هیدرولیک

هیدرولیک

هیدرولیک از نزدیک به پانصد سال پیش مورد استفاده بشر بوده است. اصول اساسی آن را پاسکال (دانشمند فرانسوی) در سال 1650 بیان نمود. (فشار سیال در حال سکون در همه جهات یکسان انتقال می یابد.)

بعد از کشف روغن حاصل از نفت، این محصول جایگزین آب به عنوان واسطه انتقال انرژی گردید، سپس به مرور زمان با پیشرفت تکنولوژی مشکلات آب بندی سیستم ها حل شد و به این ترتیب توجیه و مقبولیت سیستم های هیدرولیک روز به روز افزایش یافت. در طی جنگ جهانی اول از هیدرولیک در سطح وسیعی استفاده شد. از اواسط قرن بیستم مقبولیت و بهره برداری از آن به حدی رسید که هم اکنون هر فردی می تواند در نزدیکی خود کاربردی از آن را بیابد.

هیدرولیک فن آوری تولید، کنترل و انتقال قدرت توسط سیال تحت فشار است. در اصل آنچه در سیستم های هیدرولیک رخ می دهد تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی هیدرولیکی به کمک موتورهای الکتریکی و احتراق در منابع قدرت است. اجزاء مکانیکی پمپ با ایجاد خلاء نسبی، فشار اتمسفریک ایجاد می کنند که این فشار منجر به حرکت سیال به طرف محل ورودی پمپ می شود تا پمپ سیال را به سایر بخش های سیستم هیدرولیک حرکت دهد؛ در نهایت قدرت هیدرولیکی که به وسیله پمپ ایجاد شده توسط عملگرها که شامل سیلندر یا موتور هیدرولیکی است به توان مکانیکی مورد نیاز در خروجی تبدیل می کند.

مزایای سیستم هیدرولیک

یک مهندس طراح ماشین آلات همواره درگیر انتخاب مناسب ترین سیستم جهت انتقال و کنترل انرژی از بین سیستم های الکتریکی، مکانیکی، بادی یا هیدرولیکی می باشد. البته در بسیاری از کاربردها ترکیب سیستم های فوق موثرتر و اقتصادی است؛ به همین دلیل برای تشخیص بهتر موارد استفاده از هیدرولیک مزایای عمومی آن را نام می بریم.

• سادگی طراحی

یک سیستم هیدرولیک در مقایسه با انواع مکانیکی مشابه، قطعات متحرک کمتری دارد و از نظر ساختمان بسیار ساده و کارآمد است.

• قابلیت افزایش نیرو

در صورت نیاز در سیستم های هیدرولیک می توان نیروها را حتی تا صد برابر افزایش داد.

• سادگی و دقت کنترل

در سیستم های هیدرولیک نیروهای بزرگ با اعمال کمترین نیروی ممکن قابل کنترل می باشند. همچنین امکان ارائه گشتاور ثابت در سرعت های متغیر وجود دارد.

• انعطاف پذیری

استفاده از لوله ها و شلنگ ها به جای اجزا مکانیکی مشکلات و محدودیت های موقعیتی را به حداقل رسانده است و به این ترتیب میتوان یک سیستم هیدرولیک را به صورت کاملا انعطاف پذیر (از لحاظ موقعیت) طراحی نمود.

• راندمان

سیستم های هیدرولیک دارای راندمان بالا با تلفات اصطکاکی کم است. سیستم های هیدرولیک از منظر کاهش هزینه های نگهداری نیز مزایای فراوانی دارد.

• اطمینان

استفاده از شیرهای اطمینان و سوئیچ های فشاری و حرارتی، سیستم های هیدرولیک را نسبت به افزایش ناگهانی بار از قابلیت اطمینان کافی برخوردار نموده است.

سیستم هیدرولیک چگونه کار می کند؟

به طورکلی یک سیستم هیدرولیک چهار کار اساسی انجام می دهد:

1. تبدیل انرژی مکانیکی به قدرت سیال تحت فشار به وسیلهپمپ ها
2. انتقال سیال تا نقاط مورد نظر توسط لوله ها و شلنگ ها
3. کنترل فشار، جهت و جریان سیال توسط شیرها
4. انجام کار توسط عملگرها (سیلندرها و موتورهای هیدرولیک)

اجزای تشکیل دهنده سیستم هیدرولیک

عوامل تشکیل دهنده یک سیستم هیدرولیک، صرفنظر از کاربرد آنها به چهار قسمت اصلی تقسیم می شوند که شامل:

1. مخزن جهت نگه داری سیال
2. پمپ جهت به جریان انداختن سیال در سیستم که توسط الکتروموتور و یا محرکه دیگری به کار انداخته می شود.
3. شیرها برای کنترل فشار، جریان و جهت حرکت سیال
4. عملگرها (سیلندر برای ایجاد حرکت خطی و یا موتور برای تولید حرکت دورانی) جهت تبدیل انرژی سیال تحت فشار به نیروی مکانیکی مولد کار بسته به نوع کاربرد، سیستم های هیدرولیک از پیچیدگی های متفاوتی برخوردار می باشند.

در شکل زیر قسمت های اصلی سیستم هیدرولیک و ارتباط آنها با یکدیگر را به طور شماتیک نشان داده شده است.

به سه روش می توان انتقال انرژی از یک محل به محل دیگر را انجام داد که عبارتند از: انتقال مکانیکی، انتقال الکتریکی و نیز انتقال توسط سیال جاری تحت فشار که خود به دو دسته هیدرولیکی و پنوماتیکی تقسیم می شود. در جدول زیر اجزاء مورد استفاده در روش های انتقال قدرت الکتریکی، مکانیکی و هیدرولیکی معرفی و مقایسه گردیده است.

سیالات هیدرولیکی

معمولا سیال های هیدرولیکی را به سه دسته اصلی تقسیم بندی می کنند که شامل: روغن های معدنی، سیالات مصنوعی و آب. هر سیال هیدرولیکی در سیستم سه نقش اصلی دارد که عبارت است از:

1. انتقال قدرت یا توان
2. روغنکاری اجزای سیستم های هیدولیکی
3. مانند آب بند عمل می کنند.

با توجه به اینکه سیال هیدرولیکی تاثیر زیادی روی کارایی، هزینه نگهداری و عمر اجزای هیدرولیکی دارند؛ انتخاب سیال مناسب هیدرولیک از اهمیت بالایی برخوردار است. لازم به تاکید است که تمامی محصولاتی که در بخش هیدرولیک مشاهده می کنید با روغن معدنی کار می کنند.