پمپ دنده ای هیدرولیکی

پمپ دنده ای از جمله پرکاربردترین گروه پمپ های هیدرولیک هستند که به دو گروه اصلی پمپ دنده داخلی و پمپ دنده خارجی تقسیم می شوند که با توجه به نوع نیاز در هر صنعتی می توان از آنها استفاده کرد. حرکت اصلی در این پمپ ها به صورت رفت و برگشت نیست، بلکه چرخش است که منجر به انجام کار در این پمپ ها می شود. نحوه عملکرد پمپ دنده ای هیدرولیک به این ترتیب است که در داخل آن دو چرخ دنده با هم درگیر هستند که به یکی از آنها چرخ دنده هرزگرد و به دیگری چرخ دنده محرک گفته می شود. هرگاه چرخ دنده ها حرکت کنند، دندانه ها از هم فاصله گرفته و به این ترتیب با ایجاد مکش، سیال به داخل دندانه ها کشیده شده و سپس همزمان با عبور از میان دندانه ها به طرف دریچه خروجی پمپ حرکت می کند. آببندی بین دندانه های پمپ این اجازه را نمی دهد که روغن به سمت دریچه ورودی باز گردد و الزاما به سمت خروجی پمپ حرکت خواهد کرد.

نحوه عملکرد پمپ دنده ای هیدرولیک:

پمپ دنده ای هیدرولیک در گروه پمپ های جابجایی مثبت قرار می گیرد؛ در این نوع پمپ ها با هر دور چرخش دندانه ها حجم معینی سیال از داخل پمپ عبور می کند. با توجه به اینکه پمپ های دنده ای قادر هستند محدوده وسیعی از دبی و فشار کاری را پوشش می دهند، پرکاربردترین گروه از پمپ های هیدرولیک محسوب می شوند؛ علاوه بر این با توجه به قیمت این پمپ ها کاربردشان برای ساخت یونیت هیدرولیک نیز مناسب می باشد.

انواع پمپ هیدرولیک دنده ای

در پمپ های دنده ای هیدرولیک با دو گروه اصلی این تجهیز صنعتی روبرو هستیم:

1. پمپ دنده ای خارجی
2. پمپ دنده ای داخلی

شمای ساده نحوه کارکرد پمپ دنده ای هیدرولیک

پمپ دنده خارجی هیدرولیک (External gear pumps)

دلایل استفاده گسترده از پمپ های دنده ای خارجی در سیستم های هیدرولیکی به شرح ذیل می باشند:

1. ایجاد فشار نسبتا بالا با توجه به حجم کم
2. ارزان قیمت بودن
3. گستردگی در سرعت
4. محدوده دما و ویسکوزیته گسترده

همانطور که در شکل زیر مشاهده می شود، پمپ دنده خارجی هیدرولیک از دو چرخ دنده (7) و (8) و یک شفت (3) تشکیل شده است. که در داخل یک پوسته شماره (1) قرار گرفته است.

در پمپ دنده خارجی هیدرولیک با چرخش یکی از چرخ دنده ها بوسیله سیستم محرک، به چرخش درآمده و چرخ دنده دیگر نیز می چرخد. فضای بین دندانه ها، پوسته و صفحات جانبی، جریانی از روغن را پدید می آورند. در ناحیه ای که دندانه ها از درگیری خارج می شوند و حجم محفظه افزایش می یابد، یک فشار منفی در خط مکش ایجاد شده و رو به افزایش می گذارد. بدین ترتیب سیال موجود در مخزن تحت فشار اتمسفر از مجرای S وارد خط مکش شده و فضای بین دندانه ها را پر می کند.

در این ناحیه و به دلیل وجود آب بند داخلی، روغن به سمت مجرای خروجی پرفشار P فرستاده می شود. در پمپ دنده ای هیدرولیک توجه به تجهیز نشت بند بسیار مهم به نظر می رسد.

نقشه مهندسی تجهیزات داخلی و شمای کلی یک پمپ دنده ای خارجی

• 1= محفظه
• 2= فلنج
• 3= شفت ورودی
• 4 و 5= محل قرار گیری بلبرینگ ها
• 6= پوشش خارجی
• 7 و 8= چرخدنده ها
• 9= نشت بند (سیل)

در پمپ دنده ای خارجی هیدرولیک، با دو نوع متفاوت رو به رو هستیم:

1. یک محوره
2. دو محوره

این تقسیم بندی زیرمجموعه چرخ دنده های ساده و یا هلیکال (مارپیچ) است. نوع هلیکال اصولا در مواردی استفاده می شود که جریان آرام تری نسبت به چرخ دنده ساده می خواهیم و همچنین ظرفیت بالاتری از پمپ دنده ای لازم داریم. اگرچه حتی چرخ دنده ساده نیز جریان آرام و یکنواختی تولید می کند. معمولا نوع کوچک این پمپ ها در سرعتی بین 1750 دور در دقیقه تا 3450 دور در دقیقه و در نوع بزرگ پمپ تا 650 دور در دقیقه کار می کنند.

پمپ دنده خارجی نسبت به سایر انواع گروه های پمپ دنده ای هیدرولیک کاربرد چشمگیرتری دارد. پمپ دنده ای خارجی هیدرولیک دارای تلرانس اندکی می باشد و شافت اصلی از دو طرف ساپورت می شود. این مطلب باعث می شود ظرفیت پمپاژ آن تا 200 BAR/3000psi برسد، که پمپ دنده ای خارجی را برای استفاده از هیدرولیک مناسب می کند.

در تصویر زیر نحوه عملکرد پمپ دنده خارجی را مشاهده می کنیم. روغن هیدرولیک از یک سمت وارد شده و با عبور از بین چرخ دنده ها به سمت خروجی حرکت می کند؛ به این ترتیب با کمک پمپ دنده ای هیدرولیک انرژی روغن هیدرولیک، تبدیل به انرژی مکانیکی می شود.

در پمپ دنده داخلی هیدرولیک می توان به ویژگی کم صدا بودن آن ها اشاره کرد. به همین خاطر از این تجهیز صنعتی در هیدرولیک صنعتی و وسایلی که در محیط بسته کار می کنند، استفاده می شود. از این نوع پمپ هیدرولیک دنده ای معمولا به منظور روانکاری پمپ روغن و تغذیه به عنوان شارژ پمپ، در فشار های کمتر از 1000 PSI استفاده می شود.

شکل زیر اجزای تشکیل دهنده یک پمپ دنده داخلی هیدرولیک را نشان می دهد. همان طور که مشاهده می شود، پمپ دنده داخلی هیدرولیک شامل یک چرخ دنده خارجی (4)، شفت (3) و پوسته خارجی (1) است.

نقشه مهندسی و اجزای تشکیل دهنده یک پمپ دنده داخلی هیدرولیک

1. محفظه
2. پوسته
3. روتور چرخ دنده
4. چرخ دنده داخلی
5. نمای کلی

دوران چرخ دنده ها در پمپ هیدرولیک دنده ای بواسطه انتقال قدرت به آن ها باعث شده که روغن مکیده شده از منبع به محفظه بین دنده ها هدایت شود. بدین ترتیب فضای بین دنده ها افزایش یافته و موجب مکش سیال می شود. این افزایش فضای مکش در یک زاویه 120 درجه اتفاق می افتد. وقتی که محفظه ها به دریچه فشار می رسند، فضای بین دنده ها کاهش می باید و روغن پرفشار به مجرای خروجی رانده می شود.

پمپ دنده داخلی هیدرولیک (پمپ ماه و ستاره ای هیدرولیک)

به طور کلی پمپ دنده داخلی به دلیل داشتن ابعاد فشرده و قیمت به نسبت ارزان در سیستم های هیدرولیک، کاربرد چشمگیری دارند. پمپ های دنده داخلی نمونه ای از پمپ های دنده ای هیدرولیک هستند که گاها با نام پمپ ماه و ستاره ای شناخته می شوند.

کاربرد پمپ دنده داخلی هیدرولیک یا پمپ ماه و ستاره بیشتر برای روغنکاری و تغذیه در فشارهای کاری کمتر از 1000 psi است اما انواع چند مرحله ای این پمپ ها امکان کار در فشارهای 4000 psi را هم فراهم می کند.

با مشاهده شکل بالا ساختمان و نحوه عملکرد پمپ دنده داخلی را مشاهده می کنیم که شامل یک چرخ دنده داخلی، یک چرخ دنده ساده، آب بندی هلالی شکل و پوسته خارجی است. با دوران چرخ دنده ها به دلیل انتقال قدرت موجب مکش سیال از مخزن و هدایت روغن در اطراف آب بند هلالی شکل می شود، این آب بند مانند یک جدا کننده مجاری مکش و تخلیه عمل می کند و هرگاه دندانه ها در سمت دیگر آب بند با یکدیگر درگیر شوند، سیال به سمت مجرای خروجی پمپ رانده خواهد شد.

مزایا و معایب پمپ دنده داخلی هیدرولیک

پمپ دنده داخلی مانند هر تجهیز صنعتی دیگر می تواند مزایا و معایب خاص خود را داشته باشد. مزیت های استفاده از پمپ دنده ای هیدرولیک بسیار بیشتر از معایب آن است که همین موضوع توجیه مناسبی برای استفاده از این پمپ ها در صنایع است.

از جمله مزیت های پمپ دنده داخلی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

تعمیر و نگهداری آسان داشته و همچنین جریانی پیوسته و بدون پالس دارند و یک مزیت مهم دیگر اینکه قادرند در هر دوجهت چرخش کنند (چرخش در هر دو جهت به این معناست که می توانند به عنوان پمپی برای تخلیه یا پر کردن مخزنی مورد استفاده قرار بگیرند.)

این پمپ ها دارای سرعت عملکرد و فشار نسبتا پایینی هستند که در برخی موارد می تواند از معایب این پمپ ها محسوب شود. علاوه بر موارد ذکر شده وزن کم پمپ های دنده داخلی و مناسب بودن این پمپ ها برای کار با سیال هایی با ویسکوزیته های مختلف مزیت مهمی محسوب می شود؛ همچنین لازم به ذکر است که پمپ های دنده داخلی کم صداتر از پمپ های دنده خارجی هستند.

در شکل زیر نمایی از یک پمپ دنده داخلی هیدرولیک یا پمپ ماه و ستاره هیدرولیک را مشاهده می کنیم که به واسطه برش بدنه آن امکان دیدن اجزای داخلی اش فراهم شده است.

معمولا از پمپ های دنده ای داخلی هیدرولیک در موارد زیر استفاده می شود:

1. پمپ دنده ای داخلی هیدرولیک درعین حال که جهت پمپ کردن سیالات رقیق مانند حلال ها، روغن ها و غیره کاربرد دارد، برای سیالات غلیظی چون آسفالت، شکلات و قیر نیز استفاده می شود.
2. در ماشین آلات راهسازی مانند پمپ فرمان و پمپ هیدرولیک کاربرد دارد.
3. پمپاژ انواع روغن ها و روغن داغ، روانکار های صنعتی، سوخت (گاز مایع، بنزین، گازوئیل، مازوت، نفت سیاه و غیره)
4. برای پمپاژ رزین ها و پلیمر ها
5. الکل ها و حلال ها
6. فوم پلی یورتان
7. مواد غذایی مانند شکلات، کره بادام زمینی، رنگ، جوهر، رنگ دانه
8. صابون
9. گلیکول

جنس ساختاری پمپ دنده داخلی هیدرولیک

1. بدنه (سر، پوسته، براکت): چدن، فولاد، فولاد ضد زنگ
2. چرخ دنده ها: چدن، فولاد، فولاد ضد زنگ
3. بوش: گرافیت کربن، برنز، کاربید سیلیسیم، کاربید تنگستن، سرامیک، Colomony و مواد دیگر
4. شافت: فولاد آلیاژی، استنلس استیل
5. آب بند شافت: آب بندی مکانیکی جزء آب بندی مکانیکی کاتریج استاندارد، آب بندی مانع گاز، پمپ های محور مغناطیسی

چطور عمر پمپ دنده داخلی هیدرولیک خود را افزایش دهیم؟

رعایت کردن مجموعه ای از قواعد ساده می تواند عمر هر تجهیز صنعتی را بیشتر کند. از جمله عوامل تاثیرگذار برای بهبود عملکرد پمپ های دنده داخلی یا پمپ ماه و ستاره جهت افزایش طول عمر آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد.

• روغن وارد شده در پمپ باید تمیز و عاری از هرگونه آلودگی باشد.
• 
  
• پمپ حین کار حاوی روغن باشد یا به اصطلاح خشک نباشد، خشک کار کردن منجر به سایش دندانه های پمپ خواهد شد.
• هر شرکت تولید کننده پمپ دنده داخلی مجموعه ای از الزامات را جهت نگهداری پمپ ذکر می کند که حتما باید آن ها را رعایت کرد.
• در صورت مشاهده نشت روغن از پمپ، در اولین فرصت مشکل را برطرف کرد.
• لرزش بیش از حد پمپ هم یک عامل اخطار دهنده برای اشکال در مدار است.

نحوه عملکرد پمپ دنده ای هیدرولیک از نوع دنده