ニーズに合った油圧ポンプは?

油圧ポンプにはいくつかの異なるカテゴリがあります 、それぞれ独自の機能と制限があります。油圧システムのアプリケーションに必要なポンプのタイプを決定しようとするのは難しい場合がありますが、最も一般的なタイプの油圧ポンプに関する基本的な知識は良い出発点です。

油圧ポンプの基礎

油圧ポンプの目的は、システムの鼓動の心臓部のように作動する油圧システムを通して作動油を移動させることです。すべての油圧ポンプに共通する点が 2 つあります。(1) 油圧システム内の他のコンポーネント (ラム、油圧モーター、シリンダーなど) に油圧の流れを提供すること、(2) 流れを生成し、次に圧力を発生させるときに圧力を生成することです。流れに抵抗があります。さらに、ほとんどの油圧ポンプはモーター駆動であり、過圧保護の一種として圧力リリーフバルブが含まれています。現在使用されている油圧ポンプの最も一般的な 3 つのタイプは、ギア、ピストン、およびベーン ポンプです。

ギア ポンプ

ギア ポンプでは、作動油はポンプ本体と、ポンプの 2 つのかみ合うギアの歯の間の領域との間に閉じ込められます。ドライブシャフトは、一方のギアに動力を供給するために使用され、もう一方のギアは駆動ギアと噛み合うまでアイドル状態のままです。これらのポンプは、シャフトの各回転が同じ圧力で同じ量の作動油を押しのけるため、固定容量または正容量として知られています。ギア ポンプには、外部と内部の 2 つの基本的なタイプがあります。これについては、すぐに説明します。

ギアポンプはコンパクトで、スペースが限られているアプリケーションに最適です。また、デザインがシンプルなため、修理やメンテナンスが容易です。ギア ポンプは通常、最高速度で運転しているときに最高の効率を発揮することに注意してください。一般に、外接ギア ポンプは、ベーン ポンプよりも高いレベルの圧力 (最大 3,000 psi) と高いスループットを生成できます。

外付けギア ポンプ

外付けギア ポンプは、ギア ポンプと油圧モーターが同じマウントと同じシャフトを共有する密接結合設計でよく見られます。外歯歯車ポンプでは、流体の流れは、かみ合った一対の外歯平歯車の外側で発生します。作動油は、ポンプのハウジングとギアの間を移動し、流体の流れに必要な交互の吸入と吐出を行います。

外付けギア ポンプは、非常に高い圧力 (最大 3,000 psi) を供給でき、高速 (3,000 rpm) で動作し、内接ギア ポンプよりも静かに動作します。ただし、ギア ポンプがさらに高い圧力と速度を処理するように設計されている場合、非常に騒音が大きくなり、特別な予防措置が必要になる場合があります。

外付けギア ポンプは、パワーリフティングの用途や、電気機器がかさばりすぎたり、不便だったり、高価だったりする分野でよく使用されます。外付けギア ポンプは、油圧システムに動力を供給するために一部の農業および建設機械にも見られます。

内歯車ポンプ

内接歯車ポンプでは、外歯車と内歯車の噛み合い動作が三日月形のセクター要素と連携して流体の流れを生成します。外側の歯車の歯は内側を向いており、内側の歯車の歯は外側を向いています。これらのギアが回転し、かみ合いに入ったり出たりすると、セクターがこれらのゾーン間のバリアとして機能する吸引ゾーンと排出ゾーンが作成されます。ジェロータは特殊なタイプの内接ギア ポンプであり、トロコイド ギアを使用して吸入ゾーンと吐出ゾーンを作成することにより、セクター エレメントが不要になります。

外接歯車ポンプとは異なり、内接歯車ポンプは高圧用途向けではありません。ただし、脈動がほとんどない状態で流れを生成します。それらは外接歯車ポンプほど油圧で広く使用されていません。ただし、潤滑油や燃料油と一緒に使用され、計量用途には適しています。

ピストン ポンプ

ピストンポンプは往復運動するピストンを用いて、吸入と吐出を交互に行います。ピストン ポンプを分類するには、2 つの異なる方法があります。ピストンが軸方向または半径方向に取り付けられているかどうか、および排気量が固定または可変であるかどうかです。

ピストンポンプは、同程度の容量でもギアポンプやベーンポンプよりも高圧に対応できますが、イニシャルコストの面で割高になる傾向があります。また、汚染に対してより敏感ですが、厳格な油圧清浄度ガイドラインに従い、システムに追加された作動油をろ過することで、ほとんどの汚染の問題に対処できます。

アキシャル ピストン ポンプ

インラインアキシャルポンプとも呼ばれるアキシャルピストンポンプでは、ピストンはポンプの軸と整列し、円形のシリンダーブロック内に配置されます。シリンダー ブロックの片側には吸気ポートと排気ポートがあり、反対側には傾斜した斜板があります。シリンダー ブロックが回転すると、ピストンがシリンダー ブロックの内外に移動し、作動油の吸入と吐出が交互に行われます。

アキシャル ピストン ポンプは、高圧、大容量のアプリケーションに最適であり、ジェット機などのミッション クリティカルな油圧システムに動力を供給していることがよくあります。

ベント軸ポンプ

ベントアクシス ピストン ポンプ (アキシャル ピストン ポンプのサブタイプと見なされることが多い) では、ポンプはある角度で交わる 2 つの側面で構成されます。一方では、ドライブ シャフトは、ポンプの反対側のボアに一致するピストンを含むシリンダー ブロックを回転させます。シリンダー ブロックが回転すると、ピストンとバルブ面の間の距離が変化し、必要な吸入と吐出が行われます。

これらのポンプは、油圧トランスミッションや動力機械などの過酷な作業サイクル向けに設計されています。

ラジアル ピストン ポンプ

ラジアル ピストン ポンプでは、ピストンはポンプの軸に対して垂直に配置され、偏心して配置されたカムの周りにホイールのスポークのように放射状に配置されます。ドライブ シャフトが回転すると、カムが移動し、バネ付きピストンを内側に押し込みます。これらの各ピストンには、チャンバーにつながる独自の入口ポートと出口ポートがあります。このチャンバー内には、作動油の放出と吸入を制御するバルブがあります。

ラジアル ピストン ポンプは、工作機械やシリンダーなどの油圧システムの電源としてよく使用されます。

固定変位と可変変位

固定容量ポンプでは、各往復で吐出される液体の量は同じ量です。ただし、可変容量ポンプでは、調整可能な斜板の角度を変更すると、吐出される流体の量が増減する可能性があります。この設計により、エンジン速度を変更せずにシステム速度を変えることができます。

ベーン ポンプ

ベーン ポンプの入力シャフトが回転すると、偏心ローターに取り付けられた剛性のベーンが作動油を受け取り、ポンプの出口に送り出します。作動油がポンプ内部に引き込まれると、ベーン間の領域が入口側で増加し、出力ポートから作動油を排出するために出口側で減少します。ベーン ポンプは、ピストン ポンプについて説明したように、固定容量または可変容量のいずれかです。

ベーン ポンプはユーティリティ ビークル (空中はしごやバケットなど) で使用されますが、今日では一般的ではなく、ギア ポンプに置き換えられています。ただし、これは、それらがまだ使用されていないことを意味するものではありません。高圧に対応するようには設計されていませんが、良好な真空を生成し、短時間で空運転することさえできます。

ポンプの選択

適切な油圧ポンプを選択するには、アプリケーションに最適なタイプを決定するだけでなく、他にも重要な側面があります。これらのポンプの特徴は次のとおりです。

• 使用する作動油の種類
• rpm での動作速度
• 最大使用圧力
• 固定または可変変位
• 流量 (rpm 単位のポンプ速度、ポンプ効率、および排気量に関連する)
• 定格トルクと出力曲線

ただし、出発点は常に、必要なモーターの種類です。

結論

ポンプの選択は非常に難しい場合がありますが、必要なポンプのタイプを調べることから始めるのが良いでしょう。ベーン ポンプの大部分は、コンパクトで耐久性のあるギア ポンプに置き換えられました。外部ギア ポンプは、高圧と動作速度に最適に機能し、内部ギア ポンプは、脈動がほとんどない流れを生成できます。ただし、ベーン ポンプは効果的な真空を作成するのに優れており、短時間の乾燥時でも動作できます。一般に、ピストン ポンプはより強力ですが、同時に汚染の影響を受けやすくなっています。

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