ATLAS INTERAKTYWNY

Pompa hydrauliczna to urządzenie służące do zasilania napędu hydraulicznego odpowiednią ilością oleju pod wysokim ciśnieniem. Pompa hydrauliczna zamienia energię mechaniczną, którą dostarcza silnik napędowy na energię hydrauliczną.

W zależności od możliwości zmiany wydajności podczas pracy, możemy dokonać następującego podziału pomp:

• pompy o stałej wydajności;

• pompy o zmiennej (nastawialnej) wydajności.

W zależności od rodzaju ruchu elementów wyporowych pompy można podzielić na:

• pompy o ruchu obrotowym elementów wyporowych (rotacyjne);

  • pompy zębate o:

    • zazębieniu zewnętrznym - charakteryzują ją dwa koła zębate: koło $\left(1\right)$ napędzane silnikiem (np. elektrycznym) i koło $\left(2\right)$ bierne. W kadłubie $\left(3\right)$ pompy ulokowane są dwa kanały. W wypadku przedstawionego na rysunku kierunku obrotów kół kanał $\left(4\right)$ jest ssawny, a kanał $\left(5\right)$ tłoczny. Proces odbywa się w ten sposób, że ciecz jest zasysana kanałem ssawnym, a następnie przenoszona w lukach międzyzębnych $\left(6\right)$ i wytłaczana kanałem tłocznym;

      R1IMa32XLqHfN

      Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym

      

    • zazębieniu wewnętrznym - jej działanie odbywa się w ten sposób, że wał obrotowy z zewnątrz wprawia w ruch koło zębate o uzębieniu zewnętrznym. Na skutek zazębienia koła o uzębieniu zewnętrznym i wieńca zębatego o uzębieniu wewnętrznym zachodzi obrót wieńca. Między kołem i wieńcem znajduje się ściśle przylegająca do ich zębów wkładka sierpowa. Podczas pracy koła zębatego ciecz jest transportowana lukami międzyzębnymi koła i wieńca z przestrzeni ssawnej do przestrzeni tłocznej;

      RtjwpolHjoI6I

      Pompa zębata o zazębieniu wewnętrznym

      

  • pompy śrubowe;

    R13XfGXfWfG7A

    Pompa śrubowa

    

  • pompy łopatkowe - zbudowane są z kadłuba $\left(1\right)$ i wirnika $\left(2\right)$. W tym drugim znajdują się rowki, w których ulokowane są łopatki $\left(3\right)$. Wał wirnika został ułożyskowany w kadłubie, między czołowymi powierzchniami a pokrywami. Łopatki do bieżni dociska siła odśrodkowa, która może być wspomagana ciśnieniem oleju lub sprężynką. Gwarantuje to odpowiednią szczelność między komorami ssania i tłoczenia. Na skutek obrotu wirnika łopatki zasysają ciecz z kanałów ssawnych i tłoczą ją do kanałów tłocznych. Dopływ i odpływ cieczy są uzależnione od konstrukcji pompy i mogą zachodzić przez kanały w kadłubie pompy (dopływ zewnętrzny) lub w osi wirnika (dopływ wewnętrzny);

    Rl3p5I5RmuCDk

    Pompa łopatkowa

    

• pompy o ruchu posuwisto‑zwrotnym elementów wyporowych (tłokowe);

  • pompy promieniowe;

  • pompy osiowe.

    R10LS0IYBaiJe

    Pompa tłokowa osiowa z wychylną tarczą

    

    Na rysunku widzimy schemat działania pompy z wychylną tarczą. Składa się ona z: obracającego się bloku cylindrów $\left(1\right)$, nieobracającego się rozdzielacza $\left(2\right)$ oraz wału napędowego $\left(3\right)$ osadzonego w bloku cylindrów i połączonego z nim przy użyciu wpustu lub częściej wielowypustu. Podczas obracania bloku cylindrów przez wał tłoki $\left(4\right)$ cylindrów, które są połączone za pomocą korbowodów $\left(5\right)$ z nachyloną tarczą $\left(6\right)$, zostają wprawione w ruch posuwisto‑zwrotny. Skok tłoków (a co za tym idzie wydajność pompy) zależy od kąta $\mathrm{\alpha }$ nachylenia tarczy.

    W sytuacji, w której kąt $\mathrm{\alpha }$ jest równy $Q$, skok tłoków również wynosi $0$, analogicznie wydajność pompy $Q$ jest równa $0$. Natomiast jeśli kąt $\mathrm{\alpha }$ jest większy od $0$, w trakcie jednej połowy obrotu bloku cylindrów następuje ssanie, zaś podczas drugiej zachodzi tłoczenie. Oba procesy (ssanie i tłoczenie cieczy) odbywają się z użyciem rozdzielacza $\left(2\right)$. W rozdzielaczu znajdują się rowki $\left(7\right)$, które są połączone z kanałami ssawnym i tłocznym. Na końcu rowków ulokowane są nacięcia (tzw. pazurki) $\left(8\right)$, które służą do złagodzenia otwierania i zamykania kanałów ssawnych i tłocznych, co oznacza równocześnie złagodzenie uderzeń hydraulicznych w czasie pracy rozrządu.

    Pompy z wychylną tarczą mogą mieć stałą łub zmienną wydajność. Pompy o stałej wydajności charakteryzują się stałym kątem $\mathrm{\alpha }$. W wypadku pomp o zmiennej wydajności tarcza $\left(6\right)$ osadzona jest obrotowo wokół osi $\left(9\right)$, która jest prostopadła do płaszczyzny rysunku. Na skutek wychylenia tarczy zachodzi zmiana kąta $\mathrm{\alpha }$, co oznacza skok tłoków i zmianę wydajność pompy.

Parametry pomp hydraulicznych

• Wydajność – określa objętość cieczy przepompowywanej w określonym czasie. Zazwyczaj jest oznaczana literą $Q$. Może być mierzona między innymi w litrach na minutę, litrach na sekundę czy metrach sześciennych na godzinę. Wyróżniamy różne typy wydajności:

  • Wydajność teoretyczna opisuje przepływ bez strat w pompie idealnej,

  • Wydajność rzeczywista to suma natężenia przepływu na wylocie pompy,

  • Wydajność nominalna to natężenie określone przez producenta przy danym ciśnieniu i obrotach,

  • Wydajność optymalna to wydajność przy której osiągnięta jest maksymalna sprawność natężenia przepływu.

• Moc pompy – podawana w watach lub kilowatach, oznaczana $N$ lub $P$. Określa ilość energii pobranej z zewnętrznego silnika do napędu narzędzia roboczego. Jest ona wypadkową wydajności pompy i ciśnienia,

• Sprawność pompy – jest to stosunek mocy przekazanej do pompowanego medium do mocy dostarczanej przez napęd – czyli innymi słowy, stosunek wydajności teoretycznej i rzeczywistej pompy,

• Zakres prędkości obrotowej i ciśnień,

• Rodzaj cieczy, jej lepkość, temperatura pracy.

Pompa zębata o zazębieniu zewnętrznym

Zbudowana jest z dwóch zazębiających się kół. Do jednego z kół doprowadzony jest napęd mechaniczny (silnik). W czasie wyzębiania się zębów w części ssawnej, objętość między zębami zwiększa się, wytwarza się podciśnienie, olej zostaje zassany. Następnie w przestrzeniach międzyzębnych olej jest przenoszony do części tłocznej. Tutaj następuje zazębianie się kół, przestrzenie między zębami obu kół maleją, wzrasta ciśnienie oleju, olej zostaje wytłoczony na zewnątrz.

Pompa zębata o zazębieniu wewnętrznym

Cechuje ją bardzo cicha praca, ponieważ następuje zasysanie na skutek wypełnienia przestrzeni międzyzębnych na dużej części obwodu.

Pompa zębata rotorowa

Ma stałą wydajność tłoczenia. Silnik za pośrednictwem wału napędza wirnik zębaty, który ma o jeden ząb mniej od wieńca i go obraca.

Wirnik jest zamocowany mimośrodowo w stosunku do wieńca. Wszystkie zęby wirnika znajdują się w ciągłym styku z zębami wieńca. Pomiędzy wieńcem, a wirnikiem powstaje układ komór o objętościach zmieniających się w zależności od kąta obrotu wirnika, ale suma objętości komór pozostaje stała.

Pompa śrubowa

Składa się z dwóch (lub więcej) śrub napędzanych wspólną przekładnią zębatą, wykonujących obroty przeciwbieżne z taką samą prędkością obrotową. Zasysany olej przetłaczany jest wzdłuż śrub jakby był nieruchomą nakrętką.

Pompy śrubowe odznaczają się:

• dużą równomiernością tłoczenia,

• dużą sprawnością, cichobieżnością,

• dużą wydajnością (do $12000 \frac{\mathrm{l}}{\min }$)

• dużymi ciśnieniami roboczymi (do $20\mathrm{MPa}$).

Pompa łopatkowa

Łopatki osadzone są w wirniku, który jest umiejscowiony mimośrodowo wewnątrz korpusu pompy. Łopatki dociskane są do korpusu siłą odśrodkową lub dodatkowo za pomocą sprężyn. W czasie obrotu wirnika, łopatki zagarniają ciecz z komory ssawnej do przestrzeni międzyłopatkowej, przenosząc ją do komory tłocznej pompy.

Pompy łopatkowe nie mają dużego zastosowania w układach napędu hydraulicznego ze względu na niewielką wartość ciśnienia sprężania. Stosowane są w układach smarujących.

Pompa tłokowa rzędowa

Elementami roboczymi pomp tłokowych są cylindry i tłoki. Te elementy pozwalają na uzyskanie znacznie lepszej szczelności niż elementy robocze pomp zębatych i łopatkowych, dzięki temu sprawność objętościowa pomp tłokowych jest znacznie większa oraz istnieje możliwość uzyskania większych ciśnień.

Tłoki poruszane są najczęściej wałem korbowym lub mimośrodem. Pompy rzędowe buduje się o stałej lub zmiennej wydajności. Zmianę wydajności uzyskuje się zazwyczaj przez zmianę długości skoku tłoków.

Pompa tłokowa osiowa

Pompy tłokowe osiowe znalazły najszersze zastosowanie w układach hydraulicznych ze względu na ich wiele zalet:

• łatwość zmiany wydajności,

• mały moment bezwładności części ruchomych,

• uzyskiwanie dużych prędkości obrotowych,

• możliwość napędzania ich bezpośrednio silnikiem elektrycznym bez stosowania przekładni redukujących prędkość obrotową.

Tłoki stosowane w pompach osiowych mają kształt nurników i stąd pompy te nazywa się również nurnikowymi. Pompy tłokowe osiowe mają różnorodną konstrukcję. Bardzo popularne są pompy z wychylną i wirującą tarczą.

Pompa tłokowa promieniowa

Pompy promieniowe buduje się zazwyczaj w gwiaździstym układzie cylindrów jako jedno- lub wielorzędowe. Rozróżniamy pompy tłokowe promieniowe z obrotowym blokiem cylindrów oraz pompy z nieruchomym blokiem cylindrów.

RdfLt5YrxnGks

Pompa tłokowa promieniowa

W wirniku $\left(1\right)$, który jest ułożyskowany mimośrodowo w kadłubie $\left(2\right)$, ulokowane są cylindry z tłokami $\left(3\right)$. Oparte są one o bieżnię kadłuba $\left(7\right)$ i w trakcie obrotów wirnika poruszają się w sposób posuwisto‑zwrotny względem cylindrów. Nacisk bieżni nieruchomego kadłuba wywołuje ruch do środka, natomiast siła odśrodkowa – ruch od środka. Ciecz jest dostarczana do cylindrów przez kanał ssawny $\left(4\right)$, a tłoczona za pomocą kanału tłocznego $\left(5\right)$. Kanały są połączone z rozdzielaczem, który składa się z dwóch komór rozdzielonych przegrodą $\left(6\right)$. Cylindry, które znajdują się na części obrotu odpowiadającej wysuwaniu się tłoków, są połączone z komorą ssawną, natomiast te z części obrotu odpowiadającej wsuwaniu się tłoków – z komorą tłoczną.

Tabela 5. Symbole pomp

Symbol graficzny	Objaśnienie symbolu
R1931BXQhUViB Ilustracja	Pompa o stałej wydajności o stałym kierunku tłoczenia
R1O79Eg9jz8Eh Ilustracja	Pompa o stałej wydajności o zmiennym kierunku tłoczenia
RNx2Msewhk1a2 Ilustracja	Pompa o zmiennej wydajności o stałym kierunku tłoczenia
RLrs38LkU1I82 Ilustracja	Pompa o zmiennej wydajności o zmiennym kierunku tłoczenia
R1NdQuXgRCTel Ilustracja	Pompa o zmiennej wydajności o stałym kierunku tłoczenia, wyposażona w sterownik skoku zerowego - sterownik po przekroczeniu nastawionego ciśnienia zmniejsza wydajność do minimalnej wartości
RrFrDnUf71bdY Ilustracja	Pompa o zmiennej wydajności o zmiennym kierunku tłoczenia wyposażona w ręcznie sterowany mechanizm zmiany wydajności i kierunku tłoczenia
RuyZLtPKGD9U4 Ilustracja	Pompa dwustrumieniowa złożona z jednakowych jednostek o stałej wydajności

Powrót do spisu treściDOw223uiYPowrót do spisu treści