내부 기어 펌프의 작동 원리와 적용 분야

메싱 원리: 내부 기어 펌프의 작동 방식

내부 기어 펌프는 구동 기어(외부 톱니 기어, 내부에 배치됨)와 피구동 기어(내부 톱니 기어, 외부에 배치됨)로 구성된다 두 기어는 동일한 방향으로 회전하며, 톱니 끝부분이 접촉점에서 서로 밀착되어 흡입 측과 압출 측을 분리한다

주요 내부 기어 펌프 구조는 두 가지이다. 초승달형은 구동 기어와 피구동 기어의 톱니 끝 사이에서 누출을 방지하기 위해 초승달 모양의 분할 판을 사용한다. 초승달 무형은 대신 두 기어의 톱니 끝부분이 한 점에서 직접 접촉하여 흡입 영역과 압출 영역을 분리하며, 실제로는 잠금을 피하기 위해 매우 작은 간극을 유지한다 .

초승달형이 없는 설계는 주요 효율성 이점을 제공한다. 구동 기어와 피구동 기어의 톱니 사이 체적이 더 크기 때문에, 톱니 폭과 구동 기어의 치정 지름, 피구동 기어의 외경이 초승달형 펌프와 동일할 경우 이 펌프는 더 큰 이론적 배출량을 달성할 수 있다. 또는 동일한 배출량을 유지하면서 피구동 기어의 외경을 작게 설계할 수 있는데, 이는 점성 오일이 기어 슬라이딩 부위에서 전단되며 발생하는 마찰 토크를 줄여 기계적 효율을 높인다. 이러한 이유로 이 유형은 CVT를 포함한 자동차 자동 변속기에서 널리 사용된다. .

초보자를 위한 배출량 계산

내부 기어 펌프의 배출량을 계산하는 데는 두 가지 기본적인 접근 방식이 있다. 기하학적 방법은 구동 기어와 피구동 기어의 이빨로 둘러싸인 공간의 부피를 계산한다. 이론적 토크 방법은 먼저 펌프의 이론적 토크를 계산한 후, 유압 에너지가 오일에 전달되는 양과 펌프 축을 구동하는 데 필요한 동력이 같다는 원리(에너지 손실은 무시함)를 바탕으로 배출량을 도출한다. .

초보자를 위한 실용적인 유량 계산식은 다음과 같다.

Q = Vd × N

여기서 Q는 체적 유량, Vd는 1회전당 배출량, N은 회전 속도이다. .

이론적 배출량 산정 방법은 전통적으로 정확히 적용하기 어려웠다. 이는 기어 이의 간 부피를 회전 각도의 미세한 변화마다 적분해야 하기 때문이며, 이 과정에서는 모든 회전 위치에 대한 기어 도면이 필요하다. CAD 도구가 이를 보다 실용적으로 만들었지만, 여전히 정확한 이론적 토크 계산은 분 단위 부피 적분의 복잡성을 피할 수 있다는 점에서 유용하다. .

실제로 기어 펌프의 배출량은 기어 모듈의 제곱에 비례한다. 피치 원 지름이 일정하다는 전제 하에서, 모듈이 클수록 펌프 배출량이 증가한다. .

흡입 압력 한계

흡입 성능은 캐비테이션이 발생하지 않고 펌프가 신뢰성 있게 작동할 수 있는지를 직접적으로 좌우한다. 내부 기어 펌프의 경우 다음 한계가 적용된다.

일반 기어 펌프 한계: 실제 흡입 높이는 0.5미터를 초과해서는 안 된다.

엔비엘 시리즈 전용 제한 사항: 자흡 높이는 500 mm를 초과해서는 안 되며, 이는 흡입 진공도가 0.03 MPa(0.3 바)를 넘지 않음을 의미함. 강제 공급 방식을 사용할 경우, 공급 압력은 0.5 MPa를 초과해서는 안 되며, 이를 초과할 경우 압력 내성 오일 실이 필요함 .

렉스로트 PGH 시리즈 기준: 최소 흡입 압력(무부하)은 0.8 바, 최대 흡입 압력(무부하)은 2 바임 .

이 한계를 초과하면 캐비테이션이 발생할 위험이 있으며, 이로 인해 기체 분리, 유체 기화, 소음 및 내부 표면의 마모 가속화가 일어남 .

일반적인 고장 진단

흡입 부족 또는 흡입 없음

일반적인 원인은 다음과 같습니다: 내부 로터가 회전하지 않음(구동 시스템의 웜 기어, 웜 휠 또는 기어, 내부 로터 고정 나사 또는 위치 핀의 느슨함 점검 필요); 주 동력원과의 회전 방향 불일치로 인한 입구 및 출구 포트 역전; 배출 라인 막힘; 입구 필터 스크린 오염; 내부 및 외부 로터의 심한 마모로 인한 밀폐 캐비티 형성 실패; 입구 파이프 단면이 유류 탱크 바닥에 접촉; 펌프 흡입구에서 공기 유입; 또는 유량 수위가 너무 낮음 .

압력 변동이 큼

이는 일반적으로 다음으로 인해 발생합니다: 외부 로터와 펌프 본체 간 편심 오차 과다 또는 간극 과다(편심 오차는 ±0.02 mm 이내여야 하며, 외부 로터와 펌프 본체 간 간극은 0.04–0.06 mm 이내여야 함); 내부 및 외부 로터의 톱니 형상 정확도 부족(분말 야금 성형 로터에서 흔함); 과도한 반경 방향 및 단면 진동; 톱니 측면 간극 과다(0.07 mm 이내여야 함); 또는 펌프 내부로 공기 혼입 .

압력 상승 불가

점검 사항: 펌프 흡입부로의 공기 유입; 내부 로터 회전 속도 과저(주축에서 내부 로터로의 동력 전달 연결부의 느슨함 또는 미끄러짐 여부 점검 필요); 흡입구 부분 차단; 또는 웜 기어/웜 휠 또는 기어 맞물림 불량으로 인한 내부 로터 회전 속도 변동 .

지나치게 시끄러움

원인: 오일 부족으로 인한 공기 유입 또는 필터망 부분 차단으로 인한 흡입 부족; 부품 심각한 마모; 또는 펌프 동력 전달 맞물림 위치 변화 .

외부 오일 누출

점검 사항: 펌프 본체 고정 나사 또는 커넥터 느슨함; 실링 손상; 배출구 플랜지 밀봉 불량; 또는 펌프 본체 또는 커버 변형/손상 .

NBL 시리즈 선정 참고 사항

NBL 시리즈는 신뢰성 높은 자흡 성능을 위해 설계된 직치형 콘쥬게이트 내부 기어 펌프이다. 초보자 대상 주요 선정 고려 사항:

변위량 및 회전 속도: 펌프의 변위량을 설계된 작동 속도에서 시스템 유량 요구 사항에 맞추십시오. 내부 기어 펌프는 일반적으로 맥동이 적고 흐름이 매끄러워 안정적인 출력이 필요한 응용 분야에 적합합니다.

흡입 구성: NBL 시리즈는 자가 흡입 높이가 500 mm 이하(흡입구 진공도 0.03 MPa 이하)여야 합니다. 강제 공급 방식을 사용할 경우, 압력 저항형 오일 실을 장착하지 않으면 공급 압력이 0.5 MPa를 초과해서는 안 됩니다. .

설치 및 축: 플랜지 형식(SAE 또는 ISO 규격)과 축 사양(키 홈식 또는 스플라인식)이 귀하의 시스템과 일치하는지 확인하십시오. QT 시리즈 및 유사한 내부 기어 펌프에는 표준 SAE 및 ISO 설치 인터페이스가 제공됩니다. .

응용 분야 적합성: 내부 기어 펌프는 고속 성능, 저소음, 작은 유량 맥동 측면에서 우수한 특성을 가지지만, 치형이 복잡하고 외부 기어 펌프보다 제조 비용이 높습니다. 매끄러운 작동과 조용한 구동이 요구되는 곳에서 선호됩니다.

초보자를 위한 핵심 요약

내부 기어 펌프는 구동 기어와 피구동 기어의 이끝 사이에서 흡입측과 배출측을 밀봉함으로써 매끄럽고 맥동이 적은 유량을 제공한다. 배출량은 정확도를 높이기 위해 이론적 토크 원리에 따라 계산하는 것이 가장 좋으며, 실용적인 유량은 Q = Vd × N 공식으로 산정한다. 흡입 조건은 엄격하다 — 일반적으로 NBL 시리즈 펌프의 경우 자가 흡입 높이는 0.5 m, 입구 진공도는 0.03 MPa이다. 현장에서 발생하는 대부분의 고장은 공기 유입, 회전 방향 오류, 오염된 흡입 필터, 또는 로터 간극의 과도한 마모로 인해 발생한다. QT 시리즈 또는 NBL 시리즈 펌프를 선정할 때는 배출량, 압력 등급, 회전 속도 범위, 흡입 구성 및 장착 인터페이스를 시스템 요구 사양과 반드시 비교·확인해야 한다.