انواع پمپ های هیدرولیکی
پمپ هایی که در هیدرولیک روغنی کاربرد دارند به 3 گروه اصلی زیر تقسیم می شوند :
پمپ های چرخ دنده ای
پمپ های پره ای
پمپ های پیستونی
پمپ های چرخ دنده ای شامل دو چرخ دنده می باشند . این چرخ دنده ها با همدیگر جفت شده و زمانی که یکی از آنها توسط عاملی به گردش در می آید ، دیگری را نیز می گرداند . این پمپ از نوع جابجایی مثبت بوده و میزان دبی آنها را می توان با تغییر سرعت گردش محور محرک تغییر داد . دبی یا بازدهی این پمپ ها عمدتاً به دقت و تماس مناسب سطوح دنده های درگیر (آب بندی سطوح دنده ها) بستگی دارد .
پمپ های دنده ای را می توان به انواع مختلف تقسیم کرد .
الف : پمپ های چرخ دنده ای ساده
فشار تئوریک در پمپ های چرخ دنده ای ثابت در نظر گرفته می شود . منظور از فشار تئوریک این است که در عمل در اکثر پمپ های چرخ دنده ای امکان بروز نشت داخلی روغن و لغزش سطوح دنده ها وجود داشته که این خود موجب کاهش فشار می گردد . بدین ترتیب بازده این قبیل پمپ ها می تواند تا 5 در صد کاهش یابد . متداول ترین این پمپ ها متشکل از یک چرخ دنده است که مطابق شکل (1 )درون یک محفظه جاوی دریچه ورود و خروج روغن قرار می گیرند . یکی از چرخ دنده ها متصل به شافت محرک می باشد . با چرخش چرخ دنده اول در جهتی که در شکل مشخص شده است حرکت چرخ دنده دوم در خلاف جهت آن امکان پذیر می گردد . محفظه مکش به مخزن روغن متصل است . چرخش چرخ دنده ها باعث ایجاد خلاء شده و فشار منفی حاصل و نیز فشار اتمسفر بر سطح روغن در مخزن سبب جریان روغن از مخزن به بیرون می شود . عمل مکش روغن از طریق دریچه ورودی به اجراء در آمده و پس از عبور از محیط هر چرخ دنده ما بین فضای بین هر دندانه ها و پوسته مستقر می گردد . بدین ترتیب روغن با فشار از دریچه خروجی جریان پیدا می یابد .
مجدداً دنده ها در گیر شده و روغن را از خانه های چرخ دنده جابجا می کنند . دنده های در گیر مانع جریان روغن از محفظه پر فشار به طرف محفظه مکش می گردند . دنده ها قبل از خالی شدن کامل خانه ها ، راه آنها را می بندند . بدین ترتیب فشار زیادی در خانه ها ایجاد می شود که موجب شدت و ضربان کار می گردد . فضای آزاد ما بین سر دنده ها و پوسته باید در حداقل ممکن باشد . دقت در ساخت و پرداخت صحیح دندانه موجب آب بندی مطلوب پمپ شده و از بازگشت روغن به دریچه ورودی جلوگیری می کند . چنانچه روغن حاوی ذرات خارجی باشد موجب وقوع خوردگی در چرخ دنده ها و پوسته شده و در نتیجه راندمان پمپ کاهش می یابد . عمل تصفیه روغن از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و با به حداقل رسانیدن مقدار ذرات خارجی در مدار هیدرولیکی می توان طول عمر دستگاه هیدرولیکی را افزایش داد . پمپ های استاندارد دنده ای برای کار در فشارهای بیش از 80 bar و فشار ماکزیمم در حدود 100-120bar مورد استفاده قرار می گیرند .
نموه دیگری از پمپ های چرخ دنده ای نوع دندانه داخلی آن است . این قبیل پمپ ها تا فشار 100 bar را به سهولت تامین می کنند . فضای باز ما بین دو چرخ دنده داخلی و خارجی (حد فاصل دریچه های ورودی و خروجی) توسط زائده ای ثابت مطابق شکل آب بندی می شود تا فشار مورد نظر تامین گردد . مکش روغن از طریق دریچه ورودی به مرحله اجراء در آمده و پس از عبور از فضای بین چرخ دنده ها از دریچه خروجی جریان می یابد .
ب) پمپ های چرخ دنده ای حلزونی
در شکل (3 )نمونه ای از یک پمپ چرخ دنده مارپیچی (حلزونی) نشان داده شده است . پمپ های دنده ای مارپیچی دارای دو و یا همانگونه که در شکل مشاده می شود حاوی سه دنده مارپیچی (حلزونی ) می باشند که یکی از دنده ها چپ گرد و بقیه راست گرد هستند . با طراحی مناسب گام دندانه های حلزونی یکدیگر و بدنه محفظه را پوشش می دهند . دنده حلزون مرکزی توسط یک محور به حرکت در می آید و این حرکت دورانی را به سایر دنده های حلزونی منتقل می کند . دو دنده حلزونی خارجی به همراه بدنه محفظه و دنده حلزون محرک مجموعاً محفظه ای بسته ای را تشکیل می دهند . محفظه مزبور به طور پیوسته در جهت محوری از طرف مکش به طرف دریچه پر فشار انتقال می یابد .
نتیجه این دوران ایجاد جریانی یکنواخت و بدون سر و صدا در پمپ می باشد . بدین ترتیب پمپ های دنده حلزونی در مواردی که ایجاد حرکت یکنواخت توسط سایر پمپ ها در اثر وجود ضربه تولید اشکال می نمایند بکار می روند .
ج ) پمپ های پره ای
اصول کار پمپ های پره ای در اصل شبیه پمپ های دنده ای است با این تفاوت که در این پمپ ها ، علاوه بر فشار هیدرولیکی ، نیروی گریز از مرکز نیز بکار گرفته می شود . اساس کار این پمپ ها بر اساس ازدیاد حجم خالی برای ایجاد خلاء جزئی استوار گردیده است .
نمونه ای از یک پمپ پره ای ساده در شکل نشان داده شده است . این پمپ متشکل از روتوری که در محفظه جای گرفته و دور تا دور آن پره هایی در شیار های شعایی مستقر می شوند . نیروی گریز از مرکز و فشار سیستم موجب کشش پره ها به طرف خارج می گرد و لبه ههای خارجی پره ها در تماس با سطح درونی در حلقه محفظه به حالت سکون در می آیند . این قبیل پمپ ها در اثر نوسانات فشار روغن ما بین دریچه های ورودی و خروجی به سرعت نا متعادل می شوند .
به منظور کاهش این قبیل نوسانات که می تواند استهلاک زود رس پمپ را به همراه داشته باشد از پمپ پره ای شکل (5 ) استفاده می شود . نمونه دیگری از یک پمپ پره ای در شکل شش نشان داده شده است . نمونه مذکور دارای حلقه ثابتی درون محفظه می باشد که به استاتور معروف است . در اینجا ، استاتور خارج از مرکز را می توان بکمک یک فنر در وضعیتی قرار داد تا بیشترین فشار را در سیستم هیدرولیکی تأ مین نماید .به هنگام تأمین فشار مورد نیاز ، مابین روتور و استاتور ، در اثر غلبه فشار بر فنر ، استاتور به تدریج از حالت خروج از مرکز بیرون آمده و در مرکز پوسته مستقر می شود . هنگامی که فشار مجدداً کاهش می یابد ، فشار فنر موجب بازگشت استاتور به موقعیت خارج از مرکز شده و فشار روغن افزایش می یابد . با تنظیم فنر می توان نسبت به تأمین فشار مورد نظر اقدام نمود .
د) پمپ های پیستونی
پمپ های پیستونی به دو نوع شعاعی و محوری تقسیم می شوند . هر دو نوع پمپ مذکور متشکل از تعدادی سیلندر کوچک و پیستونهای رفت و برگشتی بوده که با فشار یک بادامک خروج از مرکز عمل می کنند .ورود و خروج روغن در هر پیستون از طریق دوران دریچه ای چرخشی تأمین می شود ، به نحوی که هر پیستون به نوبت در زمان پائین آمده در برابر دریچه ورودی قرار گرفته و عمل مکش انجام می پذیرد .به هنگام بالا رفتن پیستون ، این روغن از طریق دریچه خروجی مستقر در برابر هر پیستون ، جاری می شود . پمپ های پیستونی معمولاً در محدوده فشارهای بالا تا سرعت 3500 دور در دقیقه کاربرد و راندمان مطلوبی دارند .
در نمونه ای از یک پمپ پیستونی محوری با صفحه مایل و جابجایی ثابت و در نمونه ای از یک پمپ پیستونی محوری با صفحه مایل و جابه جایی متغیر مشاهده می شود . در این نوع پمپ ها ، یک صفحه نگهدارنده موجب حرکت پیستون می گردد . پیستونها بر روی یک استوانه چرخشی متصل به محور محرک واقع شده اند . در اینجا ، یک سیلندر راهنما ، کنترل زاویه صفحه بادامکب را بکمک یک فنر بر عهده دارد . هنگامی که روغن تحت فشار وارد این سیلندر می شود ، زاویه صفحه بادامکی کاهش یافته و بازده پمپ سیر نزولی را طی خواهد کرد .
به منظور حفاظت از اجزاءداخلی پمپ ها از فیلترهای خاصی که قادر به جذب ذرات خارجی می باشند استفاده می شود . این فیلتر ها در انتهای لوله مکش در مخزن روغن تعبیه می شوند . نکته قابل توجه این است که استفاده از فیلترهای بسیار فشرده در مسیر حرکت روغن موجب کند شدن جریان روغن شده و روغن بعلت مقاومت فیلتر در مقابل جریان سیال نمی تواند بسادگی به درون پمپ هدایت شود و در نتیجه پمپ با سر وصدایی زیاد و راندمان کم بکار خود ادامه می دهد . به عنوان یک قائده کلی ، فیلترهای مکش روغن می بایست بتوانندذرات ریز به ابعاد 125 میکرون را جذب نمایند و فیلترهای ریزتر در خط برگشت روغن تعبیه می شوند . هر میکرون برابر است با 0.001 میلی متر (1mm) یا 0.0004 اینچ . در واقع ، هدایت روغن به درون پمپ توسط فشار اتمسفر انجام می شود . این ارتفاع ناشی از فشار در شکل (10) با حرف H نشان داده شده است .