تعریف و تاریخچه هیدرولیک
هیدرولیک از کلمهیونانی”هیدرو”مشتق گردیده است و این کلمه بمعنای جریان حرکات مایعات میباشد.
در قرون گذشته مقصود از هیدرولیک فقط آب بوده و البته بعدها عنوان هیدرولیک مفهوم بیشتری بخود گرفت و معنی ومفهوم آن بررسی در مورد بهره برداری بیشتری از آب و حرکت دادن چرخهای آبی و مهندسی آب بوده است.
مفهوم هیدرولیک در این قرن دیگر مختص به آب نبوده بلکه دامنه وسیعتری بخود گرفته و شامل قواعد و کاربرد مایعات دیگری، بخصوص”روغن معدنی”میباشد، زیرا که آب بعلت خاصیت زنگ زدگی، در صنایع نمیتواند بعنوان انرژی انتقال دهنده مورداستفاده قرار گیرد و بعلت آنکه روغن خاصیت زنگ زدگی دارد، امروزه در صنایع از آن بخصوص برای انتقال انرژی در سیستم کنترل استفاده بسیار میگردد.
بطور خلاصه میتوان گفت:
فنی که انتقال و تبدیل نیرو را توسط مایعات انجام دهد”هیدرولیک”نامیده میشود.
از آنجائیکه هیدرولیک آبی دارای خاصیت زنگ زدگی است لذا در صنایع از هیدرولیک روغنی هم بخاطر روغن کاری قطعات در حین کار و هم بخاطر انتقال انرژی در سیستمهای کنترل استفاده میشود. وقتیکه در صنعت از هیدرولیک نام برده میشود، مقصود همان”هیدرولیک روغنی”میباشد.
بطور دقیق میتوان گفت که: حوزه کاربرد هیدرولیک روغنی استفاده از انرژی دینامیکی و استاتیکی آن بوده و در مهندسی کنترل برای انتقال زیگنالها و تولید نیرو میباشد.
وسائل هیدرولیکی که نحوه استفاده هیدرولیک را در صنعت میسر میسازد خود دارای تاریخچه بسیار قدیمی میباشد.
یکی از قدیمیترین این وسائل، پمپهای هیدرولیکی بوده، که برای اولین بار کتزی بیوس یونانی در حدود اواسط قرن سوم قبل از مسیح، پمپی از نوع پیستون اهرمی که دارای دو سیلندر بود اختراع و ساخته است.
تا اوائل قرن هشتم دیگر در این زمینه وسیله جدیدی پدید نیامد و در اوائل این قرن انواع چرخهای آبی اختراع و رواج بسیار پیدا نمود.
قرن شانزده را میتوان توسعه پمپهای آبی دانست و در این قرن بود که انواع پمپ با ساختمانهای مختلفی پدیدار گردیدند و اصول ساختمانی این پمپ ها، امروزه بخصوص از نوع چرخ دنده ئی، هنوز هم مورد توجه و اهمیت بسیاری را دارا میباشد.
در اواخر قرن شانزدهم اصول ساختمان پرس هیدرولیکی طراحی گردیده و حدوداً بعد از یک قرن اولین پرس هیدرولیکی که جنبه عملی داشت، شروع بکار نمود.
قرن نوزدهم زمان کاربرد پرسهای هیدرولیک آبی بود و اوائل قرن بیستم را میتوان شروع و زمان توسعه هیدرولیکی روغنی در صنایع و تاسیسات صنعتی دانست.
سال 1905 پیدایش گیربکس هیدرواستاتیکی تا فشار 40 بار
سال 1910 پیدایش ماشینهای پیستون شعاعی
سال 1922 پیدایش ماشینهای شعاعی با دور سریع
سال 1924 پیدایش ماشینهای پیستون محوری با محور مایل
سال 1940 پیدایش و تولید انواع مختلف وسائل و ابزار هیدرولیکی برای فشارهائی بیش از 350 بار، که بعضی از آن وسایل در حال حاضر بطور سری تولید میگردد.
توسعه وسیع و کاربرد هیدرولیک روغنی پس از جنگ جهانی دوم پدید آمد، ودر اثر همین توسعه،
بسیاری از قطعات و لوازم هیدرولیک روغنی در حال حاضر بصورت استاندارد شده تولید میگردند.
خواص هیدرولیک روغنی و کاربرد آن در صنایع
استفاده از هیدرولیک روغنی به طراحان ماشین امکانات جدیدی را داده، که میتوانند به نحو ساده تری ایده و طرح خود را عملی سازند، بخصوص قطعات استاندارد شده هیدرولیک روغنی کمک بسیار جامعی در حل مسائل طراحان مینماید.
امروزه طراح ماشین میتواند با کمک هیدرولیک روغنی مسایل پیچیده کنترل مکانیکی را بنحو ساده تری و در زمان کوتاه تری حل نموده و در نتیجه طرح را با مخازن کمتری عرضه نماید.
خواص مثبت هیدرولیک روغنی
تولید و انتقال نیروهای قوی توسط قطعات کوچک هیدرولیکی، که دارای وزن کمتری بوده و نسبت وزنی آنها نسبت به دستگاههای الکتریکی 1 به 10 میباشد.
نصب ساده قطعات بعلت استاندارد بودن آنها
تبدیل ساده حرکت دورانی به حرکت خطی اسیلاتوری (رفت و برگشتی)
قابلیت تنظیم و کنترل قطعات هیدرولیکی
امکان سریع معکوس کردن جهت حرکت
استارت حرکت قطعات کار کننده هیدرولیکی، در موقعیکه زیر بار قرار گرفته باشند.
قابلیت تنظیم غیر پله ئی نیرو، فشار، گشتاور، سرعت قطعات کار کننده
ازدیاد عمر کاری قطعات هیدرولیکی در اثر موجودیت روغن در این قطعات
مراقبت ساده دستگاهها و تاسیسات هیدرولیکی توسط مانومتر
امکان اتوماتیک کردن حرکات
در مقابل این خواص مثبت، البته خواص منفی نیز در هیدرولیک موجود است که طراحان بایستی با آنها نیز آشنا گردند، البته لازم بتذکر است که بزرگترین خاصیت منفی هیدرولیک، افت فشار میباشد، که در حین انتقال مایع فشرده پدید میآید.
خواص منفی هیدرولیک روغنی
خطر در موقع کار با فشارهای قوی، لذا توجه بیشتری بایستی به محکم وجفت شدن مهره ماسورهها با لولهها و دهانه تغذیه و مسیر کار قطعات کار کننده نمود
راندمان کمتر مولدهای نیروی هیدرولیکی نسبت به مولدهای نیروی مکانیکی، بعلت نشت فشار روغن و همچنین افت فشار در اثر اصطکاک مایعات در لوله و قطعات
بعلت قابلیت تراکمی روغن و همچنین نشت آن، امکان سینکرون کردن جریان حرکات بطور دقیق میسر نمیباشد.
گرانی قطعات در اثر بالا بودن مخارج تولید.
کاربرد هیدرولیک امروزه در اغلب صنایع بخصوص صنایع ذیل متداول میباشد:
ماشین ابزار
پرس سازی
تاسیسات صنایع سنگین
ماشینهای راه و ساختمان و معادن
هواپیما سازی
کشتی سازی
تبدیل انرژی در تاسیسات هیدرولیکی
انرژی مکانیکی اغلب توسط موتورهای احتراقی و یا الکترو موتورها تولید میگردد، در هیدرو پمپها تبدیل به انرژی هیدرولیکی گشته و این انرژی از طریق وسائل هیدرولیکی به قطعات کار کننده هیدرولیکی منتقل میگردد، واز این قطعات کارکننده میتوان مجددا انرژی مکانیکی را بدست آورد.
آشنایی با پنوماتیک(نیوماتیک)
پنیوماتیک یکی از انواع انرژی هایی است که در حال حاضر از آن استفاده وافر در انواع صنایع میشود و میتوان گفت امروزه کمترکارخانجات یا مراکز صنعتی را میتوان دید که از پنیوماتیک استفاده نکند و در قرن حاضر یکی از انواع انرژیهای اثبات شدهای است که بشر با اتکا به آن راه صنعت را میپیماید.
پنیوما در زبان یونانی یعنی تنفس باد و پنیوماتیک علمی است که در مورد حرکات و وقایع هوا صحبت میکند امروزه پنیوماتیک در بین صنعتگران به عنوان انرژی بسیار تمیز و کم خطر و ارزان مشهور است و از آن استفاده وافر میکنند.
خواص اصلی انرژی پنیوماتیک
عامل اصلی کارکرد سیستم پنیوماتیک هواست و هوا در همه جای روی زمین به وفور وجود دارد.
هوای فشرده را میتوان از طریق لوله کشی به نقاط مختلف کارخانهیا مراکز صنعتی جهت کارکرد سیستمهای پنیوماتیک هدایت کرد.
هوای فشرده را میتوان در مخازن مخصوص انباشته و آن را انتقال داد یعنی همیشه احتیاج به کمپرسور نیست و میتوان از سیستم پنیوماتیک در مکان هایی که امکان نصب کمپرسور وجود ندارد نیز استفاده نمود.
افزایش و کاهش دما اثرات مخرب و سوئی بر روی سیستم پنیوماتیک ندارد و نوسانات حرارتی از عملکرد سیستم جلوگیر ی نمیکند.
هوای فشرده خطر انفجار و آتش سوزی ندارد به این دلیل تاسیسات حفاظتی نیاز نیست.
قطعات پنیوماتیک و اتصالات آن نسبتا ً ارزان و از نظر ساختمانی قطعاتی ساده هستند لذا تعمیرات آنها راحت تر از سیستمهای مشابه نظیر هیدرولیک میباشد.
هوای فشرده نسبت به روغن هیدرولیک مورد مصرف در هیدرولیک تمیز تر است و به دلیل این تمیزی از سیستم پنیوماتیک در صنایع دارویی و نظایر آن استفاده میشود.
سرعت حرکت سیلندرهای عمل کننده با هوای فشرده در حدود 1 الی 2 متر در ثانیه است و در موارد خاصی به 3 متردر ثانیه میرسد که این سرعت در صنایع قابل قبول است و بسیاری ازعملیات صنعتی را میتواند عهده دار شود.
عوامل سرعت و نیرو در سیستم پنیوماتیک قابل کنترل و تنظیم است.
عناصر پنیوماتیک در مقابل بار اضافه مقاوم بوده و به آنها صدمه وارد نمیشود مگر اینکه افزایش بار سبب توقف آنها گردد.
تعمیرات و نگه داری سیستمای پنیوماتیک بسیار کم خطر است زیرا در انرژیهای قابل مقایسه نظیر برق خطر جانی و آتش سوزی و در هیدرولیک انفجار و جانی وجود دارد اما در پنیوماتیک خطر جانی به صورت جدی وجود ندارد وآتش سوزی اصلا ً وجود ندارد و بدین دلیل در صنایع جنگ افزارسازی از سیستم تمام پنیوماتیک استفاده میشود.
معایب سیستم پنیوماتیک
چون سیال اصلی مورد استفاده در سیستم پنیوماتیک هوای فشرده و جهت تهیه هوای فشرده باید با کمپرسور آن را فشرده کرد همراه هوای فشرده شده مقداری رطوبت وناخالصی هوا ومواد آئروسل وارد سیستم شده و سبب برخی خرابی در قطعات میشود لذا باید جهت تهیه هوای فشرده فیلتراسیون مناسب استفاده نمود.
هزینه استفاده از هوای فشرده تا حد معینی اقتصادی میباشد و این میزان تا وقتی است که فشار هوا برابر 7 بار و نیروی حاصله با توجه به طول کورس و سرعت حداکثر بین 20000 تا 30000 نیوتن میباشد.
به طور خلاصه میتوان گفت که جهت قدرتهای فوق العاده زیاد مقرون به صرفهتر است از نیروی هیدرولیک استفاده شود.
لطفا برای خواندن ادامه مقاله فایل PDF و Word را دانلود نمائید.
با خرید این محصول فایل word و PDF مربوط به این مقاله را دریافت خواهید کرد.
لینک دانلود بیدرنگ پس از پرداخت نمایش داده شده و فایل فشرده مربوط به این مقاله آماده دانلود خواهد بود.
تعداد صفحات: 12 صفحه | حجم فایل: کمتر از 1 مگابایت | فونت استفاده شده: B Zar | به همراه صفحه اول و عکس