واحد تامین قدرت یک سیستم هیدرولیک، از یک محرکه اولیه (Prime mover) و یک پمپ (Pump) تشکیل شده است. محرکه اولیه، انرژی به حرکت درآوردن پمپ را تامین میکند. محرکه اولیه ممکن است یک الکتروموتور (هیدرولیک صنعتی) یا یک موتور احتراقی (هیدرولیک خودروها) باشد. پمپ با دریافت این انرژی، آن را تبدیل به انرژی سیال (یک سیال جاری تحت فشار) می کند. برخی از افراد آشنا به سیستم های هیدرولیک و بسیاری از دانشجویانی که به تازگی با مبحث انرژی سیالات آشنا شده اند، تصور می کنند که هدف از بکار گیری یک پمپ هیدرولیک صرفا ایجاد فشار است. ولی در واقع به اینصورت نیست. هدف از بکارگیری پمپ، ایجاد جریان سیال است. فشار در سیستم هنگامی ایجاد می شود که عاملی در برابر جریال سیال مقاومت کند.
عملکرد پمپ های هیدرولیک
همه پمپ های هیدرولیک بر یک اساس عمل می کنند: در طی نیم سیکل اول یک حفره باز شده و سیال را به درون خود می کشد، سپس این حفره بسته شده و طی نیم سیکل دوم، سیال به طرف دریچه خروجی پمپ رانده میشود. حجم سیالی که در هر سیکل از پمپ خارج میشود را حجم جابجایی پمپ گویند. یک سیکل، معمولا در یک دور گردش شفت پمپ اتفاق می افتد. حجم جابجایی پمپ معمولا بر حسب اینچ مکعب در هر دور گردش پمپ ( in 3 /rev) در سیستم آحاد آمریکایی و یا سانتی متر مکعب در هر دور ( cm 3 /rev ) در سیستم آحاد متریک SI سنجیده میشود. شدت جریان (Flow rate) پمپ عبارتست از حجم سیالی که پمپ در واحد زمان از خود خارج میکند. شدت جریان را دهش پمپ (Delivery or Output) نیز می نامند.
دسته بندی پمپ های هیدرولیک
پمپ ها بر اساس شدت جریان و حداکثر فشاری که میتوانن تحمل کنند دسته بندی میشوند. مثلا ممکن است یک پمپ دارای شدت جریان 75LPM و فشار 175 bar باشد. همانطور که قبلا اشاره شد، یک پمپ جریان ایجاد میکند، نه فشار. بنابراین مشخصات فوق را باید بدین صورت تعبیر کرد: این پمپ میتواند شدت جریان 75 LPM ایجاد کند و توانایی دارد این کار را تحت فشار حداکثر 175 bar انجام دهد.
انواع پمپ هیدرولیک
در سیستم های هیدرولیک معمولا از سه نوع پمپ با جابجایی مثبت استفاده میشود:
- پمپ پیستونی (Piston pumps)
- پمپ دنده ای (Gear pumps)
- پمپ پره ای یا کارتریجی (Van pumps)
پمپ هیدرولیک پیستونی
ساده ترین طرح پمپ های هیدرولیک، پمپ تک پیستونی است. این طرح برای یک پمپ هیدرولیک خیلی ابتدایی است و فقط در سیستم های هیدرولیک دستی به کار می رود. برای سیستم های هیدرولیک مکانیزه، از پمپ های چند پیستونی استفاده می شود. این پمپ ها میتوانند جریان یکنواخت تری از سیال ایجاد کنند. در هیدرولیک معمولا از دو نوع پمپ پیستونی استفاده میشود:
- پمپ های پیستونی شعاعی (Radial piston pump)
- پمپ های پیستونی محوری (Axial piston pump)
پمپ هیدرولیک پیستونی محوری
در پمپ های پیستونی محوری، پیستون ها به صورت موازی با محور اصلی پمپ و پیرامون آن بر روی یک محیط دایره ای قرار میگیرند. پمپ پیستونی محوری صفحه مایل (پمپ پیستونی هیدرولیک محوری با صفحه ی زاویه گیر) ، پمپ پیستونی محوری با حجم جابجایی متغیر و پمپ پیستونی محوری خمیده ( پمپ پیستونی سر کج) از انواع پمپ پیستونی محوری موجود در بازار هستند.
پمپ هیدرولیک پیستونی شعاعی
در پمپ های پیستونی شعاعی، پیستون ها به صورت شعاعی نسبت به شفت اصلی پمپ قرار گرفته اند. پیستونه و بلوکه سیلندرها با خار به شفت محرکه پمپ وصل شده اند. با گردش شفت پمپ، در حالی که بدنه پمپ ثابت است، پیستون ها و بلوکه سیلندرها می چرخند. بلوکه سیلندرها به صورت خارج از مرکز (Eccentric) در بدنه قرار دارد. پمپ پیستونی شعاعی خارج از مرکز و پمپ پیستونی شعاعی بادامکی از جمله انواع پمپ پیستونی شعاعی موجود در بازار می باشند.
کاربرد پمپ هیدرولیک پیستونی
پمپ های پیستونی گرانترین و بهترین نوع پمپ های هیدرولیک هستند. این پمپ ها بیشترین فشار را نیز (تاحداکثر 700 bar ) میتوانند ایجاد کنند، زیرا انطباق بین پیستون ها و سیلندرها را میتوان خیلی تنگ در نظر گرفت. البته وجود انطباق تنگ بین پیستون و سیلندر باعث میشود که پمپ تحمل کمتری در برابر آلودگی های موجود در سیال داشته باشد. بنابراین پمپ های پیستونی برای محیط ها و ماشین های تمیز مناسب هستند.
پمپ هیدرولیک دنده ای
پمپ های هیدرولیک دنده ای دو نوع هستند:
- پمپ دنده داخلی
- پمپ دنده خارجی
پمپ هیدرولیک دنده خارجی
در پمپ های دنده خارجی، شفت محرک با خار به چرخ دنده محرک پمپ وصل شده است. چرخدنده هرزگرد با چرخدنده محرک درگیر است و هردو باهم میچرخند. دندانه های چرخدنده های درگیر باهم، دریچه های ورودی و خروجی پمپ را نسبت به هم آب بندی می کنند. با گردش چرخدنده ها، در دهانه ورودی دندانه ها از هم دور میشوند و مکش ایجاد میشود و در دهانه خروجی دندانه ها به هم نزدیک میشوند و باعث میشود سیال به سمت خارج رانده شود.
پمپ هیدرولیک دنده داخلی
پمپ هیدرولیک دنده داخلی از یک چرخدنده محرک خارجی که درون یک چرخدنده داخلی حلقه ای قرار گرفته، ساخته شده است. با گردش چرخدنده ها، به دلیل دور شدن دندانه ها از یکدیگر، مکش (به دلیل انبساط حجم) ایجاد شده و سیال به داخل پمپ کشیده میشود و پس از طی یک سیکل در بین چرخدنده ها از دریچه خروجی پمپ خارج میشود.
پمپ های دنده ای کم بازده ترین نوع پمپ های هیدرولیک هستند. این پمپ ها، تحمل خوبی در برابر وجود آلودگی های موجود در سیال دارند، زیرا لقی بین اجزای پمپ در این نوع بیشتر از مدل های دیگر است. حداکثر فشار پمپ های دنده ای، معمولا بین 140 تا 200 bar است. به دلیل نوع طراحی، این پمپ ها را نمی توان با حجم جابجایی قابل تنظیم ساخت.
پمپ هیدرولیک پره ای (پمپ کارتریجی)
پمپ پره ای از دو قسمت اصلی تشکیل شده است: بدنه و روتور
پره های در شیارهای روتور جای گرفته اند و در این شیارها به صورت شعاعی می لغزند. روتور با خار همراه شفت اصلی پمپ و همراه آن می چرخد. روتور نسبت به بدنه پمپ به صورت خارج از مرکز قرار گرفته است و بنابراین به هنگام چرخش روتور، پره ها به داخل و خارج جابجا میشوند. پمپ هیدرولیک پره ای دو نوع است:
- پمپ هیدرولیک پره ای بالانس
- پمپ هیدرولیک پره ای غیر بالانس
پمپ های پره ای غیر بالانس برای فشار هار پایین (35 – 140 bar) مناسب هستند در حالیکه پمپ های پره ای بالانس میتوانند فشار های بیشتری تا (280 bar) را نیز تحمل کنند. با توجه به گستره وسیع محصولات پمپ هیدرولیک، میتوانید برای راهنمایی و مشاوره انتخاب محصول مناسب با کارشناسان فنی کالا صنعتی تماس بگیرید.