Pompe à engrenages externes : fonctionnement et critères de spécification

Un seul chiffre erroné dans la référence d'une pompe à engrenages peut vous laisser avec une machine qui ne démarre pas, un joint d'arbre détruit, ou un conteneur de stock qui ne convient à aucune des flottes de vos clients. Une pompe à engrenages externes paraît simple, mais les indications de sa plaque signalétique déterminent si elle convient. Ci-dessous : le fonctionnement de la pompe, ses domaines d'application et les points à confirmer avant d'envoyer une demande de prix.

Une pompe à engrenages externes est une pompe hydraulique à cylindrée fixe dans laquelle deux engrenages en prise transportent l'huile de l'entrée vers la sortie. Elle convient aux circuits auxiliaires, de direction, de pilotage et à débit constant des machines mobiles et industrielles. Avant de vous approvisionner, vérifiez la cylindrée, la pression, le sens de rotation, la bride, l'arbre et les orifices à partir de la référence complète du modèle.

Qu'est-ce qu'une pompe à engrenages et comment fonctionne-t-elle ?

Une pompe à engrenages utilise deux engrenages en prise pour déplacer un volume d'huile fixe par tour, de l'entrée vers la sortie. L'huile circule le long de l'intérieur du carter, et non à travers l'engrènement. Le volume par tour ne pouvant pas varier, la pompe à engrenages est une conception compacte à cylindrée fixe, simple à fabriquer et à entretenir.

Comment fonctionne une pompe à engrenages externes, étape par étape ?

1. Admission : lorsque les dents se désengrènent côté aspiration, l'espace entre elles augmente. La dépression ainsi créée aspire l'huile depuis le réservoir.
2. Transfert : l'huile est emprisonnée dans les poches situées entre chaque dent et l'alésage du carter, puis transportée autour de l'extérieur des deux engrenages.
3. Refoulement : côté pression, les dents s'engrènent à nouveau et chassent l'huile de chaque poche vers l'orifice de sortie.
4. Étanchéité : le contact serré au point d'engrènement empêche l'huile de refluer vers l'entrée. Les faibles jeux en tête de dent et au niveau des faces des engrenages limitent les fuites internes.

La plupart des fuites se produisent au niveau des faces des engrenages ; c'est donc là que la qualité de conception se révèle. Les conceptions haute pression utilisent des plaques latérales ou des paliers à équilibrage de pression. Il s'agit de blocs de palier plaqués contre les faces des engrenages par la pression de sortie, de sorte que le jeu axial se referme à mesure que la charge augmente. Le rendement volumétrique se maintient alors bien mieux qu'avec des jeux fixes.

Cylindrée, vitesse et débit d'une pompe à engrenages en termes simples

La cylindrée est le volume d'huile délivré par la pompe en un tour d'arbre, exprimé en centimètres cubes par tour (cc/tr). Le débit correspond approximativement à la cylindrée × la vitesse, moins les pertes volumétriques. Une pompe de 16 cc/tr à 1 500 tr/min a un débit théorique de 24 L/min. Le débit réel est un peu inférieur, et l'écart se creuse à mesure que la pression, la température et l'usure augmentent.

Cela fait du cc/tr le point de départ de toute spécification. Si vous le connaissez, ainsi que la vitesse d'entraînement, vous pouvez vérifier si une pompe de remplacement offrira les mêmes vitesses de vérin et le même régime moteur que l'originale.

Pompe à engrenages externes ou pompe à engrenages internes : laquelle convient à votre application ?

La pompe à engrenages externes est généralement le choix le moins coûteux, le plus robuste et le plus facile à réparer pour l'hydraulique mobile. Les pompes à engrenages internes fonctionnent généralement de manière plus silencieuse, présentent une pulsation de pression plus faible et gèrent mieux les fluides plus épais. Elles sont donc courantes sur les machines industrielles qui fonctionnent à proximité des opérateurs ou qui nécessitent un débit régulier au niveau de l'actionneur.

Une pompe à engrenages internes comporte un petit engrenage externe qui tourne à l'intérieur d'une couronne dentée plus grande. Une pièce de remplissage en forme de croissant ou un profil gerotor sépare le côté aspiration du côté refoulement. Cette géométrie assure un engrènement des dents plus long et plus doux, ce qui réduit le bruit. En contrepartie, elle nécessite davantage de pièces usinées et son prix est plus élevé.

Comparaison côte à côte : pompes à engrenages, à palettes et à pistons

Caractéristique	Engrenages externes	Engrenages internes	Palettes	Pistons
Capacité de pression	Modérée à élevée (conceptions haute pression)	Modéré à élevé	Modéré	Le plus élevé
Niveau de bruit	Plus élevé	Plus faible	Plus faible	Modéré
Tolérance à la contamination	Bonne	Modérée	Plus faible	Le plus bas ; nécessite une huile propre
Rendement	Modéré ; diminue avec l'usure	Modéré à bon	Bon	Le plus élevé ; cylindrée variable possible
Niveau de coût typique et usage	Le plus bas ; circuits auxiliaires, de direction, de tracteur et de ventilateur	Moyen ; moulage par injection, presses, lubrification	Moyen ; machines-outils, centrales hydrauliques industrielles	Le plus élevé ; entraînements principaux, détection de charge, circuits fermés

En résumé, choisissez une pompe à engrenages pour son faible coût et sa tolérance à l'huile encrassée, et ne optez pour une pompe à pistons que lorsque le circuit exige une pression très élevée ou un débit variable.

Quelles spécifications déterminent le bon choix d'une pompe à engrenages ?

La pompe à engrenages adaptée se définit par six spécifications : la cylindrée, la pression nominale, le sens de rotation, la bride de montage, le type d'arbre et la configuration des orifices. Validez ces six éléments avant d'aborder le prix. La plupart des problèmes d'adaptation, des retours et des litiges de garantie liés aux commandes de pompes à engrenages proviennent de l'un de ces points supposé plutôt que confirmé.

• Cylindrée : vérifiez la valeur en cm³/tr par rapport au code d'origine. Même une faible variation modifie la vitesse de l'actionneur et la puissance absorbée par la pompe.
• Pression nominale : comparez les valeurs en continu et en pointe avec le réglage réel du limiteur de pression, et non avec la brochure de la machine.
• Rotation : confirmez le sens horaire ou antihoraire, vu depuis le côté de l'arbre. Une pompe entraînée dans le mauvais sens ne délivrera aucun débit et peut endommager ses joints.
• Bride de montage : faites correspondre exactement la norme de la bride, le diamètre de centrage et l'entraxe des boulons.
• Arbre : faites correspondre le profil, la longueur et les dimensions des cannelures ou de la clavette à l'accouplement d'entraînement.
• Orifices : confirmez la position, la taille et la norme de filetage des orifices afin que les flexibles existants se raccordent sans adaptateurs.

Règle pratique : si l'un des six points ne peut être confirmé à partir du code, d'un plan ou d'un échantillon mesuré, ne passez pas encore de commande en volume.

Pression nominale et cas où une pompe à engrenages haute pression est nécessaire

La pression continue est le niveau que la pompe peut maintenir pendant de longues périodes. La pression de pointe est une limite de courte durée pour les pics, par exemple lorsqu'un vérin arrive en fin de course. Les fiches techniques indiquent généralement les deux. Une pompe qui fonctionne toute la journée près de sa pression de pointe usera prématurément ses paliers et son joint d'arbre.

Le cycle de fonctionnement compte plus que le maximum indiqué sur la plaque signalétique. Il est judicieux de spécifier une pompe à engrenages haute pression dotée de paliers à compensation de pression et d'un corps en fonte ou renforcé lorsque le circuit travaille régulièrement près de son réglage de limitation. Parmi les exemples : les entraînements vibrants, les marteaux hydrauliques et la direction lourde des engins articulés. Pour des charges légères et intermittentes, une pompe standard à corps en aluminium suffit généralement.

Détails de montage, d'arbre et d'orifices à l'origine des retours

Les normes de brides se répartissent en deux grandes familles. Les brides SAE, comme les SAE A et SAE B à deux boulons, sont courantes sur les machines nord-américaines et sur de nombreuses machines asiatiques. Les brides européennes, souvent à quatre boulons et dimensionnées selon le groupe de la pompe à engrenages, dominent sur les équipements européens. Les deux familles se ressemblent sur les photos, mais elles ne sont pas interchangeables.

Les arbres peuvent être cannelés (SAE ou DIN), cylindriques à clavette ou coniques. Un cône de 1:8 est courant sur de nombreuses pompes européennes de type groupe. Les filetages d'orifices peuvent être BSPP, métriques ou SAE à joint torique (UNF), et certaines pompes utilisent des orifices à bride. Pour les distributeurs qui stockent des pompes destinées à un parc régional donné, des configurations d'orifices P/T sur mesure, c'est-à-dire la taille et la position des orifices de pression et de réservoir, peuvent être fabriquées à la commande afin que les pompes s'adaptent sans adaptateurs.

Pompes simples, tandem et multi-sections

Une pompe à engrenages tandem comporte deux sections de pompage sur un même arbre traversant, chacune alimentant son propre circuit. Les pompes triples et quadruples ajoutent des sections supplémentaires. Les pompes multi-sections sont pertinentes lorsqu'un seul entraînement doit alimenter des circuits distincts, par exemple la direction, l'hydraulique de travail et un ventilateur de refroidisseur d'huile. La cylindrée, le sens de rotation et le raccordement de chaque section doivent être spécifiés séparément, et la limite de couple de l'arbre doit couvrir la charge combinée.

Applications des pompes hydrauliques à engrenages externes dans les engins de construction et l'industrie

La pompe hydraulique à engrenages externes pour engins de construction alimente généralement les circuits auxiliaires, de direction, de pilotage et de ventilateur, tandis que les pompes à pistons assurent les fonctions de travail principales. Sur les équipements industriels, les pompes à engrenages alimentent des circuits à débit constant, où une pression modérée, un faible coût et la tolérance à une huile imparfaite comptent davantage qu'un débit variable.

Scénarios pour les engins de construction

• Alimentation pilote et auxiliaire de pelle hydraulique : un distributeur de pièces desservant des parcs de location a besoin de pompes de pilotage qui se boulonnent directement sur l'entraînement traversant de la pompe principale. Vérifiez la cannelure d'accouplement, la bride et la pression nominale basse, qui diffère de celle du circuit principal.
• Direction et vibration de rouleau compacteur : un atelier de maintenance a besoin de pompes qui supportent de longues heures à haute pression dans le circuit de vibration. Vérifiez la valeur nominale en continu et la conception des paliers, ainsi que la possibilité qu'une unité tandem couvre aussi la direction.
• Finisseurs et camions-pompes à béton : sur ces machines, les pompes à engrenages fonctionnent souvent avec des pompes à pistons pour alimenter les agitateurs, les convoyeurs, le refroidissement et les fonctions de flèche. Vérifiez la position de montage sur la prise de force ou l'entraînement traversant, ainsi que le sens de rotation vu depuis cet entraînement, et non depuis le moteur.

Scénarios pour tracteurs, transmissions et applications industrielles

• Pompes hydrauliques pour tracteurs : un importateur approvisionnant des concessionnaires agricoles a besoin de pompes pour le relevage et la direction. Vérifiez le type d'entraînement (par engrenage ou monté sur le moteur), l'arbre conique ou cannelé, ainsi que les variations selon l'année-modèle au sein d'un même modèle de tracteur.
• Pompes de transmission : elles fournissent l'huile de charge ou de lubrification aux boîtes de vitesses powershift. Vérifiez le débit basse pression au régime de ralenti, car c'est là qu'une pompe usée ou sous-dimensionnée se révèle en premier.
• Machines de métallurgie, de plasturgie et de fonderie sous pression : les équipes de maintenance des usines ont besoin de pompes à débit fixe pour le serrage, le refroidissement et la lubrification. Vérifiez la température de fonctionnement, le type de fluide (certaines usines utilisent des fluides résistants au feu) et les limites de bruit à proximité des opérateurs.

Comment commander le remplacement d'une pompe à engrenages externes à partir du code du modèle

Le remplacement d'une pompe à engrenages externes à partir du code du modèle fonctionne lorsque vous nous transmettez le code produit d'origine complet, le modèle de la machine et les caractéristiques de l'équipement. La compatibilité dépend du code complet de l'ensemble, et non du seul nom de la série. Deux pompes d'une même série peuvent différer par l'arbre, la bride, le sens de rotation et les orifices, et aucune de ces variantes n'est interchangeable.

Lire les codes de série courants

Les noms de série identifient la famille de pompes et la taille de carter. Les codes AZPF, AZPG, AZPN, AZPB et AZPW de type Rexroth désignent différents groupes de carters. Un bloc numérique dans le code indique généralement la cylindrée en cm³/tr, suivie de lettres pour la rotation, l'arbre, la bride et les orifices. Les PGP505, PGP511 et PGP517 de Parker correspondent à des tailles de carter différentes de la gamme PGP, et les PGP315, PGP330 et PGP365 appartiennent à la partie de la famille destinée aux usages plus intensifs. Pour les ALP1–3 et GHP1–3 de type Marzocchi, le chiffre indique le groupe, la cylindrée et les options étant ajoutées après.

Chaque fabricant a sa propre structure de codification ; décodez donc toujours la chaîne complète à l'aide du catalogue d'origine. Les noms de marques et les numéros de modèles sont indiqués uniquement pour l'identification des pièces de remplacement. Ils n'impliquent aucune affiliation avec le fabricant d'origine.

Olive Branch Hydraulics couvre des séries de pompes à engrenages compatibles avec Rexroth, Parker, Marzocchi, Shimadzu, Casappa et Sunny. Elles comprennent les AZPF, AZPG, AZPN, AZPB, AZPW, 1PF2G, ALP1-3, GHP1-3, PGP505, PGP511, PGP517, PGP315, PGP330 et PGP365. La gamme comprend également des pompes à engrenages haute pression, tandem, triples et quadruples, des pompes de transmission et des pompes hydrauliques pour tracteurs.

Liste de contrôle avant demande de prix pour le remplacement de pompes à engrenages

• Recopiez le code complet de la plaque signalétique, caractère par caractère, y compris les suffixes.
• Photographiez le bout d'arbre, la bride de montage, les deux orifices et la plaque signalétique, en veillant à ce que l'image soit nette.
• Confirmez le sens de rotation vu du côté de l'extrémité d'arbre.
• Indiquez la cylindrée en cm³/tr et la pression de service réelle du circuit.
• Notez la marque de la machine, le modèle, la plage de numéros de série et le circuit alimenté par la pompe.
• Mesurez le diamètre de l'arbre, le nombre de cannelures, le centrage de la bride et l'entraxe des boulons si la plaque signalétique est absente ou illisible.
• Indiquez la quantité par référence et le port de destination.

Comment les contrôles qualité, les délais et les facteurs de coût influencent-ils votre commande ?

Le prix et le délai de livraison d'une pompe à engrenages dépendent principalement de la série, de la cylindrée, de la configuration multi-sections, ainsi que de l'ampleur des travaux personnalisés sur l'arbre, la bride et les orifices. Une pompe standard à section unique correspond au cas le plus simple. Une unité tandem ou quadruple sur mesure, dotée d'orifices non standard, nécessite des plans, un échantillon et un délai de production plus long. Convenez de l'étendue du contrôle qualité dans le devis.

Les contrôles habituels comprennent l'inspection dimensionnelle de la bride, de l'arbre et des orifices, le contrôle d'étanchéité, ainsi que des essais de pression et de débit le cas échéant. Les contrôles précis et les documents requis doivent figurer dans le devis, et non être supposés. Chez Olive Branch Hydraulics, chaque pompe fait l'objet d'une inspection finale à 100 % avant l'emballage. La production est assurée par un partenaire de fabrication situé à Ningjin, fondé en août 2010, à environ 9 km du bureau commercial de Xinji.

Pour les commandes personnalisées ou les premières commandes, le processus se déroule comme suit :

1. Demande avec référence, plans ou échantillons
2. Projets de conception et rendus 3D soumis à votre approbation
3. Échantillonnage
4. Production avec contrôle qualité en cours de fabrication
5. Inspection finale à 100 %, puis emballage et expédition

Trois écueils sont à l'origine de la plupart des problèmes. Le premier consiste à commander uniquement à partir du nom de la série. Le deuxième est d'ignorer le sens de rotation, un point facile à négliger lorsqu'une pompe est entraînée par une prise de force. Le troisième est de sauter l'approbation de l'échantillon pour gagner quelques semaines, au risque de se retrouver avec un lot complet qui ne convient à aucun équipement.

FAQ

Une pompe à engrenages externes peut-elle remplacer une pompe à pistons ?

Parfois, dans les circuits à débit fixe. Une pompe à engrenages peut prendre le relais lorsque la pompe à pistons fonctionne à cylindrée constante et que la pression reste dans les limites nominales de la pompe à engrenages. Elle ne convient pas aux circuits nécessitant une cylindrée variable, une compensation de pression ou une régulation load-sensing.

Quelles sont les causes habituelles de défaillance prématurée d'une pompe à engrenages ?

Il s'agit généralement d'une huile contaminée, de cavitation, de surpression ou d'un défaut d'alignement de l'entraînement. La cavitation est le plus souvent provoquée par des entrées obstruées ou des conduites d'aspiration sous-dimensionnées. Des bagues rayées et une usure du corps côté aspiration en sont les signes habituels.

Ai-je besoin du code d'origine de la plaque signalétique pour obtenir une pompe équivalente ?

C'est le point de départ le plus fiable. En l'absence de ce code, envoyez le modèle de la machine, les informations sur l'équipement, des photos ainsi que les dimensions mesurées de l'arbre, de la bride et des orifices afin que la pompe puisse être identifiée.

Les pompes à engrenages peuvent-elles être fabriquées selon des spécifications personnalisées ?

Oui. Les pompes hydrauliques à engrenages peuvent être fabriquées selon les spécifications du client, pour la première monte (OEM) comme pour le marché de la rechange, y compris avec des configurations d'orifices P/T personnalisées. Les plans de conception et les rendus 3D sont validés avant la réalisation des échantillons.

Étape suivante : demander un devis ou une correspondance de remplacement

Envoyez le modèle, la quantité et le port de destination pour recevoir une réponse sous 24 heures. Pour les pièces de rechange, indiquez également le code produit d'origine, le modèle de la machine et les détails de l'équipement. Écrivez à [email protected], appelez le +8615075996564 ou visitez https://www.hydrogeartech.com/.