مبانی پمپ هیدرولیکی

مبانی پمپ های هیدرولیک 

پمپ هیدرولیک چیست؟

پمپ هیدرولیک وسیله ای مکانیکی است که توان مکانیکی را به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. این جریان با قدرت کافی برای غلبه بر فشار ناشی از بار تولید می کند.

هنگامی که پمپ هیدرولیک کار می کند ، دو عملکرد را انجام می دهد. ابتدا ، عملکرد مکانیکی آن خلا at در ورودی پمپ ایجاد می کند که به فشار جو اجازه می دهد مایعات را از مخزن به خط ورودی به پمپ منتقل کند. دوم ، عملکرد مکانیکی آن این مایع را به خروجی پمپ منتقل می کند و آن را به سیستم هیدرولیک وارد می کند.

پمپ حرکت یا جریان مایع را تولید می کند: فشار ایجاد نمی کند. این جریان لازم برای توسعه فشار را ایجاد می کند که تابعی از مقاومت در برابر جریان سیال در سیستم است. 

به عنوان مثال :

 فشار سیال در خروجی پمپ برای پمپ متصل به سیستم (بار) صفر است. بعلاوه ، برای رساندن پمپ به سیستم ، فشار فقط به سطح لازم برای غلبه بر مقاومت بار افزایش می یابد.

برای تحقیق در مورد پمپ های هیدرولیکی این مقاله را تا پایان بخوانید

طبقه بندی پمپ ها

همه پمپ ها ممکن است به عنوان جابجایی مثبت یا جابجایی غیر مثبت طبقه بندی شوند. بیشتر پمپ های مورد استفاده در سیستم های هیدرولیکی دارای تغییر مکان مثبت هستند.

پمپ جابجایی غیر مثبت ، جریان مداوم ایجاد می کند. با این حال ، از آنجا که مهر و موم داخلی مثبتی در برابر لغزش ایجاد نمی کند ، با تغییر فشار ، میزان خروجی آن به میزان قابل توجهی تغییر می کند. پمپ های سانتریفیوژ و پروانه نمونه هایی از پمپ های با جابجایی غیر مثبت هستند.

اگر درگاه خروجی پمپ با جابجایی غیر مثبت مسدود شود ، فشار بالا می رود و خروجی به صفر می رسد. اگرچه عنصر پمپاژ به حرکت خود ادامه می دهد ، اما جریان به دلیل لغزش داخل پمپ متوقف می شود.

در پمپ با جابجایی مثبت ، لغزش در مقایسه با جریان خروجی حجمی پمپ ناچیز است. اگر درگاه خروجی متصل باشد ، فشار فوراً افزایش می یابد تا جایی که عنصر پمپاژ پمپ یا خراب شدن آن از بین می رود (احتمالاً منفجر می شود ، اگر شافت درایو ابتدا خراب نشود) ، یا موتور اصلی پمپ متوقف می شود.

برای خرید پمپ هیدرولیک سمند اینجا کلیک کنید

اصل جابجایی مثبت

پمپ با جابجایی مثبت ، پمپی است که به ازای هر چرخه چرخش عنصر پمپاژ ، همان مقدار مایع را جابجا کند (تحویل دهد). تحویل مداوم در طول هر چرخه به دلیل وجود تحمل نزدیک بین عنصر پمپاژ و مورد پمپ امکان پذیر است. یعنی مقدار مایعی که از عنصر پمپاژ در یک پمپ با جابجایی مثبت عبور می کند در مقایسه با حداکثر تحویل نظری ممکن کم و ناچیز است. تحویل در هر سیکل بدون در نظر گرفتن تغییر فشار در برابر پمپ ، تقریباً ثابت می ماند. توجه داشته باشید که اگر لغزش مایع قابل توجه باشد ، پمپ به درستی کار نمی کند و باید تعمیر یا تعویض شود.

پمپ های با جابجایی مثبت می توانند دارای جابجایی ثابت یا متغیر باشند. خروجی پمپ جابجایی ثابت در طول هر چرخه پمپاژ و با سرعت معین پمپ ثابت می ماند. با تغییر در هندسه محفظه جابجایی می توان خروجی پمپ جابجایی متغیر را تغییر داد.

نام های دیگر برای توصیف این پمپ ها هیدرواستاتیک برای جابجایی مثبت و پمپ های هیدرودینامیکی برای جابجایی غیر مثبت هستند. هیدرواستاتیک به این معنی است که پمپ با کمیت و سرعت مایع نسبتاً کم ، انرژی مکانیکی را به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در پمپ هیدرودینامیکی ، سرعت و حرکت مایع زیاد است. فشار خروجی در واقع به سرعت جریان مایعات بستگی دارد.

برای خرید پمپ هیدرولیک پژو پارس اینجا کلیک کنید

1: پمپ های رفت و برگشتی

اصل جابجایی مثبت در پمپ نوع رفت و برگشتی ، ابتدایی ترین پمپ جابجایی مثبت ، به خوبی نشان داده شده است. 

شکل 1. با گسترش پیستون ، خلا جزئی ایجاد شده در محفظه پمپ ، مایع را از مخزن از طریق شیر کنترل ورودی به داخل می کشد محفظه خلا part جزئی به محکم نشستن سوپاپ چک خروجی کمک می کند. حجم مایع کشیده شده به محفظه به دلیل هندسه مورد پمپ شناخته شده است ، در این مثال ، یک استوانه.

با جمع شدن پیستون ، سوپاپ بررسی ورودی مجدداً عمل می کند ، سوپاپ را می بندد و نیروی پیستون سوپاپ چک خروجی را باز می کند و مایع را از پمپ خارج و وارد سیستم می کند. در هر سیکل رفت و برگشت مقدار مشابهی از مایعات از پمپ خارج می شود.

همه پمپ های با جابجایی مثبت در هر سیکل حجم یکسانی از مایعات را تحویل می دهند (صرف نظر از اینکه رفت و برگشتی دارند یا چرخشی هستند). این یک ویژگی فیزیکی پمپ است و به سرعت رانندگی بستگی ندارد. با این حال ، هرچه پمپ سریعتر رانده شود ، حجم کل مایع بیشتری تولید می کند.

پمپ های دوار

در یک پمپ از نوع چرخشی ، حرکت چرخشی مایع را از ورودی پمپ به خروجی پمپ منتقل می کند. پمپ های دوار معمولاً بر اساس نوع عنصری که مایع را منتقل می کند طبقه بندی می شوند ، به طوری که ما در مورد چرخ دنده صحبت می کنیم-

برای خرید پمپ هیدرولیک دنا اینجا کلیک کنید

، پمپ چرخشی از نوع لوب ، پره یا پیستون.

2. پمپ چرخ دنده 

پمپ های دنده خارجی را می توان به انواع دنده داخلی و داخلی تقسیم کرد. یک پمپ دنده خارجی معمولی در شکل 2 نشان داده شده است. این پمپ ها دارای چرخ دنده های مستقیم ، مارپیچ یا استخوان شاه ماهی هستند. برش چرخ دنده های مستقیم ساده ترین و بیشترین کاربرد را دارند. چرخ دنده های مارپیچ و شاه ماهی آرامتر کار می کنند اما هزینه بیشتری دارند.

پمپ دنده ای با حمل مایعات بین دندانه های دو چرخ دنده مشبک تولید می کند. یک دنده توسط شافت محرک رانده می شود و چرخ دنده را از کار می اندازد. محفظه های تشکیل شده بین دندان های دنده مجاور توسط محفظه پمپ و صفحات جانبی محصور می شوند (به آنها صفحات سایش یا فشار نیز گفته می شود).

به دلیل از هم گسیختگی دنده های دنده ، خلا part جزئی در ورودی پمپ ایجاد می شود. مایعات برای پر کردن فضا وارد شده و به بیرون از چرخ دنده منتقل می شوند. همانطور که دندان ها در انتهای دهانه دوباره مش می شوند ، مایعات مجبور به خارج می شوند.

قیمت پمپ هیدرولیک را از ما بخواهید

بازده حجمی پمپ های دنده ای در شرایط مطلوب تا 93٪ کار می کنند. فاصله های بین دو چرخ دنده ، تاج دندان دنده و محفظه باعث کاهش تقریباً ثابت هر حجم پمپ شده با فشار ثابت می شود. این بدان معنی است که راندمان حجمی در سرعت و جریان کم ضعیف است ، بنابراین پمپ های دنده ای باید نزدیک به حداکثر سرعت نامی خود کار کنند.

اگرچه تلفات از طریق مجوزهای در حال اجرا یا "لغزش" با فشار افزایش می یابد ، اما با تغییر سرعت و خروجی ، این افت تقریباً ثابت است. برای یک پمپ ، تلفات تقریباً 1.5 گرم در دقیقه از صفر به 2000 psi بدون در نظر گرفتن سرعت افزایش می یابد. تغییر در لغزش با تغییر فشار در عملکرد با سرعت و خروجی بالاتر تأثیر کمی دارد. پمپ های دنده خارجی نسبتاً در برابر آلودگی های موجود در روغن ایمنی دارند که این امر باعث افزایش میزان سایش و کارایی پایین تر می شود ، اما تصرف ناگهانی و خرابی آن به احتمال زیاد اتفاق نمی افتد.

3- پمپ لوب

پمپ لوب یک پمپ چرخشی و با دنده خارجی است ، شکل 3. با پمپ دنده خارجی معمولی تفاوت در نحوه حرکت "چرخ دنده ها" دارد. در یک پمپ دنده ای ، یک دنده دیگری را می راند. در یک پمپ لوب ، هر دو لوب از طریق چرخ دنده های مناسب درایو خارج از محفظه پوشش پمپ هدایت می شوند.

پمپ اسکرو یک پمپ دنده ای با جریان محوری است که در عملکرد مشابه کمپرسور پیچ دوار است. سه نوع پمپ پیچ دار یک پیچ ، دو پیچ و سه پیچ است. در پمپ تک پیچ ، یک روتور مارپیچ بصورت خارج از مرکز در یک استاتور داخلی می چرخد. پمپ دوپیچی از دو روتور همزن موازی تشکیل شده است که در محفظه ای تراش خورده اند تا تلرانس های بسته را بچرخانند. پمپ سه پیچ از یک روتور محرک مرکزی با دو روتور بیکار مشبک تشکیل شده است. روتورها در داخل محفظه ای تراش خورده اند تا تلرانس ها را ببندند.

جریان از طریق پمپ پیچ محوری و در جهت روتور قدرت است. مایع هیدرولیکی ورودی که روتورها را احاطه کرده است ، هنگام چرخش روتورها به دام می افتد. این مایع با چرخش روتورها در امتداد محور به طور یکنواخت رانده می شود و از انتهای دیگر خارج می شود.

مایعات تحویل شده توسط پمپ پیچ نمی چرخد ، بلکه به صورت خطی حرکت می کند. روتورها مانند پیستون های بی پایان کار می کنند ، که به طور مداوم به جلو حرکت می کنند. ضربان حتی در سرعت بالاتر وجود ندارد. عدم وجود تپش و عدم وجود تماس فلز با فلز باعث عملکرد بسیار بی صدا می شود.

پمپ های بزرگتر به عنوان پمپ های کم فشار و پر حجم در فشارهای بزرگ استفاده می شوند. برنامه های دیگر شامل سیستم های هیدرولیک در زیردریایی ها و سایر مواردی است که باید صدا کنترل شود.

برای خرید پمپ هیدرولیک رانا اینجا کلیک کنید

4. پمپ های دنده داخلی - ژیروتور و هلال.

پمپ های دنده داخلی ، شکل 4 ، دارای یک دنده داخلی و یک دنده خارجی هستند. از آنجا که این پمپ ها دارای یک یا دو دندانه کمتر در چرخ دنده داخلی نسبت به دنده خارجی هستند ، سرعت نسبی چرخ دنده داخلی و خارجی در این طرح ها کم است. به عنوان مثال ، اگر تعداد دنده ها در چرخ دنده داخلی و بیرونی به ترتیب 10 و 11 عدد باشد ، چرخ دنده داخلی 11 دور می چرخد ، در حالی که بیرونی 10 چرخش می شود. این سرعت نسبی پایین به معنی سرعت سایش کم است. این پمپ ها واحدهای کوچک و جمع و جوری هستند.

پمپ چرخ دنده داخلی مهر هلالی شامل یک چرخ دنده داخلی و خارجی است که توسط یک مهر و موم هلالی از هم جدا شده است. دو چرخ دنده در یک جهت می چرخند ، چرخ دنده داخلی سریعتر از بیرونی می چرخد. روغن هیدرولیک در نقطه ای که دندان های دنده شروع به جدا شدن می کنند به داخل پمپ کشیده می شود و در فضای بین هلال و دندان های هر دو پارگی به خروجی منتقل می شود. نقطه تماس دندانهای دنده ای و همچنین فاصله کوچک نوک در هلال ، مهر و موم می کند. اگرچه در گذشته از این پمپ به طور کلی برای خروجی های کم استفاده می شد ، اما با فشارهای کمتر از 1000 psi ، اخیراً یک مدل 2 مرحله ای و 4000 psi در دسترس است.

برای رید پمپ هیدرولیک 405 کلیک کنید

پمپ دنده داخلی ژیروتور از یک جفت دنده تشکیل شده است که همیشه در تماس کشویی هستند. دنده داخلی دارای یک دندان بیشتر از ژروتور است

دنده. هر دو دنده در یک جهت می چرخند. روغن به محفظه محل جدا شدن دندان ها کشیده می شود و هنگامی که دندان ها دوباره شروع به تور زدن می کنند ، خارج می شود. مهر و موم توسط تماس کشویی تهیه می شود.

به طور کلی ، پمپ دنده داخلی با آب بندی فشار تاج دندان دارای بازده حجمی بالاتری نسبت به نوع هلال است. بازده حجمی و کلی این پمپ ها در همان محدوده عمومی پمپ های دنده خارجی هستند. با این حال ، حساسیت آنها به خاک تا حدودی بیشتر است.

5. پمپ پره اصلی (نامتعادل).

در پمپ های پره ، تعدادی پره به صورت اسلاید در یک روتور قرار می گیرد که در یک محفظه یا حلقه می چرخد. محفظه ممکن است با مرکز روتور خارج از مرکز باشد ، یا شکل آن بیضی باشد ، شکل 5. در برخی از طراحی ها ، نیروی گریز از مرکز پره ها را در تماس با محفظه نگه می دارد ، در حالی که پره ها توسط شکاف ها مجبور به داخل و خارج شدن از شکاف ها می شوند. خارج از مرکز بودن مسکن. در یک پمپ پره ، فنرهای سبک پره ها را در برابر محفظه نگه می دارند. در طراحی دیگر پمپ ، پایه های تحت فشار پره ها را به سمت خارج ترغیب می کند.

در هنگام چرخش ، با افزایش فضا یا محفظه محصور شده توسط پره ها ، روتور و محفظه ، خلا ایجاد می شود و فشار اتمسفر روغن را به این فضا که سمت ورودی پمپ است ، مجبور می کند. با کاهش فضا یا حجم محصور شده ، مایع از طریق درگاه های تخلیه خارج می شود.

6. پمپ پره متعادل.

7. پمپ پره با جابجایی متغیر ، جبران کننده فشار.

پمپ های پره متعادل و نامتعادل - پمپ نشان داده شده در شکل 5 نامتعادل است ، زیرا تمام عملکرد پمپاژ در محفظه های یک طرف روتور و شافت رخ می دهد. این طرح یک بار جانبی به روتور و شافت محرک تحمیل می کند. این نوع پمپ پره ای دارای یک پوشش داخلی دایره ای است. پمپ های پره نامتعادل می توانند جابجایی ثابت یا متغیری داشته باشند. برخی از پمپ های پره ساختاری متعادل را ایجاد می کنند که در آن یک پوشش بیضوی دو ناحیه جداگانه پمپاژ را در دو طرف روتور تشکیل می دهد ، به طوری که بارهای جانبی لغو می شوند ، شکل 6. پمپ های پره متعادل فقط در طرح های جابجایی ثابت وجود دارد.

در یک طرح نامتعادل با حجم متغیر ، شکل 7 ، می توان تغییر مکان را از طریق یک کنترل خارجی مانند چرخ دستی یا یک جبران کننده فشار تغییر داد. کنترل حلقه بادامک را تغییر می دهد تا مرکز خروج از حلقه و روتور را تغییر دهد ، در نتیجه اندازه محفظه پمپاژ را تغییر می دهد و بنابراین تغییر مکان در هر دور را تغییر می دهد.

وقتی فشار به اندازه کافی زیاد باشد تا بتواند بر نیروی فنر جبران کننده غلبه کند ، حلقه بادامک تغییر می کند تا از مرکز خارج شود. تنظیم فنر جبران کننده فشاری را که در آن حلقه تغییر می کند تعیین می کند.

از آنجا که برای نگه داشتن پره ها در برابر محفظه و نگه داشتن مهر و موم محکم در آن نقاط ، به نیروی گریز از مرکز نیاز است ، این پمپ ها برای سرویس با سرعت پایین مناسب نیستند. کار با سرعت کمتر از 600 دور در دقیقه توصیه نمی شود. اگر از فنرها یا وسایل دیگری برای نگهداری پره ها در برابر حلقه استفاده شود ، کارایی موثر با سرعت 100 تا 200 دور در دقیقه امکان پذیر است.

برای خرید پمپ هیدرولیک 206 کلیک کنید

پمپ های پره کارایی بالای خود را برای مدت طولانی حفظ می کنند ، زیرا جبران ساییدگی پره به پایان می رسد و محفظه به صورت خودکار انجام می شود. با ساییده شدن این سطوح ، پره ها در شکاف های خود به بیرون حرکت می کنند تا تماس با محفظه حفظ شود.

پمپ های پره ، مانند انواع دیگر ، دارای دو واحد هستند. پمپ دوتایی از دو واحد پمپاژ در یک محفظه تشکیل شده است. اندازه آنها ممکن است یکسان یا متفاوت باشد. اگرچه آنها مانند تک پمپ ها نصب و رانده می شوند ، اما از نظر هیدرولیکی مستقل هستند. تنوع دیگر واحد سری است: دو پمپ با ظرفیت برابر به صورت سری متصل می شوند ، به طوری که خروجی یکی تغذیه دیگری می کند. این ترتیب فشار را دو برابر فشار عادی موجود از این پمپ می دهد. پمپ های پره راندمان نسبتاً بالایی دارند. اندازه آنها نسبت به خروجی کوچک است. تحمل خاک نسبتاً خوب است.

8- پمپ های پیستونی

پمپ پیستونی محوری با تغییر زاویه صفحه تعویض تغییر مکان می دهد.

پمپ پیستون یک واحد چرخشی است که از اصل پمپ رفت و برگشتی برای تولید جریان سیال استفاده می کند. این پمپ ها به جای استفاده از یک پیستون ، دارای ترکیبات بسیاری از سیلندرهای پیستونی هستند. بخشی از مکانیزم پمپ در اطراف شافت محرک می چرخد تا حرکات رفت و برگشتی ایجاد شود ، که مایع را به داخل هر سیلندر می کشد و سپس آن را دفع می کند و جریان تولید می کند. دو نوع اساسی وجود دارد ، پیستون محوری و شعاعی. هر دو منطقه به عنوان پمپ های جابجایی ثابت و متغیر در دسترس هستند. تنوع دوم اغلب قابلیت جابجایی برگشت پذیر (overcenter) متغیر را دارد.

اکثر پمپ های پیستونی محوری و شعاعی خود را به طراحی های متغیر و همچنین ثابت تغییر مکان می دهند. پمپ های جابجایی متغیر تا حدودی بزرگتر و سنگین تر هستند ، زیرا آنها دارای کنترل های داخلی مانند چرخ دستی ، الکتریکی هستند

موتور c ، سیلندر هیدرولیک ، سروو و ساقه مکانیکی.

پمپ های پیستونی محوری - پیستون های موجود در یک پمپ پیستونی محوری به صورت موازی با خط مرکزی شافت محرک بلوک پیستون متقابل هستند. یعنی حرکت شافت دوار به حرکت متقابل محوری تبدیل می شود. بیشتر پمپ های پیستونی محوری چند پیستون هستند و برای هدایت جریان مایع از ورودی تا تخلیه از دریچه های چک یا صفحات پورت استفاده می کنند.

9. پمپ پیستونی شعاعی.

پمپ های پیستونی خطی - ساده ترین نوع پمپ پیستونی محوری ، طرح swashplate است که در آن یک بلوک سیلندر توسط شافت محرک چرخانده می شود. پیستون های نصب شده در سوراخ در سیلندر از طریق کفش های پیستونی و یک حلقه جمع کننده به هم متصل می شوند ، به طوری که کفش ها در برابر یک پلاستیک زاویه دار قرار می گیرند. با چرخش بلوک ، شکل 8 ، کفش های پیستون از تابلو تعویض پیروی می کنند و باعث می شوند پیستون ها متقابل شوند. درگاه ها به گونه ای در صفحه شیر تنظیم شده اند که پیستون ها هنگام بیرون کشیدن از ورودی و هنگام اجبار خروجی از ورودی عبور می کنند. در این پمپ ها ، اندازه و تعداد پیستون ها و همچنین طول ضربه آنها تعیین می شود ، که با زاویه swashplate متفاوت است.

در مدل های تغییرپذیر پمپ درون خطی ، swashplate در یک یوغ متحرک تاب می خورد. چرخش یوغ روی یک پایه باعث تغییر یا کاهش زاویه پیستون می شود. یوغ را می توان با انواع کنترل ها ، مانند دستی ، سروو ، جبران کننده ، چرخ دستی و غیره قرار داد.

10. منحنی جریان فشار پمپ هیدرولیک با جابجایی ثابت.

پمپ های محور خم - این پمپ شامل یک شافت محرک است که پیستون ها را می چرخاند ، یک بلوک سیلندر و یک سطح سوپاپ ثابت رو به بلوک بلوک سیلندر است که جریان ورودی و خروجی را حمل می کند. محور شفت محرک نسبت به محور بلوک سیلندر زاویه ای است. چرخش شافت محرک باعث چرخش پیستون ها و بلوک سیلندر می شود.

از آنجا که صفحه چرخش پیستون ها نسبت به صفحه سطح دریچه زاویه دارد ، در حین چرخش فاصله بین هر یک از پیستون ها و سطح دریچه به طور مداوم تغییر می کند. هر پیستون منفرد در طول نیمی از دور شافت از سطح دریچه و در نیمه دیگر به سمت سطح دریچه دور می شود.

سطح سوپاپ چنان پورت شده است که مجرای ورودی آن به سوراخ های سیلندر در آن قسمت از چرخش که پیستون ها دور می شوند ، باز است. مجرای خروجی آن در حفره چرخشی که پیستونها به سمت سطح دریچه حرکت می کنند به سوراخ سیلندر باز است. بنابراین ، در هنگام چرخش پمپ ، پیستون ها از طریق محفظه ورودی مایع را به داخل سوراخ های سیلندر مربوطه می کشند و آن را از طریق محفظه خروجی به بیرون مجبور می کنند. پمپ های محور خم شده دارای تنظیمات تغییر مکان ثابت و متغیر هستند ، اما قابل برگشت نیستند.

شکل 11. منحنی جریان فشار پمپ هیدرولیک با تغییر مکان با جبران ایده آل جریان و فشار.

در پمپ های پیستونی شعاعی ، پیستون ها به صورت شعاعی در یک بلوک سیلندر قرار می گیرند. آنها عمود بر خط مرکزی شافت حرکت می کنند. دو نوع اساسی موجود است: یکی از پیستون های استوانه ای شکل ، دیگری از پیستون های توپی. آنها همچنین ممکن است بر اساس ترتیب حمل و نقل طبقه بندی شوند: سوپاپ چک یا شیر پینتل. آنها در جابجایی ثابت و متغیر ، و جابجایی برگشت پذیر (بیش از مرکز) قابل استفاده هستند.

در پمپ پیستونی شعاعی مجهز به پینتل ، شکل 9 ، بلوک سیلندر بر روی یک پایه ثابت و درون یک حلقه واکنش دهنده یا روتور دایره ای می چرخد. با چرخش بلوک ، نیروی گریز از مرکز ، فشار شارژ یا نوعی عملکرد مکانیکی باعث می شود پیستون ها سطح داخلی حلقه را که از خط مرکزی بلوک سیلندر جبران می شود ، دنبال کنند. همانطور که پیستونها در منافذ متقابل عمل می کنند ، انتقال در آن باعث می شود که هنگام حرکت به سمت بیرون مایعات را جذب کرده و هنگام حرکت آن را تخلیه کنند.

اندازه و تعداد پیستون ها و طول ضربه آنها جابجایی پمپ را تعیین می کند. جابجایی را می توان با حرکت حلقه واکنش برای افزایش یا کاهش حرکت پیستون ، متفاوت از مرکز حرکت تغییر داد. چندین کنترل برای این منظور در دسترس است.

شکل 12. شماتیک کنترل فشار متناسب پمپ هیدرولیک متناسب.

پمپ های پیستون تا حدودی به انواع پیستون های دوار شباهت دارند ، به این دلیل که پمپاژ نتیجه برگشت متقابل پیستون ها در سوراخ های سیلندر است. با این حال ، سیلندرها در این پمپ ها ثابت هستند. آنها در اطراف شافت درایو نمی چرخند. رفت و برگشت پیستون ها توسط میل لنگ ، خارج از مرکز بر روی شافت یا صفحه تکان می خورد. هنگامی که از مرکز گریز استفاده می شود ، برگشت برگشت توسط فنرها انجام می شود. از آنجا که در صورت چرخش نمی توان شیر را با پوشاندن و کشف درگاه ها تأمین کرد ، ممکن است از شیرهای ورودی و خروجی در این پمپ ها استفاده شود.

به دلیل ساختار آنهااین پمپ ها دو ویژگی را دارند که پمپ های دیگر ندارند: 

یکی دارای آب بندی مثبت تری بین ورودی و خروجی است که باعث فشار بیشتر بدون نشت زیاد لغزش می شود. دیگر این که در بسیاری از پمپ ها ، روانکاری قطعات متحرک غیر از پیستون و سوراخ استوانه ای ممکن است مستقل از مایع پمپ شده باشد. بنابراین ، مایعات با خاصیت روانکاری ضعیف می توانند پمپ شوند. بازده های حجمی و کلی نزدیک به پمپ های پیستون محوری و شعاعی هستند.

اندازه گیری عملکرد پمپ هیدرولیک :

حجم مایع پمپ شده در هر دور از هندسه محفظه های حمل روغن محاسبه می شود. پمپ هرگز مقدار مایعات محاسبه شده یا نظری را کاملا تحویل نمی دهد. اینکه چقدر نزدیک می شود ، کارایی حجمی نامیده می شود. کارایی حجمی با مقایسه تحویل محاسبه شده با تحویل واقعی پیدا می شود. بازده حجمی با سرعت ، فشار و ساختمان پمپ متفاوت است.

بازده مکانیکی پمپ نیز کمتر از کامل است ، زیرا مقداری از انرژی ورودی در اصطکاک هدر می رود. بازده کلی پمپ هیدرولیک محصول بازده های حجمی و مکانیکی آن است.

پمپ ها به طور کلی با حداکثر توانایی فشار عملیاتی و خروجی آنها در gpm یا lpm ، در یک سرعت مشخص درایو ، در دور در دقیقه درجه بندی می شوند.

تطبیق قدرت پمپ با بار

13. منحنی جریان فشار فشار پمپ هیدرولیک با تغییر مکان مجهز به جبران فشار.

14. شماتیک کنترل جبران کننده دو مرحله ای پمپ هیدرولیک

جبران فشار و حس بار ، اصطلاحاتی هستند که اغلب برای توصیف ویژگی های پمپ استفاده می شوند و بازده عملکرد پمپ را بهبود می بخشند. بعضی اوقات این اصطلاحات به جای هم به کار می روند ، تصور غلطی که بعد از فهمیدن تفاوت نحوه عملکرد این دو بهبود ، پاک می شود.

برای بررسی این تفاوت ها ، با استفاده از پمپ با جابجایی ثابت که با سرعت ثابت کار می کند ، یک مدار ساده را در نظر بگیرید. این مدار فقط در مواقعی که بار به حداکثر توان نیاز دارد کارآیی دارد زیرا پمپ بدون در نظر گرفتن بار مورد نیاز فشار و جریان کامل را وارد می کند. یک شیر تسکین دهنده با مسیریابی مایع فشار قوی به مخزن ، هنگامی که سیستم به تنظیمات تسکین می رسد ، از تجمع فشار بیش از حد جلوگیری می کند. همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است ، هر زمان که بار به جریان کمتر یا فشار کامل نیاز داشته باشد ، توان تلف می شود. انرژی مایع بلااستفاده تولید شده توسط پمپ تبدیل به گرمی می شود که باید پراکنده شود. راندمان کلی سیستم ممکن است 25٪ یا کمتر باشد.

پمپ های جابجایی متغیر ، مجهز به کنترل های جابجایی ، شکل 11 ، می توانند بیشتر این اسب بخار هیدرولیکی هدر رفته را هنگام جابجایی یک بار صرفه جویی کنند. تغییرات کنترلی شامل چرخ دستی ، اهرم ، سیلندر ، سرو ساقه و کنترل های الکتریکی هیدرولیک است. نمونه هایی از برنامه های کنترل جابجایی ، انتقال نیروگاه هیدرواستاتیک با کنترل اهرم است که برای رانش بادگیرها ، لودرهای فرماندار و غلتک های جاده ای استفاده می شود.

در حالی که مطابقت دقیق با جریان و فشار مورد نیاز یک بار را دارا می باشد ، این کنترل ها هیچ فشاری ذاتی یا قابلیت محدودکننده قدرت ندارند. بنابراین ، باید مقررات دیگری نیز برای محدود کردن حداکثر فشار سیستم در نظر گرفته شود و موتور اصلی همچنان باید دارای قدرت اسب بخار باشد. علاوه بر این ، هنگامی که پمپ مدار چند باری را تأمین می کند ، جریان و فشار مطابقت دارد.

یک روش طراحی برای سیستمی که در آن یک پمپ بارهای چندگانه را تأمین می کند ، استفاده از پمپ مجهز به یک جبران کننده فشار متناسب است ، شکل 12. یک فنر یوغ صفحه تعویض پمپ را به سمت تغییر مکان کامل سوگیری می کند. هنگامی که فشار بار بیش از مقدار جبران کننده است ، نیروی فشار بر قرقره جبران کننده عمل می کند تا بر نیروی وارد شده توسط فنر غلبه کند.

قرقره سپس به سمت محفظه فنر جبران كننده منتقل می شود ، مایع خروجی پمپ را به سمت پیستون نوازش می دهد و جابجایی پمپ را كاهش می دهد. قرقره جبران کننده هنگامی که فشار پمپ با تنظیم فنر جبران کننده مطابقت دارد به حالت خنثی برمی گردد. اگر باری محرک ها را مسدود کند ، جریان پمپ به صفر می رسد.

با استفاده از یک پمپ با جابجایی متغیر ، جبران کننده فشار و نه یک پمپ با جابجایی ثابت ، به طور چشمگیری نیازهای اسب بخار مدار را کاهش می دهد ، شکل 13. جریان خروجی این نوع پمپ با توجه به فشار تخلیه از پیش تعیین شده ای که توسط یک روزنه در جبران کننده پمپ حس می شود ، متفاوت است. از آنجا که جبران کننده خود از سیال تحت فشار کار می کند ، فشار تخلیه باید بالاتر از حد فشار فشار حداکثر تنظیم شود - مثلاً 200 psi بالاتر. بنابراین اگر تنظیم فشار بار پمپ جبران کننده فشار 1100 psi باشد ، پمپ جابجایی (و جریان خروجی) خود را بر اساس فشار تخلیه 1300 psi افزایش یا کاهش می دهد.

یک کنترل دو مرحله ای جبران کننده فشار ، شکل 14 ، از جریان خلبان در فشار بار از طریق روزنه در قرقره جبران کننده مرحله اصلی برای ایجاد افت فشار 300 psi استفاده می کند. این افت فشار نیرویی بر روی قرقره ایجاد می کند که در مقابل فنر قرقره اصلی قرار دارد. جریان سیال خلبان

s را از طریق یک دریچه کوچک تسکین دهید. فشار محفظه فنر 4700 psi تنظیم کنترل جبران کننده 5000 psi را فراهم می کند. افزایش فشار بر روی تنظیمات جبران کننده ، قرقره اصلی را به سمت راست منتقل می کند ، سیال خروجی پمپ را به پیستون متحرک منتقل می کند ، که بر نیروی پیانون بایاس غلبه می کند و جابجایی پمپ را مطابق با بار مورد نیاز کاهش می دهد.

تصور اشتباهی که قبلاً بیان شد از یک مشاهده ناشی می شود که فشار خروجی از پمپ جبران کننده فشار می تواند به زیر تنظیم کننده جبران کننده در حین حرکت محرک برسد. این اتفاق نمی افتد زیرا پمپ بار را حس می کند ، این اتفاق می افتد زیرا پمپ برای کاربرد کم است. فشار افت می کند زیرا پمپ نمی تواند جریان کافی را ایجاد کند تا با بار همراه شود. در صورت اندازه گیری مناسب ، پمپ جبران کننده فشار باید همیشه مایعات کافی را از طریق سوراخ جبران کننده برای کارکرد جبران کننده مجبور کند.

15. عملکرد معمول جبران فشار یک مرحله ای و دو مرحله ای.

16. شماتیک جبران کننده پمپ متناسب که قابلیت سنجش بار را فراهم می کند.

با توجه به عملکرد تطبیق آن ، یک جبران کننده دو مرحله ای مشابه کنترل جبران کننده متناسبی است که در شکل 12 نشان داده شده است. با این حال عملکرد دینامیکی کنترل دو مرحله ای برتر است. این امر هنگامی آشکار می شود که فرد یک گذرا را تجزیه و تحلیل می کند که شامل کاهش ناگهانی تقاضای جریان بار است ، از شروع حرکت کامل در فشار کم.

قرقره کنترل یک مرحله ای مایع فشار را فقط به پیستون ضربه می زند هنگامی که فشار تخلیه پمپ به تنظیمات جبران کننده برسد. قرقره اصلی کنترل دو مرحله ای شروع به حرکت می کند به محض اینکه فشار تخلیه پمپ منهای فشار محفظه فنر از تنظیمات فنر 300 psi فراتر رود. از آنجا که سیال خلبان از داخل روزنه عبور می کند و به دلیل جریان مورد نیاز برای فشرده سازی مایع در محفظه فنر ، فشار محفظه فنر از فشار تخلیه پمپ عقب است. این امر باعث عدم تعادل قرقره و تغییر جهت به سمت راست می شود.

تخریب پمپ قبل از رسیدن فشار تخلیه پمپ به تنظیمات جبران کننده آغاز می شود ، شکل 15 توجه داشته باشید که در سیستم مجهز به باتری ، یک کنترل کننده دو مرحله ای مزیت کمی را فراهم می کند. با این حال ، در سیستم های هیدرولیک بیل مکانیکی ، برتری جبران کننده دو مرحله ای مشهود است: این محافظت بسیار بیشتری را در برابر اجزای سیستم در برابر فشارهای گذرا فراهم می کند.

17. منحنی فشار فشار پمپ با کنترل حس بار.

18. شماتیک کنترل پمپ که حس فشار و فشار را فراهم می کند.

سنجش بار: مرحله بعدی

یک کنترل مشابه ، که اخیراً محبوب شده است ، کنترل سنجش بار است که گاهی اوقات آن را کنترل تطبیق نیرو می نامند ، شکل 16. شیر تک مرحله ای تقریباً مشابه کنترل جبران کننده یک مرحله ای است ، شکل 12 ، با این تفاوت که محفظه فنر در پایین دست از یک روزنه متغیر و نه مستقیم به مخزن متصل است. قرقره جبران کننده حسگر بار هنگامی که افت فشار در روزنه متغیر با تنظیم فنر 300 psi مطابقت دارد ، به تعادل می رسد.

هر سه سیگنال اساسی بار سنجش ، پمپ حسگر بار را کنترل می کنند: تخلیه ، کار و تسکین دهنده. در حالت تخلیه ، کمبود فشار بار باعث می شود که پمپ در اثر بایاس یا فشار تخلیه ، جریان تخلیه صفر ایجاد کند. هنگام کار ، فشار بار باعث ایجاد جریان تخلیه پمپ در رابطه با افت فشار تنظیم شده یا فشار بایاس می شود. هنگامی که سیستم به حداکثر فشار می رسد ، پمپ با تنظیم جریان تخلیه ، این فشار را حفظ می کند.

مانند پمپ جبران کننده فشار ، یک پمپ حسگر بار دارای یک کنترل جبران فشار است ، اما کنترل برای دریافت دو سیگنال فشار ، نه فقط یک ، تغییر می یابد. همانند جبران فشار ، کنترل حسگر بار سیگنالی را نشان می دهد که نشان دهنده فشار تخلیه است ، اما همچنین سیگنال دوم را نیز نشان می دهد که فشار بار را نشان می دهد. این سیگنال از دهانه دوم پایین دست از اولین سوراخ سرچشمه می گیرد. این روزنه دوم ممکن است یک شیر کنترل جریان باشد که بلافاصله فراتر از خروجی پمپ ، دهانه قرقره دریچه کنترل جهت است ، یا ممکن است محدودیتی در یک هادی سیال باشد.

مقایسه این دو سیگنال فشار در قسمت جبران کننده اصلاح شده به پمپ اجازه می دهد تا بار و جریان را حس کند. شکل 17. جریان خروجی پمپ در رابطه با فشار دیفرانسیل دو روزنه متفاوت است. همانطور که پمپ جبران کننده فشار فشار تخلیه خود را به میزان مورد نیاز برای راه اندازی جبران کننده فشار افزایش می دهد ، فشار تخلیه پمپ حسگر بار و جریان معمولاً بین 200 تا 250 psi بیشتر از فشار بار واقعی است.

علاوه بر این ، یک پمپ حسگر بار می تواند کار کند

نیاز به بار و جریان یک عملکرد یک مدار یا چند عملکرد همزمان ، قدرت اسب بخار را به حداکثر فشار بار مربوط می کند. این کمترین اسب بخار ممکن را مصرف می کند و کمترین گرما را تولید می کند.

کنترل اپراتور

اگر دهانه متغیر یک شیر کنترل جریان دستی باشد ، سیستم می تواند در یک حالت مطابق با بار در جهت یک اپراتور کار کند. همانطور که شیر کنترل جریان را باز می کند ، جریان به تناسب افزایش می یابد (افت فشار ثابت در یک روزنه با قطر افزایش یافته) ، در فشار کمی بالاتر از فشار بار.

همانطور که در شکل 17 پیشنهاد شده است ، توان هدر رفته با یک جبران کننده پمپ حجم متغیر حسگر بار بسیار کم است. از آنجا که کنترل احساس فشار فشار می کند و نه فشار مطلق ، باید یک دریچه تسکین دهنده یا سایر وسایل فشار محدود تهیه شود.

این مشکل با یک کنترل سنجش فشار / محدود کننده فشار حل می شود ، شکل 18. این کنترل به عنوان کنترل سنجش بار که قبلاً شرح داده شده عمل می کند ، تا زمانی که فشار بار به تنظیم کننده فشار برسد. در آن مرحله ، قسمت محدود کننده جبران کننده کنترل حسگر بار را از بین می برد تا پمپ خراب شود. باز هم باید گفت ، موتور اصلی باید توانایی اسب بخار قدرت داشته باشد.

19-پمپ های دنده حسگر بار

پمپ های دنده حسگر بار با دو نوع مختلف هیدرواستات نصب شده. تنظیم فنر امکان تنظیم افت فشار برای شیرآلات یا طول خط تولیدکنندگان مختلف را فراهم می کند.

پمپ های پیستونی و پره ای به توانایی تغییر متغیر خود برای انجام سنجش بار متکی هستند. بنابراین ، اگر پمپ دنده ای ثابت باشد ، چگونه می تواند حس بار را انجام دهد؟ مانند پمپ های دنده استاندارد ، پمپ های دنده حسگر بار در مقایسه با سایر طراحی ها با قابلیت جریان و فشار معادل ، هزینه اولیه کمی دارند. با این حال ، پمپ های دنده حسگر بار تطبیق پذیری پمپ های محوری-پیستونی و پره ای با تغییر متغیر را ارائه می دهند اما بدون پیچیدگی بالا و هزینه بالای مکانیسم های تغییر مکان.

پمپ دنده حسگر بار می تواند:

بهره وری بالا از سنجش بار بدون هزینه زیاد مرتبط با پمپ های پیستونی یا پره ای

تولید جریان صفر تا کامل در کمتر از 40 میلی ثانیه با افزایش فشار کم یا بدون فشار و بدون سوپرشارژ ورودی پمپ ،

مدارهای محرک با فشار تخلیه کم تخلیه (نزدیک به جو)

جریان اولویت و جریان ثانویه را با فشار تخلیه کم برای کاهش استندبای و کشش ثانویه بارگیری شده ثانویه فراهم کنید و

با پمپ های پره یا پیستون حسگر بار بدون نیاز به تغییر اندازه خط یا قطعه ، مبادله کنید.

شکل 20. کنترل تخلیه به پمپ دنده حسگر بار اضافه شده است. این کنترل از یک گلدان یا پیستون استفاده می کند تا حداکثر جریان را در حداقل فشار فشار از طریق تخلیه کننده با کمترین حرکت کنترل فراهم کند.

شکل 21. کنترل ترکیبی با استفاده از یک تسکین خلبان ، که باعث می شود هیدرواستات به عنوان مرحله اصلی یک سوپاپ تسکین دهنده توسط خلبان عمل کند ، حاصل می شود.

پمپ های پیستونی حسگر بار از یک جبران کننده فشار و یک هیدرواستات برای تغییر خروجی حجمی به سیستم با توجه به فشار بار و جریان مورد نیاز استفاده می کنند. هیدرواستات وسیله ای است فنر دار که متر آن با توجه به نیروی فنر از مناطق موثر و برابر آن عبور می كند. ممکن است مانند یک مدار سری محدود کننده باشد ، یا ممکن است فشار بار اولیه را به فشار ثانویه یا مخزن دور بزند. به زبان ساده ، یک هیدرواستات جریان کل را به دو جریان تقسیم می کند: یکی جریان مورد نیاز و دیگری فشار مورد نیاز مدار اولیه را نشان می دهد. پمپ پیستونی حسگر بار از هیدرواستات خود برای تنظیم جریان خروجی نسبت به فشار بار استفاده می کند و جریان اضافی پمپ را به یک مسیر ثانویه ، که ممکن است به مخزن یا یک مدار ثانویه منتقل شود ، دور می زند.

از طرف دیگر ، یک پمپ دنده ای حسگر بار ، از یک هیدرواستات در ترکیب با یک تخلیه کننده استفاده می کند تا خروجی حجمی آن را در پاسخ به بار و جریان مورد نیاز تغییر دهد. از آنجا که پمپ های پیستونی و دنده ای حسگر بار هر دو از یک سیگنال حسگر بار برای کنترل فشار و جریان تخلیه پمپ استفاده می کنند ، در مدارهای حسگر بار قابل تعویض هستند. هر دو نوع مشترکات زیادی دارند و صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی در سیستم های با استفاده از پمپ های با جابجایی ثابت ایجاد می کنند. هر دو مصرف برق را در حالت فعال کاهش می دهند - هنگامی که برای عملکرد یک عملکرد و جریان مورد نیاز است. آنها همچنین در حالت آماده به کار - هنگامی که سیستم بیکار است یا در حالت غیر عملیاتی است ، از انرژی خود صرفه جویی می کنند. بعلاوه ، آنها می توانند اندازه مورد نیاز - و در نتیجه هزینه - شیرآلات ، هادی ها و فیلترهای مورد نیاز مدار را کاهش دهند

پمپ دنده حسگر بار که در شکل 19 نشان داده شده است ، با جدا کردن جریان تخلیه کل با توجه به فشار عملکرد اولیه از راه دور و جریان اولیه ، مصرف برق را در حالت کار به حداقل می رساند. این امر از طریق یک سیگنال حسگر بار منفرد حاصل از pri انجام می شود

مدار ority و تا آنجا که ممکن است به سمت تخلیه دنده های پمپ هیدرولیک نزدیک شود.

شکل 20 ، افزودن کنترل تخلیه به مدار پمپ ، به سیستم اجازه می دهد تا در حالت آماده به کار و همچنین در حالت کار ، انرژی را حفظ کند. این کنترل باید به موازات درگاه ورودی هیدرواستات و تا حد امکان به سمت تخلیه چرخ دنده ها نصب شود. این سیگنال باید توسط همان سیگنال حسگر بار مانند شکل 19 هدایت شود. این سیگنال باعث می شود تا پمپ تمام جریان را از خروجی به مدار ثانویه و با فشار کاملاً پایین تنظیم فشار افت هیدرواستات در حالت آماده به کار تخلیه کند.

کنترل تخلیه باید همان سیگنال حسگر بار از راه دور را کنترل کند که هیدرواستات را کنترل می کند. برخلاف هیدرواستات ، دکمه تخلیه کننده کنترل تخلیه با مناطق مخالف با نسبت حداقل 2: 1 طراحی شده است. هر فشار خطی که بیش از 50٪ فشار تخلیه پمپ باشد ، باعث کنترل کنترل تخلیه می شود. توانایی کنترل تخلیه بار در تخلیه پمپ تا نزدیک فشار تخلیه اتمسفر توسط نیروی فنر گلدان یا پیستون کنترل می شود. کنترل تخلیه در کمترین مقدار برای حفظ بارگذاری فشار داخلی پمپ دنده تنظیم شده است. وقتی با مدار استاندارد پمپ دنده با جابجایی ثابت مقایسه می شود ، این کنترل می تواند 90٪ از مصرف برق در حالت آماده به کار را کاهش دهد.

کنترل های دوتایی و ترکیبی

شکل 22 این کنترل ترکیبی را نشان می دهد که دارای یک هیدرواستات قابل تنظیم در کنترل تخلیه است. قرار دادن هیدرواستات در کنترل کم بارگیری به همه مناطق پیستون اجازه می دهد تا از یک سیگنال پاسخ بار عمل کنند. این برای کاربردهایی با استفاده از پمپ های بزرگ است که جریان ثانویه به مخزن عبور می کند.

سیگنال حسگر بار را می توان با محدود کردن فشار در خط سنجش از دور یا رساندن آن به 0 psig تنظیم کرد. انجام این کار باعث می شود هیدرواستات و کنترل تخلیه پمپ دنده حسگر بار با توجه به فشار تخلیه به سیگنال مطبوع پاسخ دهد. این امر با تهیه یک تسکین خلبان ، شکل 21 حاصل می شود ، که باعث می شود هیدرواستات به عنوان مرحله اصلی شیر تسکین دهنده با خلبان عمل کند. توانایی تهویه خط حسگر بار به ثبت رسیده است و باعث می شود پمپ دنده حسگر بار برای کارهایی غیر از سنجش بار مفید باشد.

پمپ دنده حسگر بار کنترل کنترل ، شکل 22 ، برای پمپ های با جابجایی بزرگ در نظر گرفته شده و جریان ثانویه به مخزن را دور می زند. همچنین اختراع ثبت شده است و می تواند در همان برنامه های پمپ کنترل دوگانه استفاده شود. با این حال ، از آنجا که جریان ثانویه باید به مخزن هدایت شود ، نمی توان از آن استفاده کرد ، زیرا مدار ثانویه بار را تحریک می کند.