هر آنچه که درباره پمپ هیدرولیک باید دانست

به زبان ساده پمپ هیدرولیک چیست

پمپ قطعه ای در سیستم هیدرولیک می باشد که می توان آن را به عنوان قلب سیستم معرفی کرد، به این صورت که انرژی مکانیکی را از موتورهای الکتریکی یا احتراقی دریافت کرده و به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند.

هنگامی که در اثر فشار اتمسفری که در خلاء بوجود می آورد قطعات و اجزای مکانیکی پمپ به حرکت در آمده سیال را جابه جا کرده و بوسیله پمپ به قسمت های دیگر سیستم هیدرولیک انتقال می دهد. در این فرآیند نیروی هیدرولیکی ایجاد شده در پمپ را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند.

پمپ های هیدرولیکی فشار ایجاد نمی کنند بلکه فقط به مقاومت ایجاد شده در برابر بار مقاوم غلبه می کنند.

پمپ ها را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد

• پمپ های جابه جایی غیر مثبت (پمپ های هیدرو دینامیکی)
• پمپ های جابه جایی مثبت

پمپ های جابه جایی غیر مثبت به پمپ های گفته می شود که تحمل فشار بالایی را ندارند و به طور عمده در صنعت جهت جابه جایی سیالات مختلف به کارگیری می شوند و یکی از مزایای این نوع پمپ ها هزینه نگهداری پایین و صدای کم آنها می باشد.

پمپ های جابه جایی مثبت به پمپ هایی گفته می شوند که سیال مشخص به میزان چرخش محور پمپ بستگی دارد که به 4 دسته تقسیم می شوند که در زیر به صورت اجمالی توضیحاتی داده می شود

• پمپ هیدرولیک دنده ای
• پمپ هیدرولیک پره ای
• پمپ هیدرولیک پیستونی
• پمپ هیدرولیک دستی

پمپ دنده ای هیدرولیک

پمپ های دنده ای به 2 دسته دنده داخلی و دنده خارجی تقسیم بندی می شوند

پمپ دنده داخلی را می توان از نظر ساختاری آنها را به ماه و ستاره تشبیه کرد این پمپ ها توانایی بالایی در برابر فشار دارند و این خصوصیت در عملکرد آنها تاثیر زیادی دارد که از مزایای این پمپ ها می توان گفت، از خصوصیت دیگر این نوع پمپ ها به بدنه ی فشرده آلومنیومی آنها می توان اشاره کرد البته به همراه دنده های فولادی یا برنجی بسته به مدل پمپ متغییر است، که این مزایا باعث این می شود که در دستگاه های گرانقیمت استفاده شوند قابلیت خوبی که این نوع پمپ ها دارند کوپل کردن آنها با لیتراژ های مختلف است که می توان این پمپ ها را در چند طبقه روی یکدیگر هم کوپل کرد.

از دیگر مزایای این نوع پمپ ها می توان به راندمان بالایی که دارند و درصد خرابی پایین آنها اشاره کرد.

بطور خلاصه می توان این پمپ را به دلیل تحمل فشار بالا، افت دبی، استهلاک پایین و صدای کم انتخاب کرد و در کنار این همه مزیت قیمت نسبتا بالای آن را نیز باید پذیرفت.

پمپ های دنده خارجی را می توان از نظر ساختاری که شامل 2 دنده فولادی تحمل فشار متوسط و راندمان کاری خوب معرفی کرد این پمپ ها با 2 بدنه آلومنیومی و پدنی می باشند که اغلب بدون بلبرینگ در قسمت شافت می باشند از مزیت این نوع پمپ ها همانند پمپ های دنده داخلی کوپل کردن آنها با لیتراژ های مختلف است که می توان این پمپ ها را در چند طبقه روی یکدیگر هم کوپل کرد فرق پمپ های دنده خارجی با دنده داخلی می توان به راندمان متوسط و خرابی بیشتر آنها از پمپ دنده داخلی اشاره کرد.

پمپ دنده خارجی در فشار های بالا افت بیشتری دارند و بیشتر در پر کردن جک ها استفاده می کنند و صدای آنها نسبت به پمپ های دنده داخلی بیشتر می باشند ولی می توان به قیمت پایین این نوع پمپ ها اشاره کرد از پمپ های دنده خارجی در مصارف ماشین آلات و دستگاه های صنعتی و راهسازی بیشتر استفاده می شوند.

پمپ پره ای هیدرولیک

نوع عملکرد این پمپ ها به صورت باز شدن تیغه هایی که درون کارتریج بر اثر نیروی گریز از مرکز می باشد شروع به کار کردن می کنند، این تیغه ها از ورودی سیال را مکش و به سمت خروجی ارسال می کنند.

در پمپ های پره ای کارتریج درون پوسته خود قرار دارند که از این رو به آنها پمپ ها ی هیدرولیکی کارتریجی نیز می گویند و بخاطر وجود تیغه در این پمپ ها به آنها پمپ تیغه ای نیز هم می گویند.

بدنه ی پمپ های پره ای عمدتا” از جنس چدن می باشند ولی جنس کارتریج آن از چند نوع آلیاژ می باشد که این امر باعث برتری در ساخت و تکنولوژی کارتریج آن می شود.

یکی از اصلی ترین قطعات جهت تحمل فشار در این پمپ ها تیغه ها و ساختار آن می باشد از مزایای این نوع پمپ ها می توان به صداص کم و افت کم فشار اشاره کرد و دیگر مزایای آن می توان تعمیر راحت و هزینه کم آن جهت سرویس و با تعویض کارتریج پمپ خود را می توان نو کرد.

جهت تغییر دبی در پمپ فقط کافی است که مکان رینگ در کارتریج را عوض کرد با این روش دبی خروجی را کاهش داد.

بطور خلاصه گزینه ی مناسبی جهت ماشین و دستگاه شما بدلیل فشار و هزینه متوسط ، صدای کم و خوش تعمیر بودن آن می باشد.

پمپ پیستونی هیدرولیک

این نوع پمپ جهت جابه جایی سیال و ایجاد جریان در پمپ از پیستون های موجود در پمپ استفاده می کند که این امر باعث نامگذاری این پمپ به پمپ های پیستونی می شود.

پمپ پیستونی با تغییر زاویه پیستون ها از یک سمت سیال را مکش کرده و از سمت دیگر سیال را خارج می کند.

عملکرد پمپ پیستونی به این صورت است که جابه جایی مثبت درون یک بلوک یا استوانه باعث ایجاد جریان در سیستم هیدرولیک می شود.

ساختار پمپ پیستونی بستگی به تغییر زاویه پیستون ها به شکل های مختلف داردکه می توان آنها را به 3 مدل تقسیم بندی کرد

• پمپ هیدرولیک پیستونی شعاعی (رادیالی)
• پمپ هیدرولیک پیستونی محور مایل
• پمپ هیدرولیک پیستونی صفحه مایل

یکی دیگر از مزیت های این نوع پمپ ساختار پیچیده آنها می باشد. این نوع پمپ ها با وجود پیستون و جنس بدنه آنها قابلیت تحمل فشار بالا و همچنین در فشارهای لحظه ای از افت کم در دبی خروجی بهره می برند.

بطور خلاصه می توان تحمل فشار بالا و صدای کم این پمپ ها اشاره کرد در صورتی که سیال عبوری از آن سالم باشد می توان از طول عمر زیاد این پمپ ها استفاده کرد.

در صورتی که ما بخواهیم دبی خروجی این پمپ ها تغییر کند فقط کافی است که زاویه پمپ ها را به میزان جابه جایی مثبت در هر دور گردش پمپ تعیین کنیم این نوع پمپ ها را می توان جزوء دسته پمپ های هیدرولیک قرار داد.

مواردی که جهت انتخاب پمپ باید رعایت کرد

• سایز ورودی پمپ (Pipe Connection)

محلی که اتصال آن به خط مکش می باشد و سایز خروجی آن به خط فشار متصل است باید مشخص شود.

• تحمل فشار خروجی در پمپ (Operating Pressure-Outlet)

نشان دهنده حداکثر فشاری که پمپ می تواند تامین کند، البته پمپ ها فقط جریان تولید می کنند بلکه با قرار دادن مانع در جریان باعث ایجاد فشار می شود، نماد واحد ارائه دهنده فشار bar می باشد.

• تحمل فشار ورودی در پمپ (Operating Pressure-Inlet)

نشان دهنده فشار ورودی پمپ می باشد قسمتی که سیال از خط مکش وارد پمپ می شود

• سرعت دوران پمپ

سرعت دوران به اندازه ی دبی حجمی سیال که توسط پمپ ایجاد می شود بستگی دارد، نماد واحد ارائه دهنده سرعت دوران پمپ rpm می باشد.

• حجم جابه جایی سیال

به ازای هر دور چرخش چرخ دنده های پمپ مقداری که سیال را جابه جا می کند را حجم جابه جایی سیال گفته می شود، که نماد واحد ارائه دهنده حجم جابه جایی cm³ / rev می باشد.

• دبی موثر

به مقدار سرعتی که دریک دوران، ویسکوزیته و دمای کاری توسط پمپ تولید می شود را دبی موثر می نامند، نماد واحد ارائه دهنده دبی موثر lit / min می باشد.

• توان مصرفی پمپ:

به مقدار سرعت دوران، ویسکوزیته و دمای کاری که توسط الکترو موتور بکار انداخته می شود را توان موتور محرک می نامند، واحد ارائه دهنده توان مصرفی پمپ kw می باشد.

• دمای روغن هیدرولیک

برای آنکه پمپ به صورت موثر بتواند دبی مورد نیاز را تامین نماید، دمای روغن در حال انتقال باید در محدوده مشخصی قرار داشته باشد. این محدوده برای روغن های معدنی بین -20 تا +70 درجه می باشد.

• فیلتراسیون

فرآیندی که طی آن مواد معلق جامد از سیال جداسازی می شوند. اساس جداسازی در این روش اختلاف اندازه جامد در سیال را توسط فیلتر مناسب جمع آوری نموده و مانع ورود آن می شود، واحد ارائه دهنده فیلتر میکرون می باشد.

معیار انتخاب پمپ هیدرولیک

مواردی که در انتخاب پمپ باید به آن ها توجه کرد

ماکزیمم فشار قابل تحمل پمپ

حداکثر فشاری که مدار نیاز دارد، را باید مشخص کرد. هرچه فشار قابل تحمل پمپ بیشتر شود قیمت آن را هم تحت تاثیر قرار می دهد و از نظر ابعاد هم بزرگتر و خروجی دبی آن بیشتر می شود. یکی از مشکلاتی که در فشار بالا بوجود می آید اثر مخربی است که قابلیت تراکم پذیری سیال در سیستم کنترل دقیق بوجود می آید.

ماکزیمم دبی خروجی

یکی از عوامل موثر در انتخاب پمپ هیدرولیک توانایی تامین دبی مورد نیاز می باشد، اگر دبی در مدار ثابت باشد می توان از پمپ های جابه جایی ثابت استفاده کرد ولی اگر دبی های مختلف بخواهیم استفاده کنیم لازم می باشد از چند پمپ کمک گرفت تا بهترین بازده را داشته باشد اگر تغییرات کمی در دبی خود داریم می توان از پمپ های جابه جایی متغییر استفاده کرد.

سرعت محور پمپ

موتور الکتریکی یا موتور احتراق باعث چرخش محور در پمپ ها می شود که هر چه سرعت گردش در محور ورودی بیشتر باشد دبی خروجی از پمپ هم بیشتر است و البته با توجه به پمپ ها سرعت حداکثر و حداقل در پمپ های مختلف متفاوت است و سازنده های پمپ آن را مشخص می کنند، باید این نکته را هم در نظر داشت که سرعت زیاد محور پمپ باعث پایین آمدن عمر آن می شود.

نوع سیال در پمپ

در پمپ ها از سیال هایی با مقدار مشخص چسبندگی استفاده می شود که بهترین نوع آن سیالی با ترکیبات روغن معدنی است. بعضی از سیالات بر پایه آب است که باعث می شود عمر پمپ را کاهش دهند و همچنین توانایی روغن کاری اجزای پمپ را ندارد.

میزان صدای پمپ

از موارد دیگر که در انتخاب پمپ مورد ارزیابی قرار می گیرد صدای پمپ است که با واحد دسی بل (Decibel) سنجیده می شود. باید توجه داشت مقدار کمی وجود صدا می تواند از ارتعاشات و صدای اجزای پمپ در حال کار باشد و بیشتر از آن خرابی در پمپ و اجزا را مشهود می کند. پمپ ها چون دارای ابعاد کوچکی از لحاظ اجزا هستند صدای زیادی ندارند اما در در بخش های بزرگتر مثل موتور های الکتریکی صدا ها بیشتر است.

پمپ هایی که جابه جایی ثابتی دارند صدای کمتری نسبت به پمپ های با جابه جایی متغییر دارند. به طور کلی نوع نصب اجزا و نوع کنترل فشار در ایجاد صدا موثر است و هر چه سرعت و فشار در پمپ بیشتر باشد، صدا ها بیشتر می شود.

به منظور بهبود سر و صدا استفاده از سرعت گردش پایین تر و تنظیم مناسب ابعاد و فشار برای تامین توان مورد نیاز روش مناسبی است.

از عوامل دیگر در ایجاد صدا می توان به کاویتاسیون اشاره کرد، وقتی حباب های هوا در سیال تشکیل می شوند را کاویتاسیون می گویند. پمپ ها را بخاطر استفاده از سیال، غیر متراکم تولید می کنند و به همین دلیل ورود هوا در آن به راحتی صورت می گیرد و کمترین میزان هوا می تواند تراکم سیال را بر هم زند و باعث ایجاد صدا در پمپ می گردد. حباب ها  وقتی در قسمت ورودی و یا قسمت کم فشار ایجاد شوند و به قسمت خروجی یا پر فشار برسند میترکند و باعث نیروی انفجاری و صدا می شوند و در نتیجه عمر پمپ را کوتاه می کند.

به منظور جلوگیری از ایجاد حباب یا پدیده کاویتاسیون باید موارد زیر رعایت شوند

• سرعت مکش باید کمتر از 5tf/cc نگه داشته شود.
• قسمت ورودی پمپ که علت اصلی ایجاد حباب است (فاصله ی ورودی تا پمپ) کوتاه تر گرفته شود.
• از اتصالات کمی در قسمت ورودی استفاده شود.
• پمپ در نزدیکترین بخش به مخزن قرار گیرد.
• در پمپ از فیلتر هایی که افت فشار کمی دارد و شاخص آلودگی دارد استفاده شود تا در صورت کثیف شدن بتوان آنها را تعویض کرد.
• از روغن های مناسب با پمپ و با توجه به توصیه سازنده پمپ استفاده شود. هرچه دما افزایش یابد امکان ایجاد حباب هم بالاتر می رود، بهتر است دما را بین 120 F تا 150 F تنظیم کنیم تا هم از ایجاد حباب جلوگیری شود هم چسبندگی سیال در محدوده استاندارد باشد.

جایگزینی پمپ های هیدرولیک

جایگزین کردن پمپ های جدید با پمپ های قدیمی

یکی از مشکلاتی که بعد از گذر زمان ما با آن مواجه می شویم جایگزین کردن پمپ های قدیمی می باشد که به دلایل زیادی دیگر نمی توان آن را تعمیر یا همان مدل را جایگزین کرد، به همین رو باید به فکر تغییر پمپ در مدار باشیم که این کار احتیاج به بررسی خیلی از عوامل دارد که در زیر به برخی از آنها می پردازیم

فشار قابل تحمل پمپ

ظرفیت دبی خروجی پمپ

نوع شیرآلات نصبی روی پمپ

چند طبقه بودن پمپ

جهت چرخش پمپ

شکل و ابعاد (شفت، نافی، فلنج)

مدل پمپ و …

یکی از عوامل مهم در انتخاب پمپ توجه به تیپ آن می باشد که شامل (پمپ دنده ای، پمپ پره ای، پمپ پیستونی) می باشد.