Gids voor hydraulische pomptypen Beginselen en selectie

Stel je voor dat enorme robotarmen met precisie tonnen staal optillen, of graafmachines die moeiteloos ruw terrein doorkruisen. Achter deze schijnbaar moeiteloze operaties schuilt de formidabele ondersteuning van hydraulische systemen. De kern van deze systemen is de hydraulische pomp - de vitale component die continu energie levert om verschillende actuatoren aan te drijven en complexe taken uit te voeren. Maar hoe werken hydraulische pompen precies? En hoe selecteer je de juiste pomp voor verschillende toepassingen? Dit artikel onderzoekt de principes, classificaties, kenmerken en selectiecriteria van hydraulische pompen.

Een hydraulische pomp is een apparaat dat mechanische energie omzet in hydraulische energie. Het zuigt hydraulische vloeistof uit een reservoir, zet deze onder druk en levert deze aan actuatoren (zoals hydraulische cilinders en motoren), waardoor de benodigde kracht (druk) en snelheid (stroom) voor beweging worden geleverd. In wezen fungeert de hydraulische pomp als het "energiecentrale" van het hele hydraulische systeem.

Hydraulische pompen kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën op basis van hun slagvolume-eigenschappen: pompen met vast slagvolume en pompen met variabel slagvolume.

• Pompen met vast slagvolume: Deze pompen hebben een constant slagvolume, wat betekent dat hun uitgangsstroom constant blijft bij een gegeven rotatiesnelheid. Ze hebben eenvoudige structuren en lagere kosten, waardoor ze geschikt zijn voor toepassingen met stabiele stroomvereisten.
• Pompen met variabel slagvolume: Deze pompen maken aanpassing van hun slagvolume mogelijk als dat nodig is. Zelfs bij een constante snelheid kan hun uitgangsstroom worden gewijzigd door interne componenten te wijzigen. Deze aanpasbaarheid maakt energie-efficiëntie en precieze controle mogelijk, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen met fluctuerende stroombehoeften.

Op basis van hun interne mechanismen vallen hydraulische pompen in drie hoofdtypen: tandwielpompen, schoepenpompen en zuigerpompen. Elk type heeft verschillende structurele, prestatie- en toepassingseigenschappen.

Tandwielpompen behoren tot de meest gebruikte in hydraulische systemen. Ze werken door twee in elkaar grijpende tandwielen te gebruiken om vloeistof te transporteren. Terwijl de tandwielen draaien, veranderen de ruimtes tussen hun tanden continu, waardoor zuig- en drukkamers ontstaan. Hydraulische vloeistof wordt in de zuigkamer gezogen en vervolgens naar de drukkamer getransporteerd, waar deze naar buiten wordt geperst.

Tandwielpompen worden voornamelijk gecategoriseerd in externe tandwielpompen en interne tandwielpompen.

• Externe tandwielpompen: Deze hebben twee tandwielen die extern in elkaar grijpen. Ze zijn eenvoudig te produceren en kosteneffectief, maar produceren meer lawaai en hebben een lagere efficiëntie, waardoor ze geschikt zijn voor minder veeleisende toepassingen.
• Interne tandwielpompen: Deze hebben één tandwiel dat zich in een ander bevindt. Ze werken stiller en efficiënter, maar zijn complexer en duurder, waardoor ze beter geschikt zijn voor prestatiegevoelige toepassingen.

• Eenvoudige constructie en lage productiekosten
• Eenvoudig onderhoud en lange levensduur
• Tolerant voor lagere vloeistofreinheid

• Hogere geluidsniveaus
• Lagere volumetrische efficiëntie
• Beperkt tot lagere werkdrukken

Schoepenpompen gebruiken een rotor met glijdende schoepen die in een stator bewegen om de kamervolumes te variëren en vloeistof te transporteren. De rotor bevat radiale sleuven waarin schoepen naar buiten glijden als gevolg van centrifugaalkracht en vloeistofdruk, waardoor afzonderlijke kamers ontstaan. Terwijl de rotor draait, zetten deze kamers uit en trekken ze samen, waardoor zuiging en afvoer mogelijk worden.

Schoepenpompen worden geclassificeerd als gebalanceerd of ongebalanceerd:

• Gebalanceerde schoepenpompen: Deze hebben een stator met twee symmetrische curven, waardoor elke schoep twee zuig- en twee afvoercycli per omwenteling kan voltooien. Dit ontwerp balanceert radiale krachten, waardoor de lagerbelasting wordt verminderd en de levensduur van de pomp wordt verlengd.
• Ongebalanceerde schoepenpompen: Deze hebben een stator met een enkele curve, wat resulteert in één zuig- en één afvoercyclus per schoep per omwenteling. Hoewel eenvoudiger, ervaren ze ongebalanceerde radiale krachten, waardoor de lagerbelasting toeneemt.

• Soepele werking met weinig lawaai
• Hogere volumetrische efficiëntie

• Complexere constructie
• Vereisen schonere hydraulische vloeistof
• Beperkt tot gematigde drukken

Zuigerpompen gebruiken heen en weer gaande zuigers in cilinders om de kamervolumes te variëren en vloeistof te verplaatsen. Meerdere zuigers worden aangedreven door een schuinplaat of nok, waardoor zuiging ontstaat wanneer ze zich terugtrekken en druk wanneer ze zich uitstrekken. Deze pompen blinken uit in hogedruktoepassingen en bieden een instelbaar slagvolume.

Zuigerpompen worden onderverdeeld in axiale en radiale typen:

• Axiale zuigerpompen (schuinplaatontwerp): Zuigers staan parallel aan de cilinderas en worden aangedreven door een schuine schuinplaat. Door de hoek van de schuinplaat aan te passen, wordt het slagvolume gevarieerd.
• Radiale zuigerpompen: Zuigers zijn loodrecht op de cilinderas geplaatst en worden aangedreven door een excentrieke nok. Door de offset van de nok te wijzigen, wordt het slagvolume aangepast.

• Geschikt voor zeer hoge drukken
• Hoge volumetrische efficiëntie
• Instelbaar slagvolume

• Complexe constructie met nauwe toleranties
• Hogere kosten
• Vereisen zeer schone hydraulische vloeistof

Het kiezen van de juiste hydraulische pomp is cruciaal voor de prestaties en betrouwbaarheid van het systeem. Belangrijke factoren om te overwegen zijn:

• Stroomvereisten: Stem de stroomcapaciteit van de pomp af op de behoeften van het systeem. Pompen met variabel slagvolume zijn geschikt voor toepassingen met fluctuerende behoeften.
• Drukvereisten: Zuigerpompen kunnen hoge drukken aan, terwijl tandwiel- en schoepenpompen beter geschikt zijn voor toepassingen met lage tot gemiddelde druk.
• Bedrijfsomgeving: Houd rekening met temperatuur, vochtigheid en verontreinigingsniveaus. Zware omstandigheden vereisen duurzamere pompen.
• Geluidsbeperkingen: Schoepenpompen of interne tandwielpompen zijn stillere opties voor geluidsgevoelige omgevingen.
• Kosten: Breng prestaties, betrouwbaarheid en budget in evenwicht om de optimale oplossing te vinden.

Hydraulische pompen dienen als de kerncomponent van hydraulische systemen en beïnvloeden direct de algehele prestaties. Inzicht in hun werkingsprincipes, classificaties en selectiecriteria maakt weloverwogen beslissingen mogelijk die de efficiëntie en betrouwbaarheid van het systeem verbeteren. Of het nu gaat om industriële machines, bouwmachines of andere zware toepassingen, het selecteren van de juiste hydraulische pomp zorgt voor een optimale werking en een lange levensduur.