نحوه عملکرد پمپ های دنده خارجی

پمپ های دنده خارجی

در این دسته از پمپ ها از دو چرخ دنده که با هم در گیرند استفاده می شود. با درگیری چرخ دنده ها عمل پمپاژ صورت می گیرد. این پمپ ها نسبتاً ارزان قیمت، جمع و جور و اجزاء متحرک کمی دارند.

---

همچنین بخوانید : بازدیدهای اولیه و ضروری پمپ

---

پمپ های دنده ای را می توان به انواع ذیل تقسیم بندی نمود:

• پمپ های دنده خارجی
• پمپ های دنده داخلی
• پمپ های چنبره ای
• پمپ های ژیروتوری

 یک پمپ دنده خارجی شامل دو چرخ دنده خارجی هم اندازه است که با هم در گیرند و در پوسته پمپ قرار گرفته اند. هر چرخ دنده بر روی یک شفت قرار گرفته است که شفت توسط یاتاقان های سوزنی حمایت می شود. در پمپ های دنده خارجی دوران یکی از چرخ دنده ها بوسیله سیستم محرک تامین گشته و دیگری که واسطه آن چرخ دنده به حرکت در می آید.

 

چرخ دندهای که بر روی شفت محرک سوار می شود چرخ دنده محرک سیستم نامیده می شود. فضای بین دندانه ها، پوسته و ضخامت جانبی، محفظه هایی از روغن را تشکیل می دهند. در محلی که دندانه ها از هم جدا می شوند حجم محفظه افزایش یافته و فشار از فشار اتمسفر کمتر می شود، در نتیجه در اثر خلاء ایجاد شده، سیال به داخل محفظه مکیده شده و فضای بین دندانه ها را پر می کند.

---

همچنین بخوانید : استاندارد ISO 12500 در هوای فشرده

---

 

در ادامه چرخش چرخ دنده ها دوباره دندانه ها با هم در گیر شده و فضای بین آنها کاهش می یابد. در این حالت سیال تحت تاثیر نیروی زیاد از طریق مجرای خروجی به بیرون از پمپ هدایت می شود. لازم به ذکر است با توجه به اینکه در مرحله تخلیه، سیال تحت تاثیر نیروی زیادی قرار دارد پمپ از آب بندی خوبی برخوردار می باشد. از طرفی در گیری دندانه های دو چرخ دنده باید از تلرانس کافی بر خوردار باشد.

 

چنانچه به مرور زمان در اثر سایش این تلرانس زیاد شود، سیال پر فشار از محفظه پرفشار (خروجی) به محفظه کم فشار (مکش) برگشت می کند. بدین ترتیب جریان توسط پمپ تولید و توسط آن انرژی از منبع تولید به دریافت کننده (عملگرها) منتقل می شود.

---

همچنین بخوانید : آشنایی با سوپاپ های کنترل فشار و انواع آن

---

 

حجم جابجایی سیال در پمپ های چرخ دنده خارجی توسط تعداد دندانه های چرخ دنده، حجم سیال بین هر جفت از دندانه و سرعت دوران آن تعیین می شود. نکته مهمی که باید به آن توجه داشت این است که در این پمپ ها بازای هر دور گردش، حجم ثابتی از سیال پمپاژ می شود. از جمله پارامترهای مهمی که بر روی عملکرد پمپ تاثیر می گذارد، نشتی پمپ و توانایی پمپ در تحمل اختلاف فشار بین مجرای ورود و خروج می باشد.

این دسته از پمپ ها بصورت یک مرحله یا چند مرحله ای طراحی می شوند. بدین منظور از اجزاء مخصوص که بصورت موازی به هم متصل هستند استفاده می شود یا با قرار گیری چند پمپ بر روی یک شفت و جدا کردن مجراهای ورود و خروج ظرفیت جریان خروجی را افزایش می دهند.

نکته ای که باید توجه داشت این است که با توجه به اختلاف بین دهانه های ورودی و خروجی پمپ نیروهای نامتعادلی به یاتاقان های پمپ وارد می شود که این موضوع سبب کاهش عمر یاتاقان ها و خرابی قطعات پمپ می شود.

در پمپ های چرخ دنده ای دانستن نکات ذیل اهمیت زیادی دارد:

• درگیری کامل چرخ دنده ها در محل اتصال
• لقی خیلی کم بین دندانه های چرخ دنده و محفظه و همچنین بین صفحات جانبی و پهنای چرخ دنده

---

همچنین بخوانید : کاربرد صافی در کمپرسور چیست؟

---

هنگامی که پمپ کار می کند در طول در گیری چرخ دنده ها، در هر لحظه دو دندانه با هم در گیرند که روغن در قسمت تحتانی دندانه ها حبس می شود. در این وضعیت نباید هیچ راهی برای فرار روغن وجود داشته باشد و در یک لحظه روغن پرفشاری ایجاد خواهد شد که این موضوع سبب کوبیدگی دندانه ها و صدا کردن پمپ خواهد شد.

 

مادامی که چرخ دنده دوران می کند فضای بین دو دندانه عمل انتقال روغن را از سمت ورودی به سمت خروجی انجام می دهد. به منظور جلو گیری از کوبیده شدن و صدا کردن پمپ، یک تو رفتگی در قسمتی از صفحه جانبی ایجاد می شود که با فضایی که سیال به تله می افتد در محل در گیری هم تراز است. تو رفتگی فقط در همین بخش از فضایی که سیال به تله می افتد امتداد پیدا می کند. روغن تحت فشار، از طریق تو رفتگی به منطقه تخلیه تزریق می شود.

زمانی که دو دندانه به محل تقاطع خود می رسند، فضای تله سیال بر سر راه تو رفتگی قرار خواهد گرفت و در نتیجه از طریق این تو رفتگی، هیچگونه ارتباط داخلی بین منطقه فشار و منطقه مکش بوجود نمی آید. در طول معاینه فنی و تعمیر این پمپ ها، معمولاً اشخاص تمایل به یک ماشین کاری در صفحه جانبی دارند که هدف از آن افزایش حجم تو رفتگی می باشد.

ولی باید از انجام این کار جلوگیری کرد چرا که افزایش حجم تو رفتگی، باعث ایجاد ارتباط داخلی بین مناطق تخلیه و مکش می شود. حصول اطمینان از جایگاه صحیح صفحات جانبی، هنگام مونتاژ پمپ و یا تعمیر آن بسیار مهم می باشد. چنانچه یک صفحه جانبی به حالت معکوس قرار داده شود، باعث می شود تو رفتگی در منطقه تخلیه پمپ قرار گیرد، که از این طریق، روغن در منطقه دام گرفتار می شود.

---

همچنین بخوانید : آشنایی با پمپ های هیدرولیک و انواع آن

---

صفحات جانبی در پمپ های چرخ دنده ای عموماً قابل تعویض است. در صورتی که فاصله مجاز بین چرخ دنده و صفحات جانبی از حد مجاز تعیین شده توسط کارخانه فراتر رود، معمولاً در هنگام تعمیرات فنی پمپ، قطعه تعویض می شود. در ادامه به نحوه محاسبه دبی تئوری پمپ پرداخته شده است.

با فرض اینکه :

• DO: قطر خارجی دنده های چرخ دنده
• DI: قطر داخلی دندانه های چرخ دنده
• L: پهنای دندانه های چرخ دنده
• Vd: حجم جابجایی پمپ
• N: سرعت پمپ
• Qt: دبی تئوری پمپ باشد

با استفاده از هندسه چرخ دنده، حجم جابجایی را می توان از معادله زیر بدست آورد :

(3-1) v_d=□(π/4) (D_1^2-D_1^2 )L

دبی تئوری را از رابطه ذیل نیز می توان تعیین نمود:

(3-2) Q_1=V_d×N

معادله فوق نشان می دهد که تغییرات جریان بطور مستقیم به سرعت پمپ بستگی دارد. این رابطه خطی در شکل 3-6a نشان داده شده است.

رابطه بین جریان و فشار نشان می دهد که دبی تئوری در یک سرعت معین ثابت است. این ارتباط در نمودار (3-6b) نشان داده شده است. همانطور که از نمودار های فوق مشاهده می شود دبی واقعی (Q_a ) پمپ کم تر از دبی تئوری (Q_t) است که یکی از دلایل آن نشتی داخلی پمپ می باشد.

---

همچنین بخوانید : عیب یابی سیستم های هیدرولیک

---

نشتی داخلی روغن :

معمولا روغن از طریق هر منفذ یا لقی از قسمت پر فشار به سمت محفظه کم فشار نشت می کند در پمپ های چرخ دنده ای معمولا بین چرخ دنده و پوسته لقی وجود دارد که مسیری را برای نشتی روغن ایجاد می کند. در نتیجه مقدار کمی روغن از سمت فشار بالا به سمت فشار ضعیف نشت می کند که به عنوان نشتی داخلی محسوب می شود. نشتی داخلی روغن به لغزش پمپ نیز معروف است.

این روغن تمایل دارد در امتداد محور و سپس از طریق شیارهای ایجاد شده در سطح پشت صفحه جانبی جریان یابد. از این شیارها روغن از طریق یک مجرا در پوسته پمپ به محفظه مکش وارد می شود. این همان نشتی داخلی روغن است که یاتاقان های سوزنی را در پمپ روغن کاری می کند. بنابراین کاملاً آشکار است که در اثر این نشتی دبی واقعی پمپ دنده ای کمتر از دبی تئوری خواهد بود. نسبت دبی واقعی به دبی تئوری را “بازده حجمی” پمپ می نامند که با علامت v نشان داده شده است.

با افزایش فشار خروجی پمپ (در اثر یک بار سنگین یا مقاومت در برابر جریان سیستم هیدرولیکی) نشتی داخلی پمپ نیز بیشتر می شود و به همان نسبت بازده حجمی پمپ نیز کاهش خواهد یافت. افزایش غیر عادی در فشار خروجی پمپ علاوه بر آنکه سبب افزایش نشتی داخلی می شود بار زیادی نیز بر روی یاتاقان های پمپ اعمال می کند. که در نتیجه عمر اتاقان کاهش یافته و همچنین باعث فرسایش تمام دندانه های چرخ دنده و دیواره داخلی آن و در نتیجه سبب خراب شدن پمپ می شود.

 

بنابراین جهت جلوگیری از افزایش ناگهانی فشار در پمپ های دنده ای و یا پمپ های جابجایی مثبت می بایست سیستم ایمنی مناسبی در نظر گرفته شود که برای اینکار از سوپاپ اطمینان استفاده می شود. پمپ های چرخ دنده ای استاندارد در فشارها و دبی هایی به ترتیب برابر با (1138psi)80kg/〖cm〗^2 و (185 gpm) 700lit/min استفاده می شود. محدوده تغییرات فشار در این پمپ ها بین (1707psi) 120 kg/cm و (2133psi) 150kg/〖cm〗می باشد.

---

همچنین بخوانید : شناسائي فيلتر کمپرسور چرخشي

---

پمپ های چرخ دنده ای که از چرخ دنده های استوانه ای (دندانه های موازی با محور چرخ دنده می باشد) استفاده می کنند، بخصوص در سرعت های بالا همراه با سر وصدا هستند. استفاده از چرخ دنده های مورب (دندانه ها نسبت به محور چرخ دنده دارای شیب می باشد) در پمپ های دنده ای میزان صدا را کاهش داده عملکرد نرمی را برای پمپ ایجاد می کند.

هر چند که چرخ دنده های مورب گران هستند و معمولاً کاربرد آنها در فشارهای پائین می باشد. از دیگر معایب چرخ دنده های مورب این ست که در هر دور از حرکت خود فشار محوری را افزایش می دهد. در کاربرد هایی که میزان فشار زیاد می باشد استفاده از چرخ دنده جناغی بسیار مناسب می باشد. این دسته از چرخدنده ها شامل دو سری دندانه مورب بر روی یک چرخ دنده می باشد. یک ردیف از چرخ دنده راستگرد می باشد، در حالی که ردیف دیگر چپ گرد است.

نکته اصلی اینکه در این چرخ دنده ها ضربه ناشی از فشار محوری حذف می شود. به علاوه این نوع چرخ دنده ها عملکرد نرمی را ایجاد می کنند و جریان تولیدی آنها بیشتر است. پوسته پمپ قطعه ای است با شیارهای ماشین کاری شده که یک لقی شعاعی بزرگ در محفظه مکش فراهم می کند. در پمپ های کوچکتر لقی شعاعی در محفظه فشار در حدود %3 Mm است، در حالی که در پمپ های بزرگتر حدود mm%5 می باشد. لقی در محفظه مکش حدود سه برابر بزرگتر می باشد.

---

پیشنهاد: چنانچه قصد خرید انواع کمپرسور و لوازم جانبی آن را دارید با انتخاب اطلس کاسپین، می‌توانید بهترین و باکیفیت‌ترین محصولات با مارک اطلس کوپکو و … را تهیه فرمایید. ، فروشگاه اینترنتی ما به آدرس : compressoryar.ir آماده خدمت رسانی به شما عزیزان است.

همچنین اگر در هر یک از مراحل خرید، با مشکل مواجه شدید، می‌توانید با شماره های :

33357480 028

09122000264

09122000359

تماس بگیرید تا کارشناسان و متخصصان ما، به تمامی ابهامات و سوالات شما پاسخ دهند.