مقالات

اجزای مختلف سیستم هیدرولیک

سیستم هیدرولیک

برای شروع و صحبت از اجزای مختلف سیستم هیدرولیک لازم است بدانید که یکی از نیازهای اساسی تمام ماشین آلات، انتقال قدرت می باشد. در واقع قدرت از یکی از اجزای ماشین به جز دیگر انتقال پیدا میکند تا کاری انجام شود. در برخی از دستگاه ها انتقال نیروها به صورت مکانیکی انجام می گیرند و در سیستم آن از اجزایی مانند چرخ دنده، اهرم، …. استفاده می شود.

در برخی دیگر، انتقال نیرو به صورت هیدرولیکی انجام می شود. در لغت، هیدرو به معنی آب یا مایعات می باشد و انتقال نیرو در این نوع دستگاهها بر اثر فشار مایعات انجام میشود. مایعات به دلیل برخی خصوصیات بهترین گزینه برای پمپ های هیدرولیکی می باشند :

– مایعات قابلیت متراکم شدن ندارند.

– مایعات شکل مخصوصی ندارند و شکل ظرف را به خود می گیرند.

– بر اثر وارد آمدن فشار در یک سیستم بسته، فشار را به همه جهات منتقل می کنند.

– در صورت طراحی صحیح، قابلیت تشدید نیروی وارده را دارند.در اینجا بیشتر درباره اجزای مختلف سیستم هیدرولیک توضیح می دهیم و با آن آشنا می شویم :

تاریخچه هیدرولیک :

در سال 1795 شخصی به نام “جوزف براما” حق اختراع هیدرولیک را به نام خود ثبت کرد. در این پتنت، وی با استفاده از قوانین پاسکال توانسته بود نیروی بسیار کمی را چند برابر کند تا بتواند اجسام سنگین را به حرکت درآورد.

بلز پاسکال، دانشمند فرانسوی طی تحقیقاتی در سال 1653 توانست اصلی را در ارتباط با فشار مایعات ثابت کند. وی نتیجه تحقیقاتش را 10 سال بعد یعنی در سال 1663 به صورت عمومی منتشر کرد که به قانون پاسکال معروف شد.

قانون پاسکال به زبان ساده ثابت می کند “در حالت تعادل، یک مایع که در یک محیط بسته قرار دارد، فشار وارد بر خود را بدون کاهش به تمام نقاط دیگر خود انتقال می دهد.”

جالب است بدانید که در زمان امپراطوری پارسیان در محل شوشتر کنونی، سیستم پیچیده ای از کانال ها و سدها توسط داریوش بزرگ ساخته شده بود که به عنوان یکی از مهمترین کاربردهای هیدرولیک در دوران باستان از آن یاد می شود.

کاربرد های هیدرولیک :

اگر بخواهید در مورد استفاده از هیدرولیک بدانید باید بگوییم تقریبا در اکثر صنایع کاربرد دارند :
– ترمزهای هیدرولیکی
– فرمان های هیدرولیکی
جک هیدرولیکی
– کمک فنرهای هیدرولیکی
– ……

و در مورد اینکه چه دستگاه هایی به سیستم هیدرولیک مجهز می باشند میتوان موارد زیر را مثال زد :

– جرثقیل ها
– پمپ بنزین خودرو
– ماشین ظرفشویی
– آسانسورها
– لیفتراک ها
– سیستم چرخ هواپیما
– بیل های مکانیکی
– دستگاه های پارک های تفریحی

سیستم هیدرولیک | سیلندر هیدرولیک بیل مکانیکی

کلیات هیدرولیک :

بطور کلی، در یک سیستم هیدرولیکی چهار قسمت عملیاتی باید انجام شود :

• انرژی مکانیکی به وسیله پمپ به مایع داخل سیستم منتقل شود

• منتقل شدن مایع توسط لوله ها و شیلنگ ها به قطعات مکانیکی

• کنترل فشار و شدت جریان مایع توسط شیرهای کنترل

• به حرکت درآمدن قطعات متحرک بر اثر فشار وارده توسط مایع

مجموع سیکل فوق را مدار هیدرولیکی می نامند. این مدار، با توجه به پیچیدگی دستگاه می تواند جزئیات بیشتری داشته باشد. در واقع پیچیدگی اجزای مختلف سیستم هیدرولیک به پیچیدگی عملیاتی که قرار است انجام شود بستگی دارد.

اجزای مختلف سیستم هیدرولیک :

اگر بخواهیم درباره اجزای مختلف سیستم هیدرولیک توضیح دهیم می توان گفت سیستم هیدرولیک چند قسمتی اساسی دارد که در همه دستگاه های هیدرولیکی وجود این قسمت ها لازم است. در زیر به اجزای مختلف سیستم هیدرولیک اشاره می کنیم :

– پمپ که مایع را در داخل مدار طراحی شده منتقل کند
– سیلندر و قطعات متحرکی که با فشار مایع به حرکت در می آیند
– شیرهای یک سیستم که شامل شیرهای یک طرفه، شیربرقی هیدرولیک کنترل و شیرهای فشار شکن میباشد.
– مایع هیدرولیک که همان روغن هیدرولیک است
– مخزنی برای نگهداری مایع هیدرولیک که معمولا در این قسمت از روغن استفاده می شود
– لوله هایی که مایع داخل آنها حرکت کند

حال کمی درباره اجزای مختلف سیستم هیدرولیک توضیح دهیم :

پمپ های هیدرولیک :

پمپ های هیدرولیک در واقع قلب اصلی سیستم می باشند و انرژی مکانیکی را به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کنند.
پمپ های هیدرولیکی به دو دسته تقسیم بندی می شوند :

– پمپ های جریان پیوسته : که عمده استفاده آنها منازل، زمین های کشاورزی و … می باشد. هزینه نگهداری پایین و عمر طولانی مدت از مزایا این نوع پمپ هاست اما در مقابل می توانند فشار کاری کمی داشته باشند و برای مصارف صنعتی بسیار کم توان می باشند.

– پمپ های جریان گسسته : این پمپ ها در موارد صنعتی تر مانند خودرو، ماشین آلات کشاورزی و .. استفاده می شوند. در شرایط پر فشار به راحتی دوام آورده و جریان یکنواختی در مسیر ایجاد می کنند اما در مقابل پیچیدگی های فنی بیشتری دارند و هزینه های تعمیر و نگهداری آنها نیز بالاتر می باشد.

این پمپ ها به انواع دنده ای، تیغه ای و پیستونی تقسیم بندی می شوند که هر کدام بر اساس محل استفاده کاربردهای مختلفی دارند.

سیستم هیدرولیک | پمپ های هیدرولیک

سیلندرهای هیدرولیکی :

سیلندرها از لحاظ رفتار حرکتی به دو دسته دورانی و خطی تقسیم می شوند. سیلندرها وظیفه تبدیل نیروی هیدرولیکی به نیروی مکانیکی را بر عهده دارند.

شیرهای هیدرولیکی :

شیرها یکی از مهمترین قسمت های سیستم هیدرولیک می باشند که مسیر جریان مایع در طول مسیر را کنترل می کنند.
شیرها هیدرولیکی به سه دسته کلی با کاربردهای مختلف تقسیم بندی می شوند :

شیرهای کنترل فشار :

این شیرها کنترل کننده فشار جریان مایع هستند که می توانند فشار را کم یا زیاد کنند. وظیفه آنها حفاظت از پمپ و اجزای آن در برابر فشارهای وارده توسط مایع می باشد. طرز کار این شیرها به این صورت است که در حالت عادی بسته بوده و در صورتی که جریان از مقدار معینی بیشتر شود، جریان اضافی را از مدار خارج و مجددا به مخزن باز میگردانند.

– شیرهای کنترل جهت :

این نوع از شیرها که شیرهای یکطرفه نیز زیر مجموعه آنها می باشند وظیفه تغییر مسیر یا مسدود نمودن جریان مایع را بر عهده دارند که ممکن است دستی یا الکترونیکی باشند.

– شیرهای کنترل جریان :

برای کاهش یا افزایش سرعت جریان و در نتیجه کاهش یا افزایش سرعت سیلندر می باشد.

سیستم هیدرولیک | یک نمونه شیر کنترل جهت هیدرولیک قرقره ای

مزایا استفاده از سیستم هیدرولیک :

حال که درباره اجزای مختلف سیستم هیدرولیک توضیحاتی دادیم بهتر است مزایای استفاده از سیستم هیدرولیک را با هم بررسی کنیم :

– انعطاف پذیرتر بودن نسبت به سیستم مکانیکی :

با توجه به اینکه این سیستم برای انتقال قدرت احتیاج به چرخ دنده و گیربکس ندارد جابجایی سیلندرهای آن پیچیدگی فراوانی ندارد.

– قابلیت تشدید نیرو :

می توان با تغییر ابعاد سیلندر، نیرویی بیشتر از نیروی وارده دریافت کرد

– پیچیدگی کمتر نسبت به سیستم های مکانیکی :

سیستم های هیدرولیکی به دلیل برخورداری از قطعات متحرک کمتر جهت انتقال نیرو، دیرتر دچار فرسودگی و استهلاک می شوند.

– ابعاد کوچک تر :

به دلیل قطعات متحرک کمتر، برای انجام کاری مشابه، کل سیستم ابعاد کوچکتری نسبت به سیستم های مکانیکی دارد.

– ایمنی :

به دلیل نداشتن اجزای متحرک مانند چرخ دنده، زنجیر، گیربکس، …. ایمنی آن برای کاربر بسیار بیشتر است.

– به صرفه تر بودن :

به دلیل ساده تر بودن، کوچک تر بودن، کمتر بودن قطعات متحرک و انتقال نیروی بیشتر استهلاک کمتر، هزینه نگهداری پایینتر و توان اولیه کمتری برای انجام کار نیاز داردانواع سیستم هیدرولیک :

به طور کلی فارغ از اجزای مختلف سیستم هیدرولیک ، دو نوع سیستم هیدرولیک وجود دارد :

– سیستم هیدرولیک حلقه باز :

در سیستم حلقه باز، پمپ بصورت دائم در حال کار می باشد و شیر کنترل نیز مسدود نمی باشد. در نتیجه روغن پس از خارج شدن از پمپ، مجددا به مخزن باز میگردد.

از این سیستم بیشتر برای ایجاد حرکت های خطی استفاده می شود. بسیاری از ماشین آلات مانند بیل های مکانیکی، کامیون ها، جرثقیل ها و پرس های هیدرولیک از این سیستم استفاده می کنند.

– سیستم هیدرولیک حلقه بسته :

در این سیستم روغن نمی تواند از شیر کنترل عبور کند به همین دلیل زمانی که کاری انجام نمی شود، مسیر روغن بسته شده و پمپ خاموش می شود.
از این سیستم همانند تصویر زیر، بیشتر در موتورهای مدار بسته استفاده می شود.

سیستم هیدرولیک |سیستم هیدرولیک حلقه بسته

 

آمارهای جالب در سیستم های هیدرولیکی :

• جالب است بدانید بزرگترین بیل مکانیکی هیدرولیک جهان به نام Bucyrus-RH-400 ساخت شرکت کاترپیلار بوده که در معدنی در آلمان مشغول به کار می باشد و هزینه معادل 100 میلیون دلار برای خریدار آن در پی داشته است.

• بزرگترین سیلندر هیدرولیک جهان 45 متر طول در حالت باز و 25 متر طول در حالت بسته داشته و میتواند فشاری بالغ بر 160 تن ایجاد کند متعلق به یک کشتی لایروبی کشور ژاپن می باشد.

سیستم هیدرولیک | بزرگترین سیلندر هیدرولیکی جهان

• کوچکترین سیلندر هیدرولیکی جهان نیز که به میکرو هیدرولیک معروف است، با قطر پیستون 13 میلی متر و حداکثر فشار 200 بار میتواند 9.000 نیوتن نیرو تولید کند.

مقاله ای که در بالا خواندید حاصل تلاش تیم تحریریه فروشگاه هیدرولیک هیدکالا بود. امیدواریم که برایتان مفید بوده باشد. هیدکالا مرکز خرید قطعات هیدرولیک از جمله پمپ هیدرولیک ، جک هیدرولیک ، شیر برقی هیدرولیک ، پمپ دنده ای و …. میباشد. جهت استعلام قیمت و خرید میتوانید با ما تماس بگیرید.

دیدگاهتان را بنویسید

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