















پمپ هیدرولیک دندهای از رایجترین و سادهترین انواع پمپهای جابجایی مثبت است که با درگیر شدن دو چرخ دنده جریان سیال را ایجاد میکند. این پمپها به دلیل قیمت مناسب، استحکام بالا، تحمل آلودگی و طراحی ساده در بسیاری از صنایع برای ساخت سیستمهای هیدرولیک سبک کارایی دارند.
انواع پمپ هیدرولیک دندهای در دو مدل دنده خارجی و دنده داخلی طراحی میشوند. مدلهای دنده خارجی به مراتب متداولتر هستند، اما برای شرایط خاص با قابلیت تولید صدای کمتر و یا مکش بهتر از مدلهای دنده داخلی استفاده میکنند. قیمت پمپهای دندهای به دلیل طراحی ساده مقرون به صرفه است و حتی نسبت به سایر پمپها حساسیت کمتری به ذرات معلق و آلودگیهای روغن دارند. اما به هر حال یک پمپ با عملکرد پر سر و صدا است که بازده حجمی نسبتا پایینی را ارائه میدهد. همین دلایل کافی است تا این پمپها انتخابی اقتصادی و قابل اعتماد برای کاربردهای سبک باشند. این مقاله یک راهنمای کامل برای معرفی و نکات خرید پمپ هیدرولیک دندهای است.
اساس طراحی پمپهای دندهای قرار گرفتن دو عدد چرخ دنده در یک پوسته است. یکی از این چرخ دندهها به محرک (موتور دیزلی یا برقی) متصل است و دیگری به شکل هرزگرد میچرخد. سیال در فضای خالی میان چرخ دندهها و پوسته مکیده شده و سپس به سمت خروجی پمپ فرستاده میشود.
در سمت ورودی دندانههای دو چرخ دنده از هم خارج میشوند و یک حجم خالی ناگهانی میان آنها ایجاد میگردد. این حجم خالی یک خلاء نسبی است که روغن را از دهانه ورودی پمپ مکش میکند. روغن مکیده شده داخل این حفرهها بدون تغییر حجم به تله افتاده و جابجا خواهد شد. پوسته پمپ به شکلی طراحی شده که در سمت خروجی فضای در دسترس روغن کمتر میشود تا در نهایت با فشار از دهانه خروجی پمپاژ گردد. به این ترتیب با هر بار چرخش این چرخ دندهها حجم معینی از روغن جابجا خواهد شد.

ساختار پمپهای دندهای بر پایه سادگی و حداقل قطعات متحرک است. همین طراحی ساده را به عنوان مزیت اصلی این پمپها و استفاده موثر از آنها در صنایع مختلف میشناسیم. البته هر پمپ دندهای دارای اجزای فنی مختلفی است که در ادامه معرفی خواهیم کرد.
بدنه اصلی پمپ است که معمولاً از چدن یا آلومینیوم ساخته میشود. این قطعه دارای یک حفره بیضی شکل است که چرخ دندهها داخل آن قرار میگیرند و دهانههای ورودی و خروجی روی آن تعبیه میشود.
دو چرخ دنده با تماس خارجی یا داخلی هستند که از فولاد سختکاری شده ساخته میشوند. یکی از این چرخ دندهها به شفت محرک (موتور دیزلی یا برقی) متصل است و دیگری هرزگرد میچرخد. جهت چرخش این دو چرخ دنده عکس یکدیگر است و کل عملیات پمپاژ از طریق حفرههای ایجاد شده میان دندههای آنها انجام میشود.
یک محور فولادی قدرتمند است که نیروی چرخشی منبع خارجی (موتور) را به چرخ دنده محرک منتقل میکند. این شفت از یک سمت پوسته پمپ بیرون زده و محل نصب کوپلینگ است.
در هر پمپ هیدرولیک دندهای از ۴ عدد بوش برنجی یا آلومینیومی برای نگه داشتن محورها استفاده میشود. این بوشها هم تکیهگاه چرخش هستند و هم آببندی جانبی برای جلوگیری از فرار روغن را انجام میدهند. نصب بوش از ایجاد نشتی داخلی پمپ دندهای جلوگیری میکند.
صفحات فلزی هستند که از دو طرف به بدنه اصلی پیچ میشوند و محفظه را به طور کامل میبندند. معمولاً روی این صفحات شیارهای باریکی برای هدایت فشار روغن جهت روانکاری یاتاقانها تعبیه شده است.
این پمپها در دو نوع دنده خارجی و دنده داخلی طراحی میشوند. پمپهای دنده خارجی با ساختار طراحی ساده و استفاده از دو چرخ دنده هم اندازه، گزینه اقتصادیتر و مقاومتر برای فشارهای بالا هستند. در مقابل پمپ هیدرولیک دنده داخلی با طراحی حلزونی و چرخ دندههای نامتقارن عملکرد به مراتب نرمتر، صدای کمتر و مکش قویتر دارد. انتخاب از میان انواع پمپ هیدرولیک دندهای اساساً یک معامله بین هزینه و عملکرد کم صدا با پمپاژ روان و بدون ضربان است. اجازه دهید تا این دو نوع پمپ دندهای را با نگاه دقیقتری بررسی کنیم.

اکثر پمپهای هیدرولیک دندهای از نوع دنده خارجی هستند که با قرار دادن دو چرخ دنده خورشیدی یا هلیکال هماندازه داخل پوسته طراحی میشوند. این ساختار آنقدر ساده است که پمپ دنده خارجی به یکی از کاربردیترین پمپهای هیدرولیکی در صنایع گوناگون و برای طراحی انواع ماشینآلات تبدیل شده است. در این پمپها یکی از چرخ دندهها به محرک و دیگری هرزگرد است.
کاربرد پمپهای دنده خارجی نه براساس محدودیتها، بلکه براساس قیمت ارزانتر و قابلیت عملکرد مطمئن آنها در کارکردهای طولانی مدت است. در هر پروژهای که قصد خرید پمپ ارزان قیمت اما تحمل شرایط سخت داشته باشند، قطعاً پمپهای دنده خارجی گزینه پیشنهادی هستند. همچنین به دلیل تحمل عالی کثیفیهای روغن برای نصب در مکانهایی با گرد و غبار، ضربه یا لرزش دائمی مناسب است. کاربردهایی مانند:
پمپ دنده داخلی یا اصطلاحا ماه و ستاره نسخه کم صداتر و ظریفتری از پمپ هیدرولیک دندهای است. اگر پوسته این پمپ را بردارید، داخل آن قطعاتی شبیه به یک هلال ماه در کنار یک دنده ستارهای میبینید که داخل یک دنده رینگی بزرگتر قرار گرفته است. در این طراحی چرخ دنده با دندانههای خارجی که کوچکتر است به صورت نامتقارن داخل چرخ دنده با دندانههای داخلی که بزرگتر است میچرخد و قطعه ماه مانند برای تکمیل محفظه مکش میان این دو چرخ دنده قرار دارد. این هندسه با عملکردی بسیار نرمتر و حتی بیصداتر از دنده خارجی کار کرده و قادر است تا مکش قوی تولید کند.

کاربردهای پمپ دنده داخلی برای عملکرد ظریف آنها در تولید جریان پیوسته و بدون ضربه است. از این پمپها بیشتر در پروژههایی استفاده میکنند که سیال یا محیط کار تحمل ضربات و صدای بلند را ندارد. عملکرد نرم و بیصدای روتور این پمپها مزیت بزرگی است که در صنایع مختلف به کار گرفته میشود. از طرفی پمپهای دنده داخلی برای جابجایی سیالات ویسکوز مانند پلیمرها، چسبها و مواد غذایی غلیظ (شکلات، سس و…) منسب هستند. کاربردهای پمپ دنده داخلی به قرار زیر است:
انتخاب از میان پمپ دندهای خارجی یا داخلی یک چالش مهندسی است که براساس عملکرد کم صدا، توانایی مکش، قابلیت اطمینان و در نهایت قیمت خرید انجام میشود. پمپهای دنده خارجی مدلهای نسبتاً ارزان با قابلیت کار دائمی هستند که به راحتی از پس وظایف سنگین بر میآیند. اما پمپهای دنده داخلی طراحی ظریفتر، عملکرد آرامتر و در عین حال مکش قوی با ظرفیت کمتری دارند. در جدول زیر انواع پمپ هیدرولیک دندهای را مقایسه کردهایم.
| ویژگی | پمپ دنده خارجی | پمپ دنده داخلی |
|---|---|---|
| ساختار فنی و پیچیدگی | ساده با دو چرخ دنده روی محورهای موازی | پیچیده با دنده رینگی و داخلی |
| هزینه ساخت | ارزان | نسبتاً گران |
| حداکثر فشار کاری | بالا (حداکثر ۳۰۰ بار) | متوسط (معمولاً ۱۵۰ الی ۲۰۰ بار) |
| سطح صدا و ارتعاش | نسبتا بالا | بسیار کم با عملکرد نرم |
| قدرت مکش | متوسط | عالی مناسب سیالات غلیظ |
| تحمل آلودگی | عالی مناسب محیطهای پر از گرد و خاک | متوسط و حساس به ذرات ساینده |
| بازده حجمی در فشار بالا | متوسط (افزایش نشتی داخلی) | خوب |
| شرایط تعمیر و نگهداری | ساده و کم هزینه | پیچیده |
پمپ دندهای مناسب پروژه را صرفاً براساس اعداد داخل کاتالوگ انتخاب نکنید، بلکه باید با نگاه تحلیلی تمام مشخصههای فنی و پارامترهای کلیدی این پمپها را در کنار هم بررسی کنید. قاعدتاً در هنگام خرید پمپ هیدرولیک دندهای باید مقدار فشار نامی را در نظر بگیرید. زیرا طول عمر پمپ به کارکرد بهینه و دائمی در این نقطه بستگی دارد. این در حالی است که انواع این پمپها مستعد مواجه شدن با پدیده کاویتاسیون در سرعتهای بالا هستند. نکتههایی که باید هنگام انتخاب آنها با دقت بررسی کنید. در ادامه تمام پارامترهای فنی خرید پمپ دندهای را موشکافی خواهیم کرد.

حجم جابجایی مهمترین پارامتر است که با واحد سی سی بر دور (cc/rev) بیان میشود. این پارامتر مقدار روغنی است که یک پمپ هیدرولیک دندهای قادر است تا در یک چرخش کامل جابجا کند. مقدار این پارامتر عامل اصلی محاسبه دبی خروجی پمپ است.
این پارامتر برای بررسی ظرفیت یا دبی مورد نیاز سیستم هیدرولیک نیست، بلکه یک پارامتر کلیدی تعیین کننده سرعت سیستم است. پمپی که حجم جابجایی بزرگتری داشته باشد، میتواند دبی مورد نیاز و سرعت کافی سیستم را در دور موتور پایینتری تامین نماید. به این ترتیب عملکردی آرامتر، صدای کمتر و طول عمر مفید بیشتری دارد. از طرفی وقتی پارامتر حجم جابجایی پمپ را درست در نظر گرفته باشید، خطر پدیده کاویتاسیون نیز کاهش پیدا میکند. اما اگر این پارامتر را درست انتخاب نکنید، چه اتفاقی میافتد؟
اگر ظرفیت جابجایی پمپ هیدرولیک دندهای بیش از نیاز سیستم باشد، این پمپ در هر دور روغن مازاد نیاز سیستم را پمپاژ میکند. در این صورت فشار روغن مازاد باعث عملکرد شیر اطمینان سیستم شده و حرارت داخلی بسیار زیادی تولید میشود. این حرارت آنقدر زیاد است که در نهایت منجر به استهلاک زود هنگام تجهیزات هیدرولیکی خواهد شد.
پمپ هیدرولیک دندهای کوچک نمیتواند دبی لازم سیستم را تامین کند، در نتیجه کل سیستم هیدرولیک در اجرای وظایف ناتوان است. اما برای جبران باید سرعت موتور پمپ را افزایش داد که در این صورت خطر شکلگیری پدیده کاویتاسیون وجود دارد. زیر را در سرعت بالاتر از حد مجاز، پمپ هوا کشیده و حبابهای کوچک در بخش خروجی میترکند و بدنه داخلی و دندهها به شدت تخریب میشوند.
دبی اسمی که با واحد لیتر بر دقیقه (L/min) بیان میشود، همان خروجی واقعی و قابل لمس پمپ است. این پارامتر از کمیتهای کلیدی هنگام انتخاب و خرید پمپ هیدرولیک دندهای است، زیرا سرعت سیستم را تعیین خواهد کرد.
دبی اسمی مقدار روغنی است که پمپ در یک دقیقه با سرعت و فشار مشخص در شرایط آزمایشگاهی جاری میکند. این عدد از حاصلضرب حجم جابجایی در سرعت دوران پمپ با در نظر گرفتن نشتی داخلی محاسبه میشود. اهمیت بررسی دبی اسمی برای تعیین سرعت سیستم هیدرولیک است. زیرا این عدد مشخص میکند که سیلندر یا هیدروموتو با چه سرعتی کار کنند.
در هنگام بررسی کاتالوگ پمپهای مختلف به یاد داشته باشید که دبی اسمی را در سرعت و گرانروی مشخص شرایط آزمایشگاهی محاسبه کرده و در پلاک مشخصات پمپ نوشتهاند. اگر سرعت موتور کمتر یا غلظت روغن بیشتر باشد، قاعدتاً مقدار دبی به طور محسوس تغییر خواهد کرد. بنابراین همیشه دبی مورد نیاز را از روی منحنی عملکرد پمپ انتخاب کنید.

منحنی عملکرد پمپ شناسنامه گرافیکی آن است که به جای یک عدد ثابت، عملکرد متغیر پمپ را در شرایط کاری مختلف نشان میدهد. توصیه میکنیم که نه تنها هنگام خرید پمپ هیدرولیک دندهای، بلکه در هنگام ارزیابی فنی هر نوع پمپ حتماً این منحنی را با دقت و با توجه به شرایط پروژه مورد نظرتان ارزیابی کنید.
این منحنی، دبی خروجی را در محور عمودی و فشار کاری را در محور افقی برای غلظتهای گوناگون اما استاندارد بیان میکند. شیب این منحنی نشان دهنده کیفیت ساخت پمپ دندهای است. هرچه شیب منحنی عملکرد پمپ تندتر باشد، نشان دهنده افزایش نشتی داخل پمپ در فشارهای بالاتر است. لذا با یک پمپ بیکیفیتتری روبرو هستید.
فشار کاری برحسب بار (Bar) مهمترین پارامتر تعیین کننده طول عمر و حداکثر توانایی پمپ دندهای است. اما متاسفانه حتی مهندسین خبره هنگام خرید پمپ هیدرولیک دندهای صرفا به دنبال محصولی با قابلیت تحمل فشار بالاتر هستند. در این باره باید دو نوع فشار مختلف را بررسی کنید:
این پارامتر فشار کار روزمره و قابل تحمل پمپ است. یعنی حداکثر فشاری که پمپ هیدرولیک دندهای میتواند به طور مداوم تحمل کرده و تاثیری در استهلاک سریع قطعات داخلی آن ندارد. تمام قطعات پمپ از قبیل بدنه، یاتاقانها، آببندها، چرخ دندهها را مطابق با همین فشار طراحی میکنند.
این پارامتر حداکثر فشار لحظهای قابل تحمل پمپ هیدرولیک دندهای است. مقدار این فشار را باید ۲۰ یا ۳۰ درصد بالاتر از فشار نامی در نظر گرفت که پمپ فقط میتواند برای چند ثانیه و به دفعات محدود در چرخه کاری آن را تحمل کند.
بسیاری از خریداران فقط به عدد فشار پیک پمپ توجه میکنند. لذا پمپ با فشار پیک نزدیک به فشار عملیاتی سیستم هیدرولیک را تهیه خواهند کرد. اما این اشتباه استراتژیک است، زیرا عملاً همیشه پمپ در آستانه پیک قرار میگیرد و به سرعت مستهلک خواهد شد. لذا توصیه میکنیم که همواره محصولی تهیه کنید که فشار نامی آن مطابق با حداکثر فشار کاری مداوم مورد نیاز سیستم باشد.
سرعت دوران بر حسب دور بر دقیقه (RPM) پارامتری به ظاهر ساده اما بسیار کلیدی هنگام خرید پمپ هیدرولیک دندهای است. زیرا سازنده پمپ تمام تجهیزات از قبیل یاتاقانها، آببندی و قدرت مکش را براساس بازه حداقل و حداکثر سرعت مجاز طراحی کرده است. بنابراین در هنگام بررسی مشخصات فنی پمپهای مختلف حتماً به محدوده حداقل و حداکثر سرعت مجاز توجه کنید.
این عدد کمترین سرعتی است که پمپ میتواند بدون آسیب بچرخد. قطعاً موتور محرک نباید به شکلی باشد که پمپ را به سرعت کمتر از این مقدار برساند. زیرا در سرعت پایینتر از مقدار مجاز، نیروی گریز از مرکز کافی برای پرتاب روغن و تشکیل فیلم روانکاری بین دندانهها و بوشها شکل نمیگیرد. در نتیجه اگر پمپ دندهای با سرعت کمتر از حد مجاز کار کند، قطعاً سایش فلز روی فلز رخ داده و یاتاقانهای آن نابود میشود.
این عدد بالاترین سرعت قابل تحمل پمپ است که میتواند آن را تحمل کرده و حادثهای یا خرابی رخ نمیدهد. در هر صورت سرعت موتور دیزلی یا الکتریکی باید کمتر از حداکثر سرعت مجاز پمپ باشد. در سرعتهای بالاتر از حد مجاز، چرخش دندانهها آنقدر سریع است که روغن فرصت کافی برای پر کردن کامل حفرههای مکش را ندارد. در نتیجه حبابهای هوا به جای روغن وارد پمپ میشود و پدیده کاویتاسیون رخ خواهد داد. در این صورت پوسته یا چرخ دندههای پمپ به سرعت مستهلک میشوند.

جنس و متریال در پمپهای دندهای فراتر از یک مشخصه فنی هستند و به نوعی طول عمر، سطح تحمل فشار و نوع سیال قابل پمپاژ را تعیین خواهند کرد. در این مرحله باید چند سوال اساسی را پاسخ دهید، اینکه پمپ قرار است چه سیالی را در چه فشاری و در چه محیط کاری پمپاژ نماید؟ متریال ایدهآل بخشهای مختلف پمپ هیدرولیک دندهای را جداگانه بررسی میکنیم:
پوسته علاوه بر قرار گرفتن چرخ دندهها به عنوان مبدل حرارتی و سازه باربر پمپ کارایی دارد. لذا متریال پوسته را مطابق طراحی و محدوده کاری پمپ انتخاب میکنند. به عنوان مثال چدن با جرم حرارتی بالا و خاصیت میرایی ارتعاش انتخاب ایدهآل برای کارهای مداوم صنعتی است. اما پوستههای آلومینیومی به علت وزن سبک در طراحی سیستمهای هیدرولیک سیار مناسب هستند. اطلاعات جدول زیر برای بررسی دقیق متریال پوسته پمپ است:
| نوع متریال | ویژگی |
| چدن خاکستری (Grey Cast Iron) | – ساخت پمپهای استاندارد و ارزان قیمت – خاصیت جذب ارتعاش – مناسب طراحی سیستمهای هیدرولیک عمومی |
| آلومینیوم (Aluminum) | – سبک با هدایت حرارتی عالی برای دفع گرما – مناسب پمپهای متصل به موتور بلوکی و شرایط سیار |
| فولاد (Steel) | – طراحی پمپهای دندهای سنگین با قابلیت تحمل فشار و دماهای خیلی بالا |
چرخ دندهها به شکل پیوسته تنش مکانیکی و سایشی سنگینی را تحمل میکنند. متریال چرخ دنده باید برای چنین شرایط سخت، در طولانی مدت آماده باشد. از این رو باید فوقالعاده سخت برای مقاومت در برابر سایش طراحی شده و در عین حال مغزی آن چغرمگی کافی برای جذب ضربات ناگهانی بدون ترک خوردن را داشته باشد. اکثر پمپ هیدرولیک دندهای را با چرخ دندههای فولاد آلیاژ سختکاری شده میسازند، اما متریالهای دیگری نیز کارایی دارند:
بهترین متریال برای ساخت انواع چرخ دنده است که کاربردی گسترده برای طراحی پمپهای معمولی دارد. این چرخ دندهها را پس از ماشین کاری تحت عملیات حرارتی کربوره میکنند تا سطحی بسیار سخت و مغزی چغرمه داشته باشد. اگر سیال خورنده نیست و یا برای مصارف بهداشتی استفاده نمیکنید، همین دندههای فولاد آلیاژی برای بهترین هستند.
تعداد کمی از پمپهای دندهای مناسب صنایع بهداشتی و یا پمپاژ سیالات خورنده را با استنلس استیل میسازند. این چرخ دندهها بسیار مقاوم و پایدار در برابر انواع سیالات خورنده هستند، اما قیمت پمپ هیدرولیک دندهای را افزایش میدهند. به هر حال در طراحی سیستمهای هیدرولیک به این نوع چرخ دنده نیازی ندارید. بلکه صرفاً برای استفاده از پمپ دندهای در صنایع بهداشتی یا سیالات اسیدی باید از چنین دندههایی استفاده شود.

برندهای زیادی در سراسر جهان این نوع پمپها را تولید میکنند. برندهایی که هر کدام سابقه درخشان با اعتبار بین المللی در زمینه ساخت تجهیزات فنی و مهندسی دارند. اما قطعاً در بازار با محصولاتی روبرو میشوید که کیفیت کافی برای کار در شرایط سخت پروژه را ندارند و یا به شکل فیک و تقلبی مشابه محصولات اصلی بازار به فروش میرسند. شما میتوانید انواع پمپ هیدرولیک دندهای ساخت بهترین برندها را در فروشگاه اینترنتی تجهیز صنعت تهیه کنید. برترین برندهای بازار ایران نیز به قرار زیر هستند:
قیمت پمپهای دندهای به سه فاکتور کلیدی برند سازنده، متریال ساخت و حجم جابجایی بستگی دارد. قیمت یک پمپ برند اروپایی با بدنه چدن خاکستری و چرخ دنده آلیاژ سختکاری شده ممکن است تفاوت فاحشی با یک محصول کمتر شناخته شده از برندهای چینی داشته باشد. از طرفی پمپهای دندهای داخلی معمولاً از مدلهای دنده خارجی گرانتر هستند. اما انتخاب از میان دنده خارجی یا داخلی سلیقهای نیست و باید کاملاً هدفمند و متناسب با شرایط سیستم تهیه کنید:
این یک توصیه کلی است و قاعدتاً تصمیم نهایی به شرایط پروژه بستگی دارد. اما میتوانید در اینباره از مشاوره تخصصی در فروشگاه اینترنتی تجهیز صنعت استفاده کنید. کارشناسان فروش تجهیز صنعت به شما کمک میکنند تا مناسبترین محصول را از برندهای معتبر با بهترین قیمت پمپ هیدرولیک دندهای خریداری کنید.

بله، اگر یک پمپ از برند اصلی بازار را تهیه کرده و در فشار نامی راهاندازی کنید، قاعدتاً پمپ شما قادر است که در مدت زمان طولانی بدون مشکل کار کند.
خیر، روغن موتور مواد شوینده دارد و اصلاً قابلیتهای ضد سایشی روغن هیدرولیک در فرمول آن پیش بینی نشده است.
محدوده ایدهآل بین ۲۰ الی ۵۰ سانتی استوک (cst) است. روغن خیلی رقیقتر مقدار نشتی داخل پمپ را افزایش میدهد و روغن خیلی غلیظتر باعث شکلگیری پدیده کاویتاسیون خواهد شد.