مقاله در مورد پمپ روغن

بخشی از مقاله

بخش نخست: مقدمه
همانطور كه مي دانيم روغن محصولي است از فراورده هاي پالايشگاهي كه از مواد نفتي مشتق شده است و ريشه ي معدني دارد يعني از تقطير نفت خام بدست مي آيد . بعضي از روغن ها داراي خواص پاك كنندگي خوبي هستند كه البته اين خاصيت با اضافه كردن مواد خارجي به آن مي باشد براي مثال روغن HD(HEAVY DUTY).

وظيفه ي اصلي روغن علاوه بر خنك كردن ، پاك كردن كثافات از موتور و آب بندي كردن عبارتست از روان كاري (منظور از روان كاري همان كاهش ا صطكاك و سايش بين قطعات موتور است)كه نوع روانكارآن جهت مصرف در قسمت هايي كه در معرض سايش هستند ، قرار مي گيرد و نوع ديگر كه تقريبا جامد است گريس ها هستند كه در روان كاري بين قطعات مورد استفاده قرار مي گيرد . هر كدام از اين روان كارها داراي خواص خاصي مي باشند كه در حرارتهاي مناسب كاربري دارند .

جهت بهره گيري ازاين خواص روغن در روان كاري قطعات در سراسرموتور بايستي از فنون و قوانين و قطعات خاصي بهره گرفت كه مجموعه ي اين قطعات سيستم روغن كاري موتور را تشكيل مي دهند.مقصود از روغن كاري موتور اينست كه ما بين قسمت هايي كه در تماس حركتي مي باشند يك ورقه از مايع چرب كننده قرار مي گيردكه در نتيجه اصطكاك و درجه حرارت بالا نرفته و قسمت هاي در حركت بهم گير نمي كنند.
يكي از مهمترين فاكتورهاي اصلي در هدايت روغن به قسمت هاي مختلف موتور تحت فشار بودن آن ا ست كه اين خود يكي از انواع سيستم هاي روغن كاري مي باشد .كه د ر اين نوع سيستم روغن كاري به وسيله ي تلمبه ي روغن (سيستم تحت فشاركامل) _ يك پمپ روغن و ظيفه ي به چرخش در آوردن روغن در قسمت هاي متحرك موتور را بر عهده دارد. روغن بوسيله ي پمپ روغن

كه داخل كارتر قرار گرفته است بحد افراط به تكيه گاههاي ميل لنگ ، تكيه گاههاي ميل سوپاپ و غيره مي رسد. بدين منظوراز تلمبه ي روغن به كليه ي تكيه گاهها از داخل لوله كشي شده و روغن كاري مي گردند . قسمت هايي كه در موتور مي بايستي روغن كاري شوند عبارتند از: بدنه ي سيلندر، تكيه گاههاي ميل لنگ ، ياطاقانها مثل ياطاقانهاي اصلي، ياطاقانهاي ميل بادامك و يا ياطاقانهاي شاتون ، انگشتي پيستون ها ، تكيه گاههاي ميل سوپاپ ، محور پروانه ، محور دلكو ،

تكيه گاههاي دينام و غيره . لازم به ذكر است كه دو نوع ديگر از انواع سيستم روغن كاري عبارتند از روغن كاري بوسيله ي پرتاب روغن و روغن كاري تحت فشار و پرتابي. در ادامه به بحث پيرامون پمپ روغن ، انواع آن وقطعات تشكيل دهنده ي پمپ روغن تراكتور اونيورسال ام-650 و مراحل ساخت و توليد آن مي پردازيم
بخش دوم : پمپ روغن و انواع آن
پمپ روغن پمپي است كه روغن قسمت هاي متحرك موتور را تامين مي كندو انواع مختلفي دارد:

1- پمپ روغن دنده اي (دنده بيرون) Gear Pump
اين قطعه جهت انجام چرخه ي روغن در سيستم روغن كاري استفاده مي شود. در اين نوع پمپ روغن ها دو عدد چرخدنده ي هم قطر با تعداد دنده هاي مساوي در داخل بدنه (پوسته) پمپ قرار مي گيرند . اين دو چرخدنده ي ساده كه يكي روي محور هرز گرد (گردان) و ديگري روي محور اصلي قرار مي گيرد ,نيروي محركه ي خود را از ميل لنگ يا ميل بادامك مي گيرد. البته لازم به تذكر است كه در نوع اويل پمپ مورد تحقيق چرخدنده نيروي محركه ي خود را از چرخدنده ي سرميل لنگ مي گيرد.

شكل 2- 1 اويل پمپ دنده اي
چرخدنده ي محرك توسط محور بلندتر كه از بدنه خارج شده به چرخدنده ي سر ميل لنگ متصل است و در داخل housing گردش مي كند و توسط لوله ي ورودي باعث مكش (suction) روغن از كارتر به داخل بدنه ي پمپ وسپس توسط لوله ي خروجي به سمت مجراهاي روغن هدايت مي شود تا روغن كاري شوند.

در عمل دو چرخدنده در جهت هاي عكس يكديگر دوران مي كنند.روغن از دريچه ي ورودي(سوپاپ ورودي)به درون بدنه وارد مي شود و در بين دندانه هاي چرخدنده ي متحرك و ديواره هاي اطراف بدنه ي پمپ گير مي كند . به اين ترتيب روغن اطراف لبه هاي خارجي چرخدنده (نه در بين آنها ) حركت مي كند و سپس توسط سوراخ خارجي واز دريچه ي تخليه ي مقابل تخليه مي شود . شايان ذكر است كه روغن موجود در بين به سمت بالا حركت مي كند.

شكل 2- 2 چگونگي كار اويل پمپ دنده اي

2- پمپ روغن روتوري يا گردشي (‌دنده داخل) Rotor Pump
اين اويل پمپ داراي دو روتور (دنده) داخلي و بيروني است .روتور داخلي در مركز پمپ قرار گرفته و دندانه هاي آن به سمت خارج است.در صورتيكه روتور بيروني داراي دندانه هاي داخلي مي باشد.هر دو روتور داخل هم بوده و نسبت به يكديگر بطور اكسانتريك(خارج مركز) قرار گرفته اند. اين دو روتور ، داخل بدنه ي پمپ قرار گرفته و به هنگام گردش ، روتور داخلي بوسيله ي محور گردان كه حركت خود را از ميل سوپاپ مي گيردبه گردش در مي آيد . در حين گردش ، روغن موجود بين دو دندانه ي روتور داخلي و بيروني با فشار از لوله ي خروجي بيرون مي رود . لازم به ذكر است كه اساس هر دو نوع پمپ يكسان بوده و تنها شكل آنها با هم فرق دارد.

شكل 2- 3 اويل پمپ روتوري شكل 2-4 قطعات اويل پمپ روتوري
3- پمپ روغن سوزني plunger type pump
اين نوع اويل پمپ در موتورهاي stationary kirloskar oil Engines و موتور سيكلت ها استفاده مي شودكه شامل يك پوسته است كه تشكيل شده از يك فنر كه سوزن (پلانجر) را كه به سمت بالا و پائين حركت مي كند روي پمپ روغن سوار مي كند و يك سوپاپ تنظيم ( سوپاپ ضامن=check valve ) كه از بيرون رانده شدن روغن جلوگيري مي كند.
بخش سوم : معرفي پمپ روغن تراكتور روماني
پمپ روغن مورد تحقيق ، پمپ دند ه اي در روي تراكتور اونيورسال مد ل ام _650 و ام- 651 است كه اين نوع تراكتور بيش از 30 سال است كه در ايران مورد استفاده قرار مي گيرد و يكي از رايج ترين تراكتورهاي مورد استفاده در ايران بشمار مي رود و داراي نمايندگي ثابت و خدمات پس از فروش مي باشد.
دبي اين پمپ 40 ليتر در دقيقه و فشار آن 3 تا5 / 4 كيلوگرم بر سانتي متر مربع مي باشد.
اين اويل پمپ در يك طرف بلوك موتور وصل مي شود و نيروي محركه خود را از چرخدنده ي سر ميل لنگ مي گيرد.

بخش چهارم : قطعات پمپ روغن دنده اي تراكتور اونيورسال ام_650 و ام_651 و شرح برخي از آنها
1- بدنه پمپ
2- housing : محل استقرار چرخدنده ها
3- چرخدنده:Gear
4- دو عدد شفت كوتاه و بلند كه شفت كوتاه به چرخدندهِ ي متحرك و شفت بلند به چرخدنده ي محرك متصل است.
5- خارهاي هلالي جهت كوبله(لاك) كردن شفت با چرخدنده
6- خارهاي نگه دارنده ي دنده جهت حركت رفت و برگشتي

7- بوش هاي غير هم جنس نسبت به بدنه و شفت.
غير هم جنس بودن بوش ها يكي به دليل جلوگيري از فرسايش قطعات و دليل ديگر ان است كه از نظر اقتصادي اين بوش ها ارزش كمتري نسبت به قطعات اصلي دارند و نقش اصلي آنها روان كاري بين دو قطعه سخت تر است بنابراين از جنس هاي نرم ساخته مي شوند كه در اين نوع پمپ از بوش ها با پايه هاي مسي استفاده شده است. منظور از بو ش با پايه هاي مسي آن است كه اين بوش ها حاوي 50 درصد و يا بيشتر از فلز مس مي باشند.
8- درپوش بدنه ي پمپ
9- پيچ ها وواشرها
10- سوپاپ كاهش فشار
اصولا اويل پمپ طوري طراحي شده است كه هنگام كاركردن ،بيش از مقدار مورد نياز قطعات متحرك موتور ،روغن فراهم مي كند.لذا بري جلوگيري از افزايش فشار روغن،در سرعت هاي زياد موتور ، سوپاپ كاهش فشار در بغل اويل پمپ نصب شده است. اين سوپاپ معمولاً با اويل پمپ يك تكه بوده و بدين جهت سوپاپ بغل اويل پمپ گفته مي شود .
سوپاپ كاهش فشار از يك ساچمه و فنر تشكيل شده است .دربعضي از موتورها عوض ساچمه از سوزن استفاده مي كنند. هنگاميكه فشار روغن كم است فنر به ساچمه فشار آورده و محل خروج روغن را مي بندد.امّا در صورت افزايش فشار روغن ،ساچمه فشار آورده و فنر جمع مي شود.در نتيجه روغن اضافي از اين كانال گذشته و به كارتر بر مي گردد. در بعضي از موتورها در پشت فنر پيچ تنظيم فشار قرار گرفته است و اين پيچ به وسيله ي اشپيلي بسته مي شود تا تنظيم آن بهم نخورد.در صورتيكه در بعضي ديگر ،پيچ تنظيم وجود نداشته و در صورت معيوب بودن ،بايد فنر آن عوض شود.
11- پيچ و واشر جهت لاك كردن سوراخ مته كاري شده:شامل دو واشر مسي و يك لاك واشر جلوگيري از بلند شدن پيچ .

12-چهار پيچ نگه دارنده بدنه ي پمپ به بلوك سيلندر
13- چرخدنده بيروني كه روي حور محرك سوار شده و نيروي محركه ي خود را ا ز چرخدنده سر ميل لنگ مي گيرد.اين چرخدنده از نوع دنده كج است. علت انتخاب چرخ دنده با دنده هاي كج اين است كه اين چرخدنده بايستي نيروي زيادي را تحمل كند.بنابراين بايداز مقاومت كافي برخوردار باشد.در چرخدنده هاي كج به دليل آنكه تعداد بيشتري ازدنده با طول بيشتري با هم درگير مي شوند به هين دليل چرخدنده ي كج براي اين منظور مناسب است.
14- زيگ رينگ(خار) نگه دارنده ي چرخدنده

شكل 4- 2 قطعات اويل پمپ مورد تحقيق

بخش پنجم:شرح مراحل ساخت وتوليد اويل پمپ تراكتور اونيورسال ام _650 وام _651
مهمترين واصلي ترين قسمت اويل پمپ همان پوسته (cover) پمپ مي باشدكه ساير قطعات روي آن تعبيه شده يا درون آن قرار دارند. به همين دليل اولين گام جهت ساخت پمپ تهيه ي پوسته ي آن است.بعد از تهيه ي پوسته نوبت به تهيه ي چرخدنده ها مي رسد كه آنها نيز از قطعات مهم و حساس در پمپ ها بشمار مي آيند.لذا ساخت آنها مستلزم انجام محاسبات دقيق و خاصي مي باشد تا بتوانندهدف اصلي از سيستم پمپاژ را فراهم كنند . همزمان با تهيه ي اين دوقطعه ساير قطعات از قبيل درپوش ها ، پيچ ها و واشرها ، شفت ها وخارها ،توسط سازنده تهيه مي شودتا در نهايت پمپ روغن آماده ي مونتاژ و تست گردد.
1- رسم نقشه ي قطعه : نقشه ي پمپ را با توجه به اندازه ها و ابعاد داده شده رسم مي شود . در هنگام رسم نقشه ي پمپ همواره لازم است به ميزان انبساط ها و انقباض هاي قطعه توجه شود چراكه پوسته ي پمپ جهت ساخت در ريخته گري دچار يك دسته انبساطات ويا انقباضاتي مي شود كه ذكر ومحاسبه ي آنها طبق موارد مورداستفاده در ريخته گري ضروري است . از آنجائيكه جهت ريخته گري اين قطعه از چدن استفاده مي شود بايد محاسبات را با توجه به اين نوع آلياژ انجام دهيم و آنها رادر ابعاد نقشه منظور كنيم.
طبق محاسبات انجام شده انقباض ريخته گري (= اختلاف اندازه ي قالب ريخته گري (يامدل) و قطعه ي ريخته گري سردشده ) چدن مورداستفاده در اين قطعه برابر6/1-1 درصد است.

انبساط قطعه درهنگام ريخته گري رانيز مي توان از رابطه ي زير محاسبه كرد و در اندازه ي نهائي منظور كرد.
طول اضافه شده = طول اوليه × حرارت اضافه شده × ά .
طول كل  طول اوليه + طول اضافه شده
در اين فرمول α ضريب انبساط طولي ماده ي مورد استفاده است.
شايا ن ذكر است كه در هنگام انجام محاسبات و تهيه نقشه لازم است به محاسبات شيب مدل هم توجه گردد.چرا كه در هنگام انجام عمليات ريخته گري و تهيه مدل ها ضروري است كه فسمت هائي را با شيب هائي معين طراحي كنيم تا مدل ريخته گري ماسه ريز نشود. به همين دليل قسمت هاي در معرض تماس را با زاويه ها و شيب هاي معين مي سازند تا تماس را به حداقل برسانند.

پس از محاسبه ي تمام اين ابعاد قطعه ي اصلي ، اندازه هاي نهائي مشخص مي شود و نقشه آماده ي استفاده جهت ساخت مدل چوبي مي شود.
نكته ي قابل توجه ديگركه در هنگام طراحي و نقشه كشي بايستي مورد توجه قرار گيرد، دقت در اندازه گيري پوسته و چرخدنده هاي داخل است كه در مراحل بعدي كار نيز لازم است كنترل شوند.
2- ساخت مدل چوبي: حال با استفاده از نقشه ، مدل چوبي قطعه را تهيه كرده و تمام اندازه هاي محاسبه شده را روي آن اجرا مي كنند.مدل چوبي مذكور را براساس استانداردها و قراردادها ي موجود در جداول مخصوص كه بين مدل و قسمت هاي مختلف آن و كارهائيكه بايستي روي آنها انجام گيرد وجود دارد ، مدل رارنگ مي كنند.

لازم بذكر است كه هم اكنون روش هاي پيشرفته تري در خط توليدهاي پيشرفته براي مدل سازي و ريخته گري اتوماتيك وجود دارد كه از موم صنعتي جهت قالب گيري استفاده مي شود.
3- ريخته گري مدل مادر: مدل چوبي ساخته شده را پس از رنگ كاري جهت ريخته گري مدل مادر كه از جنس آلومينيوم است آماده انتقال به واحد ريخته گري مي شود. وجود اين مرحله بدين دليل حائز اهميت است كه از مدل چوبي اوليه براي توليد با تيراژ بالا نمي توان استفاده كرد چراكه مدل چوبي همواره با حرارت و رطوبت ريخته گري و ماسه ي ريخته گري در تماس است و ممكن است ابعاد آن دچار تغييرات محسوس گردد ويا آنكه در معرض تركيدگي قرار گيرد.
علت اصلي در انتخاب آلومينيوم جهت ساخت مدل مادر نيز آنست كه اولاً آلومينيوم جزء فلزات سبك بشمار مي آيد و باعث سهولت در حمل ونقل و قالب گيري با ماسه هاي صنعتي مي شود ،ثانياً آلومينيوم كيفيت پرداخت سطح قطعه را در ريخته گري بالا مي برد.
مدل آلومينيومي ساخته شده پس از پرداخت كاري و ماشين كاري مناسب جهت نصب روي صفحات درجه ي ريخته گري آماده مي كنند.
اكنون قالب جهت ريخته گري آماده شده كه توسط ريخته گر آلياژ مورد نظر ريخته گري مشخص و ريخته گر مراحل ريخته گري كاور و دريچه كاور را شروع ميكند و پس از ريخته گري قطعات با دستگاه سندپلاست ماسه ها و شن ها ي سوخته شده به بدنه ي كاور را پرداخت مي كند. سپس قطعه را در محل توليد و در فضاي باز به مدت 6 ماه تا 1 سال در مجاورت هوا قرار داده تا بدين وسيله تنش زدائي انجام شود و پس از آن عمليات ماشين كاري بر روي آن انجام مي گيرد.

تنش زدايي به اين دليل بايد انجام گيرد كه چنانچه پس از ريخته گري عمليات ماشين كاري روي قطعات چدني انجام بگيرد ، به خاطر تنشي كه در هنگام ريخته گري و در انبساط وا نقباض آلياژ به وجود مي آيد ، ماشين كاري آن ابعاد قطعه را تغيير خواهد كرد و دچار تابيدگي مي شود و تلورانس ها و انطباقات اندازه ها تغيير خواهد كرد.تنش زدايي به اين صورت فقط در خصوص چدن و آ لياژها با پايه ي كربن مي باشد و در موارد ديگر چون فولاد از روش هاي شيميايي استفاده مي شود.
پس از مراحل تنش زدايي عمليا ت ماشين كاري بر روي كاور و دريچه ي كاور شروع مي شود . بدليل اينكه پوسته يا كاور قطعه ي مورد نظر ابعاد ناموزون و غير هندسي دارد ، قادر به بستن

آن روي صفحه نظام ماشين تراش نبوده و نياز به فيكسچرهاي مخصوص داريم. به همين منظور فيكسچرهاي مخصوص را طراحي كرده و مي سازيم و سپس با استفاده از آنها قطعه را مونتاژ كرده و عمليات ماشين كاري را انجام مي دهيم.
قسمت housing( پوسته) جهت استقرار چرخدنده ها ماشين كاري شده و هم چنين سوراخ ك

اري جهت قرار گرفتن در پوش و ومجراهاي ورودي و خروجي روغن روي پوسته انجام مي گيرد. اكنون پوسته تقريباً آماده است . همزمان با عمليات ماشين كاري ،ساخت چرخدنده ها طبق نقشه ها و محاسبات چرخ دنده ، توسط ماشين فرز هاپ يا ميلينگ ماشين ابتدا تراشكاري و سپس فرز كاري مي شوند .
لازم بذكر است كه چرخدنده ي محرك را از فولاد مناسب كه قابليت انجام عمليات آبكاري روي آن

وجود داشته باشدو پوسته ي خارجي آن سمانتسيون مي شود.
سمانتسيون بر روي اين قطعه جهت ضد سايش كردن قطعه انجام مي گيرد . بدين صورت كه سطح بيروني آن در حين انجام عمليات حرارتي سخت مي شود كه به اين لايه coating گفته مي شود.لايه ي نازك سطح بيروني سخت كاري شده در حاليكه بخش هاي داخلي نرم مي باشد . سطح بيروني ضد سايش بوده و سطح نرم داخلي از شكستن جلوگيري مي كند.