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Nei sistemi idraulici, le pompe a ingranaggi sono ampiamente utilizzate nelle macchine per l'edilizia, nelle macchine agricole e nelle apparecchiature idrauliche industriali grazie alla loro struttura semplice, elevata affidabilità e manutenzione agevole. Tuttavia, nel processo reale di selezione e applicazione, molte persone non distinguono correttamente le caratteristiche operative delle pompe a ingranaggi interni da quelle a ingranaggi esterni. Spesso prendono decisioni basandosi solo sull'esperienza o sul prezzo, portando infine a problemi come rumore elevato, bassa efficienza e vita utile breve.
Per scegliere il tipo giusto, è necessario innanzitutto comprendere le differenze fondamentali tra questi due tipi di pompe sotto diversi aspetti, tra cui principi strutturali, caratteristiche di flusso, prestazioni acustiche, adattabilità alle condizioni operative e scenari applicativi.
I. Differenza fondamentale: la struttura determina tutto
Fondamentalmente, la differenza tra pompe a ingranaggi interni ed esterni deriva dai diversi metodi di ingranamento, e il metodo di ingranamento determina direttamente la continuità e la regolarità della consegna dell'olio.
Pompa a ingranaggi esterna
Una pompa a ingranaggi esterni è composta da due ingranaggi delle stesse dimensioni, che si innestano l'uno con l'altro all'esterno all'interno del corpo della pompa. Durante la rotazione degli ingranaggi, si forma una pressione negativa sul lato in cui gli ingranaggi si disimpegnano, aspirando l'olio attraverso il porto di aspirazione. L'olio viene quindi trasportato lungo lo spazio tra la circonferenza esterna degli ingranaggi e la carcassa della pompa, ed è infine espulso attraverso il porto di scarico quando gli ingranaggi si reimpegnano sull'altro lato.
Le caratteristiche principali di questa struttura sono:
- Percorso di trasmissione delle forze chiaro
- Numero ridotto di componenti
- Bassa difficoltà di lavorazione e assemblaggio
Tuttavia, a causa del processo di ingranamento relativamente diretto, si verifica una variazione volumetrica evidente dell'olio durante il trasporto.
Pompa a ingranaggi interna
Una pompa di ingranaggi interna, invece, è costituita da un ingranaggio interno e un ingranaggio esterno. L'ingranaggio interno ruota eccentricamente all'interno dell'ingranaggio esterno. L'olio è racchiuso nella camera dell'olio formata tra i denti degli ingranaggi interni ed esterni ed è trasportato continuamente e senza intoppi fino all'uscita mentre gli ingranaggi ruotano.
Rispetto alla struttura esterna degli ingranaggi, le pompe interne hanno:
- Un'altra rete continua
- Cambiamenti più graduali nella camera dell'olio
- Un processo di consegna di petrolio più stabile
Questo è anche il motivo fondamentale per cui le pompe a ingranaggi interni hanno maggiori vantaggi in termini di fluidità e controllo del rumore.
II. Pulsazione del flusso: determinazione della "stabilità" del sistema
Nei sistemi idraulici, la pulsazione del flusso è una delle principali cause di vibrazioni, rumore e aumento della temperatura.
Caratteristiche di flusso delle pompe di ingranaggi esterni
A causa dei significativi cambiamenti nel volume della camera dell'olio quando gli ingranaggi si innestano e si disinnestano nelle pompe a ingranaggi esterni, il flusso in uscita presenta fluttuazioni periodiche. Tali pulsazioni sono più pronunciate in condizioni operative ad alta velocità o sotto carico elevato.
Manifestazioni pratiche:
- Eccessiva vibrazione del sistema
-evidente rumore nelle tubazioni
- Maggiore impatto sulle valvole e sulle guarnizioni
Caratteristiche di flusso delle pompe a ingranaggi interni
Le pompe a ingranaggi interni presentano variazioni più continue della camera dell'olio, con l'olio che viene "racchiuso" e trasportato tra i denti, risultando in un flusso in uscita più uniforme. Questa struttura può ridurre significativamente le pulsazioni del flusso.
Manifestazioni pratiche:
- Funzionamento del sistema più stabile
- Fluttuazioni di pressione più ridotte
- Più favorevole per componenti idraulici
III. Differenze in termini di rumore e comfort
I problemi di rumore spesso non sono dovuti al fatto che "la pompa è rotta", ma piuttosto a un'inadeguata corrispondenza del tipo di pompa.
Pompa a ingranaggi esterna
L'urto tra i denti degli ingranaggi è diretto, causando pulsazioni del flusso evidenti e livelli di rumore relativamente elevati. Tuttavia, è perfettamente accettabile in apparecchiature con elevata tolleranza al rumore, come macchinari edili e agricoli.
Pompa a ingranaggi interna
L'ingranamento è fluido e il flusso dell'olio è continuo, risultando in un rumore significativamente più basso. È particolarmente adatto per apparecchiature industriali, sistemi interni o applicazioni con requisiti più elevati di comfort.
IV. Adattabilità all'olio idraulico e alle condizioni operative
Pompa a ingranaggi esterna
Più adatto per oli idraulici con maggiore grado di pulizia.
Relativamente sensibile alle variazioni della viscosità dell'olio.
La velocità di usura aumenta quando l'olio è fortemente contaminato o le condizioni di lubrificazione sono scadenti.
Pompa a ingranaggi interna
Presenta un intervallo di adattabilità più ampio rispetto alla viscosità dell'olio.
Si comporta in modo più stabile con oli ad alta viscosità o in condizioni operative orientate alla lubrificazione.
Più favorevole alle condizioni di formazione del film oleoso.
V. Efficienza, durata e costo di manutenzione
Dal punto di vista di un funzionamento a lungo termine:
Pompa a ingranaggi esterna
Presenta un costo iniziale basso e una manutenzione semplice, ma in sistemi ad alta richiesta, le vibrazioni e l'usura possono ridurre la vita utile complessiva.
Pompa a ingranaggi interna
Richiede un investimento iniziale più elevato, ma funziona in modo regolare con un'usura uniforme, il che favorisce un funzionamento continuo a lungo termine.
VI. Confronto tra scenari applicativi tipici
Applicazioni comuni delle pompe a ingranaggi esterni
Macchine agricole
Macchinari da Costruzione
Sistemi idraulici per veicoli
Equipaggiamenti idraulici generali con sensibilità ai costi
Applicazioni comuni delle pompe a ingranaggi interni
Sistemi idraulici industriali
Sistemi di lubrificazione
Equipaggiamento di precisione
Scenari con requisiti elevati per rumore e stabilità
VII. Logica fondamentale della selezione ingegneristica
Nella pratica ingegneristica, non esiste una "pompa più avanzata", ma solo una "pompa più adatta".
Se il sistema dà priorità all'efficienza economica, alla struttura semplice e alla facilità di manutenzione → selezionare una pompa a ingranaggi esterni.
Se il sistema dà priorità al funzionamento regolare, al basso livello di rumore e al funzionamento continuo prolungato → selezionare una pompa a ingranaggi interni.
Se la scelta è errata, anche la pompa più costosa potrebbe avere prestazioni scadenti.
VIII. Sintesi in una frase dell'ingegnere
La differenza tra le pompe a ingranaggi non risiede nei loro nomi, ma nelle loro strutture; in ultima analisi, le differenze strutturali si riflettono sulle prestazioni del sistema.