صنعت هیدرولیک و کاربرد آن در تکنولوژی
از گذشته تا به امروز صنعت هیدرولیک جزء صنعت های مهم و پرکاربرد در دنیا به شمار می آید. و روز به روز این صنعت در حال پیشرفت توسط شرکت های تولید کننده و سازنده این صنعت می باشد.
صنعت هیدرولیک از کجا آغاز شده است؟
هیدرولیک از کلمه یونانی هیدرو مشتق گرفته شده است و این کلمه به معنای جریان حرکت مایعات و سیالات می‌باشد. در قرون گذشته مقصود از هیدرولیک فقط آب بوده و البته بعد ها عنوان هیدرولیک مفهوم بیشتری به خود گرفتو معنی و مفهوم آن برسی در مورد بهره بردار یبیشتری از آب و حرکت دادن چرخ های آبی و مهندسی آب بوده است. مفهوم هیدرولیک در قرن حاضر مختص به آب نبوده بلکه دامنه وسیع تری به خود گرفته و شامل قواعد و کاربرد مایعات دیگر بخصوص روغن معدنی می‌باشد. زیرا که به علت خاصیت زنگ زدگی در صنایع نمی‌توان از آب به عنوان انتقال دهنده انرژی استفاده کرد. در حالی که روغن خاصیت ضد‌زنگ زدگی دارد. امروزه در صنایع هیدرولیک مختلف از جمله برای انتقال انرژی در سیستم های کنترل از یونیت هیدرولیک استفاده بیشتری می‌شود. در واقع می توان گفت علمی که انتقال، تبدیل، تولید و کنترل نیرو را توسط مایعات انجام دهد صنعت هیدرولیک نام برده می‌شود.
چرا از روغن در صنعت هیدرولیک استفاده می‌شود؟
از آنجایی که سیال هیدرولیک آبی دارای خاصیت زنگ زدگی است، لذا در صنعت هیدرولیک از سیال هیدرولیک روغنی هم بخاطر روغن کاری قطعات در حین کار و هم بخاطر انتقال انرژی در سیستم کنترل استفاده می‌شود. وقتی که از صنعت از هیدرولیک نام برده می‌شود، مقصود همان هیدرولیک روغنی می‌باشد. بطور دقیق می توان گفت که در حوزه کاربرد هیدرولیک روغنی استفاده از انرژی استاتیکی و دینامیکی آن بوده و در مهندسی کنترل برای انتقال سیگنال ها و تولید نیرو استفاده می‌شود. وسایل هیدرولیکی که نحوه استفاده هیدرولیک را در صنعت میسر می‌سازد خود دارای تاریخچه بسیار قدیمی می‌باشد.
مهمترین قطعات مورد استفاده در صنعت هیدرولیک کدام‌اند؟
یکی از قدیمی ترین این وسایل پمپ هیدرولیک است که برای اولین بار کتزی بیوس یونانی در حدود اواسط قرن سوم قبل از میلاد مسیح، پمپی از نوع پیستونی اهرمی که دارای دو سیلندر بود اختراع کرد .تا اوائل قرن 8، در این زمینه اختراع جدیدی صورت نگرفت . در اوائل این قرن انواع چرخ های آبی اختراع و رواج پیدا کرد. قرن 16 میتوان قرن توسعه پمپ های آبی نامید و طوری که در این قرن انواع پمپ با ساختمان جدید پدید آمد و انواع آن به خصوص نوع چرخ دنده‌ای آن هنوز که هنوز در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار می‌گیرد در اواخر قرن 16 اصول ساختمان پرس هیدرولیکی طراحی شد و حدودا بعد از یک قرن اولین پرس هیدرولیکی که جنبه علمی داشت، شروع به کار کرد. قرن نوزدهم زمان کاربرد پرس هیدرولیک آبی بود و اوائل قرن بیستم را میتوان زمان شروع و توسعه صنایع هیدرولیک روغنی در صنایع و تاسیسات صنعتی دانست.
- سال 1905 پیدایش گیربکس هیدرواستاتیکی تا فشار 40 بار
- سال 1910 پیدایش ماشین های پیستونی شعاعی
- سال 1922 پیدایش ماشین های شعاعی با دور سریع
- سال 1924 پیدایش ماشین های پیستونی محوری با محور مایل
- سال 1940 پیدایش و تولید انواع مختلف وسایل و ابزار هیدرولیکی برای فشارهایی بیشتر از 350 بار که بعضی از آنها در حال حاضر بطور وسیعی در صنعت هیدرولیک تولید می‌شود.
توسعه وسیع و کاربرد هیدرولیک روغنی پس از جنگ جهانی دوم پدید آمد و در اثر اهمیت توسعه در صنعت ، بسیاری از قطعات و لوازم جانبی هیدرولیک روغنی در حال حاضر بطور استاندارد تولید می‌شوند.
خواص هیدرولیک روغنی و کاربرد آن در صنایع هیدرولیک
استفاده از هیدرولیک روغنی در صنعت هیدرولیک به طراحان ماشین امکانات جدیدی را داده که می‌تواند به نحوه ساده‌تری ایده و طرح خود را عملی سازند. بخصوص قطعات استاندارد شده هیدرولیک روغنی کمک بسیار جامعی در حل مسائل طراحان می کند. امروزه طراح ماشین می تواند با کمک هیدرولیک روغنی مسائل پیچیده کنترل مکانیکی را به نحو ساده تری و در زمان کوتاه تری حل نموده و در نتیجه طرح را با مخارج کمتری عرضه نماید.
خواص مثبت هیدرولیک روغنی در صنعت هیدرولیک
- تولید انتقال نیروهای قوی توسط قطعات کوچک هیدرولیکی که دارای وزن کمتری بوده و نسبت وزنی آنها نسبت به دستگاه های الکتریکی 1 به 10 می‌باشد.
- نصب ساده قطعات به علت استاندارد بودن آنها
- تبدیل ساده حرکت دورانی به حرکت خطی رفت و برگشتی
- قابلیت تنظیم و کنترل قطعات هیدرولیکی
- استارت حرکت قطعات کار‌کننده هیدرولیکی، در موقعیتی که زیر بار قرار گرفته باشند.
- امکان سریع معکوس کردن جهت حرکت.
- قابلیت تنظیم غیر‌پله ای نیرو، فشار، گشتاور و سرعت قطعات کار کننده
- ازدیاد عمر کاری قطعات هیدرولیکی، در موقعیتی که زیر بار قرار گرفته باشند.
- مراقبت ساده دستگاه ها و تاسیسات هیدرولیکی توسط مانومتر
- امکان اتوماتیک کردن حرکات در صنعت هیدرولیک
در مقابل این خواص مثبت، البته خواس منفی نیز در این صنعت دارد که طراحان بایستی با آنها نیز آشنا شوند. البته لازم به ذکر است که بزرگترین خاصیت منفی هیدرولیک، افت فشار می‌باشد که در حین انتقال مایع پدید می‌آید.
خواص منفی هیدرولیک روغنی
- خطر در موقع کارها با فشار قوی، لذا توجه بیشتری بایستی به محکم و جفت شدن مهره ماسوره ها با لوله ها و دهانه تغذیه و مسیر کار قطعات کار‌کننده نمود.
- راندمان کمتر مولد های نیروی هیدرولیکی نسبت به مولد های نیرو مکانیکی، به علت نشست فشار روغن و همچنین افت فشار در اثر اصطکاک مایعات در لوله و قطعات
- به علت قابلیت تراکمی روغن و همچنین نشست آن، امکان سنکرون کردن جریان حرکات بطور دقیق نمی‌باشد.
- گرانی قطعات در اثر بالا بودن مخارج تولید
صنعت هیدرولیک امروزه در اغلب صنایع از جمله صنایع ماشین ابزار، پرس سازی، تاسیسات صنایع سنگین، ماشین های راهسازی و ساختمان، هواپیما سازی به طور وسیع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تبدیل انرژی در تاسیسات هیدرولیکی
انرژی هیدرولیکی که اغلب توسط موتور های احتراقی و یا الکتروموتور ها تولید می‌شود. این انرژی در هیدروپمپ‌ها تبدیل به انرژی هیدرولیکی شده و این انرژی از طریق وسایل هیدرولیکی به قطعات کار‌کننده هیدرولیکی منتقل می‌شود. از این قطعات کار‌کننده می توان مجددا انرژی مکانیکی بدست آورد.
هر چند مدارک تاریخی نشان میدهد که اختراعاتی نظیر پمپ ها و توربین های آبی، قدمت بسیار زیادی دارند. بخشی از صنعت هیدرولیک را که ما امروزه مورد توجه و مطالعه قرار می‌دهیم. از قرن هفدهم به بعد پایه ریزی شد و شکل گرفت. به عبارتی دیگر زیربنای قانونی که کشف آن را به یک دانشمند فرانسوی به نام پاسکال نسبت می دهند. این دانشمند زمینه را برای شکل گیری هیدرولیک فراهم آورد. این قانون به روشنی بیان می کند که چگونه یک مایع محبوس، قدرت را منتقل، نیرو را تشدید و حرکتی دلخواه را موجب می‌شود.
دیدگاهتان را بنویسید