سیلندر هیدرولیک

سیلندر هیدرولیک

سیلندر هیدرولیک یا جک هیدرولیک عملگری خطی می باشد و برای وارد کردن نیرو به یک قطعه، بلند کردن و یا جابه جا کردن قطعات سنگین استفاده می شود. هر واحد هیدرولیکی که از یک پیستون درون یک محفظه ی استوانه ای به واسطه سیال تحت فشار کار انجام دهد را سیلندر می نامند.

از عملگرها در سیستم هیدرولیک برای تبدیل قدرت سیال تحت فشار به قدرت مکانیکی استفاده می شود. و یا به عبارتی عملگر قطعه ای می باشد که توان هیدرولیکی را به توان مکانیکی تبدیل می کند. سیلندر ها عضو بسیار مهمی در سیستم های هیدرولیک می باشند که با ورود سیال تحت فشار، پیستون موجود در داخل سیلندر هیدرولیک، در امتداد خط راست شروع به حرکت می کند.

میزان نیروی خروجی حاصلضرب فشار در سطح پیستون می باشد. میزان کار انجام شده در هر کورس نیز برابر حاصلضرب فشار در سطح پیستون در جابه جایی پیستون می باشد. مقدار قدرت به وجود آمده، به دبی روغن، افت فشار در جک و راندمان کلی آن وابسته است. سرعت انجام کار نیز به میزان دبی سیال ورودی به داخل سیلندر هیدرولیک بستگی دارد. عملگرها قادرند مانند سیلندر حرکت خطی و مانند موتور حرکت دورانی تولید کنند.

از جمله موارد کاربرد سیلندرهای هیدرولیک خطی می توان به انتقال حرکت از نقطه ای به نقطه ای دیگر، وارد کردن فشار مستقیم، حرکت مستقیم کاهشی و غیره اشاره کرد. عامل حرکت در سیلندر هیدرولیک، نیروی سیال تحت فشار می باشد. سیستم های هیدرولیک به طور کلی شامل یک موتور هیدرولیکی، یک پمپ هیدرولیکی، تعدادی سیلندر و مجموعه ای از اتصالات و قطعات مکمل می باشد. هر سیلندر هیدرولیک نیز از بدنه، پیستون، میله پیستون و قطعات آببند تشکیل شده است.

سیلندر هیدرولیک چیست؟

سیلندر هیدرولیک به طور کلی متشکل از یک استوانه یا لوله، پیستون و میله پیستون و دو کلاهک انتهایی و واشرهای آب بندی روغن می باشد. معمولا استوانه، یک لوله فولادی یا چدنی بدون درزاست که سطح داخلی آن به خوبی صیقل داده شده می باشد. میله پیستون نیز جنسی از فولاد با روکش کُرُم دارد تا محافظت لازم انجام گیرد.

دهانه سیلندر نیز در کلاهک انتهایی قرار گرفته شده که به طور معمول بر روی لوله پیچ یا جوش می شود. نحوه آب بندی سیلندرها در هنگام تحت فشار قرار گرفتن یکی از مباحث مهم در طراحی سیلندر های هیدرولیک می باشد. به طور مثال هنگام ورود روغن به سمت پیستون سیلندر، بایستی مجموعه سیلندر به گونه ای آب بندی شود که روغن به سمت میله پیستون نفوذ نکند و فشار وارده از سوی بار به خوبی تحمل شود.

روش محاسبه فشار سیلندر هیدرولیک

روش محاسبه فشار در سیلندر به صورت واحد نیرو بر واحد سطح است. هنگامی که پیستون به بیرون رانده می شود به صورت نیرو بر سطح پیستون و وقتی به داخل حرکت می کند به صورت نیرو بر اختلاف سطح پیستون و میله پیستون محاسبه می گردد.

اجزاء سیلندر هیدرولیک

اجزاء یک سیلندرهیدرولیک عبارتند از: ته سیلندر، اتصالات ته سیلندر به بدنه ی سیلندر، سر سیلندر و اتصالاتش به بدنه، پیستون، میل پیستون و اتصلاتش به پیستون و همچنین در بعضی از سیلندرها پایه ای برای قرار گرفتن بدنه سیلندر بر روی آن.

بدنه ی سیلندر لوله ای ضخیم می باشد که سطح داخلی آن صیقل داده شده است. سطح داخلی سیلندر بایستی دارای صافی سطح بالایی باشد که برای ایجاد این صافی سطح از روش های مختلفی استفاده می شود.

در اغلب سیلندرهای هیدرولیک ته سیلندر و بدنه به هم جوش داده می شوند که این جوش باعث آسیب به سطح داخلی بدنه می شود، به همین دلیل توصیه می شود که ته سیلندر به بدنه پیچ شود که این نوع اتصال باعث می شود فرایند تعمیرات و نگهداری آن آسان تر باشد.برای اتصال سر سیلندر به بدنه نیز روش های متفاوتی مانند پیچ کردن و رزوه کردن سر سیلندر و بدنه داخلی سیلندر وجود دارد.

جدول اجزاء سیلندر هیدرولیک

ردیف نام اجزا ردیف نام اجزا ردیف نام اجزا ردیف نام اجزا
1 فیلتر گرد و غبار 4 درپوش 7 پیستون 10 آب بند پیستون
2 آب بند 5 مسیر حرکت پیستون 8 اورینگ 11 پیچ و مهره
3 بلبرینگ 6 بدنه سیلندر 9 رینگ بلبرینگ 12 پایه

انواع سیلندر هیدرولیک

تقسیم بندی سیلندرهای هیدرولیک به صورت های زیر انجام می گیرد.

  • تقسیم بندی طبق عمکرد سیلندرها
  • تقسیم بندی طبق ویژگی های سیلندرها
  • تقسیم بندی طبق کاربرد سیلندرها

تقسیم بندی سیلندر هیدرولیک طبق عمکرد سیلندرها

در تقسیم بندی بر اساس عملکرد سیلندرها می توان آنها را به دو دسته تقسیم کرد.

  1. سیلندر های هیدرولیک یک طرفه
  2. سیلندر های هیدرولیک دو طرفه

سیلندر هیدرولیک یک طرفه

در این سیلندرها سیال فقط از یک طرف فشرده سازی می شود و برای برگشت پیستون به حالت اولیه، از یک فنر یا نیروی خارجی در طرف دیگر سیلندر استفاده می شود. از این نوع سیلندرها برای کاربردهایی با کورس بالا استفاده نمی شود.

 سیلندر هیدرولیک دو طرفه

در سیلندر خطی دو طرفه هیدرولیک، فشرده سازی سیال در هر دو طرف سیلندر انجام می گیرد و حرکت رفت و برگشت در آنها به کمک فشار روغن انجام می شود. به عبارت دیگر هم در کورس رفت و هم در برگشت توانایی اعمال نیرو وجود خواهد داشت.

سیلندرهای دو طرفه دارای دو نوع دو محوره و تک محوره می باشند. در سیلندر دو محوره قطر دو پیستون با هم برابر است و نیروهای وارد شده در دو جهت یکسان می باشد.

عملکرد سیلندر هیدرولیک دو طرفه

با ورود جریان روغن به سیلندر، پیستون تحت فشار قرا گرفته و شروع به فشرده سازی می کنند. پس از رسیدن فشار به حد کافی ، میله پیستون شروع به حرکت کرده و مایع فشرده موجود در قسمت میله پیستون به وسیله دهانه مرتبط به مخزن روغن تخلیه می شود.

برگشت میله پیستون به این ترتیب که روغن فشرده از دهانه میله پیستون وارد لوله سیلندر شده و پس از فشرده سازی، روغن فشرده بخش پیستون از دهانه سمت پیستون به مخزن روغن تخلیه شده و نهایتا میله پیستون به داخل سیلندر بازمی گردد.

عملکرد سیلندر در حرکت رفت و برگشت

در سیلندر های هیدرولیک دوطرفه با یک میله پیستون، با وجود یکسان بودن دبی، دو نیرو و سرعت مختلف در حرکات رفت و برگشت به دست می آیند. علت این موضوع ، تفاوت در سطح مقطع دو سمت پیستون است. با توجه به قانون و رابطه پیوستگی V=Q/A با کم شدن سطح مقطع، سرعت افزایش می یابد.

همچنین کوچکتر بودن سطح مقطع در سمت میله پیستون، باعث تولید نیروی کمتر می شود. Q دبی روغن می باشد که طبق رابطه پیوستگی با سرعت رابطه مستقیمی دارد.

تقسیم بندی سیلندر هیدرولیک طبق ویژگی سیلندرها

در تقسیم بندی بر اساس ویژگی سیلندرهای هیدرو لیک می توان آنها را به چهار دسته تقسیم کرد.

  1. سیلندرهای پلانجری
  2. سیلندرهای تلسکوپی
  3. سیلندرهای کابلی
  4. سیلندرهای دیافراگمی

سیلندرهای هیدرولیک پلانجری

سیلندرهای هیدرولیک پلانجری با نام “رام سیلندر” نیز شناخته می شوند که به طور معمول به صورت عمودی رو به بالا قرار می گیرند. دلیل این قرارگیری این است که هنگامی که تغذیه سیال به سیلندر متوقف شد وزن پیستون و شفت باعث برگشت آن به حالت اولیه اش می شود. به طور مثال سیلندرهای مورد استفاده در مراکز تعمیر اتومبیل نمونه ی خوبی از این نوع سیلندرها می باشند.

سیلندرهای هیدرولیک تلسکوپی

سیلندرهای هیدرولیک تلسکوپی با نام سیلندرهای چند مرحله ای نیز شناخته می شوند. ماکزیمم تعداد مراحل این سیلندرها شش مرحله است. دارای کورس بالایی هستند و هنگامی استفاده می شوند که فضای کمتری داریم. این سیلندرها می توانند از نوع یک طرفه یا دوطرفه باشند. از کاربردهای آن ها می توان استفاده در جرثقیل ها و لیفتراک ها را نام برد.

سیلندرهای کابلی

سیلندرهای کابلی از نوع سیلندرهای دو طرفه و دارای کورس های بالایی می باشند. این سیلندرها، هم می توانند از سیستم هیدرولیک و هم از پنوماتیک استفاده کنند. این نوع سیلندرها در محیط هایی با فضای محدود استفاده می شوند.

سیلندرهای هیدرولیک دیافراگمی

سیلندرهای هیدرولیک در دو نوع سیلندر با دیافراگم تخت و با دیافراگم لبه گرد تولید می شوند و هیچ گونه نشتی دور پیستون ندارند.

تقسیم بندی سیلندر هیدرولیک طبق کاربرد سیلندرها

در تقسیم بندی بر اساس کاربرد سیلندرهای هیدرو لیک می توان آنها را به دو دسته تقسیم کرد.

  1. سیلندر هیدرولیک صنعتی یا برقی
  2. سیلندر هیدرولیک دستی

سیلندر هیدرولیک صنعتی یا برقی

سیلندر هیدرولیک صنعتی از انواع مهم جک هیدرولیک از نظر کاربرد می باشد. جک هیدرولیک برقی یا صنعتی یکی از عملگرهایی می باشد که در سیستم های هیدرولیکی با نیروی برق و به وسیله شیر برقی هیدرولیک، باعث حرکت آن می شود.

استفاده از شیر برقی هیدرولیک عملکرد جک را تحت تأثیر قرار داده و آن را به صورت یک طرفه یا دو طرفه داخل مدار قرار می دهد. به طور معمول جک هیدرولیک صنعتی در پرس، جرثقیل و ماشین های بسته بندی مورد استفاده قرار می گیرد. جک هیدرولیک سیار نیز در تجهیزات دارای حرکت مانند ماشین های کشاورزی، تجهیزات دریایی و ساختمانی استفاده می شوند. جک هیدرولیک معمولا از لحاظ عملکرد دارای دو نوع یک طرفه و دو طرفه می باشد.

جک های هیدرولیک صنعتی در سیستم هایی که دارای پاورپک هیدرولیک می باشد قابل استفاده هستند و با توجه به نیاز مشتری قابلیت طراحی و ساخت دارند. برای طراحی و ساخت این نوع جک بایستی قطر جک یا تناژ قابل تحمل توسط جک و همچنین کورس حرکتی آن توسط مشتری تعیین گردد. شیر برقی هیدرولیک می تواند جک را به صورت برگشت فنر و یا در اصطلاح به صورت یک طرفه به مکان اولیه خود بازگرداند.

در مواردی که امکان استفاده از شیر برقی هیدرولیک نباشد، جک هیدرولیک با کمک وزن خود نیز می تواند به حالت اولیه کورس حرکتی خود برگردد. جک هیدرولیک برقی نیازمند پاورپک هیدرولیک می باشد و با استفاده از آن، می توان سرعت جک را کنترل کرد و این یکی از ویژگی های مهم این جک ها می باشد. بسیاری از جک های هیدرولیک برقی، نوعی جک هیدرولیک صنعتی بوده و در صنعت استفاده می شوند.

هنگامی که جک هیدرولیک برقی بدون یونیت، در داخل سیستم هیدرولیک استفاده شود و قابلیت کنترل آن به وسیله نیروی دست وجود داشته باشد، آن را جک هیدرولیک سیار یا دستی نیز محسوب می کنند.

سیلندر هیدرولیک دستی

سیلندر یا جک هیدرولیک دستی یکی از جک های پر کاربرد در سیستم های هیدرولیکی است. دلیل کاربرد زیاد این جک ها قابل حمل بودنشان و عدم نیاز به پاورپک های پیچیده می باشد. به دلیل حجم بسیار کم و همچنین هزینه مناسب، جک هیدرولیک دستی قابلیت استفاده در صنعت و مواردی که نیاز به جک زدن و اعمال نیروی بسیار زیاد است، مانند تعمیر کردن وسایل نقلیه سنگین در کنار جاده را دارد.

اساس کار جک هیدرولیک دستی منطبق بر قانون پاسکال است. بیشتر جک های هیدرولیک دستی از نوع سیار هستند. جک هیدرولیک کوچک و جک هیدرولیک تلسکوپی از انواع جک های هیدرولیک دستی می باشند.

کنترل سرعت عملکرد سیلندرهیدرولیک

در یک مدار ساده برای کنترل سرعت عملکرد سیلندر، شیر کنترل جریان را می توان در سه موضع متفاوت قرار داد.
  • در کنترل جریان ورودی به سیلندر هیدرولیک
  • در کنترل جریان خروجی از سیلندر هیدرولیک
  • در موضع کنارگذر برای تنظیم میزان جریان اضافی

1. کنترل سرعت از طریق کنترل جریان ورودی به سیلندر هیدرولیک

این روش برای کنترل دقیق حرکت سیلندرهایی استفاده می شود که بار مقاوم آنها همواره در جهت مخالف حرکت عمل می کند. چراکه اگر بار متغیر یا منفی در جهت حرکت باشد، سیلندر هیدرولیک یا موتور هیدرولیکی دارای حرکت نوسانی است.

در تنظیم فشار توسط شیر اطمینان، باید به فشار مورد نیاز برای غلبه بر بار و افت فشار به وجود آمده در شیر کنترل سرعت، توجه کرد. از این نوع کنترل سرعت برای کنترل حرکت میز دستگاه های سنگ تخت، جوش اتوماتیک، ماشین های نورد و دیگر ماشین های ابزار که به کنترل سرعت دقیق نیازمند می باشند استفاده می شود.

در روش کنترل سرعت با کنترل جریان ورودی، پس از شروع حرکت، مقاومت در مقابل حرکت کاهش پیدا می کند و فشار نیز افت می کند. افت فشار حتی با وجود سیستم جبران کننده فشار، موجب شتاب گرفتن لحظه ای بار خواهد شد.

از طرف دیگر اگر در حین کار و یا در انتهای کورس، به طور سریع جهت حرکت عکس شود، در لحظه جهت بار و حرکت یکسان شده و تمایل به پیش افتادن بار از حرکت رخ می دهد. در این شرایط برای اعمال کنترل مناسب می توان از شیر متعادل کننده در خط انتهایی مخزن استفاده کرد.

2. کنترل سرعت از طریق کنترل جریان خروجی از سیلندر هیدرولیک

در مدارهایی که بار با حرکت هم جهت و یا بار دارای حرکت های تکان دار است، کنترل سرعت از طریق کنترل جریان خروجی انجام می شود. چراکه در صورت استفاده از کنترل سرعت با کنترل جریان ورودی، زمان هم جهت شدن بار با حرکت، کنترلی بر سرعت حرکت بار وجود نخواهد داشت.

در روش کنترل سرعت از طریق کنترل جریان خروجی، شیر کنترل جریان در خط برگشت قرار می گیرد و مانند حالت قبل، میزان فشار در مدار بایستی بر مقاومت بار و افت فشار شیر کنترل جریان، غلبه کند. روش کنترل جریان خروجی به اندازه روش کنترل جریان ورودی دارای دقت و حساسیت نیست.

هنگام استفاده از این روش بایستی میزان فشار در خروجی سیلندر با دقت بررسی شود، مثلا اگر نسبت مساحت پیستون به میله پیستون ۲ به ۱ باشد و فشار در خط رفت به 200 بار برسد، آنگاه فشار در سمت میله پیستون به 400 بار خواهد رسید و ممکن است باعث آسیب به سیلندر شود.

  1. کنترل سرعت در موضع کنارگذر برای تنظیم میزان جریان اضافی

سومین روش در کنترل سرعت توسط شیرهای کنترل جریان، ارسال کنترل شده بخشی از سیال به مخزن یا محیط کم فشار دیگر می باشد. این روش به گستردگی دو روش قبل مورد استفاده نیست. دقت این روش به میزان تغییرات جریان خروجی پمپ با فشار بستگی دارد و زمانی که فشار در حد معقولی ثابت بوده و یا کنترل سرعت دقیق مورد نیاز نباشد، قابل قبول می باشد.

کاربرد متداول این روش در مدارهایی می باشد که قسمت عمده خروجی پمپ توسط عملگر استفاده شده و فقط بخش کوچکی از آن به مخزن باز می گردد. در این روش امکان کنترل سرعت در کل محدوده جریان عبوری وجود ندارد  وسرعت در یک محدوده متوسط کنترل می شود و مانند روش کنترل جریان ورودی، زمان هم جهت شدن بار با حرکت، کنترل سرعت امکان پذیر نخواهد بود.

طریقه نصب جک هیدرولیک یا سیلندر هیدرولیک

روش های متفاوتی برای نصب سیلندر هیدرولیک خطی وجود دارد. نصب صحیح سیلندر نقش موثری را در عملکرد درست سیلندر دارد. چهار روش اصلی مرسوم برای نصب سیلندرهای هیدرولیک شامل استفاده از میله اتصال، اتصال فلنجی، اتصال رزوه ای و اتصال جوشی وجود دارد.

  1. استفاده از میله اتصال

سیلندر ها دارای اشکال، طرح ها و اندازه های ساختمانی گوناگونی می باشند. یکی از روش های اتصال ابتدا و انتهایی به بدنه، استفاده از میله های اتصال است. این روش یکی از قدیمی ترین و معمول ترین روش ها می باشد و در سیلندر های سنگین مورد استفاده ماشین ابزار کاربرد دارد.

  1. اتصال فلنجی

روش دیگر اتصال، نصب درب های انتهایی توسط فلنج به بدنه سیلندر است. این سیلندر ها دارای بدنه استوانه ای و جدار ضخیم بوده و قابلیت تحمل تنش های بالا و درجه حرارت های بالا را دارا می باشند. این نوع سیلندر ها بیشتر در صنایع فولادسازی مورد استفاده قرا می گیرند.

  1. اتصال رزوه ای

روش دیگر اتصال درپوش ها، اتصال رزوه ای است که این روش در مواردی که محدودیت فضا وجود داشته باشد کاربرد دارد و به خصوص در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد.

  1. اتصال جوشی

بعضی از سیلندر ها نیز به صورت بدنه یکپارچه و سر و ته جوشی می باشند. این نوع سیلندر ها از لحاظ قیمتی مقرون به صرفه بوده ولی قابل دمونتاژ نیستند. این مورد در صنایع اتومبیل سازی کاربرد دارد.

نکاتی در مورد نگهداری سیلندر هیدرولیک

تعدادی از عوامل موثر در خرابی سیلندر های هیدرولیک به صورت زیر می باشد. دانستن عوامل خرابی به این دلیل مفید است که می توان از پیشامد آنها جلوگیری کرد و در نگهداری صحیح جک هیدرولیک کمک زیادی خواهد داشت.

  • آلودگی و جرم گرفتگی

یکی از عوامل مهم در آسیب دیدن سیلندر هیدرولیک وجود آلودگی و جرم در فضای بین پیستون و سیلندر می باشد. این آلودگی ممکن است منجر به خراشیده شدن سیلندر و در نهایت خرابی آب بندها شود.

  • گرما

افزایش دما در سیلندر هیدرولیک عاملی برای پوسیدگی آب بندها و نشت روغن است.

  • کاربرد نادرست سیلندر

درصد زیادی از خرابی های به وجود آمده در سیلندر ها به دلیل استفاده نادرست آنهاست. به طور مثال هیچگاه نباید سیلندر چدنی را در مواردی استفاده کرد که ضربه و بار خارج از مرکز وجود دارد.

  • نصب نادرست

اگر بار وارد شده به سیلندر بیرون از مرکز باشد و توسط تکیه گاه حمایت نشود، باعث آسیب به سیلندر و در نهایت نشت روغن از آب بندها می شود.

کاربردهای سیلندر هیدرولیک در صنایع

  • کاربرد سیلندر هیدرولیک در صنایع فولاد

سیلندر هیدرولیک برای ایجاد حرکت خطی در انواع صنایع، ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد و یکی از تجهیزات مهم و پرکاربرد برای جابه‌جایی‌های عظیم می باشد. این وسیله با داشتن قدرت و بازدهی بالا، تعمیر و نگهداری آسان، دقت و کارایی مناسب و حرکت دقیق و بدون انحراف کاربرد بسیار زیادی در صنایع فولاد نیز دارد.

  • کاربرد سیلندر هیدرولیک در صنایع شیمیایی

سیستم‌های هیدرولیک در اکثر صنایع شیمیایی کاربردهای متفاوت و متنوعی دارند. این سیلندرها به دلیل مقاومت بالا در برابر تجزیه و خوردگی، تحمل فشار زیاد و ضریب اطمینان بالا در صنایع شیمیایی، به کار برده می‌شوند.

  • کاربرد سیلندر هیدرولیک در صنایع معدنی

سیلندرهای هیدرولیک، به دلیل سرعت‌بالا و تحمل فشار سنگین در ساخت انواع دستگاه‌های عظیم و صنایع معدنی استفاده می‌شوند. ازمهم ترین کاربرد آن ها در صنایع معدنی می‌توان به دستگاه‌های حفاری، دستگاه‌های سنگ‌شکن، تجهیزات آسیاب و … اشاره کرد.

  • کاربرد سیلندر هیدرولیک در ساخت ماشین های کشاورزی

از سیلندر هیدرولیک در ساخت انواع ماشین‌آلات کشاورزی مانند ماشین‌های خرمن‌کوب و کلوخ شکن نیز استفاده می‌شود. به‌ طور کلی در اکثر ماشین‌آلات کشاورزی برای انتقال و جابجایی از قدرت سیلندرهای هیدرولیک و توان سیال بهره می‌گیرند.

  • کاربرد سیلندر هیدرولیک در دستگاه‌های صنعتی

از سیستم های هیدرولیک در دستگاه‌ های صنعتی برای انتقال قدرت و سرعت استفاده می شود. بالا بودن توان قدرت و سرعت دقیق و قابل ‌کنترل در سیلندرهای هیدرولیک، دلیلی است که در اکثر دستگاه‌ های صنعتی از این وسیله استفاده می‌شود.

  • کاربرد سیلندر هیدرولیک در صنایع خودروسازی

امروزه در صنعت خودروسازی برای شکل‌ دهی و ایجاد فرم بدنه خودرو روی ورق‌ ها، از سیستم‌ های هیدرولیک استفاده می شود. علاوه بر این از سیستم‌ های هیدرولیک در قسمت فرمان و ترمز خودرو نیز استفاده می‌شود.

خرید سیلندر هیدرولیک در تهران

در صورتی که قصد خرید سیلندر هیدرولیک با بهترین قیمت و ضمانت اصالت کالا را دارید با مراجعه به سایت بهسام پنوماتیک ، محصول مورد نظر خود را انتخاب و خریداری نمائید. همچنین برای اطلاعات بیشتر ، می توانید با کارشناسان فروش ما در شرکت بهسام تماس بگیرید.

تماس بگیرید