پمپ هیدرولیک دنده ای

پمپ دنده ای یک پمپ PD (جابه جایی مثبت) است. با حمل سیال بین چرخ دنده های به هم پیوسته و انتقال خودکار آن با استفاده از یک عمل پمپاژ چرخه ای به ایجاد جریان کمک می کند. بنابراین، پمپ های دنده هیدرولیک یک جریان سیال روان و صافی را ارائه می دهند که سرعت آن به سرعت چرخش چرخ دنده های آن بستگی دارد.

برای آشنایی بیشتر در مورد پمپ هیدرولیک اینجا کلیک کنید!

ساختار و عملکرد پمپ دنده‌ای

پمپ دنده‌ای یکی از پرکاربردترین انواع پمپ‌های هیدرولیک جابجایی مثبت است که به‌دلیل ساختار ساده، بازدهی بالا و طول عمر زیاد، جایگاه ویژه‌ای در سیستم‌های هیدرولیکی دارد.
این پمپ بر اساس چرخش دو چرخ‌دنده درگیر با یکدیگر عمل می‌کند و با این حرکت دورانی، سیال را از ورودی مکش کرده و به سمت خروجی هدایت می‌نماید.

در ساختار پمپ دنده‌ای، زمانی که دندانه‌های چرخ‌دنده از هم جدا می‌شوند، خلأ یا مکش در ورودی پمپ ایجاد می‌شود. این مکش باعث می‌شود روغن هیدرولیک یا سیال کاری به داخل پمپ کشیده شود.
سپس روغن در فضاهای بین دندانه‌ها و پوسته پمپ به دام می‌افتد و در مسیر محیطی چرخ‌دنده‌ها، به‌صورت یکنواخت به ناحیه خروجی منتقل می‌گردد.

در ناحیه‌ای که چرخ‌دنده‌ها دوباره درگیر می‌شوند، فضای بین دندانه‌ها بسته شده و روغن تحت فشار به بیرون رانده می‌شود. به این ترتیب، با هر دور چرخش محور پمپ، فرآیند مکش، انتقال و تخلیه سیال تکرار می‌شود و جریان دائمی و یکنواختی از روغن در سیستم برقرار می‌گردد.

در واقع، پمپ هیدرولیک دنده‌ای (Gear Pump) با بهره‌گیری از چرخ‌دنده‌های دوار، سیال را از ناحیه مکش به ناحیه تخلیه منتقل می‌کند و به دلیل سادگی ساخت و دقت بالا، یکی از مطمئن‌ترین گزینه‌ها برای سیستم‌های هیدرولیکی صنعتی محسوب می‌شود.

اجزای اصلی پمپ دنده‌ای

1. بدنه (Housing): معمولاً از چدن یا آلومینیوم ساخته می‌شود و وظیفه نگهداری اجزا را دارد.
2. چرخ‌دنده محرک و متحرک: یکی متصل به محور محرک است و دیگری به صورت هرزگرد عمل می‌کند.
3. بلبرینگ ها و بوش‌ها: برای کاهش اصطکاک بین محور و بدنه.
4. درپوش‌ها و آب‌بندی‌ها: جلوگیری از نشتی روغن.

انواع پمپ هیدرولیک دنده ای

پمپ دنده ای در دو نوع عمده طبقه بندی می شود:

• پمپ دنده ای داخلی
• پمپ دنده ای خارجی

پمپ دنده ای خارجی (External Gear Pump)

در طراحی پمپ دنده‌ای خارجی، دو چرخ‌دنده‌ی یکسان و درگیر با یکدیگر وجود دارند که هرکدام به‌وسیله‌ی شفت جداگانه‌ای پشتیبانی می‌شوند. موتور، چرخ‌دنده‌ی محرک را به حرکت درمی‌آورد و این چرخ‌دنده، چرخ‌دنده‌ی دوم را نیز به چرخش وا‌می‌دارد. در برخی موارد خاص، ممکن است موتور الکتریکی مستقیماً هر دو شفت را که توسط بلبرینگ‌ها در دو سوی بدنه نگهداری می‌شوند، به حرکت درآورد.

هنگامی‌که چرخ‌دنده‌ها در سمت ورودی پمپ می‌چرخند، فضای بین دندانه‌ها و بدنه افزایش یافته و یک ناحیه مکش ایجاد می‌شود. در نتیجه، سیال به داخل پمپ جریان یافته و در حفره‌های بین دندانه‌ها و پوسته پمپ به دام می‌افتد. سپس در حالی که چرخ‌دنده‌ها در تماس با دیواره بدنه می‌چرخند، این سیال به سمت ناحیه خروجی هدایت می‌شود.

در بخش خروجی، هنگامی که لبه‌های چرخ‌دنده دوباره در هم قفل می‌شوند، حجم فضای بین آن‌ها کاهش یافته و سیال فشرده شده و از ناحیه تخلیه خارج می‌شود.
به دلیل درگیری چرخ‌دنده‌ها در مرکز پمپ، سیال نمی‌تواند از بخش میانی بین چرخ‌دنده‌ها عبور کند. همین ویژگی باعث می‌شود که پمپ دنده‌ای خارجی بتواند در ناحیه ورودی مکش مؤثری ایجاد کرده و از بازگشت جریان از سمت خروجی جلوگیری نماید؛ هرچند در مورد سیالات با ویسکوزیته پایین، احتمال نشتی یا برگشت جزئی وجود دارد.

ویژگی‌ها:

• فشار خروجی بالا
• بازدهی مناسب
• صدای کم
• دوام زیاد

پمپ دنده ای داخلی (Internal Gear Pump)

پمپ دنده‌ای داخلی از نظر عملکرد کلی شباهت زیادی به پمپ دنده‌ای خارجی دارد، با این تفاوت که در این نوع پمپ، دو چرخ‌دنده در اندازه‌های متفاوت طراحی شده‌اند و یکی در داخل دیگری می‌چرخد. چرخ‌دنده بزرگ‌تر که به آن روتور گفته می‌شود، دارای دندانه‌هایی است که به سمت داخل قرار دارند. چرخ‌دنده کوچک‌تر نیز در مرکز روتور نصب شده و همراه آن به گردش درمی‌آید.

عملکرد پمپ دنده‌ای داخلی شامل سه مرحله اصلی پر شدن، انتقال و تخلیه است.

با شروع چرخش چرخ‌دنده‌ها در سمت ورودی پمپ، حجم فضای بین دندانه‌ها افزایش می‌یابد و ناحیه‌ای با فشار کمتر ایجاد می‌شود. در نتیجه، سیال به داخل این فضاها جریان پیدا می‌کند. با ادامه چرخش، سیال در میان دندانه‌های چرخ‌دنده و بدنه پمپ به دام افتاده و از سمت ورودی به سمت خروجی منتقل می‌شود.

در ناحیه تخلیه، دندانه‌های چرخ‌دنده‌ها دوباره به یکدیگر نزدیک می‌شوند و حجم فضای بین آن‌ها کاهش می‌یابد. این کاهش حجم باعث افزایش فشار شده و سیال با فشار از پمپ خارج می‌شود.

فاصله کم و کنترل‌شده بین چرخ‌دنده‌ها و محفظه پمپ نقش مهمی در عملکرد آن دارد؛ به‌طوری که هم امکان ایجاد مکش در ورودی فراهم می‌شود و هم از برگشت سیال از سمت تخلیه جلوگیری می‌گردد. البته در سیالات با ویسکوزیته پایین، احتمال نشتی نسبت به سیالات غلیظ‌تر بیشتر است.

مزایا:

• مناسب برای سیالات با ویسکوزیته بالا
• عملکرد نرم‌تر
• راندمان بالاتر در فشارهای متوسط

مزایا و ویژگی‌های منحصربه‌فرد پمپ دنده‌ای

پمپ دنده ای چند قطعه متحرک دارد و بسیار ساده و جمع و جور است.

قدرت فشار آن را نمی توان با پمپ های رفت و برگشتی یا نرخ جریان پمپ های گریز از مرکز مطابقت داد. با این حال، توان و فشار بالاتری نسبت به پمپ‌های لوبی یا پره‌ ای فراهم می‌کند.

پمپ دنده ای به طور خاص برای سیالات با ویسکوزیته بالا و پمپاژ روغن مناسب است.

از دو نوع پمپ دنده‌ای، پمپ دنده ای خارجی به دلیل مقاومت بیشتر و پشتیبانی محور قوی‌تر، توانایی حفظ دبی و فشار بالا (بیش از 3000psi) را دارد.

پمپ دنده ای داخلی مکش بهتری را ارائه می دهد. برای سیالات با ویسکوزیته بالا مناسب است اما محدوده عملیاتی 1cp تا بیش از 1,000,000cp را فراهم می کند.

از آنجایی که خروجی به سرعت چرخش بستگی دارد، پمپ دنده ای بیشتر برای عملیات اختلاط و اندازه گیری استفاده می شود.

پمپ دنده ای را نیز می توان برای جابجایی مایعات تهاجمی استفاده کرد. در حالی که به طور کلی از فولاد ضد زنگ یا چدن ساخته می شود، آلیاژهای جدید به پمپ اجازه می دهند تا سیالات خورنده مانند هیپوکلریت سدیم، اسید سولفوریک، هیدروکسید سدیم و کلرید آهن را کنترل کند.

پمپ دنده ای خارجی را می توان در ماشین آلات بالابر، هیدرولیک، تجهیزات کارخانه و وسایل نقلیه استفاده کرد.

کاربردهای پمپ دنده ای

پمپ های دنده ای برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا مانند روغن، رنگ یا رزین مناسب هستند. آنها در هر نوع کاربرد که در آن خروجی فشار بالا و دقیق مورد نیاز است استفاده می شود. خروجی پمپ دنده ای تحت تأثیر فشار زیاد قرار نمی گیرد و می توان از آنها در هر نوع شرایطی استفاده کرد.

• انواع روغن های روان کننده و سوخت ها
• دستگاه‌های تزریق پلاستیک و قالب‌سازی
• اختلاط شیمیایی
• کاربردهای سیار هیدرولیک، کشاورزی و صنعتی
• مواد اسیدی و خورنده
• حلال ها و الکل ها
• رزین ها و پلیمرها
• گلیکول
• صابون ها و سورفکتانت ها (موادی برای رفع چسبندگی)
• رنگ، جوهر و رنگدانه
• محصولات غذایی

نکات مهم در انتخاب پمپ دنده‌ای مناسب

برای انتخاب پمپ دنده‌ای ایده‌آل، باید فاکتورهای زیر را در نظر بگیرید:

1. فشار کاری سیستم

حداکثر فشاری که پمپ باید تحمل کند. انتخاب نادرست می‌تواند منجر به نشتی یا خرابی شود.

2. دبی مورد نیاز (Flow Rate)

میزان جریانی که مدار هیدرولیک نیاز دارد. دبی معمولاً بر حسب لیتر بر دقیقه (L/min) بیان می‌شود.

3. نوع روغن یا سیال

پمپ‌های دنده‌ای برای انتقال سیالات با ویسکوزیته مختلف طراحی می‌شوند. باید اطمینان حاصل شود که سیال با جنس بدنه و آب‌بندی سازگار است.

4. دور موتور و جهت چرخش

برخی مدل‌ها راست‌گرد یا چپ‌گرد هستند؛ انتخاب اشتباه باعث آسیب جدی به پمپ خواهد شد.

برندهای معتبر پمپ دنده‌ای در بازار

برخی از برندهای شناخته‌شده پمپ دنده‌ای که در ایران و جهان مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از:

پمپ دنده ای سومیتومو (Sumitomo)

پمپ دنده ای اکرله (Eckerle)

پمپ دنده ای هما (Heme)

پمپ دنده ای هایتک (Hytek)

پمپ دنده ای رکسروت (Rexroth)

پمپ دنده ای روکت

پمپ دنده ای گالتک

پمپ دنده ای GPM

پمپ دنده ای ویت

تمامی این برند ها در بهداد صنعت موجود می باشد.

نگهداری و افزایش عمر پمپ دنده‌ای

برای افزایش طول عمر پمپ و جلوگیری از خرابی‌های زودرس، رعایت موارد زیر ضروری است:

1. استفاده از فیلتر مناسب در ورودی روغن
2. تغییر دوره‌ای روغن هیدرولیک
3. جلوگیری از ورود هوا (کویتاسیون)
4. بررسی دمای کارکرد سیستم
5. سرویس منظم و بازدید یاتاقان‌ها و آب‌بندی‌ها

سوالات متداول (FAQ)

1. آیا پمپ دنده‌ای قابلیت کار با سیالات غیر از روغن هیدرولیک را دارد؟

   بله، برخی مدل‌ها برای انتقال سوخت، روغن‌های صنعتی و مایعات با ویسکوزیته بالا طراحی می‌شوند.

2. تفاوت پمپ دنده‌ای خارجی و داخلی در چیست؟

   مدل خارجی برای فشارهای بالا مناسب‌تر است، در حالی که مدل داخلی عملکرد نرم‌تر و صدای کمتری دارد.

3. چگونه می‌توان جهت چرخش پمپ دنده‌ای را تشخیص داد؟

   با بررسی فلش حک‌شده روی بدنه پمپ یا دستورالعمل فنی سازنده می‌توان جهت چرخش را مشخص کرد.

4. چه زمانی باید پمپ دنده‌ای تعویض شود؟

   در صورت کاهش دبی، افزایش صدا، نشتی یا داغ شدن بیش از حد، لازم است بررسی و در صورت نیاز تعویض شود.

جمع‌بندی

پمپ هیدرولیک دنده‌ای با توجه به سادگی، دوام بالا و قیمت مناسب، یکی از بهترین گزینه‌ها برای سیستم‌های هیدرولیکی صنعتی و کشاورزی است. این پمپ‌ها در برندها و ظرفیت‌های مختلف موجودند و انتخاب مدل مناسب نیازمند بررسی دقیق نیاز سیستم شماست.

برای مشاهده انواع پمپ دنده‌ای و دریافت مشاوره تخصصی، می‌توانید با کارشناسان بهداد صنعت تماس بگیرید.