پمپ هیدرولیک چیست ؟
پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک، انرژی مکانیکی را که به وسیله موتورهای الکتریکی، احتراق منابع قدرت تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در پمپهای هیدرولیک بهتر است از روانکار مناسب استفاده شود تا دستگاه عملکرد بهتری را ارائه کند می‌توانید برای تهیه روانکارهای اصل و اورجینال به نمایندگی چم گروپ در ایران مراجعه نمایید.
فشار اتمسفر در اثر خلاء نسبی بوجود آمده در نتیجه عملکرد اجزاء مکانیکی پمپ ، سیال را مجبور به حرکت بطرف مجرای ورودی پمپ نموده تا سپس بوسیله پمپ به سایر قسمت های مدار هیدرولیک رانده شود. عملگرهای سیستم (سیلندر یا موتور هیدرولیکی) قدرت هیدرولیکی ایجاد شده توسط پمپ را به توان مکانیکی مورد نیاز خروجی تبدیل می نمایند.
انتخاب پمپ مناسب هیدرولیک
هرگز نباید پمپ ها را بر اساس تجربه انتخاب کرد . قبل از انتخاب پمپ هیدرولیک تعدادی از فاکتورهای مهم باید مشخص شود که عبارت اند از :
- حداکثر فشاری که در سیستم لازم است تا نیروی خروجی کافی برای عملگرها تولید کند
- حداکثر جریان لازم یا جریان متوسط لازم ، وقتی که سیستم از یک آکومولاتور استفاده میکند
- کارایی پمپ ، قابلیت اطمینان کاری ، سهولت نگهداری ، هزینه اولیه خریداری و سروصدای پمپ
- کنترل جریان پمپ در طول مراحل بیکاری سیستم هیدرولیک
- چند فاکتور دیگر نیز سهیم هستند مانند سازگاری پمپ با روغن های معین – محیط کار پمپ هیدرولیک و قیمت پمپ نیز حائز اهمیت میباشند .
تقسیم بندی پمپ های هیدرولیک از نظر جایجایی سیال
در صنعت هیدرولیک پمپ های هیدرولیک از نظر مکانیزیم جایجــــایی سیال به دو دسته کلی زیر تقسیم می شوند:
- پمپ ها با جابجایی غیر مثبت (پمپ های هیدرودینامیکی)
- پمپ های با جابجایی مثبت
۱) پمپ های با جابجائی غیر مثبت
پمپ های گریز از مرکز در انواع جریان شعاعی ، جریان محوری و جریان مختلط از نمونه های کاربردی پمپ های با جابجایی غیر مثبت می باشند. با توجه به اینکه پمپ های با جابجائی غیر مثبت توانایی مقاومت در برابر فشار بالا را ندارند، به ندرت در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار گرفته و معمولا به منظور انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه ای دیگر بکار گرفته می شوند.
بطور کلی پمپ های با جابجائی غیر مثبت برای سیستمهای فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به ۲۵۰ تا psi ۳۰۰ محدود می گردد، مناسب می باشند. در پمپ های با جابجایی غیر مثبت بدلیل وجود لقی زیاد بین پره های دوار و پوسته ثابت، میزان جریان خروجی پمپ علاوه بر سرعت دورانی محور به مقدار مقاومت خارجی سیستم نیز وابسته است و سیال متمایل به حرکت در جهتی است که با مقاومت کمتری مواجه گردد.
پمپ های با جابجائی غیر مثبت میزان جریان خروجی با افزایش مقاومت بار کاهش یافته و هنگام مسدود بودن خروجی، فشار حداکثر می گردد. در این حالت جریان خروجی به صفر خواهد رسید. به همین دلیل به منظور پمپ نمودن آب شهری و صنعتی از پمپهای گریز از مرکز استفاده می گردد. زیرا در مواقع حداکثر مصرف، فشار به حداقل رسیده و در زمانهای حداقل مصرف، حداکثر فشار قابل دسترس می باشد. هزینه پایین تولید و نگهداری، سادگی عملکرد، قابلیت اعتماد بالا و سر و صدای کم را می توان از مزایای پمپ های با جابجائی غیر مثبت به حساب آورد.
۲) پمپ های با جابجایی مثبت
پمپ های با جابجایی مثبت که در صنعت هیدرولیک کاربرد وسیعی دارند، بازاء هر دور چرخش محور پمپ، مقدار مشخصی از سیال را به سیستم هیدرولیک ارسال نموده و توانایی غلبه بر فشار حاصل از بارهای مکانیکی سیستم و همچنین مقاومت ایجاد شده در مقابل جریان سیال در نتیجه وجود اصطکاک را دارا می باشند.
مزایای پمپ های با جابجایی مثبت نسبت به نوع با جابجایی غیر مثبت: 1- توانایی کار در فشارهای بالا (تا psi ۱۰۰۰۰ و بالاتر) ۲- ابعاد کوچک و فشرده ۳- بازده حجمی بالا ۴- تغییرات جزئی بازده در محدوده فشار طراحی شده ۵- انعطاف پذیری بالا (توانایی انجام کار در محدوده وسیعی از فشارها و سرعتهای مورد نیاز) پمپ های با جابجایی مثبت هیدرولیک به سه نوع اصلی زیر تقسیم می شوند :
الف) پمپ های چرخدنده ای
ب) پمپ های پره ای
ج) پمپ های پیستونی
د) سایر پمپ ها مانند پلانجر
هریک از این پمپ های با جابجایی مثبت هیدرولیک در محدوده وسیعی از طراحی های مختلف عرضه می شوند. به عنوان مثال پمپ های پره ای و پیستونی می توانند بصورت جابجایی ثابت یا متغیر باشند. در یک پمپ با جابجایی ثابت، میزان سیال پمپ شده بازاء یک دور چرخش محور ثابت است در صورتیکه در پمپهای با جابجایی متغیر، مقدار فوق بوسیله تغییر در ارتباط بین اجزاء پمپ قابل کم یا زیاد شدن می باشد.
در هر حال باید به این نکته توجه نمود که پمپ، ایجاد فشار نمی کند بلکه تولید جریان می نماید. در واقع در یک سیستم هیدرولیک ، فشار بیانگر میزان مقاومت بوجود آمده در مقابل خروجی پمپ است. برای مثال اگر خروجی یک پمپ با جابجایی مثبت به اتمسفر باز باشد، علیرغم برقراری جریان سیال، بدلیل فقدان مقاومت در مقابل جریان، در خروجی فشاری بالاتر از فشار اتمسفر وجود نخواهد داشت.
متقابلا در صورت مسدود شدن کامل خروج بی نهایتی بصورت تئوریک در مقابل جریان ایجاد می گردد، زیرا فضایی برای حرکت سیال وجود ، که منظور حفاظت از اجزاء سیستم هیدرولیک، استفاده از شیر اطمینان ضروری است. شیر اطمینان فشار سیستم به مقدار تنظیمی، مسیر عبور جریان به مخزن را باز نموده و حداکثر سطح فشار در مدار را محدود می نماید.
بطور خلاصه می توان دریافت که جریان خروجی پمپ جابجایی مثبت (صرف نظر از نشت دار جزئی داخلی پمپ) ثابت بوده و به فشار سیستم وابسته نمی باشد. بنابر این، در صورتی که مکانی برای حرکت سیال وجود نداشته باشد (مانند هنگام مسدود بودن شیر با 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 جابجایی مثبت هیدرولیک در مقابل فشار اضافی ضرورت می یابد. پمپ های جابجایی مثبت با توجه به نوع حرکت اجزاء داخلی آنها (چرخشی) یا رفت و برگشتی تقسیم بندی شده و در محدوده وسیعی از طراحی های مختلف بشرح زیر عرضه می شوند:
بعضی از پمپ های جابجایی متغیر مجهز به سیستم جبران کننده فشار می باشند. طراحی این نوع پمپ ها گونه ای است که با افزایش فشار سیستم، دبی خروجی کاهش یافته تا نهایتا در سطح فشار تعیین شده، جریان سیال به صفر برسد . پمپ پره ای نامتعادل ( مجهز به سیستم جبران کننده فشار ) مثالی از این نوع می باشد در مدارهایی که از پمپ های با جابجایی متغیر مجهز به سیستم جبران کننده فشار استفاده میگردد معمولا به شیر اطمینان نیازی نیست .
الف) پمپ های چرخدنده ای
پمپ های چرخدنده ای بدلیل برخورداری از طراحی ساده، ابعاد کوچک و فشرده و قیمت ارزان درسیستم های هیدرولیک دارای مصرف عام بوده و بیشترین کاربرد آنها در ماشینهای ابزار و تجهیزات متحرک می باشد .
پمپ های چرخدنده ای ، بدلیل کاهش شدید بازدهی در اثر سائیدگی، هزینه های تعمیر و نگهداری زیادی را به همراه دارند. بازده حجمی پمپ های چرخدنده ای به طور قابل توجهی متاثر از نشتی است که در اثر سایش در نواحی زیر بوجود می آید: 1- نشتی بین دندانه و پوسته ۲- نشتی بین دندانه ها ۳- نشتی از طرفین
انواع پمپ های چرخدنده ای
- پمپ های چرخدنده خارجی
- پمپ های چرخدنده داخلی
۱) پمپ های چرخدنده خارجی
در پمپ های چرخدنده خارجی ، دوران یکی از چرخدنده ها بوسیله سیستم محرک تامین گشته و دیگری بواسطه آن چرخدنده بحرکت در می آید. فضای بین دندانه ها، پوسته و صفحات جانبی، محفظه هائی از روغن را تشکیل می دهند. در ناحیه ای که دندانه ها از درگیری خارج شده و حجم محفظه افزایش می یابد (فضای مکش) فشار از فشار اتمسفر کمتر می شود. در نتیجه سیال موجود در مخزن تحت فشار اتمسفر فضای بین دندانه ها را پر می کند. ناحیه تخلیه در سمتی قرار دارد که دندانه ها با یکدیگر درگیر می شوند. در نتیجه کاهش حجم بوجود آمده در این ناحیه و بدلیل آب بندی داخلی پمپ در مقابل نشتی، روغن به سمت مجرای خروجی رانده می شود.
همیشه مقداری از روغن به سمت مجرای ورودی نشت نموده و سبب میشود که مقدار جریان واقعی پمپ از میزان جریان تئوری کمتر گردد ، این نشتی داخلی لغزش پمپ نامیده می شود . و عامل تعیین کننده مقدار بازده حجمی پمپ است . مقدار بازده حجمی پمپ در سرعتهای کم و دبی های پائین مطلوب نمی باشد. بنابراین سرعت دوران پمپ های چرخدنده ای بایستی به حداکثر سرعت دوران پمپ نزدیک گردد.
مقدار افت جریان ناشی از وجود لقی های بین اجزاء ثابت و متحرک پمپ به ازای فشار ثابت در دبی های مختلف یکسان است. ، نشتی داخلی در اثر بالا رفتن فشار در خروجی افزایش یافته و موجب کاهش بازده حجمی پمپ می گردد. فشار بیش از حد، علاوه بر افزایش نشتی باعث اسیب رسیدن به پوسته و افزایش بار روی یاتاقانها می شود.
انواع پمپ های چرخدنده خارجی
در صنعت هیدرولیک از پمپ های چرخدنده خارجی معمولا برای تامین فشارهای پایین استفاده میگردد . پمپ های چرخدنده خارجی دارای عمر مناسب، قیمت ارزان و بازده نسبتا خوبی هستند. پمپ های چرخدنده خارجی صنعتی در سرعتهای ۱۵۰۰ تا rpm ۲۵۰۰ و فشارهایی تا psi ۴۰۰۰ و توان های تا hp ۱۰۰ قابل دسترس بوده و محدوده دبی آنها از 1 تا gpm ۱۰۰ می باشد.
تصویر انفجاری که مشاهده میکنید یک پمپ چرخدنده ای بسیار ساده نشان داده شده است. جهت چرخش محور در پمپ های چرخدنده ای توسط سازنده مشخص می گردد . صورت عدم رعایت جهت صحیح، مجاری ورودی و خروجی عکس شده و این امر ممکن است خرابی پمب را به همراه داشته باشد. البته محور بعضی از انواع پمپ های چرخدنده ای از قابلیت چرخش در دو جهت برخوردار هستند. پمپ های چرخدنده خارجی که در ساختمان آنها از چرخدنده های ساده استفاده می شود در سرعتهای بالا سر و صدای زیادی ایجاد می کنند. به منظور کاهش صدا و حرکت نرمتر می توان از چرخدنده های مارپیچ استفاده نمود. به دلیل اعمال نیروی محوری به یاتاقانهای پمپهای چرخدنده ای مارپیچ، کاربرد این نوع چرخدنده به فشارهای کمتر از psi ۲۰۰ محدود می گردد. برای فشارهای بالاتر معمولا از چرخدنده های جناغیه استفاده می شود. که در شکل زیر انواع آن را مشاهده میکنید .
۲) پمپ های چرخدنده داخلی
از پمپ های چرخدنده داخلی هیدرولیک بیشتر به منظور روغنکاری و تغذیه در فشارهای کمتر از psi ۱۰۰۰ استفاده می شود. ولی انواع چند مرحله ای آنها، دسترسی به محدوده های فشاری تا psi ۴۰۰۰ را نیز امکان پذیر می سازند. کاهش بازدهی حجمی در اثر سایش، در پمپهای چرخدنده داخلی (نسبت به پمپهای چرخدنده خارجی) بیشتر است .
ساختمان و عملکرد یک پمپ چرخدنده داخلی هیدرولیک که متشکل از یک چرخدنده داخلی ، یک چرخدنده ساده، آب بند هلالی شکل و پوسته خارجی است . دوران چرخدنده ها به واسطه انتقال قدرت به یکی از آنها موجب مکیده شدن سیال از مخزن و هدایت آن در امتداد دو طرف اب بند هلالی شکل می گردد. آببند مذکور به عنوان جدا کننده مجاری مکش و تخلیه عمل نموده و هنگامی که دندانه ها در طرف دیگر آببند با یکدیگر درگیر می شوند، سیال به طرف مجرای خروجی پمپ رانده میشود .
انواع پمپ های چرخدنده داخلی
- پمپ های گوشواره ای هیدرولیک
- پمپ های ژیروتوری هیدرولیک
- پمپ های پیچی
۱) پمپ های گوشواره ای هیدرولیک
پمپ های گوشواره ای هیدرولیک از خانواده پمپ های چرخدنده ای هستند که آرامتر و بی صداتر از دیگر اعضا خانواده عمل می نمایند، زیرا هر دو گوشواره دارای محرک خارجی بوده و چرخدندانه ها با یکدیگر درگیر نمی باشند . بدلیل کم بودن تعداد اجزاء درگیر، جریان خروجی ضربان بیشتری دارد اما جابجایی حجمی آنها نسبت به دیگر انواع پمپ های دنده ای هیدرولیک بیشتر است.
۲) پمپ های ژیروتوری هیدرولیک
پمپ های ژیروتوری هیدرولیک بسیار شبیه پمپ های چرخدنده داخلی است. در پمپ های ژیروتور عضو ژیروتور توسط محرک خارجی به گردش در آمده و موجب چرخش روتور چرخدنده ای درگیر با خود می شود. در نتیجه عملکرد این مکانیزم ، آب بندی مورد نیاز بین نواحی پمپاژ تامین می گردد.
عضو ژیروتور دارای یک دندانه کمتر از روتور چرخ دنده داخلی می باشد. بر این اساس، حجم دندانه کاسته شده ضربدر تعداد دندانه چرخدنده محرک، حجم سیال پمپ شده به ازای هر دور چرخش محور را مشخص می نماید. این نوع پمپ ها بصورت واحدهای تکی یا دوبل قابل دسترس هستند.
۳) پمپ های پیچی
پمپ های پیچی یا Screw pumps دارای انواع یک پیچ، دو پیچ و سه پیچ هستند ، پمپ های پیچی یک پیچ ، یک محور حلزونی در داخل محفظه دوران می کند و پمپ های پیچی دو پیچ از دو محور حلزونی موازی که با یکدیگر در تماس بوده و با تلرانس ظریف درون محفظه دوران می کنند تشکیل شده است.
نوع سه پیچ دارای یک محور حلزونی در مرکز و دو محور حلزونی هرزگرد در دو طرف محور مرکزی است. بین محورهای دوار و پوسته تلرانس ظریفی برقرار می باشد. دو روتور هرزگرد به عنوان آببندهای دوار عمل نموده و موجب رانده شدن سیال در جهت مناسب می شوند. بعلت وجود فیلم روغن هیدرودینامیکی، روتورهای هرزگرد ضمن تماس غلتشی با محور محرک مرکزی، به آزادی در سوراخهای محفظه مربوط به خود چرخش می کنند. در این حالت چون نیروهای هیدرولیکی محوری روی مجموعه روتورها متعادل گردیده، نیازی به یاتاقانهای کف گرد نمی باشد.
باید توجه نمود که جریان روغن خروجی از پمپ های پیچی حالت چرخشی نداشته و با سرعت یکنواخت در طول محور بطرف خروجی حرکت می نماید. ضربانی نبودن خروجی و عدم درگیری فلز با فلز بین پیچها موجب می گردد که این نوع پمپ از عملکرد بسیار آرامی برخوردار باشد.
حرکت آرام، عملکرد بدون صدا و ارتعاش، قابلیت کار با انواع سیالات به جهت نیاز به حداقل خواص روغنکاری، قابلیت پمپ نمودن محلول شیری آب در روغن، قابلیت کار در سرعتهای بالا و عدم ایجاد اغتشاش در خروجی از مزایای پمپ های پیچی می باشد.
از پمپ های پیچی بزرگ بعنوان پمپ های پرکن (با دبی زیاد و فشار کم) در پرسهای بزرگ استفاده می شود. از دیگر کاربردهای این نوع پمپ، استفاده در سیستم های هیدرولیک زیر دریائی ها و کلاً مواردی که لازم است سطح سر و صدا کنترل گردد را می توان نام برد. .
ب ) پمپ های پره ای – پمپ های تیغه ایی
بطور کلی پمپ های پره ای یا پمپ های تیغه ای (unbalanced and Balanced Vane pumps) بعنوان پمپ های فشار متوسط در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. پمپ های پره ای یا پمپ های تیغه ای معمولا با سرعتهای rpm ۱۲۰۰ تا rpm ۱۷۵۰ ودر صورت استفاده از محرکه موتور احتراقی تاrpm 2400 مورد استفاده قرار گرفته و در فشار و سرعت کاری تعریف شده دارای بازده حجمی بین ۸۵ تا 90 درصد می باشد . علیرغم بازده مکانیکی خوب، بازده کلی آنها بدلیل افتهای ناشی از نشتی های موجود در اطراف روتور پایین است .
پمپ های پره ای یا پمپ های تیغه ای معمولا دارای حرکت آرام و بدون سر و صدا بوده و عملکرد رضایت بخش آنها به تمیزی روغن، روانکاری خوب و سرعت مناسب محور بستگی دارد..
نحوه عملکرد پمپ های پره ای (تیغه ایی)
در پمپ های پره ای یا تیغه ایی بر اثر نیروی گریز از مرکز حاصل از دوران محور، تیغه های موجود در شیارهای روتور را به سمت تماس با سطح رینگ نگاه می دارد. در نیم دور اول چرخش محور، فضای بین روتور و رینگ بادامکی افزایش می یابد و افزایش حجم حاصله، موجب کاهش فشار و ایجاد مکش می شود که باعث جریان یافتن سیال به طرف مجرای ورودی پمپ می گردد.
در نیم دور دوم، تیغه ها بتدریج پیرو سطح رینگ بادامکی به داخل شیار بازگشته و بدلیل کاهش حجم، سیال به طرف مجرای خروجی رانده می شود. در صورتی که خروج از مرکز بین محورهای روتور و رینگ بادامکی به صفر برسد، دیگر در خروجی جریانی وجود نخواهد داشت.
بعضی از پمپ های پره ای یا تیغه ایی که خروج از مرکز آنها توسط مکانیزم قابل تنظیم است، تحت عنوان پمپ های جابجایی متغیر شناخته می شوند. در اینگونه پمپ ها با حرکت رینگ بادامکی بوسیله تنظیم دستی با مکانیزم جبران کننده فشار، میزان خروج از مرکز قابل تنظیم می باشد.
در برخی از پمپ های پره ای یا تیغه ایی از یک فنر سبک جهت برقراری تماس مؤثر بین پره و پوسته استفاده می شود و در برخی دیگر از پین های فشاری به این منظور استفاده می گردد. با توجه به اینکه پره ها در اثر نیروی گریان مرکز از شکاف بیرون آمده و با فشار آوردن به پوسته عمل آب بندی را انجام می دهند ، این نوع پمپ برای عملکرد در سرعت پائین مناسب نبوده و لذا بکارگیری آنها در سرعتهای کمتر از rpm ۶۰۰ توصیه نمی گردد. در صورتیکه از فنر یا وسایل دیگر جهت فشار دادن پره به پوسته استفاده شود، عملکرد در سرعتهای ۱۰۰ تا rpm ۲۰۰ نیز ممکن خواهد گردید.
در پمپ های پره ای یا تیغه ایی با توجه به آنکه هنگام سانیده شدن، پره به میزان بیشتری از شیار خارج شده و عمل آب بندی را انجام می دهد، از این نوع پمپ می توان برای مدت زمان طولانی با بازده مناسب استفاده نمود.
پمپ های پره ای یا تیغه ایی نیز همانند دیگر پمپ ها (دنده ایی ، گوشواره ایی ، ژیروتوری ) در انواع دوبل (بصورت موازی با سری) در دسترس هستند. در حالت اتصال سری باید ظرفیت دو پمپ برابر بوده بگونه ای که خروجی یک پمپ، ورودی پمپ دیگر باشد. با اتصال سری امکان پمپاژ در فشار دو برابر فراهم می گردد. لازم به ذکر است پمپهای پره ای دارای بازده بالا و ساختمان فشرده هستند.
نامتقارن بودن فشار در پمپ های پره ای یا تیغه ایی (مانند پمپ های چرخدنده خارجی) بر یاتاقانها نیروی جانبی وارد می آورد. در پمپ های پره ای متقارن ، شکل بیضوی پوسته سبب می شود که مجاری ورودی و خروجی نظیر به نظیر در مقابل یکدیگر قرار گرفته و تعادل کامل هیدرولیکی حاصل شود. این امر موجب از بین رفتن بار جانبی بر یاتاقانها شده و پمپ را برای کار در فشارهای بالا مناسب می گرداند .
البته عدم قابلیت تغییر در جابجائی از معایب اینگونه پمپ ها بشمارمی آید . نحوه عملکرد پمپ های پره ای یا تیغه ایی بهمراه نمونه های تکی و دوبل این نوع پمپ ها نشان داده شده است . یک واحد پمپ پره ای معمولا در ظرفیتهای تا gpm ۶۰ (در طراحی های خاص تا ۱۰۰gpm) و حداکثر فشارpsi 3000 قابل دسترس می باشد.
ج ) پمپ های پیستونی
پمپ های پیستونی دارای مکانیزم دورانی هستند که اصول عملکرد آنها در پمپ نمودن سیال همانند پمپ های رفت و برگشتی است با این تفاوت که بجای یک سیلندر و پیستون دارای تعداد زیادی سیلندر و پیستون می باشند. با چرخش مکانیزم دورانی، پیستونها داخل سیلندر رفت و برگشت نموده و روغن را بداخل محفظه سیلندر کشیده و سپس آن را به داخل سیستم پمپ می نمایند.
پمپ های پیستونی دارای دو نوع اصلی پمپ های پیستونی محوری و پمپ های پیستونی شعاعی هستند و در طرحهای جابجائی ثابت و جابجائی متغیر در دسترس می باشند. پمپ های پیستونی محوری و شعاعی نوع جابجائی متغیر معمولا بزرگتر و سنگین تر هستند. زیرا سیستم های کنترل داخلی مانند سیستم کنترل جابجایی و بخش سرو نیز به ساختمان آنها اضافه می شود.
پمپهای پیستونی با دارا بودن بالاترین نسبت توان به وزن، از گرانترین انواع پمپ ها بوده و در صورت آب بندی دقیق پیستون ها، می توانند بالاترین بازدهی را داشته باشند. در پمپ های پیستونی معمولا جریان بدون ضربان بوده و به دلیل اعمال نشدن بار جانبی بر پیستونها دارای عمر طولانی هستند. البته بواسطه طرح پیچیده ، تعمیرات پمپ های پیستونی با مشکلاتی مواجه است.
انواع پمپ های پیستونی
- پمپ پیستونی محوری با محور خمیده
- پمپ پیستونی شعاعی
۱) پمپ پیستونی محوری با محور خمیده
پمپ پیستونی محوری با محور خمیده در داخل بلوک سیلندر مجموعه پیستون هایی بر روی محیط دایره ای مستقر شده که توسط محور محرک دوران می نمایند. خط مرکزی بلوک سیلندر نسبت به خط مرکزی محور محرک در موقعیت زاویه ای مشخص قرار می گیرد. میله های پیستون توسط اتصالات کروی به فلنج محور محرک متصل هستند بطوری که تغییر فواصل بین فلنج مذکور و بلوک سیلندر، موجب حرکت رفت و برگشتی پیستونها در داخل سیلندر می شود.
یک اتصال یونیورسال بلوک سیلندر پمپ پیستونی محوری با محور خمیده را به محور محرک مرتبط می نماید. صفحه زاویه گیر در پمپ پیستونی محوری با محور خمیده زاویه ایی از صفر تا ۳۰ درجه قابل تغییر بوده که بازای صفر درجه جریان خروجی وجود نخواهد داشت و در ۳۰ درجه مقدار جریان به حداکثر خواهد رسید.
پمپهای پیستونی جابجائی متغیر دارای مکانیزم تغییر زاویه می باشند اما انواع با جابجائی ثابت آنها معمولا در زوایای ۲۳ یا ۳۰ عمل می کنند.
۲) پمپ پیستونی شعاعی
در پمپ پیستونی شعاعی یک آرایش شعاعی در بلوک سیلندر مستقر بوده و عمود بر محور مرکزی دارای حرکت رفت و برگشتی هستند. پیستونها می توانند استوانه ای و یا کروی باشند. ساختمان و چگونگی عملکرد پمپ پیستونی شعاعی در بالا نشان داده شده است .
در پمپ پیستونی شعاعی که شامل بلوک سیلندر بهمراه پیستون های مربوطه، رینگ عکس العمل و یک شیر در قسمت مرکزی روتور می باشد. پیستونها در نتیجه نیروی گریز از مرکز و فشار سیال (در پشت آنها) همواره با سطح رینگ عکس العمل در تماس می باشند. جهت پمپ نمودن سیال بایستی رینگ عکس العمل در وضعیت خارج از مرکز نسبت به محور روتور قرار داشته باشد.
در نتیجه چرخش بلوک سیلندر و وجود خارج از مرکزی، پیستونهای یک طرف (نیمه پایین) به سمت خارج و پیستونهای طرف دیگر به سمت داخل سیلندر (به طرف مرکز روتور) حرکت می نمایند. در ناحیه ای که پیستونها از مرکز روتور فاصله می گیرند مکش لازم بوجود می آید و سیال می تواند از طریق مجرای ورودی شیر مرکزی به درون سیلندرهای مربوطه هدایت گردد. زمانی که پیستون از موقعیت حداکثر خارج از مرکزی عبور می کند، باید تابع رینگ عکس العمل بداخل سیلندر حرکت نماید. کاهش حجم ایجاد شده در نتیجه جابجایی پیستون، سیال را به طرف مجرای خروجی شیر مرکزی می راند. در انواع جابجایی متغیر، در اثر تغییر کورس پیستونها (بواسطه تنظیم خروج از مرکز رینگ عکس العمل)، جابجائی حجمی پمپ تغییر می یابد.
سایر پمپ های هیدرولیک
پمپ های پلانجر
در پمپ های پلانجر که تا حدی شبیه پمپ های پیستونی دورانی هستند، پیستون ها در فضای بالای یک محور بادامکی (شامل تعدادی رولربرینگ خارج از مرکز) در آرایش خطی قرار گرفته اند . ورود و خروج جریان سیال به سیلندرها از طریق سوپاپ انجام می شود. از مشخصات این پمپها بازده حجمی بالا و قابلیت انجام کار در فشارهای تا bar ۱۰۰ و دبی های تا liters / min ۶۰۰ را می توان نام برد. نوع جابجایی ثابت این نوع پمپها کاربرد بیشتری دارد. باید توجه نمود که در پمپ های پلانجر جابجائی مجاری ورودی و خروجی در اینگونه پمپها امکان پذیر نمی باشد. با توجه به سیستم عملکرد، این پمپ ها دارای دو ویژگی هستند که پمپ های دیگر فاقد آن می باشند. اول آنکه آب بندی دقیق تری بین مجاری ورودی و خروجی آنها وجود دارد که امکان افزایش فشار بدون افزایش نشتی با لغزش داخلی را فراهم می آورد. مزیت دوم آن است که روانکاری اجزاء متحرک (بجز پیستون و سیلندر) می تواند مجزا بوده و بصورت مستقل از روغنی که پمپ می شود انجام گردد. در نتیجه این امر امکان پمپاژ روغنهایی که خواص روانکاری ضعیف دارند، فراهم می گردد. مقادیر بازده های حجمی و کلی در این پمپ ها همانند پمپهای پیستونی محوری و شعاعی است.