Phần 2: Bơm bánh răng thủy lực – Cấu tạo, phân loại và nguyên lý làm việc

Bơm bánh răng là loại bơm được sử dụng rộng rãi nhất vì nó có kết cấu đơn giản và dễ chế tạo. Phạm vi sử dụng của bơm bánh răng chủ yếu là giành cho những hệ thống có áp suất nhỏ trên các máy khoan, doa, má phay, máy tổ hợp,… Khoảng áp suất của bơm bánh răng hiện nay có thể từ 10 ÷ 200 bar (1-20Mpa) tùy thuộc vào độ chính xác khi chế tạo.

I- Phân loại

Bơm bánh răng gồm có: loại bánh răng ăn khớp ngoài và ăn khớp trong có thể là răng thẳng, răng nghiêng hoặc răng hình chữ V.

Loại bánh răng ăn khớp ngoài được dùng rộng rãi hơn vì thê chế tạo dễ hơn nhưng loại bơm thủy lực bánh răng ăn khớp trong có kích thước gọn nhẹ hơn.

Bơm thủy lực bánh răng khớp ngoài (a) và khớp trong (b), kỹ hiệu bơm trong sơ đồ thủy lực (c)

II- Nguyên lý làm việc

Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng

Nguyên lý cơ bản của bơm thủy lực bánh răng là thay đổi thể tích. Tức là khi thể tích của buồng hút A tăng thì bơm hút dầu và thực hiện chu kỳ hút. Bơm thủy lực bánh răng sẽ nén khi thể tích giảm và bơm đẩy dầu ra buồng B khi này bơm thực hiện chu kỳ nén. Nếu như trên đường dầu bị đẩy ra ta đặt một vật cản ví dụ như là van chẳng hạn, thì dầu sẽ bị chặn và tạo thêm một áp suất nhất định phụ thuộc vào sức cản và kết cấu của bơm.

III- Lưu lượng bơm bánh răng

Khi tính lưu lượng dầu, ta coi thể tích dầu được đẩy ra khỏi rãnh bánh răng với thể tích của răng, tức là không tính đến khe hở chân răng và lấy hai bánh răng có kích thước như nhau.

Nếu ta đặt:

m là modul của bánh răng [cm]

d là đường kính chia bánh răng [cm]

b là bề rộng của bánh răng [cm]

n là số vòng quay trong một phút [vòng/phút]

Z là số bánh răng (hai bánh răng có số răng bằng nhau

Khi đó công thức tính lượng dầu do hai bánh răn chuyển đi khi nó quay một vòng tức là hoàn thành 1 chu trình là:

Q_v= 2.π.d.m.b [cm³/vòng] hoặc [lít/phút]

Nếu Z là số răng và chúng ta tính tới cả hiệu suất của bơm là η_t của bơm và số vòng quay n thì lưu lượng của bơm thủy lực bánh răng sẽ là:

Q_b= 2.π.Z.m².d.m.b.η_t [cm³/vòng] hoặc [lít/phút]

Trong đó η_t = 0.76 ÷ 0.88 là hiệu suất của bơm thủy lực bánh răng

IV- Kết cấu bơm thủy lực bánh răng

Cấu trúc thành phần của bơm thủy lực bánh răng