۰۰۰ دور در دقیقه دارند، صدای کمتری تولید می‌کنند. پمپ های پره ای به عنوان یکی از انواع پمپ های هیدرولیکی کوچک مانند Parker Denison T7A یا T7B ، با حجم جابجایی بالاتر از ۵۰ سی سی، دارای حداکثر سرعت ۳۶۰۰ دور در دقیقه در فشار سیستم هیدرولیک تا ۳۰۰ بار متناوب هستند.
پمپ های پره ای برای کاهش سطح صدا با تپش جریان بسیار کمتری کار می‌کنند. این پمپ ها در ماشین‌آلات ریخته‌گری و صنعت و همچنین در ماشین‌آلات ساخت زمین و جاده نیز کاربرد دارند. فشار عملکرد پمپ های پره ای به طور معمول از ۱۸۰-۲۱۰ بار فراتر نمی‌رود. با این حال، پمپ های پره ای مخصوصی طراحی شده که در آن‌ها فشار کار ممکن است به خوبی از ۲۰۰ بار و تا ۳۰۰ بار باشد. انواع جدید پمپ های پره ای به دنبال تعادل و جابه‌جایی ثابت می‌باشند.
پمپ های پره‌ای شامل انواع زیر می‌باشند:
پمپ های پره‌ای به دو دسته‌ی دبی متغیر و دبی ثابت تقسیم می‌شوند. کمپانی‌های رکسروت، ویکرز، یوکن و دنیسون جزء اصلی‌ترین سازنده‌های پمپ های کارتریجی در جهان هستند
- پمپ های پره ای، جابه‌جایی متغیر
- پمپ های پره ای، جابه‌جایی ثابت
- پمپ های پره ای Denison ، تک
- پمپ های پره ای Denison ، دو برابر
- پمپ های پره ای Denison ، سه گانه
3. پمپ پیستونی
یکی دیگر از انواع پمپ هیدرولیک جابجایی مثبت، پمپ های پیستونی هستند. مکانیزم این پمپ به صورت دورانی بوده و به دنبال آن پیستون‌ها در سیلندر رفت و برگشت انجام داده و پس از کشیده شدن روغن به داخل سیلندر، به سیستم پمپ می‌شوند. قیمت این پمپ ها نسبت به سایر انواع پمپ هیدرولیک، بالاتر است اما در صورتی که پیستون به شکلی دقیق آب‌بندی شود، بازدهی و عمر این پمپ به شدت افزایش پیدا خواهد کرد. البته به علت پیچیدگی طراحی پمپ پیستونی، تعمیر آن امر دشواری است. همچنین پمپ پیستونی در سه نوع تولید میشود که به شرح زیر است.
پمپ های پیستونی نیز خود دارای انواع مختلفی هستند از جمله موارد زیر:
- پمپ پیستون محوری، جابه‌جایی ثابت
- پمپ پیستون محوری، تغییر مکان
- پمپ پیستونی شعاعی، جابه‌جایی ثابت
- پمپ پیستونی شعاعی، جابه‌جایی متغیر
4. پمپ دیافراگمی
عملکرد پمپ های دیافراگمی مشابه عملکر پمپ پیستونی است با این تفاوت که در آن پیستون با یک دیافراگم انعطاف پذیرضربانی جایگزین میشود.
این امر باعث میشود که معایبی که به واسطه تماس پکینگ های پیستون با سیال پمپاژ شده به وجود می آید برطرف شود. همانند پمپ های پیستونی سیال از طریق شیر های چک وارد پمپ شده و از آن خارج میشود. دیافراگم ممکن است به صورت مکانیکی توسط پیستونی که مستقیما به دیافراگم متصل است یا توسط سیالی مانند هوای فشرده یا روغ فعال میشود.
پمپ های دیافراگمی به صورت ضربانی خروجی از مایعات، گازها یا مخلوط از آن دورا ارائه می دهند.
این پمپ ها، برای پمپاژ مایعاتی که حاوی ذرات جامد هستند مانند پمپاژ مواد شیمیایی گرانقیمت، سمی یا خورنده مفید هستند.
از مشخصه های این پمپ های گران قیمت به قدرت مکش بالا و قابلیت کارکرد خشک و تغییر نرخ پمپاژ اکثر پمپ های دیافراگمی در حین کار اشاره کرد.
در آخر باید کدام نوع از پمپ‌های هیدرولیکی را انتخاب کرد؟
برای این کار باید از ویژگی‌های هر پمپ آگاهی یابید. پمپ های پره ای تا حد زیادی توسط پمپ های دنده ای جمع و جور و بادوام جایگزین شده‌اند. پمپ های دنده ای خارجی برای فشار بالا و سرعت کار بهترین عملکرد را دارند، در حالی که پمپ های دنده ای داخلی قادر به تولید جریان با ضربان بسیار کم هستند. با این حال، پمپ های پره ای هنوز هم برای ایجاد انرژی موثر هستند. این پمپ ها حتی در صورت خشک شدن برای مدت زمان کوتاه نیز می‌توانند کار کنند. پمپ های پیستونی به طور کلی قدرت بیشتری دارند اما در عین حال مستعد آلودگی هستند.
برای افزایش طول عمر پمپ چه مواردی را باید رعایت کرد؟
برای افزایش طول عمر پمپ های هیدرولیک میتوانید روغن تمیز و بدون آلودگی وارد پمپ کنید. توجه داشته باشید که در طول کارکردن، پمپ نباید خشک و بدون روغن باشد. در صورتی که پمپ شروع به نشتی کرد یا لرزش غیرعادی داشت، سریعا به آن رسیدگی کنید.
به طور کلی هفت دلیل وجود دارد که نشان می‌دهد پمپ شما به تعمیر نیاز دارد این هفت مورد عبارتند از:
- حرارت بالا و بیش از حد پمپ هیدرولیک
- مستهلک شدن قطعات زودتر از حالت طبیعی
- حرکت‌های غلط عمل کننده
- افزایش سر و صدا و ارتعاش پمپ
- کاهش دبی
- کاهش ناگهانی فشار که باعث کاهش سرعت یا قدرت سیلندر میشود
- افزایش صدا
تعمیر
پمپ های هیدرولیک با گذر زمان دچار فرسودگی می‌شوند. در صورتی که بتوانید در زمان مناسب و قبل از خرابی کامل از منشا ایرادات مطلع شوید و خرابی پمپ هیدرولیک را برطرف کنید از هزینه های اضافی و یا تعویض کامل پمپ جلوگیری به عمل می‌آورید. از جمله علائم خرابی پمپ هیدرولیک عبارتند از:
صدای بیش از حد پمپ هیدرولیک، کاهش راندمان پمپ، کاهش میزان روغن موجود در مخزن، کاهش ویسکوزیته روغن مورد استفاده در پمپ، فرسودگی در اثر اصطکاک و خوردگی پمپ، نشتی پمپ و افزایش دمای سیالات خروجی و …
