پمپ هیدرولیک

پمپ هیدرولیک

پمپ هیدرولیک مهم ترین بخش یک سیستم هیدرولیک می باشد. در حقیقت می توان گفت پمپ هیدرولیک قلب یک سیستم هیدرولیک است. به طوری که بدون وجود پمپ هیدرولیک، سیتم کارایی خود را از دست داده و از کار می افتد.
با از کار افتادن پمپ هیدرولیک در یک سیستم هیدرولیک سایر اجزای سیستم قابلیت ادامه انجام فعالیت خود را ندارند.
پمپ هیدرولیک بر خلاف تصور و تعاریف اشتباهی که وجود دارد، در مدار فشار تولید نمی کند بلکه فقط سیال هیدرولیک موجود در سیستم را به جریان می اندازد.
پمپ هیدرولیک انرژی مکانیکی را که به کمک موتورهای الکتریکی یا احتراقی به وجود می آید به انرژی سیال یا انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند.
در یک سیستم هیدرولیک، تامین قدرت توسط دو بخش مختلف که یکی محرک اولیه است و بخش دیگر پمپ هیدرولیک است انجام می شود.
محرک اولیه در سیستم وظیفه تامین نیروی لازم برای به چرخش درآوردن پمپ هیدرولیک را دارد.
در صنعت عموما موتورهای الکتریکی محرک اولیه پمپ هیدرولیک هستند ولی در برخی کاربردها مثل صنعت راه سازی موتورهای احتراقی و سوختی محرک اولیه پمپ هیدرولیک هستند.
در سیستم هیدرولیک فشار به میزان مقاومت موجود در برابر خروجی پمپ هیدرولیک گقته می شود.
در صورتی که خروجی پمپ هیدرولیک با جابجایی مثبت به اتمسفر باز باشد، جریان سیال برقرار می شود و اگر مقاومتی در برابر جریان سیال نباشد، فشار بیشتر از فشار اتمسفر وجود نخواهد داشت.
در صورتی که خروجی پمپ هیدرولیک کاملا بسته باشد، از آنجا که فضایی برای جابجایی یا خرکت سال وجود ندارد، مقاومت بی نهایتی در برابر جریان به وجود می آید. به همین دلیل برای حفاظت از بخش های مختلف سیستم هیدرولیک استفاده از شیر اطمینان الزامی است.
خروجی پمپ هیدرولیک با جابجایی مثبت در صورتی که از نشتی های ناچیز داخل پمپ صرف نظر کنیم ثابت است و وابستگی به فشار سیستم ندارد.
برای پمپ هیدرولیک با جابجایی مثبت برای حفاظت در مقابل فشار اضافی استفاده از شیر کنترل فشار الزامی است.

عملکرد پمپ هیدرولیک

تمامی پمپ های هیدرولیک دارای عملکرد مشابه هستند. چرخه عملکرد پمپ هیدرولیک به دو نیم سیکل تقسیم می شود.
در نیم سیکل اول یک حفره باز می شود و سیال هیدرولیک را به درون پمپ می کشد. پس از مکش سیال به درون پمپ در نیم سیکل دوم، سیال هیدرولیک به سمت پورت خروجی پمپ هیدرولیک حرکت می کند.
یکی از مشخصات مهم پمپ هیدرولیک حجم جابجایی پمپ است که به حجم سیال که در هر سیکل از پمپ خارج می شود گفته می شود.
هر سیکل در یک دور گردش شفت پمپ هیدرولیک صورت می پذیرد. واحد اندازه گیری حجم جابجایی پمپ هیدرولیک اینچ مکعب بر هر دور گردش پمپ می باشد. البته این واحد اندازه گیری در سیستم آمریکایی است. در سیستم SI واحد اندازه گیری حجم جابجایی پمپ هیدرولیک سانتیمتر مکهب در هر دور می باشد.
مشخصه مهم دیگر پمپ هیدرولیک شدت جریان پمپ است. شدت جریان پمپ عبارت است از حجم سیال هیدرولیک که در واحد زمان از پمپ خارج می شود.

انواع پمپ هیدرولیک از نظر نوع جابجایی

پمپ هیدرولیک به دو دسته کلی پمپ هیدرولیک با جابجایی مثبت و پمپ هیدرولیک با جابجایی غیر مثبت تقسیم بندی می شوند.

پمپ هیدرولیک با جابجایی غیر مثبت دارای فشار کم سیال به همراه جریان خروجی بالاست که مصارف خانگی دارد.
پمپ هیدرولیک با جابجایی غیر مثبت در صنعت کاربردی ندارند و صرفا برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می شود.
پمپ هیدرولیک با جابجایی غیر مثبت در گروه های محوری، شعاعی و جریان مختلط قرار می گیرند.

پمپ هیدرولیک با جابجایی مثبت در صنعت بسیار کاربرد دارند و با هر دور دوران محور پمپ، میزان مشخصی از سیال هیدرولیک را در سیستم هیدرولیک جابجا می کنند.
پمپ هیدرولیک با جابجایی مثبت دبی خروجی ثابتی دارند و قابلیت غلبه بر مقاومت جریان اصطکاک و فشار بارهای مکانیکی در سیستم را دارد.

مزایای پمپ هیدرولیک با جابجایی مثبت نسبت به نوع با جابجایی غیرمثبت

• قابلیت کار در فشارهای بالا (تا 1000 Psi و بالاتر)
• سایز فشرده و کوچک
• راندمان حجمی بالا
• انعطاف پذیری بالا (قابلیت انجام کار در رنج گسترده ای از سرعت و فشارهای مورد نیاز)

پمپ های هیدرولیک با جابجایی مثبت در سه گروه تقسیم بندی می شوند که عبارتند از

• پمپ هیدرولیک دنده ای
• پمپ هیدرولیک پرده ای یا کارتریجی
• پمپ هیدرولیک پیستونی

هر یک از گروه های پمپ هیدرولیک با جابجایی مثبت در رنج وسیعی از مدل های مختلف تولید و عرضه می شوند.
پمپ های پیستونی و پره ای در دو نوع جابجایی ثابت یا متغیر هستند.
در پمپ هیدرولیک با جابجایی ثابت مقدار سیال پمپ شده در یک دور دوران محور ثابت است. در حالی که پمپ هیدرولیک با جابجایی متغیر میزان سیال پمپ شده قابل زیاد یا کم شدن است.

انواع پمپ هیدرولیک

پمپ هیدرولیک پیستونی با جابجایی متغیر و ثابت

•  پمپ پیستون محوری
•  پمپ پیستونی شعاعی

پمپ هیدرولیک پره ای

•  پمپ پره ای متعادل (فقط جابجایی مثبت)
•  پمپ پره ای نا متعادل

پمپ هیدرولیک دنده ای (جابجایی مثبت)

• پمپ دنده خارجی (چرخ دنده خارجی)
• پمپ دنده داخلی (چرخ دنده داخلی)

پمپ گوشواره ای
پمپ پیچی
پمپ ژیروتور

پمپ هیدرولیک دنده خارجی

پمپ هیدرولیک دنده خارجی که نوعی پمپ چرخشی است. عملکرد پمپ هیدرولیک دنده ای با چرخش دنده ها که در یکدیگر درگیر هستند صورت می پذیرد.
اجزای داخلی پمپ هیدرولیک دنده ای از دو چرخ دنده درگیر در یکدیگر تشکیل شده است که یکی از آن ها محرک و دیگری متحرک است. قسمت های دیگر پمپ هیدرولیک پوسته، پورت یا دریچه ورودی، پورت و دریچه خروجی می باشند.

در پمپ دنده خارجی، سیال هیدرولیک وارد پمپ هیدرولیک دنده خارجی می شود و با حرکت بین چرخ دنده ها و فضای پوسته پمپ به طرف خروجی پمپ هدایت شده و وارد سیستم هیدرولیک می شود.
چرخ دنده محرک از طریق شفت آن به یک موتور الکتریکی یا احتراقی متصل است که با دوران آن چرخ دنده متحرک نیز به گردش در می آید.
با چرخش هر دو چرخ دنده، دندانه های آن ها از یکدیگر دور شده که سبب افزایش فضای بین آن ها و افت فشار می شود.
افت فشار به وجود آمده یک خلا نسبی پدید می آورد که باعث مکش روغن از مخزن به سمت پمپ هیدرولیک دنده خارجی می شود.
داخل محفظه پمپ دنده خارجی هیدرولیک چرخ دنده ها آب بند هستند، بنابراین روغن توانایی برگشت به طرف پورت ورودی ندارد.
هنگامیکه دندانه های چرخ دنده ها در یکدیگر فرو می روند و حجم بین آن ها کوچک شده و روغن به سمت پورت خروجی تخلیه می شود.
پمپ هیدرولیک دنده خارجی قابلیت کار در سیستم هایی با فشار 200 بار را دراد.
رنج لیتراژ خروجی پمپ دنده خارجی هیدرولیک از 1.5 لیتر بر دقیقه تا 225 لیتر بر دقیقه می باشد.
قیمت ارزان پمپ هیدرولیک دنده خارجی از مهم ترین مزیت های آن است.

پمپ هیدرولیک دنده داخلی

پمپ هیدرولیک دنده داخلی با نام پمپ ماه و ستاره ای نیز شناخته می شوند.
از ویژگی های خیلی مهم پمپ دنده داخلی هیدرولیک تولید صدای خیلی کم آن هاست.
اجزای داخلی پمپ دنده داخلی هیدرولیک عبارتند از چرخ دنده محرک، چرخ دنده متحرک، صفحه هلالی شکل و پوسته.

چرخ دنده محرک به وسیله یک موتور الکتریکی با احتراقی به گردش در می آید.
صفحه هلالی شکل که برای آب بندی بین ورودی و خروجی پمپ به صورت ثابت قرار دارد.
دو چرخ دنده داخل پمپ دنده داخلی هیدرولیک هم مرکز نیستند و زمانی که چرخ دنده ها حرکت می کنند، دنده های آن ها از درگیری خارج می شوند.
باز شدن دندانه ها از یکدیگر باعث افزایش ناگهانی حجم و ایجاد خلا می شوند که در نتیجه سیال هیدرولیک به داخل پمپ مکیده می شود.
سیال مکیده شده درون پمپ با ادامه دوران چرخ دنده ها و درگیر شدن دوباره دندانه های آن ها به طرف پورت خروجی پمپ هدایت می شود.
پمپ هیدرولیک دنده داخلی قابلیت کار در سیستم هایی با فشار 330 بار را دراد.
رنج لیتراژ خروجی پمپ دنده خارجی هیدرولیک از 2.5 لیتر بر دقیقه تا 377 لیتر بر دقیقه می باشد.
تولید صدای کم پمپ هیدرولیک دنده داخلی از مهم ترین مزیت های آن است.
پمپ هیدرولیک دنده داخلی با دبی خروجی متغیر تولید نمی شود.

کاربرد پمپ هیدرولیک دنده داخلی

• پرس ها
•  ماشین های تزریق پلاستیک
•  ماشین ابزار ها
• خودروهایی که در محیط های سر بسته کار می کنند مثل لیفتراک و …

پمپ هیدرولیک پیچی

پمپ هیدرولیک پیچی در دسته پمپ های هیدرولیک دنده ای قرار می گیرد. حجم جابجایی آن ها ثابت بوده و مشخصات آن بسیار شبیه پمپ هیدرولیک دنده داخلی است.
مشخصه مهم پمپ هیدرولیک پیچی یا اسکرو کم صدا بودن آن است که شبیه پمپ هیدرولیک دنده داخلی است.
پمپ هیدرولیک پیچی به سه گروه یک پیچ، دو پیچ و سه پیچ تقسیم می شود.
پمپ هیدرولیک پیچی تک پیچ، دارای یک محورحلزونی در درون پوسته پمپ است که دوران می کند.
پمپ هیدرولیک پیچی دو پیچ، دارای دو محورحلزونی موازی در درون پوسته پمپ است که با یکدیگر در تماس هستند و دوران می کنند.
پمپ هیدرولیک پیچی سه پیچ، دارای یک محورحلزونی درمرکز پوسته و دو محورحلزونی هرزگرد در دو سمت آن می باشد.

پمپ هیدرولیک ژیروتوری

پمپ ژیروتوری هیدرولیک نیز بسیار مشابه پمپ دنده داخلی هیدرولیک است.
عضو ژیروتور در پمپ هیدرولیک دنده ای، به وسیله یک محرک خارجی به دوران در می آید و روتور گردان درگیر با خود را می چرخاند.
با چرخش ژیروتور و روتور و آب بندی مناسب بین نواحی داخلی پمپ، سیال به بیرون از پمپ، پمپاژ می شود.

پمپ هیدرولیک گوشواره ای

پمپ هیدرولیک گوشواره ای نیز مشابه پمپ دنده داخلی هیدرولیک است که صدای کمتری از آن ها تولید می کند.
در پمپ هیدرولیک گوشواره ای که از دو گوشواره با محرک خارجی تشکیل شده است، دندانه ها با یکدیگر درگیر نیستند.

پمپ هیدرولیک پره ای

پمپ هیدرولیک پره ای که با نام پمپ هیدرولیک کارتریجی نیز شناخته می شود برای پمپاژ و حرکت سیال در سیستم هیدرولیک از پره های کشویی استفاده می کند.
پمپ هیدرولیک پره ای از دو قسمت اصلی روتور و بدنه تشکیل شده است.

بر روی روتور شیارهایی وجود دارد که پره هابر روی آن قرار می گیرند. پره ها قابلیت حرکت به صورت شعاعی در داخل شیارهای روتور را دارند.
روتور به کمک یک محور به موتور الکتریکی یا احتراقی متصل می شود و به همراه آن گردش می کند.
پمپ هیدرولیک پره ای یا کاتریجی به دو دسته پمپ هیدرولیک پره ای بالانس و پمپ هیدرولیک پره ای غیر بالانس تقسیم می شوند.

پمپ هیدرولیک پره ای غیربالانس

پمپ پره ای غیر بالانس یا نا متعادل دارای روتور خارج از مرکز درون پوسته است که به خاطر نیروی گریز از مرکز و دوران روتور، پره های پمپ از شکاف روتور خارج می شوند و با پوسته یا رینگ بادامکی برخورد می کنند.تماس پره ها با رینگ بادامکی باعث ایجاد آب بندی مناسب بین پره ها و رینگ بادامکی یا پوسته می شود.
روتور و سطع بادامکی به صورت خارج از مرکز نسبت به یکدیگر قرار دارند که سبب می شود هنگام دوران روتور، پره ها دارای کورس حرکتی باشند. در نتیجه فضای بین پره ها و پوسته زیاد شده و درنتیجه کاهش فشار و به وجود آمدن خلا را در پی دارد که به این ترتیبسیال به داخل پمپ مکیده می شود.
با ادامه دوران روتور، حجم محفظه کم شده و سیال با فشار به بیرون پمپ رانده می شود.

پمپ هیدرولیک پره ای غیر بالانس برای فشار های پایین در محدوده 35 تا 140 بار کاربرد دارند. (بالانس 280 بار)
نقطع ضعف و عیب مهم پمپ هیدرولیک غیر بالانس یا نا متعادل اعمال فشار یک طرفه به محور پمپ ویاتاقان های محور است.

پمپ هیدرولیک پره ای بالانس یا متعادل

برای از بین بردن فشار روی یاتاقان ها از پمپ پره ای بالانس استفاده می شود.
محفظه پمپ هیدرولیک پره ای بیضی است و در طراحی آن ها دو پورت ورودی و دو پورت خروجی قرار داده شده است.
دو پورت ورودی متصل به هم در دو سمت پمپ، توازن فشار و جریان را بر روی بدنه پمپ به وجود می آورند.
دو پورت خروجی متصل به یکدیگر در دو سمت روتور نیز تعادل فشار را برای دو طرف پمپ به وجود می آورد.
بار شعاعی فشار در پمپ هیدرولیک کارتریجی بالانس در دو طرف باهم برابر و در خلاف جهت یکدیگر هستند. این امر باعث ایجاد توازن هیدرولیکی می شود. بار محوری نیز با برابر کردن فشار در دو سمت روتور از بین می رود.
پمپ هیدرولیک کارتریجی در دو دسته دبی متغیر و دبی ثابت تقسیم بندی می شوند.
پمپ هیدرولیک پره ای بالانس برای فشار های تا 280 بار مناسب است و کاربرد دارد.

پمپ هیدرولیک پیستونی

پمپ هیدرولیک پیستونی در صنایع مختلف کاربرد بسیار زیادی دارد. پمپ هیدرولیک پیستونی از قابلیت توان به وزن بیشتری نسبت با سایر انواع پمپ های هیدرولیک دارا است. به خاطر همین ویژگی قیمت پمپ هیدرولیک پیستونی از سایر پمپ ها بیشتر است.
از دیگر ویژگی های پمپ هیدرولیک پیستونی بازدهی و راندمان بالای آن در صورت آب بندی دقیق و مناسب است.
از آنجا که طراحی و ساخت پمپ هیدرولیک پیستونی پیچیده است، سرویس و نگهداری و تعمیرات آن دشوارتر از سایر پمپ ها است.
پمپ هیدرولیک پیستونی از نوع پمپ گردان است که توانایی پمپاژ سیال یا روغن هیدرولیک با غلظت های مختلف را دارد.
پمپ هیدرولیک پیستونی در سیستم های هیدرولیکی فشار بالا مثل دستگاه های پرس کاربرد بسیاری دارد.
در پمپ پیستونی هیدرولیک تعداد زیادی پیستون و سیلندر وجود دارد که پیستون ها درون سیلندر، به صورت رفت و برگشتی کار انجام می دهند.
روغن یا سیال هیدرولیک وارد سیلندر شده و به درون سیستم هیدرولیک هدایت می شود.
پمپ هیدرولیک پیستونی به طور کلی به دو گروه پیستونی شعاعی و محوری تقسیم بندی می شوند که هم می توانند جابجایی متغیر و هم جابجایی ثابت داشته باشند.
ساده ترین پمپ هیدرولیک پیستونی، پمپ تک پیستونی است. از آنجا که این ساختار بسیار ساده است و در سیستم های هیدرولیک دستی کاربرد دارد.
در سیستم های هیدرولیک مکانیزه پمپ هیدرولیک چند پیستونی مورد استفاده قرار می گیرد.

اگر بخواهیم پمپ های پیستونی هیدرولیک را به صورت دقیق تر طبقه بندی کنیم، این پمپ ها در سه دسته قرار می گیرند:

• پمپ هیدرولیک پیستونی محوری
• پمپ هیدرولیک پیستونی شعاعی

پمپ هیدرولیک پیستونی محوری

پمپ هیدرولیک پیستونی محوری، دارای پیستون هایی است که با محور اصلی پمپ به صورت موازی و بر روی یک محیط دایره ای در اطراف آن قرار گرفته اند.
پمپ هیدرولیک پیستونی محوری خود به دو دسته پمپ پیستونی محوری با صفحه زاویه گیر و پمپ هیدرولیک پیستونی محوری خمیده یا پمپ پیستونی سرکج تقسیم بندی می شود.

پمپ هیدرولیک پیستونی شعاعی

پیستون ها در پمپ هیدرولیک پیستونی شعاعی، به صورت شعاعی نسبت به محور اصلی پمپ قرار دارند.
بلوکه سیلندرها با خار به محور محرک پمپ متصل است. با دوران محور پمپ، با اینکه بدنه ثابت است پیستون ها و بلوک سیلندر به چرخش در می آید.
یلوک سیلندرها نسبت به بدنه در خارج از مرکز قرار دارد.
پمپ پیستونی شعاعی نیز به دو دسته پمپ هیدرولیک پیستونی شعاعی خارج از مرکز و پمپ پیستونی شعاعی بادامکی تقسیم بندی می شود.

نحوه انتخاب پمپ هيدروليک

برای انتخاب پمپ هیدرولیک لازم است تا مجموعه ای از مشخصات پمپ را باید در نظر گرفت. از جمله مشخصات و پارامترهای موثر در انتخاب پمپ هیدرولیک عبارت است از:

• حداکثر فشار کاری
• حداکثر دبی خروجی
• نوع سیال (در پمپ های هیدرولیک لزوما روغن هیدرولیک است)
• اندازه و وزن
• بازدهی پمپ
• قابلیت دسترسی و تعویض اجزاء
• نگهداری و قطعات یدکی
• سر و صدای پمپ
• قیمت پمپ

کاربرد پمپ هیدرولیک

پمپ هیدرولیک از پرکاربردترین انواع پمپ درصنایع مختلف می باشد. پمپ هیدرولیک به دلیل انتقال توان و قدرت بالا در خیلی از دستگاه های صنعتی و ماشین های راهسازی مثل جرثقیل ها مورد استفاده قرار می گیرد. سایر کارردهای پمپ هیدرولیک عبارتست از:

• یونیت های هیدرولیک صنعتی
• دستگاه های پرس سنگین
• ماشین های کشاورزی
• ماشین های راهسازی
• ماشین های ساختمانی
• کشتی سازی
• صنایع نظامی
• صنایع هوایی

مزایای پمپ هیدرولیک

به طور کلی پمپ هیدرولیک از آنجا که نیاز به تعمیر و نگهداری مداوم ندارند و راه اندازی آنها آسان است، مورد توجه بسیاری از طراحان هستند. در سیستم های هیدرولیک، انتقال قدرت به وسیله فشار سیال هیدرولیک صورت می گیرد و هر چه مقدار فشار سیستم بیشتر باشد انتقال توان و گشتاور در سیستم بالاتر می رود از جمله مزایای پمپ های هیدرولیک می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• راندمان بالا
• طراحی های جمع و جور و مناسب
• صدای کم
• ذخیره انرژی
• عیب یابی راحت
• تنوع در انتخاب

قیمت پمپ هیدرولیک

قیمت پمپ هیدرولیک به عوامل مختلفی بستگی دارد. همانطور که گفته شد از میان انواع پمپ های هیدرولیک، پمپ هیدرولیک پیستونی از سایر پمپ های هیدرولیک بیشتر است.
مهمترین عوامل و فاکتورهایی که در قیمت پمپ هیدرولیک موثر است می توان به ظرفیت و فشار پمپ، برند و شرکت سازنده اشاره کرد.

برند های سازنده پمپ هیدرولیک

• پمپ هیدرولیک ایتون ( Eaton )
• پمپ هیدرولیک پارکر ( Parker )
• پمپ هیدرولیک بوش رکسروت ( Bosch Rexroth )
• پمپ هیدرولیک دانفوس ( Danfoss )
• پمپ هیدرولیک هما (Hema)
• پمپ هیدرولیک ویکرز (Vickers)
• پمپ هیدرولیک زد بی اف (ZBF)
• پمپ هیدرولیک آرافن (Arafan)
• پمپ هیدرولیک مرزوکی (Marzocchi)