هیدرولیک چیست؟ | اجزا و انواع سیستم هیدرولیک
تصور کنید با یک پمپ دستی یک ماشین را بلند کنید. این قدرت هیدرولیک است. این شاخه از مهندسی از مایعات برای انتقال و تقویت نیرو استفاده میکند و آن را به عنصری کلیدی در همه چیز، از غولهای ساختمانی تا ترمزهای ماشین شما تبدیل میکند. به اطراف خود نگاه کنید. سیستمهای هیدرولیک بخش زیادی از زندگی روزمره ما را به طور بیصدا قدرت میدهند. از عملکرد روان یک بیل مکانیکی تا تنظیم بدون زحمت صندلی دندانپزشک، این سیستم ها بهطور خستگی ناپذیر در پشت صحنه کار میکنند. این مقاله دنیای پنهان هیدرولیک را آشکار میکند و به شما نشان میدهد که چگونه آنها کارهای روزمره را آسانتر، قویتر و دقیقتر میکنند.
پیشنهاد مکتبی نو: مهندسی معکوس چیست؟
اجزای سیستم هیدرولیک
سیستم هیدرولیک، اساساً شبکهای است که از مایع تحت فشار برای انتقال نیرو استفاده میکند. در اینجا اجزای کلیدی آن شرح داده شده است:
۱. مخزن: این مخزن به عنوان محفظه نگهداری برای مایع هیدرولیک عمل میکند. این مخزن، مایع را تمیز نگه میدارد، به خروج حبابهای هوا اجازه میدهد و به دفع گرمای تولید شده در سیستم کمک میکند. که برای مدلسازی تمام این موارد میتووانید ابتدا آموزش سالیدورک را تهیه کنید.
۲. پمپ: پمپ، قلب سیستم است. مایع را از مخزن گرفته و آن را تحت فشار قرار میدهد. انواع مختلفی از پمپها در سیستم های هیدرولیک استفاده میشود که هر کدام مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند (به عنوان مثال، پمپ های دنده ای، پمپ های پره ای، پمپ های پیستونی).
۳. شیرها: اینها اجزای کنترلی هستند که جریان، فشار و جهت مایع تحت فشار را در داخل سیستم هدایت میکنند. انواع مختلفی از شیرها عملکردهای خاصی را انجام میدهند، مانند:
- شیرهای کنترل جهتدار: شروع، توقف و جهت جریان مایع را کنترل میکنند.
- شیرهای اطمینان فشار: با هدایت مجدد مایع اضافی به مخزن، از سیستم در برابر تجاوز از حد فشار ایمن محافظت میکنند.
- شیرهای کنترل جریان: سرعت جریان، مایع را برای دستیابی به سرعت یا نیروی مورد نظر عملگر تنظیم میکنند.
۴. عملگرها: این اجزا، مایع تحت فشار هیدرولیک را به کار مکانیکی قابل استفاده تبدیل میکنند. دو نوع اصلی وجود دارد:
- سیلندرهای هیدرولیک: با استفاده از ترتیبی از پیستون و سیلندر، حرکت خطی (هل دادن یا کشیدن) ایجاد میکنند.
- موتورهای هیدرولیک: انرژی مایع را به حرکت دورانی (چرخاندن محور) تبدیل میکنند و تجهیزات مختلف را به حرکت در می آورند.
۵. لوله کشی و اتصالات: این شبکه از لولهها و اتصالات، مایع تحت فشار را در کل سیستم حمل میکند و تمام اجزا را به هم متصل میکند. آنها برای تحمل فشار بالا و اطمینان از حداقل نشتی طراحی شدهاند.
در ادامه به سایر اجزای این سیستم میپردازیم:
- فیلترها: آلودگیها را از مایع هیدرولیک حذف میکنند تا تمیزی سیستم حفظ شود و از سایش قطعات جلوگیری شود.
- کمباین (اکومولاتور): به عنوان واحدهای ذخیره سازی موقت برای مایع تحت فشار عمل میکنند و به حفظ فشار سیستم و کاهش نوسانات فشار کمک میکنند.
- سنسورها: پارامترهای مختلف سیستم مانند فشار، دما و سطح مایع را کنترل میکنند و بازخورد را برای کنترل و ایمنی فراهم میکنند.
این اجزا با همکاری هم، سیستمی همه کاره و قدرتمند ایجاد میکنند که قادر به کنترل دقیق بر طیف وسیعی از نیروها و حرکات است.
پیشنهاد مکتبی نو: وایرکات چیست؟
انواع سیستم های هیدورلیک
سیستم های هیدرولیک را می توان با توجه به جنبه خاصی که روی آن تمرکز می کنیم، به چند روش مختلف طبقه بندی کرد. در اینجا دو روش کلیدی برای طبقهبندی آنها آورده شده است:
۱. بر اساس طراحی مدار:
سیستمهای مرکز باز: اینها سیستمهای سادهتری هستند که در آنها پمپ به طور مداوم مایع را به شیر اطمینان فشار تحویل میدهد. شیر اطمینان فشار سیستم را با هدایت مجدد مایع اضافی به مخزن، زمانی که توسط عملگرها مورد نیاز نیست، تنظیم میکند. سیستمهای مرکز باز برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد مکرر روشن و خاموش عملگرها دارند، مانند تجهیزات ساختمانی که از بازوهای هیدرولیک استفاده میکنند، کارآمد هستند.
سیستم های مدار بسته: در این سیستمها، پمپ فقط به اندازه تقاضای عملگرها مایع تامین میکند. مایع یک مدار بسته را تکمیل میکند و به طور مداوم بین پمپ، عملگرها و یک شیر کنترل جریان مییابد. این امر به کنترل دقیقتر فشار و استفاده کارآمد از انرژی اجازه میدهد زیرا هیچ بایپاسی از مایع وجود ندارد. سیستمهای مدار بسته معمولا در کاربردهایی که نیاز به کنترل ثابت یا تناسبی دارند، مانند تغذیه ماشین آلات یا بازوهای رباتیک استفاده می شوند.
۲. بر اساس منبع نیرو:
سیستم های غیر احیا کننده: این نوع رایج ترین نوع هستند، جایی که مایع هیدرولیک استفاده شده پس از عبور از عملگرها به سادگی به مخزن برمیگردد. انرژی صرف شده برای تحت فشار قرار دادن مایع در این فرآیند بازیابی نمیشود.
سیستم های احیا کننده: این سیستمها بخشی از انرژی مایع هیدرولیک را در طول عملیات مانند پایین آوردن بار، بازیابی میکنند. سپس این انرژی ذخیره شده را میتوان در سایر قسمت های سیستم دوباره استفاده کرد که باعث بهبود کلی راندمان میشود. سیستم های احیا کننده پیچیدهتر هستند، اما در کاربردهایی با اقدامات مکرر پایین آوردن یا ترمز، مانند جرثقیل ها یا وسایل نقلیه هیبریدی مفید هستند.
علاوه بر این، سیستم های هیدرولیک را میتوان بر اساس عواملی مانند:
فشار: سیستم های فشار پایین، فشار متوسط و فشار بالا.
نوع سیال: سیالات بر پایه روغن معدنی، بر پایه آب یا ضد حریق.
سیستم کنترل: کنترل دستی، الکترو هیدرولیک یا کاملاً اتوماتیک.
درک این انواع مختلف سیستم های هیدرولیک به مهندسان کمک میکند تا با در نظر گرفتن عواملی مانند راندمان، قابلیت کنترل و هزینه، مناسب ترین پیکربندی را برای هر کاربرد خاص انتخاب کنند.
پیشنهاد مکتبی نو: آموزش پاورمیل
ویژگی ها و مزایا سیستم های هیدرولیک
- ایجاد نیروی بالا: سیستم هیدرولیک حتی با مقدار کمی مایع تحت فشار میتواند نیروی زیادی ایجاد کند. این امر، آنها را برای کاربردهای سنگین مانند تجهیزات ساختمانی (بیل مکانیکی، جرثقیل) و ماشین آلات صنعتی ایده آل میکند.
- کنترل دقیق: شیرهای جهت دار امکان کنترل بسیار دقیق بر حرکت و نیروی عملگرها را فراهم میکنند. این باعث عملکردی نرم و کنترل شده میشود که برای کارهایی که نیاز به دقت دارند (به عنوان مثال، ماشین آلات ابزار، بازوهای رباتیک) ضروری است.
- بهره وری انرژی: سیستم هیدرولیک میتوانند انرژی را با حداقل اتلاف انرژی به طور بسیار کارآمد منتقل کنند. این منجر به کاهش هزینههای عملیاتی و کاهش اثرات زیست محیطی میشود.
- چند کاره بودن: سیستم هیدرولیک را میتوان با استفاده از اجزای مختلف و سیالات مختلف به روش های مختلف پیکربندی کرد. این باعث میشود آنها برای طیف وسیعی از کاربردها در صنایع مختلف مناسب باشند.
- تراکم توان بالا: این سیستم ها می توانند نسبت به اندازه و وزن خود توان بالایی ارائه دهند. این امکان طراحی فشرده و کارآمد را در ماشین آلات فراهم میکند.
- خود روانکاری: در برخی موارد، خود مایع هیدرولیک به عنوان روانکننده قطعات متحرک داخل سیستم عمل میکند و نیاز به نگهداری را کاهش میدهد.
مطالب زیر را حتما مطالعه کنید
دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) چیست؟
کاربرد هوش مصنوعی در مهندسی مکانیک
دیدگاهتان را بنویسید