هیدرولیک به جریان حرکت مایعات گفته می‌شود که قبلا برای حرکت چرخ آبی مورد استفاده قرار می‌گرفته است. اما امروزه با استفاده از مایعات دیگری مانند روغن معدنی در صنایع کاربرد دارد. جک(سیلندر) هیدرولیک یک محفظه‌ی تحت فشار توسط سیال است که از پلانچر ساخته شده است. برای تبدیل قدرت از این سیال در سیلندر که تحت فشار قرار گرفته به قدرت مکانیکی، از سیستم هیدرولیکی استفاده می‌شود. در این مقاله در مورد اینکه هیدرولیک چیست؟ و چه کاربردهایی دارد، توضیحاتی را شرح خواهیم داد.
سیلندر هیدرولیک برای تبدیل توان هیدرولیکی به مکانیکی کاربرد بسیار گسترده ای دارد که همین امر موجب تاثیرگذاری آن در سیستم هیدرولیک شده است. آب به عنوان یک سیال ممکن است موجب زنگ زدگی در سیستم انتقال مایعات در صنایع شود. از این رو روغن به عنوان جایگزین آن برای این نوع سیستم ها در صنایع به کار می‌رود و توانسته است برای انتقال انرژی در سیستم کنترل بسیار کمک کننده باشد.
تعریف هیدرولیک و پنوماتیک
در حوزه‌های صنعتی مختلف، نیاز به استفاده از مواد سیال و تحت فشار بسیار بیشتر از قبل شده است و این به دلیل افزایش دقت در انتقال مایعات است. همچنین برای کاهش هزینه‌ها در این فرآیندهای صنعتی بهتر است از یک سیستم به صرفه برای انتقال استفاده کرد. شاید بتوان گفت دو سیستم هیدرولیک و پنوماتیک در این زمینه بسیار پرکاربرد هستند.
در ابتدای نوشته به اینکه هیدورلیک چیست؟ و چه کاربردی دارد، اشاره شد در نتیجه شما با این سیستم آشنایی مختصری دارید. اما آیا سیستم پنوماتیک نیز همان ویژگی و کاربرد را در صنایع دارد؟ همانطور که ذکر شد در کلیه سیستم‌های هیدرولیکی از یک مایع برای انتقال قدرت استفاده می‌شود و آن مایع بهتر است که آب نباشد. به همین دلیل از روغن ها با پایه نفت خام برای انتقال استفاده می‌شود که بسیار کاربردی و به صرفه است. اما در یک سیستم پنوماتیک، سیال مورد نظر دیگر مایع نیست و برای این کار از گاز استفاده می‌شود. این روند در سیستم‌های مکانیکی در گذشته با استفاده از اهرم یا چرخ دنده انجام می‌گرفت.
تجهیزات هیدرولیک
برای صنایع مختلف مانند کشاورزی، صنعت خودروسازی، معادن، صنایع غذایی و ساخت ماشین آلات صنعتی، لوازم و ابزارهای هیدرولیکی کاربرد بسیار گسترده ای دارند. به همین علت علاوه بر آشنایی با سیستم‌های پرکاربرد ، باید با تجهیزات مورد استفاده در آن نیز آشنا شویم. این سیستم‌ها تاثیر بسیار زیادی روی پیشرفت صنایع در یک کشور دارند، بنابراین در ادامه به ذکر این تجهیزات خواهیم پرداخت.
به طور کلی در یک سیستم هیدرولیک از 3 بخش با وظایف مختلف استفاده شده است که هر کدام دارای تعریف مشخصی هستند.
- نقش منبع تغذیه در سیستم هیدرولیک
برای انتقال مایع و سیال مانند روغن نیاز به یک پمپ است که این پمپ در منبع تغذیه قرار داده شده است. برای راه‌اندازی هیدرولیک نیاز به استفاده از منبع تغذیه وجود دارد.
- وظیفه بخش کنترلی در حرکت سیال
مسیر عبور سیال در یک سیستم هیدرولیک باید توسط یک بخش یا سیستم مشخص کنترل شود و مدت زمان و نحوه‌ی حرکت سیال چک شود. برای این کار یک بخش کنترلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولا برای کنترل فشار سیال نیز از یک شیر با نام شیر هیدرولیکی برای بخش کنترلی استفاده می‌شود.
- سیلندر یا جک هیدرولیک
شاید باید بخش سیلندر یا جک را اصلی ترین اجزای تجهیزات هیدرولیکی نامید! در این بخش است که فشارهای هیدرولیکی به نیروی مکانیکی تبدیل می‌شوند. در واقع کار اصلی یک سیستم هیدرولیک در این بخش انجام می‌شود و دارای انواع مختلفی می‌باشد. اگر علاقه دارید که درباره جک (سیلندر) هیدرولیک بیشتر مطالعه کنید و دسته بندی آن را مشاهده کنید بر روی لینک کلیک کنید.
انواع سیستم هیدرولیک کدامند؟
با توجه به توضیحاتی که در مورد هیدرولیک چیست؟ و انواع تجهیزات مورد استفاده در آن، از انواع سیستم هیدرولیکی را نیز باید آگاه شویم.
1- سیستم یونیت هیدرولیک یا پاورپک
پاورپک یا یونیت هیدرولیک، به تمامی تجهیزات در سیستم هیدرولیک مانند شیر کنترلی، الکتروموتورها و مخازن گفته می‌شود که به صورت پیوسته مقادیر مورد نیاز برای انتقال سیال را فراهم می‌کنند. تاثیر مستقیم یونیت روی عملکرد سیستم به طور کامل مشهود است و در صورت نبود این مجموعه عملا جریان سیال وجود نخواهد داشت.
2- پمپ در سیستم هیدرولیک
برای افزایش انرژی سیال نیاز به یک تولیدکننده انرژی وجود دارد که بتواند میزان انرژی را افزایش دهد. جریانی که از مخزن خارج می‌شود، دارای فشار بسیار کمی است که توانایی انتقال سیال را ندارد. از این جهت برای افزایش فشار نیاز به یک پمپ وجود دارد و به طور کلی دو نوع پمپ دینامیکی و جابه جایی مثبت در بازار وجود دارد.
3- نقش شیر هیدرولیکی
شیر هیدرولیکی در این سیستم پیچیده برای کنترل سیال کاربرد دارد و دارای انواع متنوعی مانند شیر راه دهنده، کنترل جریان و کنترل فشار است. هر کدام از این شیرها برای عملکرد خاصی طراحی و به کار برده می‌شوند.
تست هیدرولیک
اینکه هیدرولیک چیست؟ را تا این بخش از مقاله به طور کامل شرح دادیم. اما تست هیدرولیک چگونه است؟ در سیستم‌های قدرت سیال، استفاده از روش های برقی و مکانیکی نمی‌تواند تاثیر مثبتی داشته باشند. برای همین از سیستم هیدرولیک یا پنوماتیک برای توان سیال استفاده می‌شود که موجب حرکت خطی و دوار با نیروی زیاد خواهد شد. در نتیجه موجبات انتقال قدرت در صنعت به وجود خواهد آمد. این سیستم ها باید به طور درست کار کنند و به همین دلیل باید آزمایش شوند. برای این کار از تست هیدرولیک استفاده می‌شود که به عنوان یک میدان شبیه سازی شده موجب تضمین عملکرد سیستم خواهد شد.
سازمان‌های مختلفی مانند استاندارد ملی آمریکا، کمیسون فنی رادیو هواپیما و … نسبت به انتشار آزمون‌های انجام شده در حوزه سیستم هیدرولیکی و پنوماتیک اقدام کرده اند. برای انجام این آزمایشات معمولا از سیستم های پیچیده استفاده می‌شود که نتایج مطلوبی نیز تا کنون داشته است.
کاربرد هیدرولیک در صنایع مختلف
ما در این مطلب در مورد اینکه هیدرولیک چیست؟ و در چه صنایعی استفاده می‌شود، توضیحاتی را ذکر کردیم. اما شاید به طور کامل نیز باید به کاربرد آن در صنایع مختلف نیز بپردازیم تا با نوع استفاده از آن بیشتر آشنا شویم. مسلما استفاده از این نوع سیستم‌ها در صنعت موجب رشد و پیشرفت در این صنایع شده و طبیعتا سرعت انجام کار را بیشتر کرده است. این نوع سیستم جایگزین بسیار مناسبی برای سیستم مکانیکی بود که سرعت کمتری را داشت.
یکی از صنایعی که این نوع سیستم در آن بسیار کاربرد دارد، صنایع خودرو سازی است. شاید نام ترمز هیدرولیکی را شنیده باشد که به جای ترمز مکانیکی در حال حاضر در صنعت خوروسازی به کار می‌رود. در واقع سیستم هیدرولیک به گونه ای طراحی می‌شود که میزان قدرت بسیار بالاست، اما حرکت ممکن است آهسته باشد! در ساخت ماشین آلات صنعتی، معادن، صنعت راه و ساختمان و کشتی سازی نیز کاربرد گسترده ای سیستم هیدرولیک را شاهد هستیم. شاید یکی از دلایل استفاده از آن سرعت و دقت بالای عملگرها در این نوع سیستم باشد.
مزایای استفاده از سیستم هیدرولیک
هر سیستمی که در صنایع کاربرد گسترده دارد، دارای مزایای زیادی برای آن صنعت است، از این رو سیستم هیدرولیک نیز از این قاعده مستثنی نیست. در ادامه برخی از ویژگی‌های این سیستم را ذکر خواهیم کرد:
- قدرت بالای این سیستم
- استحکام و دوام بسیار زیاد سیستم هیدرولیک
- امکان نصب یا تعمیر راحت
- داشتن استاندارد اجزا و تجهیزات مورد استفاده در آن
- امکان تبدیل حرکت های متنوع مانند چرخشی به خطی
- امکان تغییر جهت حرکت در هنگام استفاده از شیر
- امکان تولید انرژی بسیار بالا
- سرعت و کارایی بالا
- کاهش هزینه ها برای نگهداری از این سیستم
- امکان استفاده از حالت اتوماتیک
همانطور که ذکر شد با توجه به مزایای این سیستم، نصب و استفاده از آن برای مراکز صنعتی بسیار به صرفه است. از این رو در اغلب صنایع یاد شده، این سیستم یا سیستم پنوماتیک در سطح وسیعی به کار می‌روند. شاید به جرات بتوان گفت سیستم هیدرولیک مشکل خاصی ایجاد نمی‌کند و در واقع معایبی به همراه ندارد. به همین دلیل استفاده از آن می‌تواند بسیار کاربردی باشد.
نحوه کار هیدرولیک به چه صورت است؟
بهتر است با نحوه کار آن نیز به صورت مختصر آشنایی داشته باشیم. معمولا بین این سیستم و سیستم پنوماتیک شباهت های بسیار زیادی وجود دارد. همانطور که در ابتدا نیز گفته شد تفاوت این دو تنها در نوع سیال مورد استفاده برای انتقال قدرت است.
در این دو سیستم از عملگرهای متفاوتی برای کارایی بهتر استفاده می‌شود که برای کار سیلندر و موتور مورد نیاز است. توان کسب شده توسط این دو عملگر موجب می‌شود که کار مشخصی را انجام دهند. مثلا در سیستم دستگاه بالابر، برای حرکت کابین جک هیدرولیک را به آن متصل می‌کنند. این نوع راندمان در مورد سیستم پنوماتیک متفاوت است. به عنوان مثال عملگر در این نوع سیستم برای دستگاه پرس، جک پنوماتیک برای حرکت دستگاه قالب پرس کارایی دارد.
خواص مثبت و منفی روغنی هیدرولیک
قطعات کوچک هیدرولیکی به دلیل وزن پایین و در حدود 1 به 10 نسبت به دستگاه‌های الکترونیکی، برای تولید و انتقال نیرو کاربرد دارند. یکی از ویژگی‌ها یا خواص مثبت روغنی هیدرولیک، اجرا و نصب ساده قطعات است و این به علت استاندارد بودن این اجزا است. معکوس کرد جهت یکی از کاربردهای این سیستم است که به همین دلیل به صورت بسیار سریع در آن پیش بینی شده است. هنگامی که قطعات زیر فشار بار قرار دارند، امکان استارت زدن و حرکت آنها فراهم شده است. از این رو کار با این نوع سیستم بسیار راحت و آسان است.
هر سیستمی با وجود مزایا و خواصی که دارد، ممکن است معایبی داشته باشد که در اینجا به برخی از آنها اشاره خواهیم کرد. به عنوان مثال باید به جفت شدن و استحکام مهره ها در زمان کار با فشار قوی، توجه کرد که این امر نیازمند دقت بالایی است. به دلیل نشت روغن و افت فشار نیز در برخی از مواقع، راندمان مولد هیدرولیکی کم خواهد بود. در این مقاله قصد داشتیم که بدانیم که هیدرولیک چیست؟ در نتیجه با اجزا و کاربرد آن نیز به صورت مختصر آشنا شدیم.
