हाइड्रोलिक पंपों और हाइड्रोलिक मोटर्स की भूमिका हाइड्रोलिक प्रणालियों में

एक पिछले लेख में, हमने हाइड्रोलिक पंप प्रणालियों और उनके समग्र कार्य सिद्धांत पर चर्चा की थी। संक्षेप में, एक हाइड्रोलिक प्रणाली एक ड्राइव तकनीक है जो ऊर्जा को तरल के माध्यम से संचारित करती है। यह एक विद्युत मोटर की यांत्रिक ऊर्जा को तरल ऊर्जा में परिवर्तित करती है, जिसे फिर तरल के माध्यम से क्रियान्वयन घटकों तक स्थानांतरित किया जाता है। एक हाइड्रोलिक प्रणाली के मुख्य घटकों में हाइड्रोलिक पंप, क्रियान्वयन घटक (हाइड्रोलिक मोटर), वाल्व और तेल टैंक शामिल हैं।

 

इस लेख में हाइड्रोलिक पंपों और हाइड्रोलिक मोटर्स पर ध्यान केंद्रित किया जाएगा, और समझाया जाएगा कि वे हाइड्रोलिक प्रणाली में कैसे एक साथ काम करते हैं। हम हाइड्रोलिक पंप से शुरुआत करेंगे।

 

हाइड्रोलिक मोटर्स का वर्गीकरण

 

 

हाइड्रोलिक मोटर्स आमतौर पर दो प्रमुख श्रेणियों में विभाजित होते हैं:

 

 

लो-स्पीड हाई-टॉर्क (LSHT) हाइड्रोलिक मोटर

 

 

हाई-स्पीड लो-टॉर्क (HSLT) हाइड्रोलिक मोटर

 

 

कम गति वाली हाइड्रोलिक मोटर का चयन करने से प्रणाली कम गति पर अधिक टॉर्क उत्पादित करने में सक्षम होती है। इन दोनों श्रेणियों के भीतर, उन्हें संरचना के आधार पर गियर मोटर्स, वेन मोटर्स और पिस्टन मोटर्स में और वर्गीकृत किया जा सकता है। पिस्टन मोटर्स को अक्षीय पिस्टन मोटर्स और अरीय पिस्टन मोटर्स में और उपविभाजित किया जा सकता है।

 

हाइड्रोलिक पंपों का वर्गीकरण

 

हाइड्रोलिक पंपों के सामान्य प्रकारों में शामिल हैं:

 

 

1. प्रवाह नियंत्रण क्षमता के आधार पर:

 

परिवर्तनशील पंप — आउटपुट प्रवाह को आवश्यकता के अनुसार समायोजित किया जा सकता है

 

नियत विस्थापन पंप — आउटपुट प्रवाह स्थिर है

 

 

2. संरचना के अनुसारः गियर पंप, वेन पंप, पिस्टन पंप

 

गियर पंप: आकार में छोटे, संरचना में सरल, तेल की स्वच्छता के लिए कम आवश्यकता और कम लागत; हालांकि, पंप शाफ्ट असंतुलित बलों से बहुत प्रभावित होता है, गंभीर पहनने का सामना करता है, और एक बड़ी रिसाव मात्रा है।

 

 

वैन पंप: एकल-अभिनय और दोहरे-अभिनय प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। इनकी समान प्रवाह, सुचारू संचालन, कम शोर, और गियर पंप की तुलना में उच्च दबाव और आयतन दक्षता होती है, लेकिन इनकी संरचना गियर पंप की तुलना में अधिक जटिल होती है।

 

 

पिस्टन पंप: उच्च आयतन दक्षता, कम रिसाव, और उच्च दबाव के तहत काम कर सकते हैं, जिससे वे बड़ी शक्ति वाली हाइड्रोलिक प्रणालियों के लिए उपयुक्त हैं। हालांकि, इनकी संरचना जटिल है, सामग्री और मशीनिंग सटीकता के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं, उच्च लागत है, और तेल की स्वच्छता के लिए भी उच्च आवश्यकताएं हैं।

 

हाइड्रोलिक पंपों की संरचना

 

हाइड्रोलिक पंप आमतौर पर तीन मुख्य भागों से बने होते हैं: कपलिंग, हाइड्रोलिक तेल टैंक, और फ़िल्टर।

 

 

कपलिंग्स

 

हाइड्रोलिक पंप के ड्राइव शाफ्ट पर रेडियल या अक्षीय बल सहन नहीं कर सकता है, इसलिए शाफ्ट के अंत पर सीधे पुल्ली, गियर, या स्प्रोकेट स्थापित नहीं किया जा सकता है। आमतौर पर, ड्राइव शाफ्ट को कपलिंग के माध्यम से पंप ड्राइव शाफ्ट से जोड़ा जाता है।

 

यदि निर्माण के कारण पंप और कपलिंग की सम-अक्षता मानक से अधिक हो जाती है, और असमापन के दौरान विचलन होता है, तो जैसे-जैसे पंप की गति बढ़ती है, अपकेंद्री बल भी बढ़ जाता है, जो कपलिंग के विरूपण का कारण बन सकता है। यह विरूपण अपकेंद्री बल को और बढ़ा देता है, जिससे एक दुष्चक्र बन जाता है, जो अंततः कंपन और शोर का कारण बनता है, जिससे पंप के सेवा जीवन पर प्रभाव पड़ता है। इसके अतिरिक्त, ढीले कपलिंग पिन और समय पर बदले न जाने वाले घिसे हुए रबर रिंग जैसे कारक भी पंप के संचालन पर प्रभाव डालते हैं।

 

 

हाइड्रोलिक तेल टैंक

 

हाइड्रोलिक प्रणाली में हाइड्रोलिक तेल टैंक के मुख्य कार्य हैं: तेल का भंडारण करना, ऊष्मा का विसर्जन करना, तेल में निहित वायु को अलग करना और झाग को खत्म करना।

 

तेल टैंक का चयन करते समय, पहली बात जिस पर विचार किया जाता है, वह है उसकी क्षमता: मोबाइल उपकरणों के लिए, यह आमतौर पर पंप की अधिकतम प्रवाह दर का 2-3 गुना होता है, और स्थिर उपकरणों के लिए, यह 3-4 गुना होता है। दूसरा, तेल टैंक के तेल स्तर पर विचार करें: जब सिस्टम के सभी हाइड्रोलिक सिलेंडर पूरी तरह से फैले हों, तो तेल टैंक में तेल का स्तर न्यूनतम तेल स्तर से नीचे नहीं होना चाहिए; जब सिलेंडर संकुचित हों, तो तेल स्तर अधिकतम तेल स्तर से अधिक नहीं होना चाहिए। अंत में, तेल टैंक की संरचना पर विचार करें: पारंपरिक तेल टैंक में बैफल्स गंदगी को प्रभावी ढंग से अवसादित करने में सक्षम नहीं होते हैं, इसलिए तेल टैंक की अनुदैर्ध्य अक्ष के साथ एक ऊर्ध्वाधर बैफल स्थापित किया जाना चाहिए। इस बैफल और तेल टैंक की अंतिम प्लेट के बीच एक अंतर होना चाहिए, जिससे बैफल के दोनों ओर के स्थान संचारित हो सकें। हाइड्रोलिक पंप के आपूर्ति और निकास बंदरगाहों की व्यवस्था उस छोर पर की जाती है जो बैफल से जुड़ा नहीं होता है, जिससे आपूर्ति और वापसी तेल के बीच की दूरी अधिकतम हो सके। साथ ही, तेल टैंक ऊष्मा को बेहतर ढंग से विकीर्ण भी कर सकता है।

 

तेल निस्यंदक

 

आम तौर पर, 10 से कम कण आकार वाले दूषित पदार्थ म्यू मीटर पंप पर बहुत कम प्रभाव डालते हैं, लेकिन जब कण आकार 10 से अधिक होता है म्यू मीटर, विशेष रूप से 40 से अधिक होने पर म्यू मीटर, यह पंप के सेवा जीवन को काफी प्रभावित करेगा। हाइड्रोलिक तेल में ठोस दूषित कण पंप के भीतर आपेक्षिक गति वाले भागों के सतहों पर घर्षण को तेजी से बढ़ाने के लिए प्रवृत्त होते हैं। इसलिए, तेल के दूषण की मात्रा को कम करने के लिए एक तेल फ़िल्टर स्थापित किया जाना चाहिए। अनुशंसित फ़िल्ट्रेशन सटीकता निम्नानुसार है: अक्षीय पिस्टन पंपों के लिए 10~15 म्यू मीटर, वेन पंपों के लिए 25 म्यू मीटर, और गियर पंपों के लिए 40 म्यू मीटर। उच्च-परिशुद्धता वाले तेल फ़िल्टर का उपयोग हाइड्रोलिक पंपों के सेवा जीवन को काफी बढ़ा सकता है।

 

हाइड्रोलिक मोटर्स का कार्य

 

एक हाइड्रोलिक मोटर एक क्रियात्मक तत्व है जो तरल की दबाव ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, टॉर्क और घूर्णन गति उत्पादित करता है, और हाइड्रोलिक प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण स्थान रखता है।

 

हाइड्रोलिक मोटर्स आमतौर पर दो प्रकारों में विभाजित होते हैं: कम टॉर्क और अधिक टॉर्क। हाल के वर्षों में, उच्च दबाव और उच्च शक्ति की ओर हाइड्रोलिक प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ-साथ पर्यावरण संरक्षण के प्रति बढ़ती ध्यान देने के कारण, हाइड्रोलिक एक्चुएटर्स में कम शोर, कम प्रदूषण और सुचारु संचालन जैसी विशेषताओं की आवश्यकता होती है। इसलिए, अधिक टॉर्क मोटर्स विकास की एक प्रमुख प्रवृत्ति बन गए हैं।

 

ऊर्जा रूपांतरण के संदर्भ में, हाइड्रोलिक पंप और हाइड्रोलिक मोटर उलट-पुलट योग्य हाइड्रोलिक घटक हैं: किसी भी हाइड्रोलिक पंप में कार्यशील द्रव को इनपुट करके इसे एक हाइड्रोलिक मोटर की स्थिति में परिवर्तित किया जा सकता है; इसके विपरीत, जब हाइड्रोलिक मोटर के मुख्य धुरी को बाहरी टॉर्क द्वारा घुमाया जाता है, तो इसे हाइड्रोलिक पंप की स्थिति में भी परिवर्तित किया जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनके पास समान मूलभूत संरचनात्मक तत्व होते हैं: एक सीलयुक्त और आवधिक रूप से परिवर्तनशील आयतन तथा संगत तेल वितरण तंत्र।

 

हाइड्रोलिक प्रणालियों में हाइड्रोलिक पंपों की भूमिका

 

सरल शब्दों में, एक हाइड्रोलिक पंप एक ऐसा उपकरण है जो यांत्रिक ऊर्जा को हाइड्रोलिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है। हाइड्रोलिक संचरण प्रणालियाँ भार को पार करने और शक्ति आउटपुट प्राप्त करने के लिए विभिन्न प्रकार के हाइड्रोलिक पंपों का उपयोग करती हैं।

 

उदाहरण के लिए, बुलडोज़र या एक्सकेवेटर जैसी हाइड्रोलिक ड्राइव प्रणालियों में, हाइड्रोलिक पंप वाहनों या भारी वस्तुओं को उठाने के लिए आवश्यक दबाव प्रदान करने के लिए जिम्मेदार होता है। अधिकांश भारी निर्माण मशीनरी में हाइड्रोलिक पंप लगे होते हैं, जो हाइड्रोलिक प्रणालियों के मुख्य घटक होते हैं।

 

बड़े उपकरणों के अलावा, विभिन्न हाइड्रोलिक उपकरणों जैसे कटिंग उपकरण, प्रेस, हाइड्रोलिक आरी आदि को शक्ति प्रदान करने के लिए छोटे हाइड्रोलिक पंप भी उपयोग किए जाते हैं। ये सभी उपकरण दक्षतापूर्वक संचालित होने के लिए हाइड्रोलिक पंपों पर निर्भर करते हैं।

 

 

हाइड्रोलिक पंपों और सामान्य पंपों में अंतर

 

हाइड्रोलिक पंप और सामान्य पंप के बीच सबसे बड़ा अंतर उनकी कार्यप्रणाली में होता है। सामान्य पंप आमतौर पर तरल के एक स्थिर प्रवाह को बनाए रखते हैं, जबकि हाइड्रोलिक पंप का प्रवाह दर लोड दबाव से निकटता से संबंधित होता है।

 

इसके अतिरिक्त, उनके कार्य भी भिन्न होते हैं: हाइड्रोलिक पंप को सिस्टम लोड द्वारा उत्पन्न दबाव को पार करना होता है, जबकि सामान्य पंप केवल तरल को लगातार प्रवाहित करने या संचारित करने के लिए उत्तरदायी होते हैं।

 

एक हाइड्रोलिक मोटर का कार्य

 

एक हाइड्रोलिक मोटर एक घूर्णन सक्रिय घटक है, जिसे घूर्णी एक्चुएटर भी कहा जाता है। इसका मुख्य कार्य हाइड्रोलिक ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करना है ताकि लोड को गति प्रदान की जा सके।

 

एक हाइड्रोलिक मोटर की आउटपुट शक्ति हाइड्रोलिक तेल के दबाव ड्रॉप और प्रवाह दर द्वारा निर्धारित होती है। दूसरे शब्दों में, एक हाइड्रोलिक मोटर की आउटपुट शक्ति उसकी घूर्णन गति के सीधे आनुपातिक होती है।

 

हाइड्रोलिक पंप और हाइड्रोलिक मोटर का सहयोगात्मक कार्य सिद्धांत

 

हाइड्रोलिक पंपों और हाइड्रोलिक मोटर्स के कार्यों को समझने के बाद, आइए एक सिस्टम में उनके साथ-साथ कार्य करने के तरीके पर विचार करें:

 

सबसे पहले, हाइड्रोलिक पंप प्राइम मूवर (जैसे इलेक्ट्रिक मोटर या डीजल इंजन) से यांत्रिक ऊर्जा को हाइड्रोलिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जो प्रवाहित हाइड्रोलिक तेल के रूप में मौजूद होती है।

 

उसके बाद, हाइड्रोलिक मोटर हाइड्रोलिक पंप द्वारा उत्पादित हाइड्रोलिक ऊर्जा को प्राप्त करता है और इसे वापस यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जिसका उपयोग लोड को कार्य करने के लिए चलाने में किया जाता है।

 

हाइड्रोलिक मोटर द्वारा इस परिवर्तन प्रक्रिया के पूरा होने के बाद, पूरी सिस्टम के पास कार्य करने के लिए आवश्यक यांत्रिक ऊर्जा होती है। हाइड्रोलिक सिस्टम हमारे दैनिक जीवन में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं; उदाहरण के लिए, एलिवेटर, ईंधन वितरक और मनोरंजन सुविधाएं सभी हाइड्रोलिक पंपों और हाइड्रोलिक मोटर्स की सहयोगी क्रिया पर निर्भर करती हैं।

 

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (एफएक्यू)

 

1. हाइड्रोलिक पंप और हाइड्रोलिक मोटर में क्या अंतर है?

 

उत्तर: एक हाइड्रोलिक पंप यांत्रिक ऊर्जा को हाइड्रोलिक ऊर्जा (दबाव युक्त तरल) में परिवर्तित करता है, जबकि एक हाइड्रोलिक मोटर हाइड्रोलिक ऊर्जा को वापस यांत्रिक ऊर्जा (टॉर्क और घूर्णी गति) में परिवर्तित करता है।

 

 

2. हाइड्रोलिक मोटर्स के मुख्य प्रकार क्या हैं?

 

उत्तर: हाइड्रोलिक मोटर्स मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित हैं:

 

 

कम-गति उच्च-टॉर्क (LSHT) मोटर्स

 

उच्च-गति कम-टॉर्क (HSLT) मोटर्स

 

इसके अतिरिक्त, संरचना के आधार पर, इनमें गियर मोटर्स, वेन मोटर्स और पिस्टन मोटर्स (अक्षीय और अरीय पिस्टन प्रकार सहित) शामिल हैं।

 

 

3. हाइड्रोलिक पंपों के सामान्य प्रकार और उनके वर्गीकरण विधियाँ क्या हैं?

 

उत्तर: हाइड्रोलिक पंपों को आमतौर पर निम्नलिखित दो तरीकों से वर्गीकृत किया जाता है:

 

 

प्रवाह समायोज्यता: परिवर्तनशील पंप (समायोज्य) और निश्चित पंप (स्थिर प्रवाह)

 

 

संरचनात्मक प्रकार: गियर पंप, वेन पंप, पिस्टन पंप।

 

 

गियर पंप: छोटे आकार, सरल संरचना, कम लागत, लेकिन अधिक पहनावा और रिसाव।

 

 

वेन पंप: समान प्रवाह, सुचारु संचालन, कम शोर, गियर पंप की तुलना में उच्च दक्षता, लेकिन जटिल संरचना।

 

 

पिस्टन पंप: उच्च आयतन दक्षता, कम रिसाव, उच्च दबाव पर संचालित कर सकते हैं, उच्च-शक्ति प्रणालियों के लिए उपयुक्त, लेकिन अधिक लागत और तेल की सफाई के लिए उच्च आवश्यकताएँ।

 

4. हाइड्रोलिक पंप प्रणाली के घटक क्या हैं?

 

उत्तर: एक हाइड्रोलिक पंप प्रणाली में आमतौर पर शामिल होते हैं:

 

 

कपलिंग (ड्राइव शाफ्ट और पंप शाफ्ट को जोड़ना)

 

 

हाइड्रोलिक तेल टैंक (तेल को संग्रहित करना, ऊष्मा का अपव्यय, वायु को अलग करना और झाग को दूर करना)

 

 

फ़िल्टर (तेल में ठोस दूषित कणों को कम करना)

 

 

प्रणाली की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, कपलिंग के उचित संरेखण, तेल टैंक की उचित क्षमता और संरचना, और सही परिशुद्धता वाले फ़िल्टर के चयन की आवश्यकता होती है।

 

 

5. प्रणाली में हाइड्रोलिक मोटर की क्या भूमिका होती है?

 

उत्तर: एक हाइड्रोलिक मोटर दबाव युक्त तरल पदार्थ प्राप्त करती है, हाइड्रोलिक ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है, और टॉर्क और घूर्णन गति उत्पन्न करती है। इसकी आउटपुट शक्ति तरल पदार्थ के दबाव में गिरावट और प्रवाह दर पर निर्भर करती है, इसलिए जब प्रवाह दर या दबाव में परिवर्तन होता है, तो मोटर का आउटपुट उसी के अनुसार बदल जाता है।

 

 

6. हाइड्रोलिक पंप और हाइड्रोलिक मोटर एक साथ कैसे काम करते हैं?

 

उत्तर: एक हाइड्रोलिक प्रणाली में:

 

 

हाइड्रोलिक पंप प्राइम मूवर (जैसे विद्युत मोटर या डीजल इंजन) द्वारा प्रदान की गई यांत्रिक ऊर्जा को तरल ऊर्जा में परिवर्तित करता है।

 

 

हाइड्रोलिक मोटर इस दबाव युक्त तरल पदार्थ को प्राप्त करती है और लोड को चलाने के लिए इसे पुनः यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है।

 

 

इस ऊर्जा परिवर्तन के माध्यम से, प्रणाली आवश्यक यांत्रिक आउटपुट प्राप्त कर सकती है।

 

7. हाइड्रोलिक प्रणालियों में तेल की स्वच्छता और फ़िल्ट्रेशन इतना महत्वपूर्ण क्यों है?

 

उत्तर: हाइड्रोलिक तेल में ठोस कण (विशेष रूप से 10 म्यू माइक्रोन से बड़े, विशेष रूप से 40 से बड़े म्यू m) पंपों और मोटर्स के आंतरिक घटकों पर घर्षण को बढ़ा सकता है, जिससे दक्षता और आयु कम हो जाती है। उचित परिशुद्धता वाले फ़िल्टर स्थापित करने से (उदाहरण: वेन पंप के लिए 10-15 म्यू मीटर, वेन पंपों के लिए 25 म्यू m, गियर पंप के लिए 40 म्यू m) प्रणाली की विरासत को प्रभावी ढंग से बनाए रखा जा सकता है।

 

 

8. यदि मेरा हाइड्रोलिक पंप शोर कर रहा है या कंपन कर रहा है, तो मुझे क्या जाँच करनी चाहिए?

 

उत्तर: सामान्य कारण शामिल हैं:

 

- पंप और कपलिंग/शाफ्ट के बीच गलत संरेखण

 

- गति या भार नाममात्र मानों से अधिक होना

 

- सक्शन लाइन में वायु का आहार या कैविटेशन

 

- तेल की खराब स्वच्छता या गलत मात्रा/प्रकार

 

- कपलिंग या आंतरिक पंप घटकों का घर्षण या क्षति

 

इन मुद्दों को दूर करने से शोर, कंपन कम होता है और पंप के जीवनकाल में वृद्धि होती है।

 

 

9. क्या एक हाइड्रोलिक पंप सिस्टम में दबाव उत्पन्न करता है?

 

उत्तर: वास्तव में, पूरी तरह से नहीं। एक हाइड्रोलिक पंप का प्राथमिक कार्य प्रवाह उत्पन्न करना होता है; दबाव केवल तभी बनता है जब यह प्रवाह सिस्टम में प्रतिरोध का सामना करता है (जैसे भार, वाल्व या एक्चुएटर)। अतः दबाव उत्पादन को केवल पंप तक सीमित करना अशुद्ध है।

 

 

10. हाइड्रोलिक पंपों और मोटर्स के लिए दक्षता मापदंड क्या हैं?

 

उत्तर: प्रमुख दक्षता मापदंड इस प्रकार हैं:

 

- आयतन दक्षता: वास्तविक प्रवाह ÷ सैद्धांतिक प्रवाह

 

- यांत्रिक/हाइड्रोलिक दक्षता: सैद्धांतिक टॉर्क ÷ वास्तविक टॉर्क (या यांत्रिक हानि से संबंधित)

 

- समग्र दक्षता: आयतन दक्षता × यांत्रिक/हाइड्रोलिक दक्षता