مهم‌ترین کاربردهای پمپ دنده ای چیست؟

0 دیدگاه
مهم‌ترین کاربردهای پمپ دنده ای

پمپ‌های دنده‌ای خارجی جزئی از اجزای پمپاژ محبوبی هستند که برای جابجایی سیالات چسبناک مانند سوخت و روغن‌های روان‌کننده مناسب هستند. آنها دستگاه های ساده و مستحکمی هستند که می‌توانند در طیف وسیعی از فشارها و سرعت‌های چرخشی کار کنند و در عین حال قابلیت اطمینان بالایی را ارائه می‌دهند.
مهم‌ترین کاربردهای پمپ دنده‌ای روانکاری در ماشین ابزار، به عنوان پمپ روغن در موتورها یا در واحدهای انتقال قدرت سیال است. بسته به کاربرد، چندین طرح موجود است.
با این حال، معمول‌ترین پیکربندی از چرخ‌دنده‌های دوقلو استفاده می‌کند که توسط چند بلوک یاتاقان شناور مونتاژ می‌شوند که به عنوان مهر و موم برای انتهای جانبی عمل می‌کنند. شکل ۱ (a) طرحی را نشان می‌دهد که فاصله بین عناصر هسته پمپ را برجسته می‌کند. این نوع پمپ مورد مطالعه در این کار است که در کاربردهای خودرویی مانند سیستم‌های فرمان استفاده می‌شود و با سرعت نسبتاً بالا (از ۱۵۰۰ تا ۳۴۰۰ دور در دقیقه) و فشار کم (از ۳.۵ تا ۱۰۰ بار) کار می‌کند.
بلوک‌های بلبرینگ از نظر هیدرولیکی متعادل هستند و با استفاده از دو یاتاقان هیدرودینامیکی که از روغن عملیاتی یکسانی استفاده می‌کنند، به عنوان تکیه گاه برای محور چرخ دنده عمل می‌کنند. دنده ۱ محرک است در حالی که دنده ۲ رانده می‌شود.
شفت چرخ دنده محرک توسط یک کوپلینگ اولدهام به یک موتور الکتریکی متصل می‌شود و اجازه می‌دهد برخی ناهماهنگی‌ها بین آن‌ها وجود داشته باشد. این امر ضروری است زیرا خط مرکزی شفت می‌تواند با توجه به بلوک‌های یاتاقان حرکت کند که مداری را توصیف می‌کند که تابعی از فشار و سرعت کار خواهد بود.

اصل کار پمپ دنده ای خارجی بسیار ساده است. سیال در اطراف بیرون هر چرخ‌دنده از ورودی به سمت تخلیه (از چپ به راست در شکل 1(b)) در فضای بین دو دندان دنده بعدی، جعبه و بلوک‌های یاتاقان شناور حمل می‌شود. همانطور که چرخ دنده‌ها در جهت‌های نشان داده شده توسط y1 و y2 در شکل 1(b) می‌چرخند، این فضاهای جدا شده به تدریج فشار خود را تا فشار بالا افزایش می‌دهند.

در ناحیه توری چرخ‌دنده، هنگامی که دو جفت دندان در تماس هستند، یک حجم محبوس ایجاد می‌شود و می‌تواند دچار کاهش ناگهانی حجم و در نتیجه تغییر شدید فشار آن شود. برای جلوگیری از این امر، حجم محبوس شده در ارتباط با محفظه‌های فشار بالا یا پایین قرار می‌گیرد.

این نقش شیارهای برجسته آسیاب شده در وجه داخلی بلوک‌های یاتاقانی است که شکل و مکان آن‌ها در رفتار دینامیکی حاصل بسیار مهم است. علاوه بر این، بلوک‌های بلبرینگ نیز باید از نظر هیدرولیکی در جهت محوری با هدف جلوگیری از ناهماهنگی بین شفت دنده و یاتاقان‌های ژورنال متعادل شوند. برای دستیابی به آن، از یک مهر و موم لاستیکی واقع در سطح داخلی صفحات انتهایی استفاده می‌شود.
این مهر و موم دو ناحیه را در وجه خارجی بلوک‌های بلبرینگ، تحت فشار زیاد یا کم سایزخص می‌کند. چنین فشاری باید فشار وارد شده بر روی صورت مقابل را به دلیل فشار در فضاهای دندان متعادل کند.

یکی دیگر از ویژگی‌های پمپ‌های دنده‌ای خارجی، فرآیند در حال اجرا قبل از بازاریابی است. در حقیقت، پمپ‌های دنده‌ای خارجی به منظور افزایش راندمان حجمی پمپ، تحت یک فرآیند در حال اجرا قرار می‌گیرند.
در واقع، در طی این فرآیند، چرخ دنده‌ها می‌توانند شیار بهینه خود را در کیس حفر کنند. همچنین به دلیل اختلاف فشار بین محفظه ورودی و خروجی، چرخ دنده‌ها در ناحیه‌ای نزدیک محفظه فشار ضعیف با کیس تماس پیدا می‌کنند و به دلیل سختی متفاوت مواد دنده و کیس مقدار سایزخصی از مواد خارج می‌شود. همانطور که سایزخص است، تماس سایزبندی دندان می‌تواند در امتداد دو خط عمل مختلف انجام شود. خط عمل مستقیم (DLA) به عنوان خطی تعریف می‌شود که در آن نیرو از دنده ۱ به دنده ۲ باعث ایجاد یک تکانه مطابق با جهت چرخش y۲ می‌شود و خط عمل معکوس (ILA) به عنوان خطی که نیرو از آن وارد می‌شود.
دنده ۱ به دنده ۲ باعث ایجاد حرکت در جهت مخالف چرخش می‌شود (شکل ۱(b) ). در شرایط کاری عادی، تماس سایزبندی در امتداد DLA است، زیرا نیروی سایزبندی از دنده ۱ تا دنده ۲ باید گشتاور فشار روی دنده ۲ را متعادل کند، که خلاف جهت چرخش است.

توزیع فشار

افزایش فشار در سفر از ناحیه فشار پایین به ناحیه فشار زیاد کم و بیش پیشرونده است اما در واقع به چندین پارامتر ابعادی و عملیاتی مانند فاصله در جهت شعاعی و محوری، ویسکوزیته روغن، فشار خروجی و سرعت شفت بستگی دارد. چندین مقاله محاسبه مقدار فشار در فضاهای دندانی را در طول چرخش چرخ دنده‌ها توسعه می‌دهند [1،3،22].
این مدل‌ها فقط تفاوت‌های کوچکی را نشان می‌دهند، که عمدتاً مربوط به فاصله ثابت یا متغیر بین کیس و چرخ دنده‌ها یا تعداد ولوم‌های کنترل (حجم‌هایی که پمپ در آن‌ها تقسیم می‌شود) است. در این تحقیق از فرمول کاغذ [1] با در نظر گرفتن خروج از مرکز دنده نسبت به کیس، فرسودگی کیس ناشی از فرآیند اجرا و جابجایی بلوک‌های بلبرینگ استفاده شده است.
به منظور مطالعه تغییرات فشار به دنبال رویکرد اویلر، پمپ به چندین “حجم کنترل” تقسیم می‌شود، یعنی فضاهای مهر و موم شده بین دندان‌ها، بلوک‌های یاتاقان و کیس. می‌توان اشاره کرد که تعداد ولوم‌های کنترلی چرخ دنده‌های پمپ دنده‌ای متغیر خواهد بود، زیرا تعداد فضاهای دندانه‌ای جدا شده بین چرخ‌دنده و کیس متفاوت است.

0 پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟
خیالتان راحت باشد :)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *