پارامترهای اصلی و مشکلات رایج پمپ هیدرولیک
1.6.8 تعادل فشار هیدرواستاتیک
در پمپ هیدرولیک، معمولاً یک سمت فشار بالا و سمت دیگر فشار پایین است، بنابراین نیروی هیدرولیکی نامتعادل تولید میشود. این نیرو بر روی روتور، بلبرینگ و سایر اجزای مربوطه عمل میکند که باعث تشدید سایش، کاهش عمر مفید پمپ و تخریب کارکرد طبیعی میشود. بنابراین، باید از فشار هیدرواستاتیک برای تعادل استفاده شود. روش تعادل بسته به ساختار پمپ متفاوت است. به عنوان مثال، پمپ دندهای خارجی از ساختار تعادل نیروی شعاعی استفاده میکند که روغن با فشار بالا را به ناحیه با فشار پایین هدایت میکند، یا ساختاری که در آن خروجی روغن کوچکتر از ورودی روغن است؛ پمپ پرهای از ساختاری استفاده میکند که نیروی شعاعی روتور را با ترتیب دادن پنجرههای مکش و تخلیه روغن به صورت جفتی متعادل میکند. برای برخی از پمپهای هیدرولیک (مانند پمپ پیستونی محوری) که نیروهای ناشی از روغن با فشار بالا و پایین نمیتوانند یکدیگر را متعادل کنند، باید با استفاده از بلبرینگهای فشار حل شود که اندازه ساختاری پمپ را افزایش میدهد.
1.6.9 جفت اصطکاک و تدابیر برای بهبود مقاومت در برابر سایش آن
(1) انواع و الزامات رایج جفتهای اصطکاکی استاتور، روتور و فشردهساز سه جزء اصلی پمپ هیدرولیک جابجایی مثبت هستند. هنگامی که پمپ هیدرولیک کار میکند، فشردهساز در استاتور حرکت میکند و روتور نسبت به فشردهساز و استاتور حرکت میکند؛ یا فشردهساز در روتور حرکت میکند و فشردهساز و روتور به طور مشترک نسبت به استاتور حرکت میکنند. بنابراین، یک جفت جفتهای اصطکاکی بین هر دو قسمت با حرکت نسبی تشکیل میشود. در پمپ دندهای، مانند دندانه و دندانه، نوک دندانه و پوسته، دنده و صفحه جانبی؛ در پمپ پرهای، مانند پره و روتور، روتور و صفحه پورت، پره و استاتور؛ در پمپ پیستون محوری صفحهای، مانند پیستون و سوراخ سیلندر، سیلندر و صفحه پورت، لغزنده و صفحه سوئش؛ در پمپ میلهای، مانند رشته و رشته، پیچ و پوسته، همه انواع جفتهای اصطکاکی مختلف هستند.
به عنوان اجزای کلیدی این جفتهای اصطکاک، معمولاً در شرایط اصطکاک با سرعت نسبی بالا و فشار تماس بالا قرار دارند، بنابراین اصطکاک و سایش آنها به طور مستقیم بر کارایی حجمی، کارایی مکانیکی، فشار کاری و عمر مفید پمپ تأثیر میگذارد، بنابراین آنها دارای الزامات مشترک زیر هستند.
① این دارای عملکرد آب بندی خوبی است تا از نشت یا نشت کوچک جلوگیری کند و کارایی حجمی پمپ را بهبود بخشد.
② نقش حمایتی ایفا کنید، مقدار معینی از نیرو را منتقل کنید.
③ این در حرکت به طور قابل اعتمادی کار میکند، با سایش کم، مقاومت سایش خوب و عمر طولانی.
④ حرارت کم، نویز کم، بدون کاویتاسیون و مقاومت در برابر ضربه.
(2) دلایل اصلی سایش جفت اصطکاک، سایش چسبنده و سایش ساینده هستند.
① سایش چسبنده به سایش بین جفتهای اصطکاک بدون روانکاری کامل اشاره دارد. مکانیزم این نوع سایش به این صورت است که دو سطح فلزی ناهموار هستند و مساحت تماس بسیار کوچک است، بنابراین فشار خاص تماس به اندازهای بزرگ است که از حد تسلیم ماده فراتر میرود و باعث تغییر شکل پلاستیک میشود، که باعث میشود سطوح فلزی فرورفته و برآمده به هم بچسبند. هنگامی که دو سطح فلزی به طور نسبی سر میخورند، سطوح فرورفته و برآمده با استحکام برشی پایینتر بریده میشوند و باعث سایش میشوند.
اقدامات اصلی برای کاهش سایش چسبنده و بهبود مقاومت در برابر سایش به شرح زیر است: انتخاب جفتهای فلزی که به راحتی به یکدیگر نمیچسبند، مانند جفتهای آهن نقره یا آهن قلع، یا حتی جفتهای آهن و پلاستیک برای تشکیل جفتهای اصطکاکی، سایش کم است (به عنوان مثال، استفاده از بلوک سیلندر برنز zqai-4 و صفحه دریچه 38CrMoAl برای تشکیل جفتهای اصطکاکی، سایش بسیار کم است)؛ هنگامی که جفتهای آهن آهن یا آهن منگنز جفتهای اصطکاکی را تشکیل میدهند، سایش کم است. به منظور کاهش اصطکاک، یک فیلم نازک با استحکام برشی پایین بر روی سطح فلز تشکیل میشود، مانند اکسیداسیون، فسفاته کردن و نیترید کردن، که معمولاً در تولید استفاده میشود، تا از خوردگی جلوگیری کرده و اصطکاک را کاهش دهد؛ زبری سطح کاهش مییابد، اما زبری مناسب نیز به تشکیل فیلم روغن روانکننده کمک میکند؛ سختی بهبود مییابد.
② سایش ساینده به سایش ناشی از ذرات ساینده سخت مانند ذرات فلزی، گرد و غبار یا سایر ناخالصیها مانند اکسیدها، الیاف و رزینها اشاره دارد. این نوع سایش تقریباً در تمام جفتهای اصطکاکی رخ میدهد، به ویژه در جفتهایی که دارای ضخامت خاصی از فیلم روغن هستند. ذرات سایش سطح سایش را تشدید کرده، عملکرد را بدتر کرده و عمر مفید جفت اصطکاکی را کوتاه میکنند.
اقدامات اصلی برای کاهش یا جلوگیری از سایش سایشی، تقویت فیلتراسیون و جلوگیری از آلوده شدن محیط هیدرولیک است. اندازه متوسط منافذ فیلتر باید کمتر از فاصله اصطکاکی باشد که باید محافظت شود.
علاوه بر این، باید از روانکاری مناسب برای تمام جفتهای اصطکاک اطمینان حاصل شود. همانطور که همه ما میدانیم، جفتهای اصطکاکی مانند دندههای پمپ دندهای، بین روتور و صفحه شیر پمپ پرهای، بین پیستون و سوراخ سیلندر پمپ پیستون محوری صفحهای همگی دارای عملکرد خود روانکاری هستند که یکی از مزایای فناوری هیدرولیک است. با این حال، برخی از اجزای پمپ، مانند بلبرینگها و لولاهای یونیورسال، نیاز به اتخاذ تدابیر ساختاری خاصی برای دستیابی به روانکاری دارند.