پمپ هیدرولیک پیستونی

پمپ هیدرولیک، قلب سیستم هیدرولیک

پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک شناخته می شود و نقش بسیار مؤثری در عملکرد آن دارد؛ می توان گفت پمپ اساسی‌ترین بخش سیستم هیدرولیکی به حساب می آید که انرژی مکانیکی را به انرژی هیدرولیکی تبدیل می‌کند. نکته ی مهم این که پمپ فقط جریان روغن تولید می‌کند و نه سیستم فشار. در واقع پمپ می‌تواند تحت فشارِ ایجاد شده از طرف بار مقاوم، به تولید دبی، تقریبا بدون کاهش، ادامه دهد.

سامانه های هیدرولیکی، در ساخت دستگاه های قدرت بالای امروزی نقش اساس ایفا می کنند. از طریق این سامانه های هیدرولیکی، می توان به راحتی قدرت بالایی که کاملاً تحت کنترل است تولید کرد. به خاطر همین به راحتی می توان در بدنه دستگاه های بزرگ صنعتی یک جریان کنترلی دقیق و قدرتمند را ابداع کرد. از این رو سامانه های هیدرولیکی از اهمیت بالایی در صنایع امروزی برخوردار است. آن چه که می تواند بیش از هر چیز در سامانه های هیدرولیکی حائز اهمیت باشد، انواع پمپ های هیدرولیک است.

پمپ هیدرولیک منبع تامین انرژِی سیستم هیدرولیک است. در این نوع پمپ ها تلرانس بین پیستون ها و سیلندر بسیار کم است و وجود این تلرانس کم بین پیستون و سیلندر، باعث تحمل کمتر این نوع پمپ نسبت به سایر پمپ های هیدرولیک شده است و جهت افزایش طول عمر پمپ دو فاکتور تمیزی روغن پمپ و عدم آلودگی محیط کار پمپ بسیار حائز اهمیت می باشد.

پمپ هیدرولیک انواع متعددی دارند که یکی از بهترین و با دوام ترین نوع آن پمپ هیدرولیک پیستونی است. که در صنایع مهمی همچون پتروشیمی، خودروسازی، آهن و فولاد و لوله سازی کاربرد فراوانی دارد. متداول ترین انواع پمپ ها، پمپ هیدرولیک پیستونی فشارقوی است. 

قطعات پمپ هیدرولیک

پمپ هیدرولیکی از دو بخش اصلی تشکیل شده است.

-  بخش اول سامانه پمپ هیدرولیکی: که از یک ساز و کار مکانیکی تشکیل شده است که می ‌تواند سیالات ورودی به خود را با گذشت از یک مسیر مکانیکی همراه با تامین فشار بالا به همراه افزایش سطح دبی در قسمت خروجی خود قرار دهد.

-  بخش دوم، یک موتور مولد است که به حالت های موتور برقی و یا موتور های احتراق داخلی طراحی شده اند. وظیفه ی این موتور به حرکت درآوردن سامانه پمپ هیدرولیکی است. از این رو قدرت در پمپ هیدرولیک توسط یک موتور تامین خواهد شد. قدرتی که به شکل توان هیدرولیکی در خروجی پمپ قابل به اندازه گیری است. پمپ های هیدرولیکی فشار دو برابر در سیستم، ایجاد نمی‌ کند؛ بلکه سیالات مانده در سیستم را به گردش می اندازد و سطح دبی سامانه هیدرولیکی را افزایش می ‌دهند.

پمپ های هیدرولیکی کاربرد بسیار وسیع و متنوع دارد. از این پمپ ها، می توان در انتقال حجم بالایی از آب آشامیدنی تا فاضلاب ها استفاده نمود. همچنین این پمپ ها توانایی کار به جهت گردش آب های سرد و گرم در انواع سیستم های ماشین را دارند. انواع پمپ های هیدرولیکی می توانند در ساخت ماشین آلات بزرگ راه سازی تا صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.

همچنین عمده ماشین آلات پرس در فضا های صنعتی، قدرت پرس کنندگی خود را از طریق یک سامانه هیدرولیکی که آن هم در همراهی با یک پمپ هیدرولیک است تامین خواهند کرد. ساخت و طراحی سیستم‌های هیدرولیک در صنعت بسیار دشوار است. قابلیت این سیستم‌ها توسط مقدا ر تعمیر و نگه داری آنها مشخص می‌شود.  

پمپ پیستونی هیدرولیک چیست ؟

پمپ پیستونی، پمپ جریان مثبت است که با رفت و برگشت پیستون ها عمل پمپاژ کردن سیالات را انجام می دهد. این پمپ بیشترین نسبت توان به وزن را داراست به خاطر همین از قیمت بالایی برخور دار است، در صورت آب بندی دقیق پیستون‌ها می‌تواند بالا ترین بازدهی را داشته باشند. پمپ پیستونی در گستره وسیعی از تامین فشار قادر به کار کردن است و کنترل آن خیلی ساده و انعطاف پذیری آن نیز بالاست.

 از این پمپ ها در مکان هایی که نیاز به فشار بالا دارند از ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ بار استفاده می شود. جریان در این پمپ‌ها بدون ضربان است و به دلیل عدم وارد آمدن بار جانبی به پیستونها دارای عمر طولانی است، اما به خاطر ساختار پیچیده، تعمیر آن مشکل است. این نوع پمپ‌ها در طرح‌ها و اندازه‌های مختلف ساخته شده و در بسیاری موارد از آن استفاده می‌شود و بر حسب احتیاج می‌توان این پمپ‌ها را به طریقی ساخت که فشار زیاد بوجود آورند و یا این که فقط عمل انتقال مایعات را بدون ایجاد فشار انجام دهند. از خیلی از پمپ‌های پیستونی محوری برای تامین فشاردر فضای ماورای جو استفاده می‌شود.

از انواع پمپ ها، پمپ هیدرولیک 9 پیستونی است و از آن جایی که جریان یکنواخت در صنایع مختلف بسیار کاربردی و حیاطی است، پمپ 9 پیستون با داشتن فشار یک نواخت و مکانیزم چند پیستونی و جریانی کاملا یک نواخت با فشاری بالا در انواع صنایع مختلف استفاده می شود. این پمپ در کارخانه ها ، کارگاه ها و صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد که بسته به کاربرد انواع مختلفی دارد ، مانند دستگاه های آب شیرین کن ، کارخانه تولید نوشابه ، کارواش ها و انواع صنایع هیدرولیک و سایر موارد. از مزایا پمپ پیستونی رادیال می توان به: راندمان بسیار بالا، تحمل فشار بالا، تنوع در لیتراژ، صرفه جویی انرژی در مدل های واریابل و عمر بالا اشاره کرد. 

پمپ هیدرولیک پیستونی

پمپ هیدرولیک پیستونی یکی از انواع متداول و بسیار کارآمد برای تکمیل بسیاری از سیستم ‌های هیدرولیکی است. این نوع پمپ ها هم در مدارهای حلقه باز (Open Circuit) و هم حلقه بسته (Close Circuit) در حوزه هیدرولیک صنعتی و هیدرولیک راهسازی (هیدرولیک موبایل) به کار گرفته می شوند. پمپ هیدرولیک پیستونی از محوری چرخان تشکیل شده است که این محور از طریق انرژی الکتریکی به چرخش در می آید. در این حالت انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل شده و سپس این انرژی مکانیکی توسط پمپ هیدرولیک دنده ای به انرژی هیدرولیکی تغییر ماهیت پیدا می کند و به سیال منتقل می شود. پمپ هیدرولیک پیستونی با یک الگوی ساده در طراحی قادر است تا قدرت بسیار بالایی را تأمین کند تا جایی که برای به حرکت انداختن بسیاری از بازوهای مکانیکی بهترین انتخاب است.

پمپ هیدرولیک پیستونی بهترین و مناسب ترین انتخاب برای استفاده در مدار هایی است که فشار کاری آنها بالا یعنی تا 700 بار است. استفاده از ترکیب سیلندر و پیستون در ساخت بسیاری از ساختار های مکانیکی کاربرد دارد، انواع بازو های مکانیکی نیز از نمونه های متنوع سیستم سیلندر و پیستون بهره برده اند. این ساختار مکانیکی در ساخت یکی از متداول ترین انواع پمپ های هیدرولیک، یعنی پمپ پیستونی هیدرولیک نیز به کار رفته است. این پمپ با فشار بالا آب بندی شده و پیستون ها را بالا و پایین می کند. این پمپ ها می تواند برای انتقال مایعات یا حتی گازهای فشرده استفاده شوند.

 این پمپ همچنین می تواند با ذرات چسبناک حاوی ذرات جامد نیز برخورد کند. پمپ‌های هیدرولیک پیستونی نسبت به سایر انواع پمپ‌های هیدرولیک فشارهای بیشتری را تحمل می‌کند. در پمپ پیستونی هیدرولیک تنظیم جا به جایی حجمی پمپ به وسیله ی تغییر زاویه امکان پذیر است. الگوی کلیدی در طراحی هر یک از انواع پمپ پیستونی هیدرولیک بر اساس چیدمان چندین پیستون حول یک محور گردان است.    

قطعات پمپ هیدرولیک پیستونی

قطعات تشکیل دهنده ی  پمپ هیدرولیک پیستونی عبارتند از: پیستون ها، سیلندر یا همان محل قرار گیری پیستون ها، صفحه زاویه گیر، صفحه دارای شیار، محور متحرک و کنترل گر پیستون ها. 

دو عامل اصلی برای انتخاب پمپ هیدرولیک پیستونی

دلایل اصلی برای انتخاب پمپ‌های هیدرولیک، تعیین فشار و دبی است. دبی در پمپ‌های کارتریجی با واحد گالن بر دقیقه و برای دو دسته‌ی دیگر (پیستونی و دنده‌ای) با واحد لیتر بر دقیقه تعیین می‌شود. فشار نیز دارای واحد بار است.  

نحوه ی کار کردن پمپ هیدرولیک پیستونی

پمپ هیدرولیک پیستونی، مکانیسمی دورانی دارد و قطعات آن شامل چندین سیلندر و پیستون است که با این مکانیسم دورانی پیستون ها به درون سیلندر وارد می شود و در هنگام برگشت با ایجاد مکش، سیال را به داخل سیلندر می کشد و در مرحله ی بعد سیال را به بیرون از پمپ پمپاژ می کند. به خاطر آب بندی مطلوب، این پمپ ها، بالاترین بازدهی را در میان تمام پمپ ها دارند و در عین حال گرانترین پمپ هیدرولیک در بازار شناخته می شود و همچنین از هزینه بالای تعمیر و نگهداری برخوردار است. از آنجایی که در این پمپ ها، فشار جانبی به پیستون ها وارد نمی شود، از عمر طولانی برخوردار است.  

انواع پمپ هیدرولیک پیستونی

در ماهیت اصلی برای طراحی پمپ پیستونی هیدرولیک هدف کلی از کنار هم قرار گرفتن چندین پیستون تامین ‌می شود. پیستون هایی که قرار است در یک سیکل کاری با پر و خالی شدن از سیالات تحت پمپاژ، آنها را در مدخل پمپ تحویل گرفته و در سمت خروجی تحت فشار بالا تخلیه کنند. اگر چه این یک ایده ساده و در نهایت بسیار کلی برای پیاده سازی پمپ پیستونی هیدرولیک است، لکن می ‌توان این روش را در الگوهای متنوعی طراحی کرد. از این رو بحث انواع پمپ پیستونی هیدرولیک از لحاظ ساختمان داخلی و مقدار دبی خروجی مطرح می شود.

به طور کلی این نوع پمپ ها داردای دو مدل اصلی است و به دو گروه پمپ پیستونی محوری رکسروت A10V-S-O  و پمپ پیستونی شعاعی (رادیالی) (Radial Piston Pump)تقسیم می شود. هر یک از سیستم ها نیاز به استفاده مدل خاصی است که بنابر مشخصات آنها و در نظر گرفتن سیستم مدل های آن انتخاب می شود. این دو مدل هم دارای جابجایی ثابت و هم جابجایی متغیر است. در هر دو مدل، این پیستون هاست که قرار است سیالات تحت پمپاژ را حمل کنند. در هر دو مدل یک آرایش مهندسی شده از تعداد مشخصی پیستون در نظر گرفته شده است تا با گردش حول یک محور، عملیات پر و خالی شدن آنها صورت گیرد. تفاوت میان پمپ پیستونی محوری تا پمپ پیستونی شعاعی در نحوه ی آرایش پیستون ها حول یک محور گردان است.  

پمپ پیستونی محوری

پمپ پیستونی محوری از انواع پمپ هیدرولیک پیستونی فشار قوی است، پمپی که پیستون‌ها موازی با محور دوار است یا زاویه ی پیستون‌ها با محور دوار کمتر از ۴۵ درجه است. در این پمپ، محور بلوک سیلندر و محور محرک در امتداد خط مرکزی قرار دارند و هنگام چرخش بلوک سیلندر، پیستون‌ها به خاطر پیروی از وضعیت صفحه ی زاویه گیر حرکت رفت و برگشتی می‌نماید. مجاری ورود و خروج روغن از طریق صفحه ی جداکننده بلوک سیلندر در ارتباط است.

پیستون‌ها هنگام حرکت به ‌طرف داخل و خارج سیلندرهای مربوطه به ترتیب از مقابل مجاری خروجی و ورودی صفحه ی جداکننده عبور می‌کند .صفحه ی زاویه گیر در این پمپ می تواند زاویه ای از  0 تا 30 درجه داشته باشد که در حالت 0 درجه جریانی وجود نخواهد داشت و در حالت 30 درجه جریان به حداکثر مقدار خود می رسد. پمپ‌های پیستونی محوری را می‌توان با خاصیت جابجایی متغیر نیز طراحی کرد در نوع جابجایی متغیر وضعیت صفحه زاویه گیر به‌ وسیله ی مکانیزم های دستی ، سرو کنترل و یا از طریق سیستم جبران کننده تنظیم می‌شود. حداکثر زاویه مربوط به صفحه زاویه گیر 17.5 درجه است.

در طرح ساخت این پمپ، موقعیت نصب تمام پیستون ها حول یک محور گردان و کاملاً هم جهت با آن است. در این طراحی در بطن پمپ پیستونی محوری یک بخش استوانه ای شکل طراحی شده است. این بخش تحت تاثیر مولدهایی که می توانند انواع موتورهای برقی و یا بنزینی باشند، قابلیت گردش دارند. پیستون ها در راستای این محور نصب شده اند.

حرکت در پمپ‌های پیستونی محوری، به‌ صورت شعاعی نیست، بلکه تعدادی پیستون به صفحه ی زاویه‌داری متصل است و در این صفحه از مرکز خود به یک روتور متصل است که توسط الکتروموتور به چرخش در می آید. این صفحه در دو حالت زاویه‌دار و قائم می‌تواند قرار گیرد. دبی در این دسته از پمپ‌ها به کمک تغییر زاویه‌ی صفحه تغییر می‌کند، به‌ این‌ ترتیب که افزایش زاویه منجر به افزایش دبی خروجی می‌شود.

انواع مدل ها در طراحی پمپ پیستونی محوری ایده کلی در طراحی هر نوع پمپ پیستونی محوری از استقرار پیستون ها بر حول محور گردان پمپ همراه است. در این بین نحوه ی قرار گرفتن صفحه زاویه گیر باعث خلق انواع ایده ها در طراحی پمپ پیستونی محوری شده است. مزایای استفاده از پمپ پیستونی محوری این است که مکس خیلی خوبی در روغن دارند و مهم تر از همه، این که آنها در مقابل باقی پمپ هیدرولیک پیستونی عمر بیشتری دارند و به آسانی خراب نمی شوند. ماکزیمم تولید دبی در پمپ های فشار قوی محوری هزار و چهارصد لیتر بر دقیقه است.  فشار قابل تحمل این پمپ ها نیز چهارصد بار است. این دستگاه توانایی تحمل کردن فشار بالایی را دارد. با توجه به طراحی پمپ های فشار قوی پیستونی محوری به دو دسته تقسیم می شوند. دسته اول پمپ پیستونی محور خمیده و دسته دیگر پمپ پیستونی زاویه گیر است.

جهت مطالعه عمیق تر بر روی پمپ پیستونی محوری هیدرولیک به مقاله "تشریح پمپ های پیستونی محوری هیدرولیکی" مراجعه نمایید.

 پمپ پیستونی هیدرولیک سرکج

در این نوع از پمپ ها، شاتون های پیستون به ساچمه های کروی شکل که در قسمت اتصالات محور محرک قرار دارند، وصل است. یک کوپلینگ یونیورسال بلوک سیلندر را به محور وصل می کند، طوری که آنها با یکدیگر می چرخند، اما نسبت به هم زاویه دارند. بلوک استوانه ای در تماس با صفحه ی سوپاپ دار شکاف دار که مجاری به آن متصل است، می چرخد.

 پمپ پیستونی هیدرولیک محوری با صفحه ی زاویه گیر

در این نوع از پمپ ها، محور بلوک سیلندر و محور محرک در امتداد خط مرکزی قرار می گیرد. رفتار پیستون ها به وضعیت صفحه زاویه گیر وابسته است و با حرکت صفحه، پیستون ها حرکت رفت و برگشت دارند. در پمپ های پیستونی محوری با صفحه زاویه گیر، مجرای ورود و خروج روغن از طریق صفحه ی جداکننده با بلوک سیلندر در ارتباط است.

پمپ‌های هیدرولیک پیستونی شعاعی

از آنجایی که قطعه پیستون ها با یک نظم به شکل شعاع دور هم در سیلندر قرار گرفته شده اند، این پمپ، پمپ پیستونی شعاعی نام گرفته است. در پمپ پیستونی شعاعی پیستون به وسیله ی نیروی گریز از مرکز در اثر سیال که محرک آن است با رینگ هم تماس می شود. در این عملکرد رینگ نسبت به محور روتور خارج از مرکز جای می گیرد، بر اثر چرخش این سیلندر و پیستون که در خارج از مرکز قرار گرفته شده اند به سمت داخلی سیلندر به حرکت در می آیند. پیستون که خارج از مرکز قرار دارد در بین آن فاصله می افتد و مکش مورد نیاز بر این اساس انجام می شود. ویژگی های اصلی پمپ پیستونی شعاعی فشاری زیاد همراه با راندمان بالا ،با توجه به کار کرد بالا صدایی آهسته دارد و فشار آن به نسبت سایر مدل ها نوسان و دبی پایینی دارد.

در این حالت پیستون ها به صورت شعاعی در محدوده سیلندر قرار گرفته اند و عمود بر محور مرکزی دارای حرکات رفت و برگشتی هستند. قطعات پمپ هیدرولیک پیستونی شعاعی شامل سیلندر، پیستون ها، رینگ واکنش و یک شیر در مرکز روتور می باشند. این پمپ از لحاظ ظاهر بسیار شبیه پمپ هیدرولیک کارتریجی پره ای است با این تفاوت که از لحاظ قطعات و مکانیزم عملکرد، فرق دارد. مزیت پمپ‌های پیستونی شعاعی کاربرد در سرعت‌های بالاست و با توجه به آببندی مناسب آن، قابلیت کار در فشار بالا  را دارد. این پمپ‌ معروف به پمپ‌های دبی متغیر است.

پمپ پیستونی شعاعی بر اساس شکل پیستون به دو دسته تقسیم بندی می شود: مدلی که در آن پیستون به شکل استوانه استفاده شده است، دوم، مدلی که در آن پیستون به شکل کره استفاده شده است.

جهت مطالعه بیشتر درباره پمپ های هیدرولیک پیستونی شعاعی، مقاله شرح انواع "پمپ پیستونی رادیال" را مطالعه کنید.

چگونه باید از پمپ پیستونی هیدرولیک نگهداری کرد؟

برای نگهداری از پمپ های پیستونی محوری و پیستونی رادیال باید، سطح روغن در مخزن  را به صورت روزانه بررسی کرد. زمانی که سیستم زیر بار است، باید دمای کار در قسمت ورودی مخزن و درون مخزن به صورت هفتگی چک و مقایسه شود. آنالیز روغن سیستم از نظر شاخص ویسکوزیته، میزان ساعت کار روغن و میزان آلودگی به صورت سالانه یا هر 2000 ساعت کاری انجام شود. پمپ در شرایط تمیز نگهداری و از نظر عدم نشتی به صورت روزانه بررسی شود. در صورت ایجاد صدای غیر طبیعی در پمپ عیوب احتمالی آن مورد بررسی قرار گیرد. در زمان استراحت پمپ هیدرولیک باید تمام اتصالات آن را از لحاظ استحکام و صحت مورد بازبینی قرار داد.

جهت خرید اینترنتی پمپ های پیستونی فروشگاه نیکا به لینک های زیر مراجعه نمایید.

پمپ هیدرولیک 9 پیستونی ایرانی

پمپ 9 پیستون کازل ترکیه

پمپ پیستونی رادیال توزیران اصفهان