You dont have javascript enabled! Please enable it!

پمپ هیدرولیک

فاعل، موضوع:

  • مقدمه
  • پمپ دنده ای
  • پمپ پره ای
  • پمپ پلانجر
  • مقدمه ای بر مثال های محاسبه هیدروپمپ
  • دبی حجمی پمپ هیدرولیک را محاسبه کنید
  • توان مورد نیاز پمپ آب را محاسبه کنید
  • توان مورد نیاز موتور محرک را محاسبه کنید

معرفی:
هیدروپمپ (1) روغن را از مخزن (2) می مکد و روغن را به سیستم پمپ می کند. پس از ورود روغن به خط برگشت از طریق شیر کنترل، شیر فشار شکن یا سیلندر، روغن بدون فشار به مخزن باز می گردد.

هیدروپمپ موجود در تصویر توسط یک موتور الکتریکی هدایت می شود که نیروی مکانیکی را به صورت گشتاور و سرعت تنظیم می کند. هیدروپمپ آن را به نیروی هیدرولیک تبدیل می کند. جریان خروجی / حجم پمپ به سرعت و حجم ضربه ای هیدروپمپ بستگی دارد.

هیدروپمپ ها تقریباً همه بر اساس اصل جابجایی مثبت کار می کنند. نسخه ها را می توان به موارد زیر تقسیم کرد:

  • پمپ های دنده ای؛
  • پمپ های پره ای;
  • پمپ های پیستونی

پاراگراف های بعدی بیشتر در این مورد بحث خواهند کرد.

نمای کلی سیستم نصب هیدرولیک

پمپ دنده ای:
پمپ دنده ای در سیستم های هیدرولیک با فشار کاری کم حداکثر 140 تا 180 بار استفاده می شود. پمپ دنده ای به دلیل سادگی، قیمت کم و ویژگی های قابل اعتماد، یکی از هیدروپمپ های پرکاربردی است که در کاربردهای هیدرولیک پیدا می کنیم.

در پمپ دنده ای با چرخ دنده های خارجی دو چرخ دنده وجود دارد که در جهت مخالف یکدیگر حرکت می کنند. یکی از چرخ دنده ها به بیرون هدایت می شود و دنده دیگر را با خود می برد.

  • سمت ساکشن: دندان ها در سمت چپ از هم می چرخند. افزایش حجم در حفره ها فشار منفی تقریباً 0,1 تا 0,2 بار ایجاد می کند که باعث مکش روغن می شود. چرخ دنده ها روغن را از طریق محیط بیرونی خود به سمت فشار منتقل می کنند.
  • سمت فشار: در اینجا دندان ها با هم می چرخند. روغن موجود در خط فشار به داخل سیستم جابجا می شود.
    فشار سمت فشار به مقاومتی که روغن در مدار هیدرولیک تجربه می کند بستگی دارد.
دنده خارجی پمپ دنده

پمپ دنده ای با چرخ دنده داخلی حاوی یک اتصال داسی شکل است. چرخ دنده داخلی (آبی) به بیرون هدایت می شود و حلقه بیرونی (بنفش) را با دندانه های داخلی در جهت چرخش مشخص شده حمل می کند. مانند پمپ با چرخ دنده خارجی، به محض افزایش فضای بین دندانه ها خلاء ایجاد می شود. بنابراین پمپ روغن را از مخزن می مکد. هنگامی که چرخ دنده ها با هم می چرخند، روغن به داخل سیستم جابجا می شود. اتصال داسی شکل جدا شدن دو طرف مکش و فشار را تضمین می کند.

با این نوع هیدروپمپ می توان به فشاری تا 300 بار دست یافت. پمپ خروجی یکنواخت دارد و صدای بسیار کمی تولید می کند.

دنده داخلی پمپ دنده

پمپ های دنده ای همیشه حجم حرکت ثابتی دارند. در یک سرعت درایو ثابت، خروجی ثابت است. در حاشیه بیرونی چرخ دنده ها، سر دندانه ها به محفظه پمپ نزدیک می شوند و از مهر و موم شعاعی اطمینان می دهند. در وسط پمپ، جایی که چرخ دنده ها مشبک می شوند، یک مهر و موم مشخص نیز بین پهلوهای دندان و صفحه یاتاقان ایجاد می شود. مقدار کمی روغن همیشه بین سطوح آب بندی نشت می کند.

پمپ دنده ای را در زمینه های کاربردی زیر پیدا می کنیم:

  • تکنولوژی خودرو (از جمله گیربکس اتوماتیک)؛
  • مهندسی مکانیک؛
  • هیدرولیک کشاورزی;
  • هیدرولیک هواپیما

پمپ پره ای:
پمپ پره ای دارای روتور با پره های شعاعی است. در سمت مکش (آبی) حجم افزایش می یابد و فشار منفی ایجاد می شود و روغن به داخل مکیده می شود. در سمت فشار (قرمز) حجم کاهش می یابد، فشار بیش از حد ایجاد می شود و روغن به لوله فشرده می شود.

روتور با توجه به حلقه ضربه به طور غیرعادی قرار می گیرد و خروجی را قابل تنظیم می کند:

  • در تصویر زیر پمپ را در سمت چپ می بینیم که خروجی آن 0 سانتی متر در هر دور است. سپس پمپ دیگر روغن را تامین نمی کند.
  • تصویر سمت راست حلقه ضربه تنظیم شده را نشان می دهد که حداکثر خروجی را به دست می آورد.
خروجی صفر پمپ پره ای
حداکثر خروجی پمپ پره ای

پمپ پره ای را در زمینه های کاربردی زیر پیدا می کنیم:

  • ماشین آلات کشاورزی و راهسازی;
  • ابزارهای ماشینی؛
  • هیدرولیک هوانوردی;
  • هیدرولیک سیار

پمپ پلانجر:
پمپ پیستونی محوری در سیستم‌هایی یافت می‌شود که فشارهای بالاتر (بیش از 250 بار) و قدرت بیشتری منتقل می‌شود، زیرا راندمان این نوع هیدروپمپ بالاست. پمپ های پیستونی را به پمپ های پیستونی شعاعی و محوری تفکیک می کنیم.

پمپ پلانجر محوری:
شفت ورودی پمپ پیستون محوری صفحه کج را به حرکت در می آورد. صفحه شیب دار در یک زاویه خاص قرار دارد و حرکت چرخشی محور ورودی را به حرکت رفت و برگشتی پیستون ها تبدیل می کند. پمپ مجهز به پورت های مکش و دریچه های تخلیه است، به طوری که جهت چرخش شفت ورودی هیچ تاثیری بر جهت جریان روغن هیدرولیک ندارد.

با تنظیم زاویه ای که صفحه شیب در آن قرار دارد، می توان بر حرکت پیستون ها تأثیر گذاشت. هر چه صفحه شیب دار بیشتر باشد، ضربه پیستون ها بیشتر می شود و روغن بیشتری جابجا می شود. ما با این تکنیک در کمپرسورهای تهویه مطبوع

تصاویر زیر پمپ پیستونی محوری را نشان می دهد.

پمپ پلانجر محوری (1)
پمپ پلانجر محوری (2)

پمپ پلانجر شعاعی:
پمپ‌های پیستونی شعاعی عمدتاً در محرکه‌های سنگین در کشتی‌ها، مانند تأسیسات لایروبی، محرک‌های وینچ و همزن و در مهندسی مکانیک استفاده می‌شوند. این پمپ ها طول نصب کوتاهی دارند، برای فشارهای کاری بالا (700 بار) مناسب هستند و گشتاور بالایی را در سرعت پایین ارائه می دهند.

پمپ پیستونی شعاعی در شکل زیر شامل پنج پیستون است که به صورت شعاعی به شکل ستاره نسبت به محور محرک قرار گرفته اند. از آنجایی که حلقه به صورت غیرعادی طراحی شده است، یک حرکت پیستون شعاعی ایجاد می شود. یک دیسک توزیع که با محور محرک می چرخد ​​تضمین می کند که هر سیلندر در زمان مناسب به خط مکش یا فشار متصل می شود.

پمپ پلانجر شعاعی

مقدمه مثال های محاسبه هیدروپمپ:
برای اینکه پیستون با نیرو و سرعت صحیح حرکت کند، هیدروپمپ باید فشار کافی و جریان سیال به اندازه کافی بزرگ را تامین کند. هر چه بار سیلندر بیشتر باشد، تقاضا برای پمپ هیدرولیک بیشتر است.

در زیر سه پاراگراف وجود دارد که در آن دبی حجمی، فشار مورد نیاز و توان مورد نیاز را با در نظر گرفتن راندمان هیدروپمپ در نمودار همراه محاسبه می‌کنیم.

  • حجم حرکت پمپ (V) = 15 سانتی متر³ / دور.
  • سرعت پمپ (n) = 1200 دور در دقیقه؛
  • فشار سیستم: 50 بار
نمودار هیدرولیک

محاسبه دبی حجمی پمپ هیدرولیک:
مقدار روغن هیدرولیک که پمپ هیدرولیک جابجا می کند به سرعت و حجم حرکت پمپ بستگی دارد. جزئیات در پاراگراف بالا ذکر شده است.

در فرمول با تقسیم عدد بر 60 دور بر دقیقه را به ثانیه تبدیل می کنیم. در مرحله آخر با ضرب جواب در 60.000 متر مکعب بر ثانیه را به لیتر در دقیقه تبدیل می کنیم.

پمپ دنده ای

محاسبه توان مورد نیاز پمپ آب:
هیدروپمپ باید نیروی هیدرولیک را برای انتقال سیال به سیلندر و حرکت پیستون فراهم کند. 

با داده های قسمت “مقدمه ای بر مثال های محاسبه هیدروپمپ” و پاسخ قسمت قبل می توان توان مورد نیاز هیدروپمپ را محاسبه کرد. برای وضوح، آنها دوباره در اینجا فهرست شده اند:

  • حجم حرکت پمپ (V) = 15 سانتی متر³ / دور.
  • سرعت پمپ (n) = 1200 دور در دقیقه؛
  • فشار سیستم: 50 بار؛
  • دبی حجمی: 18 لیتر در دقیقه.

فشار سیستم 50 بار را به پاسکال و دبی حجمی را به متر مکعب بر ثانیه تبدیل می کنیم. ما این را در نماد علمی ثبت می کنیم.

محاسبه توان موتور محرک مورد نیاز:
شفت پمپ (شفت ورودی) نیروی مکانیکی را تامین می کند که اغلب از یک موتور الکتریکی یا موتور احتراقی می آید. موتور هیدرولیک نیروی مکانیکی را به نیروی هیدرولیک تبدیل می کند. همیشه هنگام تبدیل انرژی تلفات رخ می دهد. بنابراین موتور محرک باید قدرت بیشتری را فراهم کند تا پمپ هیدرولیک بتواند توان مورد نیاز را ارائه دهد.

در این مثال بازدهی 90% را در نظر می گیریم.