2 Các loại bơm
2.1 Bơm bánh răng
Bơm bánh răng thuộc nhĩm bơm thể tích, trong đĩ cĩ hai loại bơm bánh răng ăn khớp ngồi và bơm bánh răng ăn khớp trong.
2.1.1 Bơm bánh răng ăn khớp ngồi
Bộ phận chính là một cặp bánh răng ăn khớp. Trong mỗi vịng quay, nĩ tạo ra một vùng cĩ áp suất thấp (buồng hút) ở khu vực các cặp bánh răng ăn khớp. Tại đĩ, chất lỏng từ thùng chứa bị hút lên và điền đầy các rãnh răng rồi được vận chuyển theo thành vỏ bơm về phía buồng nén. Khi từng cặp răng vào ăn khớp, chúng chiếm mất thể tích rãnh răng chứa chất lỏng, đồng thời bịt kín và làm ngăn dịng chảy ngược từ vùng nén sang vùng hút. Kết quả chất lỏng bị ép liên tục vào ống đẩy.
Thuyết minh các chi tiết của bơm bánh răng theo hình 9.2 và hình 9.3: 1. thân bơm; 2. nắp trước; 3. nắp sau; 4. ổ trượt; 5. joăng kín; 6. rãnh hướng kính (để giảm áp suất thủy tĩnh do dầu chèn ở chân răng); 7. rãnh chứa dầu (cĩ tác dụng bơi trơn và giảm nhiệt cho ổ trượt); 8. vùng dầu bị chèn ép (dưới áp suất cao ở vùng răng ăn khớp).
Áp suất làm việc của bơm cĩ thể đạt tới 250 bar.
Bơm bánh răng ăn khớp ngồi được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống thống thủy lực dầu ép nhờ cĩ những ưu điểm:
Hình 9.2 Bơm bánh răng ăn khớp ngồi
- Trọng lượng nhỏ, kết cấu gọn nhưng cĩ thể đạt được áp suất tương đối lớn. - Dãi tần số quay rộng, lưu lượng cĩ thể điều chỉnh trong phạm vi rộng. - Cĩ thể làm việc với nhiệt độ và độ nhớt thay đổi lớn.
- Giá thành cạnh tranh.
Khuyết điểm chính của bánh răng ăn khớp ngồi là: sự chênh áp giữa buồng hút và buồng nén tạo nên áp lực nén lên ổ trục và khi một cặp răng bắt đầu vào ăn khớp vẫn cịn sĩt một lượng chất lỏng ở chân răng, lượng chất lỏng này sẽ bị ép đưới áp suất rất lớn và đây cũng chính là nguyên nhân phát sinh tiếng ồn, sự mài mịn răng và gây ra áp lực rất lớn lên trục chính.
2.1.2 Bơm bánh răng ăn khớp trong
Bơm cĩ cấu tạo chính là cặp bánh răng ăn khớp trong (1) và (2). Các răng ở vùng ăn khớp chuyển động tựa trên một chi tiết hình máng (3) để giữ và chuyển tải lượng chất lỏng ở rãnh răng về phía buồng nén.
So với cặp bánh răng ăn khớp ngồi, bánh răng ăn khớp trong cĩ chiều dài cung ăn khớp lớn hơn nhiều (khoảng 1200), do đĩ bơm bánh răng trong cĩ lưu lượng và áp suất ổng định hơn, làm việc êm hơn, tiếng ồn nhỏ hơn.
Áp suất làm việc của bơm cĩ thể đạt tới 320 bar.
Lưu lượng bơm bánh răng
Khi tính lưu lượng dầu, ta coi thể tích dầu bị đẩy ra khỏi rãnh răng bằng với thể tích của răng, tức khơng tính đến khe hở giữa chân răng và lấy hai bánh răng cĩ kích thước như nhau.
+ Nếu ta đặt:
m – mơđun của bánh răng (cm); d – đường kính chia bánh răng (cm); b – bề rộng bánh răng (cm); số vịng quay trong một phút (vg/ph);
thì lường dầu do hai bánh răng chuyển đi khi nĩ quay một vịng là: qv = 2..d.m.b (cm3/vg)
+ Nếu gọi z là số răng, tính đến hiệu suất thể tích t của bơm và số vịng quay n, thì lưu lượng của bánh răng sẽ là:
qv = 2..d.m.b.z.n. t (cm3/vg)
Hình 9.4 Bơm bánh răng ăn khớp trong: 1. vành răng trong; 2. Bánh răng ăn khớp
với vành răng trong; 3. Máng tựa; 4. Thể tích dầu được chuyển tải ở các rãnh răng; 5. Khoang chứa dầu rị.
2.1.3 Bơm rotor
Bơm rotor thuộc họ bơm bánh răng ăn khớp trong. Bộ phận chính là vịng và lõi rotor tương tự như một vành răng trong ăn khớp với bánh răng (thường cĩ dạng răng cung trịn). Số răng của vành răng nhiều hơn bánh răng 1 răng. Do đặc tính ăn khớp giữa các răng, trong mỗi vịng quay sẽ xuất hiện một vùng hút và một vùng nén.
Bơm rotor cĩ áp suất và lưu lượng ổn định, tiếng ồn nhỏ. Áp suất làm việc của bơm cĩ thể đạt tới 160 bar.
2.1.4 Bơm trục vít
Bơm trục vít cĩ thể coi như là một bơm bánh răng ăn khớp ngồi. Đĩ là một cặp bánh răng nghiêng ăn khớp với số răng nhỏ và gĩc nghiêng của răng là rất lớn nên cĩ dạng trục vít. Ở bơm bánh răng, chất lỏng được chuyển tải từ buồng hút theo chu vi của vỏ bơm tới buồng nén, quá trình này xảy ra ở bơm trục vít theo hướng trục. Kiểu bơm trục vít đơn giản nhất chỉ cĩ một cặp ăn khớp, nhiều nhất cĩ thể gồm 5 trục vít xoắn ăn khớp đồng thời, trong đĩ cĩ một trục chủ động, các trục cịn lại đều là bị động.
Ưu điểm: rất ổn định về lưu lượng và áp suất, sự dao động của trị số lưu lượng và áp suất hầu như khơng đáng kể, làm việc rất êm, tiếng ồn nhỏ.
Nhược điểm: bơm cĩ dạng trụ dài, diện tích tiếp xúc giữa các răng lớn nên ma sát xảy ra rất mạnh trên các bề mặt tiếp xúc, hiệu suất của bơm thấp.
Áp suất làm việc của bơm cĩ thể đạt tới 250 bar.
Hình 9.5 Bơm rotor