این که آیا شما به سادگی از خود می پرسید “سیلندر هیدرولیک چیست؟” یا به دنبال یادگیری در مورد قطعات سیلندر هیدرولیک و نحوه کار آنها هستید، یا احتمالاً در حال بررسی تعمیر ات سیلندر هیدرولیک یا بازسازی سیلندر هیدرولیک هستید، درک اصول اولیه این لوله سیلندری ها ضروری است. در این مقاله سیلندرهای هیدرولیک، مزایا، ویژگی ها و کاربردهای لوله سیلندری را بررسی می کنیم.

سیلندر هیدرولیک چیست؟

سیلندرهای هیدرولیک یا محرک های هیدرولیک به طور گسترده در صنایع مختلفی از جمله تولید، ساخت و ساز، مهندسی عمران و هوانوردی استفاده می شود. این سیلندرها نیروی مکانیکی را در یک حرکت خطی برای کاربردهای مختلف تولید می کنند. آنها معمولاً برای فشار دادن، کشیدن، هل دادن یا بلند کردن چیزی که نیاز به نیروی استثنایی دارد استفاده می شوند. اگر تا به حال از جک هیدرولیک برای بالا بردن وسیله نقلیه خود استفاده کرده اید یا از لیفتراک استفاده کرده اید، از سیلندر هیدرولیک استفاده کرده اید.

یک محرک هیدرولیک چگونه کار می کند؟

عملگرهای هیدرولیک بر اساس اصل مکانیک سیالات پاسکال کار می کنند. در قرن هفدهم، بلز پاسکال کشف کرد که هرگونه تغییر فشار در سیال هیدرولیک منجر به توزیع برابر انرژی در هر جهت در محفظه سیال می شود. این بدان معناست که اگر دو پیستون در یک محفظه داشته باشید و مقدار X فشار روی یک پیستون وارد کنید، فشار X برابر روی پیستون دوم تأثیر می گذارد.

پاسکال همچنین کشف کرد که فشار در یک محفظه سیال برابر است با نیروی اعمال شده تقسیم بر مساحت محفظه. این فرمول P=F/A پایه و اساس ماشین آلات صنعتی در سراسر جهان است. به عنوان مثال، دو پیستون را در یک محفظه سیال قرار دهید که در آن فشار به سیلندر اول وارد می شود. اگر مساحت پنج برابر مساحت اول باشد، نیروی وارد بر استوانه دوم پنج برابر بیشتر است.

اجزای سیلندر هیدرولیک

سازندگان سیلندر هیدرولیک می توانند سیلندرها را در هر اندازه بسازند. از سیلندرهای میکرو هیدرولیک با وزن چند اونس گرفته تا سیلندرهای صنعتی عظیم که با بیل‌های حفاری استفاده می‌شوند، محرک‌های هیدرولیک به طور کلی شامل همان اجزای اصلی هستند:

• پیستون: میله پیستون از سر سیلندر امتداد می یابد و از نیروهای سیال هیدرولیک برای جمع شدن یا گسترش استفاده می کند. مهر و موم در اطراف پیستون برای حفظ فشار صحیح در بشکه قرار می گیرد.
• بشکه سیلندر: بشکه از یک لوله فولادی بدون درز ساخته شده است که سیلندر را در خود جای داده است. ساختار جامد بشکه فشار را نگه می دارد و از نشتی جلوگیری می کند.
• سر سیلندر: سر قسمتی از سیلندر است که پیستون در آن جمع شده و امتداد می یابد. هنگامی که پیستون امتداد می یابد، انتهای دیگر بشکه برای حفظ فشار بسته می شود. سر شامل بلبرینگ ها و مهر و موم هایی است که پیستون را تراز می کند و سیلندر را آب بندی می کند.
• پایه سیلندر: بشکه در پایه سیلندر محصور شده و محکم مهر و موم شده است تا از نشت مایع جلوگیری شود. تجهیزاتی که از سیلندر استفاده می کنند در پایه نصب می شوند.
• واشر، مهر و موم و سایر اجزاء: مهر و موم و واشر در یک محرک هیدرولیک اجزای دینامیکی هستند که باید در برابر فشارها و دماهای شدید بدون خرابی مقاومت کنند. مهر و موم ها از مواد مختلفی از جمله تفلون، پلی اورتان، فلوروکربن، فلز و لاستیک نیتریل ساخته شده اند. برخی از مواد مانند لاستیک برای عملیات در دمای پایین مناسب هستند، اما برای کارهای با دمای بالا، مهر و موم ها از فلوئوروکربن هستند.

سیلندرهای هیدرولیک در مقابل پنوماتیک

در حالی که سیلندرهای هیدرولیک از مایع تراکم ناپذیر (معمولاً روغن معدنی) برای ایجاد حرکت خطی استفاده می کنند، سیلندرهای پنوماتیک برای ایجاد حرکت خطی به هوای فشرده که توسط یک کمپرسور یا پمپ دستی نیرو می گیرد، متکی است. اگرچه هر دو نوع سیلندر در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرند، اما هر نوع مزایا و معایب خود را دارد.

مزایای سیلندر هیدرولیک

نسبت اسب بخار به وزن یک سیلندر هیدرولیک نسبت به سیلندر پنوماتیک برتر است، به طوری که هیدرولیک یک یا دو اسب بخار در هر پوند به دست می آورد. وقتی نوبت به قدرت می رسد، یک سیلندر هیدرولیک می تواند نیروی مکانیکی ایجاد کند که 25 برابر قوی تر از سیلندر پنوماتیک با ابعاد دقیق است.

برخلاف سیلندرهای پنوماتیکی که حداکثر 250 psi دارند، یک پمپ هیدرولیک پیشرفته می تواند 4000 psi تولید کند. از آنجایی که سیال هیدرولیک تراکم ناپذیر است، سیلندرهای هیدرولیک برای حفظ نیرو و گشتاور ثابت نیازی به مایع اضافی اضافه ندارند. حتی اگر پمپ هیدرولیک و موتور در فاصله قابل توجهی از عملیات قرار داشته باشند، می توانند بدون اتلاف قابل توجه نیرو به طور موثر کار کنند.

معایب سیلندر هیدرولیک

سیلندرهای هیدرولیک پیچیده تر از مدل های پنوماتیکی هستند و به چندین جزء اضافی از جمله دریچه های آزادسازی، پمپ ها، موتورها، مخازن و مبدل های حرارتی نیاز دارند. یکی از مهم ترین معایب سیلندر، تمایل آن به نشت مایع است. برخلاف سیلندر پنوماتیک، سیلندر هیدرولیک نشتی می تواند سایر اجزا را آلوده کند.

مزایای سیلندر پنوماتیک

سیلندرهای پنوماتیکی پیچیدگی بسیار کمتری نسبت به هیدرولیک دارند، اما دقت فوق العاده ای در ایجاد حرکت خطی دارد. عملگرهای پنوماتیکی در عملکرد در دماهای شدید عالی هستند و معمولاً در محدوده -40 درجه فارنهایت تا 250 درجه فارنهایت کار می کنند. در شرایط شدید، پنوماتیک ها به دلیل اتکا به هوای فشرده که برای کار کردن نیازی به موتور ندارد، خطر آتش سوزی یا انفجار کمتری دارند. در مقایسه با سیلندرهای هیدرولیک، خرید و کارکرد پنوماتیک ارزان‌تر است.

معایب سیلندر پنوماتیک

بر خلاف هیدرولیک که می تواند برای چندین کاربرد استفاده شود، محرک های پنوماتیکی برای یک کار ماشین کاری می شوند مگر اینکه سوپاپ ها و رگولاتورها برای اصلاح سیلندر اضافه شوند. اگرچه هوای فشرده ارزان است و به طور گسترده در دسترس است، اما در صورت آلوده شدن به روغن یا روان کننده می تواند به تجهیزات آسیب برساند. سیلندرهای پنوماتیک نیز کارایی کمتری دارند زیرا کمپرسور باید به طور مداوم کار کند حتی اگر سیلندر حرکت نکند.

انواع سیلندرهای هیدرولیک

انواع مختلفی از سیلندرهای هیدرولیک برای فروش وجود دارد که چهار مورد از رایج ترین آنها عبارتند از:

• سیلندرهای تک اثر

سیلندرهای هیدرولیک تک اثر زمانی نیرو تولید می کنند که سیال هیدرولیک وارد یک پورت واحد شده و به داخل سیلندر جریان می یابد و باعث جمع شدن سیلندر می شود. سیلندرهای فشاری نیز نامیده می شوند و دارای یک پیستون تک عمل هستند که در یک جهت حرکت می کند و برای تنظیم مجدد موقعیت خود به موتور یا فنر نیاز دارد.

• سیلندرهای دو اثره

در مدل‌های سیلندر هیدرولیک دو کاره، سیال به یک درگاه حرکت می‌کند و از درگاه دوم خارج می‌شود و سیلندر را مجبور به جمع شدن و انبساط می‌کند. با دو محفظه تحت فشار، پیستون های دو اثره برای کار کردن به فنر یا موتور نیاز ندارند.

• سیلندرهای تلسکوپی

در تجهیزات سنگین مانند جرثقیل ها، سیلندرهای تلسکوپی از یک سری سیلندرهای تک اثره استفاده می کنند. هنگامی که یک سیلندر جمع می شود، نیرو را به سیلندر بعدی منتقل می کند.

• سیلندرهای تاندم

با دو بشکه مجزا که توسط میله‌های پیستون به هم متصل شده‌اند، طراحی سیلندر پشت سر هم به درجه قابل توجهی از نیرو در یک منطقه کوچک دست می‌یابد. سیلندرهای پشت سر هم می توانند به صورت مرحله ای ترکیب شوند تا قدرت بیشتری ارائه کنند.

نحوه انتخاب یک محرک هیدرولیک

پس از تعیین کاربردهایی که به یک محرک خطی هیدرولیک نیاز دارند، باید چندین فاکتور را قبل از انتخاب محرک ایده آل در نظر بگیرید. فرآیند برنامه ریزی و طراحی برای اجرای یک عملیات هیدرولیک کارآمد حیاتی است و عناصر اولیه در این فرآیند عبارتند از:

• محاسبه جرم: جرم جسمی که توسط هیدرولیک بلند می شود بر اندازه و دوام سیلندرها تأثیر می گذارد.
• تعیین فیزیک درگیر: آیا هیدرولیک برای یک عملیات پرس ساده مورد نیاز است یا شامل حرکات پیچیده تری است؟
• محاسبه اندازه حفره: بشکه های بزرگتر می توانند کاربردهایی را که نیاز به نیرو و گشتاور قابل توجهی دارند را در خود جای دهد.
• انتخاب اندازه میله: طول حرکت سیلندر، بار تحمل و قدرت کمانش میله می تواند به تعیین اندازه مناسب میله کمک کند. اگر سیلندرهای استاندارد با اندازه سوراخ غیرقابل استفاده باشند، می توان سیلندرهای سفارشی را برای تناسب ایده آل تولید کرد.
• بررسی گزینه های بالشتک: اگر کاربرد هیدرولیک به میله های سیلندر نیاز دارد که با سرعت بالا حرکت کنند، می توان از بالشتک در هر دو انتهای سیلندر برای کاهش ضربه استفاده کرد.

عملگرهای خطی هیدرولیک برای چه مواردی استفاده می شوند؟

محرک های خطی هیدرولیک در کاربردهای بی شماری در هر گوشه از جهان استفاده می شوند. در مقایسه با سایر محرک ها، سیلندرهای هیدرولیک کارآمدتر، قدرتمندتر و بادوام تر هستند. در صنعت تجهیزات سیار، هیدرولیک منحصراً در بیل مکانیکی، بولدوزر، کمپرسی، گریدر و لودر استفاده می شود. کارخانه های تولیدی برای کار با پرس آهنگری، قالب گیری تزریقی، متراکم کننده و سایر تجهیزات سنگین به محرک های هیدرولیک متکی هستند.

سیلندر هیدرولیک تک اثر در مقابل دوبل

تجهیزات و ماشین آلات هیدرولیک از سیلندرهای تک و دو اثره استفاده می کنند و هر نوع دارای مزایای خود است. نگهداری سیلندرهای تک اثر ساده تر و راحت تر از سیلندرهای دو کاره است. با این حال، با سیال بیشتر در محفظه تحت فشار، کنترل محرک های دوگانه برای اپراتور آسان تر است.

در پایان

سیلندر هیدرولیک ( Hydraulic cylinder) وسیله‌ای است که توان سیال را به صورت حرکت خطی به توان مکانیکی تبدیل می‌کند. سیلندرهای هیدرولیکی عملگر خطی نیز نامیده می‌شوند. در این بین، پارس کروم (همان پارس کانینگ سابق) یک گزینه هوشمندانه و آگاهانه است که شما را بابت انتخابی که دارید در طولانی مدت پشیمان نخواهد کرد.