پمپ پیستونی

مرجع تخصصی و راهنمای انتخاب پمپ‌های پیستونی بوش رکسروت (Bosch Rexroth)

در مهندسی هیدرولیک، جایی برای “آزمون و خطا” وجود ندارد. زمانی که شما مسئولیت خط تولید یک کارخانه فولاد یا یک دستگاه تزریق پلاستیک چند صد تنی را بر عهده دارید، قلب تپنده سیستم شما پمپ هیدرولیک است. در این ۱۵ سال تجربه میدانی، من بارها شاهد بوده‌ام که انتخاب اشتباه یک پمپ یا استفاده از نمونه‌های “های‌کپی” چینی، چگونه منجر به توقف خط تولید (Downtime) و خسارت‌های میلیاردی شده است.

این راهنما یک بروشور تبلیغاتی نیست؛ این یک سند فنی برای انتخاب مهندسی‌شده پمپ پیستونی رکسروت آلمان است. ما در اینجا در مورد استانداردهای DIN، راندمان حجمی و تفاوت‌های میکرونی صحبت می‌کنیم که بوش رکسروت (Bosch Rexroth) را به رهبر بلامنازع بازار جهانی تبدیل کرده است.

۱. چرا رکسروت آلمان؟

زمانی که از پمپ پیستونی محوری (Axial Piston Pump) صحبت می‌کنیم، رکسروت تنها یک برند نیست؛ بلکه بنچمارک (Benchmark) صنعت است. چرا؟

1. دینامیک سیالات و راندمان حجمی: پمپ‌های رکسروت به گونه‌ای طراحی شده‌اند که حتی در فشارهای کاری دائم ۳۵۰ بار، نشتی داخلی (Internal Leakage) به حداقل ممکن می‌رسد. این یعنی راندمان حجمی بالای ۹۵٪ که مستقیماً به معنای عدم داغ کردن روغن و کاهش مصرف انرژی است.

2. متریال‌شناسی پیشرفته: آلیاژ استفاده شده در روتاری گروپ (Rotary Group) و سختی‌سنجی سطوح در تماس (مثل پیستون‌ها و سیلندر بلاک)، تحمل تنش‌های برشی و فشاری را در سیکل‌های کاری طولانی تضمین می‌کند.

3. فشار نامی در برابر فشار لحظه‌ای: بسیاری از برندها فشار ۴۰۰ بار را به عنوان فشار لحظه‌ای (Peak) اعلام می‌کنند، اما پمپ‌های سنگین رکسروت (مانند سری A4) برای کارکرد دائم در فشارهای بالا طراحی شده‌اند.

نکته فنی: یک پمپ رکسروت اصلی، ماشینی است که برای ۱۰۰,۰۰۰ ساعت کارکرد طراحی شده، نه برای تعویض سالیانه.

۲. دسته‌بندی مدل‌های پرکاربرد (Technical Specification)

به عنوان یک مهندس، شما باید بدانید کدام کد فنی (Part Number) با نمودار H-Q سیستم شما همخوانی دارد. در ادامه، پرکاربردترین مدل‌ها در صنعت ایران را بررسی می‌کنیم.

A10VSO: آچار فرانسه صنعت (مدار باز – دبی متغیر)

پمپ A10VSO پرفروش‌ترین و منعطف‌ترین پمپ در کلاس فشار متوسط (Medium Pressure) است.

• طراحی: سواش پلیت (Swashplate).

• کاربرد: یونیت‌های هیدرولیک استاندارد، ماشین‌آلات تزریق پلاستیک، صنایع چوب و کاغذ.

• مشخصات کلیدی: این پمپ برای فشار دائم ۲۸۰ بار طراحی شده است. سری‌های ۳۱ و ۵۲ از پرمصرف‌ترین مدل‌های بازار ایران هستند. صدای کم (Low Noise) و پاسخ‌دهی سریع شیر کنترل از ویژگی‌های بارز آن است.

A4VSO: پمپ مادر (فشار بالا – Heavy Duty)

اگر در صنعت فولاد، پرس‌های سنگین یا سیستم‌های دریایی فعالیت دارید، A4VSO تنها انتخاب منطقی شماست.

• طراحی: سواش پلیت با یاتاقان‌بندی بسیار مستحکم (Cradle bearings).

• کاربرد: پرس‌های هیدرولیک سنگین، نورد فولاد، وینچ‌های دریایی.

• مشخصات کلیدی: تحمل فشار دائم ۳۵۰ بار و فشار لحظه‌ای تا ۴۰۰ بار. عمر کاری این پمپ به دلیل طراحی خاص روتاری گروپ و استفاده از پیستون‌های با کیفیت، بسیار بالاتر از سری A10 است.

A2FO / A2FM: سرعت بالا با محور خمیده (Bent Axis)

بر خلاف دو مدل قبلی، سری A2FO (پمپ) و A2FM (موتور) از تکنولوژی محور خمیده (Bent Axis) استفاده می‌کنند.

• ویژگی: دبی ثابت (Fixed Displacement).

• مزیت مهندسی: به دلیل زاویه خمش ۴۰ درجه، این پمپ‌ها خودمکندگی (Self-suction) عالی دارند و نسبت به آلودگی روغن مقاوم‌ترند.

• کاربرد: میکسرها، ماشین‌آلات راهسازی و کاربردهایی که نیاز به دور و گشتاور بالا در فضای کم دارند.

A7V / A8V: کهنه‌کارهای قدرتمند

این مدل‌ها نسل‌های قدیمی‌تر پمپ‌های بنت‌اکسیس هستند. اگرچه مدل‌های جدیدتر (مثل A17 یا A2) جایگزین شده‌اند، اما همچنان در بسیاری از بیل‌های مکانیکی و لودرهای قدیمی کوماتسو و لیبهر دیده می‌شوند. A8V معمولاً به صورت پمپ دوبل در مدار باز استفاده می‌شود.

جدول مقایسه فنی سریع: A10VSO در برابر A4VSO

۳. انواع مکانیزم کنترل (Regulators/Controllers)

خرید پمپ پیستونی رکسروت بدون انتخاب شیر کنترل (Controller) صحیح، مانند خرید یک خودروی مسابقه‌ای بدون فرمان است. این کنترلرها هستند که رفتار پمپ را در مدار دیکته می‌کنند.

DR: کنترل فشار (Pressure Control)

ساده‌ترین و رایج‌ترین نوع کنترل. زمانی که فشار سیستم به حد تنظیم شده (Set point) برسد، پمپ زاویه سواش پلیت را صفر کرده و دبی را قطع می‌کند (Standby)، اما فشار را در خط نگه می‌دارد. این جایگزین هوشمندانه‌ای برای شیر ریلیف (Relief Valve) است و از داغ شدن روغن جلوگیری می‌کند.

DFR / DFR1: سیستم لود سنسینگ (Load Sensing)

این شاهکار مهندسی رکسروت است. DFR (کنترل فشار و جریان) با دریافت فیدبک از مصرف‌کننده (اوریفیس)، دبی خروجی پمپ را دقیقاً به اندازه نیاز سیستم تنظیم می‌کند.

• مزیت اقتصادی: صرفه‌جویی چشمگیر در مصرف برق الکتروموتور و کاهش نیاز به کولینگ سیستم. اگر دستگاه تزریق یا پرس مدرن دارید، حتماً باید از DFR استفاده کنید.

LRDS: کنترل توان (Power Control)

در سیستم‌هایی که محدودیت توان ورودی (دیزل یا الکتروموتور) داریم، LRDS تضمین می‌کند که حاصل‌ضرب فشار در دبی ($P \times Q$) از توان نامی موتور تجاوز نکند. این مکانیزم از خفه کردن (Stall) موتور در بارهای سنگین جلوگیری می‌کند.

۴. راهنمای تشخیص پمپ رکسروت اصلی از چینی/تقلبی

بازار ایران مملو از پمپ‌های چینی است که با لیبل “Germany” فروخته می‌شوند. به عنوان یک کارشناس، به شما می‌گویم که تفاوت در جزئیات پنهان است. برای تشخیص پمپ رکسروت اصلی به موارد زیر دقت کنید:

1. پلاک (Nameplate):

   • در نمونه‌های اصلی، پلاک معمولاً فلزی است و اطلاعات با لیزر یا ضربه بسیار دقیق و عمیق حک شده‌اند. فونت اعداد در رکسروت استاندارد خاصی دارد.

   • در نمونه‌های تقلبی، پلاک‌ها اغلب چاپی هستند یا حکاکی کم‌عمق و نامنظم دارند.

   • MNR (شماره متریال): کد ۸ یا ۱۰ رقمی که شناسنامه پمپ است.

2. رنگ و پوشش بدنه:

   • پمپ‌های اصلی رکسروت معمولاً با یک پرایمر طوسی روشن، آبی فیروزه‌ای خاص یا فسفاته (سیاه مات) عرضه می‌شوند. رنگ‌های روغنی براق و ضخیم اغلب نشان‌دهنده بازسازی (Rebuilt) یا تقلبی بودن کالا هستند.

3. کیفیت ریخته‌گری (Casting):

   • به پوسته پمپ دست بکشید. پوسته پمپ‌های اصلی (مخصوصاً A10VSO) دارای سطح صاف و یکنواخت است. وجود تخلخل یا زبری بیش از حد در محل‌های اتصال، زنگ خطر است.

4. پورت‌های روغن:

   • در پمپ اصلی، محل نشیمنگاه فلنج‌ها (SAE Flange) کاملاً ماشین‌کاری شده و صیقلی است. در نمونه‌های چینی گاهی جای ابزار تراش روی سطوح آب‌بندی دیده می‌شود.

هشدار جدی: یک پمپ چینی شاید در فشار ۲۰۰ بار کار کند، اما در فشار ۳۰۰ بار و دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد، ویسکوزیته روغن را تغییر داده و به دلیل نشتی داخلی بالا، سیستم را دچار شوک حرارتی می‌کند.

۵. تعمیرات و قطعات یدکی (Rotary Group)

پمپ‌های پیستونی رکسروت “یک‌بار مصرف” نیستند. آن‌ها قابل تعمیر (Remanufacturing) هستند، اما به شرطی که از دانش فنی و قطعات صحیح استفاده شود. قلب پمپ، روتاری گروپ نام دارد که شامل موارد زیر است:

• سیلندر بلاک (Cylinder Block / Barrel): باید سختی سطحی بسیار بالایی داشته باشد.

• پیستون‌ها (Piston Shoes): لقی بین پیستون و سیلندر باید در حد میکرون باشد.

• پلیت (Valve Plate): حیاتی‌ترین قطعه برای تایمینگ ورود و خروج روغن.

• شافت و بلبرینگ‌ها: تحمل بارهای شعاعی و محوری.

نکته فنی تعمیرات: اگر پلیت پمپ خش برداشته باشد، می‌توان آن را لپینگ (Lapping) کرد، اما اگر لقی پیستون‌ها زیاد شده باشد، تعویض کل روتاری گروپ با نمونه اصلی یا افترمارکت با کیفیت (برندهای معتبر اروپایی) الزامی است. استفاده از روتاری گروپ بی‌کیفیت، باعث خرد شدن پیستون و ورود براده آهن به کل سیستم هیدرولیک شما می‌شود که فاجعه‌بار است.

۶. کاربردهای صنعتی

ما این پمپ‌ها را برای “هر کاری” پیشنهاد نمی‌کنیم. خرید پمپ هیدرولیک رکسروت سرمایه‌گذاری برای صنایع زیر است:

• ماشین‌آلات تزریق پلاستیک: دقت و تکرارپذیری بالا (نیاز به پمپ‌های A10 با کنترل DFR).

• پرس‌های هیدرولیک (کشش، اکستروژن، فورج): نیاز به فشار بالا و دبی زیاد (قلمرو پمپ‌های A4VSO).

• صنایع فولاد و نورد: کارکرد دائم ۲۴ ساعته در محیط‌های آلوده و گرم.

• ماشین‌آلات راهسازی (بیل مکانیکی، لودر): نیاز به پمپ‌های دوبل و سیستم‌های مدار بسته (Closed Loop).

اقدام بعدی برای مهندسین

انتخاب پمپ، صرفاً انتخاب یک کد نیست؛ انتخاب یک “عملکرد تضمین شده” است. اگر برای یونیت هیدرولیک خود نیاز به محاسبه دقیق توان، انتخاب بین سری A10 و A4، یا استعلام قیمت قطعات اصلی دارید، تیم فنی ما آماده ارائه مشاوره مهندسی است.

۷. رمزگشایی کد فنی (Model Code Breakdown)

بسیاری از مشتریان تماس می‌گیرند و می‌گویند “یک پمپ A10VSO می‌خواهم”. این مثل این است که بگویید “یک ماشین بنز می‌خواهم”.

به عنوان یک متخصص، باید بتوانید کد پلاک را بخوانید. بیایید یک کد نمونه واقعی و پرکاربرد را تشریح کنیم:

Model: A10VSO 45 DFR1 / 31R - P P A 12 N00

• A10VSO: سری ساخت (پمپ متغیر، مدار باز، سواش پلیت).

• 45: حجم جابجایی (Displacement). یعنی در هر دور چرخش شافت، ۴۵ سی‌سی روغن پمپاژ می‌کند.

• DFR1: نوع کنترلر. (توضیح دادیم: کنترل فشار و دبی).

• 31: سری طراحی (Design Series). نکته مهم: قطعات داخلی سری ۳۱ با سری ۵۲ یا ۵۳ متفاوت است. در تعمیرات این عدد حیاتی است.

• R: جهت چرخش (Rotation). R (راست‌گرد/ساعت‌گرد) پرمصرف‌ترین است. L (چپ‌گرد) معمولاً برای پمپ‌هایی است که مستقیم به موتور دیزل یا در آرایش‌های خاص کوپل می‌شوند.

• P: جنس سیل‌ها (Seals). معمولاً Buna-N (NBR) برای روغن‌های معدنی استاندارد است. برای دماهای بالا باید V (Viton) باشد.

• P: نوع شافت. (P: شافت خاردار یا Keyed / S: شافت هزارخار یا Splined). شافت هزارخار تحمل گشتاور بالاتری دارد.

نکته تجربی: هرگز پمپ چپ‌گرد را جایگزین راست‌گرد نکنید (یا برعکس)، مگر اینکه پلیت (Valve Plate) را بچرخانید و پورت‌های مکش و دهش را تغییر دهید که کاری بسیار تخصصی است.

۸. دستورالعمل حیاتی راه‌اندازی (Start-up & Commissioning)

این بخش را با دقت بخوانید. ۹۰٪ خرابی‌های زودرس (Early Failures) دقیقاً در ۱۰ ثانیه اول استارت رخ می‌دهد.

پمپ‌های پیستونی رکسروت دارای تلورانس‌های بسیار دقیق (در حد میکرون) بین پیستون و سیلندر هستند. اگر این پمپ “خشک” استارت بخورد، در کمتر از ۵ ثانیه گریپاژ (Seizure) می‌کند.

چک‌لیست راه‌اندازی مهندسی:

1. پر کردن پوسته (Filling the Case):قبل از استارت، باید از طریق پورت درین (Drain Port) یا پورت مخصوص هواگیری، داخل پوسته پمپ را با روغن تمیز پر کنید. هرگز به امید مکش خود پمپ نباشید.
2. مسیر درین (Drain Line):پمپ‌های پیستونی حتماً نشتی داخلی دارند که باید به تانک برگردد.

   • لوله درین باید مستقیماً و بدون فیلتر به تانک بریزد.

   • لوله درین باید زیر سطح روغن تانک تمام شود (برای جلوگیری از کف کردن).

   • فشار داخل پوسته نباید از ۲ بار تجاوز کند، وگرنه کاسه نمد شافت (Shaft Seal) بیرون می‌زند.

3. هواگیری (Air Bleeding):سیستم را در حالت بی‌پار (Unloaded) استارت بزنید و پیچ هواگیری را شل کنید تا روغن بدون حباب خارج شود. وجود هوا در سیستم قاتل پمپ‌های پیستونی است (پدیده کاویتاسیون).

۹. استاندارد روغن و فیلتراسیون (Fluid Cleanliness)

رکسروت آلمان شوخی ندارد. اگر کاتالوگ‌های اصلی (مثل RE 90220) را بخوانید، استاندارد تمیزی روغن برای پمپ‌های پیستونی (مخصوصاً مدل‌های فشار بالا مثل A4VSO) باید مطابق کلاس ISO 4406 باشد.

• کد تمیزی پیشنهادی: کلاس 20/18/15 یا بهتر.

• این یعنی تعداد ذرات بزرگتر از ۴، ۶ و ۱۴ میکرون در هر میلی‌لیتر روغن باید کنترل شده باشد.

• فیلتر خط فشار: استفاده از فیلتر ۱۰ میکرون در خط فشار یا برگشت الزامی است. فیلترهای توری (Suction Strainer) معمولی برای محافظت از این پمپ‌های گران‌قیمت کافی نیستند.

علائم روغن کثیف:

• خط افتادن روی سواش پلیت (Scoring).

• گیر کردن اسپول شیر کنترل (DFR).

• لقی زودرس پیستون‌ها.

۱۰. عیب‌یابی صدای پمپ (Troubleshooting Noise)

صدا، زبان پمپ است. یک مهندس با تجربه با شنیدن صدای پمپ می‌فهمد مشکل چیست.

۱. صدای جیغ ممتد و بلند (Cavitataion)

• علت: پمپ نمی‌تواند روغن کافی بمکد (گرسنگی پمپ).

• دلایل فنی: گرفتگی فیلتر مکش، ویسکوزیته بالای روغن (روغن سرد)، یا باریک بودن لوله مکش.

• نتیجه: حباب‌های خلاء ایجاد شده و روی سطح متریال می‌ترکند (Pitting). این پدیده پمپ را از درون می‌خورد.

۲. صدای تق‌تق یا ضربه (Aeration)

• علت: ورود هوا به داخل روغن.

• دلایل فنی: شل بودن اتصالات خط مکش، پایین بودن سطح روغن در مخزن (ایجاد گرداب)، یا خرابی کاسه نمد شافت.

۳. لرزش و صدای بم (Mechanical Damage)

• علت: خرابی بلبرینگ‌ها یا شکستن فنر مرکزی (Center Spring) روتاری گروپ.

۱۱. تفاوت مدار باز (Open Loop) و مدار بسته (Closed Loop)

در خرید پمپ دقت کنید:

• مدار باز (مثل A10VSO, A4VSO): پمپ روغن را از تانک می‌مکد و به سیستم می‌دهد. روغن پس از کار به تانک برمی‌گردد.

• مدار بسته (مثل A4VG): روغن بین پمپ و هیدرو‌موتور در چرخش است و به تانک برنمی‌گردد. این پمپ‌ها دارای یک “شارژ پمپ” (Charge Pump) داخلی هستند.

  • اشتباه رایج: نمی‌توانید از پمپ A4VSO (مدار باز) در سیستم هیدرواستاتیک مدار بسته (مثل حرکت چرخ‌های لودر) استفاده کنید، مگر با طراحی مدار پیچیده. برای مدار بسته باید سراغ سری A4VG بروید.

اقدام نهایی

همکار گرامی، سیستم هیدرولیک شما، شریان حیاتی کارخانه شماست. استفاده از پمپ تقلبی یا عدم رعایت نکات نصب، ریسک توقف خط تولید را به همراه دارد.

من پیشنهاد می‌کنم قبل از نهایی کردن سفارش:

1. عکس پلاک پمپ فعلی خود را برای ما بفرستید تا دقیقاً همان کد یا جایگزین مدرن‌تر آن را پیشنهاد دهم.

2. اگر سیستم شما دچار خرابی مکرر پمپ می‌شود، درخواست دهید تا چک‌لیست عیب‌یابی مدار را برایتان ارسال کنم. شاید مشکل از پمپ نباشد و ایراد در طراحی مدار یا نوع روغن باشد.