Thèmes:
- Préface
- Pompe à engrenages
- Pompe à palettes
- Plunjerpompe
- Introduction aux exemples de calcul de pompe hydraulique
- Calculer le débit volumique de la pompe hydraulique
- Calculer la puissance requise de la pompe hydraulique
- Calculer la puissance requise du moteur d'entraînement
Préface:
La pompe hydraulique (1) aspire l'huile du réservoir (2) et pompe l'huile dans le système. Une fois que l'huile pénètre dans la conduite de retour via la vanne de régulation, la soupape de surpression ou le cylindre, l'huile retourne sans pression vers le réservoir.
La pompe hydraulique sur l'image est entraînée par un moteur électrique, qui régule la puissance mécanique sous forme de couple et de vitesse. La pompe hydraulique convertit cela en énergie hydraulique. Le débit de la pompe / le débit volumique dépend de la vitesse et du volume de course de la pompe hydraulique.
Les pompes hydrauliques fonctionnent presque toutes selon le principe du déplacement positif. Les versions peuvent être divisées en :
- pompes à engrenages;
- pompes à palettes;
- pompes à piston.
Les paragraphes suivants en discuteront plus en détail.
Pompe à engrenages:
La pompe à engrenages est utilisée dans les systèmes hydrauliques avec une faible pression de service de 140 à 180 bars maximum. En raison de sa simplicité, de son faible prix de revient et de ses propriétés fiables, la pompe à engrenages est l'une des pompes hydrauliques les plus fréquemment utilisées que l'on trouve dans les applications hydrauliques.
Dans la pompe à engrenages à engrenages externes, il y a deux engrenages qui se déplacent dans des directions opposées l'un par rapport à l'autre. L’un des engrenages est entraîné de l’extérieur et entraîne l’autre engrenage avec lui.
- côté aspiration : les dents s'écartent du côté gauche. L'augmentation de volume dans les cavités crée une dépression d'environ 0,1 à 0,2 bar, qui provoque l'aspiration d'huile. Les engrenages transportent l'huile vers le côté pression via leur circonférence extérieure ;
- côté pression : ici les dents tournent ensemble. L'huile présente dans la conduite sous pression est déplacée dans le système.
La pression côté pression dépend de la résistance que subit l'huile dans le circuit hydraulique.
La pompe à engrenages avec engrenage interne contient un accessoire en forme de faucille. L'engrenage intérieur (bleu) est entraîné extérieurement et porte la bague extérieure (violette) avec des dents intérieures dans le sens de rotation indiqué. Comme pour la pompe à engrenage externe, un vide se crée dès que l'espace entre les dents augmente. La pompe aspire ainsi l'huile du réservoir. Lorsque les engrenages tournent ensemble, l’huile est déplacée dans le système. La fixation en forme de faucille assure la séparation des côtés aspiration et pression.
Avec ce type de pompe hydraulique, une pression allant jusqu'à 300 bars peut être atteinte. La pompe a un débit uniforme et produit très peu de bruit.
Les pompes à engrenages ont toujours un volume de course fixe. À vitesse d'entraînement constante, la sortie est constante. Sur la périphérie extérieure des engrenages, les têtes de dents se rapprochent du corps de pompe et assurent l'étanchéité radiale. Au milieu de la pompe, là où les engrenages s'engrènent, une certaine étanchéité a également lieu entre les flancs des dents et la plaque d'appui. Une petite quantité d'huile s'écoulera toujours entre les surfaces d'étanchéité.
On retrouve la pompe à engrenages dans les domaines d’application suivants :
- technologie automobile (y compris transmission automatique);
- génie mécanique;
- hydraulique agricole;
- hydraulique des avions.
Pompe à palettes:
La pompe à palettes est dotée d'un rotor avec des palettes placées radialement. Du côté aspiration (bleu), le volume augmente, créant une pression négative et l'huile est aspirée. Du côté pression (rouge), le volume diminue, une surpression se crée et l'huile est pressée dans le tuyau.
Le rotor est positionné de manière excentrique par rapport à la bague d'impact, ce qui rend la puissance réglable :
- Dans l'image ci-dessous, nous voyons la pompe de gauche dont le débit est de 0 cm³ par tour. La pompe ne fournit alors plus d'huile ;
- L'image de droite montre la bague d'impact ajustée, qui permet d'obtenir un rendement maximal.
On retrouve la pompe à palettes dans les domaines d’application suivants :
- machines agricoles et de construction routière;
- des machines-outils;
- hydraulique aéronautique;
- hydraulique mobile.
Pompe à piston:
La pompe à pistons axiaux se trouve dans des systèmes où se produisent des pressions plus élevées (>250 bars) et des puissances plus élevées sont transmises car l'efficacité de ce type de pompe hydraulique est élevée. Nous distinguons les pompes à piston en pompes à piston radial et axial.
Pompe à piston axial :
L'arbre d'entrée de la pompe à pistons axiaux entraîne un plateau basculant. La plaque inclinable présente un certain angle et convertit le mouvement de rotation de l'arbre d'entrée en un mouvement alternatif des plongeurs. La pompe est équipée d'orifices d'aspiration et de soupapes de refoulement, de sorte que le sens de rotation de l'arbre d'entrée n'a aucune influence sur le sens d'écoulement de l'huile hydraulique.
En ajustant l'angle auquel la plaque inclinable est située, la course des pistons peut être influencée. Plus la plaque inclinable est inclinée, plus la course des pistons est grande et plus l'huile est déplacée. On rencontre cette technique dans le compresseurs de climatisation.
Les images ci-dessous montrent la pompe à pistons axiaux.
Pompe à piston radial :
Les pompes à piston radial sont principalement utilisées dans les entraînements lourds des navires, tels que les installations de dragage, les entraînements de treuils et les agitateurs, ainsi que dans la construction mécanique. Ces pompes ont une courte longueur d'installation, sont adaptées à des pressions de fonctionnement élevées (700 bars) et délivrent un couple élevé à faible vitesse.
La pompe à pistons radiaux de la figure suivante contient cinq pistons positionnés radialement en forme d'étoile par rapport à l'arbre d'entraînement. La conception de l'anneau étant excentrique, un mouvement radial du piston est créé. Un disque de distribution qui tourne avec l'arbre d'entraînement garantit que chaque cylindre est connecté à la conduite d'aspiration ou de pression au bon moment.
Introduction exemples de calcul pompe hydraulique :
Pour que le piston se déplace avec la force et la vitesse correctes, la pompe hydraulique doit fournir une pression suffisante et un débit de fluide suffisamment important. Plus la charge que le vérin doit supporter est élevée, plus les exigences imposées à la pompe hydraulique sont élevées.
Vous trouverez ci-dessous trois paragraphes dans lesquels nous calculons le débit volumique, la pression requise et la puissance requise, en tenant compte de l'efficacité, de la pompe hydraulique dans le schéma ci-joint.
- volume de course de la pompe (V) = 15 cm³ / tour ;
- vitesse de la pompe (n) = 1200 tr/min ;
- pression du système : 50 bars.
Calculer le débit volumique de la pompe hydraulique :
La quantité d'huile hydraulique déplacée par une pompe hydraulique dépend de la vitesse et du volume de course de la pompe. Les détails sont répertoriés dans le paragraphe ci-dessus.
Dans la formule, nous convertissons les tours par minute en secondes en divisant le nombre par 60. Dans la dernière étape, nous convertissons les mètres cubes par seconde en litres par minute en multipliant la réponse par 60.000 XNUMX.
Calculez la puissance requise de la pompe hydraulique :
La pompe hydraulique doit fournir de la puissance hydraulique pour transporter le fluide vers le cylindre et déplacer le piston.
Avec les données de la section « Introduction aux exemples de calcul de pompe hydraulique » et la réponse de la section précédente, nous pouvons calculer la puissance requise de la pompe hydraulique. Par souci de clarté, ils sont à nouveau répertoriés ici :
- volume de course de la pompe (V) = 15 cm³ / tour ;
- vitesse de la pompe (n) = 1200 tr/min ;
- pression du système : 50 bars ;
- débit volumétrique : 18 litres par minute.
Nous convertissons la pression du système de 50 bars en Pascal et le débit volumique en mètres cubes par seconde. Nous enregistrons cela en notation scientifique.
Calculez la puissance requise du moteur d’entraînement :
L'arbre de la pompe (arbre d'entrée) fournit la puissance mécanique, qui provient souvent d'un moteur électrique ou d'un moteur à combustion. Le moteur hydraulique convertit la puissance mécanique en puissance hydraulique. Des pertes se produisent toujours lors de la conversion de l'énergie. Le moteur d'entraînement doit donc fournir plus de puissance pour permettre à la pompe hydraulique de fournir la puissance requise.
Dans cet exemple, nous supposons un rendement de 90 %.
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