سیستم هیدرولیک – سرو – ومحرکه هیدرو استاتیکی
کاربردهیدرولیک درصنعت وخودرو
کلیه پمپ های بکار رفته دربلدوزر های لیپهر پیستونی ودندهای که توسط تانک هیرولیک به گنجایش (مختلف بستگی به)
نوع دستگاه تغذیه میشوند سیستم هیدرو استاتیکی شامل دو مدار بسته مستقل است هرمحرکه هیدرواستاتیک شامل یک پمپ با ظرفیت متغیر ودو هیدروموتور با ظرفیت متغیر میباشد که تشکیل یک مدار بسته را میدهند کنترل های پمپ وموتورهردو به وسیله سیستم( سرو) کنترل ازدور از طریق اهرم دستی مربوطه که در دومحور حرکت میکند در
بلدوزر زیر دستی چپ صندلی راننده قرارگرفته وتحریک میشوند دراین سیستم باتوجه به گردش فوق العاده زیاد مایه سیال وبالا رفتن دمای آن جهت خنک کاری وارد کولر روغن هیدرولیک شده وحتی دردرجه حرارتهای بالا روغن سیستم هیدرولیک باحرکت درمسیرها متعلقات را به میزان مورد نیاز خنک میکند دو عدد پمپ دنده ای که هرکدام به یک پمپ ظرفیت متغیر وصل میباشند روغن را از تانک هیدرولیک به شبکه های کولر روغن ارسال کرده واز آنجا به درون
دومدار بسته حرکت هیدرواستاتیکی پمپ میکند قسمتی از این روغن برای جبران نشتی های مدار بسته استفاده میشود وبقیه روغن ازطریق فیلتر برگشتی هیدرولیک به منبه اصلی (تانک) بر میگردد تغذیه سیستم هیدرولیک –متعلقات کار
به وسیله جریان ترکیبی یک پمپ دنده ای دوبله بوده که از ظریق شیر(سرو) کنترل مرکب به محرکه های مربوطه ارسال
میشود روغن بر گشتی در بلوک شیرکنترل مخلوشده وازطریق تشکیلات فیلتر برگشتی روغن به تانک هیدرولیک برمیگردد دوعدد از ماسوره های شیر کنترل که در ارتباط باکارهای مختلف تیغه هستند توسط اهرمی با قابلیت حرکت در
دو محور بطریق (سرو) از راه دور کنترل میشود شیر سرو که با اهرم دستی بکار می افتد توسط یکی از پمپ های خنک
کننده روغن تحت فشارقرار می گیرد حتی درزمان خاموش بودن موتور ونیز به وسیله تحریک (سولونوئید) که با ارسال
جریان برق میدان مغناطیسی بخود میگیرد موجب شناور کردن تیغه وپائین آوردن تیغه دستگاه را امکان پذیر میکند.
دو عدد ماسوره دیگر که مربط به کارهای مختلف ریپر هستند به وسیله دو عدد سیر (سرو) کنترل اهرمی از راه دور بکارمی افتند.
خلاصه ای از کاربرد هیرولیک
Hydraulic
درباره هيدروليك
توسعه علم هيدروليك زماني شروع شد كه پاسكال دانشمند فرانسوي قوانين مربوط به فشار را كشف كرد(1650 ميلادي) و هيدروليك را به عنوان يك علم نوين پايه گذاري نمود. از آن تاريخ به بعد دوران شكوفايي هيدروليك پديد آمد و اين علم به نحو چشمگيري وارد بازار گرديد. امروزه هيدروليك در ساختمان ماشين آلات صنعتي، كشاورزي، راهسازي، هواپيمايي، كشتي سازي، اتوموبيل سازي، ماشينهاي ابزار، تاسيسات صنايع سنگين، معدن و . . . در مقياس وسيعي استفاده ميشود و روز به روز نيز افزايش ميابد.
امروزه در بسياري از فرآيندهاي صنعتي ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزينه و با دقت زياد مورد نظر است در همين راستا بکارگيري سيال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه هاي صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سيال به دو شاخه مهم هيدروليک و نيوماتيک ( که جديدتر است ) تقسيم ميشود .
از نيوماتيک در مواردي که نيروهاي نسبتا پايين (حدود يک تن) و سرعت هاي حرکتي بالا مورد نياز باشد (مانند سيستمهايي که در قسمتهاي محرک رباتها بکار مي روند) استفاده ميکنند در صورتيکه کاربردهاي سيستمهاي هيدروليک عمدتا در مواردي است که قدرتهاي بالا و سرعت هاي کنترل شده دقيق مورد نظر باشد(مانند جک هاي هيدروليک ، ترمز و فرمان هيدروليک و...).
حال اين سوال پيش ميايد که مزاياي يک سيستم هيدروليک يا نيوماتيک نسبت به ساير سيستمهاي مکانيکي يا الکتريکي چيست؟در جواب مي توان به موارد زير اشاره کرد:
1.طراحي ساده 2.قابليت افزايش نيرو 3. سادگي و دقت کنترل
4. انعطاف پذيري 5. راندمان بالا 6.اطمينان
در سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک نسبت به ساير سيستمهاي مکانيکي قطعات محرک کمتري وجود دارد و ميتوان در هر نقطه به حرکتهاي خطي يا دوراني با قدرت بالا و کنترل مناسب دست يافت ، چون انتقال قدرت توسط جريان سيال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شيلنگ ها) صورت ميگيرد ولي در سيستمهاي مکانيکي ديگر براي انتقال قدرت از اجزايي مانند بادامک ، چرخ دنده ، گاردان ، اهرم ، کلاچ و... استفاده ميکنند.
در اين سيستمها ميتوان با اعمال نيروي کم به نيروي بالا و دقيق دست يافت همچنين ميتوان نيرو هاي بزرگ خروجي را با اعمال نيروي کمي (مانند بازو بسته کردن شيرها و ...) کنترل نمود.
استفاده از شيلنگ هاي انعطاف پذير ، سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک را به سيستمهاي انعطاف پذيري تبديل ميکند که در آنها از محدوديتهاي مکاني که براي نصب سيستمهاي ديگر به چشم مي خورد خبري نيست. سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک به خاطر اصطکاک کم و هزينه پايين از راندمان بالايي برخوردار هستند همچنين با استفاده از شيرهاي اطمينان و سوئيچهاي فشاري و حرارتي ميتوان سيستمي مقاوم در برابر بارهاي ناگهاني ، حرارت يا فشار بيش از حد ساخت که نشان از اطمينان بالاي اين سيستمها دارد.
اکنون که به مزاياي سيستم هاي هيدروليک و نيوماتيک پي برديم به توضيح ساده اي در مورد طرز کار اين سيستمها خواهيم پرداخت.
براي انتقال قدرت به يک سيال تحت فشار (تراکم پذير يا تراکم ناپذير) احتياج داريم که توسط پمپ هاي هيدروليک ميتوان نيروي مکانيکي را تبديل به قدرت سيال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نيرو به نقطه دلخواه است که اين وظيفه را لوله ها، شيلنگ ها و بست ها به عهده ميگيرند .
بعد از کنترل فشار و تعيين جهت جريان توسط شيرها سيال تحت فشار به سمت عملگرها (سيلندرها يا موتور هاي هيدروليک ) هدايت ميشوند تا قدرت سيال به نيروي مکانيکي مورد نياز(به صورت خطي يا دوراني ) تبديل شود.
اساس کار تمام سيستم هاي هيدروليکي و نيوماتيکي بر قانون پاسکال استوار است.
1- بعضی از تعاریف و اصطلاحات
نیرو:
عاملی که باعث ایجاد حرکت یک جسم و یا حرکت اجزای ان شود . که واحد اندازه گیری آن در سیستم متریک ، برحسب نیوتن با علامت اختصاری ( N ) می باشد.
فشار:
نیرویی که بر واحد سطح وارد می گردد فشار نامیده می شود و به عبارت دیگر می توان نوشت:
|
سطح ÷ نیرو= فشار |
نکته حائز اهمیت در رابطه فوق اینست که چنانچه نیرو ثابت باشد ولی سطح تغییر نماید ، به تناسب آن فشار نیز تغییر خواهد کرد .
برای اندازه گیری فشار از واحد پاسکال ( Pa ) که برابر با 1 نیوتن بر متر مربع است ، استفاده می گردد.
مثلا اگر نیروی ثابت N 20 را بر سطح A=5m^2 وارد نماییم فشار حاصل برابر با Pa 4 و اگر همین مقدار نیرو را به سطح B = 2m^2 اعمال کنیم مقدار فشار Pa 10 خواهد شد.
فشار نتيجه مقاومت در مقابل حركت سيال ميباشد. براي محاسبه رياضي فشار، نيرو را بر سطح تقسيم مينمايند. واحد فشار "بار" ميباشد. در هيدروليك عملي معمولا كيلوگرم بر سانتي متر مربع برابر يك بار است. براي مثال اگر نيروي مقاوم در يك سيلندر هيدروليك با قطر پيستون 20cm برابر 5000kgf باشد، فشار ايجاد شده در پشت سيلندر از رابطه زير حساب ميشود:
Pressure (bar)=Force( kgf)/Area (cm2)
Diameter=10cm >> Area=314cm2 >>
pressure= 5000/314=15.9 bar
براي تعيين سطح فشار در يك سيستم هيدروليك بايد در نظر داشت كه با بالا بردن فشار ميتوان از المانهاي هيدروليكي كوچكتري براي رسيدن به تناژ مورد نظر، استفاده نمود. همچنين قطر لوله ها را ميتوان كوچكتر انتخاب نمود. در نتيجه، هزينه ساخت سیستم كاهش مي يابد. از طرف ديگر با افزايش فشار، دماي روغن در سيستم زودتر افزايش ميابد، نشتي ها بيشتر و اصطكاك و سايش نيز افزايش ميابد. در نتيجه فاصله انجام سرويس ها بايد كوتاهتر شود. همچنين نويز و پيكهاي فشاري نيز افزايش يافته و خواص مطلوب ديناميكي سيستم كاهش مي يابد.
مواحد PSI
از واحدهاي متداول فشارPSI ميباشد. يك PSI معادل يك پوند نيرو بر اينچ مربع ميباشد.
براي تبديل PSI به bar ، مقدار فشار مورد نظر را در 0.068 ( تقريبا 0.07 )ضرب نمائيد. براي مثال 1000PSI معادل 68bar ميباشد.
براي تبديل bar به PSI ، مقدار فشار را در 14.7 ضرب نمائيد. براي مثال 100bar معادل 1470PSI ميباشد.
قانون پاسكال:
قانون پاسكال پايه هيدروليك نوين است. اين قانون بيان ميكند كه فشار وارده به هر نقطه از يك مايع محدود بطور مساوي در تمام جهات منتقل شده و با نيروي مساوي بر رو سطوح مساوي اثر ميكند.
به عبارت دیگر:
فشاری که در یک مدار بسته ، به یک مایع وارد می شود ، در تمام نقاط مایع بطور یکسان و مساوی می باشد.
با توجه به تعریف فوق می توان نتیجه گرفت : بوسیله مایعات تحت فشار می توان نیرو را منتقل و یا تبدیل و یا کنترل نمود.
بنابر این از آنجایی که مایعات تقریبا تراکم ناپذیر می باشند و نمی توان حجمشان را با فشردن ، کم کرد ، و با توجه به قانون فوق ، هر فشاری که بر آنها وارد شود، آنرا منتقل می کنند.
در اواسط قرن 17 میلادی ، پاسکال فرضیه خودرا با ساخت و آزمایش دستگاه " بالانس هیدرولیک " به اثبات رساند. نتایج حاصل از قانون پاسکال: 1. فشار سرتاسر سيال در حال سکون يکسان است .(با صرف نظر از وزن سيال) 2. در هر لحظه فشار استاتيکي در تمام جهات يکسان است. 3. فشار سيال در تماس با سطوح بصورت عمودي وارد ميگردد. همانطور که در شکل 1 مي بينيد يک نيروي ورودي نيوتني ميتواند نيروي مورد نياز چهار سيلندر ديگر را تامين کند. کار سيستمهاي نيوماتيک مشابه سيستم هاي هيدروليک است فقط در آن به جاي سيال تراکم ناپذير مانند روغن از سيال تراکم پذير مانند هوا استفاده مي کنند . در سيستمهاي نيوماتيک براي دست يافتن به يک سيال پرفشار ، هوا را توسط يک کمپرسور فشرده کرده تا به فشار دلخواه برسد سپس آنرا در يک مخزن ذخيره مي کنند، البته دماي هوا پس از فشرده شدن بشدت بالا ميرود که مي تواند به قطعات سيستم آسيب برساند لذا هواي فشرده قبل از هدايت به خطوط انتقال قدرت بايد خنک شود. به دليل وجود بخار آب در هواي فشرده و پديده ميعان در فرايند خنک سازي بايد از يک واحد بهينه سازي براي خشک کردن هواي پر فشار استفاده کرد. مسئله : اگر نیرویی معدل N 1 به پیستون A با مساحت 0.01 وارد گردد ، فشاری که در سراسر مایع انتقال می یابد چقدر است و اگر این فشار به پیستون B با مساحت m^2 2/1 منتقل گردد، مقدار نیرویی که به پیستون B وارد می گردد چقدر خواهد بود؟
نظرات شما عزیزان:
تبادل
لینک هوشمند
