Hydraulipumpun symbolit ovat standardoituja graafisia esityksiä, joita käytetään hydraulipiirikaavioissa (kaavioissa) pumpun tyypin, virtaussuunnan ja ohjaustavan tunnistamiseen ilman kirjallista kuvausta. Niiden lukeminen oikein on välttämätöntä kaikille hydraulijärjestelmää suunnitteleville, vianetsinnöille tai huoltajille. Näissä kaavioissa esitetyistä monista pumpputyypeistä PTO (Power Take-Off) -käyttöinen hydraulipumppu on yksi käytännöllisesti tärkeimmistä - käytetään laajalti maataloudessa, kuorma-autoissa, rakentamisessa ja hätäpalveluissa, joissa ajoneuvon moottori ohjaa suoraan hydraulisia työtoimintoja.
Tässä artikkelissa selitetään, kuinka hydraulipumppujen symbolit tulkitaan tarkasti, käsitellään tärkeimmät symbolimuunnelmat, joita kohtaat, ja perehtyy sitten käytännön syvyyksiin PTO-käyttöisiin hydraulipumppuihin – miten ne toimivat, mitkä tekniset tiedot ovat tärkeitä ja kuinka valita oikea tiettyyn sovellukseen.
Hydraulipumpun perussymbolin lukeminen
ISO 1219 -standardi säätelee hydraulisia ja pneumaattisia kaavamaisia symboleja maailmanlaajuisesti. Tämän standardin mukaan kaikilla hydraulipumpun symboleilla on yhteinen perusta: pumpun runkoa edustava ympyrä, jossa yhtenäinen musta kolmio osoittaa ympyrästä ulospäin osoittaen virtaussuuntaa. Ympyrästä poispäin osoittava kolmio osoittaa, että nestettä työnnetään ulos – tämä erottaa pumpun (energian syöttö, nesteen ulostulo) hydraulimoottorista (nesteen syöttö, mekaaninen ulostulo), jossa kolmio osoittaa sisäänpäin ympyrää kohti.
Tähän perussymboliin lisätyt lisäelementit ilmaisevat pumpun erityisiä ominaisuuksia:
- Yksi nuoli ympyrän läpi (diagonaali): Osoittaa kiinteätilavuuspumppua — pumppu tuottaa saman nestemäärän kierrosta kohti riippumatta järjestelmän paineesta tai ulkoisesta säädöstä.
- Kaksoisnuoli ympyrän läpi (kaksi diagonaalia, joista toisessa on nuolenpää kummassakin päässä): Ilmaisee muuttuvan tilavuuden pumpun — ulostulovirtausta voidaan säätää pumpun käydessä, tyypillisesti muuttamalla mäntäpumpun kääntölevyn kulmaa.
- Kaksi virtauskolmiota ympyrän vastakkaisilla puolilla: Osoittaa kaksisuuntaista pumppua, joka pystyy pumppaamaan molempiin suuntiin — pumppu voi kääntää virtausta, mikä on yleistä hydrostaattisissa voimansiirtopiireissä.
- Kaareva nuoli akselilinjan ympärillä: Osoittaa akselin pyörimissuunnan – myötä- tai vastapäivään – mikä on kriittinen määritettäessä pumpun vaihtoa tai kytkettäessä voimanottoa.
- Ympyrään lisätty jousisymboli tai ohjauspainejohto: Osoittaa painekompensoitua säädettävätilavuuksista pumppua, jonka iskutilavuus pienenee automaattisesti, kun järjestelmän paine saavuttaa kompensaattorin asetusarvon.
- Katkoviiva ohjauselementistä pumppuun: Osoittaa ohjaavaa tai kauko-ohjattavaa muuttuvaa syrjäytystilaa — siirtymää ohjataan erillisellä hydraulisella tai sähköisellä signaalilla.
Pumppua käyttävä akseli on esitetty viivana, joka tulee ympyrään virtauskolmiota vastakkaiselta puolelta. Kun kahdella pumpulla on yhteinen akseli – tandempumppukokoonpano, joka on yleinen maataloustraktoreissa ja kuormauspiireissä – piirretään kaksi ympyrää, jotka on yhdistetty samalla akselilinjalla, kummallakin on oma virtauskolmio ja ulostuloaukko.
Hydraulipumpun symbolien vaihtelut pumpputyypin mukaan
Vaikka perussymboli on sama kaikille hydraulipumpuille, modifioijien yhdistelmä kertoo käytetystä pumpputekniikasta. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto yleisimmistä pumpputyypeistä ja niitä vastaavista symboliominaisuuksista:
| Pumpun tyyppi | Siirtyminen | Symbolinäppäinominaisuus | Yhteinen sovellus |
|---|---|---|---|
| Hammaspyöräpumppu (ulkoinen) | Korjattu | Ympyrä yksi ulospäin suuntautuva kolmio yksi diagonaalinen nuoli | Voimanottojärjestelmät, puunhalkaisukoneet, matalapainepiirit |
| Siipipumppu | Korjattu or variable | Ympyrä ulospäin oleva kolmio; muuttuja lisää kaksinkertaisen diagonaalisen nuolen | Teollisuuspuristimet, työstökoneet |
| Aksiaalimäntäpumppu (kiinteä) | Korjattu | Ympyrä ulospäin oleva kolmio yksi diagonaalinen nuoli | Korkeapaineiset mobiililaitteet |
| Aksiaalinen mäntäpumppu (muuttuva) | Muuttuva | Ympyrä ulospäin kolmion kaksoisläpimittainen nuoli | Kaivinkoneet, hydrostaattiset käyttölaitteet |
| Painekompensoitu mäntäpumppu | Muuttuva | Ympyrä kaksoisnuolen jousen katkoviiva pilottiviiva | Energiatehokkaat teollisuusjärjestelmät |
| Tandem pumppu | Korjattu (each section) | Kaksi ympyrää jaetulla akselilinjalla, kummassakin ulkopuolinen kolmio | Traktorit, kaksipiiriset maatalousjärjestelmät |
| Kaksisuuntainen pumppu | Korjattu or variable | Ympyröi kaksi vastakkaista kolmiota molemmissa porteissa | Hydrostaattiset vaihteistot, vinssit |
Hydraulikaaviota luettaessa pumpun symboli on lähes aina kytketty voimanlähteen symboliin (sähkömoottori tai polttomoottori) toisella puolella ja järjestelmän painelinjaan toisella puolella. Säiliön (säiliön) paluujohto liitetään muualle piiriin. Näiden kytkentöjen jäljittäminen pumpun symbolista ulospäin on lähtökohta minkä tahansa hydraulipiirikaavion ymmärtämiselle.
Kuinka PTO-käyttöiset hydraulipumput toimivat
PTO (Power Take-Off) -käyttöinen hydraulipumppu imee mekaanista energiaa suoraan ajoneuvon tai traktorin voimansiirrosta tai moottorista ja muuttaa sen hydrauliseksi virtaukseksi ja paineeksi ulkoisten työtoimintojen ohjaamiseksi. Nivelakseli – standardoitu klo 540 RPM tai 1000 RPM ISO 500- ja ASAE S203 -standardien mukaisille maataloustraktoreille — kytkeytyy suoraan pumpun tuloakseliin uritetun liitännän tai vaihteistoadapterin kautta.
Toisin kuin sähkökäyttöisissä hydraulisissa voimayksiköissä tai moottoriin asennetuissa pumpuissa, joissa on suora hihna- tai hammaspyöräkäyttö, voimanottopumpulla on keskeinen toimintaominaisuus: se tuottaa hydraulivirtaa vain, kun voimanotto on kytkettynä ja moottori käy yli tyhjäkäynnin. Virtausteho skaalautuu suoraan voimanottoakselin nopeuden mukaan — jos moottorin kaasu laskee, niin myös pumpun ulostulovirtaus ja siten hydraulikäyttöisten toimilaitteiden nopeus laskee.
PTO-käyttöisen järjestelmän kaaviossa käytetty hydraulipumppusymboli näyttää vakiopumpun ympyrän akselilinjalla, mutta kyseiseen akseliin kytketty voimanlähde näytetään tyypillisesti moottorisymbolina tai merkinnällä "PTO" tavallisen sähkömoottorin ympyrän sijaan. Joissakin kaavioissa vaihteiston symboli näkyy voimanottoakselin ja pumpun välissä osoittamaan nopeutta lisäävää tai nopeutta vähentävää välityssuhdetta.
PTO-pumpputyypit ja ne sopivat
PTO-sovelluksissa käytetyt kolme pääpumpputekniikkaa tarjoavat kukin erilaisia kompromisseja paineen, virtauksen tasaisuuden, tehokkuuden ja kustannusten suhteen:
Vaihteistopumput (yleisin voimanoton käyttöön)
Ulkoiset hammaspyöräpumput hallitsevat voimanoton hydraulisovellutuksia yksinkertaisuutensa, kestävyytensä ja saastuneen nesteen sietokyvyn vuoksi. Tämä on tärkeää maatalous- ja rakennusympäristöissä. Tyypillinen voimanoton hammaspyöräpumppu toimii 150–250 baaria (2 175–3 625 PSI) jatkuva paine virtausnopeuksilla alkaen 11-114 litraa minuutissa 540 tai 1000 rpm voimanoton nopeuksilla. Ne ovat kiinteästi siirtyviä – virtaus on suoraan verrannollinen akselin nopeuteen, eikä niitä voi säätää itsenäisesti.
Mäntäpumput (korkea paine, säädettävä virtaus)
Aksiaalimäntäpumput tuottavat korkeamman jatkuvan paineen – jopa 350–420 bar (5 000–6 000 PSI) — ja vaihtelevan iskutilavuuden kokoonpanoissa mahdollistavat virtauksen säätämisen moottorin kierrosluvusta riippumatta. Tämä tekee niistä soveltuvia vaativiin PTO-sovelluksiin, kuten kuorma-autonosturiin (nivelpuomit), koukkunosturijärjestelmiin ja korkeapaineisiin hydraulisiin työkaluihin. Kompromissi on korkeammat kustannukset ja suurempi herkkyys nesteen kontaminaatiolle – tyypillisesti vaaditaan ISO 4406 -puhtausluokka 16/14/11 tai parempi.
Siipipumput (tasainen virtaus, keskipaine)
Siipipumput tarjoavat erittäin tasaisen, matalan pulssin virtauksen, mikä tekee niistä soveltuvia voimanottokäyttöisiin sovelluksiin, joissa virtauksen laadulla on väliä – tietyt kuljetinjärjestelmät, ruiskutussovellukset ja hydrauliset ohjausavustimet. Painekyky on kohtalainen 140–175 baaria (2 000–2 500 PSI) , ja ne ovat herkempiä kulumiselle saastuneen nesteen kanssa kuin hammaspyöräpumput. Harvempi maatalouden voimanoton käytössä, mutta löytyy joissakin teollisuusajoneuvoissa.
Tärkeimmät tiedot PTO-käyttöisen hydraulipumpun valinnassa
Voimanottohydraulipumpun sovittaminen käyttötarkoitukseensa edellyttää useiden toisistaan riippuvien eritelmien arviointia. Minkä tahansa vääränlainen johtaa joko alimittaiseen suorituskykyyn tai ennenaikaiseen pumpun vikaan:
| Erittely | Tyypillinen alue | Valintaopas |
|---|---|---|
| Voimanoton nopeus | 540 RPM tai 1000 RPM | Yhdistä pumpun syöttönopeus tarkasti traktorin voimanoton ulostulonopeuteen |
| Siirtyminen (cc/rev) | 11-100 cc/kierros | Laske: vaadittu virtaus (L/min) ÷ PTO:n nopeus (RPM) × 1000 |
| Paineluokitus (jatkuva) | 150-420 bar | Järjestelmän varoventtiilin asetus on ylitettävä vähintään 10–15 % |
| Akselin tyyppi ja ura | SAE A, B, C; 6- tai 21-hampainen kiila | PTO-adapterin tai vaihteiston tehon on vastattava tarkasti |
| Portin koko ja vakio | SAE, BSP tai ORFS | Yhdistä olemassa olevat järjestelmäletku- ja liitosstandardit sovittimen vuotojen välttämiseksi |
| Pyörimissuunta | CW tai CCW (akselin päästä katsottuna) | Täytyy vastata voimanottoakselin pyörimissuuntaa – väärä suunta tuhoaa pumpun muutamassa minuutissa |
| Vaadittu syöttöteho (kW) | 5-75 kW | Sen on oltava traktorin nimellisvoimanoton hevosvoiman rajoissa |
Pyörimissuunnan määrittely ansaitsee erityistä huomiota. Hammaspyöräpumpun käyttäminen väärään pyörimissuuntaan pakottaa välittömästi nesteen sisäisiä tiivisteitä vasten väärään suuntaan, mikä aiheuttaa katastrofaalisen tiivistevaurion ja pumpun tuhoutumisen minuuteissa - ei tunteja. Tarkista aina pyörimissuunta pumpun tyyppikilvestä ja vertaa nivelakselin todellista pyörimissuuntaa ennen käynnistystä.
PTO-pumpun asennuskokoonpanot ja käyttöjärjestelyt
PTO-hydraulipumput kytkeytyvät virtalähteeseen useilla erilaisilla fyysisillä järjestelyillä riippuen ajoneuvotyypistä, käytettävissä olevista kiinnityskohdista ja pumpun vaaditusta sijainnista:
- Suora traktorin takavoimanoton kiinnitys: Pumppu kiinnitetään suoraan traktorin takanivelakselin kannakkeeseen nivelakselilla. Yleinen ulkoisten hydraulisten työkoneiden – puunhalkaisulaitteiden, pylväsvetolaitteiden, hydraulisten kylvökoneiden – käyttämiseen. Pumppu ja sen säiliö asennetaan yleensä koneen runkoon, ei traktoriin.
- Vaihteistoon asennettu PTO (kuorma-auto): Kaupallisissa kuorma-autoissa vaihteiston PTO-portti (SAE-vakiokoot A–F) hyväksyy sovitetun voimanottoyksikön, joka käyttää pumppua suoran hammaspyöräverkon läpi. Pumppu on laippakiinnitetty voimanoton vaihteistoon. Tämä on vakiojärjestely kippiautoille, jäteautoille, koukkutrukeille ja nosturiautoille.
- Vaihtokotelo PTO: Nelipyöräiset kuorma-autot, joissa on siirtokotelo, tarjoavat joskus voimanoton ulostulon siirtokotelosta, mikä mahdollistaa pumpun käytön ajoneuvon ollessa paikallaan voimansiirron ollessa irrotettuna. Käytetään palolaitteissa ja hätäajoneuvoissa.
- Moottorin vauhtipyörän PTO: Pumput on asennettu suoraan moottorikellokoteloon ja ajettu pois vauhtipyörästä kytkinpaketin kautta. Tarjoaa jatkuvan pumpun toiminnan vaihteistosta riippumatta – käytetään betonisekoittimissa, lumilingoissa ja tyhjiösäiliöaluksissa, joissa tarvitaan jatkuvaa hydrauliikkaa ajoneuvon nopeudesta riippumatta.
Tarvittavan PTO-pumpun iskutilavuuden ja tehon laskeminen
PTO-pumpun oikea mitoitus alkaa vaaditun hydraulivirtauksen ja paineen määrittämisellä, jonka jälkeen palataan syrjäytys- ja syöttötehovaatimuksiin. Laskelmat ovat yksinkertaisia:
Vaadittu pumpun iskutilavuus (cc/kierros):
Siirto = (tarvittava virtaus l/min × 1 000) ÷ voimanoton nopeus rpm
Esimerkki: Puunhalkaisukone vaatii 30 l/min voimanoton nopeudella 1 000 RPM. Siirtymä = (30 × 1 000) ÷ 1 000 = 30 cc/kierros . Valitse pumppu, jonka iskutilavuus on 30–35 cc/kierros, jotta tilavuushyötysuhteet menevät (yleensä 5–15 % hammaspyöräpumpuissa).
Vaadittu syöttöteho (kW):
Teho (kW) = (virtaus l/min × paine baareina) ÷ 600 ÷ kokonaishyötysuhde
Esimerkki: 30 l/min 200 barissa, kokonaishyötysuhde 0,85. Teho = (30 × 200) ÷ 600 ÷ 0,85 = 11,8 kW (noin 15,8 hv) . Traktorin nimellisvoimanoton tulee ylittää tämä luku – 30 hv:n traktorin voimanotto riittää; 20 hv traktori ei ole.
Lisää aina a 20-25 % turvamarginaali ylittää lasketun tehon traktorin kokoa määritettäessä, koska pumpun hyötysuhde heikkenee kulumisen myötä ja järjestelmän painetransientit voivat ylittää vakaan tilan arvot toimilaitteen jumitilanteessa.
Yleiset PTO-pumppuongelmat ja niiden diagnosointi
Useimmat voimanoton hydraulipumpun viat noudattavat tunnistettavia kuvioita, jotka voidaan diagnosoida ennen kuin täydellinen vika ilmenee:
- Kavitaatio (ulkiminen tai huutava ääni käynnistyksen yhteydessä): Syynä on riittämätön öljynsyöttö pumpun imuaukkoon – tyypillisesti tukkeutuneesta imusuodattimesta, romahtaneesta imuletkusta tai liian alhaisesta säiliön nestetasosta. Kavitaatio kuluttaa pumpun sisäosia muutaman tunnin sisällä jatkuvasta toiminnasta. Tarkista imulinjan alipaine alipainemittarilla — yli 0,3 baaria (9 inHg) pumpun tuloaukossa osoittaa imurajoitusta.
- Matala virtaus ja hidas toimilaitteen liike: Hammaspyöräpumpussa tämä osoittaa sisäistä kulumista – vaihteiston ja kotelon välinen välys on kasvanut yli määrittelyn, mikä mahdollistaa sisäisen ohituksen. Vertaa todellista virtaustehoa (mitattu virtausmittarilla) nimellisvirtaukseen käyttönopeudella. Yli 15 %:n vähennys nimellisvirtauksesta hammaspyöräpumpussa osoittaa, että vaihto on tarpeen.
- Hydrauliöljyn ylikuumeneminen: Syitä ovat pumppu, joka toimii jatkuvasti jatkuvan arvonsa ylittävällä paineella, liian korkealle asetettu järjestelmän ylipaineventtiili tai riittämätön säiliön tilavuus. Hydraulinesteen lämpötila yli 80°C (176°F) nopeuttaa öljyn hapettumista ja tiivisteen hajoamista - Oikean kokoisen järjestelmän tulee pitää nesteen lämpötila alle 60–65 °C jatkuvassa käytössä.
- Akselitiivisteen vuoto: Pumpun akselin ulkoinen öljyvuoto osoittaa viallisesta akselitiivisteestä – yleensä kotelon liiallisesta tyhjennyspaineesta (pumpun kotelon tyhjennysaukon vastapaineesta), saastuneen nesteen hankauksesta tai akselin suuntausvirheestä. Hammaspyöräpumppujen kotelon tyhjennyspaine ei saa ylittää 3–5 baaria (44–73 PSI) jatkuvasti.
- Epätasainen tai sykkivä virtaus: Hammaspyöräpumpuissa tämä tarkoittaa, että ilmaa on nielty vuotavan imuliittimen kautta tai alhaisesta nestetasosta, jolloin pumppu imee ilmaa ajoittain. Tarkista kaikki imuletkun liittimet ja säiliön huohotin tukoksen varalta.
