آشنایی کامل با سیستم هیدرولیک

راهنمای جامع سیستم هیدرولیک: تعریف، تاریخچه، مقایسه با پنوماتیک و الکتریکی، مزایا و معایب

سیستم هیدرولیک یکی از انواع سیستم‌های انتقال قدرت است که وظیفه تبدیل نیروی اولیه اندک به نیروی خروجی شدید را بر عهده دارد. جابجایی اجسام سنگین و کنترل انتقال قدرت به نیروی بسیار زیادی نیاز دارد که گاهی تأمین کردن آن با روش‌های معمولی غیرممکن است.

هیدرولیک چیست؟

هیدرولیک (به انگلیسی Hydraulic) علمی است که در آن برای انجام کار، از نیروی تولید شده مایعات تحت فشار استفاده می‌شود. به زبان ساده‌تر، انجام کار توسط مایعات تحت فشار را هیدرولیک می‌گویند؛ یعنی قانون عدم تراکم‌پذیری مایعات، اصلی‌ترین مبنای علم هیدرولیک است.

علم هیدرولیک کاربرد بسیار گسترده‌ای دارد که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سیستم فرمان خودرو

• سیستم ترمز خودرو

• عملکرد جک‌ها و بالابرها

• ماشین‌های تراش و فرز

• پرس هیدرولیک

امروزه از هیدرولیک به عنوان قدرتمندترین سیستم برای انتقال و جابجایی نیرو نام برده می‌شود.

تاریخچه هیدرولیک

کلمه هیدرولیک نشأت‌گرفته از واژه یونانی «هیدرو» به معنی جریان حرکت مایعات می‌باشد. در گذشته هیدرولیک صرفاً به آب گفته می‌شد، ولی با گذشت زمان این مفهوم گسترده‌تر شد. خاصیت ایجاد زنگ‌ زدگی بالای آب را می‌توان یکی از دلایل اصلی گسترش مفهوم هیدرولیک دانست؛ زیرا اکثر سیستم‌های انتقال قدرت در صنعت پایه آهنی و فلزی دارند و نمی‌توان از آب به عنوان سیال عامل در آن‌ها استفاده کرد.

علم هیدرولیک از ۵۰۰ سال قبل مورد استفاده انسان قرار گرفته و اصول بنیادی آن در سال ۱۶۵۰ توسط یک دانشمند فرانسوی به جهان معرفی گردید. حدود ۱۰۰ سال بعد، دانیل برنولی قانون بقای انرژی را برای سیالات کشف کرد و باعث پیشرفت چشمگیر این علم شد. با این حال، شروع استفاده گسترده از هیدرولیک به دوران جنگ جهانی اول بازمی‌گردد.

انواع سیستم‌های انتقال قدرت و مقایسه آن‌ها

برای انتقال قدرت و عملکرد سیستم، سه روش و سیستم کلی شناخته شده است:

1. سیستم هیدرولیک: بر پایه فشار مایعات بنا شده و با استفاده از اجزای مکانیکی و روغن به عنوان سیال اصلی برای تولید، کنترل و انتقال قدرت به کار می‌رود.

2. سیستم الکتریکی: با جریان الکتریکی و برق کار می‌کند.

3. سیستم پنوماتیک: با جریان هوای فشرده کار می‌کند.

۱- سیستم هیدرولیک

همانطور که اشاره شد هیدرولیک علمی است که بر پایه فشار مایعات بنا شده و
با استفاده از اجزای مکانیکی و مایعات تحت فشار برای تولید، کنترل و انتقال قدرت استفاده می شود.

در سیستم های هیدرولیکی اصولا روغن، مایعی است که به عنوان جزء اصلی کاربرد دارد.

سیستم هیدرولیک به روایت تصویر:

۲- سیستم الکتریکی

همان طور که بالاتر به آن اشاره کردیم این سیستم با جریان الکتریکی و برق کار می کند.

۳- سیستم پنوماتیک

این نوع از سیستم ها با جریان هوای فشرده کار می کنند.

 

مقایسه سیستم هیدرولیک با سیستم های پنوماتیک و الکتریکی

مقایسه المان‌ها و پارامترهای مهم در این سه سیستم:

• نشتی سیستم: سیستم‌های الکتریکی نشتی قابل‌لحاظی ندارند؛ سیستم‌های هیدرولیکی دارای نشتی و آلودگی روغن هستند؛ سیستم‌های پنوماتیک نشتی بسیار بالایی دارند که از بزرگ‌ترین معایب آن‌هاست.

• تأثیرپذیری از محیط: سیستم‌های الکتریکی در شرایط خاص ریسک انفجار دارند اما نسبت به دما حساس نیستند؛ سیستم‌های هیدرولیکی به شدت نسبت به تغییرات دمای پیرامون خود حساس هستند؛ سیستم‌های پنوماتیک حساسیت زیادی به دمای محیط ندارند.

• ذخیرهسازی انرژی: در سیستم الکتریکی بسیار سخت و پرهزینه است؛ در هیدرولیک به سادگی توسط قطعاتی مانند آکومولاتورها انجام می‌شود؛ در پنوماتیک نیز انرژی به سادگی قابل ذخیره‌سازی است.

• انتقال انرژی: سیستم‌های الکتریکی قابلیت نامحدودی دارند؛ سیستم‌های هیدرولیکی تا ۱۰۰ متر (با محدودیت سرعت ۲ الی ۶ متر بر ثانیه)؛ سیستم‌های پنوماتیک تا ۱۰۰۰ متر (با سرعت ۲۰ الی ۴۰ متر بر ثانیه).

• سرعت عملکردی: سیستم‌های الکتریکی بدون محدودیت؛ سیستم‌های هیدرولیکی حدود ۰.۵ متر بر ثانیه؛ سیستم‌های پنوماتیکی حدود ۱.۵ متر بر ثانیه.

• هزینه تأمین و خرید: سیستم الکتریکی بسیار ارزان؛ سیستم هیدرولیکی گران؛ سیستم پنوماتیک بسیار گران‌تر از دو سیستم دیگر.

• حرکت خطی: در سیستم الکتریکی بسیار مشکل و پرهزینه است؛ در هیدرولیک با استفاده از سیلندر بسیار ارزان‌تر انجام می‌شود.

• حرکت دورانی: در الکتریکی با قدرت بالا بسیار ساده است؛ در هیدرولیک ساده است اما محدودیت سرعت دورانی دارد؛ در پنوماتیک با سرعت زیاد ساده است ولی راندمان پایینی دارد.

• دقت و پایداری: سیستم‌های الکتریکی دقیق‌ترین و پایدارترین هستند؛ سیستم‌های هیدرولیکی دقت و پایداری بالایی دارند؛ سیستم‌های پنوماتیکی دقت و پایداری ضعیفی دارند.

مزایا و معایب سیستم هیدرولیک

مزایا نسبت به روش‌های مکانیکی یا الکتریکی:

1. انعطاف‌پذیری: به دلیل منعطف بودن مجاری هیدرولیکی، توان به نقاط مختلف منتقل می‌شود.

2. افزایش نیروی انجام‌دهنده کار: با تغییر ابعاد سیلندر، می‌توان با نیروهای کوچک، بارهای بسیار بزرگ را جابجا کرد.

3. سادگی و خودروان‌کاری: داشتن اجزای متحرک کمتر و قابلیت روانکاری خودکار سیستم.

4. کوچک بودن: ابعاد اجزای ایجادکننده توان در هیدرولیک کوچک‌تر از سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی هم‌رده است.

5. صرفه‌جویی در هزینه: اتلاف توان و اصطکاک اندک در کنار سادگی سیستم.

6. ایمنی: داشتن اجزای متحرک کمتر و کنترل فشار بیش از حد با استفاده از شیرهای فشارشکن.

معایب سیستم هیدرولیک:

1. بازده: بازده هیدرولیک از سیستم الکتریکی بیشتر اما از سیستم مکانیکی کمتر است.

2. ضرورت تمیز بودن: زنگ‌زدگی، خوردگی، آلودگی، حرارت و فاسد شدن روغن به اجزا آسیب می‌زند و تمیزی در آن بسیار حیاتی است.
   
   

دسته‌بندی سیستم‌های هیدرولیک

سیستم‌های هیدرولیکی بر اساس محل نصب و کاربرد به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• سیستم هیدرولیکی ثابت (Stationary): سیستم‌هایی که نیاز به جابجایی ندارند؛ مانند پرس هیدرولیک.

• سیستم هیدرولیکی متحرک (Mobile): سیستم‌هایی که نیاز به جابجایی دارند؛ مانند تجهیزات هیدرولیکی نصب‌شده روی خودروهای سنگین.

همچنین از لحاظ اصول کنترلی به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• مدار باز (Open loop): سیستم‌هایی که هیچ فیدبکی از آن‌ها گرفته نمی‌شود.

• مدار بسته (Closed loop): سیستم‌هایی که از عملگر هیدرولیکی فیدبک گرفته می‌شود.

باید توجه داشته باشیم که محل فیدبک گیری در سیستم های هیدرولیکی، عملگر هیدرولیکی است.

به سیستم هایی که جابجایی نیاز دارند، سیستم هیدرولیک متحرک می گویند؛ مانند سیستم های هیدرولیکی نصب شده بر روی خودروهای سنگین.

شکل زیر یک سیستم متحرک هیدرولیکی را نشان می دهد.

اجزای اصلی سیستم هیدرولیک

سیستم هیدرولیک از چهار جزء اصلی تشکیل شده است که در کنار هم وظیفه سیستم را انجام می‌دهند:

1. یونیت هیدرولیک (پاورپک)

2. پمپ هیدرولیک

3. شیرهای هیدرولیکی

4. عملگرهای هیدرولیکی

جدول مشخصات فنی محصول

برای بررسی دقیق این حوزه، مشخصات پایه‌ای آن به شرح زیر دسته‌بندی شده است:

خدمات مهندسی و صنعتی هیدروآزما در حوزه سیستم‌های هیدرولیک

برای راه‌اندازی، تنظیم و بهره‌برداری بهینه از سیستم‌ها در قالب یک مدار هیدرولیک استاندارد، شرکت هیدروآزما خدمات تخصصی زیر را ارائه می‌دهد:

• تامین و واردات انواع قطعات، تجهیزات انتقال قدرت و پمپ هیدرولیک اصل.

• اجرای دقیق تست‌های عملکردی شامل تست هیدرولیک، تست پمپ هیدرولیک و تست شیر هیدرولیک با استفاده از دستگاه تست هیدرولیک پیشرفته.

• خدمات تخصصی تعمیر پمپ هیدرولیک، تعمیر تجهیزات هیدرولیک و اورهال هیدرولیک سیستم‌های صنعتی.

• طراحی مدار هیدرولیک صنعتی و طراحی پاور پک هیدرولیک (یونیت هیدرولیک) متناسب با استانداردهای روز.

• ارائه خدمات مشاوره هیدرولیک و برگزاری دوره‌های تخصصی آموزش هیدرولیک صنعتی و دوره آموزش هیدرولیک.

• تامین انواع شیر پروپرشنال و تجهیزات کنترلی در راستای ارتقای سطح خدمات هیدرولیک صنعتی.

سوالات متداول 

۱. سیستم هیدرولیک چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

سیستمی برای انتقال قدرت و تبدیل نیروی اولیه اندک به نیروی خروجی شدید بر پایه فشار مایعات (روغن) است.

۲. تفاوت سیستم هیدرولیک با پنوماتیک چیست؟

هیدرولیک با روغن (مایع غیرقابل تراکم) و با قدرت و دقت بالا کار می‌کند، در حالی که پنوماتیک با هوای فشرده کار کرده و نشتی و افت پایداری بیشتری دارد.

۳. مزیت اصلی سیستم هیدرولیک چیست؟

تولید نیروهای بزرگ با تجهیزات کوچک و سبک، انعطاف‌پذیری بالا، ایمنی و قابلیت ذخیره‌سازی انرژی توسط آکومولاتور.

۴. چگونه می‌توان برای استعلام قیمت و دریافت خدمات مهندسی هیدرولیک اقدام کرد؟

برای دریافت مشاوره فنی، استعلام قیمت تجهیزات و ثبت سفارش می‌توانید با شماره تلفن 66154024-021 تماس حاصل فرمایید.

 

همین حالا برای مشاوره رایگان و استعلام قیمت قطعات با ما تماس بگیرید.

۶۵۰۲۰۸۱۹ ۶۶۱۵۴۰۲۴ ۶۶۱۵۳۹۲۸ پیام رسان بله