Tipi di pompe idrauliche

Quando una macchina idraulica perde velocità o potenza, spesso la colpa viene data innanzitutto alla pompa. Capisco perché. La pompa è rumorosa, calda ed è facile da puntare. Ma nel lavoro di assistenza reale, la pompa non è sempre la causa principale. A volte è solo la parte che mostra per prima il problema.

UN la pompa idraulica muove principalmente l'olio. La pressione deriva dalla resistenza. Tale resistenza può essere un cilindro carico, un motore idraulico che si avvia con una coppia elevata, un passaggio stretto della valvola, un filtro bloccato, olio freddo o una linea di aspirazione troppo lunga e troppo piccola. Se questo punto viene ignorato, anche una nuova pompa può guastarsi subito dopo l'installazione.

Questo è il motivo per cui la selezione della pompa non dovrebbe essere effettuata solo in base al numero del modello. Cilindrata, pressione, velocità, rotazione, albero, flangia, filettatura della porta, viscosità dell'olio, filtrazione e ciclo di lavoro devono essere controllati insieme. È sufficiente un dettaglio sbagliato per creare rumore, calore, perdite o una risposta lenta della macchina.

Iniziare con le condizioni di lavoro, non con il nome della pompa

Prima del confronto pompe a ingranaggi , pompe a palette e pompe a pistoni, vorrei prima esaminare le condizioni di lavoro della macchina.

Il primo numero è solitamente lo spostamento. Indica la quantità di olio che la pompa muove in un giro. L'unità può essere cc/rev, in⊃3;/rev, L/min a una determinata velocità o GPM al numero di giri nominale. Una piccola pompa dà meno flusso. L'attuatore diventa lento. Una pompa grande offre una portata maggiore, ma ciò non sempre significa prestazioni migliori. Se il circuito non necessita di tale flusso, l'olio extra potrebbe passare attraverso la valvola di sicurezza e trasformarsi in calore.

Anche la pressione deve essere letta attentamente. La pressione nominale e la pressione di picco non sono la stessa cosa. Alcune macchine raggiungono la pressione massima solo per un breve momento. Altre macchine lavorano vicino al limite di pressione per lunghi periodi. Per quanto riguarda la durata della pompa, queste due condizioni di lavoro sono completamente diverse.

La condizione di aspirazione è un altro punto che è facile trascurare. A una pompa idraulica non piace lottare per il petrolio. Un tubo di ingresso stretto, un filtro di aspirazione sporco, un'elevata viscosità dell'olio, un livello dell'olio basso o una perdita d'aria all'ingresso possono causare cavitazione. Una volta iniziata la cavitazione, il danno all’interno della pompa può svilupparsi molto rapidamente.

Per i lavori di sostituzione, le informazioni utili includono richiesta di flusso, pressione nominale, pressione di picco, velocità di trasmissione, senso di rotazione, tipo di albero, flangia di montaggio, dimensione della porta, direzione della porta, tipo di olio, temperatura dell'olio e quante ore lavora la macchina ogni giorno.

Pompe a ingranaggi: pompe semplici che fanno ancora molto lavoro

Le pompe a ingranaggi sono comuni perché sono semplici. In un pompa ad ingranaggi esterni , due ingranaggi ruotano all'interno di un alloggiamento aderente. L'olio entra nel punto in cui i denti degli ingranaggi si separano, viaggia attorno all'esterno degli ingranaggi ed esce dove i denti si ingranano nuovamente.

Le parti non sono complicate: ingranaggi, alberi, boccole o cuscinetti, piastre laterali, guarnizioni e un alloggiamento. Questa struttura semplice rende le pompe a ingranaggi facili da immagazzinare, facili da sostituire e più facili da comprendere durante gli interventi di manutenzione.

Ecco perché sono ampiamente utilizzati su carrelli elevatori, macchine agricole, rimorchi con cassone ribaltabile, macchine edili compatte, sistemi di sterzo, unità di lubrificazione e piccole centraline idrauliche. Queste macchine spesso necessitano di una pompa pratica, disponibile e in grado di tollerare le normali condizioni del campo.

La maggior parte delle pompe a ingranaggi lo sono pompe a cilindrata fissa . Una rivoluzione sposta un volume fisso di olio. Il flusso aumenta o diminuisce con la velocità della pompa. In una pompa a ingranaggi di base non sono presenti piatto oscillante, servocomandi complessi e meccanismi di rilevamento del carico.

Molte pompe a ingranaggi industriali funzionano a circa 160–250 bar. Alcuni modelli per impieghi gravosi possono sopportare picchi di pressione più elevati, ma il funzionamento continuo ad alta pressione richiede cautela. Quando la pressione aumenta, il carico sui cuscinetti, la sollecitazione della tenuta meccanica, la deflessione dell'alloggiamento, le perdite interne e la temperatura dell'olio diventano tutti più importanti.

Le pompe a ingranaggi normalmente tollerano la contaminazione dell'olio meglio delle pompe a palette o pompe a pistoni . Ciò non significa che l'olio sporco sia sicuro. Significa solo che la pompa a ingranaggi può continuare a funzionare più a lungo prima che il danno diventi evidente. L'olio sporco usura ancora le superfici degli ingranaggi, le piastre laterali, le boccole e le aree di tenuta.

Una pompa a ingranaggi usurata spesso dà sintomi molto comuni. La macchina può funzionare normalmente quando l'olio è freddo. Dopo che l'olio si è riscaldato, il cilindro diventa lento. Il corpo della pompa diventa caldo. Il flusso sotto carico diminuisce. La tenuta meccanica potrebbe iniziare a perdere. Questi sintomi solitamente indicano una perdita interna, ma è comunque necessario controllare la valvola di sicurezza e il lato di aspirazione prima di sostituire la pompa.

Pompe a palette: flusso regolare, è richiesto olio più pulito

A vUna pompa utilizza un rotore con palette scorrevoli. Man mano che il rotore gira all'interno dell'anello della camma, gli spazi tra le palette aumentano e diminuiscono. L'olio entra quando il volume si apre. L'olio esce quando il volume si chiude.

Il vantaggio è il flusso regolare. Le pompe a palette solitamente funzionano in modo più silenzioso di molte pompe a ingranaggi e hanno meno pulsazioni. Ciò li rende utili in macchine utensili, macchinari per la plastica, attrezzature per pressofusione, presse e stazioni idrauliche industriali dove il rumore e il movimento stabile sono importanti.

Alcune pompe a palette sono a cilindrata fissa. Alcuni sono a cilindrata variabile. In una pompa a palette con compensazione della pressione, la potenza può ridursi dopo che il sistema ha raggiunto la pressione impostata. Se il circuito è progettato correttamente, ciò aiuta a ridurre il riscaldamento dell'olio e lo spreco di energia.

Molte pompe a palette funzionano a circa 70–175 bar. Alcune versioni rinforzate possono andare più in alto. Anche così, le pompe a palette di solito non sono la prima scelta per macchine mobili sporche, polverose e soggette ad urti elevati, a meno che le abitudini di filtraggio e manutenzione non siano buone.

Il motivo è la paletta stessa. Una pala deve scorrere liberamente nella fessura del rotore. Una piccola particella può graffiare l'anello della camma, far aderire la pala o danneggiare la superficie di tenuta. Una volta che la punta della pala perde il contatto corretto, la pompa perde flusso.

Un tipico sintomo di servizio è la perdita del flusso di olio caldo. La macchina funziona quando l'olio è freddo, quindi rallenta quando la temperatura dell'olio aumenta. L'olio freddo è più denso e nasconde alcune perdite interne. L'olio caldo è più fluido, quindi la perdita diventa più facile da vedere.

Pompe a pistoni: prestazioni elevate, meno permissive

Le pompe a pistoni vengono utilizzate quando il sistema necessita di una pressione più elevata, di una migliore efficienza o di un controllo del flusso variabile. Sono più complesse delle pompe a ingranaggi e delle pompe a palette, ma possono svolgere un lavoro che le pompe più semplici non possono svolgere bene.

Il tipo mobile più comune è la pompa a pistoni assiali. Nel design del piatto oscillante, i pistoni si muovono avanti e indietro mentre il blocco cilindri ruota. L'angolo del piatto oscillante controlla la corsa del pistone. Un angolo maggiore dà maggiore spostamento. Un angolo più piccolo dà meno flusso.

Nell'a pompa a pistoni a cilindrata variabile , l'angolo del piatto oscillante cambia durante il funzionamento. Ciò consente la compensazione della pressione, il rilevamento del carico, il controllo della potenza costante, il controllo manuale o il controllo elettroproporzionale. Ecco perché le pompe a pistoni vengono spesso utilizzate in escavatori, gru, impianti di perforazione, presse di grandi dimensioni, azionamenti a circuito chiuso e centraline idrauliche ad alte prestazioni.

Le pompe a pistoni radiali sono diverse. I loro pistoni sono disposti attorno ad una camma o ad un anello eccentrico. Sono spesso selezionati per applicazioni ad altissima pressione in cui il flusso non è estremamente elevato, ma la capacità di pressione è importante.

Molte pompe a pistoni funzionano a una pressione compresa tra 280 e 350 bar e alcuni modelli speciali raggiungono livelli superiori. Il vantaggio è l'elevata densità di potenza e un migliore controllo. Il costo è una manutenzione più rigorosa. Una pompa a pistone necessita di olio pulito, filtraggio corretto, buone condizioni di aspirazione, design adeguato dello scarico della cassa e avvio accurato.

L'olio cattivo danneggia rapidamente le pompe a pistoni. La piastra della valvola, il blocco cilindri, la pantofola, il piatto oscillante e le parti di controllo dipendono tutti da un film d'olio stabile. Se compaiono cavitazione o contaminazione, i costi di riparazione possono diventare elevati. Non è necessario ignorare l'aumento del flusso di scarico della scatola, la pressione instabile, il forte rumore in ingresso o le particelle metalliche nell'olio.

Un semplice confronto per la selezione della pompa

Questa tabella è solo un riferimento rapido. Una pompa a ingranaggi pulita con una buona linea di aspirazione può durare più a lungo di una pompa a pistoni installata male. Una pompa a palette può essere perfetta in un gruppo motore di fabbrica e inadatta per attrezzature agricole polverose. Una pompa a pistoni può risparmiare energia solo quando il circuito necessita effettivamente di portata variabile.

Materiali e Piccoli Dettagli All'interno della Pompa

Due pompe possono sembrare simili all'esterno, ma all'interno possono essere molto diverse. Il materiale dell'alloggiamento, la finitura degli ingranaggi, la durezza dell'albero, il gioco laterale, la qualità delle guarnizioni e il trattamento superficiale influiscono sulla durata.

Gli alloggiamenti in alluminio sono comuni nelle pompe a ingranaggi compatte perché riducono il peso. Gli alloggiamenti in ghisa sono più pesanti, ma offrono una migliore rigidità e smorzamento delle vibrazioni. Per i sistemi industriali a servizio continuo, la ghisa è spesso la scelta migliore.

Gli ingranaggi e gli alberi sono generalmente realizzati in acciaio legato. Il trattamento termico influisce sulla durezza superficiale e sulla durata a fatica. Un trattamento superficiale inadeguato può causare rigature, vaiolature, rumore e perdite precoci.

In una pompa a ingranaggi, le piastre laterali e le boccole controllano le perdite interne. In una pompa a palette, l'anello della camma e le fessure del rotore determinano se le palette si muovono agevolmente. In una pompa a pistoni, la piastra della valvola, la pantofola, il blocco cilindri e il piatto oscillante sono fondamentali. Queste parti non possono sopravvivere a lungo senza olio pulito e una pellicola d'olio stabile.

Anche il materiale della guarnizione deve corrispondere alle condizioni di lavoro. L'NBR è comune per l'olio idraulico minerale. FKM viene utilizzato per temperature più elevate o compatibilità con fluidi speciali. Il PU può essere utilizzato dove è necessaria resistenza all'abrasione.

Precisione di produzione ed efficienza della pompa

Le prestazioni della pompa idraulica dipendono da spazi ridotti. Il gioco laterale degli ingranaggi, l'allineamento dell'albero, la finitura della fessura del rotore, la planarità della piastra della valvola e la precisione dell'alloggiamento sono tutti fattori che influiscono sulle perdite e sul calore.

L'efficienza volumetrica è la differenza tra la portata teorica e la portata effettiva erogata. Una pompa usurata può ancora ruotare a velocità normale, ma parte dell'olio fuoriesce internamente dal lato di pressione al lato di aspirazione. Il risultato è un flusso ridotto, calore e un movimento debole della macchina.

Per pompe a ingranaggi, profilo dei denti degli ingranaggi, planarità delle piastre laterali, adattamento delle boccole, precisione delle scanalature di tenuta e materiale da sbavare pulito. Per le pompe a palette, la finitura dell'anello della camma e la precisione della fessura del rotore sono importanti. Per pompe a pistoni, planarità della piastra della valvola, geometria della pantofola e aspetti relativi al trattamento del piatto oscillante.

Una buona produzione di pompe non è solo assemblaggio. Si tratta di controllo dei materiali, controllo della lavorazione, ispezione, prova di pressione, prova di tenuta e controllo di processo ripetibile.

Pulizia dell'olio e controllo qualità

Le condizioni dell'olio hanno un effetto diretto sulla durata della pompa. La norma ISO 4406 è comunemente utilizzata per descrivere la pulizia del fluido idraulico. Un codice come 18/16/13 si riferisce agli intervalli di conteggio delle particelle a 4 μm, 6 μm e 14 μm.

Le pompe a ingranaggi solitamente tollerano meglio la contaminazione rispetto alle pompe a palette e a pistoni. Tuttavia, l’olio sporco riduce la durata. Le pompe a palette possono subire rigature sull'anello della camma o incepparsi delle palette. Le pompe a pistoni necessitano di un olio più pulito perché le loro superfici scorrevoli e le parti di controllo hanno giochi più stretti.

Un piano di manutenzione pratico dovrebbe includere il riempimento dell'olio pulito, un filtraggio adeguato, un campionamento regolare dell'olio, il controllo della temperatura e il monitoraggio dello scarico della cassa delle pompe a pistoni. L'installazione di una nuova pompa in un olio sporco non è una riparazione. È solo un ritardo prima del prossimo fallimento.

Blince segue un processo di ispezione dell'intera catena per la fornitura di pompe idrauliche, compresi controlli dei materiali in entrata, ispezione della lavorazione, controllo dell'assemblaggio, prove di pressione, ispezione delle perdite, verifica delle prestazioni, ispezione dell'imballaggio e revisione della consegna finale. Il sistema di gestione della qualità ISO 9001, i requisiti di controllo CE e la conformità ambientale RoHS aiutano a supportare la documentazione di esportazione e a ridurre il rischio di approvvigionamento per gli acquirenti B2B.

Cosa verificare prima di acquistare una pompa idraulica

Per un nuovo progetto o un ordine di sostituzione, il vecchio numero di modello è utile, ma non è sufficiente. Confermare la cilindrata, la pressione nominale, la pressione di picco, la velocità, la direzione di rotazione, il tipo di albero, le dimensioni della flangia, la filettatura della porta, la direzione della porta, il tipo di olio, la temperatura, il ciclo di lavoro e l'ambiente di lavoro.

Per una pompa sostitutiva sono molto utili una foto della targhetta e le dimensioni di installazione. Dovrebbe essere descritto anche il sintomo del fallimento. Una pompa guasta a causa di cavitazione, contaminazione, sovraccarico o rotazione errata non dovrebbe essere semplicemente sostituita senza verificarne la causa.

Blince è in grado di supportare forniture standard e soluzioni personalizzate di pompe idrauliche in base a disegni, campioni, pressione operativa, portata, cilindrata, tipo di albero, tipo di flangia, configurazione delle porte e requisiti applicativi. Le opzioni personalizzate possono includere alberi con chiavetta, alberi scanalati, alberi conici, flange SAE, flange europee, porte BSP, porte NPT, porte metriche, alloggiamenti compatti, alloggiamenti rinforzati, guarnizioni NBR, guarnizioni FKM, strutture di pompe a ingranaggi tandem, compensazione della pressione, rilevamento del carico, controllo manuale e controllo elettrico proporzionale.

Gamme di riferimento per pompe idrauliche per carichi pesanti

Domande frequenti

Quali sono i principali tipi di pompe idrauliche?

I tipi principali sono pompe a ingranaggi, pompe a palette e pompe a pistoni. Le pompe a ingranaggi sono semplici ed economiche. Le pompe a palette sono più fluide e silenziose. Le pompe a pistoni vengono utilizzate per una pressione più elevata e un controllo del flusso variabile.

Quale pompa idraulica è migliore per l'olio sporco?

Le pompe a ingranaggi solitamente tollerano meglio la contaminazione rispetto alle pompe a palette e a pistoni. Tuttavia, l'olio sporco provoca comunque usura, quindi sono ancora necessari la filtrazione e il riempimento pulito.

Quale tipo di pompa è migliore per l'alta pressione?

Le pompe a pistoni vengono normalmente utilizzate per sistemi ad alta pressione. Le pompe a pistoni assiali sono comuni negli escavatori, nelle gru, negli impianti di perforazione, nelle presse e nei sistemi idraulici con rilevamento del carico.

Perché una pompa idraulica diventa rumorosa dopo l'installazione?

Il rumore può provenire da un senso di rotazione errato, aria nella linea di aspirazione, elevata viscosità dell'olio, ostruzione dell'aspirazione, filtro intasato, basso livello dell'olio, disallineamento del giunto o cavitazione.

Perché la macchina rallenta quando l'olio si scalda?

L'olio caldo ha una viscosità inferiore. Se la pompa presenta usura interna, le perdite aumentano quando l'olio diventa più fluido. Un test di flusso alla temperatura di esercizio dà risultati migliori rispetto ad un test a freddo.

Supporto tecnico da Blince

Per la sostituzione della pompa o la progettazione di un nuovo sistema idraulico, Blince può esaminare modelli di pompe, disegni, campioni, pressione operativa, flusso richiesto, configurazione delle porte, tipo di albero, dimensioni della flangia e applicazioni della macchina. Una pompa scelta correttamente protegge non solo la pompa stessa, ma anche le valvole, i motori, i cilindri, i tubi flessibili, le guarnizioni, la temperatura dell'olio e il tempo di attività della macchina.

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