مجموعه واحدی به نام یونیت هیدرولیک یا همان پاورپک هیدرولیک تبدیل و انتقال قدرت به کمک سیال را انجام می‌دهد. یونیت هیدرولیک برای راه‌اندازی و حرکت عملگرها، موتور هیدرولیک (هیدروموتور) و جک هیدرولیک استفاده می‌شود. یونیت‌های هیدرولیکی در طرح و مدل مختلفی بسته به نیاز سیستم حرکتی مکانیکی و درخواست طراح ساخته می‌شوند و در صنایع و کارخانه‌های بزرگ و کوچک مانند قطعه‌سازی، خودروسازی، سرامیک و صنایع فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرند. پاورپک هیدرولیک یا یونیت هیدرولیک از قطعات گوناگونی مانند تانک (مخزن) هیدرولیک، مجموعه شیرآلات، پمپ هیدرولیک و الکتروموتور تشکیل شده است.
برای شروع محاسبات یونیت هیدرولیک باید از چه نوع عملگری و کاری که می‌خواهد برای شما انجام دهد، اطلاع پیدا کنید. از مهمترین پارامترهای فنی که باید به آن‌ها توجه کرد، فشار کاری و سرعت حرکت آن عملگر است. پایه و اساس محاسبات و طراحی یک یونیت هیدرولیک آگاهی از فشار سیستم هیدرولیک و سرعت حرکت عملگرها است. در این مقاله از مجموعه هیدرولیک نادری به بررسی محاسبه قطعات تشکیل‌دهنده یونیت هیدرولیک پرداخته‌ایم.
برای این که بدانیم چه چیزی را برای ساخت یک یونیت هیدرولیک باید محاسبه کنیم. باید قطعات تشکیل‌دهنده یونیت را ذکر کنیم. با توجه به نیاز سیستم، یک یونیت هیدرولیک از یک سری قطعات جانبی، قطعات مشترک و قطعات ثابت تشکیل شده است که این قطعات شامل موارد زیر می‌شوند:
- پمپ هیدرولیک که قلب سیستم هیدرولیک و جزء اصلی یونیت هیدرولیک است.
- تانک یا مخزن سیال که برای نگهداری از سیال هیدرولیک است.
- شیرهای کنترلی یونیت پاورپک که برای کنترل دبی سیال، کنترل فشار سیال و کنترل مسیر حرکت سیال طراحی و ساخته شده است.
- الکتروموتور که برای تبدیل و انتقال نیرو و ایجاد فشار در سیستم هیدرولیک است.
- لوازم جانبی و متعلقات یونیت هیدرولیک، برخی از این قطعات برای پاورپک هیدرولیک لازم و برخی دیگر طبق نیاز طراح برای پاورپک یونیت انتخاب می‌شوند.
برای تمام قطعات تشکیل‌دهنده یونیت هیدرولیک محاسبات باید انجام شود. در ادامه این مقاله ما به برخی از محاسبات اجزای تشکیل‌دهنده‌ای مجموعه یونیت هیدرولیک پرداخته‌ایم.
محاسبه سرعت و فشار جک هیدرولیک
شما می‌دانید که جک هیدرولیک چه میزان وزن و نیرو را به سیستم مکانیکی وارد می‌کند، یعنی این که باید بدانید که به 100 تن، ۱۰ تن و یک تن نیرو نیاز دارید. بنابراین از رابطه A=Πr² مساحت سطح مقطع جک (A) را باید محاسبه کنید r در این جا شعاع داخلی سیلندر است. نیرو در واحد کیلوگرم Kg و سطح مقطع جک در فشار واحد بار Bar به دست می‌آید. با این روش فشار کاری سیستم هیدرولیک و جک محاسبه خواهد شد.
شما از قبل می‌دانید که جک هیدرولیک چه دامنه حرکتی دارد یعنی از ابتدا تا انتها چند سانتی‌متر باید حرکت کند تا کار انجام شود. حجم داخلی استوانه با داشتن ارتفاع سیلندر و سطح مقطع جک هیدرولیک به دست می‌آید. با دانستن سرعت حرکت جک در دقیقه و حجم داخلی در واحد لیتر برای حرکت کل جک حجم موردنیاز روغن در دقیقه محاسبه می‌شود. به طور مثال اگر ۱۰ لیتر حجم جک باشد و در ۳۰ ثانیه کل مسیر را بخواهید طی کنید به ۲۰ لیتر در دقیقه به سیال نیاز دارید.
کیلووات(kw)= [ فشار (bar) * دبی ( liter) ] ÷ 600
محاسبه فشار و سرعت حرکت یک موتور هیدرولیکی
برای محاسبات گشتاور و فشار هیدروموتور باید کاتالوگ هیدروموتور را مطالعه کنید. شما باید بدانید برای سیستم به چه میزان نیرو گشتاور (چرخشی) نیاز دارید. شما با مطالعه کاتالوگ هیدروموتور متوجه می‌شوید که در چه فشاری گشتاور موردنیاز شما تولید می‌شود. بنابراین فشار کاری هیدروموتور را با دانستن میزان گشتاور موردنیاز سیستم مکانیکی می‌توانید، محاسبه کنید.
برای این که حجم سیال موردنیاز برای هیدروموتور را محاسبه کنید به سایز هیدروموتور و دور هیدروموتور در دقیقه نیاز دارید. حجم هیدروموتور در واحد CC میزان سیال هیدرولیک برای چرخش در واحد دقیقه را مشخص می‌کند. به این ترتیب می‌توانید، حجم سیال موردنیاز برای هیدروموتور و سرعت چرخش را به دست آورید. سایز هیدروموتور طبق کاتالوگ هیدروموتور مشخص می‌شود. با مشخصه cc هیدروموتورها معرفی می‌شوند.
مجموعه هیدرولیک نادری با سال‌ها تجربه‌ای که در زمینه فروش انواع محصولات هیدرولیک و تعمیر آن‌ها دارد، می‌تواند، خدمات لازم را در زمینه تعمیر و محاسبات یونیت هیدرولیک در اختیار شما بگذارد.
محاسبه دبی و فشار پمپ هیدرولیک پاورپک
محاسبه پمپ هیدرولیک به معنی محاسبه فشار قابل تحمل پمپ و انتخاب دبی (حجم جا‌به‌جایی) سیال هیدرولیک است. سیال هیدرولیک در سیستم توسط پمپ هیدرولیک به جریان در می‌آید. دبی مورد نیاز باید با توجه به سرعت چرخش هیدروموتور و سرعت حرکت جک‌های هیدرولیک محاسبه می‌شود. پمپ‌های هیدرولیک در هر دور چرخش شافت پمپ با میزان حجم جا‌به‌جایی معرفی می‌شوند. سرعت چرخش پمپ روی میزان خروجی پمپ هیدرولیک تاثیر‌گذار است. به طور میانگین پمپ‌های هیدرولیک باید با حداکثر سرعت ۳۰۰۰ دور در دقیقه و حداقل سرعت 700 دور در دقیقه به چرخش در بیایند.
به عنوان مثال خروجی یک پمپ هیدرولیک با حجم جا‌به‌جایی 10CC/REV که به الکتروموتور 970 دور کوپل شود ۹.۷ لیتر است. محاسبه فشار پمپ هیدرولیک وابسته به فشار کاری جک، فشار کاری هیدروموتور و فشار سیستم هیدرولیک است. هر سیستم مکانیکی یک فشار بیشینه و یک فشار دائم دارد. ساختار و بدنه پمپ هیدرولیک باید فشار بیشینه و فشار دائم سیستم را بتواند، تحمل کند.
محاسبه فشار و سایز شیرآلات یونیت هیدرولیک
یکی از مهمترین قسمت‌های محاسبات یونیت هیدرولیک، محاسبه سایز شیرآلات هیدرولیک است. انواع شیرهای هیدرولیک از قبیل شیر کنترل دبی، فشارشکن هیدرولیک و شیر کنترل جهت در سایزهای مختلفی تولید می‌شوند و هر سایز برای عبور حجم خاصی استفاده می‌شود. سایز شیر به حجم پمپ هیدرولیک وابسته است.
شیر سایز 4.1.1 اینچ برای لیتراژ بیش از ۲۵۹ لیتر
شیر سایز 4.3 اینچ برای عبور سیال از ۱۶۰ تا ۲۵۰ لیتر
شیر سایز 2.1 اینچ برای عبور سیال از ۸۵ تا ۱۵۰ لیتر
شیر سایز ۸.۳ اینچ برای عبور سیاب از ۳۵ تا ۸۰ لیتر
شیر سایز ۴.۱ اینچ برای عبور سیال تا ۳۰ لیتر
فشار شیر هیدرولیک به فشار سیستم هیدرولیک وابسته است و بدنه شیر باید فشار بیشینه سیستم را بتواند، تحمل کند. در مورد شیرهای کنترل فشار باید به این نکته توجه کنید که فشار مورد‌نظر را بتوانند کالیبره کنند. به طور مثال ۳۵۰ بار فشار را یک ریلیف برند رکسروت می‌تواند تحمل کند.
تبدیل و انتقال قدرت به کمک سیال را مجموعه واحدی به نام یوینت هیدرولیک یا پاوریک هیدرولیک انجام می‌دهد. یونیت هیدرولیک از اجزای مختلفی مانند پمپ هیدرولیک، تانک، شیرهای کنترلی، الکتروموتور و دیگر لوازم جانبی و متعلقات تشکیل شده است که برای محاسبه یونیت هیدرولیک تمام اجزای تشکیل‌دهنده آن محاسبه می‌شود. در این مقاله محاسبه اجزای تشکیل‌دهنده‌ای یونیت هیدرولیک را برای شما عزیزان شرح داده‌ایم.
برای انجام محاسبات یونیت هیدرولیک ابتدا باید بدانید که چه کاری را هر یک از اجزای یونیت هیدرولیک می‌خواهند برای شما انجام دهند و چه نوع عملگری باید داشته باشند. برای انجام محاسبات و طراحی یک پاوریک هیدرولیک باید از سرعت حرکت عملگرها و فشار سیستم هیدرولیک اطلاع پیدا کنید. هر یک از شیرهای یونیت هیدرولیک برای انتقال جریان خاصی از سیال مورد استفاده قرار می‌گیرند. به طور مثال شیر سایز ۴.۱ اینچ برای عبور سیال تا ۳۰ لیتر استفاده می‌شود.