کاربرد هیدرولیک در صنعت

هیدرولیک در صنعت

درباره هیدرولیک

توسعه علم هیدرولیک زمانی شروع شد که پاسکال دانشمند فرانسوی قوانین مربوط به فشار را کشف کرد (۱۶۵۰ میلادی) و هیدرولیک را به عنوان یک علم نوین پایه گذاری نمود. از آن تاریخ به بعد دوران شکوفایی هیدرولیک پدید آمد و این علم به نحو چشمگیری وارد بازار گردید. امروزه هیدرولیک در ساختمان ماشین آلات صنعتی، کشاورزی، راهسازی، هواپیمایی، کشتی سازی، اتوموبیل سازی، ماشینهای ابزار، تاسیسات صنایع سنگین، معدن و . . . در مقیاس وسیعی استفاده میشود و روز به روز نیز افزایش میابد.

امروزه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه و با دقت زیاد مورد نظر است در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سیال  به دو شاخه مهم هیدرولیک و نیوماتیک (که جدیدتر است) تقسیم میشود .

از نیوماتیک در مواردی که نیروهای نسبتا پایین (حدود یک تن) و سرعت های حرکتی بالا مورد نیاز باشد (مانند سیستمهایی که در قسمتهای محرک رباتها بکار می روند) استفاده میکنند در صورتیکه کاربردهای سیستمهای هیدرولیک عمدتا در مواردی است که قدرتهای بالا و سرعت های کنترل شده دقیق مورد نظر باشد(مانند جک های هیدرولیک ، ترمز و فرمان هیدرولیک و…).

حال این سوال پیش میاید که مزایای یک سیستم هیدرولیک یا نیوماتیک نسبت به سایر سیستمهای مکانیکی یا الکتریکی چیست؟در جواب می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. طراحی ساده
2. قابلیت افزایش نیرو
3. سادگی و دقت کنترل
4.  انعطاف پذیری
5.  راندمان بالا
6.  اطمینان

در سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک نسبت به سایر سیستمهای مکانیکی قطعات محرک کمتری وجود دارد و میتوان در هر نقطه به حرکتهای خطی یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت ، چون انتقال قدرت توسط جریان سیال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شیلنگ ها) صورت میگیرد ولی در سیستمهای مکانیکی دیگر برای انتقال قدرت از اجزایی مانند بادامک ، چرخ دنده ، گاردان ، اهرم ، کلاچ و… استفاده میکنند.

در این سیستمها میتوان با اعمال نیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یافت همچنین میتوان نیرو های بزرگ خروجی را با اعمال نیروی کمی (مانند بازو بسته کردن شیرها و …) کنترل نمود.

استفاده از شیلنگ های انعطاف پذیر ،  سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک را به سیستمهای انعطاف پذیری تبدیل میکند که در آنها از محدودیتهای مکانی که برای نصب سیستمهای دیگر به چشم می خورد خبری نیست.  سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک به خاطر اصطکاک کم و هزینه پایین از راندمان بالایی برخوردار هستند همچنین با استفاده از شیرهای اطمینان و سوئیچهای فشاری و حرارتی میتوان سیستمی مقاوم در برابر بارهای ناگهانی ، حرارت یا فشار بیش از حد ساخت که نشان از اطمینان بالای این سیستمها دارد.

اکنون که به مزایای سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک پی بردیم به توضیح ساده ای در مورد طرز کار این سیستمها خواهیم پرداخت.

هیدرولیک فن آوری تولید، کنترل و انتقال قدرت توسط سیال تحت فشار است. بطور کلی یک سیستم هیدرولیک چهار کار اساسی انجام میدهد:

•    تبدیل انرژی مکانیکی به قدرت سیال تحت فشار بوسیله پمپها
•    انتقال سیال تا نقاط مورد نظر توسط لوله ها و شلنگها
•    کنترل فشار، جهت و جریان سیال توسط شیرها
•    انجام کار توسط عملگرها

برای انتقال قدرت به یک سیال تحت فشار (تراکم پذیر یا  تراکم ناپذیر) احتیاج داریم که توسط  پمپ های هیدرولیک میتوان نیروی مکانیکی را تبدیل به قدرت سیال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نیرو به نقطه دلخواه است که این وظیفه را لوله ها، شیلنگ ها و بست ها به عهده میگیرند .

بعد از کنترل فشار و تعیین جهت جریان توسط شیرها سیال تحت فشار به سمت عملگرها (سیلندرها یا موتور های هیدرولیک ) هدایت میشوند تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز(به صورت خطی یا دورانی ) تبدیل شود.

اساس کار تمام سیستم های هیدرولیکی و نیوماتیکی بر قانون پاسکال استوار است.

بخش های دیگر از مقاله هیدرولیک در صنعت

چهار قدم اساسی بمنظور انتخاب سیال هیدرولیک به شرح ذیل میباشد:

تعیین محدوده عملکرد مناسب سیال با استفاده از پارامترهای ویسکوزیته، دانسیته، حلالیت هوا در روغن، مدول بالک، مقاومت به آتش، محدوده دمایی، انبساط حرارتی و روانکاری
بررسی جداول و منحنی های حاوی اطلاعات مربوط به انواع سیالات هیدرولیک بمنظور یافتن بهترین سیال دارای شرائط مورد نیاز
بررسی امکان تغییر شرائط سیستم جهت ایجاد سازگاری با سیال هیدرولیک
استفاده از توصیه های تولیدکنندگان سیالات
ویسکوزیته سیال عبارتست از اصطکاک داخلی سیال و یا بعبارت دیگر، مقاومت سیال در مقابل جریان یافتن. اصولاً ویسکوزیته نشان دهنده کیفیت روغن نیست بلکه معیاری است برای رفتار روغن در دما و فشار بخصوص.

مقدار ویسکوزیته کاملا تابع دما و فشار میباشد برای مثال روغن هیدرولیک ISO VG 68 دارای ویسکوزیته ای بین 61 تا 75 در دمای 40 درجه سانتیگراد است.در حالی که دردمای 100 درجه سانتیگراد ویسکوزیته این روغن (cst) 7.5-8.5 خواهد بود. با افزایش فشار این روغن از 200 به 400 bar، ویسکوزیته آن دو برابر می شود.

دسته: مقالات در مورد مکانیک

اثرات ویسکوزیته

ویسکوزیته بالا:

• افت فشار بیشتر
• پمپ کردن مشکل تر
• روغنکاری بهتر
• خارج کردن هوا مشکل تر
• انتقال سیگنال کندتر

ویسکوزیته پایین:

•  نشت بیشتر
• روغن کاری کمتر
• افت فشار کمتر
• پمپ کردن راحت تر
• انتقال سیگنال سریعتر
• خارج کردن هوا راحتتر