Rozwój technologiczny w przemyśle nieustannie postępuje. Nowe technologie produkcji wymagają wykorzystania coraz to bardziej specjalistycznego sprzętu. Ten ciągły rozwój nie byłby możliwy, gdyby nie powszechne zastosowanie hydrauliki siłowej. Kluczowym elementem w układach hydraulicznych jest pompa hydrauliczna. To właśnie zastosowanie pomp hydraulicznych pozwala na zachodzenie podstawowego procesu w hydraulice siłowej, czyli na zamianie energii mechanicznej na energię hydrauliczną i odpowiada w znacznej mierze za wydajność i bezpieczeństwo w układach hydraulicznych. Jaka jest zasada działania pompy hydraulicznej i jaka jest jej budowa umożliwiająca spełnianie wymaganych funkcji?
Budowa i zasada działania pomp hydraulicznych
Pompy hydrauliczne swoje powszechne zastosowanie w praktycznie każdej gałęzi przemysłu zawdzięczają swojej wysokiej wydajności. Układy hydrauliczne działają na zasadzie przemiany energii mechanicznej na energię hydrauliczną. Silnik napędowy dostarcza energię mechaniczną do pompy, gdzie za pomocą zastosowania cieczy, którą zazwyczaj jest olej hydrauliczny, możliwa jest zamiana na bardzo produktywną energię hydrauliczną. Jednostką napędową pompy mogą być silniki elektryczne czy takie napędzane powietrzem.
To właśnie pompa hydrauliczna jest odpowiedzialna za odpowiedni transport cieczy w całym układzie hydraulicznym. Pompa hydrauliczna odpowiada za prawidłowe ciśnienie i przepływ cieczy do siłownika lub silnika hydraulicznego za pomocą systemu zaworów. Jeśli pompa hydrauliczna nie utrzymałaby odpowiednio wysokiego ciśnienia cieczy, wówczas cały układ hydrauliczny nie mógłby wytworzyć dość energii do pracy.
Pompy hydrauliczne pracują w jednym, określonym kierunku obrotowym, który jest wyszczególniony na danym urządzeniu. Ponadto układy hydrauliczne wyposażone są w specjalne filtry oraz system zaworów bezpieczeństwa.
Podstawowe rodzaje pomp hydraulicznych to pompa hydrauliczna zębata, hydrauliczna pompa łopatkowa, pompa hydrauliczna śrubowa oraz pompa hydrauliczna wielotłoczkowa. Poszczególne rodzaje pomp hydraulicznych różnią się nieco od siebie budową oraz zasadą działania.
Pompy zębate
Pompy hydrauliczne zębate są prawdopodobnie najczęściej stosowanym rodzajem pomp hydraulicznych. Bardzo często są niezastąpione jako samochodowe pompy hydrauliczne.
Prosta budowa pompy zębatej znacząco obniża jej awaryjność, co dodatkowo podnosi atrakcyjność tego rozwiązania. Pompy hydrauliczne zębate mają mechanizm zamknięty w obudowie. Dokładne dopasowanie elementów mechanizmu jest niezbędne dla osiągnięcia efektywnej pracy pompy. W przypadku zbyt dużych przestrzeni między elementami nie byłoby możliwe kontrolowane wymuszenie przepływu cieczy, które to jest niezbędne dla pracy pompy zębatej.
Hydrauliczna pompa zębata ma dwa rodzaje ustawień kół zębatych, które mogą być o zazębieniu zewnętrznym lub zazębieniu wewnętrznym.
Zasada działania pompy zębatej opiera się na pracy pomiędzy wałem napędowym, który jest wprawiany w ruch przez silnik napędowy i wałem napędzanym oraz umieszczonymi na nich kołami zębatymi. Koła te nachodzą na siebie i jedno wprawia w ruch drugie. Jednocześnie koła zębate obracają się, zagarniając ciecz w komorze ssawnej, która następnie transportowana jest do komory tłocznej.
Pompa hydrauliczna zębata to pompa o prostej budowie, cechująca się bardzo dużą niezawodnością. Co ważne, wydajność pompy zębatej jest stała, co zapewnia długi czas działania.
Pompy zębate znajdują zastosowanie przede wszystkim tam, gdzie jest potrzeba wymuszenia przepływu cieczy i oleju hydraulicznego o wysokiej lepkości jak np. tłuszcze, syropy, żywice, płynna czekolada.
Pompy łopatkowe
Hydrauliczna pompa łopatkowa w przeciwieństwie do pompy zębatej zamiast kół zębatych do wymuszania przepływu cieczy stosuje łopatki, które zapewniają dużą szczelność pomiędzy komorą ssawną i tłoczną. Poprzez zastosowanie siły odśrodkowej lub pod ciśnieniem oleju są one dociskane do bieżni. Pompy łopatkowe mają delikatną konstrukcję.
Obracające się łopatki zagarniają ciecz z komory ssawnej, skąd wypierana jest do kanału tłocznego. Ciecz dostarczana jest do pompy łopatkowej przez kanał w kadłubie pompy albo w osi wirnika. Stąd podział na konstrukcje z dopływem zewnętrznym lub wewnętrznym. Pompy łopatkowe mogą być zarówno o stałej, jak i o zmiennej wydajności.
Pompy łopatkowe znajdują zastosowanie w pompowaniu gazów jako pompy próżniowe czy sprężarki powietrza oraz jako pompy do cieczy.
Pompy wielotłoczkowe
Pompa wielotłoczkowa to zamknięte w jednym korpusie pompy tłokowe. Może ich być od kilku do nawet kilkunastu. W zależności od rodzaju konstrukcji możemy rozróżnić pompy promieniowe lub osiowe.
W przypadku pomp wielotłoczkowych dzięki zastosowaniu cylindrów i tłoków można uzyskać znacząco wyższą szczelność niż w przypadku pomp zębatych i łopatkowych. Wysoka szczelność pozwala na uzyskanie większego ciśnienia. Nie posiadają zaworów, których funkcję przejmuje tarcza lub wałek rozdzielczy.
Pompy śrubowe
W przypadku pomp śrubowych przepływ cieczy, która transportowana jest od komory ssawnej do tłocznej, powodowany jest przez obrót ślimakowej śruby. Pompy śrubowe mają mniejszą sprawność niż pompy zębate i nie posiadają zaworów.
Zastosowanie pomp hydraulicznych
Pompy hydrauliczne obecnie znajdują zastosowanie w wielu różnych dziedzinach przemysłu czy procesach produkcyjnych i ciężko byłoby sobie wyobrazić działanie wielu maszyn i urządzeń bez nich. Samochodowe pompy hydrauliczne, sprężarki powietrza, pompy próżniowe. Różnorodność pomp hydraulicznych pozwala na ich uniwersalne zastosowanie tak w przemyśle farmaceutycznym, jak i samochodowym, chemicznym, spożywczym, papierniczym, ceramicznym, elektronicznym oraz różnego rodzaju urządzeniach i maszynach na przykład budowlanych.
To pompa hydrauliczna pozwala na, chociażby rozwiązanie kwestii obrotu nadwozia koparki i jednocześnie sterowaniem jej ramienia, jak i zawieszenia, tak więc pozwala na działanie wielu różnych podzespołów o innych funkcjach.
Uniwersalność, wydajność pompy i energii hydraulicznej oraz niezawodność pomp hydraulicznych powoduje, że są one wręcz niezbędne w przemyśle, a inwestycja w urządzenie wysokiej jakości i o odpowiedniej wydajności jest niezbędna.
Partnerem artykułu jest serwis: https://hp-sc.pl