Les pompes à engrenages, en tant que pompe volumétrique rotative à déplacement positif typique, jouent un rôle indispensable dans le transfert de fluide dans diverses industries.Leur fonctionnement repose sur le mouvement rotatif de deux engrenages de maillage ou plus, et ils sont favorisés pour leur structure simple, leur taille compacte et leurs performances fiables.de leur évolution historique à leurs applications pratiques, fournissant une vue d'ensemble de cet équipement industriel essentiel.

Une brève histoire des pompes à engrenages

L'origine des pompes à engrenages remonte au XVIe siècle, lorsque l'ingénieur italien Agostino Ramelli en a inventé la première forme.C'est pendant la révolution industrielle du 19ème siècle que les pompes à engrenages ont connu des progrès significatifs.Poussés par les progrès de la science des matériaux et de la technologie de fabrication, ils se sont progressivement transformés en composants de base des systèmes hydrauliques et de lubrification.en jetant les bases de leur utilisation industrielle généralisée aujourd'hui.

Principaux principes de travail

La fonctionnalité des pompes à engrenages est basée sur les variations de volume générées par le maillage des engrenages, qui peuvent être divisées en trois étapes clés:

1Étape d'aspiration

Lorsque le train de traction tourne (alimenté par un arbre de traction), il entraîne le train de traction entraîné à tourner dans la direction opposée.entraînant une augmentation du volume de la chambreCette expansion du volume crée un vide local, attirant le fluide dans la pompe.

2Étape de transfert.

Le fluide entrant est piégé dans les espaces fermés formés entre les dents des engrenages et le boîtier de la pompe.transport du fluide de la chambre d'aspiration à la chambre de décharge sans fuite.

3. étape de décharge

En arrivant à la chambre de décharge, les engrenages commencent à s'enlacer à nouveau, ce qui réduit le volume de la chambre.compléter le cycle de transfert de fluide.

En substance, le maillage continu et le débranchement des deux engrenages créent des zones alternantes de basse pression (aspiration) et de haute pression (décharge), permettant le transport constant de fluides.

Classification des pompes à engrenages

Les pompes à engrenages peuvent être classées en fonction du type d'engrenage et de la pression nominale, chacune ayant des caractéristiques et des scénarios d'application distincts.

Par type d'engrenage

Pompes à engrenages externes

Il s'agit du type le plus courant, composé de deux engrenages à treillis extérieurs.ce qui en fait la variante de pompe à engrenages la plus largement utilisée dans les industries.

Pompes à engrenages internes

Composé d'un engrenage interne et d'un engrenage externe en maillage, ce type offre des caractéristiques de performance supérieures telles qu'une pulsation minimale du débit et un faible bruit.sa conception plus complexe entraîne des coûts de fabrication plus élevés et une structure plus compacte.

Par pression nominale

Les principales composantes structurelles

Une pompe à engrenages standard est composée de plusieurs parties essentielles travaillant en tandem:

Corps de pompe: le boîtier principal qui accueille les engrenages et autres composants internes.

Traction: tourne directement par l'arbre d'entraînement pour fournir la force motrice principale.

Traîneau à entraînement: se branche avec le traîneau à entraînement et tourne de façon synchrone.

Couvertures avant et arrière: sceller le corps de la pompe et soutenir les roulements.

Les roulements: soutiennent les arbres des engrenages pour assurer une rotation en douceur.

Dispositifs d'étanchéité: empêcher les fuites de liquide de la pompe.

Valve de sécurité (facultatif): composant de protection qui empêche une surpression dans le système.

Paramètres de performance

La compréhension des paramètres de performance des pompes à engrenages est essentielle pour leur sélection et leur application:

Paramètres de base

Le déplacement (q) est le volume de liquide déchargé par tour des engrenages, mesuré en cm3/r.

Taux de débit:

Le débit théorique (Qt) est calculé comme Qt = n × q / 1000, où n est la vitesse de rotation (r/min).

Le débit réel (Q) représente l'efficacité volumétrique, donnée par Q = Qt × ηv.

Pression: la pression de sortie de la pompe, généralement comprise entre 0,5 et 25 MPa.

Vitesse de rotation: vitesse de fonctionnement des engrenages, généralement comprise entre 300 et 4000 tr/min.

Efficacité:

Efficacité volumétrique (ηv) = Q / Qt, reflétant la capacité de la pompe à minimiser les fuites internes.

Efficacité mécanique (ηm) = (Pt / P1) × 100%, représentant l'efficacité de transfert d'énergie entre le moteur et le fluide.

Efficacité totale (η) = ηv × ηm, l'efficacité énergétique globale de la pompe.

Des courbes caractéristiques

Les courbes de performance typiques des pompes à engrenages comprennent:

courbe débit-pression: illustre comment le débit change avec la pression de sortie.

courbe de pression-efficacité: montre la relation entre efficacité et pression de fonctionnement.

courbe de puissance-pression: représente la puissance requise par rapport à la pression de sortie.

Les avantages et les inconvénients

Principaux avantages

Bénéfices structurels: Conception compacte, petit volume et construction légère.

Bénéfice économique: bonne fabrication et faibles coûts de production.

Capacité à s'auto-préparer: peut atteindre une hauteur d'auto-préparation allant jusqu'à 0,5 mètre de colonne d'eau.

Résistance à la pollution: moins sensible à la contamination par l'huile, adapté aux conditions de travail difficiles.

Fiabilité opérationnelle: large plage de vitesses, performances stables et entretien facile.

Les principaux inconvénients

Pulsation du débit et de la pression: le processus de maillage provoque des fluctuations inévitables du débit et de la pression.

Émission de bruit: le bruit de fonctionnement varie de 60 à 80 dB, ce qui peut nécessiter des mesures de réduction du bruit.

Déplacement fixe: Impossible d'ajuster le volume de décharge en fonction des exigences du système.

Réduction de l'efficacité à haute pression: l'efficacité volumétrique diminue de manière significative dans des conditions de haute pression.

Sensibilité à la viscosité: les performances sont affectées par les changements de viscosité du support de transport.

Applications très variées

Les pompes à engrenages sont polyvalentes et trouvent des applications dans de nombreux domaines industriels:

Systèmes hydrauliques industriels

Ils servent de composants d'alimentation de base dans les systèmes hydrauliques des machines-outils, les systèmes hydrauliques des machines de moulage par injection et les systèmes hydrauliques des presses,fournissant une pression de fluide stable pour le fonctionnement des équipements.

Équipement mobile

Dans les machines de construction (comme les excavatrices et les chargeuses), les machines agricoles et les systèmes de direction motrice automobile, les pompes à engrenages fournissent une puissance hydraulique fiable pour entraîner des mouvements mécaniques.

Systèmes de lubrification

Ils sont largement utilisés dans les systèmes de lubrification centralisés, les systèmes de lubrification des machines-outils et les systèmes de lubrification des moteurs pour assurer un approvisionnement en huile continu aux pièces mobiles, réduisant l'usure.

Autres domaines

Systèmes de distribution de carburant: pour le transfert de carburants dans les applications industrielles et automobiles.

Pompes de procédés chimiques: Conviennent au transport de certains milieux chimiques (selon la compatibilité des matériaux).

Équipement de transformation alimentaire: des pompes à engrenages de qualité alimentaire sont utilisées pour transférer des liquides comestibles.

Lignes directrices pour la sélection, l'installation et l'entretien

Considérations et étapes de sélection

Les facteurs clés

Médium de travail: Viscosité, corrosion et propreté du fluide.

Exigences de débit: débit maximum, minimum et moyen requis.

Exigences de pression: pression de fonctionnement et pression de pointe du système.

Plage de vitesse: vitesses de fonctionnement minimales et maximales.

Conditions de température: température ambiante et fluide.

Espace d'installation: contraintes dimensionnelles pour la pompe.

Procédure de sélection

Définir les propriétés du milieu et des conditions de fonctionnement.

Calculer le débit et la pression requis.

Choisir le type de pompe (maillage externe ou interne).

Déterminer les spécifications de la pompe (déplacement).

Vérifiez que la plage de vitesses est conforme aux prescriptions.

Considérez les besoins particuliers (par exemple, résistant aux explosions, alimentaire).

Sélectionnez une puissance de moteur correspondante.

Précautions d'installation

Les fondations doivent être plates et stables pour éviter les vibrations.

L'erreur d'alignement entre l'arbre de la pompe et l'arbre du moteur principal doit être inférieure à 0,1 mm.

Le port d'aspiration de l'huile doit être court et droit pour éviter la cavitation.

Remplissez la pompe avec du liquide et saignez l' air avant le premier démarrage.

Assurez-vous que la direction de rotation correspond à la marque sur le corps de la pompe.

Maintenance et dépannage

Inspection quotidienne

Vérifiez régulièrement le niveau et la qualité de l'huile.

Surveillez les sons d'opération pour les anomalies.

Vérifiez les fuites de liquide.

Suivez la température et les niveaux de vibration.

Maintenance régulière

Vérifiez les joints et les roulements toutes les 500 heures.

Remplacer les pièces usées toutes les 2000 heures.

Effectuer une révision complète chaque année.

Les erreurs courantes et les solutions

Conclusion

En tant qu'appareil classique de transfert de fluide, les pompes à engrenages ont acquis une position centrale dans le secteur industriel en raison de leur structure simple, de leur fonctionnement fiable et de leur forte adaptabilité.Avec les progrès de la technologieLa clé pour assurer leur fonctionnement stable à long terme réside dans la sélection correcte, l'installation correcte,et maintenance régulièreDans le futur, l'application de nouveaux matériaux et procédés élargira encore les limites de performance des pompes à engrenages.leur permettant de répondre aux exigences des conditions d'exploitation de plus en plus difficiles.