هیدرولیک و پنوماتیک

هیدرولیک چیست؟

هيدروليک از کلمه يوناني ” هيدرو ” مشتق گرديده است و اين کلمه به معناي جريان حرکات مايعات مي باشد. در قرون گذشته مقصود از هيدروليک فقط آب بوده و البته بعدها عنوان هيدروليک مفهوم بيشتري بخود گرفت و معني ومفهوم آن بررسي در مورد بهره برداري بيشتري از آب و حرکت دادن چرخ هاي آبي و مهندسي آب بوده است.
مفهوم هيدروليک در اين قرن ديگر مختص به آب نبوده بلکه دامنه وسيعتري بخود گرفته و شامل قواعد و کاربرد مايعات ديگري ، بخصوص ” روغن معدني ” ميباشد ، زيرا که آب بعلت خاصيت زنگ زدگي ، در صنايع نمي تواند بعنوان انرژي انتقال دهنده مورداستفاده قرار گيرد و بعلت آنکه روغن خاصيت زنگ زدگي دارد ، امروزه در صنايع از آن بخصوص براي انتقال انرژي در سيستم کنترل استفاده بسيار ميگردد.

بطور خلاصه ميتوان گفت: فني که انتقال و تبديل نيرو را توسط مايعات انجام دهد ” هيدروليک ” ناميده ميشود. از آنجائيکه هيدروليک آبي داراي خاصيت زنگ زدگي است لذا در صنايع از هيدروليک روغني هم بخاطر روغن کاري قطعات در حين کار و هم بخاطر انتقال انرژي در سيستم هاي کنترل استفاده ميشود. وقتيکه در صنعت از هيدروليک نام برده ميشود ، مقصود همان ” هيدروليک روغني ” مي باشد.
بطور دقيق ميتوان گفت که : حوزه کاربرد هيدروليک روغني استفاده از انرژي ديناميکي و استاتيکي آن بوده و در مهندسي کنترل براي انتقال زيگنال ها و توليد نيرو مي باشد.
وسائل هيدروليکي که نحوه استفاده هيدروليک را در صنعت ميسر ميسازد خود داراي تاريخچه بسيار قديمي ميباشد. يکي از قديمي ترين اين وسائل ، پمپ هاي هيدروليکي بوده ، که براي اولين بار کتزي بيوس يوناني در حدود اواسط قرن سوم قبل از مسيح ، پمپي از نوع پيستون اهرمي که داراي دو سيلندر بود اختراع و ساخته است.
تا اوائل قرن هشتم ديگر در اين زمينه وسيله جديدي پديد نيامد و در اوائل اين قرن انواع چرخ هاي آبي اختراع و رواج بسيار پيدا نمود. قرن شانزده را ميتوان توسعه پمپهاي آبي دانست و در اين قرن بود که انواع پمپ با ساختمانهاي مختلفي پديدار گرديدند و اصول ساختماني اين پمپ ها ، امروزه بخصوص از نوع چرخ دنده ئي ، هنوز هم مورد توجه و اهميت بسياري را دارا مي باشد.
در اواخر قرن شانزدهم اصول ساختمان پرس هيدروليکي طراحي گرديده و حدوداً بعد از يک قرن اولين پرس هيدروليکي که جنبه عملي داشت ، شروع بکار نمود.
قرن نوزدهم زمان کاربرد پرسهاي هيدروليک آبي بود و اوائل قرن بيستم را ميتوان شروع و زمان توسعه هيدروليکي روغني در صنايع و تاسيسات صنعتي دانست.

*

سال 1905 پيدايش گيربکس هيدرواستاتيکي تا فشار 40 بار
*

سال 1910 پيدايش ماشين هاي پيستون شعاعي
*

سال 1922 پيدايش ماشين هاي شعاعي با دور سريع
*

سال 1924 پيدايش ماشين هاي پيستون محوري با محور مايل
*

سال 1940 پيدايش و توليد انواع مختلف وسائل و ابزار هيدروليکي براي فشارهائي بيش از 350 بار ، که بعضي از آن وسايل در حال حاضر بطور سري توليد ميگردد.

توسعه وسيع و کاربرد هيدروليک روغني پس از جنگ جهاني دوم پديد آمد ، ودر اثر همين توسعه ، بسياري از قطعات و لوازم هيدروليک روغني در حال حاضر بصورت استاندارد شده توليد ميگردند.

◄ خواص هيدروليک روغني و کاربرد آن در صنايع:

استفاده از هيدروليک روغني به طراحان ماشين امکانات جديدي را داده ، که ميتوانند به نحو ساده تري ايده و طرح خود را عملي سازند، بخصوص قطعات استاندارد شده هيدروليک روغني کمک بسيار جامعي در حل مسائل طراحان مينمايد.
امروزه طراح ماشين ميتواند با کمک هيدروليک روغني مسايل پيچيده کنترل مکانيکي را بنحو ساده تري و در زمان کوتاه تري حل نموده و در نتيجه طرح را با مخازن کمتري عرضه نمايد.

◄ خواص مثبت هيدروليک روغني:

توليد و انتقال نيروهاي قوي توسط قطعات کوچک هيدروليکي ، که داراي وزن کمتري بوده و نسبت وزني آنها نسبت به دستگاههاي الکتريکي 1 به 10 ميباشد.

*

نصب ساده قطعات بعلت استاندارد بودن آنها
*

تبديل ساده حرکت دوراني به حرکت خطي اسيلاتوري (رفت و برگشتي)
*

قابليت تنظيم و کنترل قطعات هيدروليکي
*

امکان سريع معکوس کردن جهت حرکت
*

استارت حرکت قطعات کار کننده هيدروليکي ، در موقعيکه زير بار قرار گرفته باشند.
*

قابليت تنظيم غير پله ئي نيرو ، فشار ، گشتاور، سرعت قطعات کار کننده
*

ازدياد عمر کاري قطعات هيدروليکي در اثر موجوديت روغن در اين قطعات
*

مراقبت ساده دستگاهها و تاسيسات هيدروليکي توسط مانومتر
*

امکان اتوماتيک کردن حرکات

◄ خواص منفي هيدروليک روغني:

در مقابل اين خواص مثبت ، البته خواص منفي نيز در هيدروليک موجود است که طراحان بايستي با آنها نيز آشنا گردند ، البته لازم بتذکر است که بزرگترين خاصيت منفي هيدروليک ، افت فشار ميباشد ، که در حين انتقال مايع فشرده پديد مي ايد.

*

خطر در موقع کار با فشارهاي قوي ، لذا توجه بيشتري بايستي به محکم وجفت شدن مهره ماسورهها با لوله ها و دهانه تغذيه و مسير کار قطعات کار کننده نمود
*

راندمان کمتر مولدهاي نيروي هيدروليکي نسبت به مولدهاي نيروي مکانيکي، بعلت نشت فشار روغن و همچنين افت فشار در اثر اصطکاک مايعات در لوله و قطعات
*

بعلت قابليت تراکمي روغن و همچنين نشت آن ، امکان سينکرون کردن جريان حرکات بطور دقيق ميسر نمي باشد.
*

گراني قطعات در اثر بالا بودن مخارج توليد.
*

کاربرد هيدروليک امروزه در اغلب صنايع بخصوص صنايع ذيل متداول ميباشد:
*

ماشين ابزار
*

پرس سازي
*

تاسيسات صنايع سنگين
*

ماشين هاي راه و ساختمان و معادن
*

هواپيما سازي
*

کشتي سازي
*

تبديل انرژي در تاسيسات هيدروليکي

انرژي مکانيکي اغلب توسط موتورهاي احتراقي و يا الکترو موتورها توليد ميگردد، در هيدرو پمپها تبديل به انرژي هيدروليکي گشته و اين انرژي از طريق وسائل هيدروليکي به قطعات کار کننده هيدروليکي منتقل ميگردد، واز اين قطعات کارکننده ميتوان مجددا انرژي مکانيکي را بدست آورد.

اشنایی با پنوماتیک

پنيوماتيك يكي از انواع انرژي هايي است كه در حال حاضر از آن استفاده وافر در انواع صنايع مي شود و مي توان گفت امروزه كمتركارخانجات يا مراكز صنعتي را مي توان ديد كه از پنيوماتيك استفاده نكند و در قرن حاضر يكي از انواع انرژي هاي اثبات شده اي است كه بشر با اتكا به آن راه صنعت را مي پيمايد.
پنيوما در زبان يوناني يعني تنفس باد و پنيوماتيك علمي است كه در مورد حركات و وقايع هوا صحبت مي كند امروزه پنيوماتيك در بين صنعتگران به عنوان انرژي بسيار تميز و كم خطر و ارزان مشهور است و از آن استفاده وافر مي كنند.

خواص اصلي انرژي پنيوماتيك به شرح زير است:

*

عامل اصلي كاركرد سيستم پنيوماتيك هواست و هوا در همه جاي روي زمين به وفور وجود دارد.
*

هواي فشرده را مي توان از طريق لوله كشي به نقاط مختلف كارخانه يا مراكز صنعتي جهت كاركرد سيستم هاي پنيوماتيك هدايت كرد.
*

هواي فشرده را مي توان در مخازن مخصوص انباشته و آن را انتقال داد يعني هميشه احتياج به كمپرسور نيست و مي توان از سيستم پنيوماتيك در مكان هايي كه امكان نصب كمپرسور وجود ندارد نيز استفاده نمود.
*

افزايش و كاهش دما اثرات مخرب و سوئي بر روي سيستم پنيوماتيك ندارد و نوسانات حرارتي از عملكرد سيستم جلوگير ي نمي كند.
*

هواي فشرده خطر انفجار و آتش سوزي ندارد به اين دليل تاسيسات حفاظتي نياز نيست.
*

قطعات پنيوماتيك و اتصالات آن نسبتا ً ارزان و از نظر ساختماني قطعاتي ساده هستند لذا تعميرات آنها راحت تر از سيستم هاي مشابه نظير هيدروليك مي باشد.
*

هواي فشرده نسبت به روغن هيدروليك مورد مصرف در هيدروليك تميز تر است و به دليل اين تميزي از سيستم پنيوماتيك در صنايع دارويي و نظاير آن استفاده مي شود.
*

سرعت حركت سيلندر هاي عمل كننده با هواي فشرده در حدود 1 الي 2 متر در ثانيه است و در موارد خاصي به 3 متردر ثانيه مي رسد كه اين سرعت در صنايع قابل قبول است و بسياري ازعمليات صنعتي را مي تواند عهده دار شود.
*

عوامل سرعت و نيرو در سيستم پنيوماتيك قابل كنترل و تنظيم است.
*

عناصر پنيوماتيك در مقابل بار اضافه مقاوم بوده و به آنها صدمه وارد نمي شود مگر اينكه افزايش بار سبب توقف آنها گردد.
*

تعميرات و نگه داري سيستماي پنيوماتيك بسيار كم خطر است زيرا در انرژي هاي قابل مقايسه نظير برق خطر جاني و آتش سوزي و در هيدروليك انفجار و جاني وجود دارد اما در پنيوماتيك خطر جاني به صورت جدي وجود ندارد وآتش سوزي اصلا ً وجود ندارد و بدين دليل در صنايع جنگ افزارسازي از سيستم تمام پنيوماتيك استفاده مي شود.

◄ معايب سيستم پنيوماتيك به شرح زير است:

*

چون سيال اصلي مورد استفاده در سيستم پنيوماتيك هواي فشرده و جهت تهيه هواي فشرده بايد با كمپرسور آن را فشرده كرد همراه هواي فشرده شده مقداري رطوبت وناخالصي هوا ومواد آئروسل وارد سيستم شده و سبب برخي خرابي در قطعات مي شود لذا بايد جهت تهيه هواي فشرده *****اسيون مناسب استفاده نمود.
*

هزينه استفاده از هواي فشرده تا حد معيني اقتصادي مي باشد و اين ميزان تا وقتي است كه فشار هوا برابر 7 بار و نيروي حاصله با توجه به طول كورس و سرعت حداكثر بين 20000 تا 30000 نيوتن مي باشد.
*

به طور خلاصه مي توان گفت كه جهت قدرت هاي فوق العاده زياد مقرون به صرفه تر است از نيروي هيدروليك استفاده شود.
*

هواي مصرف شده در سيستم پنيوماتيك در هنگام تخليه از سيستم داراي صداي زيادي است كه اين مسئله نياز به كاربرد صدا خفه كن را الزامي مي كند.
*

به علت تراكم پذيري هوا به خصوص در سيلندر هاي پنيوماتيكي كه زير بار قرار دارند امكان ايجاد سرعت ثابت و يكنواخت وجود ندارد كه اين مسئله از معايب پنيوماتيك به شمار مي رود اما قابل ذكر است كه اخيرا ً يك نوع سيلندر كه بجاي شفت سيلندر از نوار لاستيكي استفاده مي كند ساخته شده است كه اين عيب را بر طرف مي كنند.

به طور كلي در مقايسه مزايا و معايب پنيوماتيك مي توان گفت با توجه به مزاياي بسيار نسبت به معايب كمتر مي توان از پنيوماتيك بعنوان يك انرژي شايسته در صنايع استفاده كرد به خصوص با توجه به مزيت تميزي سيستم تعمير و نگه داري راحت تر ، نداشتن خطر جاني جهت پرسنل عملياتي و تعميراتي در سيستم كه در سيستم هاي ديگر نظير الكتريك و هيدروليك وجود ندارد ضمنا ٌ اين سيستم بي همتاست و گاهي فقط از اين سيستم در جهت عمليات توليدي بايد استفاده شود نظير : صنايع غذايي ، دارويي ، جنگ افزار كه حتما ً عمليات توليدي توسط سيستم پنيوماتيك انجام مي پذيرد.

دانلود مقالات وجزوات وکتابهای مرتبط


درباره نویسنده

مطالب مرتبط

1 نظر

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *