Pompă cu roți dințate

Pompele cu roți dințate sunt pompe volumetrice larg utilizate în domeniul hidraulicii, care generează un debit volumetric prin rotația roților dințate care se angrenează între ele. Acestea sunt esențiale pentru alimentarea cu energie a sistemelor hidraulice într-o gamă largă de aplicații industriale și mobile. Construcția lor robustă și capacitatea de a funcționa la presiuni ridicate le fac o alegere preferată pentru ingineri și tehnicieni care au nevoie de soluții fiabile și eficiente pentru transportul fluidelor.

Principiul de funcționare al unei pompe cu roți dințate

Funcția de bază a unei pompe cu roți dințate se bazează pe principiul deplasării. Două sau mai multe roți dințate se angrenează una în cealaltă într-o carcasă. Una dintre roțile dințate, așa-numita roată motrice, este acționată de un motor extern. Această roată motrice acționează la rândul său roata sau roțile dințate antrenate.

Procesul de aspirație

Pe partea de aspirație a pompei, dinții roților dințate se deplasează în afara angrenajului. Astfel, volumul dintre dinți și carcasă crește, ceea ce generează o presiune negativă. Această presiune negativă aspiră lichidul hidraulic din rezervor în camerele dentare formate.

Procesul de refuz

Lichidul captat este transportat de dinții rotativi de-a lungul peretelui carcasei către partea de refulare. Deoarece roțile dințate se angrenează din nou pe partea de refulare, volumul dintre dinți se reduce. Lichidul este astfel expulzat din camerele dentare și transportat sub presiune în sistemul hidraulic. O pană de etanșare sau o semilună la pompele cu roți dințate interne împiedică un scurtcircuit hidraulic între partea de aspirație și cea de refulare.

Structura și componentele

Pompele cu roți dințate sunt alcătuite din mai multe componente cheie, care colaborează pentru a asigura funcția de transport.

Carcasă

Carcasa înconjoară roțile dințate și formează camerele de aspirație și de refulare. Aceasta are o construcție robustă, pentru a rezista la presiunile generate în timpul funcționării.

Roțile dințate

Roțile dințate sunt inima pompei. În cazul pompelor cu roți dințate exterioare, sunt două roți dințate identice, în timp ce pompele cu roți dințate interioare utilizează o roată dințată tubulară cu dinți interiori și un pinion mai mic, cu dinți exteriori.

Suporturi de rulmenți și rulmenți

Roțile dințate sunt montate pe lagăre, care permit o rotație precisă și absorb forțele radiale și axiale.

Arborele de antrenare

Arborele de antrenare transmite energia mecanică de la motor la roata dințată de antrenare.

Tipuri de pompe cu roți dințate

Există diferite tipuri de pompe cu roți dințate, care se deosebesc prin construcție și caracteristici specifice. Cele mai comune tipuri sunt pompele cu roți dințate exterioare și pompele cu roți dințate interioare.

Pompe cu roți dințate exterioare

Pompele cu roți dințate externe sunt cele mai utilizate pompe cu roți dințate. Acestea sunt alcătuite din două roți dințate cu dinți externi, care se angrenează una în cealaltă. O roată dințată este acționată și acționează cealaltă. Lichidul este transportat în spațiile dintre dinți de-a lungul peretelui carcasei, de la partea de aspirație către partea de refulare.

Caracteristici ale pompelor cu roți dințate exterioare

• Construcție simplă: construcție robustă și economică.
• Presiuni ridicate: pot atinge presiuni de până la 280 bar.
• Construcție compactă: ocupă puțin spațiu.
• Gamă largă de aplicații: utilizare versatilă în instalații hidraulice mobile și staționare.

Pompe cu roți dințate interne

Pompele cu roți dințate interne sunt alcătuite dintr-un pinion cu dinți externi, care se angrenează într-o roată dințată internă. Între cele două roți dințate se află o pană de etanșare în formă de semilună, care separă partea de aspirație de cea de refulare.

Caracteristici ale pompelor cu roți dințate interne

• Nivel redus de zgomot: funcționare deosebit de silențioasă, ideală pentru aplicații sensibile la zgomot.
• Comportament bun de aspirație: se umplu lent cu fluid hidraulic, ceea ce duce la o funcționare foarte silențioasă.
• Eficiență ridicată: datorită creșterii și reducerii continue a volumului.
• Construcție compactă: deși au o construcție mai complexă, ocupă adesea puțin spațiu.

Avantajele și dezavantajele pompelor cu roți dințate

Pompele cu roți dințate oferă o serie de avantaje care le fac atractive pentru multe aplicații hidraulice, dar au și anumite limitări.

Avantaje

• Construcție robustă: insensibile la impuritățile din fluidul hidraulic.
• Siguranță ridicată de funcționare: funcționare fiabilă chiar și în condiții dificile.
• Construcție compactă: ocupă puțin spațiu, ceea ce facilitează integrarea în mașini.
• Costuri reduse: adesea mai economice la achiziție în comparație cu alte tipuri de pompe.
• Întreținere simplă: structura relativ simplă facilitează lucrările de întreținere.
• Debit constant: asigură un debit uniform, ceea ce este important pentru multe aplicații.

Dezavantaje

• Pulsarea: Debitul poate prezenta ușoare pulsări, în special în cazul pompelor cu roți dințate exterioare.
• Zgomot: Pompele cu roți dentate externe pot fi, în anumite circumstanțe, mai zgomotoase decât alte tipuri de pompe. Pompele cu roți dentate interne sunt însă semnificativ mai silențioase.
• Intervale de presiune limitate: Deși ating presiuni ridicate, acestea sunt adesea inferioare pompelor cu pistoane axiale în aplicații cu presiune extrem de ridicată.
• Randament: Randamentul volumetric poate scădea la turații mici și presiuni ridicate.

Aplicații ale pompelor cu roți dințate în hidraulică

Datorită versatilității și robusteții lor, pompele cu roți dințate sunt utilizate în numeroase domenii ale hidraulicii.

Mașini de lucru mobile

În utilajele de construcții, cum ar fi excavatoarele, încărcătoarele pe roți și macaralele, pompele cu roți dințate sunt indispensabile. Acestea alimentează cilindrii și motoarele hidraulice responsabile de mișcarea echipamentelor de lucru. De asemenea, sunt utilizate în utilajele agricole, cum ar fi tractoarele și combinele agricole.

Instalații industriale

În industria de producție, pompele cu roți dințate sunt utilizate în mașini-unelte, prese, mașini de turnare prin injecție și alte instalații de producție. Acestea controlează mișcările, generează forțe de strângere și permit poziționări precise.

Tehnica de transport

În tehnica de transport, de exemplu în stivuitoare, platforme elevatoare și ascensoare, pompele cu roți dințate asigură forța de ridicare și mișcarea necesare.

Tehnica auto

Pompele cu roți dințate sunt utilizate și în vehiculele utilitare, cum ar fi camioanele și vehiculele comunale, pentru servodirecție, dispozitive de basculare și alte funcții hidraulice.

Standarde și directive pentru pompele cu roți dințate

Siguranța și performanța pompelor cu roți dințate în sistemele hidraulice sunt garantate de o serie de standarde și directive. Aceste standarde sunt decisive pentru proiectare, funcționare și întreținere.

DIN EN ISO 4413

Această normă este esențială pentru sistemele de acționare hidraulice și stabilește reguli generale pentru proiectare și funcționarea în condiții de siguranță. Ea tratează aspecte precum limitarea presiunii, conductele flexibile și documentația instalațiilor hidraulice.

DIN EN ISO 12100

Această normă se referă la siguranța mașinilor și oferă principii generale de proiectare, relevante și pentru sistemele de comandă hidraulice.

DIN EN ISO 13849 (partea 1 și 2)

Această serie de standarde tratează componentele de siguranță ale sistemelor de comandă și completează cerințele pentru sistemele hidraulice, pentru a asigura siguranța funcțională.

Standarde de fixare (SAE, DIN, UNI)

Pentru compatibilitatea și înlocuirea pompelor cu roți dințate, standardele internaționale de fixare, precum SAE, DIN și UNI, sunt de o importanță majoră. Aceste standarde definesc dimensiunile flanșelor, ale axelor și ale racordurilor.

Lichide hidraulice

Alegerea lichidului hidraulic potrivit este decisivă pentru durata de viață și performanța unei pompe cu roți dințate. Standarde precum DIN 51 524 (partea 2–3) și ISO VG 10–68 conform DIN ISO 3448 stabilesc cerințele pentru uleiurile hidraulice, inclusiv intervalele de vâscozitate și rezistența la temperatură.

Întreținere și reparații

Întreținerea regulată este esențială pentru durabilitatea și funcționarea fiabilă a pompelor cu roți dințate.

Gestionarea fluidului

Curățenia fluidului hidraulic este de o importanță capitală. Impuritățile pot duce la uzură și defecțiuni. Prin urmare, schimbarea regulată a filtrelor și analizele fluidului sunt indispensabile.

Verificarea etanșeității

Verificările periodice ale etanșeității garniturilor și racordurilor ajută la evitarea pierderilor de presiune și la menținerea eficienței pompei.

Controlul uzurii

Monitorizarea zgomotului, a vibrațiilor și a debitului poate indica din timp semne de uzură. Dacă este necesar, componentele uzate, cum ar fi rulmenții sau roțile dințate, trebuie înlocuite.

Monitorizarea temperaturii

Supraîncălzirea fluidului hidraulic poate scurta considerabil durata de viață a pompei și a altor componente. De aceea, monitorizarea temperaturii de funcționare este importantă.

Concluzie

Pompele cu roți dințate sunt componente indispensabile în sistemele hidraulice moderne. Construcția lor robustă, capacitatea de a genera presiuni ridicate și versatilitatea lor le fac prima alegere pentru o gamă largă de aplicații în industrie și în sectorul mobil. Prin respectarea standardelor relevante și o întreținere atentă, acestea asigură o funcționare fiabilă și eficientă a sistemelor hidraulice. Dezvoltarea continuă, în special în domeniul pompelor cu roți dințate interne, contribuie la extinderea constantă a performanțelor și a domeniului lor de aplicare.