نکات مهم جهت نصب و راه اندازی سیستم های هیدرولیک

مراحل آماده سازی محیط برای نصب سیستم و نصب مجموعه تامین توان و پر کردن سیستم و راه اندازی اولیه وآماده به کار کردن سیستم و شستشوی اولیه به شرح ذیل می باشد:

1- پاکیزه نگهداشتن محل نگهداری و قطعات و اجزای سیستم

2- عملیات ساختمانی و نقاشی و غیره قبل از نصب پایان یافته باشد.

3-تمام بخشهای دستگاه قبل از اتصال به یکدیگر جهت جلوگیری از ورود آلودگی باید آب بندی باشند.

4- بخش داخلی لوله ها تمیز باشند.

5-جدار درونی و بیرونی  لوله هایی  که برای اتصال جوشکاری یا گرم شده اند باید اسید شویی و تمیز شوند.

6-جدار داخلی لوله با یک لایه نازک از روغن هیدرولیک محافظت شود.

7- دورن مخزن تمیز باشدو پیچهای صفحات کامل محکم باشند.

8- واشرهای آب بندی بررسی شوند.

9- تمام اتصالات مخزن متصل باشند.

10- راهگاههای تمام اجزا باید پیش از نصب بسته باشند و تا زمان نصب لوله ها نباید باز شوند.

11- از شبکه لوله سیستم در برابر ارتعاش محافظت شود.

12- لوله ها از هم جدا باشند تا سایش در آنها بوجود نیاید.

13- از خم شدن و سایش و پیچش شلنگ ها جلوگیری شود.

14- مخزن تمیز شده بر روی یک ماده مناسب ضد ارتعاش ثابت شود.

15- مونتاژ موتور و پمپ و اتصالات شافت ها که معمولا" توسط کوپلینگ انعطاف پذیر است باید بررسی شود.

16- موتور پمپ باید بر روی پایه های ضد ارتعاش نصب شود.

17-خط مکش پمپ توسط شیرهای قطع و فیلتر های مکش با استفاده از شلنگ مکش انعطاف پذیر به مخزن وصل شود.تا ارتعاش و حرکت نسبی پمپ و مخزن به آن آسیب نرساند.

18-برای جلوگیری از متلاشی شدن لوله ها هنگام ایجاد فشار منفی، شلنگ های مکش به صورت داخلی تقویت می شوند.

19-پس از اطمینان از برقراری صحیح اتصالات کلیه قسمت ها و فیلتر هوا و بسته بودن شیر تخلیه، تانک مخزن را با روغنی که از بشکه های نو برداشته ایم پر می کنیم.

20- برای پر کردن از فیلتر با درجه مناسب استفاده شود.

21- مخزن را تا بالاترین درجه نمایشگر پر کنید.

22- انباره ها طبق دستورالعمل شرکت سازنده باید با گاز شارژ شوند.

23-پس از روشن کردن گرمکن های مخزن سیستم آماده استارت اولیه است.

24- قبل از استارت اولیه سیستم سیال خروجی را از طریق فیلتر خط بازگشت و یا خط فشار به مخزن بازگردانید و شیر اطمینان را روی کمترین فشار تنظیم کنید.

25-پمپ پر از سیال باشد و جهت چرخش آن صحیح باشد و اگر پمپ مجهز به واحد تنظیم دستی دبی متغیر است آن را بر روی نصف دبی تنظیم کنید.

26-پمپ را روشن کرده و نشتی ها را بررسی می کنیم.

27-صدای ارتعاشات و دما و شاخص فیلتر ها را بررسی می کنیم و پس از 4 دقیقه اگر پمپ دبی متغیر بود ، دبی آن را به ماکزیمم می رسانیم.

28-برای شستشوی مخزن پمپ را چندین ساعت روشن نگه می داریم.

29-حال سیستم را به حالت عادی بازگردانده و اتصلات موقت سیرکوله پمپ به تانک را جدا کرده و در صورت لزوم فیلتر ها را تمیز ویا اجزای آن را تعویض می کنیم و شیرهای حساس مانند سروو و کنترل دبی دقیق را از سیستم باز می کنیم و بلوکهای شستشو را به جای آنها جایگزین می کنیم و حداقل پس از راه اندازی پمپ برای شستشوی مدار صبر می کنیم سیال 50 بار در مدار گردش کند و هنوز سیستم در حداقل فشار است.

30-حال برای استارت مجدد شیرهای سروو و عملگرها و تمام اجزا را متصل می کنیم و سیستم را بدون بار روشن می کنیم و سپس در صورت لزوم هواگیری کرده و فشار را به آرامی به فشار کاری سیستم می رسانیم.

31-تمام شیرهای کنترل فشار و تنظیم دبی را قفل می کنیم.

32-اعداد تمام فشارسنج ها را در کل سیستم بررسی می کنیم.

33-بررسی می کنیم تمام پیچ ها با گشتاور مطلوب بسته شده باشند.

34-حفاظ ها و مدارهای اطمینان را بررسی می کنیم.

35-سیستم آماده کار و بارگذاری خواهد بود.

انواع شیرهای کنترل فشار در سیستم های هیدرولیکی

۱- شیر محدود کننده فشار Pressure relief valve

2- شیر محدود کننده فشار پایلوتی Pilot operated pressure relief valve

3- شیر جبران کننده فشار Pressure compensator valve

4- شیر ضد وزنه Counter balancing valve

5- شیر کاهنده کننده فشار دوراهه Two way pressure reducing valve

6- شیر کاهنده فشار سه راهه ( رگولاتور فشار )

 Three way pressure reducing valve - Pressure regulator valve

7- Unloading valve

8- شیرهای ترمز Brake valves  

9- Over center valve

10- Proportional pressure relief valve ( شیر محدود کننده فشار تناسبی )

 

ذخیره سازی و انتقال سیال

 

سیالات هیدرولیکی باید در اتاقی تمیز و با تهویه مناسب طبق استانداردهای ایمنی نگهداری شوند.

اگر روغن را در بشکه های دربسته و فضای آزاد نگهداریم باید نکات ذیل را رعایت کنیم:

 

1-     بشکه ها توسط طوق با بسته بندیهای چوبی دور از زمین و به پهلو نگهداری شوند تا از زنگ زدن سطوح زیرین جلوگیری شود.

2-    بشکه ها را نباید مستقیما" بر سطوح آجری که خورنده فلزات هستند، روی هم چید.

3-    در نگهداری بشکه ها به صورت عمودی باید در آنها به سمت پایین باشد و یا به صورت مایل نگه داشته شوند تا آب باران از در بشکه به دورن آن نفوذ نکند.

4-    انتهای مخزن ذخیره سازی شیب داشته باشد تا اینکه ذرات غبار و آب با باز کردن شیر تخلیه از روغن جدا شوند.

5-    بازدید منظم از مخازن مخصوصا" از نظر نشتی و همچنین نشانهای شناسایی روغن تمیز و خوانا باشند.

6-    برای باز کردن در بشکه ها نباید سوراخ بزرگی در آنها ایجاد کرد و یا یک ظرف به روغن فرو برد زیرا احتمال ورود آلودگی به سیستم وجود خواهد داشت.

7-    برای انتقال سیال درون بشکه های خوابیده از شیر و بشکه های عمودی از پمپ استفاده شود.

8-    ظروف و قیف های انتقال باید کاملا" تمیز بوده و این ظروف مرتبا" با پارافین و یا حلالهای مناسب شسته و خشک شوند.

9-    برای تمیز کردن ظروف از پارچه های کتان و پشمی نباید استفاده شود زیرا تارها و رشته های آن وارد سیستم هیدرولیک می شود.

 

نکاتی در مورد سایش و موقعیت اجزا در سیستم

1-   سایش در سیستمهای هیدرولیکی نتیجه آلودگی روغن است.

2-   فیلتراسیون کافی و نگهداری مناسب، سایش را کاهش می دهد.

3-   عامل مهم در فرسودگی قطعات هم محور نبودن پمپها و عملگرهاست که علت آن شل شدن پیچ ها و حرکت ناگهانی شیرها و ارتعاشات در لوله ها و ارتعاشات مکانیکی و هیدرولیکی است.

۴-   در طراحی سیستم، اجزا به گونه ای نصب شوند که برای تنظیم و بازدید و یا تعویض به راحتی در دسترس باشند.

اندازه گیری فشار در سیستم (نقاط آزمون)

جهت اندازه گیری فشار و آزمون عملکرد صحیح نقاط مختلف در سیستم نیاز به استفاده از فشار سنج در مکان های مختلفی است:

1-     خروجی پمپ برای تنظیم شیر اطمینان

2-    پایین دست جریان شیرهای کاهنده فشار

3-    بالا دست شیرهای ترتیبی و کلیدهای فشار

4-    ورودی و خروجی عملگرها جهت ارزیابی کارایی آنها

با توجه به محل های نصب ذکر شده در فوق به تعداد زیادی فشارسنج گرانقیمت نیاز است که برای حل این مشکل از نقاط آزمون فشار استفاده می شود.این نقاط اتصالات کوچک دارای آب بند ی هستند که در مواقع نیاز به فشار سنج متصل می شوند. مزیت این است که از آنها برای اندازه گیری دما و تخلیه هوا و نمونه گیری سیال نیز استفاده می شود.

نکات مهم در نگهداری تجهیزات هیدرولیکی (اهمیت فیلتراسیون)

با توجه به اینکه بیش از 80 درصد خرابیهای سیستم های هیدرولیکی به طور مستقیم و غیر مستقیم ناشی از آلودگی سیال است لذا با به کار گیری فیلتراسیون مناسب و کافی تعداد خرابیها به طور جدی کاهش می یابند:

برای این منظور:

1- دقت در درجه بندی فیلتر نصب شده

2- اندازه فیلتر در حدی باشد که سیال در دبی ماکزیمم پمپ و در حالت سرد برای شروع حرکت مدار ٬ قابلیت عبور از آن را داشته باشد.

3- در صورت نیاز به فیلتر در خط مکش، در خط فشار یا خط بازگشت هم فیلتر استفاده شود.

4-آب بندی مخزن کامل باشد و از واشرهای آب بند مناسب استفاده شود.

5- تمیز بودن فیلتر هواکش مخزن و اندازه و درجه بندی مناسب جهت عبور جریان هوا

6- جهت پر کردن یا افزایش روغن حتما" از سیستم مجهز به فیلتر جهت انتقال روغن استفاده شود.

7- طراحی شیب انتهای مخزن و امکان دسترسی برای تخلیه روغن در موعد مقرر

 

عمل کننده های هیدرولیکی  Hydraulic Actuators

عمل کننده های هیدرولیکی به طور کلی به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

۱- عمل کننده های خطی Linear Actuators

  • عمل کننده های خطی یک طرفه (یک کاره) Single Acting Cylinders
  • عمل کننده های خطی دوطرفه (دوکاره) Double Acting Cylinders

در دسته بندی عمل کننده های خطی٬ عمل کننده های خاص نیز قرار دارند که به صورت زیر دسته بندی می گردند:

  • عمل کننده های دوسر شفت یا بالانس (برای سرعت رفت و برگشت برابر)
  • عمل کننده های تلسکوپی (برای طول کورس های زیاد)
  • عمل کننده های دیفرانسیلی (برای برقراری سرعت دوبرابر در برگشت سیلندر)
  • عمل کننده های شناور( RAM در پرس ها ) 
  • عمل کننده های تاندم یا پشت به پشت TANDOM (برای افزایش نیرو)

2- عمل کننده های دورانی Rotary Actuators

  • عمل کننده های دورانی محدود Limited Rotary Actuators
  • عمل کننده های دورانی نا محدود Unlimited Rotary Actuators 

وظیفه عمل کننده ها تبدیل انرژی هیدرولیکی به انرژی مکانیکی برای انجام کار است.

 

 

 

تعریف فشار و دبی  

تعریف فشار:

فشار برابر است با نیروی عمودی وارد بر واحد سطح که معمولا" بر حسب بار یا پاسکال محاسبه می گردد.

تعریف دبی (شدت جریان):

حجمی ازسیال که در واحد زمان از یک سیستم عبور می کند و معمولا" بر حسب لیتر بر دقیقه محاسبه می گردد.

نکته:

در سیستم های هیدرولیک به علت رابطه پیوستگی٬ دبی همواره ثابت است و تغییر نمی کند.

به همین علت در فشارهای مختلف نیز مقدار دبی ثابت خواهد بود و فشار و دبی هیچ نسبتی با یکدیگر ندارند.

توجه داشته باشیم برای بررسی سرعت عمل کننده های هیدرولیکی از جمله سیلندرها و یا هیدروموتورها همیشه میزان دبی را بررسی می کنیم و سرعت حرکت عمل کننده ها هیچ نسبتی با میزان فشار سیستم ندارند.

پمپ های هیدرولیک در دسته پمپ های جابجایی مثبت قرار می گیرند و به ازای هر دور نسبت به ظرفیت و دور موتور محرک پمپ حجم مشخصی از سیال را جابجا می کنند٬ در نتیجه به نسبت اینکه موتور محرک پمپ چند دور در دقیقه می چرخد٬ می توان میزان دبی سیستم را محاسبه کرد.

در اینجا لازم است مجدد تاکید داشته باشیم که پمپ هیدرولیک فقط دبی تولید می کند و فشار تولید نمی کند٬ لذا با ایجاد مقاومت و بارگذاری در سیستم فشار ایجاد می گردد.

کاویتاسیون!

یکی از مشکلات عمده در سیستم های هیدرولیک وقوع کاویتاسیون است که باعث خوردگی و از بین رفتن قطعات سیستم می گردد.

خطر وقوع کاویتاسیون بیشتر در دهانه مکش پمپ ها می باشد٬ در واقع در هر قسمتی از سیستم در اثر بالا رفتن سرعت سیال بیش از حد مجاز امکان وقوع کاویتاسیون وجود دارد٬ به طور مثال در اوریفیس ها و مجاری تنگ که به علت کم شدن سطح مقطع لوله ٬ سرعت سیال افزایش می یابد ( بدلیل اینکه دبی در سیستم ثابت است و مقدار دبی برابر است با حاصلضرب سرعت سیال در سطح مقطع عبوری سیال لذا با کم شدن سطح مقطع لوله٬ سرعت سیال افزایش می یابد. ) ٬ در این لحظه انرژی فشاری به انرژی جنبشی تبدیل می گردد و  کاویتاسیون بوجود می آید٬ زیرا در اثر افزایش انرژی جنبشی ٬ فشار روغن در آن مقطع به اندازه ای کم می شود که هوای حل شده داخل روغن به صورت ابری از حباب ها ظاهر می شوند و با سرعت زیاد پس از عبور از اوریفیس و ورود به منطقه پرفشار در اثر برخورد با جداره لوله و ترکیدن حباب ها٬ باعث خوردگی شدید لوله ها و یا پره های داخلی پمپ ها می گردد.

به کاویتاسیون حباب زایی نیز گفته می شود.

برای جلوگیری از خطر وقوع کاویتاسیون باید به نکات زیر توجه داشته باشیم:

 انتخاب صحیح قطعات و سایزینگ استاندارد لوله ها و اضافه کردن ضدکف در روغن و ایجاد برش ۴۵ درجه در لوله تخلیه به تانک و جلوگیری از تلاطم روغن در تانک و از همه مهم تر در پمپ ها گشادتر انتخاب کردن سایز دهانه ورودی پمپ نسبت به خروجی آن و .....

هیدرولیک کلاسیک و هیدرولیک مدرن

منظور از هیدرولیک کلاسیک سیستم های کنترلی دیجیتال است. (صفر و یک )

در سیستم هایی که برای کنترل مقادیر مختلف از جمله فشار و یا حرکت از شیرهای برقی استفاده می گردد٬یا با سیستم های رله تکنیک فقط به صورت دیجیتال و یا با کنترلر پی ال سی به صورت دیجیتال و یا آنالوگ کنترل می شوند.

در سیستم های هیدرولیک مدرن منظور٬ کنترل آنالوگ با استفاده از درایورهای پروپورشنال است.  

پروپورشنال یعنی تناسبی و هیدرولیک پروپورشنال یعنی هیدرولیک تناسبی و یا همان کنترل سیستم های هیدرولیکی به صورت آنالوگ که به اصطلاح هیدرولیک مدرن نامیده می شود.

سه اصل اساسی در هیدرولیک

 

۱-روغن همواره از مسیر با مقاومت کمتر عبور می کند.

2- پمپ هیدرولیک دبی تولید می کند ، فشار تولید نمی کند.

3- ایجاد مقاومت و بارگذاری باعث ایجاد فشار می شود.

کلیاتی در مورد جلوگیری از اتلاف انرژی ! (Energy Saving)

یکی از مهم ترین مسائل در سیستم های کنترلی استفاده بهینه از انرژی است.

انتخاب صحیح قطعات و رعایت کردن استانداردها به این امر کمک می کند.

افت فشار در سیستم های هیدرولیکی از موارد مهم در اتلاف انرژی است، انتخاب و محاسبات غیر استاندارد و اشتباه در مواردی که در زیر به آن ها اشاره می گردد تعدادی از عوامل تاثیر گذار بر افت فشار غیر مجاز و در نهایت اتلاف انرژی و ایجاد حرارت بیش از حد در سیستم های هیدرولیکی می باشند:

1- نوع جریان ( آرام یا مغشوش )

2- سرعت سیال  

3- قطر لوله

4- ویسکوزیته روغن

5- دبی روغن

6- تغییر سطح لوله

7- ناهمواری سطح لوله

8- خم و نقاط اتصالی لوله

9- نشتی روغن

تقسیم بندی سیستم های هیدرولیک

 

1- سیستم های هیدرولیک ثابت

2- سیستم های هیدرولیک متحرک

منظور از سیستم های هیدرولیک ثابت، سیستم هایی است که در محیط کار قابلیت حرکت کردن را ندارند مثل دستگاه های پرس و یا تزریق پلاستیک و منظور از سیستم های متحرک ماشین های راهسازی و ساختمانی و ماشینهای کشاورزی ، لیفتراک و سیستم هیدرولیک هواپیما می باشد.

لازم بذکر است سیستم هیدرولیک کشتی در دسته سیستم های هیدرولیک ثابت قرار گرفته است.

تعریف علمی هیدرولیک

 

هیدرولیک علمی است که در آن تولید ، انتقال و تبدیل نیرو توسط مایع تحت فشار انجام می پذیرد.

سیستم های هیدرولیک

    عملگرهاي هيدروليك با توجه به قدرت بالايشان ، وزن كمي دارند و به فضاي كمي جهت نصب احتياج دارند. به­وسیله آنها می توان كنترل سريع و  دقيق انرژي­ها و نيروهاي بسيار بالا را فراهم نمود. همچنین  سيلندر هيدروليك يك عملگر خطي مقرون به صرفه با ساختمان ساده مي باشد. تركيب اين مزايا ، باعث می گردد تا گستره وسيعي از كاربردهاي هيدروليك در مهندسي مكانيك در اختيار قرار داده شود که از آن جمله می توان از صنايع خودرو سازي و صنايع هوايي نام برد.

     پيشرفت در سيستمهاي اتوماسيون ، اين نياز را افزايش مي دهد كه پارامترهاي فشار ، دبي و جهت حركت سيال در سيستمهاي هيدروليكي توسط سيستمهاي الكتريكي كنترل گردند. انتخاب بديهي و مناسب در اين مورد، شيرهاي پروپورشنال هيدروليك مي­باشند كه نقطه مشترك بين  سيستمهاي هيدروليك و  كنترل­هاي برقي مي­باشند.