Pompy hydrauliczne

Pompa hydrauliczna to urządzenie, które przekształca energię mechaniczną (najczęściej obroty silnika elektrycznego) na energię hydrauliczną (strumień cieczy hydraulicznej o określonym natężeniu przepływu i ciśnieniu). Dzięki takiej transformacji pompy stanowią źródło zasilania dla elementów wykonawczych, takich jak siłowniki hydrauliczne czy silniki hydrauliczne obrotowe.

Określenie typu i wielkości pompy do zastosowania w konkretnym układzie hydraulicznym, to zadanie dla projektanta. Poniżej podajemy kilka informacji pozwalających na uzyskanie podstawowej znajomości najpopularniejszych pomp hydraulicznych.

Podstawy działania pomp hydraulicznych

Zadaniem pompy hydraulicznej jest wytworzenie strumienia cieczy, który poprzez system zaworów kierowany jest do elementów wykonawczych, gdzie energia hydrauliczna zostaje zamieniona na energię mechaniczną (np. przesunięcie lub podniesienie zespołu urządzenia). Cechą wspólną pomp hydraulicznych jest to, że są one pompami wyporowymi tzn., że na każdy obrót wału pompy zostaje z niej wypchnięta porcja cieczy hydraulicznej odpowiadająca jej pojemności wolumetrycznej. To oznacza, że przy braku odbioru strumienia oleju ciśnienie w pompie będzie rosło aż do jej zniszczenia lub zatrzymania obrotów wału silnika napędzającego. Z tego powodu każda pompa hydrauliczna musi być zabezpieczona tzw. zaworem przelewowym. Jest to zawór ograniczający ciśnienie pompy do wartości maksymalnej, jaka może zostać osiągnięta w konkretnym układzie hydraulicznym.

Pompa hydrauliczna – w zależności od typu – wykorzystuje różne rozwiązania techniczne. W ten sposób gwarantuje optymalny poziom efektywności pracy przy uwzględnieniu dodatkowych warunków wynikających ze szczególnych okoliczności eksploatacji, np. dopuszczalny poziom hałasu, ilość cieczy tłoczonej w jednostce czasu, ciśnienie medium roboczego czy jego właściwości.

Rodzaje pomp hydraulicznych

Trzy najczęściej używane typy pomp hydraulicznych to pompy zębate, wielotłoczkowe osiowe i łopatkowe. Najprostszą konstrukcję z nich mają pompy zębate. Jest to para zazębionych kół zębatych osadzonych w korpusie z uszczelnionymi czołami. Ciecz hydrauliczna transportowana jest w przestrzeniach międzyrębnych, uszczelnionych w gniazdach korpusu pompy. Pomp zębatych używa się w prostych aplikacjach i przy stosunkowo niewielkich wydajnościach.

Pompy hydrauliczne tłokowo-osiowe łączą w sobie zalety innych konstrukcji, dzięki czemu mogą osiągać dużą wydajność i pracować przy wysokim ciśnieniu, a przy tym zachowywać dużą trwałość. Pompa tłokowo-osiowa zbudowana jest z korpusu, w którym obraca się cylinder z dopasowanymi tłoczkami, których swobodny koniec połączony jest wahliwie z wychylną tarczą. Wychył osi tarczy w stosunku do osi cylindra z tłoczkami wymusza podczas obracania się zespołu ruch posuwisto-zwrotny tłoczków, co z kolei generuje powstawanie naprzemiennie zjawiska ssania i tłoczenia – tłumaczy przedstawiciel firmy Hydromet z Bytomia na Śląsku, która specjalizuje się w hydraulice siłowej.

Trzeci z wymienionych rodzajów pomp hydraulicznych to pompy łopatkowe, które dobrze sprawdzają się w pracy z cieczami o niskiej lepkości. Zbudowane są z wirnika z przesuwnymi łopatkami, które dolegają do powierzchni korpusu, w którym osadzony jest wirnik. Oś komory korpusu, w której osadzony jest wirnik, jest równoległa do osi wirnika, ale przesunięta mimośrodowo o pewną wartość. To przesunięcie powoduje, że komory powstałe pomiędzy łopatkami a powierzchnią korpusu podczas ruchu obrotowego wirnika, mają zmienną pojemność. Zjawisko to w połączeniu z odpowiednio wyprofilowanymi kanałami wykorzystane jest do uzyskania naprzemiennie efektu ssania i tłoczenia.