جريان سيال در سيستم‌های هيدروليک
پارامترها و اصول مؤثر بر جريان سيال در سيستم‌های هيدروليک
- وزن – چگالی – وزن مخصوص
- فشار – ارتفاع ستون سيال – نيرو
- فشار نظير ارتفاع ستون سيال
- لزجت
- مدول بالک (B)
- بقاء انرژی
- معادله برنولی
- معادله پيوستگی
- جريان آرام ومغشوش
کنترل سرعت سيلندر هيدروليکي
- کنترل سرعت با کنترل جريان ورودي
- کنترل سرعت با کنترل جريان خروجي
- کنترل سرعت با ارسال بخشي از جريان به مخزن
عملگرها
از عملگر ها در سيستم هيدروليکي به منظور تبديل قدرت سيال تحت فشار به قدرت مکانيکي استفاده مي شود. ميزان قدرت به وجود آمده به نرخ جريان و افت فشار به عملگر و راندمان کلي آن بستگي دارد. بزرگترين مزيت سيستم هيدروليکي نسبت به سيستم هاي مکانيکي، انعطاف پذيري اجزاء قدرت (شيلنگ و لوله ها )و تبديل مستقيم قدرت سيال به حرکت‌هاي خطي و دوراني است.
عملگرهاي هيدروليکي به سه نوع اساسي زير تقسيم مي شوند:
- عملگرهاي خطي (سيلندر)
- عملگرهاي دوراني با چرخش مداوم (موتور های هيدروليکی)
- عملگرهاي دوراني با حوزه چرخش محدود (شبه دورانی)
عملگرهاي خطي هيدروليکي
در سيلندرهاي هيدروليکي به منظور اعمال نيروي خطي و جابجا نمودن بار يا نگهداشتن آن در موضع مورد نظر استفاده مي شود . فاکتورهاي زير در ارتباط با انتخاب سيلندرهاي هيدروليکي مطرح مي باشند.
- کاربرد سيلندر
- ساختمان داخلي
- نيروي مورد نياز
- دماي کاري
- وضعيت بار
- تعداد سيکل در واحد زمان
- روش نصب
- نيروي شتاب دهنده و کاهنده سرعت
کمانش ميله پيستون
در سيلندر هيدروليکي، ميله پيستون مانند ستون، زير بار فشاري قرار دارد. بنابراين، جهت جلوگيري از کمانش، ميله بايد از قطر کافي برخوردار باشد. جهت محاسبه قطر مناسب ميله پيستون در رابطه با کمانش از تئوري اويلر استفاده مي شود. در بکار گيري اين تئوري لازم است طول ميله پيستون و طريقه اتصال آن به بار در نظر گرفته مي شود. سازندگان سيلندر ها در کاتالوگهاي خود با مشخ نمودن قطر ميله پيستون بازاء هر کورس فشاري (براي نيروهاي فشاري)، راهنمائيهاي لازم را در اين رابطه ارائه مي نمايند.
سرعت‌هاي حداکثر سيلندر
حداکثر سرعت ميله پيستون دو عامل زير محدود مي گردد:
- ميزان جريان ورودي به سيلندر و خروجي از آن
- مقاومت سيلندر در مقابل بارهاي ضربه اي ناشي از توقف پيستون
درجه حرارت کاري
به دليل جلوگيري از خرابي سريع آب بند هاي الاستومري حداکثر دماي کاري نبايد از ۸۰ درجه سانتيگراد تجاوز نمايد. در بعضي مواقع براي جلوگيري از نفوذ گرماي خارجي به داخل سيلندر نصب سپر حرارتي ضروري مي باشد. با استفاده از رينگهاي فلزي پيستون به جاي آب بند هاي الاستومري مي توان محدوده مجاز دماي کاري را افزايش داد. خرابي روغن هاي معدني در دماي بالاي ۵۰ درجه سانتيگراد شروع مي شود. اين مشکل در دماهاي پايين نيز وجود دارد.
مخزن ذخيره روغن
طراحي مناسب مخزن از جمله عوامل مؤثر در بالا بردن بازدهي و عمر قطعات سيستم هيدروليک مي باشد. مخزن محلي است که در آن لجن، آب و ذرات فلزي ته نشين شده و به حباب هاي هوا اجازد داده مي شود تا با فرار نمودن به طرف سطح از روغن جدا شوند. بنابراين مخزن تنها به عنوان فضاي نگهدارنده سيال هيدروليک نبوده بلکه مکان اصلي تأمين شرايط مورد نياز آن مي باشد.
فيلتر خط مکش پمپ بايد به اندازه مناسب زير سطح روغن و به فاصلهin ½ تا in ¾ بالا تر از سطح روغن قرار بگيرد.
به منظور جلوگيري از کف کردن روغن، خط برگشت اصلي بايد زير سطح روغن (به اندازه دو برابر خط برگشت بالا تر از کف مخزن) و در ناحيه اي مقابل خط مکش پمپ نصب گردد.
خطوط جمع آوري نشتي ، داراي فشار صفر بوده و بايد از خط برگشت اصلي جدا ودر بالاي سطح روغن تخليه گردند. در نتيجه هواي غير محلول از روغن جدا شده و از بروز هوا گرفتگي در خطوط حياتي جلوگيري بعمل مي آيد.
خطوط متصل به اتمسفر که حاوي مقادير زيادي هوا مي باشند بايد در بالاي سطح روغن و در بالاي سطح روغن و در داخل سطح شيبدار ۵ تا ۱۰ درجه تخليه گردد.
مجراي تنفسي نصب شده بر روي سطح مخزن مجهز به صافي باشد.
لوله تغذيه روغن نخزن مجهز به صافي باشد.
شاخص شيشه اي
مجراي خروجي در پايين ترين نقطه.
رنگ آميزي جداره داخلي
صفحات موجگير
سيالات هيدروليک
روغن معدني از ابتداي قرن بيستم در دسترس بوده اند اما استفاده از مواد افزودني جهت بهبود بخشيدن خواص شيميايي و فيزيکي روغنهاي هيدروليکي در سالهاي ۱۹۴۰آغاز شد. اين روغنها، به شدت قابل اشتعال بوده و هنگام کاربرد در درجه حرارت بالا احتمال جدي بروز خطر وجود دارد.
خواص سيال هيدروليک
- چگالي نسبي يا وزن مخصوص(حدود ۹/۰ مي باشد)
- لزجت
- شاخص لزجت
- مشخصات لزجت – فشار
- پايداري برش
- مشخصه ايجاد کف
- نقطه ريزش
- تراکم پذيري
- انبساط حرارتي
- روغنکاري
انواع سيالات هيدروليک
- روغن معدني
- محلول شيري روغن در آب
- محلول شيري آب در روغن
- سيالات آب گليکول
- فسفات استر
انواع لوله ها و اتصالات هدايت کننده
- لوله هاي صلب فولادي
- لوله هاي نيمه صلب
- لوله هاي پلاستيکي
- شيلنگهاي انعطاف پذير
صافي ها و فيلتر ها
بدترين دشمن قطعات پيشرفته و دقيق هيدروليکي سيال آلوده مي باشد.
عوامل مؤثر در ايجاد آلودگي عبارتند از:
۱- ايجاد آلودگي هنگام ساخت ، نگهداري و مونتاژ اجزاء در اثر ورود ذرات فلزي، تراشه رزوه لوله ها، ذرات درپوش لوله ها، ذرات مواد آب بندي، ذرات جوش و جرمهاي داخل اجزاء.
۲- ايجاد آلودگي هنگام عملکرد دستگاه در اثر ورود آب به داخل مخزن هيدروليک، توليد گاز در مخزن، ايجاد جرم در لوله ها، ذرات آب بندهاي سائيده شده مستعمل، ذرات فلزي قطعات سائيده شده، اکسيده شدن روغن.
۳- ورود آلودگي از خارج از سيستم هيدروليک.
صافي ها
صافي در مقايسه با فيلتر بمنظور جدا کردن ذرات درشت تر مورد استفاده قرار گرفته و در مقابل عبور جريان مقاومت کمتري ايجاد مي کند. در ساختمان داخل صافي از صفحات فلزي با سوراخ هايي به اندازه حد اکثر ۰/۰۰۵۹ اينچ (حدودا ۱۵۰ ميکرون) استفاده شده است.
فيلترها
فيلتر وسيله اي است که قادر به جدا سازي ذرات ميکروني غير محلول در سيال مي باشد. مطالعات نشان داده است که ذرات به اندازه ۱ ميکرون نيز مي تواند اثر و مخربي بر سيستم هيدروليک بر جاي گذارند.
فيلتر ها قابل نصب بر روي خط خروجي پمپ با انواع قابل نصب در خط برگشت به مخزن داراي تفاوت هاي زيادي مي باشد.
استفاده از فيلتر هاي ۲۵ تا ۳۵ ميکروني در خط برگشت مناسب مي باشد. استفاده از انواع ۱۰ ميکروني در سيستم هاي بسيار حساس که از شير هاي سرو استفاده مي کنند ضروري است.
دیدگاهتان را بنویسید