3 sekrety, których nie znasz o pompach zębatych

The pompa zębata to pompa rotacyjna, która opiera się na zmianie i ruchu objętości roboczej utworzonej pomiędzy cylindrem pompy a przekładnią zazębiającą w celu transportu cieczy lub zwiększenia jej ciśnienia.Dwie zamknięte przestrzenie składają się z dwóch przekładni, korpusu pompy oraz przedniej i tylnej pokrywy.Kiedy koła zębate się obracają, objętość przestrzeni po stronie rozłączania przekładni zwiększa się z małej do wytworzenia próżni do zasysania cieczy, a objętość przestrzeni po stronie zazębienia przekładni zwiększa się z dużej Małej i wyciska ciecz do rurociąg.Wnęka ssąca i wnęka wylotowa są oddzielone linią zazębienia dwóch kół zębatych.Ciśnienie na wylocie pompy zębatej zależy całkowicie od oporu na wylocie pompy.

1. Zasada działania

Podstawowe koncepcje:

Koncepcja pompy zębatej jest bardzo prosta.Jego najbardziej podstawową formą jest to, że dwa koła zębate tego samego rozmiaru zazębiają się i obracają ze sobą w ściśle dopasowanej skorupie.Wnętrze muszli ma kształt podobny do „8” i są w nim zainstalowane dwa koła zębate.Średnica zewnętrzna i obie strony przekładni są ściśle dopasowane do obudowy.Materiał z wytłaczarki wchodzi do środka dwóch kół zębatych na króćcu ssącym, wypełnia tę przestrzeń, przemieszcza się wzdłuż obudowy wraz z obrotem zębów i ostatecznie jest odprowadzany w momencie zazębienia się dwóch zębów.

Terminologicznie pompa zębata nazywana jest także urządzeniem wyporowym, które działa jak tłok w cylindrze.Kiedy ząb wchodzi w przestrzeń płynową innego zęba, ponieważ płyn jest nieściśliwy, płyn i ząb nie mogą jednocześnie zajmować tej samej przestrzeni, przez co płyn zostaje mechanicznie wyciśnięty.Ze względu na ciągłe zazębianie się zębów zjawisko to zachodzi w sposób ciągły, zatem na wylocie pompy zapewniona jest ciągła ilość wypływu, a wielkość wypływu jest taka sama dla każdego obrotu pompy.Przy nieprzerwanym obrocie wału napędowego pompa w sposób ciągły tłoczy płyn.Natężenie przepływu pompy jest bezpośrednio powiązane z prędkością pompy.

W rzeczywistości w pompie następuje niewielka utrata płynu, ponieważ płyny te służą do smarowania łożysk i obu stron kół zębatych, a korpus pompy nigdy nie mieści się bez luzu, więc nie można spuścić 100% płynu z wylotu, więc niewielka utrata płynu jest nieunikniona, co uniemożliwia osiągnięcie przez pompę sprawności operacyjnej 100%.Jednakże pompa może nadal działać dobrze, a w przypadku większości wytłaczanych materiałów nadal może osiągnąć wydajność od 93% do 98%.

W przypadku płynów, których lepkość lub gęstość zmienia się w trakcie procesu, działanie tej pompy nie będzie zbyt duże.Jeśli z boku króćca tłocznego znajduje się tłumik, taki jak filtr siatkowy lub zwężka, pompa będzie przepychać przez nie ciecz.Jeżeli w trakcie pracy przepustnica ulegnie zmianie, czyli jeśli siatko filtra ulegnie zabrudzeniu, zatkaniu lub wzrośnie przeciwciśnienie ogranicznika, pompa będzie utrzymywać stały przepływ do momentu osiągnięcia mechanicznego ograniczenia najsłabszej części urządzenia.

W rzeczywistości istnieje ograniczenie prędkości pompy, które zależy głównie od płynu procesowego.Jeśli transportowany jest olej, pompa może obracać się z bardzo dużą prędkością, ale gdy płynem jest stopiony polimer o dużej lepkości. Podczas aktywności fizycznej ograniczenie to zostanie znacznie zwiększone.

Bardzo ważne jest, aby płyn o dużej lepkości wtłoczyć w przestrzeń dwóch zębów z boku króćca ssącego.Jeśli ta przestrzeń nie zostanie wypełniona, pompa nie będzie w stanie zapewnić dokładnego natężenia przepływu, więc wartość PV jest również kolejnym czynnikiem ograniczającym i zmienną procesową.Ze względu na te ograniczenia producenci pomp zębatych będą dostarczać szereg produktów, a mianowicie różne specyfikacje i pojemność.Pompy te zostaną dopasowane do konkretnego procesu aplikacji, aby zoptymalizować wydajność systemu i cenę.

Urządzenie napędowe:

Pompa zębata napędzana jest przez niezależny silnik, który może skutecznie blokować pulsacje ciśnienia przed pompą i wahania przepływu.Pulsację ciśnienia na wylocie pompy zębatej można kontrolować w zakresie 1%.Zastosowanie pompy zębatej na linii produkcyjnej do wytłaczania może zwiększyć prędkość wyjściową przepływu oraz skrócić czas ścinania i przebywania materiału w wytłaczarce.

Najczęściej stosowana jest pompa zębata zewnętrzna.Ogólnie rzecz biorąc, pompa zębata zwykle odnosi się do zewnętrznej pompy zębatej.Jego strukturę pokazano na rysunku, składającą się głównie z przekładni napędowej, przekładni napędzanej, korpusu pompy, pokrywy pompy i zaworu bezpieczeństwa.Uszczelniona przestrzeń utworzona przez korpus pompy, pokrywę pompy i przekładnię jest pomieszczeniem roboczym pompy zębatej.Osie obu kół zębatych są odpowiednio zamontowane w otworach łożyskowych obu pokryw pomp, a wał przekładni napędowej wystaje z korpusu pompy i jest napędzany przez silnik w celu obracania się.Pompa zębata zewnętrzna ma prostą konstrukcję, jest lekka, tania, niezawodna w pracy i ma szeroki zakres zastosowań.

Gdy pompa zębata pracuje, koło napędowe obraca się wraz z silnikiem i napędza koło napędzane, aby się obracało.Kiedy zazębiające się zęby po jednej stronie komory ssącej stopniowo się rozdzielają, objętość komory ssącej wzrasta, a ciśnienie maleje, a ciecz w rurze ssącej jest zasysana do pompy;ciecz zasysana jest wpychana do komory tłocznej przez przekładnię umieszczoną w rowku zęba na dwa sposoby.Gdy ciecz dostanie się do komory tłocznej, zęby obu kół zębatych w sposób ciągły zazębiają się, tak że ciecz jest ściskana i wchodzi do rury odprowadzającej z komory wylotowej.Koło napędowe i napędzane obracają się w sposób ciągły, a pompa może w sposób ciągły zasysać i odprowadzać ciecz.

Korpus pompy jest wyposażony w zawór bezpieczeństwa.Gdy ciśnienie tłoczenia przekroczy określone ciśnienie, ciecz transportowa może automatycznie otworzyć zawór bezpieczeństwa, aby zwrócić ciecz pod wysokim ciśnieniem do rury ssącej.

Pompa zębata wewnętrzna składa się z pary zazębionych ze sobą wewnętrznych kół zębatych, znajdujących się pomiędzy nimi elementów w kształcie półksiężyca, obudowy pompy itp.Rolą elementu w kształcie półksiężyca jest oddzielenie komory ssącej od komory tłocznej.Kiedy koło napędowe się obraca, w miejscu rozłączenia kół zębatych powstaje częściowe podciśnienie, a ciecz jest zasysana do pompy w celu wypełnienia zębów komory ssącej, a następnie wchodzi do komory tłocznej na dwa sposoby wzdłuż wewnętrznej i zewnętrznej strony element w kształcie półksiężyca.W miejscu, w którym zęby przekładni wchodzą w siatkę, ciecz znajdująca się pomiędzy zębami jest ściskana i kierowana do rury odprowadzającej.

Oprócz właściwości samozasysających, przepływu i ciśnienia tłoczenia, pompa zębata nie posiada zaworu ssącego ani zaworu tłocznego na korpusie pompy.Charakteryzuje się prostą konstrukcją, równomiernym przepływem i niezawodnym działaniem, ale ma niską wydajność, wysoki poziom hałasu i wibracji oraz jest łatwy w noszeniu.Stosowany jest głównie do transportu różnych olejów, które nie są korozyjne, nie stanowią cząstek stałych i mają właściwości smarne, a temperatura na ogół nie przekracza 70 ℃, takich jak olej smarowy, jadalny olej roślinny itp. Ogólny przepływ zakres wynosi 0,045-30 ms/h, zakres ciśnienia wynosi 0,7-20 MPa, a prędkość robocza wynosi 1200-4000r/min.

Cechy konstrukcyjne:

● Prosta konstrukcja i niska cena;

● Niskie wymagania pracy i szerokie zastosowanie;

● Pokrywy końcowe i rowki międzyzębowe kół zębatych tworzą wiele stałych, szczelnych komór roboczych, które mogą być stosowane wyłącznie jako pompy ilościowe.

W przekładni zastosowano nową technologię na międzynarodowym poziomie zaawansowanym w kształcie łuku zęba z podwójną krzywizną łuku łukowego z lat 90. XX wieku.W porównaniu z przekładniami ewolwentowymi ich najbardziej rzucającą się w oczy zaletą jest to, że podczas zazębiania się kół zębatych nie występuje względne ślizganie się na powierzchni profilu zęba, dzięki czemu powierzchnia zębów nie ulega zużyciu, nie jest wyważona, nie zatrzymuje cieczy, ma niski poziom hałasu, długą żywotność i wysoką wydajność.Pompa pozbywa się okowów tradycyjnej konstrukcji, dzięki czemu pompa zębata wkracza na nowe pole w projektowaniu, produkcji i użytkowaniu.

Pompa jest wyposażona w zawór bezpieczeństwa różnicy ciśnień jako zabezpieczenie przed przeciążeniem, a całkowite ciśnienie powrotne zaworu bezpieczeństwa jest 1,5 razy większe od znamionowego ciśnienia tłoczenia pompy.Można go również dostosować do rzeczywistych potrzeb w zakresie dopuszczalnego ciśnienia tłoczenia.Jednak ten zawór bezpieczeństwa nie może być używany jako zawór redukcyjny przez długi czas, a zawór redukcyjny można w razie potrzeby zainstalować osobno.

Uszczelnienie końca wału pompy występuje w dwóch postaciach: jedna jest uszczelką mechaniczną, a druga jest uszczelką uszczelniającą, którą można określić w zależności od konkretnych warunków użytkowania i wymagań użytkownika.

2. Charakterystyka pracy

Zalety: Prosta i zwarta konstrukcja, małe rozmiary, niewielka waga, dobra łatwość produkcji, niska cena, silne samozasysanie, niewrażliwość na zanieczyszczenia olejem, duży zakres prędkości, odporność na obciążenia udarowe, łatwa konserwacja i niezawodna praca.

Niedogodności: Niezrównoważona siła promieniowa, duże tętnice przepływowe, wysoki poziom hałasu, niska wydajność, słaba zamienność części, trudna do naprawy po zużyciu i nie może być używana jako pompa zmienna.

Wychwytywanie oleju:

Powód: Podczas pracy ewolwentowej pompy zębatej, ponieważ objętość zamknięta na przecięciu kół zębatych zmienia się w czasie, część oleju hydraulicznego często przedostaje się pomiędzy zębami.Jak pokazano na rysunku, nazywa się to zjawiskiem wychwytywania ropy.Nieściśliwy olej hydrauliczny będzie powodować duże wibracje i hałas w przekładni zewnętrznej, co będzie miało wpływ na normalne działanie układu.

Środki: Otwarte rowki wyładowcze na przednich i tylnych płytach osłonowych lub tulejach pływających oraz zasada otwierania rowków wyładowczych: odległość między dwoma rowkami to minimalna objętość zamknięta, a objętość zamknięta zmienia się z dużej na małą, aby komunikować się z ciśnieniem komora olejowa i zamknięta objętość Komunikuje się z wnęką ssącą oleju, gdy zmienia się z małej na dużą.

Przeciek:

Wyciek pompy zębatej jest stosunkowo duży.Ścieżka wycieku zewnętrznego koła zazębiającego jest następująca: jedna to luz głowicy przekładni, druga to próba luzu, a trzecia to luz zazębienia.

Wśród nich wyciek luzu na powierzchni czołowej jest stosunkowo duży i stanowi 80% -85% całkowitego wycieku.Kiedy ciśnienie wzrośnie, to pierwsze nie ulegnie zmianie, ale to drugie znacznie zwiększy ugięcie.Jest to główny powód nieszczelności pomp zębatych zewnętrznych, wydajność objętościowa jest niska, dlatego nie nadaje się do pomp wysokociśnieniowych.

Efektywność:

Pompy zębate skutecznie radzą sobie z lepkimi płynami i zapewniają stałe natężenie przepływu. Generalnie są mniej wydajne w przypadku płynów rzadkich lub o niskiej lepkości ze względu na zwiększony wyciek wewnętrzny.

Rozwiązanie: Kompensacja szczeliny czołowej wykorzystuje środki równoważące ciśnienie statyczne, a pomiędzy kołem zębatym a pokrywą dodawana jest część kompensacyjna, taka jak tuleja pływająca i pływająca płyta boczna.

Niezrównoważona siła:

Prawa strona to komora ciśnieniowa oleju, a lewa strona to komora ssania oleju.Ciśnienia w obu komorach są niezrównoważone;ponadto ciśnienie w komorze ciśnieniowej oleju stopniowo spada z powodu nieszczelności górnej części zęba.Te dwa niezrównoważone ciśnienia działają na promieniowe niezrównoważone ciśnienie koła zębatego i skali wału.Im wyższe ciśnienie oleju, tym większa siła przyspieszy zużycie łożyska, skróci żywotność łożyska, wygnie wał i zwiększy zużycie wierzchołków zębów i otworów wału.

Środki zapobiegawcze: Użyj rowków równoważących ciśnienie lub obniż ciśnienie w komorach olejowych.

3. Typowe usterki

Nie można rozładować

Zjawisko problemu: Pompa nie może się rozładować.

Przyczyna niepowodzenia: Kierunek obrotu jest przeciwny;zawór ssący lub tłoczny jest zamknięty;na wlocie nie ma materiału lub ciśnienie jest zbyt niskie;lepkość jest zbyt wysoka, a pompa nie może ugryźć materiału.

Środki zaradcze: Potwierdź kierunek obrotu;sprawdzić, czy zawór jest zamknięty;sprawdź zawór i manometr;sprawdzić lepkość cieczy, czy przy pracy na niskich obrotach pojawia się przepływ proporcjonalny do prędkości, jeżeli jest przepływ, dopływ jest niewystarczający.

Niewystarczający przepływ:

Zjawisko problemu: Niewystarczający przepływ pompy.

Przyczyna niepowodzenia: Zawór ssący lub tłoczny jest zamknięty;ciśnienie wlotowe jest niskie;rurociąg wylotowy jest zablokowany;dławnica przecieka;prędkość jest zbyt niska.

Środki zaradcze: Potwierdź, czy zawór jest zamknięty;sprawdź, czy zawór jest otwarty;potwierdzić, czy objętość wyładowania jest normalna;dokręcać;gdy duża ilość wycieków ma wpływ na produkcję, należy przerwać pracę i zdemontować w celu kontroli;sprawdzić rzeczywistą prędkość wału pompy.

Nienormalny dźwięk:

Zjawisko problemu: Nienormalny dźwięk.

Przyczyny niepowodzeń: Duży mimośród sprzęgła lub słabe smarowanie;awaria silnika;nieprawidłowy reduktor;zły montaż uszczelnienia wału;odkształcenie lub zużycie wału.

Środki zaradcze: Wyrównaj lub wypełnij smarem;sprawdź silnik;sprawdź łożyska i koła zębate;sprawdź uszczelnienie wału;sprawdź demontaż pojazdu.

Nadprądowe:

Zjawisko problemu: Nadmierny prąd.

Przyczyna niepowodzenia: Ciśnienie wylotowe jest zbyt wysokie;lepkość stopu jest zbyt wysoka;pakiet wału jest słabo dopasowany;wał lub łożysko jest zużyte;silnik jest uszkodzony.

Środki zaradcze: Sprawdź dalszy sprzęt i rurociągi;sprawdź lepkość;sprawdź uszczelnienie wału i odpowiednio wyreguluj;po zatrzymaniu sprawdź, czy korba ręczna nie jest za ciężka;sprawdź silnik.