سیستم هیدرولیک چیست؟ + مزایا و معایب
سیستم هیدرولیک از مایع هیدرولیک (معمولاً روغن) برای انتقال انرژی استفاده می‌کند. این سیستم مطابق با اصول مکانیک مایعات طراحی شده و در صنایع مختلف کارآمد است. مزایای این سیستم شامل: قدرت بالا و دقت کنترل حرکت است.
برخی از اجزاء مهم این سیستم شامل: پمپ(وسیله‌ای برای ایجاد فشار)، سیلندر(برای تبدیل انرژی فشار به انرژی حرکتی) و مایع هیدرولیک است.
در ابتدا به طور کلی سیستم هیدرولیکی را معرفی کردیم. اما اگر می‌خواهید عمیق‌تر با این سیستم آشنا شوید به شما پیشنهاد می‌شود تا آخر مقاله با ما همراه باشید. ما قصد داریم سیستم هیدرولیک را به زبان ساده و کامل بررسی کنیم.
روش کار سیستم هیدرولیک
سیستم هیدرولیک بر پایه‌ی قوانین فیزیکی و اصول مکانیک مایعات بنا شده است. در این سیستم، مایع هیدرولیک، که معمولاً نوعی روغن خاص است، به عنوان وسیله‌ای برای انتقال نیرو مورد استفاده قرار می‌گیرد. ابتدا این مایع تحت فشار قرار گرفته و نیرویی که در یک نقطه وارد می‌شود، به سرعت از طریق مایع هیدرولیک به سایر نقاط سیستم انتقال می‌یابد.
اصول اصلی انتقال نیرو در سیستم هیدرولیک:
- اصول پاسخ به فشار: وقتی نیرو به مایع هیدرولیک اعمال شود، این فشار به تمام نقاط مایع منتقل می‌شود. به همین دلیل، می‌توان نیرو را به سرعت از یک سمت به سمت دیگر انتقال داد.
- اصول پاسخ به انتقال نیرو: اگر نیرو در یک نقطه روی مایع اعمال شود، این نیرو به صورت طولی و به اندازه برابر در تمام جهات منتقل می‌شود. این قانون باعث انتقال نیرو در سیستم‌های هیدرولیک می‌شود.
- اصل تساوی فشار در همه جهات: در سیستم‌های هیدرولیک، فشار در هر نقطه از مایع هیدرولیک برابر است و این فشار در تمام جهات تقریباً یکسان است.
اجزای اساسی سیستم‌های هیدرولیک:
- پمپ‌ها: پمپ‌ها وظیفه اعمال فشار به مایع هیدرولیک را دارند تا مایع به سیلندرها وارد شود. پمپ‌ها در دو نوع پیستونی یا چرخشی در بازار وجود دارند.
- سیلندرها: سیلندر به عنوان واحد اجرایی در سیستم هیدرولیک عمل می‌کند. وقتی مایع هیدرولیک با فشار وارد سیلندر می‌شود، سیلندر انرژی را به نیروی مکانیکی تبدیل کرده و باعث حرکت اجسام می‌شود. سیلندرها معمولا دارای یک یا دو پیستون هستند. این فشار توسط شیرهای هیدرولیک ایجاد می‌شود، این شیرها در دو نوع شیر برقی و شیر دستی هیدرولیک در دسترس هستند.
- مایع هیدرولیک: روغن هیدرولیک معمولا در برابر فشار و دما بسیار مقاوم است.
کاربردهای سیستم هیدرولیک
سیستم‌های هیدرولیک به دلیل قدرت، دقت و امکان کنترل بالا، در صنایع مختلف بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این بخش، به برخی از کاربردهای مهم این سیستم‌ها در صنایع مختلف خواهیم پرداخت:
- ماشین‌آلات سنگین: سیستم‌های هیدرولیک در ماشین‌آلات سنگین مانند: بیل‌های مکانیکی، لودرها، و بولدوزرها بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. این سیستم امکان کنترل دقیق حرکت و بارگیری آسان اجسام را فراهم می‌کند.
- هواپیماها: در هواپیماها، از سیستم هیدرولیک برای کنترل پره‌های موتور، ترمز و سیستم‌های فرود و تی‌کاف استفاده می‌شود.
- صنعت دریایی: در صنعت دریایی، سیستم‌های هیدرولیک برای کنترل و تنظیم جک‌های دریایی و دستگاه‌های بالابر در بنادر استفاده می‌شود.
- اتومبیل‌سازی: در صنعت اتومبیل‌سازی، سیستم‌های هیدرولیک برای ترمز، سیستم تعلیق و تنظیم قسمت‌های مختلف خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیستم هیدرولیک ایمنی و راحتی در رانندگی را افزایش می‌دهد.
مزایا و معایب سیستم هیدرولیک
مزایا:
- قدرت بالا: یکی از مهم‌ترین مزایای سیستم‌های هیدرولیک، داشتن قدرت بالا است. این سیستم‌ها توانایی اعمال نیروهای سنگین را دارند. به همین دلیل معمولا از این سیستم در مواقعی که نیاز به نیروی زیادی داریم استفاده می‌شود.
- دقت کنترل حرکت: سیستم هیدرولیک را می‌توانیم با دقت بالایی کنترل نماییم. این ویژگی در مواقعی که نیاز به دقت بالا در کنترل داریم بسیار کارآمد است.
- توانایی کار در شرایط دشوار: سیستم‌های هیدرولیک در شرایط دشوار مانند: دمای بالا یا پایین، زمین‌های ناصاف و فشار زیاد عملکرد خوبی دارد.
- توانایی تعامل با اجزای دیگر: سیستم‌های هیدرولیک می‌توانند با سایر اجزای مکانیکی و الکتریکی ترکیب شود. این تعامل امکان ایجاد اتوماسیون صنعتی را فراهم می‌کند.
معایب:
- مصرف انرژی بالا: یکی از اصلی‌ترین معایب سیستم‌های هیدرولیک، مصرف انرژی بالا است.
- نیاز به نگهداری دقیق و منظم: سیستم‌های هیدرولیک نیاز به نگهداری دقیق و تعویض منظم مایع دارند تا بتوانند عملکرد بهینه‌تری داشته باشند.
- وزن بالا: مایع هیدرولیک و تجهیزات مرتبط با آن معمولاً وزن بالایی دارند، که این موضوع باعث شده این سیستم بسیار سنگین باشد.
- آلودگی محیط زیست: روغن هیدرولیک واکنش‌پذیری زیادی داشته و ممکن است در صورت نشت یا دور ریخته شدن به محیط زیست آلودگی وارد کند.
