[تجهیزات دوار] - پمپ پیستونی محوری - axial piston pump

فاطمه یاس

کاربر ممتاز
پمپ پیستونی محوری (axial piston pump) نوعی پمپ جابه‌جایی مثبت (positive displacement pump) است که دارای تعدادی پیستون در یک آرایش دایره‌ای درون یک بلوک سیلندر (cylinder block) می‌باشد. پمپ پیستونی محوری می‌تواند به عنوان یک پمپ مستقل، یک موتور هیدرولیکی (hydraulic motor) و یا کمپرسور (compressor) کولر گازی (air conditioner) خودرو کار کند.



پمپ پیستونی محوری دارای تعدادی پیستون (معمولا یک عدد فرد) در یک چیدمان دایره‌ای درون یک محفظه است که معمولا به عنوان یک بلوک سیلندر، روتور و یا بشکه (barrel) شناخته می‌شود. این بلوک سیلندر به وسیله یک شافت یکپارچه که حول محور تقارن خود با پیستون‌های پمپ تراز شده است حرکت داده می‌شود.



مشکلات طراحی پمپ‌های پیستونی محوری


طراحان برای طراحی پمپ‌های پیستونی محوری باید بر چند مشکل غلبه کنند. یکی این است که توانایی تولید پمپ با تلرانس خوب را که برای عملیات کارآمد لازم است، داشته باشند. وجه‌های جفت بین دو گروه پیستون و سیلندر دوار و بدنه ثابت پمپ باید دارای یکآب‌بندی (sealing) تقریبا کامل باشند؛ در حالی که قطعات دوار شاید با سرعت 3000 دور در دقیقه بچرخند. پیستون ها معمولا کم‌تر از نیم اینچ (13 میلی متر) قطر با طول کورس مشابه هستند. محکم آب‌بندی نگه داشتن دیواره با پیستون به معنی این است که فاصله‌ها بسیار کوچک هستند و قطعات باید بسیار به هم نزدیک باشند و در نتیجه باید ضریب انبساط همسانی داشته باشند.




پیستون‌ها باید به روشی از داخل سیلندر به بیرون کشیده شوند. در پمپ‌های کوچک این می‌تواند با استفاده از یک فنر در داخل سیلندر انجام شود که پیستون را به بیرون هل می‌دهد. فشار ورودی سیال نیز می‌تواند به صورتی تنظیم شود که پیستون را به خارج از سیلندر هل دهد. اغلب یک پمپ پره‌ای (vane pump) بر روی همان محرک پمپ اصلی قرار می‌گیرد تا این فشار را تامین کند و همچنین اجازه دهد تا مجموعه پمپ، سیال را از مخزن مکش کند که این کار برای پمپ پیستونی محوری به تنهایی شدنی نیست.





یکی دیگر از روش‌های بیرون کشیدن پیستون از سیلندر، متصل کردن سر سیلندرها به سطح یک صفحه لغزان (swash plate) است. در این روش حرکت پیستون کاملا مکانیکی است. با این حال، مشکل طراح برای روان‌کاری صفحه لغزان (تماس لغزشی) کار را حتی سخت‌تر نیز می‌کند.




کاربردهای پمپ پیستونی محوری

با وجود مشکلات ذکر شده در بالا این نوع پمپ می‌تواند دارای بسیاری از مدارات کنترلی لازم برای حفظ یکپارچگی (کنترل زاویه لغزش صفحه) در تنظیم جریان و فشار با قابلیت اعتماد بالا باشد و این امکان را فراهم کند که بقیه سیستم هیدرولیکی بسیار ساده و ارزان شود.





پمپ‌های پیستونی محوری برای قدرت سیستم‌های هیدرولیک هواپیماهای جت استفاده می‌شوند که باعث می‌شود نیاز به قرار دادن یک پمپ دنده‌ای (gear pump) در نزدیک شافت اصلی موتور توربین (turbine) نداشته باشیم. این سیستم در هواپیمای F-14 با استفاده از یک پمپ 9 پیستونی، یک فشار کاری استاندارد 3000 PSI و یک جریان با حداکثر 84 گالن در هر دقیقه تولید می‌کند.



موتورهای رفت و برگشتی محوری همچنین به عنوان منبع قدرت بسیاری از ماشین‌آلات استفاده می‌شوند. این موتورها با همان اصول توضیح داده شده در بالا کار می‌کنند، به جز این که مایع تحت فشار بالایی در گردش است و محفظه پیستون با گردش خود توان شافت یک ماشین دیگر را تامین می‌کند. یک کاربرد معمول موتور رفت و برگشتی محوری، ایجاد توان برای ماشین‌آلات جابه‌جایی زمینی کوچک همانند لودر است.





 
بالا