Hidrolik Pompalar Hakkında Bilmeniz Gereken Her Şey

Basitçe Söylemek Gerekirse Hidrolik Pompa Nedir?

Hidrolik pompa, hidrolik sistemin kalbi gibi çalışır. Elektrik motoru veya içten yanmalı motordan mekanik enerji alır ve bunu hidrolik enerjiye dönüştürür. Pompanın mekanik bileşenleri hareket ettikçe, atmosfer basıncının akışkanı pompaya itmesine imkân veren düşük basınçlı bir bölge oluşturur; hareketli parçalar daha sonra akışkanı deplase ederek hidrolik sistemin diğer bölümlerine gönderir. Kaynak ayrıca pompada üretilen hidrolik gücün sistem tarafından sonunda yeniden mekanik işe dönüştürüldüğünü açıklar. Hidrolik pompalar kendi başlarına basınç oluşturmaz; debi üretirler, basınç ise akış yükten kaynaklanan dirençle karşılaştığında gelişir. Pompalar iki geniş kategoriye ayrılabilir:

• Pozitif deplasmanlı olmayan pompalar (hidrodinamik pompalar)
• Pozitif deplasmanlı pompalar

Pozitif deplasmanlı olmayan pompalar çok yüksek basınçlara dayanmak için tasarlanmamıştır ve başlıca endüstriyel uygulamalarda çeşitli akışkanları taşımak için kullanılır. Avantajları arasında nispeten düşük bakım maliyeti ve düşük gürültü vardır. Pozitif deplasmanlı pompalarda deplase edilen akışkan miktarı pompa milinin dönüşüne bağlıdır. Kaynak bu pompaları aşağıda açıklanan dört gruba ayırır.

• Hidrolik dişli pompalar
• Hidrolik kanatlı pompalar
• Hidrolik pistonlu pompalar
• Manuel hidrolik pompalar

Hidrolik Dişli Pompalar

Dişli pompalar iki tipe ayrılır: içten dişli ve dıştan dişli pompalar.

1. İçten Dişli Pompa

Yapısal olarak içten dişli pompa çoğu zaman ay-yıldız düzenine benzetilir. Bu pompalar nispeten yüksek basınca dayanabilir; bu önemli bir çalışma avantajıdır. Modele göre çelik veya pirinç dişlilerle birlikte kompakt alüminyum gövde kullanılabilir ve bu özellikler onları daha yüksek değerli makineler için uygun kılar. Bir başka yararlı özellik, çok kademeli düzenler dahil farklı deplasmanlara sahip pompa bölümlerini birbirine bağlayabilmektir. Diğer avantajlar yüksek verim ve nispeten düşük arıza oranıdır. Özetle içten dişli pompalar; yüksek basınç kapasitesi, düşük debi kaybı, düşük aşınma ve düşük gürültü için seçilir, ancak nispeten yüksek fiyatları da dikkate alınmalıdır.

2. Dıştan Dişli Pompa

Dıştan dişli pompalar tipik olarak iki çelik dişli kullanır ve iyi çalışma verimiyle orta düzey basınç kapasitesi sunar. Kaynak, bazı düzenlerde mil yatağı bulunmayan alüminyum veya döküm gövdeli versiyonlardan söz eder. İçten dişli pompalarda olduğu gibi farklı deplasmanlı birden çok bölüm birbirine bağlanabilir. İçten dişli pompalarla karşılaştırıldığında dıştan dişli pompalar genellikle orta verime sahiptir ve arıza oranları daha yüksek olabilir. Yüksek basınçta daha fazla kayıp yaşayabilir ve çoğu zaman silindir doldurmak için kullanılırlar. Genellikle içten dişli pompalardan daha gürültülüdür, ancak daha düşük maliyet avantajına sahiptir. Dıştan dişli pompalar makinelerde, endüstriyel ekipmanlarda ve yol yapım ekipmanlarında yaygın olarak kullanılır.

Hidrolik Kanatlı Pompa

Kanatlı pompalar, bir kartuşun içindeki kanatlar veya paletler aracılığıyla çalışır. Merkezkaç kuvveti kanatların dışarı doğru hareket etmesini sağlayarak girişten akışkanı çeker ve çıkışa taşır. Kartuş pompa gövdesinin içinde bulunduğundan bu üniteler kartuş tipi hidrolik pompalar olarak da adlandırılır; kanat kullandıkları için kanatlı veya paletli pompa olarak da bilinirler. Gövde genellikle dökme demirdir, kartuş ise çeşitli alaşımlar kullanır; bu da kartuş tasarımı ve üretim teknolojisini özellikle önemli hale getirir. Kanatlar ve bunların yapısı basınca dayanan temel bileşenler arasındadır. Avantajlar düşük gürültü ve nispeten düşük basınç kaybıdır. Kartuşun değiştirilmesi pompanın çalışma grubunun büyük bölümünü yenileyebildiği için servisleri de kolay ve ekonomiktir. Bazı tasarımlarda kartuş içindeki halkanın konumu değiştirilerek çıkış debisi ayarlanabilir. Özetle kanatlı pompa, orta basınç ve maliyet, düşük gürültü ve kolay onarım gerektiren makineler için uygun bir seçim olabilir.

Hidrolik Pistonlu Pompa

Pistonlu pompa, pistonlarının hareketi ve açısal düzeniyle akışkanı bir taraftan emer ve diğer taraftan basar. Bir blok veya silindir içindeki pozitif deplasman hidrolik sistemde debi oluşturur. Pistonlu pompaların yapısı piston düzenine ve açısına göre değişir ve üç ana tasarıma ayrılabilir:

• Hidrolik pompaRadyal pistonlu pompa
• Eğik eksenli hidrolik pistonlu pompa
• Eğik plakalı hidrolik pistonlu pompa

Pistonlu pompaların özelliklerinden biri nispeten karmaşık yapılarıdır. Piston düzenleri ve gövde malzemeleri yüksek basınçlara dayanmalarını sağlar ve kısa süreli basınç yükselmelerinde çıkış debisini nispeten düşük kayıpla koruyabilirler. Özetle yüksek basınç kapasitesi ve düşük gürültü sunarlar. Temiz ve uygun akışkanla uzun kullanım ömrü de sağlayabilirler. Değişken deplasmanlı tasarımlarda çıkış debisi, pompa geometrisi değiştirilerek devir başına deplasmanın değişmesi yoluyla ayarlanır. Bu üniteler pozitif deplasmanlı hidrolik pompa ailesine aittir.

Pompa Seçerken Dikkate Alınması Gereken Faktörler

• Pompa Giriş Boyutu (Boru Bağlantısı)

Emiş hattındaki bağlantı boyutu ve basınç hattına bağlı çıkış boyutu belirlenmelidir.

• Pompa Çıkış Basınç Değeri (Çalışma Basıncı – Çıkış)

Bu değer, pompanın desteklemek üzere tasarlandığı azami basıncı gösterir. Pompalar debi üretir; basınç, akış yolunda direnç oluştuğunda gelişir. Basınç genellikle bar cinsinden belirtilir.

• Pompa Giriş Basınç Değeri (Çalışma Basıncı – Giriş)

Bu, akışkanın emiş hattından geldiği pompa girişindeki basıncı ifade eder.

• Pompa Dönüş Hızı

Dönüş hızı pompanın ürettiği hacimsel debiyle ilişkilidir ve genellikle dakikadaki devir sayısı (rpm) olarak belirtilir.

• Akışkan Deplasmanı

• Etkin Debi

Kaynak, etkin debiyi belirli dönüş hızı, viskozite ve çalışma sıcaklığı altında sağlanan debi olarak tanımlar. Genellikle litre/dakika (L/min) cinsinden ifade edilir.

• Pompa Güç Gereksinimi

• Hidrolik Yağ Sıcaklığı

Pompanın gerekli debiyi etkin biçimde sağlayabilmesi için yağ sıcaklığı uygun aralıkta kalmalıdır. Kaynak mineral yağlar için yaklaşık -20°C ile +70°C aralığını verir.

• Filtrasyon

Filtrasyon, askıdaki katı parçacıkların bir akışkandan ayrılması işlemidir. Uygun filtre parçacıkları boyutlarına göre tutar ve sistemin hassas bölümlerine girmelerini önler. Filtre değerleri genellikle mikron cinsinden ifade edilir.

Hidrolik Pompa Seçim Kriterleri

Pompa seçerken aşağıdaki faktörler dikkate alınmalıdır:

İzin Verilen Azami Pompa Basıncı

Devrenin gerektirdiği azami basınç belirlenmelidir. Daha yüksek basınç değerine sahip pompalar genellikle daha pahalıdır. Kaynak ayrıca yüksek değerleri daha büyük pompa boyutları ve daha yüksek kullanılabilir debiyle ilişkilendirir. Yüksek basınçta akışkanın sıkıştırılabilirliği daha önemli hale gelebilir ve hassas kontrol sistemlerini olumsuz etkileyebilir.

Azami Çıkış Debisi

Önemli bir seçim faktörü pompanın gerekli debiyi sağlayıp sağlayamayacağıdır. Devre debisi sabitse sabit deplasmanlı pompa kullanılabilir. Önemli ölçüde farklı debilere ihtiyaç varsa daha iyi verim için birden fazla pompa birleştirilebilir. Sadece sınırlı bir değişim gerekiyorsa değişken deplasmanlı pompa düşünülebilir.

Pompa Mili Hızı

Elektrik motoru veya içten yanmalı motor pompa milini döndürür. Genel olarak giriş mili hızının artırılması pompa çıkış debisini artırır; ancak her pompanın üretici tarafından belirlenen asgari ve azami hızları vardır. Aşırı mil hızı pompa ömrünü kısaltabilir.

Pompa Akışkan Türü

Pompalar belirli viskozite aralığındaki akışkanlar için tasarlanır. Mineral yağ bazlı akışkanlar yaygındır. Bazı su bazlı akışkanlar pompa ömrünü azaltabilir ve iç pompa bileşenleri için aynı yağlama yeteneğini sağlayamayabilir.

Pompa Gürültü Seviyesi

Pompa seçiminde değerlendirilen diğer bir faktör gürültüdür ve desibel (dB) cinsinden ölçülür. Normal titreşim ve hareketli pompa bileşenleri belirli miktarda gürültü üretebilirken aşırı gürültü pompa veya ilgili bileşenlerde arızaya işaret edebilir. Hidrolik pompalar genellikle nispeten kompakttır ve elektrik motorları gibi daha büyük bileşenlerden daha az gürültü üretebilir. Kaynakta sabit deplasmanlı pompalar genel olarak değişken deplasmanlı pompalardan daha sessiz olarak tanımlanır. Montaj yöntemi ve basınç kontrol stratejisi de gürültüyü etkiler; daha yüksek hız ve basınç genellikle gürültüyü artırır. Daha düşük dönüş hızı kullanmak ve pompa ile basınç gereksinimlerini doğru boyutlandırmak gürültüyü azaltabilir. Kavitasyon da önemli bir gürültü kaynağıdır. Kavitasyon, akışkanda buhar veya gaz kabarcıkları oluştuğunda meydana gelir. Hidrolik pompalar büyük ölçüde sıkıştırılamayan akışkanla çalışacak şekilde tasarlandığından akışkana karışmış hava normal davranışı bozabilir ve gürültü oluşturabilir. Girişte veya düşük basınçlı bölgelerde oluşan kabarcıklar daha yüksek basınçlı bölgelere ulaştığında çökebilir; bu durum şok, gürültü ve pompa ömrünün kısalmasına neden olabilir.

Kabarcık Oluşumunu ve Kavitasyonu Azaltmak İçin Aşağıdaki Noktalar Dikkate Alınmalıdır:

• Kaynak, emiş hızının 5 tf/cc altında tutulması gerektiğini belirtir; bu birim kaynakta yazıldığı şekliyle korunmuştur.
• Pompaya giden giriş hattı mümkün olduğunca kısa tutulmalıdır; çünkü aşırı emiş hattı uzunluğu kabarcık oluşumunu artırabilir.
• Giriş tarafında mümkün olduğunca az bağlantı elemanı kullanın.
• Pompayı mümkün olduğunca depoya yakın konumlandırın.
• Düşük basınç düşümüne ve tıkanma/kirlilik göstergesine sahip filtreler kullanın; böylece kirlendiklerinde değiştirilebilirler.
• Pompaya uygun yağ kullanın ve pompa üreticisinin önerilerine uyun. Kaynak, sıcaklık artışının kabarcık oluşumu olasılığını yükselttiğini belirtir ve kavitasyon riski ile akışkan viskozitesi arasında denge sağlamak için yaklaşık 120°F ila 150°F çalışma sıcaklığı önerir.

  Hidrolik Pompaların Değiştirilmesi

  Ekipman yaşlandıkça eski bir pompanın yeni modelle değiştirilmesi yaygın bir zorluktur. Orijinal pompa artık tamir edilemeyebilir veya aynı model bulunamayabilir; bu nedenle devrenin yeni pompaya uyarlanması gerekebilir. Önemli faktörler arasında pompa basınç değeri, çıkış debisi kapasitesi, pompa üzerine monte edilen valf türleri, pompanın çok bölümlü olup olmadığı, dönüş yönü, mil, pilot ve flanş gibi fiziksel biçim ve boyutlar, pompa modeli ve diğer montaj ayrıntıları bulunur.

  Pompa seçimindeki önemli faktörlerden biri pompa tipidir; buna dişli pompalar, kanatlı pompalar ve pistonlu pompalar dahildir.