آشنایی با سازوکار هیدرولیک مطالب کمک آموزشی تدریس پودمان سازوکارها

مطالب کمک آموزشی تدریس پودمان سازوکارها

آشنایی با سازوکار هیدرولیک

تعریف هیدرولیک

هیدرولیک علم ارسال نیرو و یا حرکت از طریق یک سیّال مایع محبوس شده مي باشد. در یک مکانیزم هیدرولیکی، ارسال قدرت همیشه با هل دادن و یا فشارآوردن بر یک مایع محبوس صورت می پذیرد.بطور کلی می توان گفت که در سیستمهای هیدرولیکی، با اعمال فشار بریک مایع محبوس نیرو تولید میگردد و این ارسال نیرو یا انتقال قدرت است که توسط خود مایع محبوس در سیستم انجام می شود.

شکل زیر طریق انتقال انرژی با تحت فشار قرارگرفتن مقدار معینی مایع محبوس دریک مکانیزم هیدرولیکی ساده را به روشنی نمایش میدهد.

مبانی فشار:

هرچند که کلمه هیدرولیک ریشه یونانی داشته و به مفهوم آب است، لیکن نباید تصّورشود که علم هیدرولیک درخصوص وسایل و دستگاههائی صحبت می کند که با آب کار می کنند. نظیر یک چرخ آبی و یا یک توربین آبی.

پس هیدرولیک وسایل و دستگاه هایی که از اعمال نیرو به یک مایع محبوس یعنی فشار بهره مند می شوند و به فعالیت درمی آیند، و بنابر تعریف دارای مکانیزم هیدرواستاتیکی هستند. گفته می شود در ضمن فشارهم همان نیروی اعمال و منتشر شده ای است که به کلیه سطوح دربرگیرنده مایع محبوس وارد می آید و بر حسب نیرو بر واحد سطح مثلاً نیوتون برمترمربع N/m بیان می شود.

فشار چگونه تولید می شود:

فشار زمانی تولید می شود که یا مانعی در مسیر جریان مایع ظاهر شودو یا مقاومتی در مقابل نیرویی که می خواهد سیال مایع را به حرکت درآورد پدیدار گردد.

ایجاد تمایل در مایع، برای به حرکت درآمدن، ممکن است توسط یک پمپ مکانیکی و یا ممکن است، بسیار ساده، توسط وزن خود مایع، فراهم شود.

بدیهی است که فشار در هر نقطه از یک توده ی مایع مثلاً آب، متناسب است با عمق آن نقطه، و در عمق های مساوی، فشار ثابت است و تنها بستگی به وزن مایع در بالای آن عمق دارد.

همانگونه که در شکل زیر نمایش داده شده است، یک ستون آب شیرین 10 متری فشار ارتفاعی که تولید می کند معادل 1 کیلوگرم بر سانتی متر مربع و یک ستون آب 5 متری، فشار نیم کیلوگرم بر سانتی متر مربع است، لیکن پر واضح است که با تغییر نوع سیال مایع، مقادیر فشار نیز تغییر خواهند نمود.

فشار ارتفاع نتیجه وزن خود مايع است

فشار در ستونی از مایع:

وزن حجم معینی از روغن، تا حدودی تابع درجه لزجت یا ویسکوزیته آن روغن است. به هر حال برای کاربردهای معمولی، وزن روغن های هیدرولیک چیزی بین 880 تا 930 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. یکی از علل بررسی وزن روغن هیدرولیک، تاثیری است که وزن روغن بر روی قسمت ورودی پمپ ها دارد. و وزن روغن موجب تولید فشار مي گردد

و البته به ازای هر متر افزایش ارتفاع، مقدار فشار در پائین ستون بمیزان 9000 پاسکال افزایش می یابد. بطور کلی در یک ستون مایع، مقدار فشار را در هر نقطه دلخواه می توان از رابطه زیر تعیین نمود:

 که :

مقدار فشار بر حسب نیوتن بر متر مربع = p

وزن مخصوص مایع بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب =ρ

شتاب ثقل محیط برحسب متر بر مجذور ثانیه = g

عمق نقطه دلخواه تا سطح آزاد مایع برحسب متر =h

در یک سیستم هیدرولیک، آن عاملی که اساساً موجب به گردش درآمدن و یا به حرکت درآمدن عضو تحریک کننده می گردد، جریان روغن است و نه حضور خود روغن به تنهائی بعبارت دیگر، درست است که نیرو تنها با فشار، انتقال می یابد لیکن برای ایجاد حرکت در عضو تحریک کننده، وجود جریان روغن ضروری است ولذا حضور روغن آنهم به شکل ساکن به تنهائی کفایت نمی کند. در یک سیستم هیدرولیک جریان روغن توسط پمپ تولید می شود.

در ساخت یک سیستم هیدرولیک، فشار کل هیدرولیک  از مجموع سه فشار زیر به دست می آید.

1( فشاری که برای بحرکت درآوردن جرم روغن در شبکه )بخصوص لوله های عمودی( لازم است.

2( فشاری که برای فائق آمدن بر اصطکاک داخل لوله ها و تجهیزات شبکه لازم است.

3( فشاری که برای تولید نیرو و یا تولید گشتاور توسط تحریک کننده جهت به حرکت در آوردن یا وارد آوردن بربارلازم است.