محرک هیدرولیک چیست؟ کاربرد و انواع
در این مقاله قصد داریم که محرک هیدرولیک و انواع آن را بررسی نماییم. با ما همراه باشید.
فهرست مطالب:
- محرک چیست؟
- کاربرد محرکها یا عملگرها
- انواع محرکها
- محرکهای هیدرولیکی
- اجزای سیستم هیدرولیک
- انواع عملگرهای هیدرولیکی
- انواع عملگرهای هیدرولیکی خطی
- مزایا و معایب عملگرهای هیدرولیکی
حتما بخوانید:
جک پنوماتیک (سیلندر پنوماتیک) چیست؟
انواع محرکهای صنعتی (پنوماتیک، هیدرولیک و الکترونیک)
محرک چیست؟
محرکها یا اکچیتورها یا عملگرها ابزار های مکانیکی می باشند که انواع انرژی را به حرکت تبدیل می کنند. این عمل معمولا شامل یک فرمان کنترلی است. با هر فرمان یک تغییر در سیگنال سیستم فیزیکی اتفاق می افتد و سپس نیروی مورد نظر برای انجام فرمان داده شده ایجاد می شود. سیگنال فرمان میتواند به طور خودکار یا توسط انسان کنترل شود که البته منبع انرژی متفاوت است.
در واقع عملگرهای صنعتی ماشین های صنعتی را کنترل می کنند و به قطعات اجازه حرکت خطی یا غیرخطی را می دهند. این حرکت می تواند شامل همه انواع عملیات مانند بستن، بلند کردن، مسدود کردن و بیرون راندن و… باشد. به طور معمول، محرک ها عضو کلیدی در عملیات صنعتی و خطوط تولید هستند که در آن پمپ ها، شیرها، سوئیچ ها و موتورها را فعال یا غیر فعال می کنند.
معمولاً عملگرها حرکتی مکانیزه را هدایت و کنترل می کنند. انواع حرکات شامل حرکت خطی، چرخشی یا نوسانی میباشد. به بیان دیگر، این حرکت میتواند در یک جهت، دایره ای یا بصورت رفت و برگشتی در فواصل منظم اتفاق بیفتد. در هر زمان که یک سیستم مکانیزه هر گونه حرکت پایانی را فرمان دهد، وجود محرکها الزامی میباشد و بدون آن ها حرکت غیرممکن خواهد بود.
حتما بخوانید:
سیلندر هیدرولیکی چیست؟ انواع آن
یونیت یا پاور پک هیدرولیک چیست؟ کاربرد آن
محرک ها یا عملگرها در کجا کاربرد دارند؟
به جرئت میتوان گفت هر صنعتی به روشی از انواع محرک ها استفاده می کند. اکچیتور ها در فرآوری نفت و گاز، صنعت هوانوردی و هوافضا، صنایع نظامی و دفاعی، صنعت دریایی، معادن، جنگل داری و جاده سازی و شهرسازی و صنایع الکترونیکی و خودرو سازی و… مورد استفاده و الزامی میباشند.
عملگرها همچنین در ساخت تجهیزاتی مانند جرثقیل، پرس، دکل حفاری، بالابر انسان، سنگ شکن زغال سنگ، پرتاب موشک و دیگر تجهیزات جابجایی مواد و دستگاه های اتوماتیک و… استفاده میشوند. اگر یک صنعت یا عرصه را انتخاب کنید و جزئیات آن را بررسی کنید. می بینید که از محرک ها حتما در جایی بالاتر یا پایین تر استفاده می شود.
انواع محرک ها کدام اند؟
عملگرها را به سه دسته اصلی پنوماتیکی، هیدرولیکی و الکتریکی تقسیم بندی می کنند.
نوع دیگری از تقسیم بندی وجود دارد که بر اساس حرکتی که انجام میدهند می باشد. از این نظر دسته بندی می توان گفت دو دسته زیر وجود دارند:
- عملگرهای حرکت خطی
- عملگرهای حرکت دورانی
خود عملگر های خطی به انواع زیر تقسیم می شود:
- جک‌های نیوماتیکی
- جک‌های هیدرولیکی
- سروو موتورهای خطی
- جک‌های سلونویدی
عملگرها و محرک های دورانی نیز انواع زیر را شامل می شوند:
- انواع عملگرهای دورانی
- موتورهای الکتریکی
- موتورهای نیوماتیکی
- موتورهای هیدرولیکی
برای انتخاب نوع عملگر باید در نظر داشت که حتما باید ولو ما انتخاب شده باشد. سپس عملگر مناسب را بر حسب اینکه حرکت شفت ولو بصورت خطی و یا چرخشی است و میزان گشتاور به چه صورت خواهد بود، انتخاب کرد. در این مقاله بحث مورد نظر محرکهای هیدرولیکی است.
حتما بخوانید: سیستم هیدرولیک چیست؟ کاربرد آن
علم هیدروک و محرک های هیدرولیکی:
هیدرولیک (Hydraulics) علم بررسی مایعات تحت فشار است. در واقع به بیان ساده تر میتوان گفت که هیدرولیک « انجام کار یا تولید نیرو یا حرکت توسط مایع تحت فشار » میباشد. جالب است بدانید از زمان های قدیم از علم هیدرولیک استفاده میشده و انسان ها برای انجام کارهای خود از آن استفاده می‌کردند. ولی این علم با این نام، شناخته شده نبود برای مثال برای انتقال دادن تنه درخت و الوارها از آب برای جابجایی و رفت و آمد استفاده می کردند. از مثال دیگر آن می توان به سیستم آسیاب و استفاده از نیروی آب برای چرخاندن توربین های آبی اشاره کرد.
امروزه از هیدرولیک در صنعت برای پرس های مواد و زباله، ماشین های مربوط به پارچه و کاغذ، ماشین های ریخته گری، همچنین ماشین های در بازکن و ماشین های انجام پرس پلاستیک و… استفاده میشود. محرک های هیدرولیک شباهت زیادی به محرک های پنوماتیک دارند و تنها تفاوتی که باهم دارند، سیال مورد استفاده شده است که در آن ها قرار می گیرد. معمولاً در محرک های هیدرولیک از روغن به منظور انتقال دادن نیرو کمک می گیرند اما ممکن است در نوع پنوماتیک از هوا یا آب و حتی از سیال دیگری استفاده شود. از نظ دیگر محرک های هیدرولیکی همانند نیوماتیک ها با دو حالت Normally Close و Normally Open طراحی و تولید می شوند.
اصل کار عملگر هیدرولیکی این است که از فشار مایع به جای فشار هوای ابزار برای فراهم کردن نیرو و انجام کار بر روی دیافراگم برای حرکت دریچه یا ولو استفاده میکند. تقریباً همه انواع عملگرهای هیدرولیکی از یک پیستون به جای دیافراگم برای تغییر فشار مایع به قدرت مکانیکی استفاده می کنند.
مطلب مرتبط : محرک پنوماتیک چیست؟
اجزای سیستم هیدرولیک:
مهم ترین اجزای تشکیل دهنده سیستم های هیدرولیکی عبارت اند از:
مخزن هیدرولیک: وظیفه آن نگه داشتن حجم سیال مورد نیاز، گرفتن گرمای سیستم، رسوب و نشست آلاینده‌های جامد در خودش و تسهیل خروج هوا و رطوبت از سیال هیدرولیک است.
پمپ هیدرولیک: وظیفه تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی هیدرولیکی را بر عهده دارد. این کار با انتقال مایع سیال در مسیر لوله‌ها و دیگر اتصالات سیستم هیدرولیکی انجام می پذیرد. پمپ های هیدرولیک انواع مختلفی از جمله دنده‌ای، پره‌ای و پیستونی دارند. همه این انواع نام برده خود زیرگروه های مختلفی دارند که برای کاربردهای خاص استفاده می شوند. مانند پمپ هیدرولیک پره ای با جابه جایی متغیر یا پمپ پیستونی محور خم.
شیرهای هیدرولیکی: از شیر یا ولو ها در سیستم های هیدرولیکی برای شروع، توقف و هدایت جریان سیال استفاده می شود. شیر ها می‌توانند به وسیله ابزارهای هیدرولیکی، پنوماتیک، الکتریکی، دستی یا مکانیکی فعال و هدایت شوند.
محرک های هیدرولیک: محرکهای هیدرولیکی انرژی هیدرولیکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. این کار را می توان با کمک یک سیلندر و پیستون هیدرولیکی که انرژی هیدرولیکی را به حرکت خطی تبدیل کرد، یا با کمک یک موتور هیدرولیکی که انرژی هیدرولیکی را به حرکت و کار دورانی تبدیل می کند، انجام داد.
حتما بخوانید: هیدروموتور (موتور هیدرولیک) چیست؟
انواع عملگرهای هیدرولیکی
عملگرهای هیدرولیکی بر اساس عملی که انجام میدهند به سه نوع طبقه بندی می شوند عبارت اند از:
- عملگر خطی
- عملگر دوار
- عملگر نیمه دوار
1. عملگر های هیدرولیکی خطی: یک عمل کننده خطی برای حرکت خطی استفاده می شود. آنها نیرو یا حرکت درون یک خط مستقیم را فراهم می کنند، چنین عملگرهای هیدرولیکی را سیلندرهای هیدرولیکی نیز می نامند.
2. عملگر های هیدرولیکی دوار: یک عملگر دورانی برای حرکات دوار استفاده می شود. آن ها حرکت تورک یا چرخشی را برای ماشین فراهم می کنند. چنین عمل کننده های هیدرولیکی را موتورهای هیدرولیکی نیز می نامند. با استفاده از این عمل کننده ها می توان حرکت زاویه ای ثابت را به دست آورد.
3. عملگر های هیدرولیکی نیمه دوار: عمل کننده نیمه دوار برای چرخش با زاویه جزئی استفاده می شود. این عملگرها قادر به جنبش های زاویه ای جزئی هستند که می توانند در حرکت های زیر ۳۶۰ درجه انقلاب های عظیمی ایجاد کنند.
این عملگر های نام برده خود انواعی دارند که به آن ها خواهیم پرداخت.
انواع عملگرهای هیدرولیکی خطی
سیلندرهای هیدرولیکی می توانند از انواع زیر باشند:
سیلندرهای یک عمله (Single-acting cylinders):
از پیستون در داخل یک محفظه استوانه ای تشکیل شده است. در یک انتهای آن یک میله متصل شده است. که می تواند در هر طرف متصل شود. در یک سمت یک دریچه برای ورود و خروج سیال وجود دارد. تنها در یک جهت با فشار هیدرولیکی که بر روی پیستون اعمال می شود، نیرو تولید می کنند. پس از فشرده شدن پیستون بازگشت ان به حالت اول توسط نیروی هیدرولیکی نیست بلکه با یک فنر یا نیروی گرانش انجام میشود.
سیلندرهای دو عمله (Double-acting cylinders):
از دو پیستون در دو طرف سیلندر تشکیل شده است. در دو طرف انتهایی سیلندر دو میله قرار گرفته است. عمل انتقال نیرو توسط دو طرف سیلندر انجام می شود پس طراحی سازنده تری دارد. دو میله سیلندر می تواند بارهای جانبی بالاتر را تحمل کند و به دلیل وجود یاتاقان اضافی بر روی هر میله برای مقاومت در برابر بار مقاوم هستند.
سیلندر های تلسکوپي (Telescopic cylinders):
آن ها به طور کلی از کنار هم قرار گیری لوله ها تشکیل می شوند و بر اساس اصل جابه جایی عمل می کنند. لوله ها توسط حلقه های باربری (bearing rings) پشتیبانی می شوند که درونی ترین مجموعه آن ها دارای شیارها یا کانال هایی هستند تا اجازه جریان سیال را دهند. حلقه های توقف حرکت هر بخش را محدود می کنند و به این ترتیب از جداسازی لوله ها جلوگیری می کنند.
سیلندر های پشت سر هم (Tandem cylinders):
یک سیلندر پشت سر هم زمانی استفاده می شود که در آن فرمان به مقدار زیادی نیرو احتیاج باشد که از یک سیلندر با قطر کوچک اعمال شود. فشار به هر دو پیستون اعمال می شود و در نتیجه به دلیل مساحت زیاد پیستون و سیلندر کوچک نیروی تولیدی افزایش می یابد. تنها اشکال این است که طول این سیلندرها باید بیشتر از یک سیلندر استاندارد باشند تا به سرعت مساوی به نیرو دست یابند زیرا جریان باید به طور همزمان به هر دو پیستون وارد شود.
عملگرهای هیدرولیکی دوار (موتور های هیدرولیکی):
موتورهای هیدرولیکی می توانند عملکردی مشابه یک موتور الکتریکی را انجام دهند اما بسته به ویژگی های فرایند مورد نظر برخی مزایا نسبت به موتور های الکتریکی دارند. اندازه موتور های هیدرولیکی بسیار کوچکتر است. زیرا که معمولاً واحد هیدرولیک در منطقه ای مستقل از جایی که نیاز به حرکت دارد قرار گرفته است.
مزایا و معایب عملگرهای هیدرولیکی
مزایا:
- عملگرهای هیدرولیک می توانند به دور از ایستگاه برق و مدار، و بدون استرس از دست دادن منبع و تنها با نیروی هیدرولیک و سیال کار می کند.
- این نوع عملگر ها نسبت به عملگرهای پنوماتیکی یا الکتریکی با وجود تجهیزات نه چندان سنگینی که دارند می توانند قدرت بیشتری را برای انجام کار فراهم کنند.
- می توانند 20 برابر بیشتر از عملگر های پنوماتیکی قدرت تولید کنند.
- عمل کننده های هیدرولیکی می توانند تا ۴۰ psi در برابر فشارها مقاومت کنند.
معایب:
- عمل کننده های هیدرولیکی و مدارهای هیدرولیکی، به طور کلی تمایل دارند که برخی نشت های کوچک مایع هیدرولیکی در بخش های خاصی از مدار مانند اتصالات، زانو ها، دریچه ها داشته باشد. البته این تلفات بهره وری کوچک، به طور معمول ناچیز هستند.
- برای انجام یک حرکت خطی یا دوار هر چند در مسافت کم و کوچک به تعداد زیادی از قطعات که بخش هایی از مدار هیدرولیک هستند. مانند ایستگاه برق هیدرولیک، با پمپ، تانک، دریچه ها و غیره نیاز است.
- نویز در تولید نیرو نقطه ضعف دیگری است چرا که مدارهای هیدرولیکی بطور کلی از نظر طول بلندتر از عملگرهای الکتریکی و پنوماتیکی می باشند و ممکن است بطور مداوم و روان نیرو تولید نشود.
سخن پایانی
گروه صنعتی سپیانی با بیش از دو دهه تجربه در زمینه اتوماسیون صنعتی، طراحی و راه اندازی خطوط تولید، تعمیر و نگهداری و… در خدمت شما عزیزان میباشد. همچنین جهت تهیه انواع تجهیزات پنوماتیک، ابزاردقیق، برق صنعتی و… میتوانید به سایت فروشگاهی ما مراجعه فرمایید تا تکنسین های ما با ارائه مشاوره رایگان شما را راهنمایی کنند.
