قوانین هیدرولیک در بالابر

مقدمه

برای شناخت اجزای یک بالابر هیدرولیکی فاکتورهای مختلفی وجود دارد ولی همان طور که از نام بالابر پیداست، اجزا و قطعات هیدرولیکی در اولویت است. در این مطلب با اصول هیدرولیک و اجزای آن بیشتر آشنا می شویم.

 

 

 

هیدرولیک و اصول و قوانین

هیدرولیک علم انتقال و تبدیل نیرو توسط مایعات است. هیدرولیک آبی دارای خاصیت زنگ زدگی می باشد از همین رو در صنعت از هیدرولیک روغن استفاده می شود. در واقع هر جا نامی از هیدرولیک برده شود منظور همان هیدرولیک روغنی است. یک سیستم هیدرولیکی در مقایسه با انواع مکانیکی مشابه دارای قطعات کمتری می باشد. در این سیستم به سادگی می توان نیروها را تا چندین برابر افزایش داد. در سیستم هیدرولیک با اعمال کمترین نیرو می توان نیروهای بزرگ را کنترل کرد. استفاده از هیدرولیک روغنی به طراحان این امکان را می دهد که بتوانند طرح خود را ساده تر اجرا کنند. در واقع طراح می تواند با استفاده از هیدرولیک روغنی مسائل پیچیده کنترل مکانیکی را ساده تر و در زمان کمتری حل کند. امروزه هیدرولیک در اکثر صنایع بخصوص در ماشین های ابزار، بالابرها، تجهیزات انبارداری، پرس ها، ماشین های راه سازی و ... کاربرد فراوانی دارد.

اجزا اصلی تشکیل دهنده یک سیستم هیدرولیک شامل مخزن روغن، پمپ هیدرولیکی، شیرهای هیدرولیکی و عملگرها می باشد. مخزن روغن منبعی جهت ذخیره و نگهداری روغن می باشد. پمپ هیدرولیکی، روغن داخل مخزن را به حرکت در می آورد. این روغن توسط لوله ها و شلنگ ها به نقاط مورد نظر می رسد. کنترل جهت، کنترل جریان و کنترل فشار را به نیروی مکانیکی تبدیل می کنند. عملگرهای هیدرولیکی شامل سیلندرها جهت ایجاد حرکت خطی و هیدروموتورها جهت ایجاد حرکت دورانی می باشند.

 

 

برای اینکه هیدرولیک را بهتر بفهمیم می بایست با اصول و قوانین فیزیکی مربوط به آن آشنا شویم.

- نیرو (Force) : طبق قانون نیوتن همواره رابطه بین جرم و نیرو وجود دارد. پس با تعیین واحد جرم و تلفیق آن با شتاب جرم، واحد نیرو نیز مشخص می شود که بطور ساده نیوتن است. F = m × a

- فشار (Pressure) : فشار از نتیجه تقسیم نیرو به سطح بدست می آید. P = F / A واحد فشار پاسکال است و معمولا واحد فشار را در صنعت با بار bar بیان می کنند.

- چگالی (Density) : جرم واحد حجم یک ماده را گویند. ρ = m / v

- ویسکوزیته (Viscosity) : میزان اصطکاک داخلی یا مقاومت سیال در مقابل جاری شدن را ویسکوزیته یا لزجت گویند. ویسکوزیته سیال بایستی متناسب با سیستم هیدرولیک انتخاب شود. بالا بودن ویسکوزیته باعث افزایش درجه حرارت سیال بدلیل اصطکاک می شود. همچنین این افزایش باعث بالا رفتن مصرف قدرت و افزایش افت فشار می شود. پایین بودن ویسکوزیته نیز باعث افزایش نشتی سیال می شود.

- ماژول بالک (Bulk module) : ماژول بانک نشانگر تراکم ناپذیری سیال هیدرولیک می باشد. مطابق ماژول بالک هرچقدر این شاخص بالاتر باشد، سیال مربوطه تراکم ناپذیرتر می باشد و هر چقدر شاخص پایین تر باشد، سیال تراکم پذیر تر است.

قانون پاسکال

بر اساس این قانون با تأثیر نیروی خارجی بر سطح مایع مثلا از طریق سیلندر، این نیرو بصورت یکنواخت بر تمام سطوح مایع تأثیر گذاشته و باعث پیدایش فشاری مساوی در تمام سطوح دیواره ها، سقف و کف محفظه مایع می شود. این فشار بصورت عمودی بر سطوح محفظه مایع وارد می شود. با درک درست از این قانون مسائل هیدرولیک را می توانیم براحتی تجزیه و تحلیل کنیم.

 

 

قانون پیوستگی

طبق این قانون حجم عبور جریان در یک زمان معین در لوله ای که دارای مقاطع مختلف می باشد همواره مقدار ثابتی است. البته بایستی به این نکته توجه کرد که سرعت شدت جریان در مقاطع مختلف، متفاوت می باشد. لازم به ذکر است سرعت جریان در مقاطع باریک تر افزایش می یابد و بالعکس این سرعت در مقاطع با سطح مقطع بیشتر، کمتر است.

 

 

جریان آرام و جریان مغشوش

اگر سیال با سرعت معینی در لوله ای طوری جریان یابد که تمام مولکول های آن در هنگام حرکت بصورت موازی با هم در حرکت باشند، این جریان حرکت را یک جریان آرام (Lamirar) می نامند. در این جریان بیشترین سرعت جریان سیال، در خط وسط لوله قرار دارد و کمترین سرعت در کنار دیواره لوله می باشد. اما اگر سرعت جریان در یک مقطعی از لوله بطور ناگهانی افزایش یابد، در این سطح مقطع سرعت بحرانی پدید می آید که منجر به شکل گیری جریان مغشوش (Turbulent) می شود. بطور کلی جریان مغشوش، جریان مطلوبی نیست و موردنظر نمی باشد.

تشدید نیرو

با توجه به رابطه بین فشار، نیرو و سطح مقطع در می یابیم اگر در یک سیستم بسته دو پیستون با دو سطح مقطع متفاوت داشته باشیم با اعمال نیرویی مشخص به پیستون با سطح مقطع بزرگتر به نسبت بزرگی سطح مقطع کوچکتر، چون فشار در تمام نقاط سیال یکسان می باشد، پیستون با سطح مقطع بزرگتر به نسبت بزرگی سطح مقطع می تواند نیرویی چند برابر نیروی وارد به پیستون با سطح مقطع کوچکتر ایجاد کند. در تشدید نیرو نسبت نیروها رابطه مستقیمی با نسبت سطوح پیستون دارد. از خاصیت تشدید نیرو در سیستم های هیدرولیک جهت ساخت پرس های هیدرولیکی استفاده می شود.

تشدید فشار

اگر دو پیستون مختلف السطوح که بهم متصل هستند داشته باشیم و پیستون ها را تحت نیروی مشخص به حرکت درآوریم، فشار سیال در پیستونی که دارای سطح مقطع کوچکتر می باشد، افزایش می یابد. در تشدید فشار نسبت فشارها به نسبت عکس سطوح پیستون می باشد. از خاصیت تشدید فشار در قسمت های مختلفی از یک مدار هیدرولیکی که نیاز به افزایش فشار موضعی می باشد، استفاده می شود.

Off Canvas Menu