چرخدنده داخلی یا رُتور (Rotor) یکی از مهمترین اجزای پمپ دندهای داخلی است که نقش کلیدی در انتقال سیال و ایجاد فشار ایفا میکند. این قطعه بهعنوان بخش متحرک اصلی پمپ، درگیر با چرخدنده خارجی (ایندیسر) عمل کرده و سیال را از قسمت مکش به سمت خروجی هدایت میکند. در این مقاله، به بررسی ساختار، جنس، عملکرد و اهمیت روتور در پمپ دندهای داخلی میپردازیم.
مقدمه: نقش روتور در پمپ دندهای داخلی
پمپهای دندهای داخلی (Internal Gear Pumps) به دلیل طراحی خاص خود، برای انتقال سیالات ویسکوز مانند روغنها، مواد شیمیایی و سوختها مناسب هستند. چرخدنده داخلی (Rotor) به همراه چرخدنده خارجی (Idler Gear) و سپر ماهک (Crescent Seal) تشکیل یک سیستم هیدرولیک کارآمد را میدهند. روتور به شفت متصل شده و نیروی چرخشی موتور را به حرکت سیال تبدیل میکند.
ساختار و طراحی روتور
روتور در پمپ دندهای داخلی دارای ویژگیهای منحصربهفردی است که آن را از چرخدندههای معمولی متمایز میکند:
1. شکل دندانهها
-
دندانههای روتور به صورت لووبی شکل (Lobe) یا سايكلوئيدی (Cycloid) طراحی میشوند تا با ایندیسر درگیر شوند.
-
تعداد دندانههای روتور معمولاً کمتر از ایندیسر است (مثلاً 6 دندانه در روتور در مقابل 7 دندانه در ایندیسر).
2. مرکز چرخش نامتقارن
-
روتور به صورت غیرمتمرکز (Eccentric) نسبت به ایندیسر میچرخد که این امر باعث ایجاد محفظههای انتقال سیال میشود.
3. اتصال به شفت محرک
-
روتور مستقیماً به شفت محرک (Drive Shaft) متصل شده و نیروی موتور را دریافت میکند.
جنس روتور و انتخاب مواد مناسب
انتخاب جنس روتور به عوامل زیر بستگی دارد:
-
نوع سیال (خورنده، روغنی، آببنی و…)
-
فشار کاری پمپ
-
سرعت چرخش
-
دمای عملیاتی
مواد متداول برای ساخت روتور
| جنس روتور | مزایا | معایب | کاربردهای رایج |
|---|---|---|---|
| فولاد کربنی | مقاومت مکانیکی بالا، قیمت مناسب | حساس به خوردگی | صنایع هیدرولیک و روغنکاری |
| فولاد ضدزنگ (استنلس استیل) | مقاومت عالی در برابر خوردگی | هزینه بالاتر | صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی |
| چدن | مقاومت سایشی خوب، ارزان | شکننده در فشارهای بالا | پمپهای فشار متوسط |
| برنج | مقاوم در برابر سیالات خورنده | استحکام مکانیکی پایین | صنایع دریایی و آبشیرینکن |
| کامپوزیتهای پلیمری | سبک، مقاوم در برابر خوردگی | تحمل فشار محدود | صنایع پزشکی و غذایی |
عملکرد روتور در پمپ دندهای داخلی
1. مرحله مکش (Intake)
-
با چرخش روتور، فضای بین دندانههای روتور و ایندیسر در سمت ورودی پمپ بزرگ میشود.
-
این افزایش حجم، خلأ نسبی ایجاد کرده و سیال به داخل کشیده میشود.
2. مرحله انتقال (Transfer)
-
سیال در فضای بین دندانهها و سپر ماهک به دام میافتد.
-
حرکت روتور، سیال را به سمت خروجی هدایت میکند.
3. مرحله تخلیه (Discharge)
-
در سمت خروجی، دندانههای روتور و ایندیسر به هم نزدیک شده و حجم محفظه کاهش مییابد.
-
این کاهش حجم، سیال را با فشار به بیرون میراند.
مشکلات رایج روتور و راهحلها
1. سایش دندانهها (Gear Wear)
-
علت: اصطکاک مداوم، آلودگی سیال یا عدم روغنکاری مناسب.
-
راهحل: استفاده از مواد سختکاریشده، فیلتراسیون سیال و تعویض بهموقع روغن.
2. خوردگی (Corrosion)
-
علت: تماس با سیالات خورنده یا رطوبت بالا.
-
راهحل: انتخاب روتور از جنس استنلس استیل یا پوششهای ضدخوردگی.
3. شکستگی دندانه (Tooth Breakage)
-
علت: بارهای ضربهای، فشار بیش از حد یا نقص ساختاری.
-
راهحل: نصب سوپاپ اطمینان و بررسی دورهای سلامت دندهها.
4. لقی بیش از حد (Excessive Backlash)
-
علت: فرسایش یاتاقانها یا استهلاک طبیعی.
-
راهحل: تنظیم یا تعویض یاتاقانها و شفت.
نکات مهم در تعمیر و نگهداری روتور
-
بازرسی دورهای: بررسی سایش دندانهها و ترکهای احتمالی.
-
روغنکاری مناسب: استفاده از روغن با گرید مناسب برای کاهش اصطکاک.
-
همراستایی شفت: جلوگیری از اعمال نیروی جانبی به روتور.
-
تعویض بهموقع واشرها و آببندها: جلوگیری از نشت سیال و ورود آلودگی.
جمعبندی
چرخدنده داخلی (Rotor) قلب تپنده پمپ دندهای داخلی است که با طراحی خاص خود، انتقال کارآمد سیالات ویسکوز را ممکن میسازد. انتخاب جنس مناسب روتور (فولاد، استنلس استیل یا کامپوزیت) بسته به نوع سیال و شرایط کاری، طول عمر پمپ را افزایش میدهد. همچنین، نگهداری پیشگیرانه و رفع بهموقع مشکلاتی مانند سایش و خوردگی، از خرابیهای پرهزینه جلوگیری میکند.
اگر قصد خرید یا تعمیر پمپ دندهای داخلی را دارید، توجه به کیفیت روتور و تناسب آن با سیال موردنظر، نقش کلیدی در عملکرد بهینه سیستم خواهد داشت.