یکی از مهمترین و پرکاربرد ترین قسمت اکثر سیستم های هیدرولیک،عملگرها (Actuators) هستند. توسط این قطعه کاربر قادر خواهد بود از توان هیدرولیکی سیستم استفاده کرده و آن را بکار گیرد. در این مقاله به توضیح در مورد سیلندر هیدرولیک خواهیم پرداخت.

در حالت کلی دو نوع عملگر وجود دارد:

  1. عملگرهای خطی یا سیلندر ها (Piston type)
    در این نوع، قدرت خروجی به صورت یک خط مستقیم عمل می کند.
  2. عملگرهای دورانی یا هیدرو موتورها (Rotart type)
    در این نوع، قدرت به صورت چرخشی عمل می کند.
عملگر خطی
عملگر خطی
عملگر دورانی
عملگر دورانی
عملگر خطی (Piston type)
مهمترین قسمتهای سیلندر ها یا عملگرهای خطی شامل:
  • بدنه
  • درپوش جلو
  • در پوش انتها
  • پیستون
  • میله پیستون
  • آب بند های پیستون(seal)
  • آب بند های میله پیستون
مهمترین قسمتهای سیلندر ها یا عملگر های خطی

بدنه

بدنه ها به دو صورت ساختار میله ای دو سر رزوه و یا ساختار جوشی ساخته می شوند. ساختار های جوشی نیز به دو شکل ساختارهای جوشی قابل تعمیر و غیر قابل تعمیر ساخته می شوند. در تجهیزات کشاورزی و راهسازی معمول ترین، نوع جوشی است.

 

میله پیستون 

این قسمت از عملگرهای خطی معمولا از جنس آلیاژ 4140 با پوشش هارد کرم ساخته می شود. آلیاژ 4140 جز فولادهای عملیات پذیر بوده به همین علت، معمولا برای بدست آوردن سختی سطح بالا و همچنین چقرمگی مغز، از روشهای مثل عملیات حرارتی القایی جهت سخت کاری آن استفاده می شود. در یک سمت میله پیستون، دوشاخه یا اتصال دهنده پین و در سمت دیگر پیستون وصل می شود.

میله پیستون 

پیستون

دو وظیفه کلی پیستون شامل

  • جلوگیری از عبور روغن از یک سمت پیستون به سمت دیگر
  • افزایش فشار بر روی آن جهت انتقال به میله و جابجایی بار
پیستون سیلندر

آب بند های میله پیستون

به طور معمول دو نوع آبند بر روی میله پیستون نصب می شود

  • آب بند یا سیل(seal) میله
    جهت جلوگیری از فرار روغن از سیلندر به بیرون بکار برده می شود.
  • آب بند یا سیل خاک گیر
    جهت جلوگیری از ورود گرد و غبار به درون سیلندر و آسیب میله پیستون، قبل از آب بند میله از آن استفاده می شود. سنگ ریزه و ذرات ریز، معمولا باعث خط افتادگی بر روی میله پیستون و همچنین آسیب به آبند میله می شود. در این وضعیت روغن درون این شکاف ها گیر کرده و از سیلندر خارج می شود. همچنین افزایش عمق این شکاف ها در طولانی مدت می تواند باعث شکست میله پیستون شود.

علاوه بر سیل ها، یک بوش نیز معمولا وجود دارد که نقش نگهدارنده میله و جلوگیری از تماس میله با درپوش و  آسیب به آن را دارد.

آب بند های میله پیستون
انواع سیلندر هیدرولیک 

سیلندرهیدرولیک یک طرفه
اعمال نیرو در یک جهت را تامین می کند. سیال تنها به یک طرف پیستون تزریق،که با اعمال فشار بر همان طرف باعث حرکت خطی میله می شود. بیشترین کاربرد آن در بالابر کامیون ها و جرثقیل  هاست.
فشار روغن از طریق پمپ هیدرولیک تامین، و به سمت پیستون اعمال می شود پیستون باعث حرکت میله و جابجایی بار می شود.


سیلندر هیدرولیک دوطرفه
اعمال نیرو را در دو جهت تامین می کند. یکی از پر کاربرد ترین نوع سیلندر در تجهیزات موبایل مثل ماشین آلات راهسازی و کشاورزی این نوع است. امکان ورود و خروج روغن از هر دو طرف پیستون باعث شده تا این نوع سیلندر قابلیت کار در هر دو جهت را داشته باشد. در سیلندر های دو طرفه معمول، به دلیل اختلاف سطح پیستون و حجم، در دو طرف، سرعت و نیرو متفاوت هستند. برای جاهای که نیاز به نیرو و سرعت برابر وجود دارد، سیلندر های دو طرفه با دو میله و پیستون (سیلندر دو طرفه بالانس) در وسط توسعه داده شده اند، مثل سیستم فرمان خودرو.

سیلندر دو طرفه بالانس 2
سیلندر دو طرفه بالانس

سرعت حرکت پیستون وابسته به نرخ دبی جریان روغن است. در سیلندر یا جک دو طرفه به دلیل اختلاف سطح سمت پیستون و سمت میله سرعت در سمت میله سریع تر از سمت پیستون خواهد بود.


V=Q/A


V=سرعت پیستون

Q=دبی جریان روغن

A=سطح پیستون

شماتیک سیلندر

از سوی دیگر به دلیل سطح مقطع بزرگتر سمت پیستون، نیروی اعمالی از این سمت بیشتر خواهد بود.

 


F=P*A


F= نیرو

P= فشار

سیلندر Ram
ساده ترین نوع سیلندر است و تنها از یک محفظه روغن و میله تشکیل شده است.بصورت یک طرفه عمل می کند و اکثرا بصورت عمودی نصب می شود. برگشت به حالت اولیه در این سیلندر بوسیله نیروی وزن خواهد بود. از این سیلندر در جاهای که به طول کورس بلند احتیاج است مثل بالابرها، استفاده می شود.
تفاوت عمده بین سیلندر یک طرفه و رام در این است که، سیلندر یک طرفه دارای پیستون است و روغنی که از آب بند سیلندر خارج می شود به مخزن روغن بر می گردد تا میزان نشتی خارجی به کمترین مقدار برسد.

 

سیلندر هیدرولیک تلسکوپی

این نوع شامل یک سری سیلندر یا عملگرهای خطی تو در تو، گاهی تا پنج عدد هستند که با اعمال فشار روغن به ترتیب از بزرگ به کوچک شروع به باز شدن می کنند. با توجه به کوچک شدن سیلندر ها در هر مرحله سرعت باز شدن افزایش پیدا می کند. از این نوع در جاهای که احتیاج به طول کورس بلند در فضای کم است استفاده می شود. لیفتراک، جرثقیل ها، بالابرها، آسانسورها، ماشین های سنگین مثل دامتراک و کمپرسی ها.

سیلندر تلسکوپی
سیلندر تلسکوپی

جک ها یا سیلندر های هیدرولیک علاوه بر قسمت های کلی که ذکر شد، توسط تجهیزات و قسمت های که بر روی آن نصب می گردد جهت مصارف گوناگون بهینه می شوند که در مقالات بعدی به آنها خواهیم پرداخت.

استفاده از این محتوا با ذکر منبع و لینک مستقیم به مقاله مجاز است.

دیدگاهتان را بنویسید

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