پمپ دنده ای

انواع پمپ دنده ای:

  • پمپ دنده ای داخلی (Internal Gear Pump)
  • پمپ دنده ای خارجی (External Gear Pump)
  • پمپ گوشواره ای (Lobe Pump)
  • پمپ پیچی (Screw Pump)
  • پمپ ژیروتور (Geroto)

دانلود منوال پمپ دنده ای

Danfoss Gear Pumps

Bucher Hydraulics Gear Pumps

External-Gear-Pump-Principles

پمپ های دنده ای چیست؟

یک پمپ جابجایی مثبت (” پمپ جابجایی “، ” پمپ PD “) از عمل مکانیکی برای فشرده سازی فیزیکی یک سیال استفاده می کند. برخلاف پمپ گریز از مرکز که سرعت را به فشار تبدیل می کند.

دو نوع پمپ جابجایی وجود دارد ، دوار و رفت و برگشتی . پمپ دنده ای نوعی پمپ جابجایی چرخشی است. پمپ های جابجایی رفت و برگشتی نوع دیگری از پمپ های جابجایی هستند. آنها به صورت خطی حرکت می کنند و برای عملکرد به دریچه های مکش و تخلیه نیاز دارند . پمپ های جابجایی معمولاً برای کاربردهای جریان کمتر و فشار بیشتر استفاده می شوند ، اما این یک تعمیم بسیار خشن است.

پمپ های دنده ای که در اوایل قرن هفدهم توسط یوهانس کپلر اختراع شد ، اغلب برای کاربردهای برق هیدرولیک و همچنین برای کاربردهای با ویسکوزیته بالا (سیال غلیظ) استفاده می شود. مانند همه پمپ‌های جابجایی مثبت، آنها می‌توانند هوا را پمپ کنند و در نتیجه خود پرایم شونده هستند .

در حالی که چندین طرح پمپ دنده ای وجود دارد، دو طرح اصلی وجود دارد . یک طراحی از دو چرخ دنده یکسان استفاده می کند که با یکدیگر درگیر می شوند. به این نوع پمپ دنده ای خارجی می گویند . طرح دوم دارای یک چرخ دنده در دنده دیگری است . به این نوع پمپ دنده ای داخلی می گویند .

طرح های پمپ دنده ای خارجی (چپ) و داخلی (مرکز و راست).

طرح های پمپ دنده ای خارجی (چپ) و داخلی (مرکز و راست).

سیالات تخلیه شده از پمپ دنده ای عموماً با ضربان های کم فشار جریان دارند که منجر به جریان ” صاف ” و ثابت می شود . سرعت جریان از طریق پمپ به طور مستقیم با سرعت چرخش چرخ دنده ها مرتبط است ، که باعث می شود پمپ دنده ای انتخاب خوبی برای پمپ برای کاربردهای اندازه گیری باشد (که در آن مقدار جریان باید به طور دقیق اندازه گیری شود).

پمپ‌های دنده‌ای معمولاً با استفاده از موتور الکتریکی به صورت الکتریکی هدایت می‌شوند ، اما بسته به طراحی و کاربرد، ممکن است به صورت هیدرولیکی یا مکانیکی نیز هدایت شوند. به عنوان مثال، بسیاری از تراکتورها از پمپ های دنده ای برای سیستم های هیدرولیک روی برد (بالا و پایین آوردن گاوآهن و غیره) استفاده می کنند و پمپ به صورت مکانیکی به موتور تراکتور متصل می شود.

سرعت چرخش پمپ دنده‌ای و فاصله‌های مکانیکی محکم ، میزان جریان سیال در جهت اشتباه را به حداقل می‌رساند ( نشتی ). کاهش نشتی منجر به راندمان بالاتر پمپ می شود .

دانش مفید – سیال یا ماده ای که توسط پمپ پمپاژ می شود به عنوان ” پمپاژ ” شناخته می شود. بسته به طراحی پمپ، پمپ ممکن است شامل جامدات ، مایعات ، بخارات یا گازها باشد (پمپ های پیچی می توانند مهره ها و پیچ ها را پمپاژ کنند!).

دنده پمپ دنده

چرخ دنده های پمپ دنده ای اغلب از نوع چرخ دنده ای هستند ، اگرچه پمپ های دنده ای که از چرخ دنده های مارپیچ یا شاه ماهی استفاده می کنند غیر معمول نیستند. چرخ دنده های مارپیچی و شاه ماهی نسبت به چرخ دنده های خار سرعت جریان نرم تر (ضربان های فشار کمتر) را ارائه می دهند. آنها همچنین برای کاربردهای ظرفیت/جریان بالاتر مورد علاقه هستند.

پمپ دنده ای انواع دنده

پمپ دنده ای انواع دنده

از این مقاله لذت می برید؟ سپس حتما دوره های ویدئویی مهندسی ما را بررسی کنید ! هر دوره دارای یک  آزمون ،  کتابچه راهنما است و پس از اتمام دوره گواهینامه  دریافت خواهید کرد  . لذت ببرید!

 

پمپ های دنده ای خارجی

یک پمپ دنده ای خارجی از یک پورت مکش , درگاه تخلیه , چرخ دنده ها , بلبرینگ ها و یک محفظه تشکیل شده است .

اجزای پمپ دنده ای خارجی

اجزای پمپ دنده ای خارجی

چرخ دنده ها در یک پمپ دنده خارجی به موازات یکدیگر نصب می شوند. یک شفت از طریق محور مرکزی هر چرخ دنده نصب می شود و یاتاقان ها هر شفت را در موقعیت خود نگه می دارند. هر دو چرخ دنده به دلیل قرار گرفتن دندانه های چرخ دنده در  سطح خارجی هر چرخ دنده به عنوان چرخ دنده خارجی طبقه بندی می شوند . به طور معمول، یک چرخ دنده یک چرخ دنده رانده است (” مستر “، ” لیدر “) در حالی که دیگری یک دنده r غیرفعال است (” برده “، ” پیرو “). چرخ دنده‌های هرزگرد فقط در صورتی می‌چرخند که دنده‌های محرک مرتبط با آن‌ها بچرخد. یک جلدبا دو نفوذی که چرخ دنده ها را احاطه کرده است، این نفوذها دریچه های مکش و تخلیه را تشکیل می دهند .

انیمیشن پمپ دنده خارجی

انیمیشن پمپ دنده خارجی

یکی دیگر از طراحی های پمپ دنده خارجی از چرخ دنده هایی استفاده می کند که هر دو توسط چرخ دنده های زمان بندی هدایت می شوند ، اما این طراحی پیچیده تر ، گران تر و در نتیجه کمتر رایج است . با این حال این مزیت را دارد که چرخ دنده ها با یکدیگر تماس ندارند، به این معنی که سیالات با کیفیت روانکاری پایین تر ( روغکاری کم ) را می توان پمپ کرد.

 

پمپ های دنده ای داخلی

پمپ‌های دنده‌ای داخلی بر اساس تئوری مشابه پمپ‌های دنده‌ای خارجی عمل می‌کنند، اما پمپ‌های دنده‌ای داخلی دارای یک دنده در دنده دیگری هستند . بر خلاف چرخ دنده های یک پمپ دنده خارجی، دو چرخ دنده جفت کننده اندازه یکسانی ندارند . به دنده داخلی کوچکتر روتور و به دنده بیرونی بزرگتر بیکار می گویند .

انیمیشن پمپ دنده داخلی

انیمیشن پمپ دنده داخلی

پمپ های دنده داخلی دارای دندانه های چرخ دنده در سطح داخلی چرخ دنده هرزگرد هستند تا بتوانند با دندانه های چرخ دنده خارجی روتور تعامل داشته باشند . دو مجموعه چرخ دنده (روتور و هرزگرد) به همان روشی که در یک پمپ دنده خارجی وجود دارد، با یکدیگر در هم قفل می شوند.

 

پمپ های دنده ای چگونه کار می کنند؟

پمپ های چرخ دنده سیال را در سمت مکش به دام می اندازند و آن را با فشار بیشتری در سمت تخلیه تخلیه می کنند. اصل کارکرد پمپ دنده ای خارجی تقریباً مانند پمپ دنده داخلی است. هر دو اصل عملیاتی به طور جداگانه برای وضوح مورد بحث قرار خواهند گرفت.

پمپ های دنده ای خارجی چگونه کار می کنند

سیال از سمت مکش وارد پمپ می شود . با چرخش چرخ دنده های سمت مکش، فضای حجمی بین دندانه های چرخ دنده آنها افزایش می یابد . مایع به دلیل فشار منفی مکش داخل حفره ها وارد فضا/ حفره های بین دندانی می شود. با چرخش بیشتر چرخ دنده ها، مایع درون حفره ها بین چرخ دنده ها و بدنه محبوس می شود.

عملکرد پمپ دنده ای خارجی

عملکرد پمپ دنده ای خارجی

پس از چرخش بیشتر، چرخ دنده ها به سمت تخلیه نزدیک می شوند . شکاف بین چرخ دنده ها و بدنه افزایش می یابد و مایع از حفره ها خارج می شود. چرخش بیشتر چرخ دنده ها منجر به مش بندی آنها می شود ( در هم قفل شدن )، که منجر به “فشرده شدن” هر مایع باقی مانده در داخل حفره ها می شود. بنابراین، هنگامی که چرخ دنده ها دوباره در سمت مکش شروع به جدا شدن می کنند، مایع می تواند وارد حفره های خالی شود و این روند می تواند تکرار شود.

 

پمپ های دنده داخلی چگونه کار می کنند

مکانیزم محرک (موتور الکتریکی و غیره) حرکت چرخشی را برای چرخ دنده روتور ( دنده داخلی ) فراهم می کند. همانطور که چرخ دنده روتور می چرخد، باعث می شود که چرخ دنده هرزگرد ( دنده خارجی ) نیز بچرخد. سیال در سمت مکش پمپ وارد می شود و به حفره های بین روتور و هرزگرد جریان می یابد. مهر و موم هلالی ثابتدو چرخ دنده را با ادامه چرخش خود از هم جدا می کند. سیال در حفره های بین چرخ دنده روتور و سطح هلالی داخلی و بین چرخ دنده بیکار و سطح هلالی بیرونی به دام می افتد. چرخش بیشتر چرخ دنده ها دندانه های چرخ دنده را از هر دو دنده به هم نزدیک می کند. همانطور که چرخ دنده ها شروع به مشبک شدن می کنند، مایع به زور از حفره ها خارج می شود و از پمپ تخلیه می شود. سپس این روند تکرار می شود.

عملکرد پمپ دنده داخلی (هلال)

عملکرد پمپ دنده داخلی (هلال)

در طرح‌های پمپ دنده‌ای داخلی جایگزین از مهر و موم هلالی استفاده نمی‌شود، اما اصل کار تقریباً مشابه پمپ دنده‌ای داخلی با مهر و موم هلالی است.

عملکرد پمپ دنده ای داخلی (بدون هلال)

عملکرد پمپ دنده ای داخلی (بدون هلال)

 

کاربردهای پمپ دنده ای

پمپ های دنده ای برای سیالات با ویسکوزیته بالا (ضخیم) با تعداد کم جامدات معلق مناسب هستند . سیالات با ویسکوزیته بالا شامل موادی مانند رنگ و صابون و غیره هستند. از آنجایی که پمپ های دنده ای فاصله مکانیکی محکمی دارند، مواد جامد معلق درون یک سیال می توانند باعث ساییدگی قطعات پمپ دنده ای شوند که منجر به کاهش راندمان پمپ و کاهش عمر پمپ می شود .

کاربردهای معمول پمپ دنده ای عبارتند از:

  • سوخت و روغن خودرو.
  • روغن های هیدرولیک.
  • الکل و حلال.
  • گردش روغن داغ در مقیاس کوچک.
  • رنگ ها، رزین ها و پلیمرها.
  • صابون مایع.
  • غذاهای خوراکی مانند شربت ذرت، خوراک حیوانات و کره بادام زمینی.

ویژگی های عملیاتی

برای بهبود عملکرد پمپ دنده ای، کاهش اصطکاک بین قطعات آن بسیار مهم است. اصطکاک منجر به گرما می شود که باعث انبساط فیزیکی اجزای پمپ دنده ای می شود . پمپ های دنده ای دارای فاصله مکانیکی تنگ هستند ، به ویژه پمپ های دنده ای خارجی، بنابراین هر گونه انبساط حرارتی می تواند باعث آسیب به پمپ شود. به عنوان مثال، دندان‌های چرخ دنده ممکن است نامرتب شوند ، که منجر به سایش ، نشتی و در نتیجه کاهش کارایی می‌شود . در موارد شدید، یک پمپ دنده ای که به شدت نامرتب است ممکن است مسدود شود (دیگر نمی تواند بچرخد).

به طور معمول، سیال پمپ شده برای روانکاری اجزای داخلی پمپ است. به همین دلیل، اکثر پمپ های دنده ای برای عملکرد خشک (بدون جریان سیال) در دوره های طولانی مناسب نیستند.

پمپ های دنده ای زمانی که با حداکثر سرعت طراحی خود کار می کنند کارآمدتر هستند . دور کمتر در دقیقه (rpm) منجر به بازده پمپ کمتر می شود.

مزایای پمپ دنده عمومی

پمپ های دنده ای به طور کلی به دلیل اندازه جمع و جور و طراحی ساده مفید هستند . از آنجایی که تعداد قطعات متحرک کمی دارند، نسبت به سایر طرح های پمپ پیچیده تر قابل اعتمادتر هستند. آنها اغلب خود روانکار هستند زیرا سیالی که پمپ می کنند قسمت های داخلی پمپ را نیز روان می کند. اکثر پمپ های دنده ای نباید برای مدت طولانی به صورت خشک کار کنند ، زیرا این امر به احتمال زیاد منجر به آسیب دیدن اجزای پمپ در اثر اصطکاک / گرما می شود .

معایب پمپ دنده ای عمومی

پمپ های دنده ای با توجه به فاصله های تنگی که در طراحی آنها ضروری است (به ویژه برای پمپ های دنده ای خارجی)، مستعد سایش هستند . با فرسودگی/تخریب قطعات آنها، نشتی رخ می دهد و راندمان پمپ کاهش می یابد . اگر یک پمپ دنده ای باید با مواد جامد ساینده استفاده شود (توصیه نمی شود)، فشار باید کم، جریان زیاد و سرعت کار پایین باشد.

مانند تمام طرح های پمپ جابجایی مثبت، دستگاه های کاهش فشار باید برای محافظت از پمپ و اجزای پایین دست نصب شوند.

مزایا و معایب پمپ دنده ای خارجی

یک پمپ دنده ای خارجی می تواند با فشار بالاتر s نسبت به سایر انواع پمپ کار کند و اغلب طراحی فشرده تر و کم هزینه تر را ارائه می دهد . پمپ های دنده ای خارجی در دمای پایین تا متوسط ​​به خوبی کار می کنند ، در حالی که سرعت جریان نسبتاً بالایی را حفظ می کنند . طراحی پمپ دنده خارجی نیاز به فاصله های داخلی تنگ دارد که آن را برای کاربردهای دسته ای ایده آل می کند ، زیرا دارای سرعت جریان دقیق است. همچنین قادر است سیالات با ویسکوزیته کمتر را مدیریت کند زیرا به دلیل فاصله تنگ بین قطعات نشتی کمی وجود دارد. با این حال، به دلیل فاصله تنگ بین قطعات متحرک آن، پمپ دنده خارجی اغلب نرخ سایش بالاتری دارددر مقایسه با انواع پمپ های دیگر

مزایا و معایب پمپ دنده داخلی

پمپ دنده داخلی تحت فشار متوسط ​​بهترین عملکرد را دارد . معمولاً حجیم‌تر و گران‌تر از همتای خارجی خود است . با این حال، چندین مزیت نسبت به پمپ دنده ای خارجی دارد:

  • قابلیت مکش بیشتری دارد، بنابراین برای جابجایی سیال با ویسکوزیته بالاتر مناسب تر است .
  • استحکام بیشتری دارد زیرا فاصله های مکانیکی راحت تری دارد .
  • فاصله مکانیکی آرام به آن اجازه می دهد تا دمای بالاتر سیال را بهتر کنترل کند (فضای بیشتر برای انبساط حرارتی قطعات)، که آن را به یک پمپ خوب برای سیستم های با دمای بالا به عنوان مثال روغن حرارتی تبدیل می کند.

پمپ های دنده ای داخلی قابلیت جریان سیال دو طرفه (جریان در دو جهت) را دارند. این آنها را در صورتی مفید می کند که برای یک کار دو منظوره به یک پمپ واحد نیاز باشد، مانند پر کردن و تخلیه یک ظرف.

در حالی که استفاده از هر پمپ دنده‌ای با مواد ساینده یا جامد توصیه نمی‌شود، پمپ‌های دنده‌ای داخلی برای این نوع عملکرد بهتر از پمپ‌های دنده‌ای خارجی هستند، این به دلیل تحمل‌های مکانیکی آرام آن‌ها است. با این حال، پمپ های دنده داخلی کمتر قادر به رسیدگی به سیالات با ویسکوزیته پایین تر هستند ، زیرا نرخ نشتی نسبتاً بالا است (تلرانس های آرام منجر به نرخ نشتی بالاتر، به ویژه برای سیالات با ویسکوزیته پایین تر (نازک تر) می شود).

مزایای پمپ های هیدرولیک دنده ای سفارشی

هنگام طراحی یک سیستم هیدرولیک سفارشی، چندین گزینه مختلف در اختیار دارید. شما می توانید به طرح های پمپ از پیش ساخته شده نگاه کنید تا مشخص کنید که آیا هر یک از اینها با سیستم شما کار می کند یا خیر. با این حال، این می تواند نیاز به آزمایش داشته باشد تا مطمئن شوید که آنها مطابق با مشخصات شما هستند.

یک رویکرد بسیار بهتر که می توانید از آن استفاده کنید این است که پمپ خود را به صورت سفارشی بسازید.

استفاده از این رویکرد مزایای متعددی را برای شما به ارمغان می آورد، از جمله:

  • امکان انتخاب پمپ با اندازه مناسب برای نیازهای شما.
  • انعطاف پذیری برای انتخاب پیکربندی داخلی پمپ.
  • تطبیق دقیق مواد پمپ برای تناسب با نوع سیال مورد استفاده در سیستم.
  • پتانسیل برای طول عمر بیشتر پمپ قبل از تعمیر یا تعویض ضروری است.
  • پمپی که برای مطابقت با مشخصات سیستم خاص شما طراحی شده است.

علاوه بر این، لازم نیست نگران پیدا نکردن پمپ مناسب برای سیستم خود باشید زیرا می توانید خودتان آن را طراحی کنید. در مواردی که به چندین پیکربندی مختلف نیاز دارید، می توانید بیش از یک پمپ را به صورت سفارشی طراحی کنید.

هنگام طراحی پمپ خود، باید جزئیات خاصی را در نظر بگیرید، مانند:

  • نرخ های جریان سیال
  • فشار مورد نیاز
  • سرعت درایو موتور