اولين نکته ای که در انتخاب پمپ مناسب هيدروليك براي يك كاربرد معين می بایست مدنظر قرار داد، بررسي ميزان فشار و جريان مورد نياز در مدار است لذا اول باید منحني جريان و فشار در يك چرخه زماني محاسبه شود و در همین راستا همزماني مصرف در فاکتور های مختلف مربوطه مشخص گردد تا حداكثر جريان مورد نياز معین گردد. براي انتخاب پمپ هیدرولیک مناسب می بایست به موارد ذيل توجه نمود:
اضافه کردن ده درصد دبی به دبی تعیین شده در سايزينگ پمپ
در شير اطمينان یا شیر فشار شكن، فشار تنظيمي بايد معادل ده درصد افزون تر از فشار كاري سيستم باشد.
در نهایت این دو فاکتور باعث اعمال توان بيشتر در سيستم هيدروليك تزريق می گردد.
آنچه به عنوان نیرو محرکه در سیستم های هیدرولیک عمل می کند، موتورهای احتراقی یا الکتروموتورها هستند. محدوده سرعت های تعریف شده برای الکتروموتورها بین 1200 تا 1800 rpm است؛ البته لازم به ذکر است که در کاربردهای هوایی و فضایی، پمپ با سرعت 2000 rpm هم به کار می رود. در مواردی که سیستم متحرک است و یا اینکه مشکل کمبود فضا وجود دارد و همچنین ویژگی وزن و حجم پمپ مهم است، باید از واحد های کوچک که دارای سرعت بالایی هستند، استفاده کرد.
پمپ هیدرولیک چیست؟
در هر سیستمی قسمتی وجود دارد که قلب سیستم نام گرفته است که بدون وجود آن، سیستم از کار می افتد. در یک مدار هیدرولیکی این پمپ است که اگر از کار بیفتد سایر اجزای سیستم هم قادر به ادامه فعالیت نمی باشند.
برخلاف بعضی از تعاریف اشتباه پمپ در مدار فشار ایجاد نمی کند و وظیفه آن تولید و به جریان انداختن مایع مورد نظر ما می باشد. به عبارتی دیگر پمپ انرژی مکانیکی سیستم هیدرولیک را به کمک موتورهای الکتریکی، احتراقی و غیره تامین می کند. در اصل در یک سیستم هیدرولیک فشار بیانگر میزان مقاومت به وجود آمده در مقابل خروجی پمپ است. برای مثال اگر خروجی یک پمپ با جا به جایی مثبت، به اتمسفر باز باشد، ضمن برقراری جریان سیال، به دلیل نبودن مقاومت در برابر جریان، فشاری بالاتر از فشار اتمسفر وجود نخواهد داشت. متقابلا در صورت مسدود شدن کامل خروجی پمپ، مقاومت بی نهایتی به صورت تئوریک در مقابل جریان ایجاد می گردد زیرا فضایی برای حرکت سیال وجود ندارد؛ بنابراین به منظور حفاظت از اجزاء سیستم هیدرولیک، استفاده از شیر اطمینان ضروری است. شیر اطمینان با رسیدن فشار سیستم به مقدار تنظیمی، مسیر عبور جریان به مخزن را باز نموده و حداکثر سطح فشار در مدار را محدود می کند.
به بیانی ساده می توان دریافت که جریان خروجی پمپ با جابجایی مثبت (با صرفنظر از نشتی های جزئی داخلی پمپ) ثابت بوده و به فشار سیستم وابسته نمی باشد. بنابراین، در صورتی که مکانی برای حرکت سیال وجود نداشته باشد (مانند مسدود بودن شیر یا رسیدن عملگر به انتهای کورس) و یا در صورت افزایش بیش از حد بار مقاوم، استفاده از شیر کنترل فشار (شیر اطمینان) جهت حفاظت پمپ های جا به جایی مثبت در مقابل فشار اضافی ضرورت می یابد
پمپ ها به دو دسته جابجایی غیر مثبت و جابجایی مثبت دسته بندی می شوند.
پمپ های جابجایی غیرمثبت به دلیل فشار کم مایع و جریان خروجی بالا مصارف خانگی داشته که بیشتر برای انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه دیگر استفاده می شوند و در صنعت کاربردی ندارند. حداکثر ظرفیت فشاری آنها به 250 تا 300 پوند بر اینچ مربع محدود می گردد و در سه دسته شعاعی، محوری و جریان مختلط قرار می گیرند. پمپ گریز از مرکز و محوری نمونه هایی پرکاربرد از پمپ هیدرولیک جا به جایی غیر مثبت هستند.
دسته بندی دوم پمپ ها، پمپ های صنعتی هستند که جابجایی مثبت نام گذاری شده اند. این نوع پمپ ها کاربرد وسیعی در صنعت هیدرولیک داشته و به ازای هر دور چرخش محور پمپ، مقدار مشخصی از مایع را به سیستم هیدرولیک ارسال می کند و توانایی غلبه بر فشار حاصل از بارهای مکانیکی سیستم و نیز مقاومت ایجاد شده در مقابل جریان اصطکاک را دارا می باشند.
از مزایای پمپ های با جابجایی مثبت نسبت به نوع با جابجایی غیرمثبت به موارد زیر می توان اشاره کرد:
توانایی کار در فشارهای بالا (تا 1000 Psi و بالاتر)
ابعاد کوچک و فشرده
بازده حجمی بالا
انعطاف پذیری بالا (توانایی انجام کار در محدوده وسیعی از فشارها و سرعت های مورد ناز)
پمپ دنده خارجی چیست؟
پمپ دنده ای، نوعی پمپ دورانی است که عمل پمپ در آن با چرخش دنده ها در یکدیگر انجام می شود. اجزای این پمپ از دو عدد چرخ دنده که باهم درگیر هستند، یکی از این چرخ دنده ها محرک و دیگری متحرک می باشند، پوسته، یک پورت ورودی (مکش) و یک پورت خروجی (فشار) می باشند.
در این نوع، روغن وارد پمپ می شود، بین دندانه ها و پوسته پمپ حرکت می کند و از خروجی پمپ وارد سیستم هیدرولیک می شود.شفت چرخ دنده محرک به الکتروموتور یا احتراق داخلی وصل می شود، که با چرخش آن و درگیری این دو چرخ دنده ها با هم، چرخ دنده مجاور هم به حرکت در می آید.
با دورشدن دندانه ها از یکدیگر، فضای میان دندانه ها افزایش، فشار افت پیدا می کند که این افت فشار باعث ایجاد خلاء نسبی بین آن ها می شود. و در نتیجه ی فشار جو، روغن از سمت مخزن به فضای میان دندانه ها رانده می شود.
روغن بین دندانه ها و پوسته ی پمپ حرکت می کند و به دلیل آب بند بودن بین دو چرخ دنده سیال قابلیت بازگشت به ابتدای پمپ را ندارد، در ادامه با فرورفتن دندانه ها در یکدیگر و کوچک شدن حجم بین آن ها روغن پر فشار از خروجی پمپ تخلیه می شود. این عمل همان عمل جابجایی مثبت است.
پمپ دنده داخلی چیست؟
مهمترین مشخصه پمپ های چرخ دنده داخلی (پمپ های ماه و ستاره ای) سرو صدای خیلی اندک آن ها می باشد. از این نوع پمپ ها در هیدرولیک صنعتی (پرس ها، ماشین های تزریق پلاستیک، ماشین ابزار ها و غیره) و همچنین در خودروهایی که در محیط های سر بسته کار می کنند (لیفتراک و غیره) استفاده می شود.
ساختمان و عملکرد یک پمپ دنده داخلی که متشکل از یک چرخ دنده محرک که اغلب توسط الکتروموتور یا موتور احتراق داخلی به حرکت در می آید و یک چرخ دنده داخلی که متحرک هست و یک صفحه هلالی شکل بین ورودی و خروجی پمپ که وظیفه آب بندی را بر عهده خواهد داشت تا سیال به مخزن برنگردد.قطعه هلالی شکل ثابت می باشد.
بنابراین هنگامی که این دو چرخ دنده (که با هم، هم مرکز نمی باشند) به گردش در آمده و دنده ها از درگیری خارج می شوند. در این حالت محفظه های پمپ که بین این دو چرخ دنده قرار دارند، در محل دهانه ورودی باز شده و به دلیل افزایش ناگهانی حجم، خلاء ایجاد می شود. در نتیجه ناحیه مکش را به وجود می آورند. در ادامه، گردش چرخ دنده روتور و چرخ دنده داخلی موجب مکش سیال از مخزن و هدایت آن در امتداد سیل هلالی شکل می گردد. این فرآیند به تدریج روی چندین دندانه گسترش یافته تا در نهایت در دهانه خروجی دندانه های دو چرخ دنده به یکدیگر نزدیک شده و هنگامی که دندانه ها در طرف دیگر آب بند هلالی شکل با یکدیگر درگیر می شوند، روغن هیدرولیک به طرف مجرای خروجی پمپ رانده شده و دهانه خروجی بسته می شود.