Types de pompes hydrauliques

Lorsqu’une machine hydraulique perd de la vitesse ou de la puissance, la pompe est souvent blâmée en premier. Je comprends pourquoi. La pompe est bruyante, chaude et facile à pointer. Mais dans le cadre d’un travail d’entretien réel, la pompe n’est pas toujours la cause profonde du problème. Parfois, c'est seulement la partie qui montre le problème en premier.

UN la pompe hydraulique déplace principalement l’huile. La pression vient de la résistance. Cette résistance peut être un cylindre chargé, un moteur hydraulique démarrant sous un couple élevé, un petit passage de soupape, un filtre bouché, de l'huile froide ou une conduite d'aspiration trop longue et trop petite. Si ce point est ignoré, même une pompe neuve peut tomber en panne peu de temps après son installation.

C'est pourquoi la sélection des pompes ne doit pas se faire uniquement par numéro de modèle. Le déplacement, la pression, la vitesse, la rotation, l'arbre, la bride, le filetage de l'orifice, la viscosité de l'huile, la filtration et le cycle de travail doivent tous être vérifiés ensemble. Un seul mauvais détail suffit à créer du bruit, de la chaleur, des fuites ou à ralentir la réponse de la machine.

Commencez par les conditions de fonctionnement, pas par le nom de la pompe

Avant de comparer pompes à engrenages , pompes à palettes et pompes à piston, j'examinerais d'abord l'état de fonctionnement de la machine.

Le premier nombre est généralement le déplacement. Il indique la quantité d'huile que la pompe déplace en un tour. L'unité peut être cc/rev, in⊃3;/rev, L/min à une certaine vitesse ou GPM au régime nominal. Une petite pompe donne moins de débit. L'actionneur devient lent. Une grosse pompe donne plus de débit, mais cela ne signifie pas toujours de meilleures performances. Si le circuit n’a pas besoin de ce débit, de l’huile supplémentaire peut passer par la soupape de décharge et se transformer en chaleur.

La pression doit également être lue attentivement. La pression nominale et la pression maximale ne sont pas la même chose. Certaines machines n’atteignent la pression maximale que pendant un court instant. D'autres machines fonctionnent à proximité de la limite de pression pendant de longues périodes. Pour la durée de vie de la pompe, ces deux conditions de travail sont complètement différentes.

La condition d’aspiration est un autre point qu’il est facile de négliger. Une pompe hydraulique n’aime pas se battre pour le pétrole. Un tuyau d'arrivée étroit, une crépine d'aspiration sale, une viscosité d'huile élevée, un niveau d'huile faible ou une fuite d'air à l'entrée peuvent provoquer une cavitation. Une fois la cavitation commencée, les dommages à l’intérieur de la pompe peuvent se développer très rapidement.

Pour les travaux de remplacement, les informations utiles comprennent la demande de débit, la pression nominale, la pression de pointe, la vitesse d'entraînement, le sens de rotation, le type d'arbre, la bride de montage, la taille de l'orifice, la direction de l'orifice, le type d'huile, la température de l'huile et le nombre d'heures de fonctionnement de la machine chaque jour.

Pompes à engrenages : des pompes simples qui font encore beaucoup de travail

Les pompes à engrenages sont courantes car elles sont simples. Dans un pompe à engrenages externes , deux engrenages tournent à l'intérieur d'un boîtier bien ajusté. L'huile entre là où les dents de l'engrenage se séparent, se déplace autour de l'extérieur des engrenages et sort là où les dents s'engrènent à nouveau.

Les pièces ne sont pas compliquées : engrenages, arbres, bagues ou roulements, plaques latérales, joints et boîtier. Cette structure simple rend les pompes à engrenages faciles à stocker, faciles à remplacer et plus faciles à comprendre lors des travaux d'entretien.

C'est pourquoi ils sont largement utilisés sur les chariots élévateurs, les machines agricoles, les remorques à benne basculante, les équipements de construction compacts, les systèmes de direction, les unités de lubrification et les petits groupes hydrauliques. Ces machines nécessitent souvent une pompe pratique, disponible et tolérante aux conditions normales de terrain.

La plupart des pompes à engrenages sont pompes à cylindrée fixe . Un tour déplace un volume fixe d’huile. Le débit augmente ou diminue avec la vitesse de la pompe. Il n'y a pas de plateau cyclique, pas de servocommande complexe et pas de mécanisme de détection de charge dans une pompe à engrenages de base.

De nombreuses pompes à engrenages industrielles fonctionnent entre 160 et 250 bars. Certaines conceptions robustes peuvent supporter une pression de pointe plus élevée, mais un fonctionnement continu à haute pression nécessite de la prudence. Lorsque la pression augmente, la charge des roulements, la contrainte du joint d’arbre, la déflexion du boîtier, les fuites internes et la température de l’huile deviennent tous plus importants.

Les pompes à engrenages tolèrent normalement mieux la contamination par l'huile que les pompes à palettes ou pompes à pistons . Cela ne signifie pas que l’huile sale est sans danger. Cela signifie simplement que la pompe à engrenages peut continuer à fonctionner plus longtemps avant que les dommages ne deviennent évidents. L'huile sale porte toujours les faces des engrenages, les plaques latérales, les bagues et les zones d'étanchéité.

Une pompe à engrenages usée donne souvent des symptômes très ordinaires. La machine peut fonctionner normalement lorsque l'huile est froide. Une fois l’huile réchauffée, le cylindre devient lent. Le corps de la pompe devient chaud. Le débit sous charge diminue. La garniture mécanique peut commencer à fuir. Ces symptômes indiquent généralement une fuite interne, mais la soupape de décharge et le côté aspiration doivent quand même être vérifiés avant de remplacer la pompe.

Pompes à palettes : débit régulier, huile plus propre requise

Un vUne pompe utilise un rotor à aubes coulissantes. À mesure que le rotor tourne à l’intérieur de l’anneau à cames, les espaces entre les aubes augmentent et diminuent. L'huile entre lorsque le volume s'ouvre. L'huile sort lorsque le volume se ferme.

L'avantage est un flux fluide. Les pompes à palettes fonctionnent généralement plus silencieusement que de nombreuses pompes à engrenages et ont moins de pulsations. Cela les rend utiles dans les machines-outils, les machines pour le plastique, les équipements de moulage sous pression, les presses et les stations hydrauliques industrielles où le bruit et la stabilité du mouvement sont importants.

Certaines pompes à palettes ont une cylindrée fixe. Certains sont à cylindrée variable. Dans une pompe à palettes à pression compensée, le débit peut diminuer une fois que le système atteint la pression réglée. Si le circuit est conçu correctement, cela contribue à réduire le chauffage du fioul et le gaspillage d’énergie.

De nombreuses pompes à palettes fonctionnent entre 70 et 175 bars. Certaines versions renforcées peuvent aller plus haut. Malgré cela, les pompes à palettes ne sont généralement pas le premier choix pour les machines mobiles sales, poussiéreuses et soumises à de forts chocs, à moins que les habitudes de filtration et d'entretien ne soient bonnes.

La raison en est la girouette elle-même. Une aube doit coulisser librement dans la fente du rotor. Une petite particule peut rayer l'anneau à came, faire coller la palette ou endommager la surface d'étanchéité. Une fois que la pointe de l’aube perd le contact, la pompe perd son débit.

Un symptôme typique en service est la perte de débit d’huile chaude. La machine fonctionne lorsque l'huile est froide, puis ralentit lorsque la température de l'huile augmente. L'huile froide est plus épaisse et cache certaines fuites internes. L'huile chaude est plus fine, donc la fuite devient plus facile à voir.

Pompes à piston : performances élevées, moins indulgentes

Les pompes à piston sont utilisées lorsque le système nécessite une pression plus élevée, une meilleure efficacité ou un contrôle de débit variable. Elles sont plus complexes que les pompes à engrenages et les pompes à palettes, mais elles peuvent effectuer un travail que des pompes plus simples ne peuvent pas gérer correctement.

Le type mobile le plus courant est la pompe à pistons axiaux. Dans une conception à plateau cyclique, les pistons se déplacent d'avant en arrière lorsque le bloc-cylindres tourne. L'angle du plateau cyclique contrôle la course du piston. Un angle plus grand donne plus de déplacement. Un angle plus petit donne moins de débit.

Dans un Pompe à piston à cylindrée variable , l'angle du plateau cyclique change pendant le fonctionnement. Cela permet la compensation de pression, la détection de charge, le contrôle de puissance constante, le contrôle manuel ou le contrôle électroproportionnel. C'est pourquoi les pompes à piston sont souvent utilisées dans les excavatrices, les grues, les plates-formes de forage, les grandes presses, les entraînements en boucle fermée et les groupes hydrauliques hautes performances.

Les pompes à pistons radiaux sont différentes. Leurs pistons sont disposés autour d'une came ou d'un anneau excentrique. Ils sont souvent sélectionnés pour les applications à très haute pression où le débit n'est pas extrêmement important, mais où la capacité de pression est importante.

De nombreuses pompes à piston fonctionnent entre 280 et 350 bars, et certaines conceptions spéciales vont plus haut. L'avantage est une densité de puissance élevée et un meilleur contrôle. Le coût est un entretien plus strict. Une pompe à piston a besoin d’une huile propre, d’une filtration correcte, de bonnes conditions d’aspiration, d’un système de vidange de carter approprié et d’un démarrage soigneux.

Une mauvaise huile endommage rapidement les pompes à piston. La plaque de soupape, le bloc-cylindres, le slipper, le plateau cyclique et les pièces de commande dépendent tous d'un film d'huile stable. Si une cavitation ou une contamination apparaît, les coûts de réparation peuvent devenir élevés. Un débit de vidange accru, une pression instable, un bruit d'entrée aigu ou des particules métalliques dans l'huile ne doivent pas être ignorés.

Une comparaison simple pour la sélection des pompes

Ce tableau n'est qu'une référence rapide. Une pompe à engrenages propre avec une bonne conduite d'admission peut durer plus longtemps qu'une pompe à piston mal installée. Une pompe à palettes peut être parfaite dans un groupe motopropulseur d'usine et inadaptée au matériel agricole poussiéreux. Une pompe à piston ne peut économiser de l'énergie que lorsque le circuit a réellement besoin d'un débit variable.

Matériaux et petits détails à l'intérieur de la pompe

Deux pompes peuvent se ressembler à l’extérieur, mais à l’intérieur elles peuvent être très différentes. Le matériau du boîtier, la finition de l'engrenage, la dureté de l'arbre, le jeu latéral, la qualité du joint et le traitement de surface affectent tous la durée de vie.

Les boîtiers en aluminium sont courants dans les pompes à engrenages compactes car ils réduisent le poids. Les boîtiers en fonte sont plus lourds, mais ils offrent une meilleure rigidité et un meilleur amortissement des vibrations. Pour les systèmes industriels à service continu, la fonte est souvent un meilleur choix.

Les engrenages et les arbres sont généralement en acier allié. Le traitement thermique affecte la dureté de la surface et la durée de vie en fatigue. Un mauvais traitement de surface peut entraîner des rayures, des piqûres, du bruit et des fuites précoces.

Dans une pompe à engrenages, les plaques latérales et les bagues contrôlent les fuites internes. Dans une pompe à palettes, l'anneau à cames et les fentes du rotor déterminent si les palettes se déplacent en douceur. Dans une pompe à piston, le plateau de soupapes, le slipper, le bloc-cylindres et le plateau cyclique sont essentiels. Ces pièces ne peuvent pas survivre longtemps sans huile propre et sans film d’huile stable.

Le matériau du joint doit également correspondre aux conditions de travail. Le NBR est courant pour l’huile hydraulique minérale. Le FKM est utilisé pour des températures plus élevées ou une compatibilité avec des fluides spéciaux. Le PU peut être utilisé là où la résistance à l’abrasion est nécessaire.

Précision de fabrication et efficacité de la pompe

Les performances de la pompe hydraulique dépendent de petits jeux. Le jeu côté engrenage, l’alignement de l’arbre, la finition de la fente du rotor, la planéité de la plaque de soupape et la précision du boîtier affectent tous les fuites et la chaleur.

L'efficacité volumétrique est la différence entre le débit théorique et le débit réel délivré. Une pompe usée peut toujours tourner à vitesse normale, mais de l'huile s'échappe intérieurement du côté pression vers le côté aspiration. Le résultat est un faible débit, de la chaleur et un faible mouvement de la machine.

Pour les pompes à engrenages, le profil des dents d'engrenage, la planéité des plaques latérales, l'ajustement des bagues, la précision des rainures d'étanchéité et les matières d'ébavurage propres. Pour les pompes à palettes, la finition des anneaux à cames et la précision de la fente du rotor sont importantes. Pour les pompes à piston, la planéité des plaques de soupape, la géométrie des pantoufles et le traitement du plateau cyclique.

Une bonne fabrication de pompes ne se limite pas à l’assemblage. Il s'agit du contrôle des matériaux, du contrôle de l'usinage, de l'inspection, des tests de pression, des tests de fuite et du contrôle des processus reproductibles.

Propreté de l’huile et contrôle qualité

L’état de l’huile a un effet direct sur la durée de vie de la pompe. L'ISO 4406 est couramment utilisée pour décrire la propreté des fluides hydrauliques. Un code tel que 18/16/13 fait référence à des plages de comptage de particules de 4 μm, 6 μm et 14 μm.

Les pompes à engrenages tolèrent généralement mieux la contamination que les pompes à palettes et les pompes à piston. Pourtant, l’huile sale réduit la durée de vie. Les pompes à palettes peuvent subir des rayures sur les anneaux à cames ou un grippage des palettes. Les pompes à piston ont besoin d’une huile plus propre car leurs surfaces coulissantes et leurs pièces de commande ont des jeux plus serrés.

Un plan de maintenance pratique doit inclure un remplissage d'huile propre, une filtration appropriée, un échantillonnage régulier de l'huile, un contrôle de la température et une surveillance des vidanges du carter pour les pompes à piston. Installer une nouvelle pompe dans de l'huile sale n'est pas une réparation. Ce n'est qu'un délai avant le prochain échec.

Blince suit un processus d'inspection complet pour l'approvisionnement des pompes hydrauliques, y compris les contrôles des matériaux entrants, l'inspection de l'usinage, le contrôle de l'assemblage, les tests de pression, l'inspection des fuites, la vérification des performances, l'inspection de l'emballage et l'examen de la livraison finale. Le système de gestion de la qualité ISO 9001, les exigences de contrôle CE et la conformité environnementale RoHS aident à prendre en charge la documentation d'exportation et à réduire les risques d'approvisionnement pour les acheteurs B2B.

Ce qu'il faut confirmer avant d'acheter une pompe hydraulique

Pour un nouveau projet ou une commande de remplacement, l’ancien numéro de modèle est utile, mais ce n’est pas suffisant. Confirmez le déplacement, la pression nominale, la pression maximale, la vitesse, le sens de rotation, le type d'arbre, la taille de la bride, le filetage du port, la direction du port, le type d'huile, la température, le cycle de service et l'environnement de travail.

Pour une pompe de remplacement, une photo de la plaque signalétique et les dimensions d'installation sont très utiles. Le symptôme de défaillance doit également être décrit. Une pompe en panne en raison d'une cavitation, d'une contamination, d'une surcharge ou d'une mauvaise rotation ne doit pas simplement être remplacée sans en vérifier la cause.

Blince peut prendre en charge des solutions d'approvisionnement standard et de pompes hydrauliques personnalisées basées sur des dessins, des échantillons, la pression de fonctionnement, le débit, la cylindrée, le type d'arbre, le type de bride, la configuration des ports et les exigences de l'application. Les options personnalisées peuvent inclure des arbres clavetés, des arbres cannelés, des arbres coniques, des brides SAE, des brides européennes, des ports BSP, des ports NPT, des ports métriques, des boîtiers compacts, des boîtiers renforcés, des joints NBR, des joints FKM, des structures de pompe à engrenages tandem, une compensation de pression, une détection de charge, une commande manuelle et une commande proportionnelle électrique.

Gammes de référence pour pompes hydrauliques robustes

FAQ

Quels sont les principaux types de pompes hydrauliques ?

Les principaux types sont les pompes à engrenages, les pompes à palettes et les pompes à piston. Les pompes à engrenages sont simples et économiques. Les pompes à palettes sont plus douces et plus silencieuses. Les pompes à piston sont utilisées pour un contrôle de pression plus élevée et de débit variable.

Quelle pompe hydraulique est la meilleure pour l’huile sale ?

Les pompes à engrenages tolèrent généralement mieux la contamination que les pompes à palettes et les pompes à piston. Cependant, l'huile sale provoque toujours une usure, une filtration et un remplissage propre sont donc toujours nécessaires.

Quel type de pompe est le meilleur pour la haute pression ?

Les pompes à piston sont normalement utilisées pour les systèmes haute pression. Les pompes à pistons axiaux sont courantes dans les excavatrices, les grues, les plates-formes de forage, les presses et les systèmes hydrauliques à détection de charge.

Pourquoi une pompe hydraulique devient-elle bruyante après l'installation ?

Le bruit peut provenir d'un mauvais sens de rotation, d'air dans la conduite d'aspiration, d'une viscosité d'huile élevée, d'une restriction d'aspiration, d'un filtre obstrué, d'un faible niveau d'huile, d'un désalignement de l'accouplement ou d'une cavitation.

Pourquoi la machine ralentit-elle une fois que l’huile est chaude ?

L'huile chaude a une viscosité plus faible. Si la pompe présente une usure interne, les fuites augmentent à mesure que l'huile devient plus fluide. Un test d'écoulement à température de travail donne un meilleur résultat qu'un test à froid.

Assistance technique de Blince

Pour le remplacement d'une pompe ou la conception d'un nouveau système hydraulique, Blince peut examiner les modèles de pompe, les dessins, les échantillons, la pression de fonctionnement, le débit requis, la configuration des orifices, le type d'arbre, les dimensions de la bride et les applications de la machine. Une pompe correctement sélectionnée protège non seulement la pompe, mais également les vannes, les moteurs, les cylindres, les flexibles, les joints, la température de l'huile et la disponibilité de la machine.

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