お使いのシステムに最適な油圧ポンプを選択する方法

いくつかの異なるカテゴリの油圧ポンプがあり、それぞれに独自の能力と制限があります。油圧システムアプリケーションにどのタイプのポンプが必要かを決めるのは難しいかもしれませんが、最も一般的な油圧ポンプタイプの基本知識は良い出発点です。

油圧ポンプの基本

油圧ポンプの目的は、油圧作動油を油圧システムを通じて移動させ、システムの鼓動する心臓のような役割を果たすことです。すべての油圧ポンプに共通する2つのことがあります：(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）に油圧流量を提供する、(2)流量を生成し、それが流れに対する抵抗があるときに圧力を生成する。さらに、ほとんどの油圧ポンプはモーター駆動で、過圧保護の一種として圧力リリーフバルブを含みます。現在使用されている最も一般的な3つの油圧ポンプタイプは、ギア、ピストン、ベーンポンプです。

ギアポンプ

ギアポンプでは、油圧作動油がポンプのボディと、ポンプの2つの噛み合うギアの歯の間の領域にトラップされます。ドライブシャフトは一方のギアを駆動し、もう一方は駆動ギアと噛み合うまでアイドル状態です。これらのポンプは、固定容量または正排量として知られています。シャフトの各回転が同じ量の油圧作動油を同じ圧力で排出するためです。ギアポンプには外部と内部の2つの基本タイプがあり、これらを今から説明します。

ギアポンプはコンパクトで、スペースが限られたアプリケーションに最適です。設計がシンプルで、修理とメンテナンスが容易です。ギアポンプは通常、最大速度で動作しているときに最高の効率を示すことに注意してください。一般的に、外部ギアポンプは内部ギアポンプより高い圧力（最大3,000 psi）とより多くのスループットを生成できます。

外部ギアポンプ

外部ギアポンプは、ギアポンプと油圧モーターが同じ取り付けと同じシャフトを共有するクロスカップリング設計でよく見られます。外部ギアポンプでは、流体の流れが一対の噛み合った外部スパーギアの外側で発生します。油圧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生成します。

外部ギアポンプは非常に高い圧力（最大3,000 psi）を提供し、高速（3,000 rpm）で動作し、内部ギアポンプより静かに動作します。しかし、ギアポンプがさらに高い圧力と速度を扱うように設計されている場合、非常に騒音が大きくなり、特別な注意が必要になる場合があります。

外部ギアポンプは、パワーリフティングアプリケーションや、電気機器が大型すぎる、不便、または高コストな領域でよく使用されます。外部ギアポンプは、一部の農業および建設機械の油圧システムを駆動するためにも見られます。

内部ギアポンプ

内部ギアポンプでは、外部ギアと内部ギアの噛み合い作用が三日月形のセクターエレメントと連携して流体の流れを生成します。外側のギアは内側を向いた歯を持ち、内側のギアは外側を向いた歯を持ちます。これらのギアが回転して出入りと噛み合うにつれて、セクターがこれらのゾーン間のバリアとして機能しながら吸入と吐出ゾーンを生成します。ジェローターは、トロコイドギアを使用して吸入と吐出ゾーンを生成することで、セクターエレメントの必要性を排除する特殊なタイプの内部ギアポンプです。

外部ギアポンプとは異なり、内部ギアポンプは高圧アプリケーション向けではありません。しかし、脈動が非常に少ない流れを生成します。外部ギアポンプほど油圧では広く使用されていませんが、潤滑油と燃料油で使用され、計量アプリケーションでうまく機能します。

ピストンポンプ

ピストンポンプでは、往復ピストンを使用して交互に吸入と吐出を生成します。ピストンポンプを分類する2つの異なる方法があります：ピストンが軸方向または径方向に取り付けられているか、排量が固定か可変かです。

ピストンポンプは、同等の排量でもギアポンプやベーンポンプより高い圧力を扱えますが、初期コストの面ではより高価になりがちです。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る油圧作動油をろ過することで、ほとんどの汚染問題に対処できます。

軸方向ピストンポンプ

軸方向ピストンポンプ（インライン軸方向ポンプとも呼ばれる）では、ピストンがポンプの軸と整列し、円筒形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一方の側に吸入口と吐出口があり、もう一方の側に傾斜したスワッシュプレートがあります。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動き、油圧作動油の交互の吸入と吐出を生成します。

軸方向ピストンポンプは高圧、大容量アプリケーションに最適で、ジェット機のようなミッションクリティカルな油圧システムを駆動していることがよくあります。

ベントアックスポンプ

ベントアックスピストンポンプ（多くの人は軸方向ピストンポンプのサブタイプと見なします）では、ポンプは角度で会合する2つの側面で構成されます。一方の側では、ドライブシャフトがピストンを含むシリンダーブロックを回転させ、それがポンプのもう一方の側のボアとマッチします。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、必要な吸入と吐出を達成します。

これらのポンプは、静水圧トランスミッションや動力機械のような重作業サイクル向けに設計されています。

径方向ピストンポンプ

径方向ピストンポンプでは、ピストンがポンプの軸に垂直に横たわり、車輪のスポークのように偏心して配置されたカムの周り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、カムが動き、通過する際にスプリングロードされたピストンを内側に押し込みます。これらのピストンそれぞれが独自の吸入口と吐出口を持ち、それらはチャンバーにつながっています。このチャンバー内には、油圧作動油の放出と吸入を制御するバルブがあります。

径方向ピストンポンプは、工作機械やシリンダーなどの油圧システムの動力源としてよく使用されます。

固定排量と可変排量

固定排量ポンプでは、各往復で排出される流体の量は同じ体積です。しかし、可変排量ポンプでは、調整可能なスワッシュプレートの角度を変更することで、排出される流体の体積を増減できます。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ベーンが油圧作動油を拾い、ポンプの出口に運びます。ベーン間の面積は、油圧作動油がポンプ内部に吸い込まれる吸入側で増大し、吐出側で減少して油圧作動油を出力ポートから押し出します。ベーンポンプは、ピストンポンプで議論したように、固定または可変排量のいずれかです。

ベーンポンプはユーティリティ車両（空中梯子やバケットを持つものなど）で使用されますが、今日ではそれほど一般的ではなく、ギアポンプに置き換わっています。しかし、これがそれらがまだ使用されていないことを意味するわけではありません。高圧を扱うようには設計されていませんが、良好な真空を生成でき、短期間ならドライ運転も可能です。

ポンプの選択

お使いのアプリケーションに最も適したタイプを決める以上に、適切な油圧ポンプを選択するための他の重要な側面があります。これらのポンプ特性には以下が含まれます：

• 使用される油圧作動油のタイプ
• rpmでの作動速度
• 最高作動圧力
• 固定または可変排量
• 流量（ポンプ速度rpm、ポンプ効率、排量に関連）
• トルク定格とパワーカーブ

しかし、出発点は常に必要なモーターのタイプです。

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見ることから始めるのが良い出発点です。ベーンポンプはコンパクトで耐久性のあるギアポンプに大きく置き換わっており、外部ギアポンプが高圧と高速動作に最適で、内部ギアポンプは非常に少ない脈動で流れを生成できます。しかし、ベーンポンプは依然として効果的な真空の生成に適しており、短期間ならドライ状態でも運転可能です。ピストンポンプは一般的により強力ですが、同時に汚染に対してより感受性があります。

MAC Hydraulics

過酷な鉱業の世界、無菌な食品・飲料加工の世界、ミッションクリティカルな航空宇宙産業のいずれでポンプが必要とされる場合でも、MAC Hydraulicsはお客様の油圧システムのニーズを満たす適切なポンプの選定、設置、メンテナンス、修理をお手伝いできます。故障の際には、メーカーが誰であっても、高度な技術を持つ技術者がポンプのトラブルシューティングと修理を行います。また、一般的な修理、予防メンテナンス、潤滑、洗浄、圧力テスト、設定を含む現場サービスも提供しています。今すぐMAC Hydraulicsにお問い合わせください。すべての油圧ポンプ修理ニーズに対応します！