وضعیت سایش پمپ دنده ای چگونه است؟

0 دیدگاه
وضعیت سایش پمپ دنده ای

چالش واحدهای هیدرواستاتیکی با مشخصه دینامیکی سیال بیش از نود سال پیش آغاز شد و همچنان یک حوزه تحقیقاتی ارزشمند و پیشرفته است. چندین محقق به طور قابل توجهی در این زمینه مشارکت داشته اند که آثار ویلسون [1]، اج [2] و ایوانتیسینوا [3] نمونه های بسیار خوبی هستند.
مطالعات متعددی با پمپ های دنده ای [4] و ماشین های ژروتور [5] انجام شده است.
خصوصیات دینامیکی سیالات باید بر اساس آزمایش واحد هیدرواستاتیک باشد تا عملکرد ثابت آن (بازده حجمی و مکانیکی)، ویژگی‌های ناپایدار (ریپل جریان و امپدانس منبع)، تولید نویز و قابلیت اطمینان آن مشخص شود. نویسندگان تجربیات خود را در این زمینه در بیست سال گذشته جمع آوری کرده اند [6،7].

بررسی متون علمی حجم زیادی از کار را در این زمینه نشان می‌دهد که با استفاده از مدل‌های مختلف، شبیه‌سازی‌های عددی و تکنیک‌های تجربی، به منظور توصیف رفتار پمپ دنده‌ ای از دیدگاه‌های مختلف دنبال شده است [8،9]. از نظر وضعیت فعلی پمپ‌های دنده‌ای خارجی در زمینه تحقیقاتی، دو موضوع وجود دارد که تلاش‌های عمده بر روی آنها متمرکز شده است: ارزیابی کارایی و ارزیابی تریبولوژیکی.
با توجه به ارزیابی کارایی، Batarra و Mucchi [10] یک کمپین آزمایشی جامع را انجام دادند که منجر به ارزیابی قابل اعتمادی از جمعیت پمپ‌ها بر اساس یک رویکرد آماری به جای یک نمونه پمپ منفرد شد.
روش آزمایشی در امکانات آزمایشگاهی و نه در شرایط کار صحرایی انجام شد. زردین و همکاران [11] مدلی را توصیف می کند که موقعیت چرخ دنده‌ها را در تلفات، اصطکاک و نشتی ویسکوز در طول فرآیند مش بندی در نظر می‌گیرد. نتایج مدل تطابق خوبی را با واحد تجاری آزمایش شده نشان می‌دهد، اگرچه شرایط عملیاتی سخت، مانند فشار بالا در طول آزمایش‌های ماشین در میدان را در نظر نمی‌گیرد.

با توجه به ارزیابی تریبولوژیکی، وضعیت سایش پمپ دنده ای توسط Guo و همکارانش ارزیابی شده است. [12]. نویسندگان ثابت کردند که سرعت جریان آنی پمپ دنده ای به تدریج کاهش می یابد، پس از افزایش فاصله سایش، و ویژگی های تخریب را ارائه کردند. علاوه بر این، فشار بالا سایش داخلی پمپ را تسریع می کند.
در یک کار بسیار اخیر، کازولی و همکاران. [13] با توجه ویژه به تأثیر ایجاد گودی در کوپلینگ های روغن کاری شده پمپ های هیدرولیک، اثربخشی سطوح بافت دار را تحلیل کرد. در نتیجه، خواص تریبولوژیکی بهبود می یابد.
در طول سال‌ها، تحقیقات عددی زیادی در مورد پدیده‌هایی با طبیعت‌های مختلف که در داخل یک پمپ دنده‌ای رخ می‌دهند، انجام شده است و عملکرد آن را تعیین می‌کند.
در بررسی گسترده انجام شده توسط Rundo [14]، خلاصه ای از روش های مختلف مورد استفاده در شبیه سازی جریان تولید شده توسط ماشین های چرخ دنده نشان داده شده است.
استفاده از تکنیک‌های دینامیک سیالات محاسباتی دوبعدی و سه‌بعدی (CFD) برای ارزیابی تلفات حجمی و تلفات اصطکاک در هندسه‌های پیچیده نشان‌دهنده تلاش فراوانی است که برای استفاده از مدل‌های شبیه‌سازی برای طراحی و بهینه‌سازی این نوع ماشین‌ها انجام شده است. با این حال، تأیید تجربی مدل‌های عددی اغلب در شرایط آزمایشگاهی انجام می‌شود که ارتباط چندانی با شرایط کار در یک ماشین واقعی ندارد.

اعتبار سنجی مدل سازی

سوال دیگر مربوط به این نیست که آیا مدل اعتبار سنجی شده است یا خیر، بلکه به این موضوع مربوط می شود که در چه شرایطی این اعتبارسنجی انجام شده است. بنابراین، هدف اصلی این کار پرداختن به عدم اعتبارسنجی تجربی مدل‌های تلفات اعمال شده برای پمپ‌های جابجایی مثبت در شرایط واقعی است.
برای انجام این کار، آزمایش‌هایی بر روی یک پمپ دنده‌ ای خارجی که در شرایط عملیاتی در میدان بر روی یک دکل حفاری کار می‌کرد، انجام شد. در این نوع ماشین ها از مدار هیدرولیک باز مجهز به پمپ پیستونی بار سنج هم برای درایوهای پرقدرت و هم برای درایوهای کمکی استفاده می‌شود. استفاده از یک پمپ دنده ای خارجی برای هدایت دومی امکان استفاده از بلوک کنترل ساده‌تری را فراهم می‌کند.
کار ارائه شده در این مقاله از دو بخش مدل سازی و آزمایش تشکیل شده است. هنگامی که پمپ کار می‌کند، روغن به سمت خروجی منتقل می‌شود و فشار به دلیل امپدانس سیستم افزایش می‌یابد که شامل نشتی بیشتر از سمت خروجی به سمت ورودی است. با توجه به شکل 1b، بین قله دندان و پوشش (مسیر A)، بین صفحات جانبی انتهایی و چرخ دنده‌ها (مسیر B)، و در ناحیه مش بندی (مسیر C) رخ می‌دهد.
برای جبران این نشتی فزاینده به دلیل فشار کاری بالاتر، ناحیه پشتی صفحات جانبی انتهایی توسط فشار کاری فشار داده می‌شود و صفحه سمت انتهایی را به چرخ دنده فشار می‌دهد و فاصله نشتی را کاهش می‌دهد، همانطور که در شکل 1c نشان داده شده است.
جبران خسارت، تیاگاراجان و همکاران [15]). به این ترتیب این نوع پمپ ها می توانند بازده حجمی خود را در طیف وسیعی از شرایط کاری (فشار، دمای روغن و سرعت چرخش) کاملاً ثابت نگه دارند. بنابراین، ایجاد یک مدل خوب که رفتار آن را شبیه سازی کند، ضروری است برای تعیین تغییرات پارامترهایی که آن را با توجه به شرایط کاری تعریف می‌کنند. این کار باید در آزمایشگاه توسط سازمان بین المللی مربوطه برای تست‌های استاندارد (ISO) و بررسی نتایج به منظور پارامترسازی پمپ انجام شود.

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 *