เทคนิคง่ายๆ และรวดเร็วในการเลือกใช้ปั๊มไฮดรอลิก

 เทคนิคง่ายๆ และรวดเร็วในการเลือกใช้ปั๊มไฮดรอลิก

    ในแง่ของปั๊มเกียร์ ,ปั๊มลูกสูบและปั๊มใบพัด ประเภทใดประเภทหนึ่ง ไม่ได้ดีไปกว่าประเภทอื่นๆ ในแง่ที่แน่นอน พวกมันต่างข้อดี-ข้อเสียที่เเตกต่างกัน แล้วแต่การใช้งาน และข้อจำกัดในการทำงานนั้นๆ

รูปที่ 1

    ปั๊มไฮดรอลิกที่พบในการใช้งานแบบรถโมบาย และอุตสาหกรรมแทบทั้งหมด ในปัจจุบันใช้ปั๊มแบบลูกสูบ ,แบบใบพัด หรือแบบเฟือง  เพื่อการทำงานที่ทำให้เกิดการไหลของน้ำมัน  ปั๊มแต่ละแบบมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกัน และทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานเฉพาะกลุ่มที่แตกต่างกัน

ปั๊มลูกสูบ
    ปั๊มลูกที่จัดเรียงลูกสูบสูบในแนวรัศมีหรือลูกสูบตั้งแนวรอบแกนหมุนได้  เรียกประเภทปั๊มเรเดียล (radial pump) มีที่จะใช้เฉพาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการกำลังสูงมากใช้ความดันได้มากถึง 700 bar แต่ส่วนใหญ่เเล้วจะมีอัตราการไหลที่ไม่มากนัก ในขณะที่ปั๊มลูกสูบที่จัดเรียงตามแนวแกน มีให้เลือกใช้หลายหลากขนาด และความสามารถในการรับแรงดันที่หลากหลายซึ่งทำให้เหมาะสำหรับงานใช้รถโมบาย และในอุตสาหกรรมจำนวนมาก

ปั๊มลูกสูบจัดเรียงแนวแกน (หรือบ้านเราเรียกปั๊มกล้วยหอม) ประกอบด้วยชุดลูกสูบที่ติดตั้งภายในบล็อกกระบอกสูบ และขับเคลื่อนด้วยแผ่นเอียงที่ทำมุมขับเคลื่อนโดยเพลาขับการหมุน  ในขณะที่จานเอียงทำมุมกับ ลูกสูบหมุนรอบเเกนเพลา น้ำมันจะตอบสนองในรูบล็อกกระบอกสูบตามลำดับ เพื่อให้มีการทำงานในการสูบน้ำมัน โดยเราเรียกปั๊มที่มีการเรียงลูกสูบไปทิศทางเดียวกันการเพลา ว่าปั๊มลูกสูบแนวแกน (รูปที่ 1 ด้านบน)

ปั๊มลูกสูบเเนวแกนแบบปรับค่าได้ - จะประกอบไปด้วย เพลาขับและลูกสูบที่จัดเรียงในบล็อก ทำมุมแผ่นที่สามารถปรับมุมเอียงได้  ปั๊มแบบแกนมีแนวโน้มที่จะมีประสิทธิภาพในการจ่ายน้ำมันมากกว่าเล็กน้อยด้วยเหตุผลทางเทคนิค แต่ก็มีแนวโน้มที่จะมีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อยหากเปรียบเทียบกับปั๊มชนิดอื่นๆ  สำหรับความจุที่กำหนดและรูปร่างของมันอาจทำให้เกิดปัญหาในการบรรจุในบางการใช้งาน

ลักษณะเฉพาะของปั๊มแบบลูกสูบคือ สามารถเปลี่ยนอัตราการไหลน้ำมันได้ง่ายๆ โดยการเปลี่ยนมุมของจานเอียง  อัตราการไหลใด ๆ ระหว่างศูนย์ถึงสูงสุด สามารถทำได้อย่างง่ายดายด้วยตัวกระตุ้นที่ค่อนข้างเรียบง่ายเพื่อเปลี่ยนมุมจานเอียง

รูปที่ 2

ปั๊มใบพัด
    ปั๊มชนิดใบพัด ที่พบบ่อยที่สุดจะสร้างการไหลโดยใช้ชุดใบพัดซึ่งมีอิสระในการเคลื่อนที่ในแนวรัศมีภายในโรเตอร์แบบมีรูที่หมุนในห้องรูปไข่(cam ring)  โครงแบบทั่วไปใช้วงแหวนลูกเบี้ยวรูปไข่ที่มีโรเตอร์หมุนอยู่ภายในตัวเรือนทรงกระบอก และแผ่นใบเวนด้านข้างคอยกวาดน้ำมันเพื่อสร้างอัตราการไหล  (รูปที่ 2) ปริมาตรที่เปลี่ยนแปลงของช่องระหว่างใบพัดที่อยู่ติดกันทำให้เกิดการจ่ายน้ำมันขณะที่โรเตอร์หมุน

ความเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนที่จะอัตราการไหลของปั๊มชนิดใบพัด แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่ทำยกเว้นการใช้งานเฉพาะทาง  ปั๊มชนิดใบพัดส่วนใหญ่ที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมและอุปกรณ์เคลื่อนที่มีการอัตราการไหลคงที่ (ปั๊มใบพัดเเบบปรับค่าได้ส่วนใหญ่จะใช้ความดันที่น้อย ไม่เกิน 70 bar ในบ้านเราพบมากในเครื่องกลึง cnc เครื่องขัด รวมเครื่องอัดขนาดเล็ก)

ปั๊มใบพัดสามารถทำให้ระบบไฮดรอลิกมีความสมดุล ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก  การออกแบบโรเตอร์ที่หมุนไว้ในชุดไส้(cartige kit) ซึ่งทำให้ง่ายต่อการซ่อมแซม  ชุดไส้ทั้งหมดสามารถถอดและเปลี่ยนได้อย่างง่ายดายเพียงแค่ถอดฝาหลังเปลี่ยนชุดไส้ออกแล้วเปลี่ยนเป็นชุดไส้ใหม่ (ซ่อมง่ายจริงๆนะ)

ปั๊มชนิดใบพัดเป็นที่ทราบกันดีว่ามีการทำงานที่เงียบมาก และมีการสั่นสะเทือนน้อยมาก 

ปั๊มเกียร์
    ปั๊มแบบเฟืองนอก เป็นปั๊มที่มีโครงสร้างที่ง่ายที่สุด ใช้เฟืองจับคู่ที่หมุนในห้องรูปไข่เพื่อให้เกิดการไหล  ในขณะที่เฟืองหมุนขนาดที่เปลี่ยนไปของห้องที่สร้างขึ้นโดยการประกบและการคลายตัวของฟันจะทำให้เกิดการสูบฉีด 

(รูปที่ 3)

    ยังมีการออกแบบอีกแบบหนึ่งใช้วงแหวนหมุนภายนอก พร้อมฟันเฟืองภายใน ซึ่งประกบกับเฟืองภายในเมื่อหมุน  ในขณะที่เฟืองด้านในหมุนฟันเฟืองจะสร้างช่องที่มีขนาดลดลงระหว่างตำแหน่งทางเข้าและทางออกเพื่อสร้างการไหล เรียกว่า ปั๊มเเบบเฟืองใน

    ตัวแปรที่ซับซ้อนกว่าของหลักการข้างบนนี้คือปั๊มแบบGerotor ซึ่งมีโรเตอร์ด้านในและด้านนอกที่ไม่มีศูนย์กลางซึ่งมีจำนวนฟันที่แตกต่างกัน  เมื่อทั้งคู่หมุนปริมาตรที่เปลี่ยนแปลงของช่องว่างระหว่างใบพัดจะทำให้เกิดการสูบน้ำมัน การเปลี่ยนฟันเฟืองของปั๊มแบบgerotor ด้วยชิ้นส่วนหมุนที่มีแรงเสียดทานต่ำจะทำให้เกิดปั๊มแบบge rotor

ปั๊มแบบเฟืองทั้งหมดมีการกระจัดคงที่  ปั๊มเหล่านี้มีราคาไม่แพงนักเมื่อเทียบกับปั๊มประเภทปั้มลูกสูบและปั๊มใบพัด ที่มีการเคลื่อนตัวใกล้เคียงกัน แต่มักจะเสื่อมสภาพเร็วกว่าและโดยทั่วไปและจะไม่สามารถซ่อมแซม

ข้อดี-ข้อเสีย
    ปั๊มชนิดลูกสูบมีอายุการใช้งานที่ดีมาก หากมีการควบคุมการปนเปื้อนและความร้อน  นอกจากนี้ยังมีคะแนนความดันสูงสุด และข้อได้เปรียบที่สำคัญของการเปลี่ยนอัตราการไหล  ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานที่ต้องคำนึงถึงประสิทธิภาพสูงและความหนาแน่นของพลังงานสูง  ความสามารถในการกำหนดค่าปั๊มแบบลูกสูบที่มีทั้งการpressure sensing และ load sensing เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานแบบรถโมบาย

    ปั๊มชนิดใบพัดใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรมที่มีการไหลคงที่ / แรงดันคงที่เนื่องจากมีการทำงานที่เงียบและซ่อมแซมได้ง่าย  นอกจากนี้ยังมีคุณลักษณะเฉพาะในการอนุญาตให้ "สตาร์ทแบบนุ่มนวล" เนื่องจากปั๊มแบบใบพัดมักจะไม่ได้ผลผลิตเต็มที่ที่ความเร็วต่ำกว่า 600 รอบต่อนาที  คุณลักษณะนี้สามารถลดความต้องการกระแสเริ่มต้นของมอเตอร์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนปั๊มแบบใบพัดซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ได้อย่างมาก

    ปั๊มเกียร์เป็นเรื่องปกติมากในการใช้งานที่มีการไหลคงที่ / แรงดันคงที่บนอุปกรณ์เคลื่อนที่เนื่องจากมีต้นทุนต่ำและทนทานต่อสิ่งสกปรก  นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะปั๊มชาร์จเพื่อกดดันทางเข้าของลูกสูบและปั๊มใบพัดเนื่องจากความทนทานต่อสุญญากาศทางเข้าที่ดีเยี่ยม(ในกรณีเป็นปั๊มแบบ close loop)

ข้อควรพิจารณาอื่น ๆ
    การเลือกขนาดปั๊มไม่ได้ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่เลือกใช้  ในทุกกรณี การเลือกขนาดปั๊มที่ดีที่สุดคือเริ่มต้นด้วยงานที่จะทำ เช่นยกของหนัก 5 ton ,ความเร็วกระบอก5cm/sec เป็นต้น เมื่อได้laod มา จากนั้นกลับไปคำนวณการสูญเสียในแต่ละจุด  เมื่อคำนวณความดันตามทฤษฎีและลักษณะการไหลแล้ว สามารถกำหนดความต้องการแรงม้าขาเข้าได้  โดยทั่วไปจะใช้ปัจจัยด้านความปลอดภัย 20% ในการกำหนดความต้องการแรงม้าขาเข้าของปั๊มเพื่อคำนวณการสูญเสียประสิทธิภาพในปั๊ม

    การใช้งานแบบเคลื่อนที่(moblie) อาจต้องเจอกับแรงshock load หรือแรงสะท้อน แรงหน่วง ซึ่งจะต้องใช้valve plate พิเศษ ที่เปลี่ยนจังหวะของปั๊มลูกสูบ ได้เร็วกว่ายูนิตมาตรฐาน  การวาล์วที่เหมาะสมดังกล่าวช่วยลดแรงภายในปั๊มทำให้สามารถออกจากจังหวะได้เร็วขึ้นเพื่อตอบสนองต่อสภาวะโหลดที่เกิดขึ้น

    นอกจากนี้คุณควรทราบด้วยว่าตัวเลือกปั๊มจำนวนมากมักไม่ได้ระบุไว้ในเอกสารแคตตาล็อกของผู้ผลิต  เป็นนโยบายที่ดีเสมอที่จะปรึกษากับผู้ผลิตปั๊มหรือตัวแทนในพื้นที่ของคุณเมื่อทำการปรับขนาดหรือเลือกปั๊มสำหรับการใช้งานเฉพาะ

    ปั๊มไฮดรอลิกในปัจจุบันเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความซับซ้อนและมีความแม่นยำซึ่งจะช่วยเพิ่มมูลค่าให้กับลูกค้าของอุปกรณ์ที่พวกเขาจ่ายไฟ  การทราบคุณสมบัติของเทคโนโลยีปั๊มทั่วไปแต่ละชนิดและการเลือกหน่วยที่ให้ความสมดุลของต้นทุนและประสิทธิภาพสูงสุดในการใช้งานของคุณเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการเพิ่มมูลค่าดังกล่าว

By Rodney B. Erickson, Senior Training Specialist, Eaton Corp.
แปลโดย จิรศักดิ์

ติดต่อ จิรศักดิ์ 0831783858
บริษัท วี-เท็ค เอ็นจิเนียริ่ง ซัพพลาย จำกัด 
97/8 หมู่9 ตำบลบางเลน อำเภอ บางใหญ่ จ.นนทบุรี 11140 
Website : https://www.vtechengineering.com
https://www.facebook.com/servicehydraulic/
Tel : 02-195-6342
E-MAIL: sale@vtechengineering.com
ID Line : yongkubb