امروزه سیستم‌های هیدرولیکی را می‌توان در طیف گسترده‌ای از کاربردها از فرایندهای کوچک مونتاژ گرفته تا کارخانه‌های یکپارچه فولاد و کاغذ یافت.
سیستم هیدرولیک کاربر را قادر می‌سازد تا کارهای قابل توجهی را انجام دهد. کارهایی مانند بلند کردن بارهای سنگین، چرخش شافت، ایجاد سوراخ‌های دقیق حفاری و …
این سیستم‌ها با حداقل هزینه لازم و با به‌کارگیری از اتصالات مکانیکی و با استفاده از قانون پاسکال کار می‌کند.
قانون پاسکال می‌گوید: در حالت تعادل فشار وارد شده بر یک مایع در یک نقطه به صورت مساوی به تمام قسمت‌های آن به اندازه مساوی وارد می‌شود.
بر اساس قانون پاسکال، نیروی ورودی ۱۰۰ پوند در ۱۰ اینچ مربع، فشار ۱۰ پوند در هر اینچ مربع را ایجاد می‌کند. اگر مساحت وزن ۱۰۰ اینچ مربع باشد، این فشار وزن ۱۰۰۰ پوند را تحمل می‌کند.
اصل قانون پاسکال در سیستم هیدرولیکی توسط سیال هیدرولیک که برای انتقال انرژی از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می‌کند، مورد بهره برداری قرار می‌گیرد. سیال هیدرولیک از آن جا که غیر قابل انعطاف است، قادر است بلافاصله نیرو را انتقال دهد.
در این راهنما شما را با اجزای سازنده یک سیستم هیدرولیکی و کاربردهای آن آشنا می‌کنیم.
جهت مشاوره تخصصی در زمینه ابزار الات دقیق هیدرولیک و پنوماتیک در صنعت و همچنین مشاوره خرید میتوانید از برگه ابزار هیدرولیک و پنوماتیک دیدن کنید و از راه های ارتباطی ما استفاده کنید
اجزای سیستم‌های هیدرولیکی
مهم‌ترین اجزای تشکیل دهنده سیستم‌های هیدرولیکی عبارت‌اند از: مخزن، پمپ، شیرها، محرک (موتور، سیلندر و …)
در ادامه با هر یک از این اجزا آشنا می‌شویم.
مخزن هیدرولیک
هدف از مخزن هیدرولیک نگه داشتن حجم مایعات، خارج کردن گرما از سیستم، رسوب و نشست آلاینده‌های جامد و تسهیل خروج هوا و رطوبت از سیال هیدرولیک است.
پمپ هیدرولیک
پمپ هیدرولیک وظیفه تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی هیدرولیکی را بر عهده دارد. این کار با حرکت دادن مایع سیال در مسیر لوله‌ها و اتصالات سیستم هیدرولیکی انجام می‌پذیرد.
انواع مختلفی از پمپ‌های هیدرولیک مانند دنده‌ای، پره‌ای و پیستونی وجود دارد. همه این پمپ‌ها دارای زیرگروه‌های مختلفی هستند که برای کاربردهای خاص در نظر گرفته می‌شوند. مانند پمپ پیستونی محور خم یا پمپ هیدرولیک پره‌ای با جابه‌جایی متغیر.
تمام پمپ‌های هیدرولیک بر اساس همان اصل پاسکال کار می‌کنند؛ یعنی جا به جایی حجم مایع در برابر فشار یا بار مقاوم.
شیرآلات هیدرولیکی
از شیرآلات هیدرولیکی در سیستم‌های هیدرولیکی برای شروع، توقف و هدایت جریان سیال استفاده می‌شود.
سوپاپ‌های هیدرولیکی از قرقره تشکیل شده‌اند و می‌توانند به وسیله ابزارهای پنوماتیک، هیدرولیکی، الکتریکی، دستی یا مکانیکی فعال و هدایت شوند.
محرک‌های هیدرولیکی
محرک‌های هیدرولیکی نتیجه نهایی قانون پاسکال هستند. در این مرحله انرژی هیدرولیکی دوباره به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود.
این کار را می‌توان از طریق استفاده از یک سیلندر هیدرولیکی که انرژی هیدرولیکی را به حرکت و حرکت خطی تبدیل می‌کند، یا یک موتور هیدرولیکی که انرژی هیدرولیکی را به حرکت و کار چرخشی تبدیل می‌کند، انجام داد.
همانند پمپ هیدرولیک، سیلندرها و موتورهای هیدرولیکی نیز دارای چندین زیرگروه مختلف هستند و هر کدام برای کاربردی خاص طراحی شده‌اند.
نگهداری اجزای اصلی سیستم‌های هیدرولیکی
اجزای مختلفی در سیستم‌های هیدرولیکی وجود دارد که به دلیل هزینه تعمیر یا اهمیت مأموریت، جزو اجزای حیاتی به حساب می‌آیند. اجزایی مثل پمپ‌ها و شیرآلات هیدرولیکی.
لازم است که به صورت دوره‌ای چندین نوع نگه داری مختلف برای کار کردن هر یک از این اجزا به صورت مستمر انجام پذیرد.
صرف نظر از پیکربندی پمپ و مایع روان کننده باید مانع از خوردگی شده و نیازهای ویسکوزیته را به خوبی برآورده کند. ثبات حرارتی داشته باشد و در صورت نشت به راحتی قابل شناسایی باشد.
پمپ‌های پره‌ای هیدرولیکی
انواع مختلفی از پمپ‌های پره‌ای هیدرولیکی بین تولید کنندگان موجود است. ولی همه آن‌ها با اصول مشابهی کار می‌کنند.
در این پمپ‌ها، یک روتر شکاف دار به شافت محرک متصل می‌شود و به داخل یک حلقه بادامک که با شافت محرک وصل است، در تماس است و به وسیله آن می‌چرخد.
پره‌ها در داخل شکاف‌هایی که روی روتر قرار گرفته، وصل شده و با چرخش روتر به حرکت درمی‌آیند.
پره‌ها و سطح داخلی حلقه‌های بادامک همیشه در تماس بوده و در معرض ساییده شدن زیادی قرار دارند. با ساییده شدن دو سطح، پره‌ها از شکاف خود خارج می‌شوند.
پمپ‌ها پره‌ای هیدرولیکی با هزینه زیادی جریانی ثابت را تحویل می‌دهند. این پمپ‌ها در محدوده ویسکوزیته طبیعی بین ۱۴ و ۱۶۰ cSt کار می‌کنند.
این پمپ‌ها در سیستم‌های هیدرولیکی فشار قوی که کنترل آلودگی و کیفیت مایع دشوار است، مناسب نیستند. به همین دلیل، باید به صورت مداوم مواد افزودنی ضد سایش مایع به آن‌ها افزوده شود.
پمپ‌های پیستونی هیدرولیکی
مانند تمام پمپ‌های هیدرولیکی، پمپ‌های پیستونی هیدرولیکی نیز در مدل‌های متنوعی بسته به مکان ثابت و متغیر وجود دارند.
پمپ‌های پیستونی عموماً متنوع‌ترین و مقاوم‌ترین پمپ‌های هیدرولیک هستند و برای هر نوع سیستم هیدرولیکی گزینه‌های مختلفی را ارائه می‌دهند.
پمپ‌های پیستونی می‌توانند در فشارهای بالاتر از ۶۰۰۰psi کار کنند. این پمپ‌ها بسیار کارآمد هستند و نسبتاً صدای کمی تولید می‌کنند.
بسیاری از مدل‌های پمپ‌های پیستونی هیدرولیکی نیز بهتر از سایر پمپ‌ها در برابر سایش مقاومت می‌کنند.
این پمپ‌ها در یک محدوده ویسکوزیته سیال نرمال از ۱۰ تا ۱۶۰cSt کار می‌کنند.
پمپ‌های دنده‌ای هیدرولیکی
پمپ‌های دنده‌ای هیدرولیکی دو نوع متداول دارند؛ داخلی و خارجی. هر کدام از این دو نوع مدل‌های مختلفی دارند. اما در همه آن‌ها مایعات بین دندانه‌ها یک مجموعه دندانه مشبک جریان پیدا می‌کنند.
پمپ‌های دنده‌ای به طور کلی کارایی کمتری از پمپ‌ها پره‌ای و پیستونی دارند اما در برابر آلودگی مایعات تحمل بیشتری دارند.
پمپ‌های دنده‌ای داخلی فشارهای تا ۳۵۰۰psi را نیز تولید می‌کنند. این نوع پمپ‌ها بسته به میزان جریان دامنه ویسکوزیته تا ۲۲۰۰cSt را تحمل می‌کنند.
این پمپ‌ها یک انتقال ارزان، با فشار متوسط و حجم متوسط و ثابت را به سیستم ارائه می‌دهند. محدوده ویسکوزیته برای این نوع پمپ کمتر از ۳۰۰cSt است.
مایعات هیدرولیک
امروزه برای استفاده‌های مختلف انواع متفاوتی از مایعات هیدرولیک وجود دارد. وظیفه اصلی مایعات هیدرولیک تأمین انرژی از طریق سیستم است که امکان انجام کار و حرکت را فراهم می‌کند.
مایعات هیدرولیک همچنین مسئولیت روغن کاری، انتقال گرما و کنترل آلودگی سیستم را نیز بر عهده دارند.
هنگام انتخاب این مایع باید ویسکوزیته، سازگاری پلمب (ضد نشت بودن)، پایه اصلی بودن و نیاز به بسته‌های مواد افزودنی را در نظر گرفت.
سه نوع رایج مایعات هیدرولیکی که برای سیستم‌های هیدرولیک امروز در بازار یافت می‌شود، شامل مایعات نفتی، مایعات آب پایه و مایعات مصنوعی هستند.
۱. مایعات نفتی (معدنی)
مایعات بر پایه نفت یا مواد معدنی، امروزه متداول‌ترین نوع مایعات در سیستم‌های هیدرولیکی هستند. مایعات نفی انتخابی کم هزینه، با کیفیت بالا و در دسترس هستند.
ویژگی‌های یک مایع پایه معدنی به مواد افزودنی مورد استفاده کیفیت روغن خام اصلی و فرایند تصفیه بستگی دارد. مواد افزودنی در مایع پایه معدنی طیف وسیعی از ویژگی‌های عملکرد خاص را ارائه می‌دهند.
مواد افزودنی مایعات هیدرولیکی متداول شامل مواد ضد زنگ و اکسیداسیون، مواد ضد خوردگی، مواد ضدعفونی‌کننده، مواد ضد سایش، مواد بالابرنده مقاومت در فشارهای شدید و بهبود دهنده‌های VI هستند.
علاوه بر این برخی از این روغن‌ها حاوی مواد رنگی هستند. این رنگ به شما این امکان را می‌دهد تا هنگام نشت به راحتی بتوانید محل نشت را شناسایی کنید. از آن جا که نشت هیدرولیک بسیار هزینه بر و البته شایع است، این ویژگی نقشی به سزا در افزایش عمر تجهیزات و صرفه جویی در هزینه و منابع دارد.
جهت مشاوره تخصصی در زمینه ابزار الات دقیق هیدرولیک و پنوماتیک در صنعت و همچنین مشاوره خرید میتوانید از برگه ابزار هیدرولیک و پنوماتیکدیدن کنید و از راه های ارتباطی ما استفاده کنید
مایعات آب پایه
مایعات آب پایه به دلیل محتوای زیاد آب برای کاربردهایی که مقاومت در برابر آتش سوزی مورد نیاز است، کاربرد دارند.
این مایعات به صورت امولسیون روغن در آب، امولسیون آب در روغن (معکوس) و ترکیبات گلیکول آب در دسترس هستند.
مایعات آب پایه می‌توانند خصوصیات روان کاری مناسبی را در سیستم هیدرولیک ایجاد کنند. اما برای جلوگیری از بروز مشکل، باید به دقت کنترل شوند.
این مایعات به دلیل مقاومت بالا در برابر آتش سوزی می‌تواند در سیستم هیدرولیکی گرم و هوای گرم مورد استفاده قرار گیرند.
افزایش درجه حرارت باعث تبخیر مایعات آب پایه می‌شود که باعث بالا رفتن ویسکوزیته می‌شود. برای اصلاح تعادل مایعات، گاهی اوقات باید آب مقطر به سیستم اضافه شود.
در هنگام استفاده از این نوع مایعات باید سازه‌های سیستم از نظر سازگاری بررسی شوند. (پمپ‌ها، فیلترها، لوله کشی، اتصالات و مواد آب بندی)
یکی از معایب مایعات آب پایه گران‌تر بودن این مایعات نسبت به مایعات نفتی است. و مزیت آن این است که سایش کمتری نسبت به مایعات نفتی داشته و قابلیت اشتعال پایینی دارند.
مایعات مصنوعی
مایعات مصنوعی در سیستم‌های هیدرولیکی مایعاتی هستند که کاملاً توسط بشر ساخته شده و ویژگی‌های روان کاری بسیار خوبی در سیستم‌های فشار بالا و دمای بالا دارند.
مایعات مصنوعی مقاومت بالایی در برابر آتش (استرهای فسفات) داشته، اصطکاک کمتر، مواد شوینده طبیعی (استرهای آلی و مایعات هیدروکربن سنتز شده با استر) داشته و از نظر حرارتی پایداری دارند.
عیب این نوع از مایعات این است که معمولاً گران‌تر از مایعات معمولی هستند. ممکن است ترکیبات سمی داشته و نیاز به دفع خاصی داشته باشند.
کاربردهای سیستم‌های هیدرولیک
سیستم‌های هیدرولیکی در زندگی ما دارای کاربردهای فراوانی هستند. کاربرد هیدرولیک امروزه در بیشتر صنایع به خصوص در ماشین ابزارها، تأسیسات صنایع سنگین، ماشین‌های راه، ساختمان و معادن، هواپیماسازی و کشتی سازی گسترش یافته است.
برخی از شناخته شده ترین کاربردهای سیستم‌های هیدرولیک عبارت‌اند از:
سیستم فرمان هیدرولیکی و سیستم ترمز هیدرولیکی در خودرو
بالابرهای هیدرولیکی، جا به جایی به وسیله لیفتراک و پرس‌های هیدرولیکی در صنایع و کارخانه‌ها
راه اندازی دستگاه‌هایی مثل خرمن کوب، کلوخ شکن، میوه چین و … در صنایع کشاورزی
کنترل چرخ های فرود، سکان‌های عمودی، بالابرها و پرس‌های کششی در صنایع هوایی
هدایت تانک، نفربر، هدایت موشک و هدایت ناو در صنایع نظامی
ساخت ظروف یکبار مصرف و کنسرو سازی در صنایع غذایی
به حرکت درآوردن غلتک‌های صاف کننده خمیر کاغذ در صنایع کاغذسازی
ترمز و درب‌های اتوماتیک قطارها در راه آهن
و …
