سیستم های هیدرولیک

هیدرولیک:

در هیدرولیک انتقال قدرت و انتقال گرماداریم به حداقل رساندن فرآیند سایش حاصل از حرکت قطعات به هنگام وجود شرایط روانکاوی مرزی ، یا به حداقل رساندن اصطکاک حفاظت اجزای سیستم در برابر خوردگی

انتقال گرما:

قابلیت استفاده در بازده دمایی وسیع و رفتار خوب گرانروی – دما افزایش و طول عمر دستگاه

  • روغن های هیدرولیک
  • پمپ ها
  • سیلندرهای هیدرولیک
  • سوپاپ ها و شیشه ها
  • اجزای مدارهیدرولیک (مانند خازن ذخیره هیدرولیک سیستم های فیلتر مخازن تحت فشار و غیره)
  • آب بندها ، واشرها و کشپارها
  • روغن های هیدرولیک

از اجزای سیستم های هیدرولیک می باشد.

مهم ترین گروه از روانکارها روغن های هیدرولیک می باشد. البته قبل از روغن های هیدرولیک ، روغن های موتور از مهم ترین گروه روانکارها می باشد که روغن های هیدرولیک ۱۵%روانکارهای معرف جهان را تشکیل می دهد.

به عنوان مثال مصرف روغن هیدرولیک در اتریش به صورت زیر بوده است:

۸۳% روغن های هیدرولیک پایه معدنی ۸ % روغن های هیدرولیک ضد آتش ، ۶% روغن های هیدرولیک زیست تخریب پذیرندحدود ۳% روغن های هیدرولیکی یا روغن های هیدروکربنی یا روغن های هیدرولیک سنتزی PAO

از دسته های اصلی هیدرولیک نوین می توان :

  • ساکن
  • متحرک
  • هوانوردی نام برد

سیستم های هیدرولیکی در فشارها و دماهای بالاتر و حجم کم سیستم بازتاب می یابد.

پمپ ها و موتورها :

کاربرد پمپ ها و موتورها تبدیل انرژی و قدرت در سیستم های هیدرولیک می باشد.

ماشین های هیدرواستاتیکی مانند پمپ های جابجایی انرژی الکترکی یا مکانیکی را به انرژی هیدرولیک تبدیل می کند. پمپ های چرخشی ،دنده ای ، پیستونی و شعاعی از مهم ترین انواع پمپ ها می باشد که تحت نقش های هیدرولیکی پالایی قرار می گیرند.

از وظایف روغن های هیدرولیکی می توان به محافظت اجزاء(پمپ ها و موتور ها ) در برابر سایش – خوردگی کاهش اصطکاک و درنتیجه کاهش انباشتگی رسوبات اشاره کرد.

سیلندرهای هیدرولیکی:

در این سیلندرها فشار هیدرولیکی به حرکت خطی تبدیل می شود که از وظایف  روغن های هیدرولیکی در سیلندر ها می توان به ایجاد آب بندی روانکاری پیستون و شیارها – جلوگیری از حرکت لغزشی – ارتعاشی و به حداقل رساندن سایش است.

سوپاپ ها و شیر ها:

از جمله سوپاپ ها کنترل آغاز و پایان جهت و مقدار بی روغن است و جزء اجزاء مکانیکی هستند که وظیفه روغن های هیدرولیکی در سوپاپ ها به حداقل رساندن سایش و اصطکاک و تا حدامکان جلوگیری از تشکیل رسوب در آن ها و انتقال گرما می باشد. تعویض روغن و در بلندمدت و بارهای گرمایی زیاد،نباید منجر به رسوب و یا کاهش و بی عبوری از سوپاپ شود.

اجزای مدار :

  • مخازن روغن
  • سیستم های فیلتر
  • مخازن فشارلوله

که روغن های هیدرولیک باید با تمامی موارد مورد استفاده در این اجزاء سازگار باشد.

کاسه نمد ها، واشرها،کشیارها

در یک سیستم هیدرولیک هر کاسه نمد و یا کششیارها به صورت موضعی یا کاملا در معرض روغن هیدرولیک قراردارد. که تاثیر روغن بر روی ماده تشکیل دهنده کاسه نمد سبب ایجاد تورم و یا انقباض  آن می شود. روغن های هیدرولیکو مواد تشکیل دهنده کاسه نمدها باید با هم سازگار باشند جون دما و اکسیژن و آب مواد افزودنی و محصولات حاصل از اکسید شدن روغن هیدرولیک برروی کاسه نمدهای کشیاری تاثیر می گذارد. در حالت کلی و به صورت ایده آل نباید یک روغن هیدرولیک هیچگونه تاثیری بر روی مواد تشکیل دهنده کاسه نمدها و کشپارها داشته باشد. یک روغن هیدرولیک به طور همزمان وظایف انتقال و کاهش سایش و اصطکاک و جلوگیری رسوبات  در درزها و شکاف ها را انجام می هد.

سیستم هیدرولیک

انتقال قدرت در بسیاری از فرآیندهای صنعتی ، آن هم به صورت کم هزینه و با دقت زیاد مورد نظر است. در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه های صنعتی به کارگیری سیال تحت فشار و به گسترش است. در شاخه مهم هیدرولیک و نیوماتیک که در مقابل هم قراردارند استفاده از قدرت سیال به این دو شاخه بر می گردد. در نیروهای نسبتا پایین (حدود یک تن) و سرعت های حرکتی بالا از نیوماتیک استفاده می کنند اما در قدر های بالا و سرعت های کنترل شده دقیق از سیستم های هیدرولیک استفاده می کنند. مثال برای نیوماتیک(سیستم هایی که در قسمت های محرک ربات ها به کار می رود)

هیدرولیک(جک های هیدرولیک-ترمز-فرمان هیدرولیک )

از مزایای سیستم های هیدرولیک یا نیوماتیک:

  • طراحی ساده
  • قابلیت افزایش نیرو
  • سادگی و کنترل
  • انعطاف پذیری
  • راندمان بالا
  • اطمینان نسبت به سیستم های مکانیکی یا الکتریکی

از ویژگی های دیگر سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک قطعات محرک کمتری وجود دارد و می توان در هر نقطه به حرکت های خطی یا روانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت.(نسبت به سایر سیستم های مکانیکی) زیراانتقال قدرت توسط جریان سیال بر فشار در خطوط انتقال (لوله و شلینگ ها) صورت می پذیرد ولی در سیستم های مکانیکی دیگر برای قدرت از اجزایی مانند چرخ دنده ، گاردان،اهرم و کلاچ و… استفاده میکنند.

در سیستم های هیدرولیک با اعمال نیروی کم به نیروی بالا رفتن می رسیم و می توان نیروهای برگ خروجی را با اعمال نیروی کمی مثل باز و بسته شدن شیر کنترل نمود. تاثیر شیلنگ های انعطاف پذیر سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک مستقیم است. طوری که سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک را انعطاف پذیر می کند و محدودیت مکانی برای نصب سیستم های دیگر ندارد. همچنین راندمان سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک بالا می باشد به خاطر اصطکاک کم هزینه پایین از اطمینان بالای این سیستم ها استفاده از شیرهای اطمینان و سوئیچ های فشاری   وحرارتی که می توان سیستمی مقاوم در برابر بارهای ناگهانی حرارت یا فشار بیش از حد ساخت

طرز کار سیستم های هیدرولیک نیوماتیک:

در پمپ های هیدرولیک در برابر انتقال قدرت بخه یک سیال تحت فشار حالا یا تراکم پذیر یا تراکم ناپذیر احتیاج داریم که نیروی مکانیکی را تبدیل به قدرت سیال تحت فشار می کند و در مرحله بعد که انتقال نیرو به نقطه مورد نظر می باشد وطپظیفه لوله ها و شیلنگ ها و بست ها می باشد. بعد از این در عمل سیال تحت فشار به سمت عملگرها (سیلندرها یا موتورهای هیدرولیک) هدایت می شوند تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز حالا یا خطی دورانی تبدیل شود.

قطر هیدرولیک

این کمیت را با نماد DH نشان می دهند که نمایانگر طول مشخصه ای است ودر کانال های باز و متقاطع غیر مدور مورد استفاده قرار می گیرد.و در مواردی که سیال مورد نظر ما در مقطع غیر دایره ای حرکت می کند که از این کمیت می توانیم استفاده کنیم که رابطه آن به شرح زیر می باشد:

که p نمایانگر مغناطیس شده کانال و A نشان دهنده سطح مقطع جریان است. و در مواردیکه مقطع دایره ای است قطر هیدرولیک ، با استفاده از فرمول زیر به دست می آید.

مقایسه کل بین سیستم های هیدرولیکدو نیو ماتیک:

اجزای تشکیل دهنده سیستم های هیدرولیکی:

۱)مخزن : جهت نگهداری سیال
۲) پمپ : جهت به جریان انداختن سیال در سیستم که توسط الکترو موتور
۳) موتور های احتراقداخلی به کار انداخته می شوند.
۴) شیرها : برای کنترل فشار ، جریان و جهت حرکتسیال
۵) عملگرها : جهت تبدیل انرژی سیال تحت فشار به نیروی مکانیکی مولدکار(سیلندرهای هیدرولیک برای ایجاد حرکت خطی و موتور های هیدرولیک برای ایجاد حرکتدورانی).

 اجزای تشکیل دهنده سیستم های نیوماتیکی:

۱)کمپرسور
۲) خنککننده و خشک کننده هوای تحت فشار
۳) مخزن ذخیره هوای تحت فشار
۴) شیرهایکنترل
۵) عملگرها

 

قانون پاسکال:

  1. فشار سرتاسر سیال در حال سکون یکسان است .(با صرف نظر از وزن سیال)
  2. در هر لحظه فشار استاتیکی در تمام جهات یکسان است.
  3. فشار سیال در تماس با سطوح بصورت عمودی وارد میگردد.

یک مقایسه کلی بین سیستمهای هیدرولیک و نیوماتیک:

۱) در سیستمهای نیوماتیک از سیال تراکم پذیر مثل هوا و در سیستمهای هیدرولیک ازسیال تراکم ناپذیر مثل روغن استفاده می کنند.
۲) در سیستمهای هیدرولیک روغنعلاوه بر انتقال قدرت وظیفه روغن کاری قطعات داخلی سیستم را نیز بر عهده دارد ولیدر نیوماتیک علاوه بر روغن کاری قطعات، باید رطوبت موجود در هوا را نیز از بین بردولی در هر دو سیستم سیال باید عاری از هر گونه گرد و غبار و نا خالصی باشد
۳) فشار در سیستمهای هیدرولیکی بمراتب بیشتر از فشار در سیستمهای نیوماتیکی می باشد ،حتی در مواقع خاص به ۱۰۰۰ مگا پاسکال هم میرسد ، در نتیجه قطعات سیستمهای هیدرولیکیباید از مقاومت بیشتری برخوردار باشند.
۴) در سرعت های پایین دقت محرک هاینیوماتیکی بسیار نامطلوب است در صورتی که دقت محرک های هیدرولیکی در هر سرعتی رضایتبخش است .
۵) در سیستمهای نیوماتیکی با سیال هوا نیاز به لوله های بازگشتی ومخزن نگهداری هوا نمی باشد.
۶) سیستمهای نیوماتیک از بازده کمتری نسبت بهسیستمهای هیدرولیکی برخوردارند

 هیدرولیک کاربرد پمپ ها در سیستم های

کارآیی سیستم های هیدرولیک برای سهولت انتقال نیرو، موجب گسترش روز افزون این سیستم ها شده است. می توان پمپ های سیستم های هیدرولیک را به مثابه قلب سیستم در نظر گرفت. پمپ های هیدرولیک تنها یک وظیفه مهم را بدوش دارند و آن به جریان انداختن سیالات هیدرولیک است. عامه مردم تصور می کنند که پمپ ها، فشار مورد نیاز را ایجاد می کنند، لیکن این تصور نادرست است.

مزایا و معایب سیستمهای هیدرولیکی روغنی

سادگی طراحی : تعداد اجزای کمتر و ساده تر و کارآمد تر نسبت به دیگر سیستم های انتقال نیرو

وزن و حجم کمتر:تولید و انتقال نیروهای قوی توسط تجهیزات کوچک که دارای وزن کمی بوده و نسبت به سیستم های الکتریکی وزن ۱ به ۱۰ را دارند.

قابلیت افزایش نیرو: به راحتی می توان نیرو را تا صدها برابر افزایش داد

سادگی و دقت کنترل:کنترل نیرو های بزرگ با اعمال کمترین نیرو قابل انجام است. همچنین امکان دستیابی به گشتاور یا توان ثابت در سرعت های متغیر وجود دارد

انعطاف پذیری : استفاده از لوله ها و شیلنگ ها برای انتقال قدرت به جای استفاده از اجزای مکانیکی مثل شافت ها و کوپلینگ ها.

قابلیت اطمینان: استفاده از شیرهای اطمینان به منظور کنترل فشار و بار

نصب ساده قطعات به دلیل استاندارد بودن.

تبدیل ساده حرکت دورانی به حرکت رفت و برگشتی

استارت دستگاه هیدرولیکی زیر بار.

ازدیاد عمر قطعات به دلیل تماس مستقیم با روغن

مزایای سیستمهای هیدرولیک

  • سادگی طراحی و نصب آسان قطعات هیدرولیک به دلیل استاندارد بودن آنها.
  • تولید و انتقال نیروهای بزرگ توسط قطعات کوچک هیدرولیکی.
  • افزایش عمر قطعات بدلیل استفاده از روغن در داخل سیستم های هیدرولیک و کاهش میزان فرسایش.
  • امکان بدست آوردن نیرو، فشار، گشتاور و سرعتهای غیر پله ای و یا اصطلاحا”
  • داشتن تعداد بی نهایت سرعت، فشار و نیرو.
  • انعطاف پذیری بسیار زیاد سیستم با استفاده از لوله و شلنگ ها.
  • سرویس و نگهداری آسان و امکان کنترل سیستم توسط تعدادی فشار سنج و حرارت سنج.
  • امکان تعویض جهت حرکت با سرعت زیاد.
  • بکارگیری نیروی کم کارگری و امکان اتوماسیون کامل سیستم.
  • اقتصادی بودن بکارگیری سیستمهای هیدرولیک.

معایب سیستمهای هیدرولیک

  • درصورت استفاد از روغن نا مناسب و یا اشکال در طراحی مسیر ها ،
  • افت فشار و در نتیجه اتلاف انرژی وجود خواهد داشت.
  • فشار در سیستم های هیدرولیک زیاد بوده و به همین دلیل لوله و شلنگهای قوی و بست های بسیار دقیق جهت آب بندی مورد نیاز می باشد.
  • بدلیل حساسیت بسیار زیاد سیستمهای هیدرولیک، وجود کوچک ترین مقدار گرد و خاک ، زندگ زدگی و آشغال در داخل سیستم باعث خرابی آن می گردد.

از آنجائیکه هیدرولیک آبی دارای خاصیت زنگ زدگی است لذا در صنایع از هیدرولیک روغنی هم بخاطر روغن کاری قطعات در حین کار و هم بخاطر انتقال انرژی در سیستم های کنترل استفاده میشود . وقتیکه در صنعت از هیدرولیک نام برده میشود، مقصود همان “هیدرولیک روغنی” می باشد .بطور دقیق میتوان گفت که: حوزه کاربرد هیدرولیک روغنی استفاده از انرژی دینامیکی و استاتیکی آن بوده و در مهندسی کنترل برای انتقال سیگنالها و تولید نیرو می باشد.وسائل هیدرولیکی که نحوه استفاده هیدرولیک را در صنعت میسر میسازد خود دارای تاریخچه بسیار قدیمی میباشد. یکی از قدیمی ترین این وسائل، پمپ های هیدرولیکی بوده، که برای اولین بار کتزی بیوس یونانی در حدود اواسط قرن سوم قبل از مسیح، پمپی از نوع پیستون اهرمی که دارای دو سیلندر بود اختراع و ساخته است.تا اوائل قرن هشتم دیگر در این زمینه وسیله جدیدی پدید نیامد و در اوائل این قرن انواع چرخ های آبی اختراع و رواج بسیار پیدا نمود. قرن شانزده را میتوان توسعه پمپهای آبی دانست و در این قرن بود که انواع پمپ با ساختمانهای مختلفی پدیدار گردیدند و اصول ساختمانی این پمپ ها امروزه بخصوص از نوع چرخ دنده ئی، هنوز هم مورد توجه و اهمیت بسیاری است. در اواخر قرن شانزدهم اصول ساختمان پرس هیدرولیکی طراحی گردیده و حدوداً بعد از یک قرن اولین پرس هیدرولیکی که جنبه عملی داشت، شروع بکار نمود. قرن نوزدهم زمان کاربرد پرسهای هیدرولیک آبی بود و اوائل قرن بیستم را میتوان شروع و زمان توسعه هیدرولیکی روغنی در صنایع و تاسیسات صنعتی دانست.

 

عامل اصلی کارکرد سیستم پنیوماتیک هواست و هوا در همه جای روی زمین به وفور وجود دارد. هوای فشرده را می توان از طریق لوله کشی به نقاط مختلف کارخانه یا مراکز صنعتی جهت کارکرد سیستم های پنیوماتیک هدایت کرد. هوای فشرده را می توان در مخازن مخصوص انباشته و آن را انتقال داد یعنی همیشه احتیاج به کمپرسور نیست و می توان از سیستم پنیوماتیک در مکان هایی که امکان نصب کمپرسور وجود ندارد نیز استفاده نمود . افزایش و کاهش دما اثرات مخرب و سوئی بر روی سیستم پنیوماتیک ندارد و نوسانات حرارتی از عملکرد سیستم جلوگیر ی نمی کند. هوای فشرده خطر انفجار و آتش سوزی ندارد به این دلیل تاسیسات حفاظتی نیاز نیست. قطعات پنیوماتیک و اتصالات آن نسبتا ً ارزان و از نظر ساختمانی قطعاتی ساده هستند لذا تعمیرات آنها راحت تر ازسیستم های مشابه نظیر هیدرولیک می باشد. هوای فشرده نسبت به روغن هیدرولیک مورد مصرف در هیدرولیک تمیز تر است و به دلیل این تمیزی از سیستم پنیوماتیک در صنایع دارویی و نظایر آن استفاده می شود . سرعت حرکت سیلندر های عمل کننده با هوای فشرده در حدود ۱ الی ۲ متر در ثانیه است و در موارد خاصی به ۳ متردر ثانیه می رسد که این سرعت در صنایع قابل قبول است و بسیاری ازعملیات صنعتی را می تواند عهده دار شود. عوامل سرعت و نیرو در سیستم پنیوماتیک قابل کنترل و تنظیم است . عناصر پنیوماتیک در مقابل بار اضافه مقاوم بوده و به آنها صدمه وارد نمی شود مگر اینکه افزایش بار سبب توقف آنها گردد . تعمیرات و نگه داری سیستمای پنیوماتیک بسیار کم خطر است زیرا در انرژی های قابل مقایسه نظیر برق خطر جانی و آتش سوزی و در هیدرولیک انفجار و جانی وجود دارد اما در پنیوماتیک خطر جانی به صورت جدی وجود ندارد وآتش سوزی اصلا ً وجود ندارد و بدین دلیل در صنایع جنگ افزارسازی از سیستم تمام پنیوماتیک استفاده می شود .

معایب سیستم پنیوماتیک به شرح زیر است:

چون سیال اصلی مورد استفاده در سیستم پنیوماتیک هوای فشرده و جهت تهیه هوای فشرده باید با کمپرسور آن را فشرده کرد همراه هوای فشرده شده مقداری رطوبت وناخالصی هوا ومواد آئروسل وارد سیستم شده و سبب برخی خرابی در قطعات می شود لذا باید جهت تهیه هوای فشرده فیلتراسیون مناسب استفاده نمود . هزینه استفاده از هوای فشرده تا حد معینی اقتصادی می باشد و این میزان تا وقتی است که فشار هوا برابر ۷ بار و نیروی حاصله با توجه به طول کورس و سرعت حداکثر بین ۲۰۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ نیوتن می باشد . به طور خلاصه می توان گفت که جهت قدرت های فوق العاده زیاد مقرون به صرفه تر است از نیروی هیدرولیک استفاده شود . هوای مصرف شده در سیستم پنیوماتیک در هنگام تخلیه از سیستم دارای صدای زیادی است که این مسئله نیاز به کاربرد صدا خفه کن را الزامی می کند. به علت تراکم پذیری هوا به خصوص در سیلندر های پنیوماتیکی که زیر بار قرار دارند امکان ایجاد سرعت ثابت و یکنواخت وجود ندارد که این مسئله از معایب پنیوماتیک به شمار می رود اما قابل ذکر است که اخیرا ً یک نوع سیلندر که بجای شفت سیلندر از نوار لاستیکی استفاده می کند ساخته شده است که این عیب را بر طرف می کنند . به طور کلی در مقایسه مزایا و معایب پنیوماتیک می توان گفت با توجه به مزایای بسیار نسبت به معایب کمتر می توان از پنیوماتیک بعنوان یک انرژی شایسته در صنایع استفاده کرد به خصوص با توجه به مزیت تمیزی سیستم تعمیر و نگه داری راحت تر ، نداشتن خطر جانی جهت پرسنل عملیاتی و تعمیراتی در سیستم که در سیستم های دیگر نظیر الکتریک و هیدرولیک وجود ندارد ضمنا ٌ این سیستم بی همتاست و گاهی فقط از این سیستم در جهت عملیات تولیدی باید استفاده شود نظیر : صنایع غذایی ، دارویی ، جنگ افزار که حتما ً عملیات تولیدی توسط سیستم پنیوماتیک انجام می پذیرد.

تعریف و تاریخچه هیدرولیک

هیدرولیک از کلمه یونانی ” هیدرو ” مشتق گردیده است و این کلمه بمعنای جریان حرکات مایعات می باشد. در قرون گذشته مقصود از هیدرولیک فقط آب بوده و البته بعدها عنوان هیدرولیک مفهوم بیشتری بخود گرفت و معنی ومفهوم آن بررسی در مورد بهره برداری بیشتری از آب و حرکت دادن چرخ های آبی و مهندسی آب بوده است. مفهوم هیدرولیک در این قرن دیگر مختص به آب نبوده بلکه دامنه وسیعتری بخود گرفته و شامل قواعد و کاربرد مایعات دیگری ، بخصوص ” روغن معدنی ” میباشد ، زیرا که آب بعلت خاصیت زنگ زدگی ، در صنایع نمی تواند بعنوان انرژی انتقال دهنده مورداستفاده قرار گیرد و بعلت آنکه روغن خاصیت زنگ زدگی دارد ، امروزه در صنایع از آن بخصوص برای انتقال انرژی در سیستم کنترل استفاده بسیار میگردد

بطور خلاصه میتوان گفت:
فنی که انتقال و تبدیل نیرو را توسط مایعات انجام دهد ” هیدرولیک ” نامیده میشود.  از آنجائیکه هیدرولیک آبی دارای خاصیت زنگ زدگی است لذا در صنایع از هیدرولیک روغنی هم بخاطر روغن کاری قطعات در حین کار و هم بخاطر انتقال انرژی در سیستم های کنترل استفاده میشود . وقتیکه در صنعت از هیدرولیک نام برده میشود ، مقصود همان ” هیدرولیک روغنی ” می باشد .  بطور دقیق میتوان گفت که : حوزه کاربرد هیدرولیک روغنی استفاده از انرژی دینامیکی و استاتیکی آن بوده و در مهندسی کنترل برای انتقال زیگنال ها و تولید نیرو می باشد.  وسائل هیدرولیکی که نحوه استفاده هیدرولیک را در صنعت میسر میسازد خود دارای تاریخچه بسیار قدیمی میباشد.  یکی از قدیمی ترین این وسائل ، پمپ های هیدرولیکی بوده ، که برای اولین بار کتزی بیوس یونانی در حدود اواسط قرن سوم قبل از مسیح ، پمپی از نوع پیستون اهرمی که دارای دو سیلندر بود اختراع و ساخته است .  تا اوائل قرن هشتم دیگر در این زمینه وسیله جدیدی پدید نیامد و در اوائل این قرن انواع چرخ های آبی اختراع و رواج بسیار پیدا نمود.

خواص هیدرولیک روغنی و کاربرد آن در صنایع:

استفاده از هیدرولیک روغنی به طراحان ماشین امکانات جدیدی را داده ، که میتوانند به نحو ساده تری ایده و طرح خود را عملی سازند، بخصوص قطعات استاندارد شده هیدرولیک روغنی کمک بسیار جامعی در حل مسائل طراحان مینماید.  امروزه طراح ماشین میتواند با کمک هیدرولیک روغنی مسایل پیچیده کنترل مکانیکی را بنحو ساده تری و در زمان کوتاه تری حل نموده و در نتیجه طرح را با مخازن کمتری عرضه نماید.  خواص مثبت هیدرولیک روغنی  تولید و انتقال نیروهای قوی توسط قطعات کوچک هیدرولیکی ، که دارای وزن کمتری بوده و نسبت وزنی آنها نسبت به دستگاههای الکتریکی ۱ به ۱۰ میباشد.  نصب ساده قطعات بعلت استاندارد بودن آنها  تبدیل ساده حرکت دورانی به حرکت خطی اسیلاتوری (رفت و برگشتی)  قابلیت تنظیم و کنترل قطعات هیدرولیکی
امکان سریع معکوس کردن جهت حرکت  استارت حرکت قطعات کار کننده هیدرولیکی ، در موقعیکه زیر بار قرار گرفته باشند.  قابلیت تنظیم غیر پله ئی نیرو ، فشار ، گشتاور، سرعت قطعات کار کننده  ازدیاد عمر کاری قطعات هیدرولیکی در اثر موجودیت روغن در این قطعات  مراقبت ساده دستگاهها و تاسیسات هیدرولیکی توسط مانومتر  امکان اتوماتیک کردن حرکات  در مقابل این خواص مثبت ، البته خواص منفی نیز در هیدرولیک موجود است که طراحان بایستی با آنها نیز آشنا گردند ، البته لازم بتذکر است که بزرگترین خاصیت منفی هیدرولیک ، افت فشار میباشد ، که در حین انتقال مایع فشرده پدید می آید.  خواص منفی هیدرولیک روغنی خطر در موقع کار با فشارهای قوی ، لذا توجه بیشتری بایستی به محکم وجفت شدن مهره ماسورهها با لوله ها و دهانه تغذیه و مسیر کار قطعات کار کننده نمود  راندمان کمتر مولدهای نیروی هیدرولیکی نسبت به مولدهای نیروی مکانیکی، بعلت نشت فشار روغن و همچنین افت فشار در اثر اصطکاک مایعات در لوله و قطعات  بعلت قابلیت تراکمی روغن و همچنین نشت آن ، امکان سینکرون کردن جریان حرکات بطور دقیق میسر نمی باشد.  گرانی قطعات در اثر بالا بودن مخارج تولید.  انرژی مکانیکی اغلب توسط موتورهای احتراقی و یا الکترو موتورها تولید میگردد، در هیدرو پمپها تبدیل به انرژی هیدرولیکی گشته و این انرژی از طریق وسائل هیدرولیکی به قطعات کار کننده هیدرولیکی منتقل میگردد، واز این قطعات کارکننده میتوان مجددا انرژی مکانیکی را بدست آورد.  کارآیی سیستم های هیدرولیک برای سهولت انتقال نیرو، موجب گسترش روز افزون این سیستم ها شده است. می توان پمپ های سیستم های هیدرولیک را به مثابه قلب سیستم در نظر گرفت.  پمپ های هیدرولیک تنها یک وظیفه مهم را بدوش دارند و آن به جریان انداختن سیالات هیدرولیک است. عامه مردم تصور می کنند که پمپ ها، فشار مورد نیاز را ایجاد می کنند، لیکن این تصور نادرست است. فشار ناشی از عواملی مانند مقاومت خطوط لوله، گرانروی و بار روی محرک ها (Actuator) در مقابل جریان سیال، مقاومت می کنند. در واقع شفت پمپ، انرژی مکانیکیِ موتور الکتریکی یا موتورهای دیزلی و بنزینی را به انرژی سیال تبدیل می کند. پمپ های سیستم های هیدرولیک از نوع پمپ های جابجایی مثبت هستند. در این پمپ ها که با آب بندهای خاص و لقی های بسیار کم طراحی می شوند، با هر جابجایی حجم معینی از سیال تحت فشارهای نرمال پمپ می گردد به طوری که احتمال برگشت سیال تقریباً غیرممکن است.  در نتیجه هنگامی که فشار سیستم به دلیل بار روی محرک (Actuator) افزایش می یابد، موتور الکتریکی یا موتور دیزلی باید شدیدتر کار کند تا حجم مورد نیاز را منتقل کند که این به معنای توان الکتریکی بیشتر و یا افزایش مصرف سوخت است. در واقع چون این جریان به نواحی حساس سیستم پمپ می شود (آب بندها، شلنگ ها و غیره ) همیشه سیستم به یک شیر اطمینان مجهز می شود.

انواع پمپ های هیدرولیک:

با وجود تنوع پمپ های هیدرولیک ، می توان آنها را در چند گروه تقسیم بندی کرد:

دنده ی،پره ای وپیستونی.

پمپ های دنده ای

پمپ های دنده ای می توانند در هر دو جهت عمل کنند و این ویژگی قابل توجهی در بعضی از سیستم ها است. از آنجایی که یاتاقان های این پمپ ها تنها از یک جهت، (جهت فشار پمپ خروجی) تحت بار قرار دارند، به پمپ های نامتوازن معروفند. در نتیجه این پمپ ها به طور نامتناسب و تنها از یک جهت، تمایل به سایش دارند. پمپ های دنده ای در انواع خارجی (که بسیار متداول است)، داخلی و یا از نوع چرخان (Gerotor) ساخته می شوند

پمپ های پره ای:

این نوع پمپ ها کارآیی و موارد استفاده زیادی دارند ولی سیال آنها باید خواص ضد سایش فوق العاده ای داشته باشد. در پمپ های پره ای چند نقطه در معرض سایش قرار دارند. این نقاط نوک پره ها، صفحات دوار و شیار پره ها در روتور هستند. یک مزیت پمپ های پره ای این است که سایش تمام سطوح آن یکنواخت است و این وضعیت راندمان را افزایش می دهد.  تحمل پمپ های پره ای در مقابل آلودگی کم است و ذرات آلودگی، سبب سایش غیرمنتظره پره ها می شود. پمپ های پره ای در محدوده فشار۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰psi توانایی عملکرد دارند.

پمپ های پیستونی:

این نوع از پمپ ها به دو شکل شعاعی یا محوری طراحی می شوند. در نوع شعاعی، کاربرد سیستم های هیدرولیک در طراحی خودروها با جایگزینی ترمز هیدرولیکی بجای ترمزهای مکانیکی نوع کابلی و یا اهرمی آغاز شد. در این سیستم و با توجه به قابلیت های انعطاف پذیری مایعات و با ایجاد فشار روی مایع امکان انتقال نیروی ترمز به تمام چرخها بوجود آمد. بعدها از سیستم هیدرولیک و به روش مشابهی با ترمزهای هیدرولیکی در مکانیزم کلاچ خودروها استفاده شد. در ادامه روند توسعه تکنولوژی در ساخت خودروها، کاربرد هیدرولیک وسعت بیشتری یافت و در سیستم های دیگر خودرو مانند جذب کننده ضربات (کمک فنر)، فرمانهای هیدرولیکی و گیربکس اتوماتیک بکار گرفته و متداول شد.
ایده بکارگیری سیستم هیدرولیک در مکانیزم تعلیق خودروها اولین بار در سال ۱۹۵۲ در شرکت خودرو سازی سیتروئن مطرح شد. طراحان شرکت سیتروئن در طراحی و ساخت سیتروئن مدل DS19 از تمام مکانیزم های هیدرولیکی که تا آن زمان ابداع شده بود استفاده کردند. آنها در طرح این خودرو بجای استفاده از سیستم های هیدرولیکی متعدد و مستقل برای هر کدام از مکانیزم ها، اقدام به طراحی یک سیستم هیدرولیکی مرکزی نمودند. به این ترتیب از نصب پمپ، مخزن و روغن و مکانیزم های جداگانه خودداری کرده و یک مجموعه مشترک و اصلی جایگزین تجهیزات فوق گردید. این سیستم هیدرولیک مرکزی و مشترک چندین زیر مجموعه که هر کدام عمل مستقلی در خودرو انجام می دادند را تغذیه می کرد. این طرح باعث آسانتر شدن طراحی و یکپارچگی بیشتر خودرو گردید. میزان قابل توجه توان هیدرولیکی که توسط موتور برای سیستم هیدرولیک این خودرو در نظر گرفته شده بود به طراحان آزادی عمل و ابتکار بیشتری می داد. در اینجا بود که ایده بکارگیری سیستم هیدرولیک در مکانیزم تعلیق نه فقط بعنوان ضربه گیر (کمک فنر) بلکه بعنوان یک سیستم تعلیق کاملاً هیدرولیکی شکل گرفت. طراحان سیتروئن به این فکر افتادند که می توانند بجای استفاده از روشهای متداول در سیستم تعلیق، یعنی استفاده از انواع فنرها و یا میله های پیچشی که تا آن زمان بکار می رفت، سیستم هیدرولیکی جدیدی را جایگزین کنند که ضمن تحمل بار خودرو عمل ضربه گیری را نیز انجام دهد.

امروزه از سیستم های تعلیق هیدرولیکی در بسیاری از ماشین آلات سنگین و خودروهای نظامی استفاده می شود
جایی که بکارگیری سیستمهای مرسوم فنری مشکلات فراوانی به همراه دارد و کیفیت و کارایی لازم را نیز نخواهد داشت بگونه ای که تصور عدم استفاده از سیستم تعلیق هیدرولیکی در ماشین آلاتی نظیر کامیونهای معدن و بسیاری از جرثقیل های غول پیکر و تریلرهای بزرگ با تعداد چرخهای فراوان تا حدودی غیرممکن بنظر می رسد.

تست هواپیما:
عبارتند از

۱٫تست باد چرخها که ۳۰۰ بار فشار است

۲٫تست کلیه سیستم هیدرولیک  هواپیما

۳٫تست بدنه هواپیما

۴٫ دستگاه میول که برای تست هیدرولیک هواپیمای F14

صنایع دفاعی : در هدایت تانک نفر بر و هدایت موشک و در ناوها هدایت ناو و …
صنایع غذای: کنسرو سازی و ظروف یکبار مصرف و …
صتایع چوب : برش الوار و پردا خت سطوح مبلها
جا به جای مواد (لیفتراک و جرثقیل و .)
ماشین تراشکاری و CNC و نظیر این دستگاه ها
صنایع دریای : بالا کشیدن تور از آب و کشیدن کشتی به ساحل و ……
معدن : در ماشینهای معدن
در صنایع بسته بندی : پر کن شیشه ها ی نوشابه و ماشین چسب زنی و لفاف پیچی
کا غذ سازی : در این صنعت خمیر کاغذ باید از غلتک ها بگذرد و مهمترین هیدرولیک و پنو ماتیک
تنظیم غلطک ها است
صنعت نفت : پالا یشگاه ها

 صنایع پلاستیک
صنعت چاپ :
راه آهن : تر مز قطارودر بهای اتوماتیک جدید
لاستیک :

 صنعت فولاد : فشار زیاد برای کشش آهن و یا فلز دیکر و تخلیه کوره ها
که در ذوب آهن و فولاد مبارکه و.. شاهد آن هستید
اول از سیستم پنوماتیک می نویسم قطعات آن عبارت است از:
۱کمپرسور باد : که دارای مخزنی است که با مکیدن هوا داخل خود هوا را ذخیره میکند
درست مانند کپسول گاز اما با این تفاوت که درون کپسول گاز گازمتان است ولی در کمپرسور
هوا است شاید شما کمپرسور هوا را در آپاراتی ها دیده باشید ممکن است که با استفاده از برق یا موتور دیزل یا موتور بنزینی هوا درون آن ذخیره گردد
۲سیلندر پنوماتیک:برای اینکه یک حرکت خطی یا دورانی را داشته باشیم از سیلندر استفاده می کنیم
پنوماتیک علم استفاده از هوای فشرده
سیستم های هیدرولیک گیربکس های اتوماتیک
تمام سیستم‌های هیدرولیکی گیربکس اتوماتیک از یک مخزن، یک چشمه ورودی، سوپاپ‌های کنترل و یک عمل کننده خروجی استفاده می کنند. مخزن عبارت است از یک کارتل، یک تانگ و یا هر نوع ظرف دیگری که روغن را برای ما ذخیره می‌کند. چشمه ورودی یک پیستون یا یک پمپ است که نیروی لازم را تهیه می‌کند. سوپاپ‌های کنترل عبارتند از هر قطعه‌ای که جریان روغن را محدود، هدایت و یا به عبارت دیگر تنظیم کند. کارانداز خروجی یک پیستون و یا سرو و موتور است که نیروی ایجاد دشه به وسیله فشار هیدرولیکی را منتقل می کند.

منابع :

هیدرولیک – ویکی‌پدیا، دانشنامه آزاد

مهندسی هیدرولیک– مقاله مهندس رضا یزدانی استاد دانشگاه آزاد تبریز

هیدرولیک چیست – تامین قطعات هیدرولیک-sepehr-asia.ir/DetailsNews.aspx?id=75

sv.20file.org/up1/1004_4.pdf فصل چهارم پمپ هیدرولیک

مجله هیدرولیک فصلنامه علمی و پژوهشی انجمن هیدرولیک در رشته مهندسی

نویسنده مطلب: hamid

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *