تبلیغات
مرجع تخصصی ساخت و تولید - کاربرد هیدرولیک در صنعت(بخش دوم)
مرجع تخصصی ساخت و تولید خوش آمدید                                                    «وَ أَنْزَلْنَا الْحَدیدَ فیهِ بَأْسٌ شَدیدٌ وَ مَنافِعُ لِلنَّاسِ[حدید/25] آهن را نازل كردیم كه در آن نیروى شدید و منافعى براى مردم است.»

سرعت بحرانی و عدد رینولد : از عوامل مهمی که در نوع جریان ومقدار سرعت بحرانی
موثر میباشد عدد رینولد است . در حقیقت جریان آشفته و یا آرام وتمایل هریک از آنها به
دیگری را می توان توسط عدد رینولد تعریف کرد. برای اولین بار شخصی بنام آزبورن دینولد طی
آزمایشی مشخص نمود که سرعت بحرانی به جنس سیال (ویسکوزیته سینماتیک) و قطر لوله بستگی
نامید. (Re ) داشته و از رابطه زیر عددی بدست آورد که آنرا عدد رینولد
g
v ´ d
Re =
عدد رینولد کمیتی بدون دیمانسیون بوده وبه کمک آن می توان حالت جریان را پیش بینی کرد.
اگر عدد رینولد کمتر از 2000 باشد جریان آرام بوده و چنانچه بیشتر از 2800 باشد جریان آشفته
خواهد بود. بین این دوعدد منطقه انتقالی نام دارد که وضع خاصی را نمی توان برای آن پیش بینی
نمود. 


-5 وسایل هدایت و تنظیم انرژی


وسایلی که برای کنترل و هدایت انرژی هیدرولیکی بکار می روند بطور کلی شیر نامیده می شود.
شیرها ویسایلی هستند که برای کنترل وتنظیم شروع ،خاتمه و جهت جریان (شیرهای راه دهنده) و یا
بمنظور تنظیم فشار و جریانی که از طریق پمپ بداخل سیستم رانده می شود ، بکار می روند.
علاوه بر آنها شیرهای دیگری نیز وجود دارند که از آنها به عنوان عضوهای فرمان دهنده استفاده می
گردد.
برای شناسائی بهتر شیرها می توان آنها را از سه بعد مختلف مورد بررسی قرار داد:
می توان بر مبنای رابطه ( Q) و یا مقدار جریان ( μ) الف-اساسکار : بوسیله تغییر فشار
P=Q×μ
توان هیدرولیکی انتقالی را تحت تأثیر قرارداد. بنابراین می توان برای تقسیم بندی آنها دو گروه اصلی
تشکیل داد که
گروه اول بر مبنای تأثیر فشار:
و گروه دوم بر اساستأثیر جریان
Re v d g
s
m2
s m
 m

عمل می نماید. لازم به تذکر است که نام گذاری و نمایش ترسیمی شیرها نیز بر مبنای اساس کار آنها
صورت می پذیردکه تصاویرزیرمبین آنهاست.
اساسکارانواع شیرها
شیرهای تابع فشار شیرهای تابع جریان
شیرهای قطع ووصل
شیرهای فشاری
شیرهای تنظیم جریان چکولوها
شیرهای راه دهنده

شیرهای تابع فشار
شیرهای فشاری
شیرمحدودکننده فشار شیرتقلیل فشار شیرقطع ووصل فشارجریانی
شیرهای راه دهنده
۴/ ٣و ٢ / ٢و ٢ /٢
شیرهایسه وضعیتی
۴/٣


شیرهای دو وضعیتی


ب- طریقه بکار انداختن : طریقه بکار انداختن شیرها بسیار متنوع بوده و برای هر روش از علامتی
مخصوصبخود استفاده می گردد که در زیر تقسیم بندی آنها را بر اساس نحوه راه اندازی و علائمی
که برای هر مورد بکار می رود مشاهده می نمائید.
General manual
Push button
Pull button
Push/pull button
Lever
Pedal
Treadle
Rotary knob
Plunger
Spring normally
as a return
Roller
Uni-direction
or one way trip
Pressure
Pilot pressure
Differential pressure
Detent in 3 positions

ج -فرم ساختمانی: بر اساس طرز کار و طریقه راه اندازی می توان قسمت های داخلی شیرها را
به فرم های مختلفی ساخت که در زیر گروه بندی آنها را درهر یک از تقسیمات اصلی مشاهده می
نمائید.
علائم مشخصه شیرها – برای تشخیصسریع مسیر سیال در یک مدار هیدرولیکی ، لازم است که
بتوان اساس کار هر یک از اجزاء سیستم را بسهولت شناسائی کرد. بدیهی است که در این میان فرم
ساختمانی اجزاء بکار برده شده نمی تواند نقش مهمی را بازی نماید. برای این منظور از علائم مشخصه
ای استفاده می گردد که بکمک آنها می توان بسهولت اساس کار اینگونه وسایل را تشخیصداد.
10 میلیمتر می × علامت مشخصه ای که برای نشان دادن شیرها استاندارد کرده اند مربع های به ابعاد 10
باشد که تعداد آنها به تعداد وضعیت شیرها بستگی دارد.
در این میان برای شیرهای فشاری از یک مربع استفاده می کنند.

تعدادمربع های شیرهای راه دهنده بستگی به تعدادوضعیت آنها دارد که حداقل دارای دومربع می باشند
2مربع نشان دهنده 2 وضعیت) . )
تعداد وضعیت های شیرها را می توان به کمک اعدادی که در داخل مربع ها نوشته می شوند نیز
مشخصشود .
برای نشان دادن لوله هائی که به شیرها متصل می شوند از خطوطی استفاده شود که به اضلاع مربع ها
وصل گردیده اند ( 4 اتصال نشان دهنده 4 راه) .
شیرهای راه دهنده را با تعداد راه ها و تعداد وضعیت نشان مشخصمی نمایند که بعنوان مثال شیر راه
4 مصرف شیری است که چهار لوله به آن متصل گردیده و دارای سه وضعیت می باشد. / دهنده 3
برای نشان دادن مسیرها از خطوط و برای مشخصکردن جهت جریان روغن
درشیرها از فلش
استفاده می گردد.
محل ارتباط مسیر در داخل شیرها بوسیله نقطه مشخصمی گردد.
مهمترین ارتباط داخلی شیرها را به کمک علائم مشخصه

زیر نشان می دهند.
وضعیت عبوری وضعیت تعویض مسیر
وضعیت انسداد(قطع عبور جریان) وضعیت شناور
وضعیت پیشروی وضعیت برگشت در شیر
برای نشان دادن طریقه بکار انداختن شیرها از علائمی استفاده می گردد که بطور افقی در کنار مربع
های طرفین ترسیم می گردد.
شیرهائی که وضعیت قطع و یا وصل آنها به تنهائی قابل تشخیصنبوده وبه شرایط بستگی دارد، در
داخل مربع آنها از علامتی استفاده می گردد که در شکل مشاهده می نمائید.
محل اتصال شیرها به لوله های مختلف سیستم را با حروف بزرگ لاتین مشخصمی نمائید که هر
کدام برای محل اتصال خاصی بکار می روند: که در زیر حروف بکار برده شده درشیرها را بهمراه
مفهوم آنها مشاهده می نمائید .
A،B، C محل اتصال به لوله های کار

P ( محل اتصال به لوله ورودی و یا لوله فشار (اتصال به خط انرژی
R ،S ،T محل اتصال به لوله خروجی و لوله ای که به مخزن می رود
L محل اتصال به لوله هدایت نشت روغن
Z، Y ، X محل اتصال به لوله های مدار کنترل و فرمان
در ترسیم مدارهای هیدرولیکی ، معمولاً شیرها را در وضعیت ‹صفر› و یا در صورت عدم تشخیص
چنین وضعیتی در حالت شروع کار رسم می نمائید. یک شیر و قسمت متحرک آن زمانی وضعیت صفر
پیدا می کند که در لحظه راه اندازی مسیر عبور سیال از لوله فشار مسدود باشد.
بدیهی است که دراین حال مسیر برگشت می تواند بسته ویا باز باشد که در حالت اول وضعیت صفر
مسدود و در حالت دوم وضعیت صفر باز خواهیم داشت.
وضعیت شروع کار به حالتی اطاق می شود که در لحظه راه اندازی پمپ و شروع جریان انرژی ، ارتباط
مسیر مورد نظر بر قرار با شد همچنین در شیرهائی که بکار انداختن آنها بوسیله بوبین مغناطیسی عمل
می گردد ، میتوان در لحظه قطع برق وضعیتی مورد نظر بوده ونیزاین وضعیت ممکن استکه به
مفهوم لحظه شروع یک سلسله عملیات از قبل برنامه ریزی شده هم تلقی می گردد.
سایر وضعیت های یک شیر را می توان بوسیله حرکت کشوئی مربع ها تا جائی که محل اتصال آنها در
مقابل لوله های عبور جریان قرار گیرند تشخیصداد.
در این محل ها اتصال بدون تغییر باقی می ما نند.
4 با وضعیت صفر در حال انسداد ، با استفاده از فنر برای تأمین وضعیت صفر / مثال 1- شیر راه دهنده 3
، راه اندازی با دو بوبین الکترومغناطیسی که در حالت 1 وضعیت پیشروی و درحالت 2 وضعیت
یک محل اتصال برای لوله ،( B ، A) برگشت را بخود می گیرد ، دارای دو اتصال برای لوله های کار
مفروضاست. ، ( T ) و همچنین یک محل اتصال برای لوله برگشت به مخزن ( P) فشار
شیر مورد نظر را با استفاده از علائم مشخصه شیرها ترسیم نمائید.

3 با وضعیت کاری برای برقراری جریان پیشروی ، راه اندازی به کمک اهرم ، / مثال 2- شیر راه دهنده 2
دارای زبانه جغجغه ای جهت تنظیم دقیق حرکت قسمت متحرک با سه محل اتصال برای اتصال برای
در شکل زیر نشان داده شده است. ( T ) و برگشت به مخزن (A) و کار ( P ) لوله های فشار
ساختمان و طرز کار شیرها :
شیرهای فشاری : شیرهای فشاری وظیفه دارند که فشار را بکمک تغییر سطح مقطع گلوئی خود ، I
درحد مورد نیاز نگهداشته و یا جریان روغن را در فشار معینی قطع کرده و آنرا بجای سیستم در داخل
مخزن هدایت کنند .
حد آنها (باز و یا بسته β علامت مشخصه این شیرها از یک مربع تشکیل گردیده است: زیرا در میان
بودن) وضعیت های مختلفی وجود داشته و رسم دنباله فلش بصورت خط کوتاه با زاویه قائمه همین
معنی را می رساند. این شیرها را در دو نوع باز در حالتصفر و یا بسته در حالتصفر ساخته و به
عنوان شیرهای تنظیم فشار و یا شیرهای قطع و وصل فشار مورد استفاده قرار می دهند.
پیستون شیرهای تنظیم فشار ، در بین دو جریان تحت فشار در محلی قرار داده می شوند که بتوانند
فشار مورد لزوم را ارائه نمائید ،و صرفاً برای تأمین فشار کنترل کننده حرکت پیستونها از لوله ورودی و
یا خروجی استفاده می گردد.

در شیرهای قطع و وصل فشار نیز عمل قطع و وصل بکمک پیستون انحام می گیرد. در اینگونه
شیرها برای کنترل ، از یک جریان فرعی(مدار فرمان) استفاده می گردد.
شیرهای فشاری را میتوان به سه گروه تقسیم نمود :
الف-شیرهای محدود کننده فشار : شیرهای محدود کننده فشار جزء شیرهای تنظیم فشار بوده و
وظیفه محدود کردن فشارماکزیمم در یک حد معینی را نیز بعهده دارند. بهمین دلیل این شیرها را بنام
شیر اطمینان ( سوپاپ اطمینان)نیز می خوانند.
شیرهای محدود کننده فشار را دردو نوع کنترل مستقیم و یا با پیش کنترل می سارند.
درشکل زیر که ساخنمان یک شیرمحدو کننده فشار با کنترل مستقیم را نشان می دهد ، روغن با
معینی می باشداثر کرده و آنرا با نیروئی ( A) بر روی سر پیستون که دارای سطح مقطع ( μ) فشار
به سمت راست می راند. اگر نیروی مؤثر بر پیستون در اثر افزایش فشار روغن FK = m ´ A برابر
به اندازه ای بزرگ شود که بتواند نیروی فنر را که بکمک پیچی قابل تنظیم می باشدخنثی نماید.
را به لوله متصل به مخزن (P) پیستون به سمت راست حرکت کرده و مسیرعبور روغن از لوله فشار
باز نموده و مانع از افزایش فشار روغن داخل سیستم نسبت به مقدار تنظیمی می گردد. (T)
(مهم-توجه ):
پیستون علاوه بر وظیفه فوق ، در اثر نوسانات فشار روغن ، دائماً به چپ و راست رفته و ضمن
خفه کردن نوسانات ، از ارتعاشات روغن و ایجاد سرو صدا (خرناس کشیدن شیر) نیز جلوگیری می
کند.
K نیروی وارده بر پیستون = F
F نیروی فنر = F
ضریب ارتجاع فنر = C
تغییر مکان فنر = S

برای نشان دادن این شیرها به کمک علامت مشخصه مربوطه ، آنها را بخوبی ترسیم می کنند که در
وضعیت صفر ، مسیر لوله های اتصال از داخل شیرمسدود باشد.
وجود یک بردار مایل در روی علامت مشخصه فنر ، قابل تنظیم بودن آنرا مشخصکرده و برای نشان
دادن مسیر روغن کنترل کننده پیستون از خط چین استفاده می گردد.
برای نشان دادن حالتیکه لوله فشار به لوله متصل به مخزن وصل می گردد چنین تصور می کنند که
مربع تا حدی جابجا شود که لوله ها و ابتدای بردار شکسته در یک راستا قرار گیرند.
نوع دیگری از این شیرها وجود دارند که به نام شیر محدود کننده فشار با پیش کنترل معروف می
باشد. اساس کار این شیرها به این ترتیب است که پیستون فرمان اصلی بکمک یک فنر بسمت پائین
رانده شده و در این حال مسیر جریان روغن ار لوله فشار به لوله متصل به مخزن قطع می باشد.
روغن تحت فشار از داخل تنگنای تعبیه شده در وسط پیستون فرمان اصلی عبور کرده و از طریق
سوپاپ مخروطی قسمت پیش کنترل ، بصورت روغن کنترل کننده عمل نموده و به سمت لوله نشت
روغن از طریق لوله ای مستقل(جریان خارجی) و یا لوله برگشت(جریان داخلی) بسمت مخزن جریان
می یابد. از آنجائیکه روغن کنترل کننده در سر راه خود از تنگنا ،افت فشار پیدا می کند.بافت اختلاف
فشار در قسمت فوقانی و تحتانی آن می گردد. اگر این اختلاف فشار تا جائی افزایش پیدا می کند که
نیروی فنر خنثی می گردد، پیستون فرمان اصلی به سمت بالا رانده شده و مسیر لوله فشار به مسیر
متصل به مخزن وصل می گردد.
وظیفه قسمت پیش کنترل در این شیرها تنظیم جریان کننده و در نتیجه تنظیم اختلاف فشار بین دو
طرف پیستون اصلی بوده و به این ترتیب تنظیم دقیق فشار را امکان پذیر می نماید. از محاسن دیگر این
شیرها می توان حساسیت زیاد آنها را در مقابل افزایش فشار بیشتر از حد تنظیمی را نام برد. ولی این
شیرها گران تر از شیرهای کنترل مستقیم می باشند.

با جدا کردن قسمت پیش کنترل و انتقال آن به محل دیگری می توان تنظیم این شیرها را از راه دور نیز
عملی کرد. شکل زیر محل اتصال این گونه شیرها را در یک سیستم هیدرولیکی نشان می دهد.
ب-شیرهایوصل کننده و قطع کننده : یک شیر محدود کننده با پیش کنترل و جریان خارجی
اگر در مسیر لوله اصلی جریان روغن قرار گیرد می تواند به صورت یک شیر کنترل خودکار وصل
کننده و یا یک شیر نوبتی عمل نماید.
در این حال زمانی که فشار به حد معینی رسید شیر باز شده و عبور جریان را امکان پذیر می نماید.
با تغییر ساده ای در این شیرها، یعنی استفاده از یک جریان فرعی(جریان مدار فرمان) بجای جریان لوله
های متصل به شیر می توان این شیرها را بوسیله یک جریان جداگانه روغن نیز مورد استفاده قرار داد.

در این حال بایستی در شیرهای وصل کننده جریان کنترل ، خارجی نبودهیعنی بداخل یک لوله بدون
فشار هدایت گردد. بهمین دلیل نمی توان از شیرهای محدود کننده فشار با کنترل مستقیم برای این
منظور استفاده کرد.
شیرهای قطع کننده ، مسیر روغن را در فشار معینی به سمت لوله متصل به مخزن هدایت نموده وبه این
ترتیب مسیر عبور روغن بسمت سیستم قطع می گردد. در ای شیر ها وجود یک جریان کنترل داخل
کافی خواهد بود.
در مدارهای زیر دو نمونه از کار برد شیرهای قطع کننده و وصل کننده را مشاهده می نمائید. در شکل
الف یک شیر وصل کننده در مدار قرار داردکه پس از رسیدن فشار روغن به حد معینی ، جریان آنرا به
سمت سیلندر شماره 2 باز می نماید. در مدار شکل ب که علاوه بر پمپ اصلی یک پمپ شتاب دهنده
نیز در مدار قرار دارد، یک شیر قطع کننده در مسیر روفن قرار داده شده است که پس از رسیدن فشار
روغن در مدار اصلی به حد تنظیم ، مسیر روغن جریان یافته از پمپ شتاب دهنده را به سمت مخزن
هدایت می نماید.

ج-شیرهای تقلیل دهنده فشار : شیرهای تقلیل دهنده فشار نیز جزءشیرهای تنظیم کننده
فشار می باشند. این شیرها وظیفه دارند که فشار روغن را در مدار جانبی ثابت نگهدارند. عمل این
شیرها عکس عمل شیرهای محدود کننده فشار بوده و فشار روغن را در قسمت خروجی (لوله کار) در
حد مورد نظر که قابل تنظیم نیز می باشد ثابت نگهدارید. بهمین دلیل ساختمان آنها مشابه شیرهای
محدود کننده فشار بوده و تفاوت آنها در محل اتصال لوله های فشار و کار بوده و د ر وضعیت صفر
به حالت باز می باشند.
مسیر جریان روغن کنترلی در این شیرها نیز خارجی می باشند.
به قسمت تحتانی پیستون اصلی ( A) اساس کار این شیرها به این ترتیب است که فشا رموجود در لوله
کنترل اثر کرده و باعث خنثی کردن نیروی فنر گردیده و در نتیجه مسیر را باز نگاه میدارید. اگر فشار
در لوله کار از مقدار تنظیمی فزونی یابد شیر مخروطی قسمت پیش کنترل باز می گردد. بدین ترتیب
فشار مؤثر بر پیستون اصلی کنترل از بین رفته و تحت تأثیر نیروی فنر خود به سمت پائین رانده می
شود. در این حال شیر بسته شده و فشار داخل لوله کار تقلیل می یابد. تکرار این عمل باعث می گردد
که فشار در لوله کار همواره در حد تنظیم ثابت نگهداشته شود.

شیرهای تقلیل دهنده فشار ممکن است که بدون پیش کنترل نیز مورد استفاده قرار گیرند.
شکل زیر نمونه ای از محل نصب یک شیر تحلیل دهنده فشار را در یک مدار هیدرولیکی نشان می
دهد.
علاوه بر شیرهای فشاری فوق الذکر وسیله دیگری نیز برای این منظور بکار می رود که بنام کلید
فشاری موسوم است.
کلید های فشاری : این کلیدها تحت تأثیر فشار تنظیمی قادر هستند که یک کلید الکتریکی را بکار
انداخته و در نتیجه یک خبر هیدرولیکی را به یک عکس العمل الکتریکی تبدیل نمایند.
در زیر شکل ساده ای از یک کلید فشاری را مشاهده می نمائید. جریان متنرل از لوله ورودی به فضای
حلقوی بین قسمت وسط یک پیستون و جداره آن وارد شده از طریق شیاری از سمت پائین خارج می
رود. در نتیجه تأثیر فشار روغن بر قسمت فوقانی فضای حلقوی ، پیستون به سمت بالا رانده شده و

چنانچه فشار روغن به اندازه ای باشد که بتواند نیروی فنر را خنثی نماید ، حرکت آن از طریق یک
بازوباعث به کار انداختن کلید می گردد.
فشار کاری کلید بستگی به مقدا جمع شدن فنر داشته و میتوان به سیم پیچی ، حالت آنرا تنظیم نمود.
-شیرهای سد کننده : این شیرها وظیفه دارند که عبور سیال را در یک امتداد عملی ساخته و C
حرکت آنرا در جهت عکس سد نمایند.
در ساختمان آنها ممکن است که از ساچمه ، مخروط ویا سوپاپ بعنوان عضو سد کننده استفاده می
گردد. در پشت عضو سد کننده این شیرها معمولاً فنری قرار می دهند تا عمل انسداد بهتر انجام گیرد.
تحت نام شیرهای سد کننده قبل از همه شیرهای یک طرفه و شیرهای یک طرفه خودکار مورد نظر می
باشد. در اشکال صفحه بعد دو نمونه از شیرهای یک طرفه ساده را بهمراه علائم مربوطه مشاهده می
نمائید.
با ساخته شدن شیرهای یک طرفه خود کار، دامنه استفاده از شیرهای سد کننده افزایش یافته است به
عنوان مثال از این شیرها زمانی استفاده می شود که بخواهند امکان پائین رفتن یک پیستون را در زیر بار
از بین برد و در عین حال باز کردن محل انسداد و در موقع لزوم به کمک یک جریان فرعی (مدار
فرمان) نیز مورد نظر باشد. نمونه های دیگری ازچکولوها

شیرهای قطع و وصل : این شیرها قادر هستند که مسیر عبور سیال را بطور تدریجی وغیر پله – III
ای (بدون حرکت ناگهانی) بسته و یا باز نمایند. مورد استفاده این نوع شیرها معمولاًدر محل هائی است
که بخواهند قسمتی از مدار را ازخط خارج کرده ودر موقع لزوم آن قسمت را دوباره به مدار متصل
نمایند.
ساختمان این شیرها بسیار متنوع بوده و از هر کدام در مواردخاصی استفاده می گردد. از عوامل تعیین
کننده در انتخاب این شیرها می توان مقدار عبور جریان ، سرعت قطع و وصل ، زاویه تغییر مسیر و
دقت آب بندی را نام برد. این شیرها صرف نظر از فرم ساختمانی شان دارای علامت مشخصه واحدی
می باشند.

بدیهی است که در هر یک از شیرهای فوق و یا شیرهای شکل زیر افت فشار معینی حاصل می گردد
که این عامل نیز در انتخاب آنها نقش مهمی را باز می نماید. در زیر چند نمونه دیگر از شیرهای قطع و
وصل را مشاهده می نما ئید که در زیر هر کدام نموداری جهت مقایسه افت فشار در آنها نیز ترسیم
گردیده است.
شیرهای تنظیم جریان : بوسیله این شیرها می توان بکمک تغییر سطح مقطع ، مقدار عبور -VI
جریان (دبی) را تغییر داد. برای این منظور در سه راه غبور جریان تنگنائی قرار می دهند که بدلیل افت
فشار ایجاد شده در دو طرف تنگنا ، مقدار دبی تغییر می نماید. بدیهی است که مقدار دبی متناسب با
افت فشار تغییر کرده و افت فشار نیز به فرم و اختلاف سطح مقطع تنگنا با قسمت ورودی و خروجی
آن بستگی دارد.
استفاده از گلوئی ویا تنگنا های شکل فوق اگر چه مقدار دبی را تغییر دهد ولی این تغییر ثابت بوده و با
نصب هر کدام می توان فقط دبی معینی را در قسمت خروجی مورد استفاده قرار داد. ولی این مطلب
در سیستم های هیدرولیکی به تنهایی کافی نبوده بلکه معمولاً از شیرهای قابل تنظیمی که بدون نیاز به
تعویض، دبی نورد نظر را عرضه می نماید استفاده می گردد. این شیرها بنام شیرهای گلوئی قابل تنظیم
معروف می باشند که نمونه هائی از آنها را در اشکال زیر مشاهده می نمائید.

در شیرهای گلوئی قابل تنظیم ، مقدار جریان علاوه بر سطح مقطع تنظیم یافته به اختلاف فشار بین لوله
های ورودی و خروجی شیر نیز بیتگی داشته و چنانچه با سطح مقطع عبوری ثابت ، فشار در لوله های
ورودی و یا خروجی بهر دلیل تغییر یابد مقدار دبی نیز تحت تأثیر قرار گرفته و تغییر می نماید.
کاربردھیدرولیک رصنعت تھیھ کننده : عزمی
۵۴
اگر در شیرهای گلوئی قابل تنظیم فوق الذکر پیستون های بالانس کننده نیز وجود داشته باشند، می
توان همواره دبی معین و ثابتی را بدون تأثیر تغییرات فشار در لوله های ورودی ویا خروجی ، بسمت
مسیر مورد نظر حریان داد.
به سمت فضای بین پیستون S طرز کار این شیرها بدین ترتیب است که جریان ورودی از طریق تنگنای 1
های بالانس کننده حریان یافته و به سمت لوله خروجی می رود. با تغییر فاصله قسمت مخروطی شیر
با تنگنا بوسیله پیچ تنظیم، می توان مقدار جریان را تنظیم نمود. قبلاً گفته شد که استفاده از پیستون های
بالانس کننده باعث می شود که مقدار جریان تنظیم یافته مستقل از فشار در لوله های ورودی و
خروجی همراه ثابت بماند ، این عمل چگونه اتفاق می افتد؟

0
U1 = m
فشار سیال قبل از ورود به تنگنا
0
U2 فشار سیال پس از عبور از تنگنا = m
0
U3 فشار سیال در لوله خروجی = m
0 )
U1 بایستی به اندازه 3تا 5 بار بزرگتر از 0 m
U 3 باشد ) . m
را بوجود می آورد که مقدار آن بستگی به F ارتباط لوله ورودی به سمت چپ پیستون ، در آن نیروی 1
و فشار سیال ورودی 0 (A) سطح
U1 دارد. این نیرو می خواهد پیستون را به سمت راست براند. m
0
1 1 U F = A´ m
از طرف دیگر روغنی که از تنگنا گذشته است نیز به طرف دیگر پیستون سمت راست هدایت شده و
را بوجود می آورند که سعی در حرکت پیستون بدیت چپ می F بهمراه نیروی فنر تواماً نیروی 2
U F . نماید F = A´ + F 0
2 2 m
بدیهی است که در فضای بین پیستون ها بدلیل سطح مقطع و فشار مساوی روغن، نیروئی به سمت
چپ وراست نیز بوجود می آیند که یکدیگررا خنثی می نمایند. بنابراین شرایط تعادل در این حال از
بدست می آید. F2 ، F برابری 1
A
F
A
F
A A F
F F
F
U U
F
U U
U U F
- =
= +
´ = ´ +
=
0
2
0
1
0
2
0
1
0
2
0
1
1 2
m m
m m
m m

از آنجائی که نیروی فنر بدلیل تغییر طول کم ثابت بوده و سطح مؤثرپیستون نیز در شیر مقداری بدون
تغییر می باشد ، لذا اختلاف فشار نیز در این شیرها همواره مقدار ثابتی خواهد بود:
0
2
0
U1 U P = m - m D
اکنون ببینیم که نتیحه چه خواهد بود ؟
همواره مقدار ثابتی است بنابراین بایستی S با توجه به اینکه اختلاف فشار در دو طرف تنگنای 1
همیشه مقدار جریان ثابت بوده و برابر مقدار تنظیمی بدون تغییر باقی بماند.
حال ببینیم که چگومه تغییرات فشار در مقدار دبی بی تأثیر است ؟
اگر فشار روغن ورودی 0
U1 بدلیلی افزایش یابد، بدلیل ارتباط با سمت چپ پیستون بالانس کننده ، m
نیز افزایش می یابد. F نیروی 1
می S افزایش این نیرو پیستون را به سمت راست رانده و باعث کوچک شدن مجرای خروجی 2
گردد. در این حال فشار 0
U2 نیز افزایش یافته وبدلیل اینکه در این شیرها اختلاف فشارها m
)
0
1 2
0
U U m - m
(
لوله سیلندرها را برای فشارهای کم، باروش ریخته گری تولید کننده وبرای فشارهای بالا آنها را
از لوله های بدون درز مرغوب ساخته ودر هر دوحال سطح داخلی آنها را با کیفیت سطح عالی
پرداخت می نمایند.
پیستونها را نیز مانند سیلندرها از چدن ویا فولاد می سازند . پیستون و برش راهنما که از چدن
نیز ساخته می شوند وظیفه راهنمایی دسته پیستون را بعهده دارند.
ساخته و سطح خارجی آنها را با روش معونن (سنگ کشی) C دسته پیستون را از فولاد 45
پرداخت کرده ویا با روش کرمه کردن با اندازه دقیق میرسانند. عمل کرمه کردن باعث باعث می شود که
مقاومت سطح خارجی دسته پیستون در مقابل خورندگی کاملاً مانند کرم باشد:
کاربردھیدرولیک رصنعت تھیھ کننده : عزمی
۵٧
محاسبات مربوط به سیلند پیستونهای هیدرولیکی :
اثر نماید بشرط آنکه فضای (F) الف– نیروی پیستونها : اگر برروی پیستونی نیریو خارجی
ایجاد می نماید. عکس این حالت را می تواند نیروی مقاوم در ( P ) سر پیستون بسته باشد در آن فشار
به فضای سرآن وارد می شود، پدید آورد. در این حال ( Q ) مقابل حرکت پیستون زمانی که سیال
بدلیل وجود نیروی مقاوم، در سیال فشاری پدید می آید که در جمیع جهات به یک اندازه بوده ودر
عین حال فشار حاصله برروی پیستون نیز اثر کرده و متناسب با سطحی که دارد در آن نیرویی ایجاد می
نمایند که مقدار آنرا می توان از رابطه زیر محاسبه نمود.
th K F = P ´ A
برای آنکه پیستون بتواند حرکت نماید، بایستی بتواند علاوه بر نیروی مقاوم ، نیروی اصطکاک
R ) را نیز خنثی نماید . بدیهی است که سیلندر پیستونهای یک طرفه ای که حرکت برگشت آنها (F
تامین می گردد بایستی این نیرو را هم به حساب آورد. (FF ) بوسیله نیروی فنر
اکنون می توان با در نظر گرفتن عوامل یاد شده نیروی موثر سیلندر پیستونهای یک طرفه و دو
طرفه را از روابط زیر محاسبه کرد.
e k R
e k R F
F P A F
F P A F F
= ´ -
= ´ - -
سطح موثر سر پیستون می باشد که مقدار آ برابر سطح مقطع پیستون بوده AK در روابط فوق
بایستی سطح مقطع دسته پیستون را از آن کم کرد. AR و برای محاسبه سطح موثر سمت دسته پیستون
( )A D d u R 4
2 - 2
=
p
ب – سرعتحرکتپیستونها : سرعت حرکت رفت وبرگشت پیستونها را می توان با توجه به
دبی جریان یافته به داخل سیلندرها از معادله پیوستگی بدست آورد.
4
2 ´p
A = D K
کاربردھیدرولیک رصنعت تھیھ کننده : عزمی
۵٨
´ 6
= ´ Þ =
A
Q A v v Q
بدیهی است با دبی ثابت که سرعت برگشت در سیلندر پیستونهای دوطرفه ای که دارای یک
دسته پیستون می باشند، بدلیل سطح موثر کوچکتر ،زیادتر از سرع رفت می باشد. هر چه بخواهیم
سرعت را بیشتر نماییم می توانیم با تفاوت دبی وقطر دسته پیستون سرعتش را کم یا زیاد کنیم ،هر
چقدر قطر کمتر باشد سرعت بیشتر و برعکس . ولی اگر سیلندر و دسته پیستون یکدسته باشد با دبی
ثابت سرعت تغییر می کند ولی در دسته ای سرعت برابر خواهد بود اگر قطرها هم ثابت باشد.
نیز معلوم باشد می توان زمان حرکت را با استفاده از تعریف کلی (S) اگر طول کورس پیستون
t سرعت
از رابطه زیر بدست آورد. v = s
Q
t A S
´ ´
= 6
مبدل های نیرو و فشار هیدرولیکی:
الف – مبدلهای نیرو (پرسهای هیدرولیکی) : چنانچه قبلاً گفته شد اگر نیرویی از طریق
یک پیستون با سطح مقطع معلوم برروی مایع موجود در یک مخزن بسته وارد آید. در آن فشاری ایجاد
می نماید که مقدار آن در جمیع جهات به یک اندازه می باشد. حال اگر در محل دیگری از مخزن
پیستون دیگری وجود داشته باشد، فشار روغن بر سطح آن نیز اثر و متناسب با سطح مقطعی که دارد در
آن نیرویی را بوجود می آید.
v Q A
s Litr min cm2
m
t A S Q
s cm2 m Litr min

اساس کار پرسهای هیدرولیکی نیز برهمین اصل استوار بوده ودر آنها می توان به کمک اصل
فوق و باتوجه به تفاوت سطح مقطع پیستونها نیروی لازم را بوجود آورد.
از آنجاییکه فشار در تمام نقاط سیستم به یک اندازه می باشد می توان نوشت :
2
2
1
1 ,
A
F
Pv
A
F
Pv¢¢ = ¢¢ =
با مساوی قرار دادن دو رابطه با هم خواهیم داشت :
2
1
2
1
A
A
F
F =
از رابطه فوق می توان نتیجه گرفت که در اینگونه وسایل ( وسایل هیدرولیکی تبدیل نیرو)
نسبت نیروها متناسب با نسبت سطح مقطع پیستونها می باشد.
از آنجاییکه حجم جابجایی روغن نیز در تمام سیستم به یک اندازه می باشد می توان نوشت:
2
1
2
1
1 2 1 1 2 2 S
S
A
V =V Þ A ´ S = A ´ S Þ A =
یعنی نسبت سطح مقطع پیستونها برابر با عکس نسبت تغییر مکان آنها می باشد.
ادغام رابطههای بالا وهمچنین از رابطه اصل تساوی کار مکانیکی انجام شده توسط پیستونها،
می توان نتیجه گرفت که نسبت نیروها برابر عکس نسبت تغییر مکان پیستونهای
مربوطه میباشد.
1
2
2
1
S
S
F
F =
ب – مبدلهای فشار هیدرولیکی : در اینگونه وسایل، دو پیستون مختلف القطر را از طریق
یک دسته پیستون به یکدیگر متصل می نمایند.
اثر نماید، در آن نیروی ( A برروی سطح پیستون بزرگتر ( 1 Pv1¢¢ حال اگر سیال با فشار نسبی
1 ( A را پدید می آورد که این نیرو بدون هیچگونه افتی از طریق دسته پیستون ، به پیستون کوچکتر ( 2 F
را بوجود می آورد. Pv¢ 2منتقل گردیده ودر آن قسمت فشار جدیدی

با هم برابر هستند می توان نوشت. F2 , F از آنجاییکه نیروی پیستونها یعنی 1
1
2
2
1
1 1 2 2
1 2
A
A
Pv
Pv
Pv A Pv A
F F
=
¢¢
¢¢
¢¢´ = ¢¢ ´ Þ
=
از رابطه فوق می توان نتیجه گرفت که در اینگونه مبدلها نسبت فشار ورودی به فشار خروجی
برابر عکس نسبت سطح مقطع پیستونها می باشد.
لازم به یادآوری است که معمولاًدر قسمت ورودی اینگونه مبدلها هوای فشرده را اثر داده و در
روغن موجود درست خروجی آنها فشار لازم را ایجاد می نمایند. بنابراین می توان گفت که معمولاًاز
اینگونه وسایل در سیستم های مختلط هیدرولیک و پنوماتیک استفاده می نمایند.
از وسایل دیگری که در سیستم های هیدرولیکی بکار می روند می توان انباره و فشار سنج را
نام برد که در زیر به شرح مختصر آنها می پردازیم.
انباره های هیدرولیکی : انباره های هیدرولیکی در خدمت جذب ویا باز پس دادن انرژی
فشاری بوده و مهمترین موارد استفاده آنها را می توان چنین بیان کرد:
-1 خفه کردن نوسانات فشار (فشار ماکزیمم لحظه ای) مخصوصاً در زمان تغییر وضعیت
-2 خفه کردن ارتعاشات بمنظور تقلیل سر و صدا ویا از بین بردن حالت ضربانی جریان
روغن
-3 بعنوان منبع انرژی برای زمانی که در اثر قطع برق بطور ناخواسته پمپ از کار می افتد،
در این حال انرژی ذخیره شده در انباره به سیستم پس داده می شود؛ لذا بایستی فشار و مقدار روغن
ذخیره شده در آن به اندازهای باشد که بتواند حرکت سیستم را به پایان برساند.
-4 به عنوان منبع انرژی برای مدار فرمان شیرهایی که دارای پیش کنترل می باشند.
-5 به عنوان منبع انرژی برای زمانی که چند وسیله هیدرولیکی بطور همزمان به کار میافتند.
-6 کم کردن افت انرژی در اثر نشت روغن بدلیل ذخیره سازی
-7 درسیستم هایی که در زمانی کوتاه به جریان انرژی بیشتری احتیاج دارند استفاده از این
وسیله باعث عدم احتیاج به پمپی قوی تر را باعث می شود،در این حال کافی است که دبی پمپ فقط
به اندازه ای باشد که جریان عادی انرژی را برقرار سازد.
کاربردھیدرولیک رصنعت تھیھ کننده : عزمی
۶١
-8 زمانی که بخواهند فشار استاتیکی سیال در مبدل انرژی در هنگام توقف و بسته بودن
شیر مربوطه ثابت بماند.
-9 استفاده از انباره باعث می شود که یک حالت فنری هیدرولیکی در رابطه با سیلندر
پیستونها پدید آید.
ساختمان انباره های هیدرولیکی را به فرم های مختلفی تولید کرده و ممکن است که از نوع کروی،وزنه
ای ، پیستونی بوده و یا از نوع بالنی باشد.
در تاسیسات کوچک و متوسط هیدرولیکی معمولاً از انباره های بالنی استفاده می کنند که در
شکل زیر قسمت های مختلف آنرا مشاهده می نمایید.

این انباره ها بیشترین کاربرد را داشته و طرز کارآنها به این ترتیب است که در اثر ورود سیال
تحت فشار به فضای بین بالن و پوسته فولادی، بالن محتوی گاز ازت جمع شده و گاز داخل متراکم
می گردد. بدیهی است که در اثر کوچک شدن حجم و تراکم گاز ، فشار داخل بالن افزایش می یابد.
عمل ورود سیال به داخل انباره تا آنجا ادامه می یابد که بین فشار گاز و سیال تعادل برقرار گردد. حال
اگر بدلیل فشار سیال داخل سیستم (درمحل اتصال انباره) تقلیل یابد، بالن تحت تاثیر فشار گاز داخل
خود منتسط شده و سیال داخل انباره را به سیستم تخلیه می نماید. در اینجا نیز عمل تخلیه تا زمان
برابری فشار موثر بر طرفین بالن ادامه دارد.
فشار سنج : فشار سنج یا مانومتر وسیله ای است برای اندازه گیری فشار نسبی داخل سیستم که بکمک
آن فشار تنظیمی را نیز کنترل می نمایند.
رسم مدارهای هیدرولیکی:
رسم یا نقشه یک سیستم هیدرولیکی نموداری است از طرز کار آن که با استفاده از علائم
مشخصه وسایل واردات بکار رفته در سیستم مزبور ، ترسیم گردیده است. برای این منظور علاوه بر
رعایت دیدگاه فوق ، قواعد دیگری را در نظر می گیرند که بطور خلاصه عبارتند از :
-1 مدار را صرف نظر از محل استقرار واقعی وسایل بکار رفته ، از پائین به بالا ودر جهت
جریان انرژی رسم می نمایند.
-2 نقشه را چنان رسم می نمایند که بخوبی و با یک نگاه سیرجریان کنترل و هدایت انرژی
قابل تشخیصباشد. علاوه بر آن تمام قسمتهایی که از یک منبع تغذیه می شوند ، اگر چه در عمل روی
ماشین های جداگانه ای نصب شده باشند ،در یک نقشه ترسیم می گردند.

-3 سیلندرها و شیرهای راه دهنده را حتی الامکان افقی ترسیم می نمایند.
-4 مسیر لوله ها بایستی مستقیم و حتی الامکان بدون تقاطع ترسیم کردند.
-5 دستگاه ها را در وضعیت صفر ویا در وضعیت شروع کار ترسیم کرده و سیستم را در
حال سکون در نظر می گیرند.
-6 برای مدارهای الکتروهیدرولیکی نقشه های جداگانه ای تهیه می گردد. (یک نقشه برای
مدار هیدرولیکی ویکی برای الکتریکی)
-7 در کنار علائم مشخصه دستگاهها و وسایل ممکن است که مهمترین مشخصه آنها را نیز
درج نمایند.
اکنون که به طرز کار قسمتها، اجزا و عوامل موجود در سیستم های هیدرولیک صنعتی تا
اندازهای آشنایی پیدا کردید می توان به شرح مختصر چند نمونه از مدارهای ساده هیدرولیکی پرداخت،
بدیهی است که بدلیل محدودیت زمانی پرداختن به کلیه امکاناتی که در طرح مدارهای هیدرولیکی
وجود دارند امکان پذیر نمی باشد ، ولی می توان به ذکر نمونه هایی پرداخت که بیشتر در ماشین های
ابزار مورد استفاده قرار می گیرند.
در ماشینهای ابزار بهمراه داشتن نیرو و انرژی کنترل شده ،داشتن سرعت حرکت خطی و یا عده
دوران مورد نیاز برای تنظیم سرعت محیطی و یا سرعت برش دارای اپسیت خاصی می باشد. استفاده از
هیدرولیک صنعتی برای این منظور مخصوصاًزمانی مورد استفاده دارد که تغییرات سرعت و یا عده
دوران بصورت غیر پله ای مورد نظر باشد. در زیر ضمن پرداختن به اینگونه مدارها سعی گردیده است
که مقایسه ای بین امکانات متعدد نیز بدست داده شود.
قبلاًگفته شد که سرعت حرکت در مبدل انرژی نهایی ( سیلندر پیستونها و هیدروموتورها)
بستگی دارد به دبی وسطح موثر آنها ( ) از آنجاییکه سطح موثر مبدل انرژی بکار رفته
(بجز در مورد هیدرو موتورهای قابل تنظیم) مقدار ثابتی می باشد ، لازم است که برا یتنظیم سرعت و
یاعده دوران هیدروموتورها بتوان دبی را در کنترل درآورده وآنرا برای مقدار مورد لزوم تنظیم کرد.
کنترل دبیبرای تنظیم سرعتحرکتخطی :
الف – با استفاده از یک پمپ جریان متغیر می توان با تنظیم دبی خروجی پمپ ، سرعت
حرکت خطی را کنترل نموده،اگر چه انرژی مصرفی بدلیل نداشتن جریان مازاد درست به اندازه مورد

نیاز می باشد ولی طبیعی است که قیمت یک پمپ جریان متغیر به مراتب زیادتر از یک پمپ جریان
ثابت می باشد.
ب – به کمک پمپ جریان ثابت ویک شیر تنظیم جریان نیز می توان دبی موثر بر پیستون را در
کنترل در آورده و سرعت حرکت خطی آنرا برحسب نیاز تنظیم نمود. در این روش با استفاده از یک
شیر تنظیم جریان دو راهه و بی مورد نیاز را به سمت مبدل انرژی هدایت کرده و جریان مازاد را از
طریق یک شیر محدود کننده فشار به سمت مخزن می فرستند. از آنجاییکه پمپ با حداکثر توان خود
کار کرده و از تمام انرژی هیدرولیکی آن استفاده نمی گردد ،افت انرژی زیاد بوده واین انرژی مازاد
تبدیل به انرژی حرارتی گشته و باعث افزایش درجه حرارت سیال میگردد.
سیستم فوق را که در آن شیر تنظیم جریان در مسیر لوله رفت قرار داردسیستم با کنترل اولیه
می نامند . سیستم های اولیه از نقطه نظر افت کمتر در اثر نشت ،نیروی اصطکاک و سائیدگی کمتر
مناسب می باشند؛ زیرا درآنها فقط قسمتی از سیستم تحت تاثیر فشار ماکزیمم (فشار پمپ) قرار دارد ،.
علاوه بر آن فشار سیال در لوله برگشت تقریباًاز 3 تا 5 بار می باشد. در این سیستم به حرکت پیشروی
یکنواخت تر بوده و تغییر وضعیت شیرهای راه دهنده با مقاومت کمتری انجام می گیرد.
اگر شیر تنظیم جریان را پس از مبدل انرژی ( در مسیر لوله برگشت ) نصبت کرده باشند آنرا
سیستم با کنترل ثانویه می خوانند. در سیستم های ثانویه نیروی ایجاد سائیدگی وافت در اثر
نشت روغن بیشتر از سیستم های اولیه می باشد. حرکت پیستون در این حالت غیر یکنواخت
(ارتعاشی) بوده وعمل تغییر وضعیت شیرهای راه دهنده با مقاومت بیشتری روبرو خواهد بود.
ج – زمانی که بخواهند سرعت رفت و برگشت در پیستونهایی که دارای یک دسته پیستون می باشد به
یک اندازه باشند از اتصال اختلافی استفاده می نمایند. در این روش سیالی که در سمت دسته پیستون
سیلندر نیز وجود دارد برای حرکت رفت استفاده کرده و به این ترتیب با بکاربردن پمپی با دبی کم
سرعت رفت و برگشت برابری را در پیستون ایجاد می نمایند.
3/ در زیر نقشه اتصال یک چنین سیستمی را مشاهده مینمایید که در آن با استفاده از یک شیر 2
با وضعیت صفر مسدود و اتصال اختلافی ، ایجاد سرعت رفت و برگشت مساوی مورد نظر میباشد.
لازم به تذکر است که در این سیستمها بایستی از سیلندر پیستونهایی استفاده شود که سطح مقطع دسته
پیستون آنها به اندازه نصف سطح مقطع پیستون باشد ( 2
1
2
A
ددر اسن حال کافی است که دبی ( A =

(QP = Q باشد.( 2 Q فقط به اندازه دبی لازم برای حرکت برگشت 2 QP پمپ
A R Þv = v
د- در مواردی که حرکت کنترل شده خودکار با سرعت پیشروی کم و توقف دقیق میز ماشین در محل
معینی مورد نظر باشد میتوان از سیستمهای الکترومکانیکی و یا هیدرومکانیکی استفاده نمود.
در سیستمهای هیدرومکانیکی به کمک یک هیدروموتور و با استفاده از مکانیزم پیچ و مهره که
یک وسیله تبدیل حرکت دورانی به خطی میباشد میتوان به منظور فوق نائل آمد. با این روش میتوان
میز ماشین را در محل مورد نظر با سرعت و دقت کافی متوقف نمود. برای این منظور از شیرهای
راهدهنده الکترومغناطیسی استفاده کرده و مدار فرمان را الکتریکی در نظر گرفته و برای قابل تنظیم بودن
سرعت حرکت میز از یک پمپ جریان متغیر استفاده مینمایند.
اساس کار در این سیستمها به این ترتیب است که وقتی شیر در وضعیت صفر قرار دارد سر
روغن به سمت مخزن باز بوده و به دلیل عدم جریان روغن از داخل هیدروموتور ، میز در حال سکون
میباشد. اگر مدار الکتریکی بوبین سمت راست شیر راهدهنده از طریق یک کلید الکتریکی بسته شود ،
بوبین آن تحریک شده و پیستون فرمان شیر را بسمت راست میکشد. در این حال میز ماشین از طریق
هیدروموتور و پیچ و مهره به حرکت درمیآید. اگر در اثر حرکت میز ماشین ضامن نصب شده برروی
آن کلید (میکروسویچ) سمت مقابل را بحرکت درآورد، رله جریان بوبین سمت راست را قطع کرده و
آنرا به سمت بوبین سمت چپ میفرستد که نتیجه آن تغییر وضعیت شیر و تعویضجهت حرکت
هیدروموتور خواهد بود. تکرار این عمل باعث میشود که میز دائماً و تا زمان دلخواه به سمت چپ و
راست حرکت نماید.
2 1 1
2
1 1 1
2
2
2
2
A
v Qp A
Q
A
v Q
A
v Qp
A
Q Q
A
v Q Q
R
P
R
A
P P P
A
= = Þ =
Þ =
+
=
+
=

از آنجایی که با استفاده از سیستم فوق میتاون یک حرکت کنترل شده خودترمزی را بهوجود
آورد میتوان از آن به عنوان مثال در ماشینهای فرزی که براده برداری همراه مورد نظر میباشد استفاده
نمود.
در مواردی که سرعتهای مختلفی در یک مسیر مورد نظر ( NC ) در ماشینهای فرمان عددی
باشد ، از سیستم فوق به همراه شیر تنظیم جریانی استفاده مینمایند که قسمت پیش کنترل آن در محل
دیگری و جداگانه (در محل کنترل) نصب گردیده باشد.
به این ترتیب میتوان از راه دور و برحسب نیاز دبی مورد نظر را تنظیم کرده و در نتیجه سرعت
حرکت را در فواصلی معین ، برابر اندازه مورد لزوم بوجود آورد.
تنظیم عده دوران
در تمام مدارهای فوقالذکر اگر به جای سیلندر پیستون ، از هیدروموتور استفاده گردد میتوان
حرکت دورانی تنظیم یافتهای را بهوسیله مورد نظر منتقل نمود.
تنظیم عده دوران با این روش تقریباً در تمام زمینههای هیدرولیک صنعتی کاربرد داشته و به
عنوان مثال میتوان ایجاد حرکت در وسائط نقلیه ، بهحرکت درآوردن نوردها در صنایع ذوب و
نوردکاری فلزات ، صنایع سنگین و پرسها را نام برد. علاوه بر موارد ذکر گردیده ممکن است که در
ماشینهای ابزار به عنوان محرک حرکت پیشروی ، عضو محرک در ماشینهای ریختهگری تزریقی و
تحت فشار و همچنین در کشتی سازی برای ایجاد حرکت دورانی نیز کاربرد داشته باشد.
ازاین سیستمها زمانی استفاده میگردد که شروع حرکت از حال سکون ، بایستی به آرامی و با
گشتاور زیاد انجام گرفته و در حین حرکت تغییرات عده دوران به صورت غیرپلهای مورد نظر باشد.
فرم ساختمانی و نوع پمپ و یا هیدروموتور به کار رفته بر حسب شرایط کار متفاوت بوده و ممکن
است که از پمپ جریان متغیر و یا هیدروموتور قابل تنظیم استفاده کرده و یا هر دو از نوع قابل تنظیم
باشند.
در دستگاههای تغییر دور هیدرولیکی پرهدار معمولاً موتور از نوع جریان ثابت بوده و برای آنکه
بتوانند عده دوران آن را به دلخواه تغییر دهند از پمپ جریان متغیر استفاده میگردد. مقدار دبی سیال را
میتوان به کمک جابجایی محفظه پمپ و در نتیجه تغییر فاصله مرکز آن با محور قسمت گردنده تنظیم
کرد. لازم به یاد آوری است که در این نوع پمپها اگر مرکزین محفظه و قسمت گردنده بر هم منطبق
باشند از پمپ جریانی عبور نکرده و در این حال هیدروموتور متوقف میگردد م همچنین با انتقال

محفظه به سمت مقابل، جهت جریان روغن در پمپ عوض شده و موتور در جهت عکس به حرکت
در میآید.
سیستم هیدرولیکی فوق را که در آن روغن در یک مسیر بسته دوران مینماید مدار بسته
مینامند. در این سیستمها روغن از سمت پمپ به سمت هیدروموتور جریان یافته و بدون آنکه به
سمت مخزن برود دوباره به سمت پمپ هدایت میشود. طبیعی است که در این مدارها بایستی افتی را
که در اثر نشت روغن پدید میآید بخوبی جبران شود.
در مدار بسته روغن بیشتر از مدار باز تحت تاثیر واقع شده ،بیشتر گرم گردیده و به همین دلیل
زودتر فاسد میگردد. در این مدارها بایستی در صورت لزوم از خنک کننده (رادیاتور) روغن استفاده
نمود.
اگر جریان روغن پس از عبور از وسایل، دوباره به مخزن برگردانده شود سیستم را مدار باز
میخوانند. در این مدارها روغن فرصت مییابد که در مخزن خنک شده و کثافات همراه خود را در آن
ته نشین نماید.
بنا به دلایل فوقالذکر اکثر سیستمهای هیدرولیکی را از نوع مدار باز طراحی مینمایند. علاوه
بر آن در ایجاد حرکت خطی بوسیله سیلندر پیستونها و همچنین حرکت نوسانی بوسیله سیلندر یا
موتورهای نوسانی معمولاً نمیتوان بطور مستقیم جریان روغن را دوباره به سمت چپ هدایت کرد. از
مدار بسته معمولاً در دستگاههای تغییر دور غیرپلهای و در مواردی که استفاده از یک مخزن بزرگتر
بدلیل عدم وجود فضای کافی ( مانند وسائط نقلیه) امکان پذیر نباشد، استفاده مینمایند. علاوه بر آن در
مواردی که تعویضسریع جهت گردش مورد نظر باشد از مدار بسته استفاده میگردد.
و در مواردی که پمپ نتواند از مخزن افت روغنی را که در اثر نشت پدید آمده است جبران
نماید ؛ لازم است که پمپ دیگری برای تغذیه سیستم وجود داشته باشد.
-شیرهای راه دهنده : شیر های راه دهنده شیرهائی هستند که قبل از همه وظیفه هدایت جریان Ñ
انرژی به سمت مسیر مورد نظررا بعهده دارند، ولی در آنها انسداد و یا آزاد ساختن مسیر نیز می تواند
صورت پذیرد. این شیرها را صرف نظر از فرم ساختمانی شان می توان به دو گروه اصلی تقسیم نمود.

الف–شیرهای راه دهنده باوضعیتمعین : این شیرها می توانند فقط وضعیت های معینی(وضعیت
های پیشروی، تعویضمسیر،انسداد وغیره)را بخود گرفته و از بین وضعیت های مختلف نمی توان
وضعیت شناور و یا متغیری را به آنها داد.
جریان رسمی و اندازه رسمی – در انتخاب شیرهای راه دهنده، در کنار فشار کاری مجاز، جریان رسمی
نقش اصلی را بازی می نماید.
اگر سیالی با ویسکوزیته 35 سانتی استوکس و درجه حرارت 50 درجه سانتیگراد از شیری عبور داده
شود، در این حال جریان رسمی به جریان گفته می شود که در هنگام عبور از شیر افت فشاری به اندازه
1 بار در آن حاصل گردد.
از مشخصات دیگر شیرها علاوه برجریان رسمی ، اندازه رسمی آنها می باشد که برای نشان دادن آن از
و عددی که در کنار آن قرار دارد استفاده می نمایند(مانند....و 32 و 20 و 16 و 10 و 6و 4و NG حروف
عددی بدون دیمانسیون بوده و بر حسب NG عدد بکار رفته در کنار علامت اختصاری .( NG
قرارداد فقط نوعی شماره بندی بحساب می آید. زیرا در شرائط مساوی مقدار جریانی که در واحد زمان
NG از یک شیر عبور می کند بستگی به فشار سیال نیز دارد. بعنوان مثال شیر راه دهنده با اندازه 10
می تواند در فشار 315 بار به اندازه 40 لیتر سیال را در هر دقیقه از خود عبور دهد.
یان نوع شیرها معمولاً از سه قسمت اصلی بدنه ، قسمت متحرک و عضو راه دهنده تشکیل شده اند.
قسمت متحرک شیرهای راه دهنده را معمولاً در دو نوع نشیمنی و پیستونی کشوئی می سازند. در این
بین شیرهای نشیمینی از آب بندی خوبی برخوردار می باشند، در حالیکه در شیرهای پیستونی با
حرکت کشوئی، بدلیل اختلاف اندازه بین پیستون و جداره، نشت روغن وجود خواهد داشت. اما
بزرگترین عیب شیرهای نشیمنی در این است که عضو متحرک وجود داشته باشد. بهمین دلیل است که
در سیستم های هیدرولیکی بیشتر از همه از شیرهای پیستونی با حرکت کشوئی استفاده می گردد.
اکنون برای آشنائی بیشتر با شیرهای راه دهنده ای که وضعیت ثابتی را عرضه می نمایند، آنها را بر
حسب تعداد محل های اتصال(تعداد راه ها) تقسیم بندی کرده و به شرح مختصر هر یک از آنها می
پردازیم.
2 با وضعیت صفر مسدو را مشاهده / -1 شیرهای دو راهه: در زیر شکل ساده ای از یک شیر 2
(A) به سمت لوله کار (P) مممی نمائید که در آن بوسیله فشار دادن دکمه ای مسیر لوله فشار
متصل می گردد. ازاین شیرها معمولاً به عنوان شیرعای قطع و وصل جریان در سیستم های

هیدرولیکی استفاده می گردد. اگر چه پیستون فرمان این شیرها با جداره خود دارای حداقل
تلرانی می باشد، ولی باز هم بدلیل اختلاف اندازه دارای آب بندی خوبی نبوده و در آنها نشت
روغن وجود خواهد داشت، اگر چه روغن نشت یافته را بوسیله لوله ای به سمت مخزن هدایت
می نمایند ولی در نقشه های سیستم هیدرولیکی از ترسیم این لوله و مسیر آن بدلیل نداشتن
نقش اساسی صرفنظر می گردد.

2 بوده و تنها تفاوت آنها دراستفاده از / 3 مانند شیر 2 / -2 شیرهای سه راهه: اساس کار یک شیر 2
می باشد. وجود کانالهای حلقه ای پیرامون (T) یک محل اتصال دیگر به عنوان لوله برگشت
پیستون ها در روی جداره ، وظیفه تعادل فشار وترد بر پیستونها را به عهده داشته و حرکت
3 و در شکل ب محل نصب / کشوئی آنها را آسان می نماید. در شکل الف یک نمون از شیر 2
آن در یک مدار هیدرولیکی نشان داده شده است.
امروزه دیگر شیرهای دو راهه و سه راهه را به دلائل مختلفی تولید نمی نمایند.، بلکه برای این منظور
از شیرعای چهار راهه استفاده کرده و بر حسب نیاز یک یا دو مسیر آنها را مسدود نموده و آنرا به
شیرسه و یا دو راهه تبدیل می نمایند.
4 با / 4 و یا 3 / -3 شیرهای چهار راهه: در سیستم های هیدرولیکی، معمولاًاز شیرهای راه دهنده 2
قیمت متحرک پیستونی استفاده می گردد. این شیرها برای هدایت جریان انرژی به سمت سیلندر
پیستون های دو طرفه و یا به حرکت درآوردن هیدروموتورها در دو جهت کاربرد شیر های راه دهنده
ای که بیش از چهار راه و سه وضعیت داشته باشند درهیدرولیک صنایع پر قدرت مورد استفاده قرار می
گیرند ولی در هیدرولیک خودروها می توان شیرهای راه دهنده دستی ای را نیز یافت که دارای شش

راه و چهار وضعیت نیز می باشند.
اگر لازم باشد که در یک سیلندر پیستون دو طرفه ، حرکت به سمت جلو و یا عقب ایجاد گشته و یا
آنرا در حالت معینین متوقف شازند ، بایستی از یک شیر سه وضعیتی با چهار محل اتصال ( 4چهارراه)
4 را نشان می دهد که می تواند منظور فوق را عملی / استفاده گردد. شکل زیر نمونه ای از یک شیر 3
سازد. در این شیر فنر وظیفه برقراری وضعیت صفر بسته را بعهده داشته و برای به حرکت پیستون
فرمان آن به سمت چپ و یا راست از دو بوبین مغناطیسی استفاده گردیده است.
وضعیت شکل فوق در حالی ترسیم شده است که پیستون فرمان شیر به سمت چپ کشیده شده است.
در آن میدان مغناطیسی ، I این وضعیت زمانی حاصل می گردد که در اثر عبور جریان برق از بوبین
ایجاد شده و هسته آهنی متصل به پیستون فرمان به داخل بوبین کشیده شود. نیروی لازم برای این عمل
در حدود 120 نیوتن بوده و پیستون تقریباً به اندازه 7 میلیمتر به سمت چپ کشیده شده است این
وضعیت را وضعیت 1 یا وضعیت پیشروی می نامند.

اگر بخواهند که سیلندر پیستون (مبدل انرژی) در حالت معینی متوقف گردد کافی است که جریان برق
را قطع نمایند.دراین حال فنر باعث حرکت پیستون فرمان به وسط گردیده و دراین حال وضعیت صفر
بسته را پدید می آورد.
عبور نموده و پیستون فرمان II برای ایجاد حرکت برگشت کافی است که این بار جریان برق از بوبین
به P را از طریق هسته آهنی تقریباً به اندازه 7 میلیمتر به سمت راست حرکت دهد، تا سال از مسیر
جریان یابد. T به سمت A و از مسیر B سمت
این وضعیت که آنرا وضغیت 2 نیز می نامند باعث ایجاد حرکت برگشت قسمت متحرک در سیلندر
4 را در یک سیستم ساده هیدرولیکی مشاهده می / پیستون خواهد شد. در زیر محل اتصال یک شیر 3
نمائید.

4 صفحه قبل در هنگام تغییر وضعیت ها، در حین حرکت / پوشش پیستون های فرمان – در شیر 3
پیستون برای لحظه کوتاهی تمام مسیرها میدود می گردند که در این حالت را پوشش مثبت می نامند.
اگر در همین حال (تغییر وضعیت)برای مدت کوتاهی تمام مسیرها به یکدیگر ارتباط پیدا کنند حالتی
پدید می آید که آنرا پوشش منفی نام گذاری کردهاند.
پوشش مثبت پوشش منفی
محاسن
هدر نرفتن سیال تحت فشار تغییر وضعیت آرام ، عدم ایجاد فشار
ماکزیمم
معایب تغییر وضعیت ضربه ای ، ایجاد فشار
ماکزیمم
هدر رفتن سیال تحت فشار
طریقه بکار رفتن - شیرهای راه دهنده را به طریق مختلفی بکار می اندازند (تغییر وضعیت در آنها
ایجاد می نمایند) که مهمترین آنها را در صفحه 35 مشاهد کردید. عمل ایجاد تغییر وضعیت ممکن
است که بطور مستقیم و یا غیر مستقیم انجام گیرد که دو نوع مستقیم نیروی راه اندازی مستقیماً بر روی
پیستون فرمان تأثیر داده می شود. در هیدرولیک صنایع معمولاً برای فرمان مستقیم از الکترو - مغناطیس
بهمراه فنر استفاده می گردد. بکار اندازی الکترومغناطیسی می تواند هدایت وکنترل برنامه ریزی شده
سیستم را برای اتو مانیزه کردن مراحل مختلف تولید عملی سازد. زیرا سرعت انتقال فرمان بکمک
جریان برق می تواند بمراتب بیشتر باشد.

در هیدرولیک خودروها تقریباً همه جا عمل تغییر وضعیت شیرها بکمک اهرم و نیروی عضلانی انجام
می گردد.
زمانی که مقدار جریان عبور کننده از شیر زیاد باشد، عمل تغییر وضعیت شیر را غیر مستقیم در نظر می
گیرند، زیر برای این منظور نیروی ریادی لازم خواهد بود. در این حال اکثراً از شیرهای راه دهنده با
کارانداز هیدرولیکی ای استفاده می گردد که بوسیله شیر دیگری بنام شیر پیش کنترل با کار اندازی
مستقیم، تغییر وضعیت می دهند. بدیهی است که بین این دو شیر باید جریان دیگری بنام جریان فرعی
و یا جریان مدار فرعی وجود داشته باشد. این شیرها که بنام شیرهای ترکیبی نیز نامیده می شوند ممکن
است که در کنار هم بوده و یا برای فرمان از راه دورتر، شیرپیش کنترل در محل دیگری نصب گردیده
باشد.

ب-شیرهای راه دهنده باوضعیتنامعین : این شیرها قادر هستند که در میان دو وضعیت انتهائی
خود (باز و بسته بودن) وضعیت های متعددی را بخود گرفته ئ در حقیقت باتنظیم جریان ارسالی ،در
طرفین سیلندر اختلاف فشار ایجاد کرده و آنرا بر حسب نیاز و به مقدار لازم به سمت جلو و یا عقب
حرکت دهند.
راه اندازی این شیرها ممکن است مکانیکی و یا الکترومغناطیسی باشد که در حالت اول آنها را شیرهای
لمس کننده نامیده و در حالت دوم آنها را شیرهای سرویس دهنده می گویند.
شیرهای سرویسدهنده : شیرهای سرویس دهنده الکتروهیدرولیکی وظیفه دارند که بدون -I
تأخیر زمانی، خبرهای الکتریکی ضعیف را به انرژی بزرگ هیدرولیکی تبدیل نمایند. از این شیرها
بعنوان یک عضو رابط بین الکترونیک وهیدرولیک استفاده کرده و بهمین دلیل کاربرد خوبی در سیستم
های فرمان الکتروهیدرولیکی بعنوان عضو تنظیم کننده دارند.
این شیرها از دو قسمت اصلی وضعیت دهنده الکترومغناطیسی وشیر تنظیم جریان با چهار محل اتصال
(چهار راهه) تشکیل گردیده اند. در شیرهای سرویس دهنده دو مرحله ای علاوه بر قسمتهای اصلی
فوق الذکر از یک پیش کنترل نیز استفاده می گردد.

به کمک وضعیت دهنده الکترومغناطیسی می توان بوسیله تغییر شدت جریان الکتریکی هر وضعیت
دلخواهی (وضعیت میانی) را که لازم باشد به پیستون کنترل اصلی داده ودر نتیجه جریان کنترل شده ای
را در جهت مورد لزوم در داخل سیستم بوجود آورد.

در زیر نقشه مدار هیدرولیکی ای را مشاهده می نمائید که در آن محل نصب شیر سرویس دهنده نشان
داده شده است.
یک شیر سرویس دهنده، در کنار قسمت هیدرولیکی خود به یک قسمت الکتریکی و مخصوصاً یک
قسمت الکترونیکی نیز نیاز دارد.
در مدار بالا مثالی را مشاهده می نمائید که از قسمت های زیر تشکیل شده است.
-1 لمس کننده برای تعیین وضعیت مورد لزوم بر حسب مقدار پیشروی.
-2 تبدیل کننده مقادیر تعیین شده از طریق لمس کننده به سیگنال الکتریکی.
-3 دهنده مقادیر اجباری (مورد لزوم).
-4 تقویت کننده که در آن بطور همزمان مقادیر اجباری و اندازه گیری شده با یکدیگر مقایسه می
گردند.
مورد استفادهاصلی شیرهای سرویس دهنده در سیستم های اتوماتیکدر مواردی می باشد که مسائل
(NC) متعددی را درداخل سیستم بخواهندحل نمایند. بعنوان مثال در ماشینهای ابزار فرمان عددی
بایستی وضعیت دقیق، سرعت برش تنظیم شده و کپی کردن، توانا صورت گرفته وعلاوه بر آن عده
دوران، فشار وتنظیم قدرت نیز برحسب نیاز در کنترل آورده شوند.
شیرهای لمسکننده: این شیرها نیز جزء شیرهای راه دهنده ای می باشند که در آنها می -II
توان به دلخواه، وضعیت های میانی متعددی را بوجود آورد. اساس کار آنها مشابه شیرهای سرویس

دهنده می باشد، ولی برای کنترل و تنظیم وضعیت های آن از یک شاخک(میله لمس کننده) بجای
بوبین مغناطیسی استفاده گردیده است . لذا عمل تنظیم جریان در آنها از طریق مکانیکی انجام شده
وبنابراین فاقد قسمت الکتریکی شیرهای سرویس دهنده می باشند. از این شیرها عملاًدر شیرهای
کپی تراشی که از روی شابلن کار می کردند استفاده می گردید که امروزه شیرهای سرویس دهنده
جانشین آنها گردیده اند.
-6 مبدل های انرژی هیدرولیکیبه مکانیکی:
برای تبدیل انرژی هیدرولیکی به انرژی مکانیکی و در نتیجه داشتن نیرو و حرکت کنترل شده در
هیدرولیک صنعتی از سیلندر پیستون های هیدرولیکی و هیدروموتورها استفاده می گردد. اساس کار
و مورد استفاده انواع هیدروموتورها قبلاً مورد بررسی قرار گرفت، و اینک به شرح سیلندر پیستونها
می پردازیم:

سیلندر پیستون ها – سیلندر پیستون های هیدرولیکی وسایلی هستند که ضمن تبدیل انرژی، می-
توانند حرکت خطی عرضه نمایند. این مبدلها دارای انواع گوناگونی می باشند که در زیر مهمترین
آنها را بهمراه علائم مشخصه نشان مشاهده می نمائید.

ساختمان سیلندر پیستونها- ساختمان این مبدلها تشکیل شده است از لوله سیلندر، پیستون، دسته --
پیستون، قسمت انتهائی و قسمت درپوش که می توان قسمتهای آب بندی و بوش راهنما را نیز به آنها
افزود.
لوله سیلندرها را برای فشارهای کم، با روش ریخته گری تولید کرده و برای فشارهای بالا آنها را از
لوله های بدون درز مرغوب ساخته و در هر دو حال سطح داخلی آنها با کیفیت سطح عالی پرداخت
می نمایند.
پیستونها را نیز مانند سیلندرها از چدن یا فولاد می سازند. پیستون و بوش راهنما که از چدن ساخته می
شوند وظیفه راهنمائی دسته پیستون را بعهده دارند.

شاخته و سطح خارجی آنها را با روش هونن (سنگ کشی) پرداخت کرده CK دسته پیستون از فولاد 45
و یا با روش کرُمُه کردن به اندازه دقیق می رسانند. محل کرُمُه کردن باعث می ش.د که مقاومت سطح
خارجی دسته پیستون در مقابل خورندگی کاملاً مانند کرم باشد.
محاسباتمربوطبه سیلندر پیستونهای هیدرولیکی:
اثر نماید بشرط آنکه فضای سر پیستون (F) الف- نیروی پیستونها: اگر بر روی پیستونی نیروی خارجی
ایجاد می نماید. (μ) بسته باشد در آن فشار
عکس یان حالت را می تواند نیروی مقاوم در مقابل
به فضای سر آن (Q) حرکت پیستون زمانی که سیال
وارد می شود، پدید آورد. در این حال بدلیل وجود نیروی مقاوم، در سیال فشاری پدید می آید که
مقدار آن در جمیع جهات به یک اندازه بوده ودر عین حال فشار حاصله بر روی پیستون نیز اثر کرده و
متناسب با سطحی که دارد در آن نیروئی ایجاد می نمایند که مقدار آن را می توان از رابطه زیر محاسبه
نمود.
را (FR ) برای اینکه پیستون بتواند حرکت نماید ، بایستی بتواند علاوه بر نیروی مقاوم، نیروی اصطکاک
نیز خنثی نماید. بدیهی است که مقدارنیروی عملی راهمیشه 10 %الی 15 % درنظرگرفت.
موق باشید
عزمی
th k F = m ´ A

منبع: khademiyoon.persianblog.ir 



تبلیغات
درباره سایت
 

فرم تماس
نام و نام خانوادگی
آدرس ایمیل
نویسندگان
نظرسنجی
به نظر شما وبلاگ ساخت و تولید بیشتر مطالبش باید در مورد چه موضوعاتی باشد؟؟












آمار
کلیه حقوق این سایت از جمله قالب آن برای مرجع تخصصی ساخت و تولید محفوظ است