تحقیق درباره هیدرولیک

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:66
فهرست و توضیحات:

تعیین محل نشتی در خطوط برقی بوسیله روش هیدرولیکی

جک هیدرولیک چیست؟

مزیت مکانیکی جک هیدرولیک آیا جک هیدرولیک مقدار کار را افزایش می‌دهد؟

کاربردهای جک هیدرولیک

سیستم های هیدرولیک در صنعت برق

اصول قطعات سیستم هیدرولیکی

هیدرودینامیک

کابل های روغنی زمینی بخش عظیمی از خطوط انتقال برق را در بریتانیا و دیگر نقاط جهان تشکیل می دهند. سیستم قدرت بریتانیا دارای حدود 800 کیلومتر کابل در حال سرویس در سطوح ولتاژ از 33 تا 400 کیلوولت می باشد. مقدار زیادی از این کابل ها در فاصله 25 تا 40 سال گذشته، نصب شده اند. بسیاری هم، حدود 60 سال است که تحت بهره برداری می باشند. بسیاری از این کابل ها بدون هیچ مشکلی در حال سرویس دهی در شبکه هستند. با این وجود، تعدادی از کابل ها در طول عمر خود به دلیل معیوب شدن سیستم نگهداری دچار نشتی روغن می شوند. تشخیص و تعمیر سریع این نشتی ها از جنبه های فنی و زیست محیطی حائز اهمیت می باشد.

سابقا" تعیین محل نشتی، مستلزم حفاری ها و کاربرد روش منجمد ساختن های مکرر بود. روش هیدرولیکی که اساس آن، اندازه گیری مقاومت عایقی جریان روغن در داخل کابل است نخستین جایگزین برای روش انجماد می باشد. این روش برای سیستم های کابل تک رشته و سه رشته و با همکاری شرکت EA Technology و U.K. Electricity Supply Industry ( صنایع تولید برق انگلیس ) ابداع شد. براساس این روش دستگاهی، ساخته و روانه بازار گردید و با نتایج خوبی که نشان داد، مایه تشویق سازندگان به ساخت بهینه دستگاههای نشتی یاب شده است.

دستگاه مورد نیاز برای تعیین محل نشتی به روش هیدرولیکی معمولا" در دو واحد جداگانه سیار ساخته می شود که از دو خودروی جداگانه برای این عملیات استفاده می شود

برای آزمایش کابل های تک رشته ای، یک خودرو کفایت می کند اما برای انجام آزمایش برروی کابل های سه رشته ای هر دو خودرو مورد نیاز هستند. هر واحد دارای یک مخزن سیال با فشار متغیر جهت تغذیه کابل در طول آزمایش می باشد. سیال از داخل یک سنجه اندازه گیری عبور داده می شود که دارای ترانسدیوسرهای شارش و فشار با حساسیت بالاست. جهت تغذیه روغن با فشار متغیر میتوان از لوله های موقتی برای اتصال دستگاه نشتی یاب به کابل در نقاط مفصل های روغنی یا سرکابلهای سیستم در قسمتی از کابل که دارای نشتی است استفاده شود.

یک کامپیوتر، داده های اندازه گیری شده را جمع آوری و تحلیل می کند. از آنجا که اندازه گیری روی کابل های تک رشته ای باید بطور مشابه در هر دو انتهای قسمت دارای نشتی صورت گیرد، دو مجموعه تجهیز باید با هم ارتباط مداوم داشته باشند. این کار اکنون با تلفن های موبایل GSM انجام می گیرد که جانشین ارتباطات رادیویی سابق شده است.

تحقیق هیدرولیک 7 ص - ورد

هیدرولیک

مایعات تقریباً تراکم ناپذیر هستند. این ویژگی سبب شده است که از مایعات به عنوان وسیله مناسبی برای تبدیل و انتقال کار استفاده شود. بنابراین می‌توان از آنها برای طراحی ماشینهایی که در عین سادگی، با نیروی محرک خیلی کم بتواند نیروی مقاوم فوق العاده زیادی را جابجا نماید، استفاده نمود. به این ویژگی و همچنین دانش مطالعه این ویژگی هیدرولیک گفته می‌شود.

امروزه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه و با دقت زیاد مورد نظر است در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سیال به دو شاخه مهم هیدرولیک و نیوماتیک ( که جدیدتر است ) تقسیم میشود

جزوه-هیدرولیک و طراحی پمپ و سیستمهای هیدرولیک-در قالبdocx- در 68 ص

تعریف و تاریخچه هیدرولیک

هیدرولیک از کلمه یونانی " هیدرو " مشتق گردیده است و این کلمه بمعنای جریان حرکات مایعات می باشد.

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 چرخ های 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 نمی تواند 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 سیستم های کنترل استفاده میشود . وقتیکه در صنعت از هیدرولیک نام برده میشود ، مقصود همان " هیدرولیک روغنی " می باشد .

بطور دقیق میتوان گفت که : حوزه کاربرد هیدرولیک روغنی استفاده از انرژی دینامیکی و استاتیکی آن بوده و در مهندسی کنترل برای انتقال زیگنال ها و تولید نیرو می باشد.

وسائل هیدرولیکی که نحوه استفاده هیدرولیک را در صنعت میسر میسازد خود دارای تاریخچه بسیار قدیمی میباشد.

یکی از قدیمی ترین این وسائل ، پمپ های 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 چرخ های 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 می باشد.

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 ماشین های پیستون شعاعی

سال 1922 پیدایش ماشین های شعاعی با دور سریع

سال 1924 پیدایش ماشین های 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 می آید.

خواص منفی هیدرولیک روغنی

خطر در موقع کار با فشارهای قوی ، لذا توجه بیشتری بایستی به محکم وجفت شدن مهره ماسورهها با لوله ها 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 نمی باشد.

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

ماشین های 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.

‏هیدرولیک

مایعات تقریباً تراکم ناپذیر هستند. این ویژگی سبب شده است که از مایعات به عنوان وسیله مناسبی برای تبدیل و انتقال کار استفاده شود. بنابراین می‌توان از آنها برای طراحی ماشینهایی که در عین سادگی، با نیروی محرک خیلی کم بتواند نیروی مقاوم فوق العاده زیادی را جابجا نماید، استفاده نمود. به این ویژگی و همچنین دانش مطالعه این ویژگی هیدرولیک گفته می‌شود.

امروزه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه و با دقت زیاد مورد نظر است در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سیال به دو شاخه مهم هیدرولیک و نیوماتیک ( که جدیدتر است ) تقسیم میشود . از نیوماتیک در مواردی که نیروهای نسبتا پایین (حدود یک تن) و سرعت های حرکتی بالا مورد نیاز باشد (مانند سیستمهایی که در قسمتهای محرک رباتها بکار می روند) استفاده میکنند در صورتیکه کاربردهای سیستمهای هیدرولیک عمدتا در مواردی است که قدرتهای بالا و سرعت های کنترل شده دقیق مورد نظر باشد(مانند جک های هیدرولیک ، ترمز و فرمان هیدرولیک و...). حال این سوال پیش میاید که مزایای یک سیستم هیدرولیک یا نیوماتیک نسبت به سایر سیستمهای مکانیکی یا الکتریکی چیست؟در جواب می توان به موارد زیر اشاره کرد: ۱) طراحی ساده ۲) قابلیت افزایش نیرو ۳) سادگی و دقت کنترل ۴) انعطاف پذیری ۵) راندمان بالا ۶) اطمینان در سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک نسبت به سایر سیستمهای مکانیکی قطعات محرک کمتری وجود دارد و میتوان در هر نقطه به حرکتهای خطی یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت ، چون انتقال قدرت توسط جریان سیال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شیلنگ ها) صورت میگیرد ولی در سیستمهای مکانیکی دیگر برای انتقال قدرت از اجزایی مانند بادامک ، چرخ دنده ، گاردان ، اهرم ، کلاچ و... استفاده میکنند. در این سیستمها میتوان با اعمال نیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یافت همچنین میتوان نیرو های بزرگ خروجی را با اعمال نیروی کمی (مانند بازو بسته کردن شیرها و ...) کنترل نمود. استفاده از شیلنگ های انعطاف پذیر ، سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک را به سیستمهای انعطاف پذیری تبدیل میکند که در آنها از محدودیتهای مکانی که برای نصب سیستمهای دیگر به چشم می خورد خبری نیست. سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک به خاطر اصطکاک کم و هزینه پایین از راندمان بالایی برخوردار هستند همچنین با استفاده از شیرهای اطمینان و سوئیچهای فشاری و حرارتی میتوان سیستمی مقاوم در برابر بارهای ناگهانی ، حرارت یا فشار بیش از حد ساخت که نشان از اطمینان بالای این سیستمها دارد. اکنون که به مزایای سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک پی بردیم به توضیح ساده ای در مورد طرز کار این سیستمها خواهیم پرداخت. برای انتقال قدرت به یک سیال تحت فشار (تراکم پذیر یا تراکم ناپذیر) احتیاج داریم که توسط پمپ های هیدرولیک میتوان نیروی مکانیکی را تبدیل به قدرت سیال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نیرو به نقطه دلخواه است که این وظیفه را لوله ها، شیلنگ ها و بست ها به عهده میگیرند . بعد از کنترل فشار و تعیین جهت جریان توسط شیرها سیال تحت فشار به سمت عملگرها (سیلندرها یا موتور های هیدرولیک ) هدایت میشوند تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز(به صورت خطی یا دورانی ) تبدیل شود. اساس کار تمام سیستم های هیدرولیکی و نیوماتیکی بر قانون پاسکال استوار است. ● قانون پاسکال: ۱) فشار سرتاسر سیال در حال سکون یکسان است .(با صرف نظر از وزن سیال) ۲) در هر لحظه فشار استاتیکی در تمام جهات یکسان است. ۳) فشار سیال در تماس با سطوح بصورت عمودی وارد میگردد. کار سیستمهای نیوماتیک مشابه سیستم های هیدرولیک است فقط در آن به جای سیال تراکم ناپذیر مانند روغن از سیال تراکم پذیر مانند هوا استفاده می کنند . در سیستمهای نیوماتیک برای دست یافتن به یک سیال پرفشار ، هوا را توسط یک کمپرسور فشرده کرده تا به فشار دلخواه برسد سپس آنرا در یک مخزن ذخیره می کنند، البته دمای هوا پس از فشرده شدن بشدت بالا میرود که می تواند به قطعات سیستم آسیب برساند لذا هوای فشرده قبل از هدایت به خطوط انتقال قدرت باید خنک شود. به دلیل وجود بخار آب در هوای فشرده و پدیده میعان در فرایند خنک سازی باید از یک واحد بهینه سازی برای خشک کردن هوای پر فشار استفاده کرد. اکنون بعد از آشنایی مختصر با طرز کار سیستمهای هیدرولیکی و نیوماتیکی به معرفی اجزای یک سیستم هیدرولیکی و نیوماتیکی می پردازیم. ● اجزای تشکیل دهنده سیستم های هیدرولیکی: ۱) مخزن : جهت نگهداری سیال ۲) پمپ : جهت به جریان انداختن سیال در سیستم که توسط الکترو موتور یا ۳) موتور های احتراق داخلی به کار انداخته می شوند. ۴) شیرها : برای کنترل فشار ، جریان و جهت حرکت سیال ۵) عملگرها : جهت تبدیل انرژی سیال تحت فشار به نیروی مکانیکی مولد کار(سیلندرهای هیدرولیک برای ایجاد حرکت خطی و موتور های هیدرولیک برای ایجاد حرکت دورانی). ● اجزای تشکیل دهنده سیستم های نیوماتیکی: ۱) کمپرسور ۲) خنک کننده و خشک کننده هوای تحت فشار ۳) مخزن ذخیره هوای تحت فشار ۴) شیرهای کنترل ۵) عملگرها ● یک مقایسه کلی بین سیستمهای هیدرولیک و نیوماتیک: ۱) در سیستمهای نیوماتیک از سیال تراکم پذیر مثل هوا و در سیستمهای هیدرولیک از سیال تراکم ناپذیر مثل روغن استفاده می کنند. ۲) در سیستمهای هیدرولیک روغن علاوه بر انتقال قدرت وظیفه روغن کاری قطعات داخلی سیستم را نیز بر عهده دارد ولی در نیوماتیک علاوه بر روغن کاری قطعات، باید رطوبت موجود در هوا را نیز از بین برد ولی در هر دو سیستم سیال باید عاری از هر گونه گرد و غبار و نا خالصی باشد ۳) فشار در سیستمهای هیدرولیکی بمراتب بیشتر از فشار در سیستمهای نیوماتیکی می باشد ، حتی در مواقع خاص به ۱۰۰۰ مگا پاسکال هم میرسد ، در نتیجه قطعات سیستمهای هیدرولیکی باید از مقاومت بیشتری برخوردار باشند. ۴) در سرعت های پایین دقت محرک های نیوماتیکی بسیار نامطلوب است در صورتی که دقت محرک های هیدرولیکی در هر سرعتی رضایت بخش است . ۵) در سیستمهای نیوماتیکی با سیال هوا نیاز به لوله های بازگشتی و مخزن نگهداری هوا نمی باشد. ۶) سیستمهای نیوماتیک از بازده کمتری نسبت به سیستمهای هیدرولیکی برخوردارند.

جک هیدرولک

دید کلی

مایعات تقریبا تراکم ناپذیر هستند. این ویژگی سبب شده است که از مایعات به عنوان وسیله مناسبی برای تبدیل و انتقال کار استفاده شود. بنابراین می‌توان از آنها برای طراحی ماشینهایی که در عین سادگی ، با نیروی محرک خیلی کم بتواند نیروی مقاوم فوق العاده زیادی را جابجا نماید، استفاده نمود.

جک هیدرولیک چیس

هیدرولیک

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)تعداد صفحات37

هیدرولیک :
توسعه علم هیدرولیک زمانی شروع شد که پاسکال دانشمند فرانسوی قوانین مربوط به فشار را کشف کرد(1650 میلادی) و هیدرولیک را به عنوان یک علم نوین پایه گذاری نمود. از آن تاریخ به بعد دوران شکوفایی هیدرولیک پدید آمد و این علم به نحو چشمگیری وارد بازار گردید. امروزه هیدرولیک در ساختمان ماشین آلات صنعتی، کشاورزی، راهسازی، هواپیمایی، کشتی سازی، اتوموبیل سازی، ماشینهای ابزار، تاسیسات صنایع سنگین، معدن و . . . در مقیاس وسیعی استفاده میشود و روز به روز نیز افزایش میابد.
هیدرولیک فن آوری تولید، کنترل و انتقال قدرت توسط سیال تحت فشار است. بطور کلی یک سیستم هیدرولیک چهار کار اساسی انجام میدهد:

• تبدیل انرژی مکانیکی به قدرت سیال تحت فشار بوسیله پمپها
• انتقال سیال تا نقاط مورد نظر توسط لوله ها و شلنگها
• کنترل فشار، جهت و جریان سیال توسط شیرها
• انجام کار توسط عملگرها
قانون پاسکال:
قانون پاسکال پایه هیدرولیک نوین است. این قانون بیان میکند که فشار وارده به هر نقطه از یک مایع محدود بطور مساوی در تمام جهات منتقل شده و با نیروی مساوی بر رو سطوح مساوی اثر میکند.

قوانین پایه در هیدرولیک:
• سیال تحت فشار همواره مسیر با مقاومت کمتر را برای عبور انتخاب میکند
• پمپ تولید دبی میکند نه فشار
• فشار تنها در برابر مقاومت یک مانع ایجاد میشود
اصول کلیدی فوق اگرچه ساده به نظر میرسند ولی پایه واساس علم هیدرولیک میباشند. با داشتن درک صحیحی از این قوانین به راحتی میتوان حرکت سیال در خطوط انتقال را دنبال و عملکرد سیستم را تحلیل نمود

فشار :
فشار نتیجه مقاومت در مقابل حرکت سیال میباشد. برای محاسبه ریاضی فشار، نیرو را بر سطح تقسیم مینمایند. واحد فشار "بار" میباشد. در هیدرولیک عملی معمولا کیلوگرم بر سانتی متر مربع برابر یک بار است. برای مثال اگر نیروی مقاوم در یک سیلندر هیدرولیک با قطر پیستون 20cm برابر 5000kgf باشد، فشار ایجاد شده در پشت سیلندر از رابطه زیر حساب میشود:
Pressure (bar)=Force( kgf)/Area (cm2)
diameter=10cm >> Area=314cm2 >> pressure= 5000/314=15.9 bar
تعیین فشار کاری سیستم
برای تعیین سطح فشار در یک سیستم هیدرولیک باید در نظر داشت که با بالا بردن فشار میتوان از المانهای هیدرولیکی کوچکتری برای رسیدن به تناژ مورد نظر، استفاده نمود. همچنین قطر لوله ها را میتوان کوچکتر انتخاب نمود. در نتیجه، هزینه ساخت سیستم کاهش می یابد. از طرف دیگر با افزایش فشار، دمای روغن در سیستم زودتر افزایش میابد، نشتی ها بیشتر و اصطکاک و سایش نیز افزایش میابد. در نتیجه فاصله انجام سرویس ها باید کوتاهتر شود. همچنین نویز و پیکهای فشاری نیز افزایش یافته و خواص مطلوب دینامیکی سیستم کاهش می یابد.
فشارهای نامی در هیدرولیک (bar )

کتاب- اصول طراحی سیستمهای هیدرولیک- در 31 صفحه-docx

1- پرسهای هیدرولیکی

پرسهای هیدرولیک نیروی خود را از حرکت یک پیستون در داخل یک سیلندر به دست می آورند. این حرکت زمانی ایجاد میشود که یک سیال تحت فشار وارد محفظه سیلندر شود. وضعیت سیال توسط پمپ و شیرهائی جهت افزایش، کاهش و یا حفظ فشار به صورت مورد نیاز درآمده و میتواند نیروی لازم برای به حرکت درآوردن پیستون را فراهم کند. بنابراین نیروی موجود در پرس هیدرولیک با حداکثر فشار موجود در سیلندر تعیین میشود.

پرسهای هیدرولیک قادرند تناژ کامل خود را در هر وضعیتی از حرکت سیلندرها به قطعه کار اعمال نمایند. همچنین طول حرکت سیلندرها را میتوان در هر حدی از مسیر حرکت محدود ساخت. این در حالی است که در پرس های مکانیکی تناژ کامل را تنها در انتهای مسیر حرکت ضربه زدن میتوان کسب نمود. همچنین مسیر حرکت ضربه زدن در این پرس ها مقدار ثابتی است.

ویژگیهای پرسهای هیدرولیک را به صورت ذیل میتوان خلاصه نمود:

تغییر و تنظیم سرعت کورس در حالت ایجاد نیروی ثابتتنظیم نیروی وارده به میزان مورد نیازاندازه گیری و کنترل الکترونیکی نیروی وارده طی فاصله کورس

تناژ پرس

تناژ یک پرس هیدرولیکی عبارت است از حداکثر نیروئی که سیلندر اصلی آن میتواند به قطعه کار اعمال نماید. معمولاً برای تعیین تناژ مورد نیاز پرس باید روی رفتار قطعه کار و فرآیند اعمالی روی آن مطالعه نمود. برای مثال در برشکاری ورق، جنس آن و سطح برش نقش مهمی را در حداکثر نیروی لازم برشکاری ایفا میکنند. در پرس کمپاکت پودر، نوع پودر، دانسیته و استحکام نهائی قطعه فاکتورهای مهم تعیین کننده حداکثر نیروی مورد نیاز میباشند.

تعیین فشار کاری سیستم

برای تعیین سطح فشار در یک سیستم هیدرولیک باید در نظر داشت که با بالا بردن فشار میتوان از المانهای هیدرولیکی کوچکتری برای رسیدن به تناژ مورد نظر، استفاده نمود. همچنین قطر لوله ها را میتوان کوچکتر انتخاب نمود. در نتیجه، هزینه ساخت پرس کاهش می یابد. از طرف دیگر با افزایش فشار، روغن در سیستم زودتر داغ میکند، نشتی ها بیشتر و اصطکاک و سایش نیز افزایش می یابد. در نتیجه فاصله انجام سرویس ها باید کوتاهتر شود. همچنین نویز و پیکهای فشاری نیز افزایش یافته و خواص مطلوب دینامیکی سیستم کاهش می یابد.

در مجموع پس از برآوردهای اولیه نوع کارکرد پرس، برای دستیابی به یک شرایط مطلوب کاری انتخاب یکی از فشارهای 160, 100 یا 200 bar معمول میباشد.

اجزاء اصلی سیستم هیدرولیک پرس

سیستم هیدرولیک پرسها شامل اجزاء اصلی ذیل میباشد:

سیلندرهای هیدرولیکپمپموتور الکتریکیروغن هیدرولیکلوله و اتصالاتشیرهای راه دهنده روغنشیرآلات کنترل دبی و فشار روغنمخزن روغن

در ادامه نکات مهم مربوط به طراحی، انتخاب و تعیین نوع المانهای هیدرولیک شرح داده میشود:

نحوه انتخاب سیلندرهای هیدرولیک

در انتخاب سیلندرهای هیدرولیک موارد ذیل باید در نظر گرفته شود:

1-حداکثر فشار کاری سیستم

رنج فشار کاری استاندارد برای المانهای هیدرولیک به صورت 600bar,500,400,315,250,200,160,100,63,40,25  میباشد. با اینحال سازنده های مختلف بعضا رنجهای محدودتر یا متنوع تری را انتخاب میکنند. برای مثال رکسروت محدوده فشار کاری سیلندرهای خود را به صورت 350bar,250,105  قرار داده است. فشارهای مذکور حداکثر فشاریست که مصرف کننده مجاز است به سیلندر اعمال نماید.

2-قطر پیستون و میله پیستون

میزان نیرویی که یک سیلندر هیدرولیکی میتواند تولید کند، تابع فشار کاری و سطح پیستون آن میباشد. هر چه قطر پیستون بزرگتر در نظر گرفته شود نیرویی که سیلندر میتواند تولید کند بزرگتر خواهد بود. این موضوع برای سطح میله پیستون به صورت معکوس است یعنی هر چه قطر میله پیستون بیشتر باشد سطح موثر اعمال نیرو در جلوی سیلندر کاهش میابد و سیلندر در برگشت نیروی کمتری تولید میکند.

در جدول(1) محدوده قطرهای مختلف برای پیستون و میله پیستون مربوط به محصولات رکسروت نشان داده شده است. برای مثال سیلندری که قطر پیستون آن 63mm و قطر میله پیستون آن 28mm میباشد در جدول به صورت 63/28  نمایش داده شده است.

جدول(1)- محدوده قطر پیستون و قطر میله پیستون (رکسروت)

Ratio of dia.

Piston rod dia.

Piston dia.

32/18

18

32

40/18

18

40

40/20

20

40/25

25

40/28

28

50/22

22

50

50/28

28

50/36

36

63/28

28

63

63/36

36

63/45

45

80/36

36

80

80/45

45

80/56

56

100/45

45

100

100/56

56

100/70

70

125/56

56

125

125/70

70

125/90

90

140/90

90

140

140/100

100

150/70

70

150

150/100

100

160/100

100

160

160/110

110

200/90

90

200

200/125

125

200/140

140

220/160

160

220

250/180

180

250

3-نسبت سطح

این ضریب به صورت زیر تعریف میگردد:

که در آن Ap  سطح پیستون و ASt  سطح میله پیستون میباشد. برای ابعاد استاندارد پیستون و میله پیستون ها، شش خانواده مختلف  تعیین شده است. یعنی با تعریف شش مقدار مختلف برای ارزش اسمی   به صورت 5,2.5,2,1.6,1.4,1.25  میتوان قطر پیستون و میله پیستون را نسبت به هم محاسبه نمود. البته باید توجه داشت که با اختیار نمودن دو عدد مشخص برای قطر پیستون و میله پیستون الزاما به اعداد ذکر شده برای   دست نمی یابیم، بلکه مقادیر واقعی  اعدادی نزدیک به ارزش اسمی   میباشند. برای مثال در خانواده  ، ارزش واقعی  به صورت 1.3,1.25,1.24  میباشد. در جدول (2) مقادیر مربوط به ارزش اسمی  بهمراه قطر پیستون و میله پیستون سیلندرهای مختلف نشان داده شده است.

جدول(2)-مقادیر اسمی ضریب نسبت سطح

125

100

80

63

60

50

40

32

25

dp

j

56

45

36

28

25

22

18

14

12

dSt

25

70

56

45

36

32

28

22

18

14

dSt

4

80

63

50

40

36

32

25

20

16

dSt

6

90

70

56

45

40

36

28

22

18

dSt

2

100

80

63

50

45

40

32

25

20

dSt

5

110

90

70

56

55

45

-

-

-

dSt

5

4-حداکثر نیروی سیلندر

اگرچه ظرفیت کاری سیلندرها را معمولا از رابطه  محاسبه میکنند، با اینحال باید در نظر داشت که تنها عوامل تعیین کننده نیروی سیلندر، فشار و سطح پیستون نمی باشند بلکه فاکتور مهمی که آنرا نیز باید در نظر داشت امکان ایجاد کمانش در سیلندر می باشد. نیرویی که تحت آن در یک سیلندر کمانش رخ می دهد را از رابطه زیر میتوان محاسبه نمود:

که در آن :

K : نیرویی است که تحت آن کمانش اتفاق می افتد(N )

Lk : طول آزاد تحت کمانش سیلندر (mm )

E : مدول الاستیسیته که برای فولاد  2.1e5 میباشد (N/mm2 )

I : ممان اینرسی سطح دایروی میله پیستون که از رابطه  محاسبه میشود.

با توجه به نیروی کمانش سیلندر، حداکثر بار مجاز که میتوان به یک سیلندر هیدرولیک اعمال نمود از رابطه زیر محاسبه می گردد:

F : حداکثر بار مجاز اعمالی به سیلندر (N )

K : نیروی کمانش سیلندر (N )

S : ضریب اطمینان (3.5 )

5-طول کورس سیلندر

مهمترین عامل در محدود نمودن طول کورس سیلندر امکان ایجاد کمانش در آن میباشد. یعنی به ازاء قطر پیستون ، قطر میله پیستون و فشار کاری مشخص، مجاز به انتخاب محدوده خاصی از طول کورسها می باشیم. در حالت کلی محدوده طول کورس نزدیک به صفر تا حدود 10m را میتوان برگزید. ولی باید توجه داشت که در یک فشار کاری و سایز بخصوص امکان انتخاب هر طول کورسی نخواهد بود و شاید در تعیین قطر سیلندر مجبور به انتخاب سایز بزرگتری باشیم.  مثلا در فشار کاری 80bar برای داشتن طول کورس 1.5m نمی توان سیلندر 63/28 را انتخاب نمود بلکه مثلا باید سیلندر 63/48 را برگزید که این انتخاب روی نیرو و سرعت برگشت سیلندر تاثیر میگذارد.

6-حداکثر سرعت سیلندر

در یک سیلندر بدون بالشتک حداکثر سرعت پیستون به صورت طبیعی 8m/min میباشد. این مقدار برای سیلندرهای بالشتکی تا 12m/min افزایش می یابد. در مجموع، حداکثر سرعت کاری سیلندرها در سیستمهای هیدرولیکی معمولا0.5 m/sec میباشد. البته بسته به نوع کار، ممکن است حداکثر سرعت 0.25 m/sec و یا مقادیر دیگر انتخاب شوند. همچنین باید توجه داشت که سرعت سیلندر تابع اندازه پورتهای ورود و خروج  روغن به آن نیز میباشد.

7-نحوه نصب سیلندر

سیلندرهای هیدرولیکی را بسته به نوع کاربرد به یکی از صورتهای زیر بر روی فریم نصب مینمایند:

1- Swivel clevis at cylinder cap

2- Fork clevis at cylinder cap

3- Rectangular flange at cylinder head

4- Square flange at cylinder head

5- Rectangular flange at cylinder cap

6- Square flange at cylinder cap

7- Trunion mounting at cylinder head

8- Trunion mounting at center of cylinder

9- Trunion mounting at cylinder cap

10- Foot mounting

11- Threaded holes in cylinder head and cap

12- Extended tie rods at cylinder head

13- Extended tie rods at cylinder cap

14-Plain clevis at cylinder cap

8- وجود ضربه گیر

چنانچه طول کورس سیلندر طویل و وزنی که با خود همراه میبرد سنگین و سرعت آن بیش از حدود 0.1 m/sec باشد، وزن موجود در اثر سرعت زیاد باعث تولید انرژی جنبشی شدیدی مینماید. برای آنکه این انرژی باعث خرابی سیلندر نشود بایستی توسط ضربه گیر یا بالشتک در انتهای کورس مانع ایجاد ضربه گردیم.

9- نوع و کاربرد  سیلندر

هیدرو سیلندرها دارای انواع گوناگونی میباشند که بسته به نوع کاربرد باید آنها را انتخاب نمود. انواع سیلندرها به صورت زیر میباشد:

سیلندرهای با حرکت خطی به صورت یککاره (یکطرفه : بدون فنر برگشت، با فنر برگشت، پلانجر وتلسکوپی) و دوکاره(یکطرفه و دو طرفه) میباشند. سیلندرهای با حرکت دورانی به صورت چرخ و دندانه یا پره ای میباشند.

فرمولهای محاسباتی مربوط به سیلندرها

AK : مساحت موثر پیستون (Cm2)

ASt : مساحت موثر دسته پیستون (Cm2)

AR : مساحت حلقوی پیستون (Cm2)

d1 : قطر پیستون (Cm)

d2 : قطر دسته پیستون (Cm)

FE : نیروی فشاری (رفت) (N)

P : فشار کاری (Mpa)

AK : مساحت موثر پیستون (mm2)

FE : نیروی فشاری (رفت) (N)

P : فشار کاری (bar)

AK : مساحت موثر پیستون (Cm2)

FE : نیروی فشاری (رفت) (Kgf)

P : فشار کاری (bar)

AK : مساحت موثر پیستون (Cm2)