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.

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.در این مطلب قصد داریم با انواع پمپ هیدرولیک صنعتی آشنا شویم و کاربردهای آن را بررسی کنیم. پیش از آن نگاهی به فرآیند انجام پروژه ها در شرکت دانش بنیان پایا هیدرولیک و تعمیر پمپ هیدرولیک داشته باشید.

طرز کار پمپ هیدرولیک

طرز کار پمپ هیدرولیک به این صورت است که 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.

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 300 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 1000 پوند بر اینچ را دارند و در ابعاد کوکی تولید می‌شوند. 3 نوع پمپ جابجایی مثبت وجود دارد: 1.پمپ دنده ای 2. پمپ هیدرولیک پره ای 3. پمپ هیدرولیک پیستونی. در ادامه توضیح مختصری در مورد هر یک از این پمپ‌ها داده می‌شود.

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 210 بار بسیار خوب کار می‌کند. در یک پمپ دنده ای، محفظه‌های جابجایی بین محفظه‌ی پمپ هیدرولیک و چرخ دنده چرخان (بسته به مدل یا طرح پمپ هیدرولیک) تشکیل می‌شود. پمپ های دنده ای انواع مختلفی دارند که در ادامه به بیان آن می‌پردازیم.انواع پمپ های چرخ دنده ای عبارتند از:

. پمپ هیدرولیک دنده ای خارجی

یکی از متداول‌ترین انواع پمپ هیدرولیک، پمپ دنده خارجی است که 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 1500 تا 2500 دور در دقیقه و ظرفیت تحمل فشار تا 4000 پوند بر اینچ و محدوده دبی 1 تا 100 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 1000 پوند بر اینچ مورد استفاده است.و جهت روغن‌کاری کاربرد دارد. همچنین کاهش میزان بازدهی بر اثر سایش در این نوع بیشتر دیده می‌شود. 3 نوع ضمن چرخ دنده ای داخلی وجود دارد که عبارتند از: پمپ های گوشواره‌ای هیدرولیک، پمپ های ژیروتوری هیدرولیک و پمپ های پیچی.

. 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 پمپ های هیدرولیکی هستند که در سطح صدای بسیار پایین کار می‌کنند و شاید به همین دلیل مشتری‌های مخصوص به خود را داشته باشند. پمپ 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 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

پمپ دیافراگمی

پمپ دایافراگمی یکی دیگر از انواع پمپ هیدرولیک است. 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.

6 فاکتور مهم در زمان خرید پمپ هیدرولیک باید در نظر بگیرید

انتخاب یکی از انواع پمپ های هیدرولیکی مناسب می‌تواند بسیار چالش‌برانگیز باشد. به همین دلیل شما برای شروع باید بدانید که کدام نوع با نیاز شما مطابقت دارد و 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.

1. حداکثر فشاری که نیاز دارید تا در سیستم مورد نظر نیروی خروجی کافی برای عملگرها تولید شود چه میزان است؟

حداکثر فشار کاری پمپ وابستگی شدیدی به میزان قدرت مورد نیاز در سیستم دارد. بنابراین قبل از هر چیز نوع کاربرد و میزان قدرت مورد نیاز سیستم را تعیین کنید. در این صورت می‌توانید حداکثر فشار کاری پمپ را به صورت حدودی بیان کنید. بدیهی است که هر چه فشار کاری مورد نیاز بیشتر باشد، قیمت اجزای پمپ و در نهایت قیمت پمپ نیز بیشتر است. این نکته را نیز در نظر داشته باشید که در صورت استفاده از پمپ کوچک برای یک سیستم، می‌بایست لوله‌هایی با قطر کم نیز استفاده گردد.

2. به چه میزان دبی برای سیستم خود احتیاج دارید؟

از دیگر معیارهای انتخاب پمپ، میزان توانایی پمپ برای تامین دبی لازم در سیستم مورد نیاز می‌باشد. در صورتی که به دبی ثابتی احتیاج دارید، می‌توانید هنگام انتخاب پمپ هیدرولیک، پمپی با قابلیت جابجایی ثابت را خریداری نمایید. اما در صورتی که در سیستم خود به چند دبی متفاوت احتیاج داشته باشید، می‌بایست از سیستم پمپاژی که از چندین پمپ تشکیل شده بهره ببرید. هنگامی که نیاز به تغییرات جزئی در دبی دارید می‌توانید از پمپ با جابجایی متغیر استفاده کنید. اما اگر نیاز به تغییرات گسترده در دبی داشته باشید، بهتر است از سیستم مجهز به انبار استفاده کنید.

میزان ظرفیت خروجی در پمپ هیدرولیک به میزان نشتی موجود در اجزای پمپ که در اثر فرسایش به وجود آمده و تغییرات فشاری و دمایی بستگی دارد. از لحاظ میزان دبی خروجی، پمپ‌ها در طیف وسیعی شامل: ( lit/min 1 تا lit/min 1000 ) قرار دارند. توجه داشته باشید که اصولا میزان ظرفیت خروجی انتخابی برای پمپ ها، حدودا 10 درصد بالاتر از میزانی که محاسبه شده است، در نظر گرفته خواهد شد.

3. بررسی سرعت محرک پمپ را در هنگام انتخاب و خرید پمپ هیدرولیک فراموش نکنید.

در پمپ‌های هیدرولیک، موتور الکتریکی یا موتور احتراق پمپ، محور پمپ را به چرخش در می‌آورد. سرعت چرخش محور در هنگام انتخاب پمپ هیدرولیک مناسب، اهمیت بالایی دارد. دلیل اهمیت آن، این است که میزان دبی خروجی به میزان سرعت گردش محور وابستگی شدیدی دارد. توجه داشته باشید که هر چه سرعت محور پمپ بالاتر باشد، عمر مفید کمتری خواهد داشت. میزان حداقل و حداکثر سرعت گردش محور پمپ، معمولا توسط شرکت سازنده پمپ مشخص می‌شود.

4. نوع سیال مورد استفاده در عمر مفید پمپ تاثیر بسزایی دارد.

میزان ویسکوزیته سیال در پمپ‌ها در محدوده خاصی تعریف می‌شود. معمولا روغن‌های معدنی ویسکوزیته مناسبی برای عملکرد بهینه پمپ‌های هیدرولیک دارند. اما سیالاتی که از آب مشتق شده‌اند، باعث کاهش عمر مفید پمپ می‌شوند. البته سیالات مشتق شده از آب، نمی‌توانند اجزای متحرک پمپ را روغن کاری کنند و از این بابت نیز دارای نقص می‌باشند.

5. آلودگی سیال و انتخاب پمپ هیدرولیک مناسب

واضح است که آلودگی سیالات در عملکرد صحیح پمپ تاثیر منفی خواهد داشت. در صورتی که در سیال آلودگی وجود داشته باشد، پمپ‌هایی که تلرانس‌های ضعیفی دارند، معمولا متحمل آسیب می‌شوند. بنابراین در صورتی که سیال شما آلوده است و نیاز به پمپ آن دارید، سعی کنید هنگام انتخاب پمپ هیدرولیک از پمپ هایی با تلرانس‌های بالاتر استفاده کنید. اما حتی اگر پمپ هایی با تلرانس بالا خریداری می‌کنید، می‌بایست از صافی‌های مناسبی در مسیر مکش پمپ استفاده کنید.

6. میزان آلودگی صوتی پمپ چه مقدار است؟

آلودگی صوتی که با واحد دسی بل شناخته می‌شود، یکی از ویژگی‌هایی است که هنگام انتخاب پمپ باید در نظر گرفته شود. با افزایش استفاده از پمپ و به ویژه در پمپ‌هایی با کیفیت کم، شاهد سائیدگی اجزای پمپ خواهیم بود. این سائیدگی باعث افزایش آلودگی صوتی ایجاد شده می‌شود. در صورتی که روی آلودگی صوتی ایجاد شده توسط پمپ حساسیت خاصی دارید، بهتر است از پمپ های ثابت به جای پمپ های با قابلیت جابجایی بهره ببرید. البته به نکاتی که در بالا راجع به کاربرد این دو نوع پمپ گفته شد نیز توجه داشته باشید. مورد دیگری که در رابطه با آلودگی صوتی پمپ باید ذکر شود این است که نحوه نصب اجزاء نیز در ایجاد آلودگی صوتی اهمیت دارد. بنابراین از چگونگی نصب آن‌ها اطمینان حاصل کنید.

بیشتر بخوانید.