سیلندر و جک هیدرولیک
سیلندر های هیدرولیک بر اساس قاعده پاسکال کار میکنند.یعنی فشاری که بر یک مایع وارد میشود، بصورت مساوی در تمام سطوح آن مایع پخش می‌شوند. مصرف این سیلندر ها و جک ها در بسیاری از صنایع همچون ساختمان سازی ، تولید ، معدن ، خودرو سازی و بطور کلی هر جایی که به یک نیروی قوی فشاری یا کششی نیاز است ، می‌باشد.
انواع سیلندر و جک هیدرولیک
سیلندرها و جک های هیدرولیک در ۳ نوع تولید می‌شوند.
- سیلندر های هیدرولیک یک طرفه
- سیلندر های هیدرولیک دو طرفه
- سیلندر های تلسکوپی
که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم .
سیلندر هیدرولیک یک طرفه ( تک مرحله ای )
زمانی از این نوع سیلندر ها استفاده میشود که بخواهیم تنها یکی از کارهای کشیدن یا هل دادن را انجام دهیم.یعنی وقتیکه قرار باشد یک بار را بگذاریم و یا برداریم. به این ترتیب فشار هیدرولیک تنها در یک سمت سیلندر وجود دارد. در این حالت حرکت برگشت به کمک جاذبه ، وزن بار و یا فنر انجام می‌گیرد.
طراحی این سیلندر ها به شکل زیر است :
در این نوع سیلندر ها ، قسمت داخلی سیلندر از نوع لوله سیلندری سنگ نخورده و گاها مانسمان می‌باشد. به این دلیل که پیستون ثابت است و تنها شفت حرکت میکند. قطر شفت بزرگتر از حالت سیلندر دو طرفه در نظر گرفته میشود.و سطح شفت بسته به فشار کاری ، سنگ خورده یا دارای روکش کروم سخت می‌باشد. به این دلیل که بر روی آن پکینگ کار میکند.
سیلندر هیدرولیک دو طرفه ( دو مرحله ای)
در این نوع ، فشار هیدرولیک پیستون را به هر دو سمت هدایت میکند.
تصویر زیر نمایی از سیلندر هیدرولیک دو طرفه می‌باشد :
قطر شفت نسبت به سیلندر یک طرفه کوچکتر در نظر گرفته میشود و پکینگ در دو قسمت عمل میکند. مشابه حالت قبل یکی از پکینگ ها بر روی شفت عمل میکند. پکینگ دیگر نیز بر روی سطح داخلی پیستون کار میکند. به همین دلیل در این سبلندر ها از لوله های سیلندری داخل سنگ خورده و یا لوله داخل کروم ایتفاده میکنند تا به این ترتیب پکینگ به راحتی و بدون آسیب بر روی آن حرکت کند.
در این نوع سیلندر ها میزان سطحی که روغن بر روی آن فشار می‌آورد عامل اصلی تعیین سرعت های رفت و برگشت است.
سیلندر های هیدرولیک تلسکوپی ( چند استیج )
زمانی استفاده از این سیلندر ها مطلوب میشود که نیاز داشته باشیم حرکت زیادی را در یک مرحله انجام دهیم و از طرف دیگر فضای کاری نیز کافی نمی‌باشد. به عنوان مثال در کامیون ها ، اتاق عقب به کمک این جک ها حرکت میکند.
این سیلندر ها نیز می‌توانند در دو نوع یک طرفه و دو طرفه تولید شوند.
نکته‌ای که در طراحی جک های تلسکوپی مهم است ، یکنواخت بودن سرعت در تمام مسیر است. به دلیل تغییر اندازه سطح در هر استیج با عدم طراحی درست ، حرکت یکنواختی را تولید نمی‌کنند.
محاسبات
اصل پاسکاری به این صورت است :
P × A = F فشار × مساحت = نیرو
فشار به کمک پاورپک تامین میشود. پاور پک یا HPU روغن هیدرولیک را از داخل مخزن به داخل پیستون می‌آورد. مساحت را هم سایز شفت در سیلندر های یک طرفه و سایز پیستون در سیلندر های دو طرفه تعیین میکند.
حاصلضرب این دو عدد فشاری است که توسط جک تولید میشود. در این محاسبات واحد ها بطور معمول بصورت زیر است :
Bar × Cm2 = Kg
در هنگام تهیه جک ( که گفته شد عموما از جنس لوله مانسمان یا لوله سیلندری هستند. ) باید به میزان فشار قابل تحمل توسط سیلندر توجه شود. یعنی شما پس از محاسبه نیرویی که نیاز دارید از طریق F/A =P مقدار فشار داخل سیلندر که به دیواره ها وارد میشود را بدست می‌آورید.
یک پاور پک امکان این را دارد که یک وزن بی‌نهایت را بلند کند. مسئله در این است که آیا سیلندر هم این توانایی را دارد یا خیر . دو عاملی که توسط پاورپک تولید می‌شوند فشار و دبی می‌باشد.
فشار تولید شده به داخل سیلندر منتقل شده و به سطح پیستون وارد میشود که همان مساحت است و به این ترتیب وزنی که سیلندر می‌تواند بلند کند را تعیین میکند. که رابطه آن پیش از این گفته شد.
دبی تولید شده نیز با مساحت پیستون سرعت را تعیین میکند. این رابطه نیز بصورت زیر است :
V = q/A مساحت / دبی = سرعت
رنج کاری جک های هیدرولیک به طور معمول فشار ۱۵۰ bar تا ۶۹۰ bar می‌باشد.و اکثرا در همان فشار های پایین‌تر کار میکنند یعنی حدود ۱۵۰ bar فشار. هر چه فشاری که که لازم داریم بالا‌تر می‌رود سایز سیلندر هیدرولیکی هم که نیاز است بزرگتر شود.
درصورتی که به سرعت بیشتری نیاز است و نمیتوان اندازه سیلندر را تغییر داد ، باید گزینه هایی که در انتخاب پمپ یا تغییر دبی هست را بررسی کرد. در صورتی که مایلید درباره اجزا پمپ هیدرولیک اطلاعاتی را کسب کنید ” اجزا جک هیدرولیک ” را مطالعه کنید.
منابعی که مطالب ذکر شده از آنها گرفته شده‌اند به شرح زیر است :
- تجربیات مهندسان شرکت سازه گوهر
- وبسایت شرکت apex به نشانی apexhydraulics.co.uk