ในระบบที่ใช้ของเหลวเพื่อส่งแรง ปั๊มเกียร์ถูกใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องจักรวิศวกรรม เครื่องจักรการเกษตร และอุปกรณ์ไฮดรอลิกอุตสาหกรรม เนื่องจากโครงสร้างที่เรียบง่าย ความเชื่อมั่นที่สูง และการบำรุงรักษาง่าย อย่างไรไรในขั้นตอนการคัดเลือกและการใช้งานจริง หลายคนไม่สามารถแยกแยะอย่างแท้จริงลักษณะการทำงานของปั๊มเกียร์ภายในและปั๊มเกียร์ภายนอกได้ มักตัดสินใจโดยอิงจากประสบการณ์หรือราคาเพียงอย่างเท่านั้น ซึ่งในท้ายทายส่งผลให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น เสียงดังรบกวน ประสิทธิภาพต่ำ และอายุการใช้งานสั้น
เพื่อเลือกประเภทที่เหมาะสม สิ่งที่จำเป็นก่อนคือต้องเข้าใจความแตกต่างพื้นฐานระหว่างปั๊มสองประเภทนี้จากหลายมิติ รวมเช่น หลักการโครงสร้าง ลักษณะการไหล สมรรถนะเสียงรบกวน ความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพการปฏิบัติงาน และสถานการณ์การใช้งาน
I. ความต่างพื้นฐาน: โครงสร้างเป็นตัวกำหนดทุกสิ่ง
โดยพื้นฐาน ความแตกต่างระหว่างปั๊มเกียร์ภายในและภายนอกเกิดจากวิธีการสอดฟันของเกียร์ที่ต่างกัน ซึ่งวิธีการสอดฟันนี้จะกำหนดความต่อเนื่องและความเรียบลื่นของการส่งน้ำมันโดยตรง
ปั๊มเกียร์ภายนอก
ปั๊มเกียร์ภายนอกประกอบของสองเกียร์ที่มีขนาดเท่ากัน ซึ่งสอดฟันกันอยู่ด้านนอกภายในตัวปั๊ม เมื่อเกียร์หมุน จะเกิดแรงดันลบในด้านที่เกียร์แยกออกจากกัน ทำให้ดูดน้ำมันเข้าทางช่องดูด น้ำมันจะถูกพาไปตามช่องว่างระหว่างเส้นรอบวงด้านนอกของเกียร์และตัวปั๊ม จากนั้นจะถูกบีบออกทางช่องปล่อยเมื่อเกียร์สอดฟันกลับด้านตรงข้าม
ลักษณะหลักของโครงสร้างนี้คือ:
- เส้นทางการถ่ายถ่ายแรงที่ชัดเจน
- จำนวนชิ้นส่วนน้อย
- ความยากต่ำในการประมวลและการประกอบ
อย่างไรเสีย เนื่องจากกระบวนการสอดฟันของเกียร์ค่อนตรง ทำให้เกิดการเปลี่ยนปริมาตรของน้ำมันอย่างชัดเจนในระหว่างการขนส่ง
ปั๊มเกียร์ภายใน
ปั๊มเกียร์ภายใน ประกอบด้วยเกียร์ภายในและเกียร์ภายนอก เกียร์ภายในจะหมุนแบบออฟเซ็นทริก (หมุนไม่ตรงศูนย์กลาง) อยู่ภายในเกียร์ภายนอก น้ำมันจะถูกกักไว้ในห้องน้ำมันที่เกิดขึ้นระหว่างฟันของเกียร์ภายในและเกียร์ภายนอก และจะถูกส่งต่อไปยังช่องทางออกอย่างต่อเนื่องและราบรื่นขณะที่เกียร์หมุน
เมื่อเทียบกับโครงสร้างเกียร์ภายนอก ปั๊มเกียร์ภายในมีข้อดีดังนี้
- การเข้าล้อฟันกันอย่างต่อเนื่องมากกว่า
- การเปลี่ยนแปลงของห้องน้ำมันที่ค่อยเป็นค่อยไปมากกว่า
- กระบวนการจ่ายน้ำมันที่มีความมั่นคงและเสถียรกว่า
นี่ก็คือเหตุผลพื้นฐานที่ทำให้ปั๊มเกียร์ภายในมีข้อได้เปรียบมากกว่าในแง่ของความเรียบลื่นและการควบคุมเสียงรบกวน
II. การผันผวนของอัตราการไหล: การกำหนด 'ความมั่นคง' ของระบบ
ในระบบไฮดรอลิก การผันผวนของอัตราการไหลเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือน เสียงรบกวน และการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ
ลักษณะการไหลของปั๊มเกียร์ภายนอก
เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในปริมาตรของห้องน้ำมันเมื่อฟันเฟืองเข้าและออกจากการหมุนในปั๊มเกียร์แบบภายนอก การไหลของผลลัพธ์จึงแสดงการผันผวนเป็นจังหวะ โดยการสั่นสะเทือนเหล่านี้จะชัดเจนมากขึ้นภายใต้สภาวะการทำงานที่ความเร็วสูงหรือโหลดสูง
การแสดงออกในทางปฏิบัติ:
- การสั่นสะเทือนของระบบมากเกินไป
-ชัดเจน เสียงรบกวนในท่อส่ง
- ส่งผลกระทบมากขึ้นต่อวาล์วและซีล
ลักษณะการไหลของปั๊มเกียร์ภายใน
ปั๊มเกียร์ภายในมีการเปลี่ยนแปลงของห้องน้ำมันที่ต่อเนื่องมากกว่า โดยน้ำมันจะถูก 'ห่อหุ้ม' และเคลื่อนย้ายระหว่างฟันเฟือง ทำให้เกิดการไหลที่สม่ำเสมอมากขึ้น โครงสร้างนี้สามารถลดการผันผวนของการไหลได้อย่างมีนัยสำคัญ
การแสดงออกในทางปฏิบัติ:
- การทำงานของระบบมีความมั่นคงมากขึ้น
- การเปลี่ยนแปลงของแรงดันน้อยลง
- เหมาะสมกว่าสำหรับชิ้นส่วนไฮดรอลิก
III. ความแตกต่างด้านเสียงรบกวนและความสะดวกสบาย
ปัญหาเรื่องเสียงรบกวนมักไม่ใช่ "ปั๊มเสีย" แต่เป็นการเลือกประเภทปั๊มที่ไม่เหมาะสม
ปั๊มเกียร์ภายนอก
แรงกระแทกจากการฟันเฟืองเข้ากันโดยตรง ส่งผลให้เกิดการผันผวนของอัตราการไหลที่สังเกตเห็นได้และระดับเสียงค่อนข้างสูง อย่างไรก็ตาม ถือว่ายอมรับได้ในเครื่องจักรที่ทนต่อเสียงดังสูง เช่น เครื่องจักรงานก่อสร้างและเครื่องจักรเกษตร
ปั๊มเกียร์ภายใน
การเข้าฟันเฟืองเป็นไปอย่างลื่นไหล และการไหลของน้ำมันต่อเนื่อง ส่งผลให้เสียงรบกวนต่ำลงอย่างชัดเจน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม ระบบภายในอาคาร หรือการใช้งานที่ต้องการความสะดวกสบายสูง
IV. ความสามารถในการปรับตัวต่อน้ำมันไฮดรอลิกและสภาพการใช้งาน
ปั๊มเกียร์ภายนอก
เหมาะกับน้ำมันไฮดรอลิกที่มีความสะอาดสูง
ค่อนข้างไวต่อการเปลี่ยนแปลงความหนืดของน้ำมัน
ความเร็วในการสึกหรอจะเพิ่มขึ้นเมื่อน้ำมันปนเปื้อนรุนแรงหรือสภาพหล่อลื่นไม่ดี
ปั๊มเกียร์ภายใน
มีช่วงความสามารถในการปรับตัวต่อความหนืดของน้ำมันที่กว้างขึ้น
ทำงานได้อย่างมั่นคงมากขึ้นในน้ำมันที่มีความหนืดสูง หรือสภาวะการใช้งานที่เน้นการหล่อลื่น
เป็นมิตรต่อสภาวะที่เอื้อต่อการเกิดฟิล์มน้ำมันมากกว่า
V. ประสิทธิภาพ อายุการใช้งาน และต้นทุนการบำรุงรักษา
จากมุมมองการใช้งานระยะยาว:
ปั๊มเกียร์ภายนอก
มีต้นทุนเริ่มต้นต่ำและการบำรุงรักษาง่าย แต่ในระบบที่ต้องการสูง การสั่นสะเทือนและการสึกหรออาจทำให้อายุการใช้งานโดยรวมสั้นลง
ปั๊มเกียร์ภายใน
มีการลงทุนเริ่มต้นสูงกว่า แต่ทำงานได้อย่างราบรื่นและมีการสึกหรออย่างสม่ำเสมอ ซึ่งเอื้อต่อการดำเนินงานต่อเนื่องในระยะยาวมากกว่า
VI. การเปรียบเทียบสถานการณ์การใช้งานทั่วไป
การใช้งานทั่วไปของปั๊มเฟืองภายนอก
เครื่องจักรการเกษตร
เครื่องจักรก่อสร้าง
ระบบไฮดรอลิกของยานพาหนะ
อุปกรณ์ไฮดรอลิกทั่วไปที่คำนึงถึงต้นทุน
การใช้งานปั๊มเกียร์ภายในที่พบบ่อย
ระบบไฮดรอลิกอุตสาหกรรม
ระบบหล่อลื่น
อุปกรณ์ความแม่นยำสูง
สถานการณ์ที่ต้องการความเงียบและความเสถียรสูง
VII. หลักการพื้นฐานในการเลือกปั๊มสำหรับงานวิศวกรรม
ในการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรม ไม่มีคำว่า 'ปั๊มที่ทันสมัยกว่า' มีเพียง 'ปั๊มที่เหมาะสมกว่า'
หากระบบให้ความสำคัญกับต้นทุนที่คุ้มค่า โครงสร้างเรียบง่าย และการบำรุงรักษาง่าย → ให้เลือกปั๊มเกียร์ภายนอก
หากระบบให้ความสำคัญกับการดำเนินงานที่ราบรื่น เสียงรบกวนต่ำ และการใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานาน → ให้เลือกปั๊มเกียร์ภายใน
หากการเลือกไม่เหมาะสม แม้แต่ปั๊มที่มีราคาแพงที่สุดก็อาจทำงานได้ไม่ดี
VIII. สรุปโดยวิศวกรในหนึ่งประโยค
ความแตกต่างระหว่างปั๊มเกียร์อยู่ที่ไม่ใช่ชื่อเรียกของมัน แต่อยู่ที่โครงสร้าง; ในท้ายที่สุด ความแตกต่างของโครงสร้างจะสะท้อนออกมาในประสิทธิภาพของระบบ