X
تبلیغات
مجموعه مقالات مکانیک

مجموعه مقالات مکانیک
 

.خواص مثبت هيدروليك روغني

1-    توليد و انتقال نيروهاي قوي توسط قطعات كوچك هيدروليكي ، كه داراي وزن كمتري بوده و نسبت وزني آنها نسبت به دستگاههاي الكتريكي 1 به 10 ميباشد

2-    .نصب ساده قطعات بعلت استاندارد بودن آنهاتبديل ساده حركت دوراني به حركت خطي اسيلاتوري (رفت و برگشتي

3-    )قابليت تنظيم و كنترل قطعات هيدروليكي

4-    امكان سريع معكوس كردن جهت حركتاستارت حركت قطعات كار كننده هيدروليكي ، در موقعيكه زير بار قرار گرفته باشند

5-    .قابليت تنظيم غير پله ئي نيرو ، فشار ، گشتاور، سرعت قطعات كار كننده

6-    ازدياد عمر كاري قطعات هيدروليكي در اثر موجوديت روغن در اين قطعات

7-    مراقبت ساده دستگاهها و تاسيسات هيدروليكي توسط مانومتر

8-    امكان اتوماتيك كردن حركات

در مقابل اين خواص مثبت ، البته خواص منفي نيز در هيدروليك موجود است كه طراحان بايستي با آنها نيز آشنا گردند ، البته لازم بتذكر است كه بزرگترين خاصيت منفي هيدروليك ، افت فشار ميباشد ، كه در حين انتقال مايع فشرده پديد مي آيد

که البته این افت فشار در لوله ها بستگی به سطح داخلی لوله و تعداد خم و قطر آن و همچنین سرعت شدت جریان مایع دارد.

.خواص منفي هيدروليك روغني

1-    خطر در موقع كار با فشارهاي قوي ، لذا توجه بيشتري بايستي به محكم وجفت شدن مهره ماسورهها با لوله ها و دهانه تغذيه و مسير كار قطعات كار كننده نمود

2-    راندمان كمتر مولدهاي نيروي هيدروليكي نسبت به مولدهاي نيروي مكانيكي، بعلت نشت فشار روغن و همچنين افت فشار در اثر اصطكاك مايعات در لوله و قطعات

3-     بعلت قابليت تراكمي روغن و همچنين نشت آن ، امكان سينكرون كردن جريان حركات بطور دقيق ميسر نمي باشد

4-    .گراني قطعات در اثر بالا بودن مخارج توليد.

 

كاربرد هيدروليك امروزه در اغلب صنايع بخصوص صنايع ذيل متداول ميباشد

ماشين ابزار-  پرس سازي-  تاسيسات صنايع سنگين-  ماشين هاي راه و ساختمان و معادن-  هواپيما سازي كشتي سازي

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 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 نسبت به ساير سيستمهاي مکا نيکي 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 مکا نيکي 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 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 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 بر قانون پاسکال استوار است.

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

اصول کلی کار سیستم هیدرولیک

اکنون بعد از آشنايي مختصر با طرز کار سيستمهاي هيدروليکي و نيوماتيکي به معرفي اجزاي يک سيستم هيدروليکي مي پردازيم.

اجزاي تشکيل دهنده سيستم هاي هيدروليکي:

1- مخزن : جهت نگهداري سيال

2- پمپ :   جهت به جريان انداختن سيال در سيستم که توسط الکترو موتور يا موتور هاي احتراق داخلي به کار انداخته مي شوند.

4- شيرها : براي کنترل فشار ، جريان و جهت حرکت سيال

5- عملگرها : جهت تبديل انرژي سيال تحت فشار به نيروي مکانيکي مولد کار(سيلندرهاي هيدروليک براي ايجاد حرکت خطي و موتور هاي هيدروليک براي ايجاد حرکت دوراني

یک نمونه ساده سیستم هیدرولیک

1-       مخزن هیدرولیک ( power pack )

مخزن هیدرولیک در سیستمهای هیدرولیکی جایی است که روغن هیدرولیک  قرار میگیرد  و معمولا مجموعه پمپ ، شیرآلات ، فیلتر بر روی آن قرار میگیرد.

وظایف مخزن هیدرولیک:

1-    قرار دادن و ذخیره روغن مورد نیاز سیستم

2-  تبادل حرارتی : در اثر عبور جریان ، تولید فشار ، روغن گرم شده و مخزن محلی است که در آنجا بصورت تشعشعی روغن گرمای خود را از دست میدهد.

3-    جدا سازی و ته نشینی : مواد اضافی که حین جریان  به روغن افزوده می شوند در داخل مخزن ته نشنین میشود.

4-    تبدیل جریان: مخزن می بایست جریان مغشوش و گردابی روغن را به جریانی آرام  تبدیل کند.

 

 

5-    سطح روی مخزن باید طوری باشد که بتوان قطعاتی از قبیل پمپ، الکترو موتور، و انواع شیرآلات را بر روی آن قرار داد..

ساختمان مخزن روغن

1- دهانه تغذیه »»»» این دهانه بایستی دارای صافی بوده , که در موقع پر کردن مخزن مواد آلوده در روغن وارد مخزن نگردند .

2- پیچ تخلیه »»»» این پیچ بایستی در پائین ترین محل مخزن قرار گیرد تا آنکه موقع تخلیه کلیه روغن موجود در مخزن تخلیه گردد .

3- لوله مکنده »»»» فاصله لوله مکنده تا کف مخزن بایستی حدوداً دو برابر قطر آن لوله بوده و معمولا این لوله بایستی بین 200الی 300میلیمتر در داخل روغن قرار گیرد .

4- لوله برگشت جریان »»»» این لوله بایستی حداقل تا 200 میلیمتر زیر سطح روغن پائین آمده باشد و انتهای آن دارای برش مقطعی 45 درجه ئی باشد .

5- دریچه مخزن »»»» بزرگی این دریچه بایستی در حدی باشد که بتوان براحتی مخزن را تمیز نمود .

6- درجه روغن »»»» با این شاخص شیشه ئی میتوان مقدار حداکثر و حداقل روغن موجود در مخزن را مشخص نمود .

7- دهانه ورود و تخلیه هوا »»»» در هر مخزنی بایستی بحد کافی هوا بتواند وارد و همچنین تخلیه گردد .

8- صفحه آرام کننده »»»» این صفحه مخزن را بدو اطاقک مکنده و برگشت دهنده تقسیم میکند .

9- کف مخزن »»»» کف بایستی دارای شیبی بوده و در انتهای شیب آن پیچ تخلیه قرار گیرد .

10- فضای آزاد »»»» این فضای آزاد باعث گردش جریان هوا در زیر مخزن گشته و حرارت روغن را میگیرد و بغیر از آن این فضا امکان حمل و نقل و تمیز کردن مخزن را راحت تر مینما ید .

روغن هیدرولیک (مایع فشرده)

مایعاتی که در سیستمهای هیدرولیکی دارای قابلیت تراکمی داشته باشند و بتوانند تحت فشار قرار بگیرند (مایع فشرده ) بنام روغن هیدرولیک نامیده می شوند و این روغن مشتقات تقطیری روغن های معدنی و ذغال سنگ می باشد.

روغن هیدرلیک دارای ترکیبات اشباع شده هیدروکربری بوده و این ترکیبات تاثیری در طول عمر و غلظت آن دارا می باشد.

وظایف و شرایط روغن هیدرولیک:

1- انتقال نیرو و فشار   2- روغن کاری : روغن کاری قطعات در حین کار  3- مقاومت عمری در برار تجزیه و اکسیده شدن  4-  تشکیل کف ندهد 5-  قابلیت جدایی از آب  6-  گرمای ویژه

7-  بدون تاشیر شیمیایی  8-  خطری برای سلامتی کارکنان نداشته باشد

9-  درجه نقطه اشتعال بالایی داشته باشد

انواع روغن های هیدرولیک:

1-   روغن هیدرولیک بر لساس روغن معدنی : از این مایعات روغنی در سیستم های هیدرولیک بیشتر از از هر نوع دیگری استفاده می شود

2-   روغن هیدرولیک سخت سوز : این مایع دارای درجه احتراق بالایی است لذا از آن در مکانهایی که امکان آتش سوزی و انفجار مثل ذوب آهن و یا معادن استفاده می شود.

3-      AUTOMATIC TRANSMISSION FLUIDS (ATF)

از این روغن معمولا در موتورها و گیربکر بکسهای روغنی مثل  ( روغن فرمانهای هیدرولیکی ماشینهای سواری)

فیلتر (FILTER)

از آنجاییکه موادآلوده در روغن مثل براده فلزات، مواد واشرها، گرد و خاک،  باعث فرسایش و ساییدگی شدید  قطعات هیدرولیکی می گردد لذا برای جدا کردن این مواد روغن را مرتبا باید فیلتره نمود

مبدل حرارتی

مبدل حرارتی وسیله ای است که بوسیله آن میتوان گرمای اضافی را از مایع فشرده خارج نمود و یا آنکه در صورت لزوم تا حد معینی مایع را گرم نگه داشت زیرا مایع هیدرولیکی فقط تحت حوزه معین از حرارت و غلظت میتواند کارایی مطلوبی را عرضه نماید . حرارت مایع کارگاهی نباید از 60 درجه سانتیگراد تجاوز نماید.

 

پیش گرم کن

از پیش گرم کنها معمولا در جاهایی که دمای محیط کاری بسیار پایین است استفاده می شود یعنی اینکه دمای پایین باعث بالا رفتن غلظت مایع شده و پمپ نمی تواند روغن را مکش نماید و این پیش گرم کن روغن را قبل از شروع بکار سیستم گرم میکند  البته بعد از بالا رفتن دمای روغن  باید پیش گرمکن را خاموش کرد.

علامت پیش گرم کن یا

هیتر در نقشه های

هیدرولیک

انواع پیش گرم کن ها عبارتند از : 1- آب گرم  2-  بخار  3- انرژی برق                            

نکته: قدرت گرم کنندگی هر یک از این پیش گرم کن ها نباید بیش از 20کیلو وات بر متر مربع باشد زیرا باعث ایجاد داغی در روعن شده و این داغی باعث ایجاد فرسودگی روغن میشود.

خنک کننده(کولر)

حرارت کارگاهی روغن را در سیستمهای کوچک می توان از طریق جداره مخزن و لوله های خود آن دفع و کنترل کرد ولی در سیستمهای بزرگتر این عمل امکان پذیر نمی باشد بنابراین از کولر های خنک کننده استفاده می شود.

انواع خنک کننده ها :   1- خنک کننده هوا- روغن  : در این روش روغن وارد پره های رادیاتور شده و این پره ها در مسیر بادبزنی قرار گرفته و باد بادبزن روغن را خنک می کند.

2-   خنک کننده آب – روغن : در این روش روغن توسط لوله هایی وارد دستگاه خنک کننده می شود و سطح خنک کننده دستگاه مجهز به پره هایی بوده که در آنها آب سرد جریان دارد و روغن در برخورد با این پره ها حرارت خود را از دست می دهد

 

ترموستات:

به منظور سنجش میزان حرارت روغن از ترموستات یا ترمومتر استفاده میکنند و برای کنترل دمای روغن بصورت اتوماتیک از یک ترمومتر کنتاکتی که به سیستم گرم یا سرد کننده متصل است استفاده می شود.

 سیستم خنک کاری اتوماتیک

مجموعه هیدرولیک با استفاده

از ترموستات و شیر برقی

که فرمان خود را از

ترموستات دریافت

می کند

پمپ هیدرولیک

با توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است . پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و ... تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.

فشار اتمسفر در اثر خلا نسبی بوجود آمده به خاطر عملکرد اجزای مکانیکی پمپ ،  سیال را مجبور به حرکت به سمت مجرای ورودی آن نموده تا توسط پمپ به سایر قسمت های مدار هیدرولیک رانده شود.

حجم روغن پر فشار تحویل داده شده به مدار هیدرولیکی بستگی به ظرفیت پمپ و در نتیجه به حجم جابه جا شده سیال در هر دور و تعداد دور پمپ دارد. ظرفیت پمپ با واحد گالن در دقیقه یا لیتر بر دقیقه بیان می شود.

نکته قابل توجه در در مکش سیال ارتفاع عمودی مجاز پمپ نسبت به سطح آزاد سیال می باشد ، در مورد روغن این ارتفاع نباید بیش از 10 متر باشد زیرا بر اثر بوجود آمدن خلا نسبی اگر ارتفاع بیش از 10 متر باشد روغن جوش آمده و بجای روغن مایع ، بخار روغن وارد پمپ شده و در کار سیکل اختلال بوجود خواهد آورد . اما در مورد ارتفاع خروجی پمپ هیچ محدودیتی وجود ندارد و تنها توان پمپ است که می تواند آن رامعین کند.

پمپ ها در صنعت هیدرولیک به دو دسته کلی تقسیم می شوند :

 1- پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت ( پمپ های دینامیکی)

 2- پمپ های با جابه جایی مثبت

 پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت : توانایی مقاومت در فشار های بالا را ندارند و به ندرت در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا به عنوان انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه دیگر بکار گرفته می شوند. بطور کلی این پمپ ها برای سیستم های فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به 250psi    تا3000si   محدود می گردد مناسب است. پمپ های گریز از مرکز (سانتریفوژ) و محوری نمونه کاربردی پمپ های با جابجایی غیر مثبت می باشد.

 

 پمپ های با جابجایی مثبت : در این پمپ ها به ازای هر دور چرخش محور مقدار معینی از سیال  به سمت خروجی فرستاده     می شود و توانایی غلبه بر فشار خروجی و اصطکاک را دارد . این پمپ ها مزیت های بسیاری نسبت به پمپ های با جابه جایی غیر مثبت دارند مانند مانند ابعاد کوچکتر ، بازده حجمی بالا ، انعطاف پذیری مناسب و توانایی کار در فشار های بالا

 پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر ساختمان :

1- پمپ های دنده ای

در پمپ های دنده ای دوران یکی

از چرخ دنده ها بوسیله سیستم

محرک تامین میگردد. این پمپ ها

بدلیل برخورداری از طراحی ساده

، ابعاد کوچک، وقیمت ارزان در

سیستم های هیدرولیک دارای مصرف عام هستند.

 

2 - پمپ های پره ای

3- پمپ های پیستونی

پمپ های پیستونی :

دراین پمپها دوران باعث رفت و برگشت پیستونها می شود. میله های پیستون

توسط ball & socket joints  به فلنچ محور محرک متصل می شود و یک اتصال یونیور سال بلوک سیلندر را به محور محرک مرتبط می نماید . با تغییر زاویه از 0 تا 30 در جه دبی خروجی پمپ تغییر میکند در انواع جابجایی ثابت معمولا در زوایای 23 یا 30 درجه عمل می کند .

زاویه انحراف پمپ پیستونی با محور خمیده و جابجایی متغییر بوسیله مکانیزم دستی قابل تنظیم است.

 

پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر میزان جابه جایی : 

1- پمپ ها با جا به جایی ثابت

 2- پمپ های با جابه جایی متغییر

 در یک پمپ با جابه جایی ثابت (Fixed Displacement) میزان سیال پمپ شده به ازای هر یک دور چرخش محور ثابت است در صورتیکه در پمپ های با جابه جایی متغیر (Variable  Displacement) مقدار فوق بواسطه تغییر در ارتباط بین اجزاء پمپ قابل کم یا زیاد کردن است. به این پمپ ها ، پمپ ها ی دبی متغیر نیز می گویند.

باید بدانیم که پمپ ها ایجاد فشار  نمی کنند بلکه تولید جریان می نمایند. در واقع در یک سیستم هیدرولیک فشار بیانگر میزان مقاومت در مقابل خروجی پمپ است اگر خروجی در فشار یک اتمسفر باشد به هیچ وجه فشار خروجی پمپ بیش از یک اتمسفر نخواهد شد .همچنین اگر خروجی در فشار 100 اتمسفر باشد برای به جریان افتادن سیال فشاری معادل 100 اتمسفر در سیال بوجود می آید.

   پمپ های دنده ای   Gear Pump

این پمپ ها به دلیل طراحی آسان ، هزینه ساخت پایین و جثه کوچک و جمع و جور در صنعت کاربرد زیادی پیدا کرده اند . ولی از معایب این پمپ ها می توان به کاهش بازده آنها در اثر فرسایش قطعات به دلیل اصطکاک و خوردگی و در نتیجه نشت روغن در قسمت های داخلی آن اشاره کرد. این افت فشار  بیشتر در نواحی بین دنده ها و پوسته و بین دنده ها قابل مشاهده است.

 پمپ ها ی دنده ای :

1- دنده خارجی External Gear Pumps 

2– دنده داخلی Internal Gear Pumps

3- گوشواره ای  Lobe Pumps

4- پیچی  Screw Pumps

5- ژیروتور Gertor Pump

1- دنده خارجی External Gear Pumps

در این پمپ ها یکی از چرخ دنده ها به محرک متصل بوده و چرخ دنده دیگر هرزگرد می باشد. با چرخش محور محرک و دور شدن دنده های چرخ دنده ها از هم با ایجاد خلاء نسبی روغن به فضای بین چرخ دنده ها و پوسته کشیده شده و به سمت خروجی رانده می شود.

لقی بین پوسته و دنده ها در اینگونه پمپ ها حدود ( (0.025 mm می باشد.


افت داخلی جریان به خاطر نشست روغن در فضای موجود بین پوسته و چرخ دنده است که لغزش پمپ (Volumetric efficiency ) نام دارد.

با توجه به دور های بالای پمپ که تا  rpm 2700 می رسد پمپاژ بسیار سریع انجام می شود، این مقدار در پمپ ها ی دنده ای با جابه جایی متغییر می تواند از 750 rpm تا 1750 rpm  متغییر باشد. پمپ ها ی دنده ای برای فشارهای تا (كیلوگرم بر سانتی متر مربع200 )  3000 psi طراحی شده اند که البته اندازه متداول آن 1000 psi  است.

   2– دنده داخلی Internal Gear Pumps 

این پمپ ها بیشتر به منظور روغنکاری و تغذیه در فشار های کمتر از 1000 psi  استفاده می شود ولی در انواع چند مرحله ای دسترسی به محدوده ی فشاری در حدود  4000 psi نیز امکان پذیر است. کاهش بازدهی در اثر سایش در پمپ های  دنده ای داخلی بیشتر از پمپ های دنده ای خارجی است

  3- پمپ های گوشواره ای  Lobe Pumps  

این پمپ ها  از خانواده پمپ های دنده ای هستند که آرامتر و بی صداتر از دیگر پمپ های این خانواده عمل می نماید زیرا هر دو دنده آن دارای محرک خارجی بوده و دنده ها با یکدیگر درگیر نمی شوند. اما به خاطر داشتن دندانه های کمتر خروجی ضربان بیشتری دارد ولی جابه جایی حجمی بیشتری نسبت به سایر پمپ های دنده ای خواهد داشت

4- پمپ های پیچی  Screw Pumps          

پمپ پیچی یک پمپ دنده ای با جابه جایی مثبت و جریان محوری بوده که در اثر درگیری سه پیچ دقیق (سنگ خورده) درون محفظه آب بندی شده جریانی کاملا آرام ، بدون ضربان و با بازده بالا تولید می کند. دو روتور هرزگرد به عنوان آب بندهای دوار عمل نموده و باعث رانده شدن سیال در جهت مناسب می شوند.حرکت آرام بدون صدا و ارتعاش ، قابلیت کا با انواع سیال ، حداقل نیاز به روغنکاری ، قابلیت پمپاژ امولسیون آب ، روغن و عدم ایجاد اغتشاش زیاد در خروجی از مزایای جالب این پمپ می باشد.

(نمونه ای از پمپ پیچی)

 

  5- پمپ های ژیروتور Gerotor Pumps        

عملکرد این پمپها شبیه پمپ های چرخ دنده داخلی است. در این پمپ ها عضو ژیروتور توسط محرک خارجی به حرکت در می آید و موجب چرخیدن روتور چرخ دندهای درگیر با خود می شود.

در نتیجه این مکانیزم درگیری ، آب بندی بین نواحی پمپاژ تامین می گردد. عضو  ژیروتور دارای یک چرخ دندانه کمتر از روتور چرخ دنده داخلی می باشد.

حجم دندانه کاسته شده ضرب در تعداد چرخ دندانه چرخ دنده محرک ،   حجم سیال پمپ شده به ازای هر دور چرخش محور را مشخص می نماید

در انتخاب پمپ های با جابجایی مثبت موارد زیر را باید در نظر گرفت:

1-    قطر دهانه پمپ  :

 قطر دهانه ورودی پمپ برای اتصال به خط مکشو دهانه خروجی برای اتصال به خط فشار ، بایدمشخص گردد. این مشخصه تحت عنوان PIPE CONNECTION ارایه میگرددو برای مثال اعداد 2/1، 4/3 ، 4/1 1، 2/11 ، 2 اینچ میتواند باشد.

2-    فشار کاری در پمپ خروجی

این مشخصه تحت عنوان OPERATING PRESSURE – OUTLET و با واحد BAR ارایه میشودو نشانگر ماکزیمم فشاری است که پمپ قادر به تامین آن می باشد. البته لازم به یادآوری است که پمپها فقط ایجاد جریان می کنند و قرار گرفتن یک مانع در مسیر جریان باعث ایجاد فشار میشود  فشار کاری معمولا برای پمپهای دنده ای به صورت 250،225،200،175،150،100،50،10، BAR  میباشد.

 

 

 

3-    فشار کاری در ورودی پمپ :

این مشخصه تحت عنوان OPERATING PRESSURE –INLET و با واحد BAR ارایه می شود و نشانگر محدوده قابل قبول برای اعمال فشار در ورودی پمپ می باشد.ورودی پمپ را را به خط مکش متصل می نمایندکه توسط آن روغن از مخزن به سمت پمپ مکیده می شود در حقیقت مکش فقط یک کلمه است که برای نشان دادن سمت روغن گیری پمپ بکار می رود و مایعات قابل کشیده شدن نیستند وبلکه با یک نیروی خارجی هل داده می شوند.

قدرت کشش یک پمپ بستگی به میزان اختلاف فشار سمت مکش پمپ و فشار هوای روی سطح مایع دارد. پس هر چه پمپ نزدیکتر به سطح مایع نصب شود  مایع راحتر به سمت پمپ رانده می شود به طور معمول فشار کاری در ورودی پمپ ها بین 0.3- ، 1.5+ BAR میتواند باشد.

4-    سرعت دوران پمپ:

       میزان دبی حجمی روغن که توسط پمپ ایجاد می شود ، تابع سرعت دوران پمپ می باشد این سرعت برای پمپهای مختلف عددی متغییر است.برای مثال بعضی از پمپ ها را میتوان با دوری بینRPM500-RPM5000 به دوران واداشت با این حال معمولا مشخصات اصلی پمپها را در دور  بخصوصی (1450RPM)ارایه میکنند.

 

 

5-    حجم جابجایی روغن:

هر پمپ بسته به سرعت دوران خود به ازای هر دور چرخش چرخ دنده ها ، مقدار معینی از روغن را جابجا می کند.حجم جابجایی عددی است که تابع مشخصات ابعادی چرخ دنده ها مانند قطر دنده ، مدولو سرعت دوران پمپ می باشد . رنج معمول حجم جابجایی بین 3.5 – 100 لیتر بر دقیقه می باشد.

6-    دبی موثر :

       دبی موثر یک پمپ با علامت Q مشخص می گردد و مقدار آن در یک سرعتدوران، ویسکوزیتهو دمای کاری بخصوص تعریف می گردد برای مثال در دور N = 1450RPM ویسکوزیته V=36CST و دمای T=50C میزان دبی موثر را برای یک پمپ بر حسب LIT/MIN تعیین می نمایند . بطور معمول محدوده دبی موثر یک پمپ دنده ای بین 2 تا 150 لیتر بر دقیقه می باشد.

7-    توان راننده پمپ :

        پمپ های هیدرولیک معمولا توسط الکترو موتور  بکار انداخته می شوند توان مورد نیاز برای دوران پمپ نیز بستگی به سرعت دوران، دمای کاری ، ویسکوزیته روغن دارد. در این مورد نیز می توان N=1450RPM ویسکوزیته V=36CST و دمایT=50بر حسب KW تعیین نمود.

 

 

8-    دمای کاری روغن:

        برای آنکه پمپ به صورت موثر بتواند دبی مورد نیاز را تامین کند ، دمای روغن در حال انتقال باید در محدوده مشخصی قرار داشته باشد . این محدوده برای روغن های معدنی بین 20-  تا 70+ می باشد.

9-    درجه ویسکوزیته :

روغنی که پمپ می تواند به صورت موثر منتقل نماید باید دارای درجه چسبندگی بخصوصی باشد . رنج ویسکوزیته برای پمپ های دنده ای بین 5 تا 300 سانتی استوک می باشد.

10-        فیلتراسیون:

حداکثر ابعاد ذرات خارجی که اجازه ورود به پمپ را دارند باید توسط اعدادی مشخص شود.سپس ذرات بزرگتر از آن را توسط فیلتر مناسب جدا نمود و مانع ورود آنها به پمپ شد بزرگترین ابعاد ذرات خارجی که اجازه ورود به پمپ را دارند معمولا کوچکتر از qm25(25 میکرون) می باشند

11-    مقاومت پمپ در برابر آلودگی های سیال:

        پمپ های دقیق و دارای انطباق بیشتر در معرض این آسیب های آلودگی قرار دارند ولی پمپ های دنده ای غیر دقیق و  ژیروتوری سیال آلوده را بهتر تحمل می کنند.

 

 

12-ابعاد و وزن پمپ

13-میزان بازده و کارایی پمپ

14-هزینه (قیمت )

15-در دسترس بودن و قابلیت تعویض پذیری

16-تعمیر نگهداری و تامین قطعات یدکی

 

یک نوع پمپ با جابجایی متغی

نحوه انتخاب پمپ های هیدرولیک

اولین مرحاه در انتخاب مدار تغذیه و تعیین پمپ مناسب برای یک کارکرد معین در سیستم های هیدرولیک ، بررسی تقاضای فشار / جریان در مدار است. ابتدا منحنی های جریان و فشار در یک سیکل زمانی باید بررسی شود سپس همزمانی مصرف در آلمانهای مختلف باید تعیین گردد. بدین نحو حداکثر جریان مورد نیاز مشخص می گردد . برای تعیین یک مدار تغذیه مناسب باید به موارد زیر توجه کرد:

1-    در سایزینگ پمپ ها در عمل باید (10%) به دبی تعیین شده از طریق محاسبات اضافه نمود.

2-    در انتخاب شیر اطمینان ( فشار شکن ) فشار تنظیمی باید (10% ) بیشتر از فشار کاری سیستم باشد.

هر دو مورد (1) و (2) باعث می شود که توان بیشتری در سیستم هیدرولیک تزریق شود

3-    اگر دبی پمپ در یک دور مشخص ( مثلا 1500rpm) ارایه شده باشد . برای بدست آوردن

دبی پمپ در دور کاری ( 1440rpm) از رابطه زیر بدست می آید.

 


که در آن N1  :  دوران پمپ

N2: دور کاری

QP1 : دبی پمپ در دور تئوریک( LIT/ MIN)

QP2 :  دبی پمپ در دور کاری (LIT/ MIN)

 

فرمول محاسباتی مربوط به پمپ ها

 

QP: دبی حجمی پمپ با در نظر گرفتن اتلاف ناشی از نشت(LIT/ MIN)

 


V : حجم جابجایی ( CM3/REV)

 

N : سرعت دورانی پمپ  (REV / MIN)

 

 

µPvol :  راندمان کلی (µt =  0.85~ 0.95)

 

µ mech : راندمان حجمی( 0.95 =  µPvol)

 

 

 


Pem  : توان موتور راننده پمپ (kw)

 

Qp  :  دبی حجمی (LIT/ MIN)

 

P  :   فشار کاری  ( BAR)

 

Nt   :   راندمان کاری

 

QP: دبی حجمی پمپ با در نظر گرفتن اتلاف ناشی از نشت(LIT/ MIN)

 


Qth   :   دبی حجمی نظری پمپ( LIT/ MIN)

 

 

µPvol :  راندمان حجمی با در نظر گرفتن نشتی

 

 

 

 

 

عیب های مربوط به پمپ

 

الف) کمبود دبی

1-     وجود گلویی در پمپ

2-     نفوذ هوا

3-     گرفتگی دریچه ورود و خروج هوای مخزن

4-     دور مولد

5-     ویسکوزیته بالای روغن

6-     خرابی قطعات پمپ

7-      فرسودگی قطعات پمپ

 

ب) دلایل سر و صدای پمپ

1-کاویتاسیون ( ویسکوزیته بالای روغن –وجود گلویی )

2- نفوذ هوا

3- افزایش لقی مجاز قطعات داخلی

4- ویبراسیون  ( نصب غلط  )

5- هم مرکز نبودن کوپلینگ و در یک راستا نبودن شفت های پمپ و الکتروموتور

6-  گرفتگی فیلتر ورودی  و نداشتن روغن ورودی به پمپ

ج‌)         علل استهلاک سریع قطعات

1-     خورندگی بالای روغن  (افزایش اسیدیته )

2-     عدم تعمیر نگداری خوب و به موقع

3-      استفاده نا مناسب  ( بار های نا مناسب و غلط )

4-      فشار کاری نا مناسب ( فشار کاری بالا )

 

بازديد هاي ماهيانه وروزانه سيستم هيدروليك

 

Ø         درجه فشارسنج ها – روزانه

Ø         درجه حرارت سنج روغن  – روزانه

Ø         فيلتر روغن وفيلتر هوا – ماهيانه

Ø         سطح روغن درون مخزن – ماهيانه

Ø         كنترل درجه حرارت بمب واجزا – روزانه

Ø         كنترل نشتي خارجي – ماهيانه

روش شستشوي سيستم هيدروليك

Ø     خارج كردن روغن از كليه مدارها و مجراها

Ø     بركردن مخزن از محلول فلاشينگ اويل بجاي روغن

Ø     روشن وخاموش كردن پمپ چندين بار

Ø     روشن نگه داشتن بمب به مدت 15 دقيقه بدون بار

Ø     خاموش نگه داشتن پمپ به مدت 15 دقيقه

Ø تكرار عمل حدود  3 الي 4 دفعه

Ø تخليه مايع شستشو بر كردن تانك با روغن هيدروليك

تعمیر و نگهداری در سیستم های هیدرولیک از اهمیت بالایی بر خوردار است در زیر عکس هایی را مشاهده می کنیم که بعلت عدم سرویس مناسب و وجود آلودگی در روغن و سیستم باعث خرابی قطعات شده است .

شیلنگهای هیدرولیک

ساختمان شیلنگهای هیدرولیکی از تعدادی لایه لاستیکی و ترموپلاستیکی تشکیل شده است که توسط پوشش سیمی یا نوار بافته شده تقویت شده است .

در فشارهای پایین از شیلنگهای دو لایه با پوشش سیمی استفاده می شود .

ولی در فشارهای بالا از شیلنگهای با شبکه مارپیچ که در این شیلنگها بجای

 شبکه سیمی از چهار تا شش لایه مارپیچی سیمهای مقاومت بالا استفاده شده است.

فشار کاری شیلنگهای هیدرولیکی :

با توجه به معیارهای ایمنی طوری طراحی می شوند که فشار ترکیدگی آنها بیش از پنج برار فشار کاری باشد ، البته فشار واقعی ترکیدگی بالاتر از این مقدار است.

 

 

 

 

در اینجا چند نمونه از شیلنگهای هیدرولیکی را با بافتهای مختلف را  مشاهده می کنید

اتصالات سر شیلنگ ها

برای اتصال سر شیلنگ به مدار و لوله های صلب از اتصالات متفاوتی استفاده میشود . این اتصالات به دو دسته عمدۀ اتصالات قالب و اتصالات قابل استفاده مجدد تقسیم میشوند.در اتصالات قالبی برای انجام اتصال از دستگاه قالب هیدرولیکی یا مکانیکی استفاده میشود ، در حالی که برای انجام اتصالات نوع دوم باید از ابزارهای ساده استفاده کرد.

نمونه ای از دستگاه پرس

اتصالات شیلنگ

 

چند نمونه از اتصالات پرسی شیلنگ

نصب شیلنگها

اگر چه مونتاژ شیلنگها امر ساده ای تلقی می شود ولی برای انجام باید دقت و خلاقیت داشت.

 

Ø     در هنگام نصب از ایجاد خم تیز و پیچش شیلنگ پرهیز کنید .(اتصالات دو انتهای شیلنگ و شیلنگ باید در یک صفحه باشند)

Ø     شیلنگها باید به گونه ای نصب شوند که به یکدیگر یا سایر قطعات فلزی تماس نداشته باشند .

Ø     نوع صحیح اتصال را انتخاب کنید .

 

ناتواناییهای شیلنگ

ناتوانایی شیلنگ امر دور ازانتظاری تیست.شیلنگها معمولا دارای کد سازنده   و تاریخ ساخت اند .عمر شیلنگ به شرایط محیط کار و طرز استفاده از آن بستگی دارد و نمیتوان آن را به طور دقیق پیش بینی کرد.

ناتوانی مکرر شیلنگ در نقطه خاصی از مدار نمایانگر وجود اشتباه در انتخاب نوع شیلنگ یا نحوه مونتاژ  آن است.

به طور خلاصه برای شیلنگها و اتصالات باید به موارد زیر دقت کرد:

Ø     شیلنگها و اتصالات باید با سیال کاری سازگار باشند .

Ø     شیلنگها و اتصالات باید توانایی تحمل نوسانات فشار مدار و موج ضربه ای ناشی از این نوسانات را داشته باشد.

Ø     شیلنگها و اتصالات باید در مقابل تغییر دمای کاری سیال و محیط مقاوم باشند.

Ø   در انتخاب ابعاد شیلنگها و اتصالات باید دقت کرد که افت فشار به حداقل برسد و جلوی خسارت ناشی از اغتشاش زیاد و گرمای ایجاد شده گرفته شود.

Ø   باید دقت کرد که اتصالات سر شیلنگ ها با توجه به شیلنگ انتخاب شوند . هنگام نصب اتصالات باید نکات مونتاژ را رعایت کرده و در صورت لزوم با توجه به توصیه سازنده از ابزار ویژه استفاده کرد.

 

Ø   شیلنگها باید طوری نصب شوند که ازایجاد خم تیز،پیچش ،ارتعاش،مسطح شدن، سایش و کش آمدن در آنها جلوگیری شود . لازم به یادآوری است که طول شیلنگها در اثر اعمال فشار به طور تقریبی 4% کاهش می یابد .

 

Ø   بدنه شیلنگها را باید در مقابل منابع ضربه یا گرما مانند کوره ها محافظت کرد.برای این کار میتوان از غلاف یا پوشش ضد آتش استفاده نمود و آنها را در فاصله مناسبی مقید کرد.

 

Ø   شرایط محیطی مانند نور فرابنفش ،ازن،مواد شیمیایی ،آب نمک،حلالها،مایعات خورنده و آلودگی هوا بر عمر کاری شیلنگ موثرند.

 

Ø   در برخی کاربردهای خاص، بدنۀ شیلنگ باید رسانای الکتریسیته باشد تا الکتریسیته ساکن ناشی از حرکت پاره ای از سیالها در شیلنگ تخلیه شود.

 

شیلنگها را بر اساس نوع بافتشان معمولا به سه دسته تقسیم می کنند :

Ø     - شیلنگ فشار ضعیف ، تا فشار 30 بار

Ø     - شیلنگ فشار قوی، تا فشار 200 بار

Ø      - شیلنگ فشار بسیار قوی ، تا 700 بار

مزیت شیلنگ به این است که به سادگی نصب شده و دارای قابلیت انبساطی بوده و بیدن وسیله می توان نوسانات و ضربات ناشی از فشار را خنثی نمود.

در موقع نصب شیلنگ باید دقت شود تا سطح حرکت آزاد به حد کافی داشته باشد و در نقاط خم شعاع خم کافی باشد تا اینکه شکستگی و یا گرفتگی در شیلنگ بوجود نیاید.

خرابي هاي شيلنگ و لوله ها

Ø     بروز ترك هاي فصلي در لوله و ايجاد خستگي ( نوسانات )

Ø     انتخاب غلط لوله وشيلنگ ( مقدار عبور دبي – تحمل فشار)

Ø     پيچ و خم زياد در لوله وشيلنگ ( افت فشار )

Ø     استفاده از اتصالات زياد ونامناسب در لوله و شيلنگ

Ø     كشش وپيچيدگي در شيلنگ ها

Ø     آنيل شدن شيلنگ ها در برخورد با روغن 

 

لوله کشی لوله های هیدرولیک:

 

البته قابل ذکر است که برای انتقال روغن تحت فشار از خروجی پمپ تا شیر آلات و تبدیل کنندهای انرژی که همان هیدروموتورها و سیلندرهای هیدرولی هستند توسط لوله کشی هیدرولیک که لوله های مخصوص و  فشار قوی هستندو معمولا به لوله های مانیسمان معروف هستند انجام  می گیرد که در هنگام لوله کشی باید لوله های هیدرولیک را توسط  بست های مخصوص مهار کرد تا از ایجاد تنش و ضربه در اثر فشار و قطع و وصل سیستم فشار روغن در لوله ها که باعث آسیب به لوله ها  می شود جلوگیری کرد.

شیرهای هیدرولیکی :

روغن هیدرولیک بعد از پمپاژ و ایجاد فشار درآن توسط لوله ها یا شیلنگهای هیدرولیکی قبل از ورود به تبدیل کنندها (هیدروموتور – سیلندر ) باید وارد شیرآلات هیدرولیکی شده تا اولا میزان فشار آن کنترل شده و نسبت به هر مصرف کنندذه انرژی فشار معینی تنظیم گردد.

ثانیا بتوانیم با شیرآلات مختلف نوع کارایی و عملکرد هر تبدیل کننده انرژی را معیین کنیم.

در این شکلها طرز قرار گرفتن و نحوه عملکرد شیرهای هیدرولیکی را مشاهده می کنیم

شیر برقی هیدرولیکی

سیلندر هیدرولیکی

شیرهای هیدرولیکی :

عناصری هستند که با کاربرد آنها جهت انتقال انرژی ،کنترل و یا قدرت و یا تنظیم دستگاههای هیدرولیکی را مشخص و تعیین نمود.

تعریف شیرها براساس استاندارد دین24300 DIN طبق شرح زیر می باشد:

شیرها ابزاری جهت کنترل و تنظیم بوده که بوسیله آنها می توان عملیات ،استارت ،توقف، جهت گیری، فشار و یا شدت جریان (جریان حجمی ) که از یک هیروپمپ و یا یک مخزن فشار ماده منتقل می گردد، تعیین نمود.

شیرها بر اساس نحوه وظیفه کاریشان به 5 دسته ذیل تقسیم می شوند:

 

1-     شیرها ی راه دهنده (کنترل جهت )

2-     شیرهای فشار

3-     شیرهای قطع و وصل

4-     شیرهای یکسو کننده

5-     شیرهای کنترل شدت جریان 

 

1-    شیرها ی راه دهنده ( کنترل جهت )

که این شیرها وسیله ای جهت باز کردن و یا بست مسیر راه یک شدت جریان و یا چند شدت جریان بوده و این عمل توسط یک مکانیزمی بنام اسپول که در داخل این شیر قرار دارد صورت می گیرداین اسپول ها می توانند بصورت کشویی و یا نشیمنگاهی باشند.

که در اثر این عمل استارت یا توقف یک سیستمی صورت می گیرد.

 

دراینجا یک نمونه اسپول کشویی و طرز کار آنرا مشاهده می کنیم

  اسپول کشویی

 

 

 

 

شیرهای راه دهنده از جهت نوع به تحریک و به حرکت درآورن اسپول به دو دسته ( برقی یا سولنوئیدی- دستی ) تقسیم می شوند.

1-   شیرهای هیدرولیکی برقی یا سنولوئید

 

 

انواع شیر راه دهنده برقی :

 

1-     شیر برقی دو طرف بوبین


شیرهای برقی دو سر بوبین 3/4 را می توان از جهت قرار گرفتن اسپول به دسته های زیر تقسیم کرد:

1- مسیرA به تخلیه(تانک) مسیر P&B(مسیر فشار ) بسته

2- مرکز بسته ( در این حالت تمامی مسیر ها بسته است)

3- مسیرA&B به تخلیه و مسیر فشار بسته

4- مرکز جفت ( در این حالت مسیر فشار و تخلیه به همدیگر راه دارند ولی مسیر های A&B بسته است

 

5- مرکز باز ( در این حالت همه مسیرها به همدیگر راه دارند

6- مرکز صندلی ( دراین حالت فقط مسیرB بسته است و بقیه مسیرها باز می باشد .

شیر محدود کننده فشار مستقیم :

این شیرهای دارای یک اسپول بوده که راس آن مخروطی بوده و  نشیمنگاه ورودی شیر را آببندی می کند در انتهای این اسپول فنری با قدرت مناسب قرار دارد که با فشار این اسپول را به نشیمنگاه می فشارد . بعد از پمپاژ روغن توسط پمپ عملا روغن هیچ فشاری ندارد مگر اینکه در سر راه آن یک مانعی قرار گیرد تا از حرکت آزادانه آن جلوگیری کند.  بعد از ورود روغن به ورودی شیر محدود کننده فشار و برخورد با مانعی به نام اسپول در دهانه شیر ایجاد فشار شده و موقعی روغن می تواند وارد شیر محدود کننده فشار گردد که فشار روغن بر نیروی فنر انتهای اسپول غلبه کرده و آنرا به عقب براند و هر چه میزان فشردگی و قدرت فنر بیشتر باشد میزان فشار روغن بیشتری احتیاج است تا فنر را به عقب براند و در نتیجه فشار روغن بالا می رود و بالعکس این قضیه نیز صادق است.

میزان روغنی که از میان فاصله ایجاد شده بین اسپول و نشیمنگاه عبور می کند از مسیری به نام تخلیه به داخل مسیر تخلیه مدار هیدرولیک یا مخزن روغن برمیگردد.

میزان فشردگی فنر را می توان با پیچ تنظیمی که در انتهای فنر قرار دارد را تنظیم کرد، برروی این پیچ تنظیم مهره ای قرار دارد تا پس از تنظیم نیروی فنر و فشار آنرا سفت کرده تا پیچ تنظیم را قفل نموده تا هنگام کار و ضربات تنظیم فشار تغییر نکند.

شیر محدود کننده فشار در حالتی که فشار روغن کمتر از نیروی فنر است

 

 

شیر محدود کننده فشار غیر مستقیم :

عملکرد این شیر نیز مانند  شیر محدود کننده فشار مستقیم است فقط با تفاوت که دارای دو فنر و دو اسپول است که یکی از این اسپول ها نقش پایلوت را ایفا می کند و کنترل میزان فشار در این شیرها دقیقتر است.

و روغن ورودی به داخل شیر جهت تخلیه به تانک از سوراخی که در وسط اسپول اصلی تعبیه شده صورت می گیرد.

شیر کاهنده فشار ( رگلاتور فشار )

برای اینکه فشار ورودی را تقلیل داده و به حد معین تری برسانیمو همچنین برای اینکه فشار خروجی همیشه حتی در برابر نوسانات فشار ورودی در حد معینی  ثابت بماند از شیر کاهنده فشار استفاده می کنیم

 انواع شیر کاهنده فشار :

 

Ø     - شیر کاهنده فشار 2 راه بدون دهانه تخلیه

Ø     - شیر کاهنده فشار 3 راه با دهانه تخلیه

شیر تابع فشار :

عملکرد این شیرها بدین صورت است که وقتی که فشاری در سیستم به حد معینی رسید، شیرمزبور که در این سیستم قرار دارد، در اثر تابعیت فشار بازگشته و اجازه عبور جریان را به قسمت های دیگر سیستم می دهد.

و دلیل نام گذاری این شیرها نیز همین تابعیت از فشار است که به آنها شیرهای تابع فشار می گویند .

البته یکی دیگر از کاربردهای این شیر این است که همیشه همه مصرف کننده ها با یک میزان فشار کار نمی کنند بنابراین در مسیر هر مصرف کننده ای یک شیر تابع فشار قرار می دهند تا میزان فشار کاری آن را با شیر تابع فشار تنظیم کنند .

برای مثال فشار سیستمی بر روی 150 BAR  و سیلندری با فشار کاری 100 BAR  و سیلندر دیگری با فشار 70 BAR  کار می کند  .بنابراین برای تنظیم فشار هر سیلندر احتیاج به یک شیر تابع فشار داریم.

 

3-     شیرهای قطع و وصل :

این شیرها بمنظور قطع و وصل جریان مایعات بوده و نحوه قطع  و وصل شیر توسط مکانیزمی که در داخل شیر قرار دارد صورت می گیرد. این شیرها می توانند بصورت کشویی یا نشیمنی باشند.

از این شیر ها می توان در تمام سیستمهای لوله کشی چون آبرسانی و یا گازرسانی و هوای فشرده و هیدرولیک استفاده کرد.

 

 

یک نوع شیر    قطع و وصل

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


انواع دیگری از   شیرهای قطع و وصل  و علامت آن در  نقشه های هیدرولیک

 

 

 

 

4-     شیرهای یکسو کننده :

 

 

 

 

 

این شیرها وسایلی هستند که اجازه عبور جریان را فقط در یک جهت می دهندو از جهت مقابل مانع عبور جریان می شوند و از این جهت آنها را شیرهای با مانع برگشت نیز می نامند.

البته اینشیرها به چک والو CHECK VALVE نیز مشهورند .

یک نوع شیر یکسو کننده (CHECK VALVE)

 

 

 

 

- علامت شیر یکسو کننده

 بدون فنردر نقشه هیدرولیک

 

-  علامت شیر یکسو کننده

 با فنردر نقشه هیدرولیک

طرز عملکرد این شیرها بدین صورت است که دارای یک ساچمه هایی هستند که این ساچمه بر روی نشیمنگاه ورودی یا خروجی نشسته وبا فشار روغن از روی نشیمنگاه جدا شده  اجازه عبور جریان را می دهد و در جهت عکس با فشار روغن برگشتی ساچمه برروی نشیمنگاه نشسته و اجازه عبور جریان را نمی دهد .

در بعضی از این شیرها در پشت ساچمه یک فنر قرار دارد که ساچمه را به نشیمنگاه آن می فشارد

چک والو در  حالت بسته

 

 

 

 

 

 

 

چک والو در  حالت باز

 

 

 

 

 

 

 

 


یک نوع از شیرهای یکسو کننده نیز هستند که برای ایمنی در سیستم هیدرولیک استفاده

می شوند ، بدین صورت که تا فرمانی از طرف سیستم یا اپراتور به شیر صادر نشد شیر

هیچگونه عملی را انجام ندهد مثلا ممکن است بر اثر فشار زیاد بر روی یک سیلندر هیدرولیکی بعلت داشتن نشتی کمی در شیر و یا سیلندر رفته رفته شافت سیلندر بسمت

عقب یا جلو حرکت کند .

در این شیرها هر دو مسیر رفت و برگشت روغن بسته است در صورتی باز می شود که

با فرمان به شیر روغن با فشار وارد مسیر شده و مقدار کمی از فشار روغن از مسیر پایلوت جهت بلند کردن ساچمه از نشیمنگاه وارد شده و ساچمه را بلند می کند تا روغن برگشتی از مسیر از داخل سیلندر بتواند به مسیر تخلیه راه یابد.

 

 

 

در این شکل ها چگونگی عملکرد این شیر را مشاهده می کنیم:

 

 


در این حالت هر دو

مسیر بسته است

 

 

 

در این حالت با ورود  فشار به یکی از مسیرها چک والو مسیر دیگر  توسط فشار روغن باز   شده و روغن تخلیه می گردد.

 

 

 

 

 

 

 

 

5-     شیرهای کنترل شدت جریان ( فلو کنترل ها) FLOW CONTROL

این شیرها برای کنترل شدت جریان و یا میزان عبور روغن وکنترل سرعت

حرکت روغن و در نتیجه کنترل عملکرد و سرعت سیلندر ها و یا

هیدروموتورها است .

 

علامت فلو کنترل در نقشه هیدرولیک

 

 

یک نمونه ار فلوکنترل

شیرهای کنترل به دو نوع تقسیم می شوند :

1- شیرهای کنترل جریان ساده ( راه دهنده به هر دو جهت)

شیرهای کنترل جریان ساده:

 

 

 

 

 

 

 

شکل داخلی و طرز  عملکرد گلویی شیر  کنترل جریان ساده و علامت آن در نقشه

 

 

 

 

 

 

 

 


2-     شیرهای کنترل جریان یکسو کننده

شیر کنترل جریان یکسو کننده

 

 

 

 

 

 

 


شیر کنترل جریان یکسوکننده در حالت عبور جریان بدون کنترل شدت جریان

 

 

 

 

 

 

 

 


شیر کنترل جریان یکسو کننده در حالت برگشت جریان و در حالت گنترل میزان  وغن عبوری

 

 

 

 

 

 

 

 


انواع علامت ها و سمبل های  شیرهای کنترل  جریان در نقشه های هیدرولیک

 

 

 

 

 

 

 

 


یک نمونه از کاربرد شیر کنترل شدت جریان (بخاطر وزنه سنگین بر روی سیلندر باید حرکت  آن کنترل شود )

 

 

 

 

 

 

 


 فشار سنج  GAUGE

فشار سنج وسیله ای است که بوسیله آن فشار سیستم و اجزای مختلف سیستم هیدرولیک

مشخص و رویت می شود و درجه بندی بر روی صفحه آن است که می توان میزان فشار

را خواند.این درجه ها مختلف هستند که از رایج ترین آنها می توان به  BAR & PSI  

اشاره کرد .

نمونه ای از فشار سنج و شکل داخلی آن

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


پرشر سوئیچ   PRESSURE SWITCH

      این ابزار جهت کنترل میزان فشار توسط سیستم برق و یا PLC مورد استفاده قرار می گیرد .

در این وسایل می توان فشار مناسب جهت سیستم را تنظیم کرد و اگر در حین کار سیستم فشار بالاتر یا پایین تر از حد تعیین شده باشد توسط آلارم یا هشدار اپراتور یا سیستم کنترل هوشمند می رساند که این ابزار سیستم ایمنی ماشین یا سیستم را تنظیم می کند.     

یک نمونه از پرشر سوئیچ و علامت آن در نقشه هیدرولیک

 

 

 

 

 

 

 

 


      یک نمونه از پرشر سوئیچ دیجیتالی

        

یک نمونه پرشر سوئیچ مکانیکی

 

 

 

 

 

 

 

 


انباره ACCUMULATOR    

انباره وسیله ای است که در آن روغن تحت فشار ذخیره می شود تا در مواقعی که سیستم بنا به دلایل مختلف دچار افت فشار می شود روغن تحت فشار داخل انباره این افت فشار را

جبران کند.در داخل این انباره تیوب یا کیسه ای وجود دارد که آنرا با باد یا گازی مانند نیتروژن شارژ یا پر می کنند موقع کار سیستم هیدرولیک روغن تحت فشار وارد این

مخزن می شود و توسط فشاری که از جانب کیسه به آن وارد می شود همیشه تحت فشار است و به محظ افت فشار در سیستم روغن داخل مخزن وارد سیستم می شود و افت فشار را جبران می کند.

 

 

علامت انباره در نقشه  هیدرولیک

 

 

 

 

 


شکل داخلی و طرز عملکرد انباره

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تبدیل کننده های انرژی :

تبدیل کننده ها دو نوع هستند : 1- هیدروموتورها  2-  سیلندرها

هیدروموتورها :

 هیدروموتورها یا موتورهای هیدرولیکی وسایلی هستند که ساختمان آنها مانند پمپهای هیدرولیکی است که انرژی هیدرولیکی که همان روغن تحت فشار است را به انرژی مکانیکی ( دورانی) تبدیل  می کنند .

در اینجا چند نمونه از انواع هیدروموتور ها را مشاهده می نمایید.

 

 

 

 

 

 

 

 


                 علامت یا سمبل هیدروموتوردر نقشه های هیدرولیک

 

 


هیدروموتور ها به دو دسته تقسیم می شوند :

الف) هیدرموتورهایی که از اجزای دورانی مانند چرخ دنده ، پره ، ژیروتور (چرخگرد) به عنوان جزء محرک استفاده می کنند .

هیدروموتورهای چرخ دنده ای :

هیدروموتورهای چرخ دنده ای که با توجه به طرز قرار گرفتن چرخ دنده ها به چند دسته تقسیم می شوند :

 الف) با چرخ دنده خارجی

شکل داخلی هیدروموتور چرخ دنده خارجی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


ت‌)         هیدروموتور با چرخ دنده داخلی

 

 

 

 

 

 


شکل داخلی هیدروموتور چرخ دنده داخلی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


ج)هیدروموتور  با رینگ دندانه ای (ژیروتوری )

 

 

 

 

 

 


شکل داخلی هیدروموتور ژیروتوری

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


هیدروموتورهای چرخ دنده ای دارای ساختمان ساده و کوچکو محکم وقدرتی قوی بوده ، نصب آنها آسان و قیمت آنها نیز ارزان است و این ماشین را می توان در کارهای سخت مورد استفاده قرار داد.

مهمترین نقص این هیدروموتورها ثابت بودن حجم کورسی آن  می باشد.

هیدروموتورهای پره ای : اساس کار این نوع هیدروموتورها این است که دارای یک روتور است که با شفت اصلی یک تیکه می باشد و بر روی این روتور شیارهایی قرار دارد که پره ها در داخل آنها قرار می گیرد و بر اثر فشار روغن ورودی این پره ها از شیار به سمت بالا آمده و به کناره داخلی پمپ مماس شده و بر اثر نیروی گریز از مرکز و فشار روغنی که در پشت این پره ها قرار دارد باعث چرخش روتور و در نتیجه باعث به حرکت در آمدن شفت و حرکت دورانی آن می شود.

 

 


هیدروموتورپره ای

 

 

 

 

 

شکل داخلی هیدروموتور پره ای

 

 

 

 

 

 

 


ث‌)         هیدروموتورهایی که جزء محرک آنها به صورت مجموعه ای از پیستونهای محوری یا شعاعی هستند.

هیدروموتورهای پیستون محوری که به دو دسته تقسیم می شوند:

الف) پیستون محوری ( صفحه مایل)

محور پیستونهای این هیدروموتور موازی با محور شافت وصل می باشدو انتهای میله پیستونها بر روی صفحه ای قرار دارد که این صفحه با محور شافت تحت زاویه به صورت مایل قرار دارد و بدین جهت این هیدروموتور را پیستونی صفحه مایل می گویند.

 

 

هیدروموتور پیستونی صفحه مایل

 

 

 

 

 


شکل داخلی و طرز کار  هیدروموتور پیستونی صفحه مایل

 

 

 

 

 

 

 

 


هیدروموتور پیستونی

 با صفحه مایل

 

ب) هیدروموتور پیستونی محور مایل :

با فشار روغن ورودی فشار روغن در پشت میله های پیستون قرار گرفته و آنرا به سمت جلو می راند و در قسمت راس پیستون قسمت

کروی وجود دارد که در داخل قسمت کروی شکل پلیت انتهای شافت متحرک قرار دارد و با بالا و پایین رفتن پیستونها بصورت پشت سر

هم وسرعت بالا باعث چرخش و به حرکت در آمدن شافت متحرک می شود.

هیدروموتور پیستونی با محور مایل

 

 

 

 

 

 


شکل داخلی و طرز کار   هیروموتور پیستونی  با محور مایل

 

 

 

 


شکل داخلی و اجزای هیدرو موتور پیستونی محور مایل

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


3- سیلندرها

سیلندرها وسایلی هستند که نیروی هیدرولیک  یا نیروی روغن تحت فشار را به حرکت

مکانیکی خطی یا رفت و برگشتی تبدیل می کنند و امروزه در اکثر صنایع وجود دارند و نقش مهمی را ایفا می کنند.

دو نمونه سیلندر

 

 

این دو نمونه را مقایسه کنید

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


سیلندرهای هیدرولیکی به دو دسته خطی و چرخشی تقسیم می شوند :

1-     سیلندرهای خطی :

 این سیلندرها یا در واقع شفت این سیلندرها به صورت خطی یا رفت و برگشتی کار می کند و به دو نوع یک طرفه و دو طرفه تقسیم می شوند:

سیلندرهای یک طرفه :

 دراین سیلندرها منظوراز یک طرفه این است که روغن فقط به یک طرف سیلندر وارد می شود حال به سمت جلو رفتن یا عقب برگشتن سیلندر که این بستگی به شرایط کار دارد.

نیروی طرف دیگر جهت برگشت شفت سیلندر در این سیلندرها یا فنر است یا وزن جسم یا قطعات مربوط به دستگاهها ( پلانجری – تلسکوپی  )

یک نوع سیلندر یک طرفه با برگشت فنری همراه با علامت آن در نقشه

                 

 

 

 

 

 

 

یک نوع سیلنر یک طرفه با برگشت وزنه ( سیلندر پلانجری)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


سیلندر های دو طرفه :

در این سیلندرها فشار روغن به هر دو طرف سیلندر وارد می شود و باعث حرکت شفت سیلندر می شود.

                    چند نمونه سیلندر دو طرفه هیدرولیکی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


سلیندر دو طرفه با علامت آن در نقشه هیدرولیک

سیلندر دو طرفه با شکل داخلی

 

 

 

 

 

 

 

 


شکل اجزای داخلی سیلندر دو طرفه

 

 

 

 

 

 

 

 


2-     سیلندرهای چرخشی:

 از این سیلندرها برای چرخش های تحت زاویه ای و باز و بسته کردن شیرآلات صنعتی و اتوماتیک استفاده می شود

 

یک نوع سیلندر چرخشی هیدرولیکی همراه با علامت و شکل داخلی آن

 

 

 

 


                      علامت و سمبل های انواع سیلندرهای هیدرولیکی در نقشه

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


از سیلندرهای هیدرولیکی بخاطر قدرت بالای آنها در کارهای قدرتی مانند بلند کردن اجسام سنگین ( مانند جرثقیل ها – بالابرها- کمپرسی ها و غیره ....... ) حرکت دادن اجسام سنگین در مسیر خطی و چرخشی در صنایع و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود

 

در انتخاب سیلندر های هیدرولیک موارد ذیل باید در نظر گرفته شود :

1-    حداکثر فشار کاری سیستم

رنج فشار کاری استاندارد برای المانهای هیدرولیک به صورت ذیل می باشد:

600bar,500,400,315,250,200,160,100,63,40,25

با اینحال سازنده های مختلف بعضا رنج های محدودتر یا متنوع تری را انتخاب میکنند. برای مثال  رکسروت محدوده فشار کاری سیلندرهای خود را به صورت  350bar,250,105  قرار داده است  .فشارهای مذکور حداکثر فشاری است که مصرف کننده مجاز است به سیلندر اعمال نماید.

2-    قطر پیستونی و میله پیستونی

میزان نیرویی که یک سیلندر هیدرولیکی میتواند تولید کند ، تابع فشار کاری و سطح پیستون آن میباشد . هر چه قطر پیستون بزرگتر در نظر گرفته شود نیرویی که سیلندر میتواند تولید کند بزرگتر خواهد بود. این موضوع برای سطح میله پیستون به صورت معکوس است یعنی هر چه قطر میله پیستون بیشتر باشد سطح موثر اعمال نیرو در جلوی سیلندر کاهش می یابد و سیلندر در برگشت نیروی کمتری تولید میکند . در جدول (1) محدودۀ قطرهای مختلف برای پیستون و میله پیستون نشان داده شده است.

جدول (1)ــ محدوده قطر  پیستون و قطر میله پیستون  (کاربردهای صنعتی  و سیار)

 

3-    نیروی سیلندر

جدول (2)ــ نیروی فشاری سیلندر های هیدرولیک در فشارهای استاندارد بر حسب کیلو گرم نیر

 

4 – حداکثر نیروی سیلندر

اگر چه ظرفیت کاری سیلندرها را معمولا از رابطه   محاسبه میکنند ، با اینحال باید در نظر داشت که تنها عوامل تعیین کننده نیروی سیلندر، فشار و سطح پیستون نمی باشند  بلکه فاکتور مهمی که آنرا نیز باید در نظر داشت امکان ایجاد کمانش در سیلندر می باشد.نیرویی که تحت آن در یک سیلندر کمانش رخ میدهد را از رابطه زیر می توان محاسبه نمود:

که در آن :

K: نیرویی است که تحت آن کمانش اتفاق می افتد (N) 

 : طول آزاد تحت کمانش  سیلندر (mm)

E: مدول الاستیسیته که برای فولاد   میباشد (   )

I: ممان اینرسی سطح دایروی میله پیستون که از رابطه  محاسبه می شود .

F:  حداکثر بار مجاز اعمالی به سیلندر K – (N) : نیروی کمانش سیلندر S – (N) : ضریب اطمینان(3.5)

4-    طول کورس سیلندر

مهمترین عامل در محدود نمودن طول کورس سیلندر امکان ایجاد کمانش در آن می باشد . یعنی به ازاء قطر پیستون ، قطر میله پیستون و فشار کاری مشخص، مجاز به انتخاب محدوده خاصی از طول کورسها می باشیم. در حالت کلی محدوده طول کورسنزدیک به صفر تا حدود 10m  را میتوان برگزید. ولی باید توچه داشت که در یک فشار کاری و سایز بخصوص امکان نصب هر طول کورسی نخواهد بود و شاید در تعیین قطر سیلندر مجبور به انتخاب سایز بزرگتری باشیم. مثلا در فشار کاری 80bar  برای داشتن کورس 1.5m  نمیتوان سیلندر 63/28  را انتخاب نمود بلکه باید سیلندر   63/48  را برگزید که این انتخاب روی نیرو و سرعت برگشت سیلندر تاثیر می گذارد.

5-    حداکثر سرعت سیلندر

در یک سیلندر بدون پالشتک حداکثر سرعت پیستون به صورت طبیعی 8m/min میباشد. این مقدار برای سیلندرهای پالشتکی تا 12m/min افزایش می یابد . باید توجه داشت که سرعت سیلندر تابع اندازه پورتهای ورود و خروج روغن به آن نیز می باشد.

6-    وجود ضربه گیر

چنانچه طول کورس سیلندر طویل و وزنی که با خود حمل می کند سنگین باشد و سرعت آن بیش از   m/sec0.1  باشد، وزن موجود بر اثر سرعت زیاد باعث تولید انرژی جنبشی شدیدی می نماید.

برای آنکه این باعث خرابی سیلندر نشود بایستی توسط ضربه گیر یا بالشتک در انتهای کورس مانع ایجاد ضربه گردیم.

7-    نوع و کاربرد

سیلندر های هیدرولیکی دارای انواع مختلفی هستند که بسته به نوع کاربرد باید آنها را انتخاب کرد

انواع سیلندرها به صورت زیر می باشد:

سیلندر های با حرکت خطی به صورت یک کاره ( یک طرفه : بدون فنر برگشت ، با فنر برگشت، پلانجر ، تلسکوپی )   سیلندر های دو کاره ( یک طرفه – دو طرفه )

سیلندر های با حرکت دورانی به صورت چرخو دندانه یا پره می باشند.

 

8-    مشکلات اساسی در ارتباط با سیلندر های هیدرولیکی :

Ø     بار گذرای غیر محوری

Ø     نصب نا مناسب

Ø     کمانش یا موج در میل پیستون

Ø     بارهای ضربه ای سنگین

Ø     نشتی های داخلی و خارجی

Ø     تقویت فشار ناخواسته

Ø     سرعت و ترتیب حرکت نادرست

منابع:

v    هیدرولیک صنعتی

( بیژن دیبائی نیا – فرشید آقا داوودی – شهرام لنجان نژادیان )

 

v    هیدرولیک مقدماتی  ( شرکت فستو پنیوماتیک )

مهندس کاوه عابدیان

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ پنجشنبه دوم دی 1389 ] [ 11:0 ] [ عبدالعظیم رضایی ابره در ]

.: Weblog Themes By Iran Skin :.

درباره وبلاگ

اینجانب عبدالعظیم رضایی فارغ التحصیل رشته مهندسی مکانیک - ساخت و تولید با هدف آشنایی بازدیدکنندگان در زمينه مکانيک و ارائه مطالب آزاد علمی و مهندسی از مقالات ، کتب و سایت های اینترنتی فعالیت می نمایم.
لطفا نظرات و پیشنهادات سازنده خود را در مورد این وبلاگ ارائه دهید.
امکانات وب