تعريف و تاريخچه هيدروليك

هيدروليك از كلمه يوناني “هيدرو” مشتق گرديده است و اين كلمه بمعناي جريان حركات مايعات ميباشد.

در قرون گذشته مقصود از هيدروليك فقط “آب” بوده است و البته بعدها عنوان هيدروليك مفهوم بيشتري بخود گرفت و معني و مفهوم آن بررسي در مورد بهره برداري بيشتري از آب و حركت دادن چرخ هاي آبي و مهندسي آب بوده است.

مفهوم هيدروليك دراين قرن ديگر مختص به آب نبوده بلكه دامنه وسيعتري بخود گرفته و شامل قواعد و كاربرد مايعات ديگري، بخصوص “روغن معدني” ميباشد، زيرا كه آب بعلت خاصيت زنگ زدگي، در صنايع نميتواند بعنوان انرژي انتقال دهنده مورد استفاده قرار گيرد و بعلت آنكه روغن خاصيت ضد زنگ زدگي دارد، امروزه در صنايع از آن بخصوص براي انتقال انرژي در سيستم كنترل استفاده بسيار ميگردد.

چکیده

فني كه انتقال و تبديل نيرو را توسط مايعات انجام دهد “هيدروليك” ناميده ميشود.

از انجائيكه هيدروليك آبي داراي خاصيت زنگ زدگي است لذا در صنايع از هيدروليك روغني هم بخاطر روغن كاري قطعات در حين كار و هم بخاطر انتقال انرژي در سيستم كنترل استفاده ميشود. وقتيكه در صنعت از هيدروليك نام برده ميشود، مقصود همان “هيدروليك روغني” ميباشد.

بطور دقيق ميتوان گفت كه: حوزه كاربرد هيدروليك روغني استفاده از انرژي ديناميكي و استاتيكي آن بوده  و در مهندسي كنترل براي انتقال زيگنال ها و توليد نيرو ميباشد.

وسائل هيدروليكي كه نحوه استفاده هيدروليك را در صنعت ميسر ميسازد خود داراي تاريخچه بسيار قديمي ميباشد.

يكي از قديميترين اين وسائل، پمپ هاي هيدروليكي بوده، كه براي اولين بار كتزي بيوس يوناني در حدود اواسط قرن سوم قبل از مسيح، پمپي از نوع پيستون اهرمي كه داراي دو سيلندر بود اختراع و ساخته است.

تا اوائل قرن هشتم ديگر در اين زمينه وسيله جديدي پديد نيامد و در اوائل اين قرن انواع چرخ هاي آبي اختراع و رواج بسيار پيدا نمود.

قرن 16 را ميتوان توسعه پمپ هاي آبي دانست و دراين قرن بود كه انواع پمپ با ساختمانهاي مختلفي پديدار گرديد و اصول ساختماني اين پمپ ها، امروزه بخصوص از نوع چرخ دنده ئي، هنوز هم مورد توجه و اهميت بسياري را دارا ميباشد.

در اواخر قرن اولين پرس هيدروليكي كه جنبه عملي داشت، شروع بكار نمود.

قرن نوزدهم زمان كاربرد پرسهاي هيدروليكي روغني در صنايع و تاسيسات صنعتي دانست.

سال 1905 پيدايش گيربكس هيدرو استاتيكي تا فشار 40 بار

سال 1910 پيدايش ماسين هاي پيستون شعاعي

سال 1922 پيدايش ماشين هاي شعاعي با دور سريع

سال 1924 پيدايش ماشين هاي پيستون محوري با محورمايل

سال1940 پيدايش و توليد انواع مختلف وسائل و ابزار هيدرو ليكي براي فشارهائي بيش از  350 بار، كه بعضي از آن وسائل در حال حاضر بطور سري توليد ميگردد.

توسعه وسيع و كاربرد هيدروليكروعني پس از جنگ دوم جهاني پديد آمد، و در اثر همين توسعه، بسياري از قطعات و لوازم هيدروليك روغني در حال حاظر بصورت استاندارد شده توليد ميگردند.

102 خواص هيدروليك روغني به طراحان ماشين امكانات جديدي را داده، كه ميتوانند بنحو ساده تري ايده و طرح خود را عملي سازند، بخصوص قطعات استاندارد شده هيدروليك روغني كمك بسيار جامعي در حل مسائل طراحان مينمايد.

امروزه طراح ماشين ميتواند با كمك هيدروليك روغني مسائل پيچده كنترل مكانيكي را بنحو ساده تري و در زمان كوناه تري حل نموده و در نتيجه طرح را با مخارج كمتري عرضه نمايد.

خواص مثبت هيدروليكي روغني

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

نصب ساده قطعات بعلت استاندارد بودن آنها

تبديل ساده حركت دوراني به حركت خطي اسيلاتوري (رفت و برگشتي)

قابليت تنظيم و كنترل قطعات هيدروليكي

استارت حركت قطعات كار كننده هيدروليكي، در موقعيكه زير بار قرار گرفته باشند.

امكان سريع معكوس كردن جهت حركت

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

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

امكان اتوماتيك كردن حركات

در مقابل اين خواص مثبت، البته خواص منفي نيز در هيدروليك وموجود 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 ميايد.

خواص منفي هيدروليك روغني

خطر در موقع كار با فشار هاي قوي، لذا توجه بيشتري بايستي به محكم و جفت شدن مهره ماسورهها با لوله ها و دهانه تغذيه و مسير كار قطعات كاركننده نمود.

راندمان كمتر مولدهاي نيروي هيدروليكي نستب به مولدهاي نيروي مكانيكي، تعلت نشت فشار روغن و همچنين نشت آن، امكان سينكرون كردن جريان حركات بطور دقيق ميسر نميباشد.

گراني قطعات در اثر بالا بودن مخارج توليد.

كاربرد هيدروليك امروزه در اغلب صنايع بخصوص صنايع ذيل متداول ميباشد:

ماشين هاي ابزار

پرس سازي

تاسيسات صنايع سنگين

ماشين هاي راه و ساختمان و معادن

هواپيما سازي

كشتي سازي

103 تبديل انرژي در تاسيسات هيدروليكي

انرژي مكانيكي كه اغلب توسط موتورهاي احتراقي و يا الكتروموتورها توليد ميگردد، در هيدروپمپ ها تبديل به انرژي هيدروليكي گشته و اين انرژي از طريق وسائل هيدروليكي به قطعات كاركننده هيدروليكي منتقل ميگردد، و از اين قطعات كاركننده ميتوان مجدداً انرژي مكانيكي را بدست آورد.

شكل 1 نمايشگر جريان تبديل انرژي در سيستم هيدروليكي ميباشد.

شکل 1

 

مايع فشرده

از آنجائيكه آشنائي با روغن هيدروليك بمنظور كاربرد آن در سيستم هاي هيدروليكي داراي همان اهميتي ميباشد، كه خود قطعات در دستگاه هاي هيدروليكي دارا ميباشند، لذا در اين بخش بشرح خواص و وظائف اين مايع ميپردازيم.

مايعاتيكه در سيستم هاي هيدروليكي قابليت تراكمي داشته باشند و بتواند تحت فشار قرار گيرند (مايع فشرده) بنام روغن هيدروليكي معروف بوده و اين روغن هاي هيدروليكي مشتقات تقطيري روغن هاي معدني و ذغال سنگ ميباشند.

روغن هيدروليكي داراي تركيبات اشباع شده هيدروكربوري بوده، و اين تركيبات تاثيري در طول عمر و غلظت آن دارا ميباشد و براي اينكه بتوانيم خاصيت روغن هيدروليكي را بهتر نمائيم، بايستي به آن ماده ديگري نيز اضافه نمائيم.

روغن هاي حيواني و گياهي بعلت آنكه تشكيل صمغ ميدهند و تجزيه ميشوند، در صنايع هيدروليك مورد استفاده قرار نمي گيرند

 

خواص فيزيكي و مقادير مشخصه مايعات فشرده

جرم حجمي مايع داراي واحد kg/m3 بوده، و مقدار آن براي محاسبات ساده حدودا برابر است با kg/m3 09/0. اين جرم حجمي بستگي به حرارت و فشار دارد، يعني اينكه با ازدياد گرما حجم ازدياد يافته و

جرم حجمي در اثر ازدياد حجم  كم گشته و در اثر ازدياد فشار: حجم كاهش يافته و جرم حجمي در اثر “كاهش حجم” افزايش ميابد.

 

---

فهرست مطالب

تعريف و تاريخچه هيدروليك

خواص مثبت هيدروليكي روغني

خواص منفي هيدروليك روغني

103 تبديل انرژي در تاسيسات هيدروليكي

مايع فشرده

خواص فيزيكي و مقادير مشخصه مايعات فشرده

گرماي ويژه

ظرفيت هدايت گرما

نتيجه

اكسيده شدن

پلي مريزه شدن

نقطه اشتعال و سوخت

نقطه سوخت

نقطه انجماد

وظائف و شرائط مايع فشرده

قابليت جدائي از آب

مايع فشرده بر اساس روغن معدني

مايع فشرده سخت سوز

كلاسه بندي غلظت مايعات سخت سوز

غلظت

لوله و شيلنگ هاي هيدروليكي

لوازم اتصالاتي لوله و شيلنگ ها

فيلتر

طرق فيلتره كردن مايع فشرده

فيلتره كردن مايع در خط مكنده

مبدل حرارتي

خنك كننده (كولر)

خنك كننده آب

ترموستات

سيلندر هيدروليكي (هيدروسيلندر) يا موتورهاي خطي

سيلندر يك كاره

سيلندر با پيستون غرق شونده

سيلندر يك كاره غرق شونده

سيلندر يك كاره با برگشت فنر

سيلندر تلسكوپي

سرعت سيلندر يك كاره

طرز نصب سيلندر يك كاره

سيلندر دوكاره

سيلندر دوكاره با ميله پيستون يكطرفه

طرز كار سيلندر

ضربه گير انتهاي موضع

سيلندر دوراني

سيلندر دوراني با تبديل مكانيكي

سيلندر دوراني بدون تبديل مكانيكي

سيلندر پره ئي

شيرهاي هيدروليكي

شير قطع و وصل

علامت مداري شير

موضع سكون

شيرهاي راه دهنده

شيرهاي كشوئي

شيرهاي نشستني

انواع شيرهاي راه دهنده

شير گلوئي قابل تنظيم

شير ديافراگمي

شير ديافراگمي ثابت

شير ديافراگمي قابل تنظيم

مقايسه شير گلوئي با شير ديافراگمي

علائم مداري – هيدروليك

تبديل كننده هاي انرژي

خواص هواي فشرده

اقتصادي بودن ابزار هواي فشرده

توليد هواي فشرده

تاسيسات هواي فشرده

انواع كمپرسورها

كمپرسورهاي پيستوني

كمپرسور پيستوني

كمپرسور ديافراگمي

كمپرسور دوراني

كمپرسور دوراني چند سلولي

كمپرسور دوراني – چند سلولي

كمپرسور پيچي

كمپرسور دو ميله ئي – پيچي

كمپرسور روتس

كمپرسور –  روتس

كمپرسورهاي سيالي ( توربو كمپرسور )

كمپرسور شعاعي

دياگرام مقدار توليدي كمپرسورها

ملاك براي انتخاب كمپرسور

مقدار توليد

كار انداختن كمپرسورها

انواع مختلف تنظيم كمپرسور

تنظيم از طريقه تخليه

تنظيم از طريقه بستن

تنظيم گيره ئي – بازوئي

تنظيم كاهش – سرعت

تنظيم دور

تنظيم با تنگ كردن دهانه مكنده

تنظيم از طريقه قطع و وصل

تنظيم از طريقه قطع و وصل

خنك كردن كمپرسورها

محل نصب كمپرسور

مخزن هواي فشرده

پخش هواي فشرده

محاسبه خط لوله

طرح ريزي خط لوله

نصب خط لوله هواي فشرده

خط انشعابي

خط حلقوي

سيستم شبكه متصل بهم

جنس خطوط لوله

خطوط اصلي

خطوط فرعي دستگاهها

اتصالات خطوط

اتصالات لوله

آماده كردن هواي فشرده

منحني نقطه شبنم

خشك كردن بطريق آبزوربسيون

خشك كن آبزورپسيون

خشك كردن بطريق ادزورپسيون

خشك كن ابزوربسيون

خشك كردن بطريق پائين آوردن درجه حرارت يا سرد كردن

خشك كردن بطريق سرد كردن

روغن پاش هواي فشرده

اصل – ونتوري

طرز كار روغن پاش

روغن پاش هواي فشرده

واحد مراقب

نگهداري واحد مراقب

قطعات كار كننده پنيوماتيكي

قطعات پنيوماتيكي براي حركات خطي ( سيلندر پنيوماتيكي )

سيلندر يك كاره

سيلندر دوكاره

ساختمان سيلندر

محاسبه سيلندر

نيروي پيستون

دياگرام – نيرو – فشار

مقادير تقريبي

دياگرام مصرف هوا

سرعت پيستون

مصرف هوا

واحد پيش بر – پنيوماتيك – هيدراليك

واحد پيشبر پنيوماتيك – هيدراليك با محركه دوراني

واحد پيشبر با محركه دوراني

واحد پيشبر با براده خارج كن

تاكت پيشبرد

ترسيم شما تيك تاكت پيشبرد

ميز گردان

طرز كار ميز گردان

گيره كلتي پنيوماتيكي

بالشتك هوا- ميز كشوئي

شيرها

شيرهاي يكسو كننده

شيرهاي راه دهنده

انواع كار اندازهاي شير

شيرهاي نشستني

شير ساچمه ئي

شير ديسكي

شير راه دهنده – 2/3 (موضع نرمال – بسته)

شير راه دهنده – 2/3 (موضع نرمال – باز)

شير راه دهنده – 2/4

كارانداز پنيوماتيكي شر راه دهنده – 2/3 (نشست ديسكي)

شير راه دهنده – 2/3 (كارانداز پنيوماتيكي)

شير راه دهنده – 2/3 با اصول نشست ديسكي

شير راه دهنده – 2/3 با اصول نشست ديسكي

شير الكتروماگنتي (سلونوئيد)

شير راه دهنده – 2/3 (كارانداز سلونوئيدي)

شير راه دهنده 2/4 (سلونوئيد و شير پيلوتي)

شير راه دهنده – 2/4 (اهرم غلطكي و شير پيلوتي)

شير راه دهنده – 2/3 (موضع نرمال باز)

شير راه دهنده – 2/4 (پيلوت كنترل)

شير كشوئي طولي

شير راه دهنده – 2/5 (اصول كشوطولي)

انواع مختلف درزگيري مابين پيستون و محفظه شير

شير كشو مسطح – طولي

شير كشو مسطح – طولي (شير راه دهنده 2/4)

شير 69 تغيير كنترل با كاربرد هواي فشرده

شير كشو مسطح – طولي (شير راه دهنده -2/4)

علائم مدشير اطميناناري – پنيوماتيك

بررسي مدار هيدروليك CMV6/0

شير اطمينان

بررسي مدار پنوماتيك CMV610

منابع و مآخذ