سیستم هیدرولیک یکی از زیر مجموعه های مکانیک سیالات است که وظیفه تبدیل نیروی اولیه اندک به نیروی خروجی پر قدرت را برعهده دارد.

حرکت دادن ، خرد کردن و یا تحت فشار (پرس) اجسام بدون قدرت و علم هیدرولیک ناممکن است 

چنانچه مایل به آشنایی با اجزا و اصول هیدرولیک هستید در این مقاله با آگاه صنعت همراه باشید

هیدرولیک

معرفی سیستم هیدرولیک

هیدرولیک علمی است که در آن با تحت فشار قرار دادن مایعات (در اینجا روغن) بوسیله اجزاء مکانیکی از نیروی تقویت شده برای کنترل ابزارهای خاص استفاده میشود این فرآیند در مدل زیر نشان داده شده است 

سیستم هیدرولیک

اصول اساسی هیدرولیک

مایعات خصوصیات منحصر بفردی دارند که بهترین گزینه برای استفاده در سیستمهای هیدرولیک میباشند در زیر به این خصوصیات اشاره میکنیم

مایعات شکل مخصوصی ندارند و به شکل هر ظرف و مجرایی در می آیند و جهت کنترل حجم و اندازه به راحتی میتوان با خارج کردن آنها از ظرفی به ظرف دیگر از نیروی بوجود آمده استفاده کرد

مایعات متراکم نمیشوند اگر ظرفی را از مایعی پر کنیم و از قسمت آزاد ظرف فشاری به مایع وارد کنیم بدون اینکه مایع راه گریزی داشته باشد ظرف متلاشی میشود اما مایع درون آن متراکم نمیشو (گازها این خاصیت را ندارند)

مایعات فشار را در همه جهات منتقل میکنند

مایعات باعث افزایش نیروی فشار کار میشوند

درجک هیدرولیک شما میتوانید با فشار دادن اهرم بوسیله انگشتان دست نیرویی چند تنی برای بالا بردن مثلا شاسی اتومبیل ایجاد کنید

جک هیدرولیک

اجزاء سیستم هیدرولیک

سیستمهای هیدرولیک از شش جزء اصلی تشکیل شده است که در زیر آنها را مرور میکنیم

پمپ (Pump)

پمپ هیدرولیک

 پمپ نیروی مکانیکی را به توان هیدرولیکی تبدیل می کند

سیلندر   (Cylinder)

سیلندر

سیلندر یک نوع عملگر هیدرولیکی است و برای انجام کار از جریان روغن استفاده می کند.

به این صورت که برای انجام کار، توان هیدرولیکی را به نیروی مکانیکی تبدیل می کند.

سیلندر هیدرولیکی چیست؟

 شیر یک طرفه (Check Valve)

شیر یکطرفه

شیرهای یک طرفه یکی از پرکاربردترین شیرهای صنعت هیدرولیک هستند.
این شیرها یک ساچمه دارند که وقتی روغن جریان دارند باز شده و زمانی که جریان روغن متوقف می شود بسته می شود.

در واقع از شیر های یک طرفه برای حبس کردن روغن در سیلندر بین کورس های آن و جلوگیری از برگشت روغن به مخزن در طول کورس استفاده می شود.

4-3 مخزن (Tank)

تانک روغن مخزن روغن

برای نگهداری و انباشتن روغن از مخزن و یا تانک روغن استفاده می شود.

مخزن یک سوراخ هوا دارد و بر اساس اثر ثقل  و فشار جو کار می کند.

هنگامی که پمپ نیاز به روغن بیشتر دارد، روغن مورد نیاز، از مخزن وارد پمپ می شود و
روغن اضافی و بازگشتی، به داخل مخزن هیدرولیک انتقال می یابد.

 شیر کنترل (Control Valve)

شیر کنترل هیدرولیک

دسته بعدی شیرهای پرکاربرد در سیستم هیدرولیک، شیرهای کنترلی هستند که ممکن است فرمان آنها دستی و یا الکتریکی باشد

شیر کنترل مسیر ورود و خروج روغن را معین می کند. این شیر در وضعیت های مختلف، مسیر جریان روغن را تغییر می دهد.

مثلا در یک وضعیت شیر، حرکت روغن از پمپ به پایین سیلندر باعث بالا رفتن پیستون شده یا
در وضعیت دیگر، ورود روغن به قسمت بالای سیلندر باعث پایین رفتن پیستون و خالی شدن روغن از قسمت پایینی سیلندر می شود.

 

 شیر فشار شکن (Relief Valve)

شیر فشار شکن

شیر فشار شکن از سیستم در برابر فشار های قوی و اضافه بار محافظت می کند.

اگر فشار مورد نیاز برای انجام کاری (مثلا بلند کردن یک وزنه) بیش از حد باشد، این شیر باز شده و
با تخلیه روغن در مخزن، فشار را کاهش می دهد.

هم چنین در مواقعی که مسیری برای جریان روغن وجود نداشته باشد، روغن توسط این شیر به مخزن باز می گردد.

 مزایای سیستم هیدرولیک

مزایای سیستم هیدرولیک نسبت به روش های انتقال توان مکانیکی یا الکتریکی به شرح زیر می باشد

 انعطاف پذیری

در روش مکانیکی، منبع توان و کار نسبت به هم ثابت هستند اما
در روش هیدرولیکی به دلیل منعطف بودن مجاری هیدرولیکی، توان را می توان به نقاط مختلف انتقال داد.

 افزایش نیروی انجام دهنده کار

در سیستم هیدرولیک، به سادگی با تغییر ابعاد سیلندر، می توان با نیرو های بسیار کوچک، بارهای بسیار بزرگ را جا به جا کرد.

 سادگی

سیستم هیدرولیک به دلیل داشتن اجزای متحرک کم تر، دچار فرسایش کم تری می شود.

هم چنین سیستم هیدرولیک خود را روان کاری می کند.

 کوچک بودن

اجزایی که در سیستم هیدرولیک توانی را ایجاد کرده و یا انتقال می دهند، کوچک تر از اجزای سیستم های مکانیکی یا الکتریکی است که
همان کار را انجام می دهند.

در نتیجه سیستم هیدرولیک با ابعاد کوچک تر می تواند همان کاری را بکند که سیستم مکانیکی یا الکتریکی با ابعاد بزرگ انجام می دهند.

صرفه جویی در هزینه

به دلیل کوچک تر و ساده تر بودن سیستم هیدرولیک، انتقال توان نسبتاً کم هزینه تری ایجاد می شود. اتلاف توان و اصطکاک نیز تقریباً اندک است.

 ایمنی

اجزای متحرک مثل چرخ دنده ها، زنجیر ها و اتصال های الکتریکی در سیستم هیدرولیک کمتر است.

هم چنین با استفاده از شیر های فشار شکن، فشار بیش از حد سیستم کنترل می شود.

این قابلیت ها ایمنی سیستم هیدرولیک را افزایش می دهند.

 معایب سیستم هیدرولیک

اما سیستم هیدرولیک مانند هر سیستم دیگری با داشتن مزایای بسیار، معایبی هم نسبت به سیستم های مکانیکی و الکتریکی دارد؛ مثل:

 بازده

بازده سیستم هیدرولیک نسبت به سیستم الکتریکی بیشتر بوده، اما نسبت به سیستم مکانیکی کمتر است.

 ضرورت تمیز بودن

زنگ زدگی، خوردگی، آلودگی، حرارت و فاسد شدن روغن به اجزای سیستم هیدرولیک آسیب می زند.

تمیزی و مراقبت از اجزا در سیستم هیدرولیک نسبت به سایر سیستم های انتقال توان مهم تر است.

 انواع سیستم هیدرولیک

دو نوع سیستم هیدرولیک اصلی وجو دارد که در ادامه با آنها آشنا می شویم.

 سیستم هیدرولیک مرکز باز

هیدرولیک مرکز باز

در این نوع سیستم، پمپ به طور پیوسته در حال کار کردن بوده و مرکز شیر کنترل باز است تا
جریان روغن پس از خارج شدن از پمپ، از شیر عبور کرده و به مخزن برگردد.

در این حالت جریان ثابتی ایجاد شده و وقتی نیاز به انجام کاری نیست، روغن از مسیر مشخص به مخزن باز می گردد.

 سیستم هیدرولیک مرکز بسته

هیدرولیک مرکز بسته

در سیستم مرکز بسته، مرکز شیر کنترل بسته است و روغن نمی تواند از آن عبور کند.

در این صورت پمپ قادر است کار خود را متوقف کند و وقتی نیاز نیست کاری انجام شود، شیر در وضعیت خلاص (در مرکز شیر که بسته است) قرار گرفته وبا مسدود شدن مسیر روغن، کار پمپ متوقف می شود.

------------------------------------------------------

سيستم هاي هيدروليك

بدون در نظر کرفتن کاربرد و ابعاد سیستم هیدرولیکی مورد نظر در همه آنها تقریبا اجزا و اصول هیدرولیک یکسان هستند : الکتروموتور ، شیر ، پمپ هیدرولیک ، فیلتر ، لوله ، حسگرها و .... میتوانند تشکیل دهنده اجزا یک سیستم هیدرولیکی باشند که در دستگاههای تزریق پلاستیک هم از تمام این اجزا به تعداد مختلف استفاده شده است که در زیر در مورد نگهداری بهینه آنها توضیحاتی داده شده است با ما همراه باشید .

مراقبت از روغن هيدروليك

نقش روغن هيدروليك همانند خون در سيستم هيدروليك مي باشد. روغن هيدروليك وظيفه انتقال فشار و انرژي،‌ كاهش اصطكاك، انتقال حرارت قطعات، جمع آوري ذرات مكانيكي ناشي از سايش و جلو گيري از زنگ زدگي را در سیستم بعهده دارد. در دستگاه های تزريق پلاستیک از روغن هاي هيدروليك معدني (پايه نفتي) استفاده مي شود.

برای استفاده بهینه از روغن هیدرولیک و افزایش عمر روغن به نکات زیر توجه ویژه داشته باشید

كنترل دما

با گردش روغن از تانك به پمپ، لوله ها و شير فشار شكن (شير ريليف)، دما در آن بالا مي رود. دماي زياد باعث اكسيد شدن روغن و ته نشين شدن لجن در سيستم خواهد شد. همچنين در صورت پايين بودن دماي روغن بيش از حد متعارف، احتمال ميعان بخار آب در تانك روغن و بروز كاويتاسيون (مراجعه به مقاله کاویتاسیون در پمپ) در پمپ وجود دارد.

دماي مناسب روغن هیدرولیک حدود 45 درجه سلسيوس با تلرانس 5± درجه بوده و در ماشين هاي دارای حسگر حرارت ، سيستم در دماي 50-55 درجه بطور اتوماتيك هشدار دمای بالای روغن داده  قطع مي شود. در توصيف دماي نرمال و دماي بحراني مي توان از تشابه محدوده نرمال دماي بدن (37 درجه)، حالت تب كه تا 40 درجه است و بالاتر از آن كه منتج به تشنج خواهد شد اشاره نمود. لذا قطع اتوماتيك سيستم در دماي 55درجه به اين معنا نيست كه دماي 54 درجه دماي خوبي است و باید در عمل از رسیدن دمای روغن به این منطقه دمایی جلو گیری کرد  ( ارجاع به مقاله :  روشهای خنک کاری روغن و قالبهای تزریق پلاستیک)

لجن ايجاد شده در دماي بالا، مانع حركت صحیح شيرها، انسداد روزنه هاي فيلتر و گير كردن شيرهاي کنترل خواهد شد. اطمينان حاصل نماييد كه سيستم خنك كننده (چيلر يا برج خنك كننده، لوله ها و مبدل ها) بدرستي كار مي كند.

 در دماي بالا كه زمان ماندگاري روغن در تانك نيز كوتاه است هوا بخوبي از روغن جدا نشده و به خارج هدايت نمي شود. هواي داخل روغن در اثر فشار و دماي بالا، خود عامل ايجاد حرارت شده و بطور موضعي دما بشدت افزايش مي يابد (هوا در اثر تراكم داغ مي شود)  دماي زياد هوا باعث آزاد شدن نيتروژن شده كه در تركيب با لجن حاصل از اكسيد روغن، لجن به مراتب بدتري را ايجاد نموده كه احتمال گيرپاژ كردن قطعات مكانيكي مانند جکها و اسپول شیرهای کنترل و دیگر اجزا هيدروليك را به همراه دارد.

نظافت سيستم هيدروليك

حتا ماشين هاي نو نيز ممكن است تميز نباشند. هميشه بايستي دقت كرد تا سيستم عاري از گرد و خاك، آب، پليسه و ساير ذرات باشد. مجراهاي ورودي و خروجي سيستم، بايستي بدقت كنترل شوند تا موارد اشاره شده در  بالا به سيستم وارد نشوند. به خصوص در مکانهایی که با پلاستیکهای کیفیت پایین و آسیابی مانند کارگاههای تولید سبد میوه این آلودگی به شدت بالتر و کنترل آن واجب تر است 

تميزي روغن هيدروليك

مراقبت از روغن هيدروليك با انبارداري و حمل صحيح آن شروع مي شود. براي جلوگيري از آلوده شدن روغن، آنها را در محل مخصوص و در ظرف هاي خاص نگهداري روغن كه بايستي تميز هم باشند نگهداري نماييد.

متأسفانه فيلترها اغلب فراموش مي شوند و سيستم با روغن كثيف كار مي كند. بدون توجه به اينكه فيلتر كثيف است يا نه، در زمان مقرر فيلتر را تعويض نماييد. در صورت كثيف شدن فيلتر، روغن به اندازه كافي به داخل پمپ وارد نشده و نمي تواند كاتريج، پره و رينگي را خنك و به اندازه كافي چرب نمايد و در صورت ادامه كاركرد باعث داغ شدن و آسيب ديدگي پمپ مي شود. بديهي است كه پمپ داغ نيز روغن را داغ و آسيب هاي اشاره شده در بالا را تشديد مي کند .

آناليز روغن هيدروليك

شركت هاي توليد كننده روغن، تعويض سالانه روغن هيدروليك را توصيه مي نمايند. آنچه توسط شرکت های سازنده ماشین آلات تزریق پلاستیک توصيه شده براي ماشين هاي نو تعويض بعد از 2000 ساعت كاركرد اوليه و از آن به بعد هر 7000 ساعت مي باشد. اما مي توان با آناليز خواص روغن اين زمان را افزايش داد. از آنجاييكه در ايران امكان آناليز روغن براي همه مشتريان وجود ندارد، توصيه ميشود حداقل هر سه ماه يكبار از روغن نمونه گيري شده و كيفيت ظاهري آن و همچنين عدم اختلاط با آب و عدم وجود ذرات خارجي را كنترل نمود.

مراقبت از سيستم هيدروليك

نگهداري سيستم هيدروليك ارتباط مستقيم با نگهداري و مراقبت روغن هيدروليك دارد. به همين منظور توصيه مي شود كه اپراتورها و يا مسئولين نت (نگهداری و تعمیرات)  نسبت به كنترل 10 گانه زير اقدام نمايند.

  • سطح روغن را كنترل نماييد و در صورت كم بودن روغن، روغني كه از همان مارك قبلي و با مشخصات مشابه است را از طريق فيلتر به تانك اضافه نماييد. هرگز روغن هاي متفاوت را با هم مخلوط نكنيد.
  • مسير ورودي هوا به تانك را بررسي نماييد و درصورت وجود فيلتر آنرا تميز نماييد و از سوراخ كردن آن پرهيز شود.
  • فيلترها را از نظر ظاهري و يا از طريق سنسورهاي وكيوم كه كثيفي آنهار ا نشان مي دهند (اگر بين راه فيلتر و پمپ تعبيه شده باشد) كنترل نماييد.
  • هميشه مراقب نشتي ها باشيد. نشتي ها علاوه بر مشكلات زيست محيطي و ايمني، باعث افزايش مصرف روغن شده و در صورت ادامه و كاهش سطح روغن، باعث داغ شدن سيستم مي شوند (زمان ماندگاري روغن در تانك كاهش مي يابد و روغن زودتر به گردش در مي آيد). روغن هاي ريخته شده بر روي بدنه دستگاه تزریق پلاستیک را مجدداً به تانك برنگردانيد.
  • دماي روغن را بطور دائم از طريق ترموكوپل هاي تعبيه شده در ماشين كنترل نماييد. دماي مناسب كاركرد 5±45 درجه است. از طريق كنترل سيستم خنك كننده تلاش نماييد تا دماي روغن در محدوده عدد اسمي باشد.
  • از طريق نمونه برداري و يا كنترل با چراغ قوه از عدم وجود كف اطمينان حاصل نماييد (بطور معمول حباب هاي ريز هوا در روغن وجود دارند ولي در اينجا كف مد نظر است كه بزرگ بوده و با چشم براحتي قابل تشخيص هستند).

علت وجود كف ميتواند: سطح پايين روغن، سوراخ بودن لوله يا شلنگ مكش به پمپ (مكش هوا به پمپ)، دماي پايين روغن، ويسكوزيته بالاي روغن (كه اجازه خروج هوا به بالا را نميدهد و همچين بدليل عدم جريان روان به سمت پمپ، ميزان وكيوم افزايش خواهد يافت) و آب بند نبودن شفت پمپ باشد.

درصورتيكه هوا از طريق مسير ورودي به داخل پمپ وارد مي شود با مسدود كردن سوراخ، تغيير صداي قابل ملاحظه اي در پمپ بوجود مي آيد. پمپي كه هوا را به داخل ميكشد صدايي شبيه چرخاندن چندين تيله در يك ظرف را ميدهد.

درصورت وجود كف در روغن، روغن سفيد خواهد شد كه در صورت راكد ماندن و عدم استفاده پس از گذشت چند ساعت هوا از آن تخليه خواهد شد. اما عامل ديگري نيز ميتواند روغن را سفيد يا شيري رنگ كند و آن عامل آب سيستم خنك كننده است. درصورتيكه روغن شيري رنگ بود و با گذشت چند ساعت از زمان خاموشي ماشين رنگ آن تغيير نكرد ترديدي نيست كه آب به     درون سيستم هيدروليك نفوذ كرده است (عمدتا نفوذ آب بدليل سوراخ بودن مبدل مي باشد).

  • به صداي پمپ به دقت گوش دهيد تا از عدم وجود كاويتاسيون اطمينان حاصل نماييد. كاويتاسيون با هوا كشيدن پمپ متفاوت است ولي تشابهاتي هم دارند. كاويتاسيون وقتي اتفاق مي افتد كه در مجراي ورودي پمپ (در هنگام مكش)، بعلت كاهش فشار هواي، داخل روغن آزاد مي شود و هواي آزاد شده در خروج از پمپ بعلت متراكم شدن بصورت انفجاري به ديواره هاي پمپ برخورد مي كند. اين برخوردهاي انفجاري بشدت به پمپ آسيب مي رساند. پمپي كه كاويتاسيون در آن اتفاق افتاده صداي ناله يا زوزه ميدهد. دلايل وجود كاويتاسيون همانند كف است به استثناي سوراخ در مسير ورودي پمپ. اما چطور ميتوان پمپي را كه صداي آن ناشي از كف است را از پمپي كه صداي آن ناشي از كاويتاسيون است را متمايز نمود؟

يك راه تمايز اين دو، وجود سنسور وكيوم در مسير مكش و مقايسه فشار وكيوم با اعداد شركت سازنده پمپ است. در صورتيكه اين عدد بيشتر يا مساوي عدد شركت سازنده بود كاويتاسيون اتفاق نيافتاده است.وجود كف نيز در تانك علامت اين است كه كاويتاسيون اتفاق نيافتاده است.

  • از روغن نمونه برداري نموده و رنگ، بو و تميزي آنرا كنترل نماييد. توجه داشته باشيد كه كنترل چشمي فقط كثيفي هاي شديد را نشان مي دهد.
  • با كمك ترمومترهاي مادون قرمز، دماي بدنه و بوبين شيرهاي سروُ را كنترل نماييد اگر دماي آنها از حد متعارف بيشتر بود شير بصورت روان كار نمي كند.
  • دماي داخل محفظه موتور الكتريكي را با ترمومترهاي مادون قرمز كنترل نماييد.

توصيه هايي براي تعويض روغن هیدرولیک

در زير به مراحل صحيح تعويض روغن هیدرولیک اشاره مي شود:

  1. هميشه روغن را در زماني كه گرم است تخليه نماييد تا ذرات خارجي در آن معلق باشند.
  2. روغن داخل سيلندرها، اكومولاتورها و لوله ها و شلنگ ها را نيز تخليه نماييد.
  3. پس از تخليه روغن هیدرولیک از طريق پيچ تخليه،‌ با كمك پمپ ديگري روغن باقي مانده در كف تانك را كشيده و كف تانك را با پارچه تميز نماييد.
  4. آهنرباي داخل تانك را نيز بگونه اي تميز كنيد كه هيچ پليسه اي به آن نچسبيده باشد.
  5. داخل تانك را با پارچه ديگري كه پرز ندهد كاملاً تميز كنيد.
  6. بدنه فيلترها را تميز و قسمت هاي قابل تعويض را تعويض نماييد.
  7. مخزن را با روغن هیدرولیک نو پر نماييد و اطمينان حاصل كنيد كه هواي داخل مخزن براحتي تخليه ميشود. تا حدود 3 ساعت ماشين را استارت ننماييد تا حباب هاي هوا از روغن خارج شوند.
  8. ماشين را روشن و عملكردهاي آنرا كنترل نماييد.

در سيستم هايي كه ميزان لجن ته نشين شده بيش از حد متعارف است ميتوان از حلال هاي نفتي استفاده نمود.

نكات ايمني

چون سيستم هيدروليك در فشار بالا كار ميكند قبل از اقدام به باز كردن اجزا آن، سيستم را خاموش و فشار سيستم را آزاد نماييد. در صورت بروز نشتي و پاشش روغن هیدرولیک با فشار زياد به بيرون، از تماس آن با بدن جداً خودداري نماييد. در تماس با پمپ، شيرها و الكتروموتور مراقب سوختگي پوست بدليل دماي بالاي آنها باشيد. سعي كنيد كه بدن و لباس هاي شما با اجزا متحرك ماشين در تماس نباشد.

جهت کنترل اصولی موارد فوق و تعمیر دستگاه تزریق پلاستیک خود میتوانید  با شماره تلفن 09195714914 و یا دیگر شماره های درج شده در سایت در شهر شیراز تماس حاصل فرمایید