پمپ های پیستون محوریاز جمله بیشترین پمپ های هیدرولیک پیشرفته و کارآمد در کاربردهای صنعتی مدرن. از تجهیزات ساختمانی و سیستم های هواپیما گرفته تا ماشین آلات تولیدی ، این پمپ ها قدرت مایعات فشار قوی مورد نیاز برای خواستار را فراهم می کنند عملیات اما دقیقاً چگونه این شگفتی های مهندسی مکانیکی را تبدیل می کنند انرژی به فشار هیدرولیک؟ بیایید عمیق به دنیای جذاب شیرجه بزنیم پیستون محوری پمپ می کند و کارهای داخلی آنها را کشف می کند.
درک اصول
پمپ پیستون محوری مثبت است پمپ هیدرولیک جابجایی که از پیستون هایی که در یک الگوی دایره ای مرتب شده اند استفاده می کند در اطراف یک محور مرکزی. بر خلاف پمپ های پیستون شعاعی که پیستون ها در آن حرکت می کنند عمود بر شافت درایو ، پمپ های پیستون محوری دارای پیستونی هستند که حرکت می کنند موازی با محور شافت. این پیکربندی منحصر به فرد امکان طراحی جمع و جور را فراهم می کند ضمن ارائه ویژگی های عملکرد استثنایی.
اصل اساسی پشت همه محوری پمپ های پیستون نسبتاً ساده است: همانطور که پیستون ها در درون آنها تلافی می کنند سیلندرها ، آنها چرخه مکش و تخلیه متناوب ایجاد می کنند. در طول سکته مغزی مکش ، پیستون ها مایع را به داخل اتاق های استوانه می کشند. در طول سکته مغزی فشرده سازی ، آنها مایعات را با فشار زیاد مجبور می کنند. هماهنگ حرکت پیستون های متعدد ، جریان مایعات مداوم و صاف را تضمین می کند.
اجزای اصلی و معماری
قلب یک پمپ پیستون محوری تشکیل شده است از چندین مؤلفه مهم که با هماهنگی کامل کار می کنند. بلوک سیلندر ، یا بشکه ، چندین پیستون را در یک الگوی دایره ای دقیق قرار داده است. به طور معمول ، این پمپ ها بین 5 تا 11 پیستون وجود دارد که بیش از 7 یا 9 بیشتر است برای تعادل بهینه بین صافی جریان و پیچیدگی مکانیکی مشترک است.
هر پیستون به یک پد دمپایی متصل می شود از طریق اتصال مشترک توپ. این ترتیب به پیستون اجازه می دهد تا دنبال شود حرکت زاویه ای ضمن حفظ آب بندی مناسب در سیلندر آن. در لنت های دمپایی در مقابل یک صفحه سوره (در طرح های صفحه Swash) یا حلقه بادامک سوار می شوند (در طرح های محور خم) ، که حرکت چرخشی شافت درایو را تبدیل می کند به حرکت متقابل مورد نیاز برای پمپاژ عمل.
صفحه شیر به عنوان زمان پمپ عمل می کند مکانیسم ، دارای درگاه های ورودی و خروجی دقیقی که تراز شده است با اتاق های سیلندر دقیقاً در لحظه های مناسب. با دقت بالا تولید زمان مناسب بین موقعیت پیستون و بندر را تضمین می کند تراز ، به حداکثر رساندن کارآیی حجمی در حالی که فشار را به حداقل می رساند نبض
دو نوع طراحی اصلی
پمپ های پیستون محوری در دو اولیه قرار می گیرند پیکربندی ها ، هر یک با اصول عملیاتی و برنامه های متمایز.
طراحی صفحه Swash
طراحی صفحه Swash بیشترین نشان را دارد پیکربندی پمپ پیستون محوری مشترک. در این ترتیب ، پیستون ها باقی می مانند موازی با شافت درایو در حالی که لنت های دمپایی آنها با یک زاویه زاویه دار تماس می گیرند بشقاب. همانطور که بلوک سیلندر با شافت درایو می چرخد ، هر پیستون دنبال می شود یک الگوی حرکتی سینوسی که توسط زاویه صفحه Swash تعیین می شود.
وقتی یک پیستون از سواش دور می شود بشقاب ، مکش ایجاد می کند که مایعات را از طریق درگاه ورودی به داخل می کند محفظه سیلندر. با ادامه چرخش و پیستون نزدیک می شود صفحه ، فشرده سازی رخ می دهد و مایعات را از طریق درگاه خروجی در بالا مجبور می کند فشار زاویه صفحه Swash به طور مستقیم طول سکته مغزی پیستون را تعیین می کند ، و در پمپ های جابجایی متغیر ، این زاویه را می توان برای کنترل جریان تنظیم کرد نرخ
طراحی محور خم شده
پمپ های محور خم شده دارای یک پیچیده تر اما پیکربندی بالقوه کارآمدتر. در اینجا ، بلوک سیلندر در یک قرار دارد زاویه (به طور معمول 15 تا 30 درجه) نسبت به شافت درایو. پیستون ها وصل می شوند مستقیماً به فلنج درایو از طریق اتصالات جهانی یا اتصالات کروی ، از بین بردن نیاز به لنت های دمپایی و صفحات چرخان.
این طرح چندین مزیت دارد ، از جمله فشارهای عملیاتی بالاتر ، راندمان بهتر در سرعت زیاد و اجزای سایش کاهش یافته است. با این حال ، افزایش پیچیدگی مکانیکی باعث می شود این پمپ ها گرانتر و چالش برانگیز برای تولید هستند و استفاده از آنها را محدود می کنند به برنامه های تخصصی با کارایی بالا.
چرخه پمپاژ توضیح داد
درک چرخه پمپاژ کامل نشان می دهد که چگونه پمپ های پیستون محوری به عملکرد چشمگیر خود می رسند خصوصیات هر پیستون در طول هر چهار مرحله مجزا را پشت سر می گذارد انقلاب شافت درایو.
در مرحله مکش ، پیستون حرکت می کند به دور از صفحه دریچه (در طرح های صفحه Swash) یا از محور خم شده پیروی می کند هندسه برای افزایش حجم سیلندر. محفظه سیلندر به درگاه ورودی ، ایجاد دیفرانسیل فشار که مایعات را به داخل محفظه می کشاند. طراحی ورودی مناسب از تأمین مایعات کافی بدون کاویتاسیون ، حتی در سرعت عملیاتی بالا.
مرحله فشرده سازی همچنان ادامه دارد چرخش پیستون را به سمت حداکثر موقعیت سکته مغزی حرکت می دهد. محفظه سیلندر از درگاه ورودی جدا شده و شروع به اتصال به درگاه خروجی می کند. مایع فشرده سازی به تدریج شروع می شود و بدون ایجاد فشار بدون ایجاد فشار بارهای ناگهانی شوک که می تواند به اجزای پمپ آسیب برساند.
فشرده سازی اوج هنگامی رخ می دهد که پیستون به نزدیکترین رویکرد خود به صفحه دریچه یا حداکثر نقطه فشرده سازی در طراحی محور خم. در این لحظه ، حداکثر رشد فشار رخ می دهد ، و محفظه سیلندر برای مایع بهینه کاملاً با درگاه خروجی تراز می شود تخلیه
سرانجام ، مرحله تخلیه چرخه با شروع پیستون سکته مغزی خود را آغاز می کند. فشار باقیمانده در سیلندر محفظه ها در حالی که محفظه مایع باقی مانده است به تدریج از پریز برق جدا می شود و برای اتصال مجدد با ورودی آماده می شود برای چرخه بعدی
فناوری جابجایی متغیر
یکی از برجسته ترین ویژگی های بسیاری پمپ های پیستون محوری توانایی آنها در تغییر جابجایی هنگام کار است. این قابلیت کنترل بی سابقه ای بر روی سیستم های هیدرولیک فراهم می کند ، تنظیم دقیق سرعت جریان بدون تغییر سرعت درایو یا استفاده از فشار دریچه هایی که انرژی را هدر می دهند.
در پمپ های صفحه متغیر ، سروو مکانیسم ها زاویه صفحه Swash را بر اساس تقاضای سیستم یا اپراتور تنظیم می کنند ورودی افزایش زاویه باعث افزایش طول سکته مغزی پیستون و پمپ می شود جابجایی ، در حالی که کاهش زاویه باعث کاهش خروجی جریان می شود. برخی پیشرفته سیستم ها حتی می توانند زاویه صفحه Swash را معکوس کنند و پمپ هایی ایجاد کنند که بتوانند کار کنند به عنوان موتورها یا قابلیت های جریان معکوس را ارائه می دهند.
سیستم های کنترل متغیر پمپ های جابجایی از تنظیم دستی ساده گرفته تا پیشرفته متغیر است سیستم های بازخورد الکترونیکی. کنترل های جبران شده با فشار به طور خودکار تنظیم می کنند جابجایی برای حفظ فشار مداوم بدون در نظر گرفتن تقاضای جریان ، در حالی که سیستم های سنجش بار مصرف انرژی را با تطبیق خروجی پمپ بهینه می کنند نیازهای واقعی سیستم.
خصوصیات عملکرد و برنامه
پمپ های پیستون محوری در برنامه ها برتری دارند نیاز به فشار زیاد ، کنترل دقیق و عملکرد قابل اعتماد. معمولی آنها فشارهای عملیاتی از 1000 تا 10،000 psi یا بالاتر ، با برخی طرح های تخصصی قادر به بیش از 15،000 psi است. نرخ جریان متفاوت است به طور چشمگیری بر اساس جابجایی و سرعت ، از چند گالن در دقیقه در برنامه های دقیق به صدها گالن در دقیقه در سیستم های صنعتی.
کارایی محوری به خوبی طراحی شده پمپ های پیستون به طور معمول بیش از 90 ٪ است و آنها را برای تجهیزات تلفن همراه ایده آل می کند جایی که مصرف سوخت به طور مستقیم بر هزینه های عملیاتی تأثیر می گذارد. اندازه جمع و جور آنها نسبت به قابلیت خروجی آنها را در هواپیما به ویژه ارزشمند می کند هیدرولیک ، جایی که محدودیت های وزن و فضا بسیار مهم است.
تجهیزات ساختمانی شاید بزرگترین منطقه کاربردی ، جایی که این پمپ ها همه چیز را از بیل مکانیکی تغذیه می کنند رونق به آهنگ های بولدوزر. قابلیت جابجایی متغیر اجازه می دهد اپراتورها برای کنترل دقیق حرکت ضمن حفظ مطلوب راندمان موتور در شرایط بار مختلف.
ملاحظات نگهداری و ماندگاری
نگهداری مناسب برای به حداکثر رساندن عمر پمپ پیستون محوری و عملکرد. ساخت دقیق و تحمل های محکم مورد نیاز برای عملکرد بهینه ، این پمپ ها را حساس می کند به آلودگی و شرایط نامناسب سیال. تصفیه با کیفیت بالا ، تجزیه و تحلیل منظم سیال و پیروی از مشخصات سازنده برای سطح مایع هیدرولیک و سطح پاکیزگی ضروری است.
الگوهای سایش جزء در پیستون محوری پمپ ها با نگهداری مناسب قابل پیش بینی و قابل کنترل هستند. لنت های دمپایی و صفحات Swash در طرح های صفحه Swash بیشترین میزان سایش را به دلیل تجربه تجربه می کنند تماس کشویی آنها تحت بارهای زیاد. پوشش ها و مواد مدرن دارای عمر مؤلفه به طرز چشمگیری ، اما بازرسی منظم و به موقع جایگزینی همچنان مهم است.
سیستم های کنترل پیشرفته در پمپ های جابجایی متغیر نیاز به توجه بیشتر به الکترونیکی دارند قطعات و پاکیزگی دریچه سروو. کالیبراسیون منظم و سیستم تشخیص به اطمینان از عملکرد بهینه و جلوگیری از خرابی های پرهزینه کمک می کند.
