- دوشنبه, 04 مرداد 1395
ساختار دستگاه‌های هیدرولیکی
دستگاه‌های هیدرولیکی به منظور انتقال انرژی مکانیکی و همچنین تبدیل حرکت با استفاده از نیروی هیدرواستاتیکی بکار گرفته می‌شوند. این دستگاه‌ها در مجموعه‌هایی متشکل از پمپ‌های حجمی (جابه‌جایی مثبت)، هیدروسیلندرها، مخزن یا باک و لوله‌کشی‌های هیدرولیکی می‌باشند.
سیال کاری که می‌تواند روغن صنعتی و یا از مایعات ترکیبی باشد، توسط پمپ از مخزن مکش شده و از طریق لوله‌کشی‌های سیستم (شلنگ‌ها) به سمت سیلندرها و یا موتورهای هیدرولیکی فرستاده شده و موجب انجام کار مفید در بخش‌های مختلف می‌شوند.
به منظور تثبیت و یا تغییر پارامترهای حرکتی (از ق5بیل سرعت، جابه‌جایی و شتاب) در سیستم‌های هیدرولیکی قطعاتی به کار گرفته می‌شوند که با کمک آن‌ها می‌توان جهت حرکت و انرژی و سیال را کنترل کرد.
دستگاه‌ها و یا ماشین‌های هیدرولیکی دارای ساختار متنوع هستند و با توجه به نوع کارکرد، ساختار قطعات، بخش‌های به کار گرفته شده در سیستم، تعداد منابع انرژی، موتورهای هیدرولیکی و غیره از یکدیگر متمایز می‌باشند. ولی با این حال عناصر تشکیل دهنده در سیستم هیدرولیکی با توجه به نحوه عملکرد به دو بخش عمده تقسیم می‌شوند:
1- بخش قدرت
2- بخش کنترل
در بخش قدرت، فرآیندهای انرژی از قبیل تولید، تبدیل و انتقال انرژی صورت می‌پذیرد که هدف نهایی آن انجام کار مفید می‌باشد.
در بخش کنترل فرآیندهای اطلاعاتی از قبیل دریافت، پردازش، ذخیرهسازیو انتقال اطلاعات مورد بررسی و تحلیل قرار می‌گیرند که در نتیجۀ آن سیگنال‌های کنترل تشکیل می‌شوند.
بخش‌های قدرت شامل سه زیر سیستم می‌باشد:
1- سیستم تامین انرژی
2- زیر سییتم هدایت و کنترل
3- زیر سیستم اجرایی
زیر سیستم تامین انرژی ( پاور پک )
بخش‌های موجود در این زیر سیستم، تبدیل انرژی مکانیکی از منبع خارجی ( الکترو موتور، موتورهای احتراق داخلی و...) را به انرژِ هیدرولیکی سیال کاری فراهم می‌کنند. همچنین به طور هم‌زمان تثبیت پارامترهای کیفی از قبیل درجه حرارت، رطوبت و میزان تمیز بودن سیال در محدوده‌های مورد نیاز، توسط باک، مبدل‌های حرارتی و فیلتر در این زیر سیستم انجام می‌پذیرد.
بخش‌های اصلی این زیر سیستم عبارتند از پمپ به عنوان تامین کننده انرژی هیدرولیکی و همچنین قطعات ایمنی برای محافظت سیستم از بارهای اضافی به وجود آمده در آن.
زیر سیستم هدایت و کنترل
در این زیر سیستم، کنترل انرژی هیدرولیکی جریان سیال شامل توابع انتقال و توزیع، جهت‌دهی و تنظیم پارامترهای اساسی آن یعنی فشار و دبی انجام می‌گیرد.
به منظور تکمیل و اجرای توابع ذکر شده، شیرهای تنظیم فشار و جریان سیال هیدرولیکی به کار گرفته می‌شود.
زیر سیستم اجرایی
قطعات به کار گرفته در این سیستم با تبدیل انرژی هیدرولیکی به انرژی مکانیکی موجب جابه‌جایی بخش‌های کاری در سیستم شده و باعث انجام کار مفید در آن‌ها می‌گردد. این قطعات که مکانیزم‌های اجرایی (عمل‌گراها) Actuators نامیده می‌شوند، می‌توانند دارای حرکت رفت و برگشتی ( هیدرو سیلندرها ) چرخشی ( هیدرو موتورها ) و یا دورانی ( موتورهای هیدرولیکی دورانی ) باشند.
برای ارئه و طراحی یک نقشه و مدار هیدرولیکی از نمادهای گرافیکی استاندارد استفاده می‌شود. معمولاً برای وضوح بیشتر در طراحی نقشه مدار هیدرولیکی، ترتیب قرارگیری عناصر تشکیل دهنده را در نظر گرفته و آن‌ها را به صورت عمودی ترسیم می‌کنند. جهت جریان بر روی نقشه در بخش قدرت را به طور معمول از پایین به بالا در نظر می‌گرند. نمادهای گرافیکی قطعات در یک دستگاه و یا سیستم هیدرولیکی بر روی نقشه می‌بتیست در جهت جریان قرار گرفته و ترتیب چیدمان آن‌ها به این صورت مرتب می‌شوند:
قسمت پایین مدار هیدرولیکی: بخش‌های تامین کننده انرژی و یا منبع انرژی
قسمت میانی مدار هیدرولیکی: بخش‌های کنترل و هدایت
قسمت بالای مدار: عمل‌گرها و یا مکانیزم‌های اجرایی
عمل‌گرا یا ماکنیزم‌های اجرایی
استفادۀ گسترده از دستگاه‌ها و سیستم‌های هیدرولیکی در بخش‌های مختلف صنعتی و تولیدی در وهلۀ اول به دلیل وجود عمل‌گرها در آن‌هاست. که تبدیل انرژی هیدرولیکی را به انرژی ماکنیکی ممکن و میسر می سازد.
مکانیزهای اجرایی باتوجه به انتقال انرژی وتبدیل آن از سیستم به ماشین‌ها و دستگلاه‌های مختلف می‌توانند به صورت خطی، دورانی، و چرخشی طراحی و تکمیل شده و موجب انجام کار مفید در سیستم شوند.
تنوع مسائل و نیازهای متلف در بخش صنعت و تولید موجب شده که ساختارهای متفاوت برای مکانیزهای اجرایی در سیستم‌های هیدرولیکی در نظر بگیرند. در هنگام انتخاب ساختار این ماکنیزها می‌بایست توابع عمل کردی و معیارهای مختلفی را با دقت مد نظر قرار داد. این معیارها و توابع عبارتند از:
1. بر اساس نوع حرکت مکانیزم‌های اجرایی: چرخشی، دورانی و یا خطی.
2. بر اساس جهت حرکت آن‌ها: مستقیم و یا معکوس
3. تولید نیرو
4. مشخصات ارگونومی
با توجه به نوع حرکت ماکنیزم‌های اجرایی می‌توان آن‌ها را به 3 گروه تقسیم کرد:
1. عمل‌گرهای خطی: هیدروسیلندرها
2. عمل‌گرهای دورانی با چرخش مداوم: هیدرو موتورها
3. عمل‌گراهای دورانی با چرخش محدود