راهنمای سیستم هیدرولیک

 

از آسانسوری که در محل کار می روید تا کامیون کمپرسی که می بینید در خیابان در حال چرخش است ، هیدرولیک در همه جا وجود دارد. این سیستم هیدرولیک قدرتمند برخی از سنگین ترین قطعات ماشین آلات را در آنجا هدایت می کند. هیدرولیک می تواند بارهای عظیمی را بالا ببرد و با سرعت بالایی کار کند. آنها در سایت های ساخت و ساز و انواع کاربردهای دیگر محبوب هستند.

سیستم هیدرولیک در انواع بسیاری وجود دارد که همه آنها تحت همان اصول انرژی کار می کنند. پمپ های هیدرولیک مایع را تحت فشار قرار می دهند و از حرکت آن برای تغذیه همه چیز از جرثقیل گرفته تا اتومبیل استفاده می شود. در این مقاله ، ما می خواهیم همه چیز مورد نیاز در مورد سیستم های هیدرولیک را به شما بگوییم.

 

سیستم هیدرولیک چگونه کار می کند؟

احتمالاً قبلاً با برخی از روشهای اساسی کار سیستم هیدرولیک آشنا هستید. از تجربیات خود ، شما احتمالاً می دانید که مواد جامد برای تهیه آنها غیرممکن است. اگر یک جسم جامد مانند یک قلم یا یک تکه چوب را انتخاب کنید و سعی کنید آن را فشار دهید ، هیچ اتفاقی برای مواد نخواهد افتاد. آنها فشرده یا له نخواهند شد. مایعات به همین روش کار می کنند. این غیرقابل فشردن است ، به این معنی که وقتی به آن فشار می آورید فشار نمی آورد. فضای مشابه فضای شما را اشغال می کند وقتی که فشار روی آن اعمال نشده است. آب را در یک سرنگ تصویر کنید. اگر انتهای آن را با انگشت خود ببندید و سعی کنید فشار دهید ، نه آب و نه سیم پیچ به جایی نمی روید.

در مورد هیدرولیک ، عدم تراکم پذیری یک عامل اصلی در کارآیی آنها است. در همان سرنگ ، اگر به طور عادی روی پیستون فشار بیاورید ، آب را با سرعت زیاد تا انتهای باریک رها می کنید ، حتی اگر به آن فشار زیادی وارد نشده اید. هنگامی که پیستون را فشار می دهید ، فشار را به آب وارد می کنید ، که سعی می کند فرار کند هرچند می تواند - در این حالت ، با فشار زیاد از طریق یک خروجی بسیار باریک. این برنامه به ما نشان می دهد که ما می توانیم نیرو را ضرب کنیم ، که می توانیم از آن برای قدرت بیشتر دستگاههای پیچیده استفاده کنیم.

در یک سیستم بسیار ساده ، یک سیستم هیدرولیک با لوله کشی ساخته شده است که دارای یک وزن یا پیستون در یک طرف برای فشرده سازی مایع است. از آنجا که این وزن روی مایع فرو می رود ، آن را از انتهای دیگر از لوله بسیار باریک خارج می کند. آب به پایین جمع نمی شود و در عوض خود را از طریق لوله و انتهای باریک با سرعت بالا فشار می دهد. این سیستم به صورت معکوس نیز کار می کند. اگر ما یک نیرو را برای انتهای باریک برای مسافت طولانی تر اعمال کنیم ، نیرویی را تولید می کند که قادر باشد چیزی را سنگین تر از انتهای دیگر حرکت دهد.

بلیز پاسکال ، ریاضیدان ، فیزیکدان و مخترع فرانسوی ، این خصوصیات را در اواسط دهه 1600 استاندارد کرد. اصل پاسکال اظهار می دارد که ، در یک فضای محدود ، هرگونه فشار در مایعات اعمال می شود از طریق هر سیال از طریق سیال منتقل می شود. به عبارت دیگر ، اگر به یک انتهای یک ظرف آب فشار وارد کنید ، همان فشار به طرف دیگر اعمال می شود. این اصل همان چیزی است که باعث می شود نیرو تکثیر شود و بر یک جسم بزرگتر و سنگین تر تأثیر بگذارد.

کمی با این سیستم یک معامله وجود دارد. به طور معمول می توانید نیرو یا سرعت بیشتری را در یک انتها اعمال کنید تا نتیجه مخالف را از طرف دیگر مشاهده کنید. به عنوان مثال ، اگر با سرعت زیاد و نیروی کم بر روی قسمت انتهایی باریک فشار وارد کنید ، نیرو زیاد اما سرعت کم را در انتهای عرض اعمال خواهید کرد. مسافتی که انتهای باریک شما می تواند طی کند نیز می تواند تا چه اندازه حرکت کند. فاصله و نیرو تجارت در بسیاری از سیستم ها معمولی است و هیدرولیک نیز از این قاعده مستثنی نیست.

ضرب نیرو از عوامل مؤثر در بلند کردن اجسام سنگین است. اگر پیستون در قسمت پهن تر شش برابر اندازه كوچكتر باشد ، در این صورت نیرو وارد شده به مایع از پیستون بزرگتر در انتهای كوچك شش برابر قدرت خواهد داشت. برای مثال ، یک نیروی 100 پوندی در انتهای پهن تر ، یک نیروی 600 پوندی را در انتهای باریک ایجاد می کند. این ضرب نیرو همان چیزی است که باعث می شود سیستم های هیدرولیک نسبتاً کم باشند. آنها برای بهره‌برداری از ماشینهای بزرگ بدون فضای زیاد فضای فوق العاده هستند.

هیدرولیک همچنین می تواند بسیار انعطاف پذیر باشد ، و انواع مختلفی از سیستم های هیدرولیک وجود دارد. می توانید مایعات را از طریق لوله های بسیار باریک جابجا کرده و آنها را در تجهیزات دیگر استفاده کنید. آنها اندازه ها و شکل های مختلفی دارند و حتی می توانند در مسیرهای مختلفی تقسیم شوند ، به یک پیستون اجازه می دهد تا چندین مورد دیگر را به قدرت برساند. ترمزهای اتومبیل معمولاً نمونه ای از این امر هستند. پدال ترمز دو سیلندر اصلی را فعال می کند که هر یک از آنها به دو لنت ترمز می رسد ، یکی برای همه چرخ ها. می توانید هیدرولیک را با استفاده از انواع مختلفی از طریق سیلندرها ، پمپ ها ، پرس ها ، آسانسورها و موتورها پیدا کنید.

سیستم های هیدرولیک چند مؤلفه اساسی برای کنترل نحوه کار آنها دارند:

مخزن: سیستم های هیدرولیک معمولاً از مخزن برای نگه داشتن مایع اضافی و قدرت مکانیزم استفاده می کنند. خنک کردن مایع با استفاده از دیوارهای فلزی برای آزاد کردن گرمای حاصل از اصطکاک موجود در آن بسیار مهم است. یک مخزن فشرده نشده همچنین می تواند هوای به دام افتاده را از مایعات خارج کند و این به کارآیی کمک می کند. از آنجا که کمپرسور هوا ، می تواند حرکت را از پیستون ها منحرف کرده و باعث شود سیستم کارآیی کمتری داشته باشد.

سیالات: مایعات هیدرولیک می توانند متفاوت باشند ، اما به طور معمول روغن های نفتی ، معدنی یا گیاهی هستند. مایعات بر اساس کاربرد آنها می توانند دارای خواص مختلفی باشند. به عنوان مثال ، مایع ترمز به دلیل مکانیسم گرمای زیاد که از آن عبور می کند ، باید دارای نقطه جوش بالایی باشد. از دیگر ویژگی های آن می توان به روغنکاری ، مقاومت در برابر اشعه و ویسکوزیته اشاره کرد.

 

بیایید ببینیم که هیدرولیک به طور معمول در تجهیزات سنگین چگونه کار می کند:

موتور: این معمولاً دارای بنزین است و به سیستم هیدرولیک اجازه کار می دهد. در ماشین های بزرگ ، این نیاز به ایجاد قدرت زیادی دارد.

پمپ: پمپ روغن هیدرولیک جریان روغن را از طریق شیر و به سیلندر هیدرولیک می فرستد. بازده پمپ اغلب در گالن در دقیقه و پوند در هر اینچ مربع (psi) اندازه گیری می شود.

سیلندر: استوانه مایع فشار قوی را از شیرها دریافت کرده و حرکت را فعال می کند.

شیر: شیرها با کنترل مواردی مانند فشار ، جهت و جریان به انتقال مایعات در اطراف سیستم کمک می کنند.

ماشینهای دیگر که از هیدرولیک استفاده می کنند شامل وسایل نقلیه در سایت های ساختمانی است. حفارها ، جرثقیل ها ، بولدوزرها و بیل های بیل مکانیکی همگی توسط سیستم های هیدرولیکی قوی قابل اجرا هستند. به عنوان مثال یک حفار ، بازوی عظیم خود را با قوچهای با هیدرولیک قدرت می دهد. مایع درون لوله های نازک پمپ می شود ، قوچ ها را طولانی می کند و به وسیله بازو. از قدرت هیدرولیک پشت این می توان برای بلند کردن بارهای عظیم استفاده کرد. گذشته از ماشین آلات ساختمانی ، هیدرولیک برای همه چیز از آسانسور گرفته تا موتور ، حتی در کنترل هواپیما استفاده می شود.

سیستم های هیدرولیک بسته در مقابل سیستم های باز و بسته هیدرولیک به روش های مختلفی برای کاهش فشار به پمپ اشاره دارد. انجام این کار می تواند به کاهش هرگونه سایش و پارگی کمک کند.

در سیستم باز ، پمپ همیشه کار می کند ، بدون اینکه فشار وارد کند ، روغن را از طریق لوله ها جابجا می کند. هر دو ورودی به پمپ و شیر برگشتی به یك مخزن هیدرولیك وصل می شوند. این سیستم ها همچنین به دلیل داشتن مسیر مرکزی باز شیر کنترل در هنگام خنثی بودن ، سیستم های "مرکز باز" نامیده می شوند. در این حالت ، مایع هیدرولیک به مخزن باز می گردد. مایع حاصل از پمپ به دستگاه می رود و سپس به مخزن باز می گردد. همچنین ممکن است یک شیر امدادی در مدار وجود داشته باشد تا بتواند مایعات اضافی را به مخزن منتقل کند. فیلترها معمولاً برای تمیز نگه داشتن مایعات موجود هستند.

سیستم های باز تمایل بهتری برای برنامه های کم فشار دارند. آنها همچنین تمایل به ارزان تر و نگهداری راحت تر دارند. یک احتیاط این است که اگر فشار بیش از تنظیمات سوپاپ باشد ، می توانند گرمای اضافی در سیستم ایجاد کنند. مکان دیگر برای گرمای اضافه در مخزن است که برای خنک کردن مایعات که از طریق آن جریان دارد باید به اندازه کافی بزرگ باشد. سیستم های باز همچنین می توانند از پمپ های چندگانه برای تأمین برق سیستم های مختلف مانند فرمان یا کنترل استفاده کنند.

یک سیستم بسته ، شیر برگشت را مستقیماً به ورودی پمپ هیدرولیک متصل می کند. از یک پمپ مرکزی واحد برای جابجایی مایعات در یک حلقه مداوم استفاده می کند. یک دریچه همچنین روغن را از پمپ مسدود می کند ، در عوض آن را به یک باتری که در آن تحت فشار قرار می گیرد ارسال می کند. روغن تحت فشار قرار دارد ، اما فعال نمی شود مگر اینکه فعال شود. یک پمپ شارژ روغن فیلتر شده سرد و خنک را به قسمت کم فشار وارد می کند. این مرحله فشار درون حلقه را حفظ می کند. یک سیستم بسته اغلب در برنامه های کاربردی موبایل با انتقال هیدرواستاتیک مورد استفاده قرار می گیرد و از یک پمپ برای تغذیه چندین سیستم استفاده می کند.

اینها می توانند دارای مخازن کوچکتر باشند زیرا فقط نیاز به داشتن مایعات کافی برای پمپ بار دارند که نسبتاً اندک است. یک سیستم باز می تواند کاربردهای فشار قوی بیشتری داشته باشد. سیستم بسته کمی انعطاف پذیری بیشتری نسبت به یک سیستم باز ارائه می دهد ، اما همچنین با قیمت کمی بالاتر و تعمیر پیچیده تر همراه است. سیستم های بسته می توانند در خطوط هیدرولیکی کوچکتر با سیال کمتری کار کنند و از دریچه ها برای معکوس جهت جریان استفاده می شود.

شما حتی می توانید با تعویض برخی از اجزاء و اضافه کردن فضایی که روغن بعد از سفر برگشت می تواند یک سیستم باز را به سیستم بسته تبدیل کند.

 

انواع پمپ های هیدرولیک

انواع مختلفی از پمپ های هیدرولیک وجود دارد. اینها می توانند در شیوه جابجایی مایعات و میزان جابجایی آنها به میزان قابل توجهی متفاوت باشند.

تقریباً تمام پمپ های هیدرولیک پمپ های جابجایی مثبت هستند ، به این معنی که مقدار دقیق مایعات را تحویل می دهند. از آنها می توان در مصارف پر فشار بیش از 10،000 psi استفاده کرد. پمپ های جابجایی غیر مثبت به فشار به مقدار مایعات منتقل شده بستگی دارند ، در حالی که پمپ های جابجایی مثبت نیز ندارند. پمپ های غیر مثبت در پنوماتیک و کاربردهای کم فشار شایع تر است. آنها شامل پمپ های گریز از مرکز و محوری هستند.

پمپ های جابجایی مثبت می توانند جابجایی ثابت یا متغیر داشته باشند. بیشتر پمپ ها تحت جابجایی ثابت قرار می گیرند.

در جابجایی ثابت ، پمپ همان میزان سیال را در هر چرخه پمپ تأمین می کند.

در جابجایی متغیر ، پمپ می تواند مقادیر متفاوتی از مایعات را بر اساس سرعتی که در آن اجرا شده یا خصوصیات بدنی پمپ را فراهم می کند.

پمپ دنده ای ارزان و تحمل بیشتری در برابر آلودگی مایعات دارد و باعث می شود آنها برای محیط های خشن مناسب باشند. با این حال ، آنها ممکن است کارایی کمتری داشته باشند و سریعتر لباس بپوشند.

پمپ های دنده خارجی: اینها از دو چرخ دنده محکم در یک محفظه استفاده می کنند. یکی چرخ دنده رانندگی یا پیشرانه است ، در حالی که دیگری هدایت می شود یا جریان آزاد دارد. سیال در فضای بین چرخ دنده ها به دام افتاده و از طریق محفظه چرخش می یابد. از آنجا که نمی تواند به عقب حرکت کند ، از طریق پمپ خروجی مجبور می شود.

پمپ دنده داخلی: طراحی دنده داخلی یک دنده داخلی ، احتمالاً با فضا به صورت هلال ، را در داخل چرخ دنده روتور خارجی قرار می دهد. مایع از طریق دایره متحرک - انحراف دنده از مدور - بین چرخ دنده ها منتقل می شود. دنده داخلی با تعداد کمتر دندان ، دنده بیرونی را چرخانده و فاصله بین آنها ایجاد می شود تا مهر و موم ایجاد شود. مایع در چرخ دنده ها جابجا شده ، از طریق چرخ دنده ها حرکت می کند ، مهر و موم شده و تخلیه می شود.

پمپ های پره بعدی است. اینها می توانند نامتعادل یا متعادل و ثابت یا متغیر باشند. آنها ساکت هستند و در فشارهای زیر 4000 روان کار می کنند.

پمپ پره ای نامتوازن: این پمپ جابجایی ثابت دارای روتور محور و ون هایی است که در شکاف های شعاعی به بیرون حرکت می کنند. سطح غیرفعال روتور میزان جابجایی را تعیین می کند. با چرخش ، فضای بین پرنده ها افزایش می یابد ، خلاء ایجاد می شود تا سیال وارد شود. مایع به دام افتاده از طریق ون های چرخان به دور سیستم حرکت می کند و با کاهش فضای بین آنها بیرون رانده می شود.

پمپ پره تعادل: پمپ پره متعادل ، همچنین جابجایی ثابت ، روتور را از طریق حلقه بادامک بیضوی حرکت می کند. در هر انقلاب از دو ورودی و خروجی استفاده می کند.

پمپ پرش با متغیر جابجایی: جابجایی در این نوع پمپ می تواند از طریق خارج از مرکز بین روتور و پوشش تغییر کند. حلقه پوشش بیرونی قابل جابجایی است.

آخرین دسته پمپ های ما پمپ های پیستونی هستند که برای کاربردهای پر قدرت عالی هستند.

پمپ های پیستونی محوری درون خطی: پمپ های درون خط ، مرکز بلوک سیلندر را با مرکز درایو هم تراز می کنند. زاویه صفحه swash / cam به تعیین میزان جابجایی کمک می کند. ورودی و خروجی در صفحه شیر قرار دارد که به طور متناوب به هر سیلندر متصل می شود. با پیستون از پورت ورودی بالا می رود ، مایع را از مخزن بیرون می کشد. به طور مشابه ، مایع را از طریق درگاه خروجی بیرون می زند.

پمپ های محوری محور خم: پمپ های محور خم شده مرکز بلوک سیلندر را در یک زاویه با مرکز شافت محور قرار می دهند. این طرح به طور مشابه با پمپ محوری درون خطی کار می کند.

پمپ های پیستون شعاعی: یک پمپ پیستون شعاعی از هفت یا نه بشکه شعاعی استفاده می کند ، به همراه یک حلقه واکنش ، گلدان و محور محرک. پیستون ها به صورت شعاعی در اطراف شافت درایو تنظیم می شوند و درگاه های ورودی و خروجی در گلدان قرار دارند ، نوعی لولا.

درباره هیدرولیک بیشتر بدانید

هیدرولیک کاربردهای گسترده ای دارد و در انواع مختلفی از ماشین آلات که ساخت و ساز و حمل و نقل و… را به کار می برد قابل استفاده است. از قدرت آب قرنها استفاده شده است و اکنون با کمک شیرآلات ، پیستونها و سیلندرها ، هیدرولیک می تواند در قالب های مختلفی اجرا شود. باز و بسته ، ثابت یا متغیر ، مثبت و غیر مثبت - همه اینها می توانند وزنه های سنگینی را جابجا کرده و از مهندسی مدرن استفاده کنند. اگر شما هر نوع تجارت را اداره می کنید ، ممکن است هیدرولیک را برای کار برای شما قرار دهند.

 

درک نحوه کار سیستم هیدرولیک

هیدرولیک بخشی از بسیاری از سیستم های رایج از جمله ترمز ماشین و ماشین آلات است. در حالی که بسیاری از افراد با اصطلاح "هیدرولیک" آشنا هستند ، همه افراد تعریف "هیدرولیک" یا نحوه کار هیدرولیک را نمی دانند. صرف نظر از محصولی که در آن استفاده می شود ، سیستم های هیدرولیک کنترل ، قدرت ، قابلیت اطمینان و ایمنی را فراهم می کنند.
چگونه هیدرولیک کار می کند
هیدرولیک با ایجاد نیرویی رو به بالا که بر روی مایع عمل می کند ، کار می کند. این حرکت به برابری فشار کمک می کند. توضیحات متداول در مورد هیدرولیک همچنین مستلزم انرژی است. انرژی هیدرولیک چیست ، تعجب می کنید؟ انرژی نیرو تولید می کند ، که برای جابجایی اجزای مختلف در یک سیستم لازم است. به همین دلیل ، این سیستم ها از دو بخش تشکیل شده اند که شامل یک انتهای باریک و یک انتهای گسترده تر است. انرژی از هر دو انتها عبور می کند ، با کندتر در انتهای پهن تر و با سرعت بیشتری در انتهای باریک حرکت می کند. این انتقال انرژی در نهایت باعث ایجاد تعادل مناسب انرژی در سیستم می شود.

 

قطعات تجهیزات هیدرولیک

تجهیزات هیدرولیک چیست ، تعجب می کنید؟ این ماشین آلات است که شامل بخش های مشترک زیر است:

مخزن
پمپ هیدرولیک
موتور الکتریکی
دریچه ها

سیلندر هیدرولیکی

با تعریف ، مخزن بخشی از سیستم است که حاوی سیال است. پمپ مسئولیت جابجایی مایع از طریق مکانیزم هیدرولیک را بر عهده دارد. همچنین حرکت و انرژی مکانیکی را به انرژی سیال تغییر می دهد. موتور الکتریکی بخشی است که توان پمپ هیدرولیک را تأمین می کند. بسته به اندازه و نوع سیستم ، می توانید انواع دریچه های مختلف را روی سیستم هیدرولیکی قرار دهید. همه دریچه ها عملکرد مشابهی را انجام می دهند ، یعنی تنظیم جریان مایع و کاهش فشار در سیستم در صورت لزوم. سیلندر هیدرولیک بخشی دیگر است که در سیستم های هیدرولیکی یافت می شود. وظیفه آن تغییر انرژی هیدرولیک به انرژی مکانیکی است.
این لیست از متداول ترین قسمتها نشانگر نحوه کار هیدرولیک است. با این حال ، به خاطر داشته باشید که سیستم ها به اشکال مختلفی به وجود می آیند. این بدان معنی است که ممکن است در بین مؤلفه های موجود در سیستم عامل های مختلف برخی از تفاوت ها و تغییرات وجود داشته باشد.

کاربردهای متداول برای هیدرولیک

هیدرولیک در بسیاری از مناطق کار می کند. این شامل کشتی ها ، تجهیزات ساختمانی ، آسانسورها و موتورهای برقی می شود. در کشتی ها ، سیستم های هیدرولیک اهداف مختلفی را ارائه می دهند. سیستم هایی که برای باربری ها طراحی شده اند ، حمل و نقل مواد سنگین را برای کشتی ها آسان تر می کند. همچنین انجام عملیات باربری را برای آنها آسانتر می کند. موتورخانه یک کشتی همچنین دارای تجهیزات هیدرولیکی مانند سیستم کنترل اتوماتیک است. این سیستم موقعیت دریچه و فشار هوا پنوماتیک را درون موتورخانه تنظیم می کند. هیدرولیک در تثبیت کننده ها کار می کند و همچنین از جلوگیری از فرار کشتی ها جلوگیری می کند. در کنار این سیستم های داخلی ، تجهیزات مبتنی بر هیدرولیک نیز در ابزارها و ماشین آلات موجود در عرشه کشتی یافت می شوند. هیدرولیک در بسیاری از انواع تجهیزات ساختمانی نیز کار می کند. اگر نمی دانید که هیدرولیک چگونه ایمنی و کارآمد تجهیزات را کار می کند ، ما پاسخ هایی داریم. به عنوان مثال ، یک تراکتور مجهز به دستگاه برقی برقی مبتنی بر هیدرولیک است. این برش که کار سنگین و تقریباً غیرممکن برای انسان است ، می توان با استفاده از هیدرولیک که شامل بازوی انعطاف پذیر و طیف گسترده ای از حرکت است ، به راحتی دستکاری شد. این سیستم ها در آسانسورها نیز یافت می شوند. آسانسورها می توانند به صورت سیستم قرقره مانند کابل و موتور یا هیدرولیک کار کنند. قوچهای هیدرولیکی به طور معمول برای تغذیه آسانسورهای کوچکتر استفاده می شوند. اگرچه از نظر آسانسورهای سنتی مقرون به صرفه تر هستند ، اما ممکن است از مقادیر قابل توجهی بیشتر انرژی استفاده کنند.

 

سیستم هیدرولیک چیست؟

سیستم هیدرولیکی یک فن آوری درایو است که در آن از یک سیال برای انتقال انرژی مثلاً استفاده می شود. موتور الکتریکی به محرک مانند سیلندر هیدرولیک. این مایع از نظر تئوری غیر قابل فشردگی است و مسیر سیال به همان روش کابل برقی قابل انعطاف است.

 

سیستم هیدرولیک برای چه موردی استفاده می شود؟

سیستم های هیدرولیک عمدتاً در جایی مورد استفاده قرار می گیرند که به چگالی توان بالا نیاز داشته باشد یا سرعت مورد نیاز را به سرعت شانس دهد. این امر به ویژه در انواع تجهیزات متحرک مانند بیل و سیستمهای صنعتی نظیر پرسها وجود دارد.

در توربین های بادی از هیدرولیک برای کنترل پیچ و ترمز استفاده می شود. در برخی موارد ، سیستم های کمکی مختلف مانند دریچه ها و جرثقیل ها نیز توسط سیستم های هیدرولیکی تغذیه می شوند.

 

چرا از سیستم های هیدرولیک استفاده می شود؟

دلیل اصلی استفاده از هیدرولیک چگالی بالا بودن انرژی و ثانیاً سادگی ناشی از استفاده از چند مؤلفه برای تحقق ماشینهای پیچیده و پر سرعت با درجه ایمنی بالا است.

مایع هیدرولیک مهمترین مؤلفه در سیستم هیدرولیکی است. انتخاب مایع هیدرولیک مناسب برای تضمین بهترین کارایی و کارایی سیستم بسیار مهم است. هر سیال از نظر ویسکوزیته ، شرایط کارکرد مناسب ، خاصیت ضد سایش و غیره از ویژگی های خاص خود برخوردار است در این مقاله نکات و ترفندهای ارزشمندی را برای انتخاب مایع مناسب برای سیستم هیدرولیک شما ارائه می دهیم.

برای انتخاب بهترین مایع هیدرولیک باید شرایط کار و الزامات سیستم خود را در نظر بگیرید. علاوه بر این ، باید شرایط و مقررات مربوط به ایمنی و محیط زیست را در نظر بگیرید.

چگونه روغنهای هیدرولیک بر عملکرد سیستم شما تأثیر می گذارند
سیال و اجزای سیستم هیدرولیک یکی هستند. آنها با هم کارآیی و طول عمر سیستم را تعیین می کنند. عناصر مهم یک مایع هیدرولیک نوع سیال ، ویسکوزیته و کیفیت هستند.

سیستم هیدرولیکی که با یک مایع مطابقت بد کار می کند از این موارد رنج می برد:

کاهش کارآیی
عدم روغن کاری
طول عمر قطعات کاهش می یابد
خوردگی ، لجن و لاک
تولید گرما
در کنار خصوصیات سیال ، میزان آلودگی نیز برای عملکرد سیستم و مقاومت در برابر سایش پمپ و اجزای آن بسیار مهم است.

ویسکوزیته مایعات هیدرولیک مهم است
اگرچه خواص مختلف مایعات بر عملکردهای مختلف عملکرد تأثیر دارند ، ویسکوزیته مایع هیدرولیک یک عنصر کلیدی است. ویسکوزیته سیال از چندین طریق بر سیستم های هیدرولیک تأثیر می گذارد:

راندمان حجمی (= کارایی در رابطه با از دست دادن حجم صدا به دلیل نشت داخلی) راندمان مکانیکی (= بازده در رابطه با از دست دادن مکانیکی ناشی از اصطکاک داخلی) (الاستو) هیدرودینامیکی و روغن کاری مرزی ، هیدروودینامیکی و روغن کاری مرزی ، کاویتاسیون گرمازدایی فیلتر انتشار هوا
...

سیال هیدرولیک

دامنه بهینه کار یک سیستم هیدرولیکی به میزان زیادی به ویسکوزیته سیال بستگی دارد
اگر ویسکوزیته سیال هیدرولیک خیلی کم باشد ، فیلم روغن خیلی نازک می شود و باعث تماس مستقیم فلز به فلز می شود که منجر به فرسودگی بیش از حد قطعات می شود. مایعات کم ویسکوزیته همچنین خطر نشت داخلی را ایجاد می کنند و باعث ایجاد راندمان حجمی کمتری از پمپ ها و موتورها می شوند.

اگر ویسکوزیته سیال خیلی زیاد باشد ، سیستم از یک حرکت کند و راندمان مکانیکی کاهش می یابد. این باعث از بین رفتن انرژی و تولید گرمای غیرضروری می شود. از دیگر اثرات منفی ویسکوزیته بالا مایعات ، کاویتاسیون ، رهاسازی هوای ضعیف و روغن کاری ناکافی است.

با انتقال مایعات از طریق مجموعه ای از اجزای گسسته به هم پیوسته ، یک مدار هیدرولیک سیستمی است که می تواند کنترل کند جریان سیال (مانند سیستم های ترمودینامیکی) ، و همچنین فشار سیال را کنترل می کند (مانند آمپلی فایر هیدرولیک).

سیستم مدار هیدرولیک با استفاده از عناصر خطی و گسسته ، مشابه تئوری مدار الکتریکی کار می کند. مدارهای هیدرولیک اغلب در پردازش های شیمیایی (سیستم های جریان) استفاده می شوند.

هدف از یک سیستم هیدرولیک خاص ممکن است متفاوت باشد ، اما همه سیستم های هیدرولیک از طریق همان مفهوم اساسی کار می کنند. سیستم های هیدرولیک به سادگی تعریف می شوند و با استفاده از سیال تحت فشار ، وظایف خود را انجام می دهند. راه دیگر برای این کار ، مایع تحت فشار باعث می شود کارها کار کنند.

قدرت سوخت مایع در هیدرولیک قابل توجه است و در نتیجه از هیدرولیک معمولاً در تجهیزات سنگین استفاده می شود. در یک سیستم هیدرولیکی ، فشار ، در هر نقطه به یک مایعات موجود اعمال می شود ، کمرنگ می شود. این مایع تحت فشار در هر قسمت از قسمت یک ظرف حاوی عمل می کند و نیرو یا نیرویی را ایجاد می کند. به دلیل استفاده از این نیرو و بسته به نحوه استفاده از آن ، اپراتورها می توانند بارهای سنگین را برداشته و کارهای تکراری دقیق را به راحتی انجام می دهند.

سیستم های هیدرولیک را می توان در همه چیز از اتومبیل گرفته تا ماشین آلات صنعتی یافت. آنها به گونه ای طراحی شده اند که توان ، کنترل ، ایمنی و قابلیت اطمینان را تأمین کنند

سیستم های هیدرولیک از بخش های زیادی تشکیل شده اند:

 مخزنی که دارای مایع هیدرولیک است
پمپ هیدرولیک مایع را از طریق سیستم جابجا می کند و انرژی مکانیکی و حرکت را به انرژی مایع هیدرولیک تبدیل می کند.
موتور الکتریکی پمپ هیدرولیک را قدرت می بخشد.
دریچه ها جریان مایعات را کنترل می کنند و در صورت لزوم فشار بیش از حد را از سیستم برطرف می کنند.
سیلندر هیدرولیک انرژی هیدرولیک را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند.
انواع سیستم های هیدرولیکی نیز وجود دارد ، که هرکدام دارای اجزای اصلی هستند.

سیستم های هیدرولیکی از پمپ استفاده می کنند تا مایعات هیدرولیک را از طریق سیستم فشار دهند تا انرژی سیال ایجاد شود. مایع از دریچه ها عبور کرده و به سیلندر می رود که در آن انرژی هیدرولیک به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. دریچه ها برای هدایت جریان مایع و کاهش فشار در صورت لزوم کمک می کنند.

سیستم های هیدرولیک عمدتاً برای کنترل دقیق نیروهای بزرگتر مورد استفاده قرار می گیرند. کاربردهای اصلی سیستم هیدرولیک را می توان در پنج دسته طبقه بندی کرد:
1. صنعتی: ماشین آلات پردازش پلاستیک ، ساخت فولاد و برنامه های استخراج فلزات اولیه ، خطوط تولید خودکار ، صنایع ابزار ، صنایع کاغذ ، لودر ، خرد کردن ، ماشین آلات نساجی ، تجهیزات تحقیق و توسعه و سیستم های روباتیک و غیره
2. هیدرولیک موبایل: تراکتور ، سیستم آبیاری ، تجهیزات خاکی ، تجهیزات انتقال مواد ، وسایل نقلیه تجاری ، تجهیزات خسته کننده تونل ، تجهیزات ریلی ، ساختمان و ماشین آلات ساختمانی و دکل حفاری و غیره.
3. اتومبیل: در سیستم هایی مانند استراحت ، کمک فنر ، سیستم فرمان ، سپر باد ، بالابر و تمیز کردن و غیره استفاده می شود.
4- کاربردهای دریایی: بیشتر کشتی های اقیانوس دریایی ، قایق های ماهیگیری و تجهیزات ناف را پوشش می دهد.
5- تجهیزات هوافضا: تجهیزات و سیستم هایی وجود دارد که برای کنترل رودخانه ، دنده فرود ، استراحت ، کنترل پرواز و انتقال و غیره مورد استفاده قرار می گیرد که در هواپیماها ، موشک ها و سفینه های فضایی مورد استفاده قرار می گیرد.

• سیستم هیدرولیک از مایع غیر قابل فشار استفاده می کند که منجر به راندمان بالاتر می شود.
• قدرت خروجی مداوم را ارائه می دهد که در سیستم های درایو پنوماتیک یا مکانیکی مشکل است.
• سیستم های هیدرولیک از مایعات غیر قابل تراکم با چگالی بالا استفاده می کنند. احتمال نشت در سیستم هیدرولیکی در مقایسه با سیستم پنوماتیک کمتر است. هزینه نگهداری کمتر است.
• این سیستم ها در شرایط گرم محیطی عملکرد خوبی دارند.

در سیستم های هیدرولیک قسمتهایی را برای عملکرد مناسب آن تشکیل می دهند.
این شامل:
• یک پیستون متحرک که در یک سیلندر محصور به شافت خروجی متصل است
• مخزن ذخیره
• فیلتر کنید
• پمپ برقی
• تنظیم کننده ی فشار
• شیر کنترل
• لوله کشی حلقه بسته نشتی.
شافت خروجی حرکت یا نیرو را منتقل می کند ، با این وجود تمام قسمت های دیگر به کنترل سیستم کمک می کنند.
مخزن ذخیره سازی / سیال مخزنی برای مایعات است که به عنوان وسیله انتقال به کار می رود.
مایع مورد استفاده معمولاً روغن غیر قابل تراکم با چگالی بالا است. برای از بین بردن گرد و غبار یا ذرات ناخواسته دیگر فیلتر شده و سپس توسط پمپ هیدرولیک پمپ می شود.
ظرفیت پمپ به طراحی سیستم هیدرولیک بستگی دارد. این پمپ ها عموماً در هر چرخش شافت پمپ ، حجم ثابت را تحویل می دهند. بنابراین ، فشار سیال می تواند به طور نامحدود در بن بست پیستون تا زمانی که سیستم خراب نشود ، افزایش یابد.
تنظیم کننده فشار برای جلوگیری از چنین شرایطی که مایعات اضافی را به مخزن ذخیره هدایت می کند ، استفاده می شود. حرکت پیستون با تغییر جریان مایع از بندر a و بندر b کنترل می شود.
حرکت سیلندر با استفاده از دریچه کنترل که جریان سیال را هدایت می کند کنترل می شود. خط فشار مایع برای بالا بردن پیستون به درگاه b وصل می شود و برای پایین آمدن پیستون به پورت a وصل می شود. دریچه همچنین می تواند جریان سیال را در هر یک از درگاه ها متوقف کند.
لوله کشی ضد نشت نیز به دلیل ایمنی ، خطرات محیطی و جنبه های اقتصادی از اهمیت بالایی برخوردار است.

حرکت کنترل شده قطعات یا کاربرد کنترل شده نیرو یک نیاز عادی در صنایع است. این عملیات عمدتاً با استفاده از ماشین های برقی یا موتورهای دیزلی ، بنزینی و بخار به عنوان موتور جابجایی اصلی انجام می شود. این انتقال دهنده های اصلی می توانند با استفاده از بعضی از اتصالات مکانیکی مانند جک پیچ ، اهرم ، قفسه و ریز و غیره ، حرکات مختلفی را به اشیاء ارائه دهند ، اما این تنها حرکت دهنده های اصلی نیستند. مایعات محصور شده (مایعات و گازها) همچنین می توانند به عنوان حرکات اصلی مورد استفاده قرار گیرند تا حرکت و نیروی کنترل شده ای را به اشیاء یا مواد ارائه دهند. سیستم های سیال محصور با طراحی خاص می توانند حرکت خطی و همچنین چرخشی را فراهم کنند. نیروی کنترل شده با قدرت زیاد نیز با استفاده از این سیستم ها قابل استفاده است. این نوع سیستم های مبتنی بر سیال محصور با استفاده از مایعات غیر قابل فشار تحت فشار به عنوان رسانه انتقال ، به عنوان سیستم های هیدرولیک گفته می شوند. سیستم هیدرولیک بر اساس قانون پاسکال کار می کند که می گوید فشار در یک سیال محصور در همه جهات یکنواخت است. قانون پاسکال

در شکل نشان داده شده است

امروزه صنعت به منظور افزایش بهره وری بیشتر به اتوماسیون وابسته است. توان هیدرولیکی یا سیال را می توان عضله اتوماسیون دانست و بنابراین به طور گسترده ای در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. در بحث بعدی ، ما باید در مورد مزایای نسبی سیستم های هیدرولیک و کاربردهای مختلف آنها بحث کنیم.
---- 3 مزایای سیستم های هیدرولیک
یک سیستم هیدرولیک چهار مزیت عمده دارد که باعث می شود آن در انتقال نیرو کاملاً کارآمد باشد.
1. سهولت و دقت کنترل: با استفاده از اهرم های ساده و دکمه های فشار ، اپراتور یک سیستم هیدرولیک می تواند به راحتی شروع ، متوقف کردن ، سرعت و کاهش سرعت را انجام دهد.
2. ضرب نیرو: یک سیستم قدرت سیال (بدون استفاده از چرخ دنده ها ، قرقره ها و اهرمهای دست و پا گیر) می تواند نیروها را به سادگی و کارآمد از کسری از پوند ، به چند صد تن خروجی ضرب کند.
3. نیرو و گشتاور ثابت: فقط سیستم های قدرت سیال قادر به ایجاد گشتاور یا نیروی ثابت بدون توجه به تغییرات سرعت هستند.
4. ساده ، ایمن و مقرون به صرفه: به طور کلی ، سیستم های هیدرولیکی در مقایسه با سیستم های مکانیکی و الکتریکی ، از قطعات متحرک کمتری استفاده می کنند. بنابراین نگهداری آنها ساده تر و آسانتر می شود.
علی رغم برخورداری از همه این ویژگی های بسیار مطلوب ، سیستم های هیدرولیک دارای اشکالات خاصی نیز هستند که برخی از آنها عبارتند از:
• استفاده از روغن های هیدرولیک که می تواند کاملاً نامرتب باشد. همچنین از بین بردن کامل نشتی در سیستم هیدرولیک بسیار دشوار است.
• خطوط هیدرولیکی می توانند ترکیده و باعث صدمات جدی به انسان شوند.
• در بیشتر مایعات هیدرولیکی تمایل به آتش سوزی در صورت نشت ، به ویژه در مناطق گرم وجود دارد.
بنابراین لازم است قبل از انتخاب سیستم هیدرولیکی برای هر برنامه ، بررسی دقیق آن انجام شود.

دریچه های کمکی در سیستم های هیدرولیک پیچیده ممکن است دارای بلوک های کمکی شیر برای انجام وظایف مختلف غیبی برای اپراتور مانند شارژ باتری ، عملکرد فن خنک کننده ، قدرت تهویه مطبوع و غیره باشند. آنها معمولاً شیرهای سفارشی هستند که برای ماشین خاص طراحی شده اند و ممکن است از یک بلوک فلزی با درگاه ها و کانال های سوراخ شده. دریچه های کارتریج به درگاه ها متصل می شوند و ممکن است توسط سوئیچ ها یا یک ریزپردازنده به طور الکتریکی کنترل شوند تا در صورت لزوم جریان سیال را هدایت کنند.

سیستم های هیدرولیک می توانند سیستم مرکز باز یا سیستم مرکز بسته باشند. یک سیستم مرکز باز ، سیستمی است که جریان سیال داشته باشد ، اما هنگامی که مکانیزم های محرک بیکار هستند ، فشاری در سیستم وجود ندارد. پمپ مایع را از مخزن ، از طریق دریچه های انتخابگر ، و دوباره به مخزن می رساند. سیستم مرکز باز ممکن است هر تعداد زیر سیستم را به همراه یک شیر انتخابی برای هر زیر سیستم به کار گیرد. شیرهای انتخابگر سیستم مرکز باز همیشه به صورت سری با یکدیگر متصل می شوند. در این ترتیب ، خط فشار سیستم از هر دریچه انتخابی عبور می کند. مایع همیشه اجازه عبور آزاد از هر دریچه انتخاب و برگشت به مخزن را دارد تا زمانی که یکی از شیرهای انتخاب برای کار با مکانیزم قرار گیرد. هنگامی که یکی از شیرهای انتخاب برای قرار دادن یک دستگاه محرک قرار گرفته باشد ، مایعات از پمپ از طریق یکی از خطوط کار به محرک هدایت می شود. با وجود شیر انتخابی در این موقعیت ، جریان سیال از طریق شیر به مخزن مسدود می شود. فشار برای غلبه بر مقاومت در سیستم جمع شده و پیستون سیلندر محرک را حرکت می دهد. مایع از انتهای مخالف محرک به سوپاپ انتخاب کننده برمی گردد و دوباره به مخزن جریان می یابد. عملکرد سیستم به دنبال فعال شدن قطعه بستگی به نوع شیر انتخابی دارد که استفاده می شود.

در سیستم مرکز بسته ، هر زمان که پمپ برق کار می کند ، سیال تحت فشار قرار می گیرد. تعدادی محرک وجود دارد که به طور موازی مرتب شده اند و تعداد محرک های واحد همزمان کار می کنند ، در حالی که برخی از واحدهای محرک دیگر کار نمی کنند. تفاوت این سیستم با سیستم مرکز باز این است که شیرهای انتخابی یا کنترل جهت به طور موازی مرتب شده اند و به صورت سری نیستند. ابزار کنترل فشار پمپ در سیستم مرکز بسته متفاوت است. اگر از پمپ تحویل ثابت استفاده شود ، فشار سیستم توسط تنظیم کننده فشار تنظیم می شود. دریچه تسکین دهنده در صورت خرابی تنظیم کننده به عنوان یک وسیله ایمنی پشتیبان عمل می کند. در صورت استفاده از پمپ جابجایی متغیر ، فشار سیستم توسط جبران کننده مکانیسم فشار انتگرال پمپ کنترل می شود. جبران کننده به طور خودکار میزان خروجی حجم را تغییر می دهد. وقتی فشار به فشار نرمال سیستم نزدیک می شود ، جبران کننده شروع به کاهش جریان خروجی پمپ می کند. در صورت رسیدن فشار طبیعی سیستم ، پمپ کاملاً جبران می شود (نزدیک جریان صفر). هنگامی که پمپ در این شرایط کاملا جبران شده باشد ، مکانیزم بای پس داخلی آن گردش مایعات را از طریق پمپ برای خنک سازی و روغن کاری فراهم می کند. یک شیر تسکین دهنده به عنوان پشتیبان ایمنی در سیستم نصب شده است.