فهرست مطالب
تاریخچه هیدرولیک
هیدرولیک از کلمه یونانی ” هیدرو ” گرفته شده است و این کلمه به معنای جریان حرکات مایعات می باشد.
در قرن های گذشته مقصود از هیدرولیک فقط آب بوده و البته بعدها عنوان هیدرولیک مفهوم بیشتری بخود گرفت و معنی و مفهوم 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 به خود گرفته و شامل قواعد و کاربرد مایعات دیگری، بخصوص ” روغن معدنی ” میباشد، زیرا که آب به علت خاصیت زنگ زدگی، در صنایع نمی تواند بعنوان انرژی انتقال دهنده مورد استفاده قرار گیرد و به علت آنکه روغن خاصیت زنگ زدگی دارد، امروزه در صنایع از آن بخصوص برای انتقال انرژی در سیستم کنترل استفاده بسیار میگردد.
فناوری که در آن انتقال و تبدیل نیرو از طریق مایعات انجام میشود به “هیدرولیک” معروف است.
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 و تولید نیرو می باشد.
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 ۱۹۰۵ پیدایش گیربکس هیدرواستاتیکی تا فشار ۴۰ بار
- سال ۱۹۱۰ پیدایش ماشین های پیستون شعاعی
- سال ۱۹۲۲ پیدایش ماشین های شعاعی با دور سریع
- سال ۱۹۲۴ پیدایش ماشین های پیستون محوری با محور مایل
- سال ۱۹۴۰ پیدایش و تولید انواع مختلف وسائل و ابزار هیدرولیکی برای فشارهائی بیش از ۳۵۰ بار ، که بعضی از آن وسایل در حال حاضر بطور سری تولید میگردد.
کاربردهای هیدرولیک در صنعت
در قرن گذشته، هیدرولیک به عنوان یک فناوری کلیدی در بسیاری از بخش‌های صنعتی مطرح شده است. از کاربردهای اصلی آن میتوان به ماشین‌آلات ساختمانی، وسایل نقلیه سنگین، سیستم‌های کنترل هواپیما و کاربردهای متعدد در صنایع تولیدی اشاره کرد.
سیستم های هیدرولیک و کاربردهای آنها
- سیستم‌های هیدرولیک باز: در این سیستم‌ها، روغن پس از انجام کار به مخزن برگردانده میشود. معمولاً در ماشین‌آلات کشاورزی و ساختمانی به کار می‌رود.
- سیستم‌های هیدرولیک بسته: این سیستم‌ها یک حلقه بسته ایجاد می‌کنند که روغن به طور مستقیم از موتور به پمپ برمی‌گردد. این سیستم‌ها برای وسایل نقلیه سنگین و صنعتی استفاده می‌شوند.
- سیستم‌های نیمه‌بسته: ترکیبی از دو سیستم قبلی و برای کاربردهای خاص طراحی شده‌اند.
سیستم های هیدرولیکی به دو دسته مرکز باز و مرکز بسته تقسیم می‌شوند. در سیستم مرکز باز، همانگونه که از نامش پیداست مرکز شیر کنترل باز است و جریان روغن، پس از عبور از پمپ و شیر مجدد به مخزن باز میگردد. در سیستم های هیدرولیک مرکز بسته، مرکز شیر کنترل بسته است بنابراین روغن اجازه عبور از آن را ندارد. بنابراین مسیر حرکت روغن مسدود و شیر در وضعیت خلاص قرار گرفته و درنهایت پمپ متوقف میشود. استفاده از جک هیدرولیک برای بالابردن ماشین به جهت عوض کردن چرخ یا تایر، مثالی از سیستم هیدرولیک مرکز بسته میباشد.
پیشرفت‌های اخیر در هیدرولیک صنعتی
- خنک‌کننده‌های روغن هیدرولیک: این فناوری‌ها به بهبود کارآیی و کاهش دمای روغن در سیستم‌های هیدرولیک کمک می‌کنند.
- یونیت‌های هیدرولیک برقی: انواع مختلفی از یونیت‌های هیدرولیک برقی برای کاربردهای متفاوت، از جمله نیمه صنعتی تا صنایع سنگین، توسعه یافته‌اند.
کاربرد هیدرولیک
کاربرد هیدرولیک امروزه در اغلب صنایع به خصوص 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
- تغییر زاویه مکانیزه‌ها و تنظیم غلتک‌ها در صنعت فولادسازی
- در دستگاه‌های کشاورزی مانند تراکتور و لودر
- کنترل حرکت و اعمال نیرو در قیچی‌ها و پرس‌ها
- محرک ماشین‌های ابزار
- در راه‌سازی مانند بالابر و جرثقیل
- در صنایع غذایی مانند کنسروسازی
- و…
مزایا و معایب سیستم های هیدرولیکی
مزایا
- دارای انعطاف پذیری بالا
- طراحی ساده و کم صدا بودن
- دقت کنترل بسیار بالا
- بازدهی درخور و مناسب
- اصطکاک کم، هزینه پایین و راندمان بالا
- دارای قدرت بالاتر نسبت به نیروهای مکانیکی و الکتریکی
معایب
- داغ شدن بیش از حد
- امکان آتش‌سوزی و صدمات فیزیکی با نشتی روغن
- آلودگی محیط زیست
- بازده پایین‌تر نسبت به سیستم مکانیکی
- امکان حرارت بالا
- فاسد شدن یا زنگ زدن با گذشت زمان
هیدرولیک، با پیشینه‌ای دیرینه، همچنان یکی از پایه‌های اصلی در بسیاری از بخش‌های صنعتی است. از زمان‌های باستان تا به امروز، این فناوری به شکل چشمگیری تکامل یافته و برای کاربردهای متنوعی از جمله در صنایع ساختمانی، کشاورزی، تولید و حتی هوافضا به کار گرفته میشود.
اختراعات و نوآوری‌های اخیر، مانند خنک‌کننده‌های روغن هیدرولیک و یونیت‌های هیدرولیک برقی، به افزایش کارایی، کاهش هزینه‌ها و پیشبرد دقت و کنترل در این حوزه کمک کرده‌اند. این پیشرفت‌ها نشان دهنده قابلیت‌های گسترده و انعطاف‌پذیری بی‌نظیر هیدرولیک در پاسخ به نیازهای متغیر صنایع مختلف است.
