بخش ها و قطعات یک سیستم هیدرولیک

در این فصل به شرح بخش های اصلی ، جزئیاتی از قطعات هر بخش و تجهیزاتی پرداخته می شود که در سیستم های هیدرولیک کاربرد دارند.

1- بخش تولید توان (power Supply Section)
واحد تولید توان، انرژی هیدرولیکی را تامین می کند، که این کار از طریق تبدیل توان مکانیکی موتور محرک پمپ به توان هیدرولیک انجام می گیرد. پمپ هیدرولیک مهمترین قطعه واحد تولید توان است که سیال هیدرولیک را از مخزن مکیده وازطریق شبکه لوله کشی ومدار هیدرولیک، درمقابله با مقاومت ها به عمل کننده ها تزریق می کند. فشار زمانی برقرار می شود که در مقابل جریان سیال مقاومتی وجود داشته باشد. واحد مستقل فیلتر اسیون روغن ، اغلب بخشی از واحد تولید توان است تا ناخالصی ها را از سیال جدا کند. منابع ورود ناخاصی ها به سیستم های هیدرولیک عبارتند از:
فرسایش مکانیکی قطعات و تولید ذرات فلزی و لاستیکی، پلیمرهای مایع شناور در روغن ( امولوسیون که با سرد و گرم شدن های متوالی روغن بوجود می آید، و ذرات خارجی که از محیط اطراف به سیستم نفوذ می کنند.
آب و گازها نیز در زمره فاکتورهای جدی مختل کننده عملکرد سیستم ها هستند که می بایستی شرایط لازم را برای جداسازی آنها مهیا کرد. خنک کن ها و گرم کن ها نیز از تجهیزات بخش تولید توان هستند که شرایط دمایی مناسب کارکرد سیال را فراهم می آورند. استفاده از این مبدلهای حرارتی در ماشین آلات هیدرولیکی بستگی به هدف کاربری آن ماشین ها، نوع عملکرد سیستم، و دمای محیط دارد.
مخزن روغن نیز در آماده سازی سیال هیدرولیک نقش دارد که مهمترین آنها عبارتند از:

• فیلتر سیون و جداسازی گازها بوسیله صفحات داخلی (Paffle plate)
• دفع حرارت روغن از طریق بدنه مخزن

2-سیال هیدرولیک (Hydraulic Fluid)
سیال هیدرولیک،انرژی تولیدشده دربخش تولیدتوان رابه عمل کننده ها می رساند ( سیلندرها و هیدروموتورها).
سیالات هیدرولیک خواص متنوع زیادی دارند که می بایستی به هنگام انتخاب برای هرکاربرد در نظر گرفته شوند. خواص مورد نیاز در موارد مختلف کاربری متفاوت هستند. سیال هیدرولیک با پایه نفتی که بیشترین کاربرد را دارد، بنام روغن هیدرولیک شناخته می شود.

3-شیرها (Hydraulic Valves)
شیرها وسایلی برای کنترل انرژی هیدرولیکی هستند و قادرند تا جهت، فشار و دبی را کنترل و تنظیم کنند. 4 نوع شیر هیدرولیک وجود دارند که براساس نیاز انتخاب و بکار گرفته می شوند.

4-شیرها ی کنترل جهت (Directional Contorl Valves)
شیرهای کنترل جهت با مربع های کنار هم نشان داده می شوند(شکل های زیر)، همچنین:

• تعداد مربع ها نشان دهنده وضعیت هایی است که شیر به آنها تغییر وضعیت می دهد.
• پیکان های داخل مربع ها، نشان دهنده جهت جریان مابین دهانه ها هستند.
• همچنین،این پیکان ها وضعیت ونحوه ارتباط بین دهانه ها را نشان می دهند.

روش برای نامگذاری دهانه های شیرها وجود دارد. در روش اول که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد از حروف B،A،T،P استفاده می شود و در روش دوم از حروف الفباء لاتین با ترتیب استاندارد آنها استفاده می شود،…، D،C،B،Aهمانطور که در بالا گفته شد، هر مربع نشان دهنده یک وضعیت شیر است. یکی از این وضعیت ها حالت نرمال یا به عبارت دیگر تحریک نشده شیر است که نامگذاری دهانه ها می بایستی در این حالت انجام شود. در مواردی که یک شیر فاقد یک وضعیت مشخص وهمیشگی نرمال ( تحریک نشده) است، آن وضعیت برای نامگذاری دهانه انتخاب می شود که کل سیستم قبل از روشن شدن داشته است یا خواهد داشت.

5- شیرهای کنترل فشار(pressure Valves)
وظیفه این شیرها تاثیر بر فشار کل یک سیستم هیدرولیک یا بخشی از آن است. روش عملکرد این شیرها براساس وارد آمدن سیستم بر یک سطح مقطع در داخل شیر است که نیروی حاصل ، بر نیروی یک فنر غلبه می کند.
1-5-شیر محدود کننده فشار شیرهای محدود کننده فشار در حالت نرمال بسته هستند، لذا فشار در دهانه ورودی آنها فشار سیستم است این فشار از طریق یک مجرای داخلی به سطح مقطع موثری وارد می شود که نیروی خطی F را در برابر فنر شیر محدود کننده فشار تولید می کند هر گاه فشار سیستم به حدی برسد که حاصل ضرب آن در سطح مقطع ، بر نیروی فنر غلبه کند، شیر باز می شود و دهانه ورودی به دهانه به دهانه خروجی متصل و به خط مخزن راه می یابد. بدین طریق، تعیین حداکثر فشار سیستم امکانپذیر می گردد.
2-5- شیرهای کاهنده فشار کاهنده های فشار، شیرهایی با وضعیت نرمال باز هستند که فشار مورد نظر برای کنترل، برخلاف شیرهای محدود کننده فشار، فشار دهانه خروجی است. فشار دهانه خروجی بر یک مقطع موثر در داخل شیر وارد می شوند که نتیجه آن مقابله با نیروی فنر داخل شیر است. با افزایش فشار خروجی، نیروحاصل از وارد آمدن این فشاربرسطح مقطع، سبب بسته شدن نسبی مسیرعبور جریان می شود ، تا آنجا که می تواند کاملاً نیز بسه شود. در حقیقت، یک شیر کاهنده فشار، با محدود کردن مقدار جریان سیال سبب محدود شدن فشار در خروجی خود می گردد. فشار سیستم که در دهانه ورودی کاهنده نیز برقرار است، توسط شیر محدود کننده فشار تعیین می شود. کاهنده فشار می تواند بخشی از سیستم را کاهش داده و ثابت گرداند.

6- شیرهای کنترل جریان(Flow Contorl Valves )
از نگاه تاثیر پذیری اندازه جریان عبوری از تغییرات ویسکوزیته، 2 نوع شیر کنترل وجود دارد. نوعی که در آن اندازه جریان تحت تاثیر تغییرات ویسکوزیته قرار نمی گیرد اوریفیس (Orifice) است، و نوع دیگر که تغییرات ویسکوزیه براندازه جریان موثر است را گلویی (Throttle) می نامند. هر دو نوع این شیرها در مقابل جریان سیال مقاومت ایجاد می کنند.
شیرهای کنترل جریان 2 راهه از 2 مقاومت تشکیل می شوند، یک مقاومت تاثیر ناپذیر از تغییرات ویسکوزیته (اوریفیس )، و یک گلو قابل تنظیم(3 شکل صحفه بعد). در این شیرها ، شدت جریان تنظیم شده با ایجاد تغییرات فشار در داخل شیر ثابت می ماند. به گلویی قابل تنظیم در این شیرها متعادل کننده فشار نیز گفته می شود.

7- سیلندرها یا عمل کننده های خطی(Cylinders or Linear Actuators)
یک سیلندر هیدرولیک، یک قطعه عمل کننده است که توان هیدرولیکی را به توان مکانیکی تبدیل می کند. وارد آمدن فشار بر سطح مقطع پیستون متحرک، حرکت خطی را در سیلندرها تولید می کند. انواع سیلندرهای هیدرولیک از:
1-7- سیلندرهای یکطرفه (Single-Acting Cylinders) در این نوع از سیلندرها، سیال تنها به یک طرف پیستون تزریق می شود که با اعمال فشار بر همان طرف، سبب حرکت خطی میل پیستون می گردد. حرکت برگشت دراین نوع سیلندرها با استفاده ازیک فنریا نیروی خارجی حاصل می شود نمونه سیلندرهای یکطرفه:

• سیلندر رام (RAM) درپرس های هیدرولیک
• سیلندرهای تلسکوپی یکطرفه

2-7- سیلندرهای دو طرفه سیلندرهای دو طرفه دارای دو دهانه هستند. یکی برای تزریق روغن به یک طرف پیستون، و دیگری جهت تخلیه روغن از سمت مقابل. با بررسی نماد سیلندردو طرفه با یک میل پیستون دیده می شود که مساحت های سطوح موثر دو طرف پیستون متفاوت هستند. مساحت آن سمت از پیستون که میل پیستون به آن متصل است، به اندازه سطح مقطع میل پیستون، کوچکتر از سطح بدون میل پیستون است. اما در سیلندرهای دو طرفه با دو میل پیستون، در صورت مساوی بودن قطرمیل پیستون ها، مساحت سطوح موثر پیستون ها هم اندازه اند (سیلندرهای سنکرون).
درخصوص سیلندرهای دیفرانسیلی، نسبت سطوح موثر دو طرف پیستون 2 به 1 است که این مشخصه با اضافه کردن دو خط به سر میل پیستون در نماد آنها نشان داده می شود.
در نماد سیلندرهای تلسکوپی دو طرفه، پیستون ها اضافه شده اند تا تفاوت آنها با نوع یک طرفه مشخص شود. در نماد سیلندرهای دارای بالشتک(یا ضربه گیر)، بالشتک ها با دو مستطیل اضافه چسبیده به پیستون نشان داده می شوند.
همچنین رمس پیکان مورب بر روی پیستون این سیلندرها در نماد آنها نشان دهنده قابل تنظیم بودن بالشتک ها است.

8- هیدرو متور(عمل کننده های دورانی) (Rotary Actuators) Motors
مورتورهای هیدرولیکی یا هیدرو موتورها قطعات عمل کننده ای هستند که مانند سیلندرها با شیرها کنترل می شوند. این عمل کننده ها نیز توان هیدورلیکی را به توان مکانیکی تبدیل می کنند، با این تفاوت که خروجی آنها حرکت دورانی و گردشی است.