انجمن شما در حال حاضر برای کاربران بسته است.



1 کاربر حاضر در تاپیک: (0 عضو, و 1 مهمان). 1 مهمان
ارسال پاسخ
 
امتیاز موضوع:
  • 15 رأی - میانگین امیتازات : 2.47
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
تکنولوژی فرمان هیدرولیک
نویسنده پیام
Ali Sadat Shojaei آفلاین
مدير انجمن مهندسي نفت
*****
Moderators

اطلاعات کاربر
ارسال ها: 142
گروه: Moderators
تاریخ عضویت: ۹۰/۲/۱۱
وضعیت: آفلاین
اعتبار: 48

مشخصات
جنسیت: آقا
محل سکونت:تهران
رشته تحصیلی:
مهندسی نفت
مقطع تحصیلی:كارشناسي ارشد
دانشگاه:دانشگاه صنعتی امیرکبیر

اطلاعات تماس
ارسال: #1
تکنولوژی فرمان هیدرولیک

با اجازه مدیر انجمن،

در مورد فرمان هیدرولیک چند تا مقاله هست که امیدوارم مفید باشن :
فرمان هيدروليك
سیستم فرمان
سیستم فرمان انواع گوناگونی دارد از جمله سیستم فرمان مکانیکی(دنده شانه ای و پینیون)،هیدرولیکی والکتریکی که در این مقاله به آن ها می پردازیم.
مقدمه ای بر سیستم فرمان
امروزه پیشرفت های علمی و فنی در تمام زمینه ها تحقق یافته و این امر شامل صنایع خودرو سازی و صنایع وابسته نیز شده است.یکی از این صنایع و اجزای وابسته،قسمت فرمان خودرو است که وظیفه ی خطیر هدایت خودرو از طریق آن انجام می شود.
برای تغییر مسیر خودرو از سیستم فرمان استفاده می شود.لذا مجموعه ی تشکیل دهنده ی این سیستم نقش مهمی در خودرو به عهده دارد.معمول ترین این سیستم ها،سیستم دنده شانه ای و پینیون است،به طوری که پینیون حرکت دورانی داشته و دنده شانه ای حرکت خطی انجام می دهد.در این حال پینیون حرکت دورانی غربیلک فرمان را به دنده شانه ای انتقال داده،دنده شانه ای نیزحرکت خطی را از طریق مفصل ها به چرخ های خودرو انتقال می دهد.
سیر تکامل سیستم فرمان
یکی از پارامتر های موثر در انتخاب نوع خودرو در کشورهای توسعه یافته،راحتی چرخش غربیلک فرمان خودرو می باشد.این موضوع سازندگان خودرو را بر آن داشته است که جهت تسهیل در چرخش فرمان و به تبع آن کاهش خستگی راننده و همچنین افزایش ایمنی با فراهم کردن کنترل بهتر در جاده های خشن، یک سیستم هیدرولیکی به قسمت مکانیکی اضافه نمایند.معمولا این سیستم جانبی به صورت کمکی عمل می نماید. یعنی وظیفه ی اصلی همچنان به عهده ی قسمت مکانیکی است معمولا اجزای زیر به قسمت مکانیکی فرمان اضافه می شوند تا هیدرولیکی گردد:
پمپ هیدرولیک با مخزن روغن و چرخ تسمه
شیرهای کنترل
لوله های رابط
سیلندر
تسمه
خودروهای سمند،پژو(شامل 206،405،پارس) ،دوو،زانتیا و ماکسیما دارای فرمان هیدرولیک هستند.
سیستم هیدرولیکی فرمان جهت ایفای نقش از موتور خودرو استفاده می کند.بنابراین از بازده موتور کمی می کاهد،همچنین مصرف انرژی بیشتری را باعث می گردد.علاوه بر آن،سیستم هیدرولیک به صورت مرکز آزاد عمل می کند. یعنی حتی در زمان هایی که خودرو به صورت مستقیم در حال حرکت بوده و هیچ انحرافی انجام نمی دهد،باز هم این سیستم عمل می کند. این موارد سازندگان فرمان خودرو را بر آن داشت تا به دنبال سیستم های بهتر و مفیدتری گشته،آن ها را جایگزین هیدرولیکی نمایند یا سیستم هیدرولیکی را بهبود بخشند.
یکی از سیستم های ارائه شده در سال های اخیر،فرمان الکتروهیدرولیکی(EHPS) است که در آن به جای استفاده از موتور خودرو،یک موتور الکتریکی به پمپ هیدرولیک اضافه می شود و در نتیجه فرمان از موتور مستقل می گردد.
خودروی پژو 307 از این نوع سیستم فرمان استفاده می کند.
دراین نوع فرمان،هر چند مسئله ی مستقل بودن از موتور خودرو تحقق یافته است ولی مشکل دائمی بودن عملکرد سیستم هیدرولیکی یعنی حالت مرکز آزاد هنوز پابر جاست.
به عبارت دیگر باید حالتی تعبیه نمود که زمانی که چرخشی به فرمان وارد می شودسیستم عمل کند،نه همه ی زمان ها.
فرمان الکتریکی(EPS)
این نوع فرمان مشابه هیدرولیکی آن عمل می کند ولی از لحاظ ساختار متفاوت بوده و دارای مزایای زیادی نسبت به نوع هیدرولیکی است.
این سیستم در اواسط دهه ی 1970 برای اولین بار مطرح گردید اما ساخت و کاربرد عملی آن از سال 1993 شروع گردید.
اولین بار توسط شرکت HONDA در اتومبیل های رالی NSX مورد استفاده قرار گرفت.
در این نوع فرمان مشکل دائمی بودن عملکرد سیستم کمکی فرمان حل شده است، یعنی سیستم الکتریکی زمانی عمل می کند که
چرخشی در فرمان به وجود آید به عبارت دیگر گشتاوری موجود باشد.
فرمان الکتریکی از سه قسمت اساسی زیر تشکیل شده است که به سیستم فرمان مکانیکی اضافه می شود:
سنسور گشتاور
موتور با جریان مستقیم DC
واحد کنترل الکتریکی ECU
سه قسمت یاد شده می توانند در یک محفظه و یا جداگانه قرار گیرند.
طرز کار:
سیستم EPS به این صورت عمل می کند که ابتدا سنسور گشتاور،گشتاور وارده از غربیلک فرمان را حس نموده،آن را به صورت سیگنال یا سیگنال هایی به قسمت میکروکنترولر(ECU) ارسال می کند.میکروکنترلر علاوه بر این سیگنال،سیگنالی نیز از سرعت خودرو دریافت می کند،آن گاه این دو را پردازش نموده، دستورالعمل لازم را به قسمت موتورDC اعمال می نماید تا به صورت کمکی، سیستم فرمان مکانیکی را تحت تاثیر قرار دهد.
بنابراین دستورالعمل های ECU به موتور DC تابعی از خروجی سنسور و سرعت خودرو است.
این یعنی سرعت خودرو در عملکرد EPS موثر بوده و این به منظور ایمنی بیشتر خودرو است.یعنی بیشترین عملکرد EPS در سرعت های پایین و کمترین عملکرد آن در سرعت های بالای خودروست.

محل نصب EPS :
فرمان الکتریکی در سه حالت مختلف می تواند بر روی قسمت مکانیکی نصب شود.
الف- نصب بر روی ستون فرمان:
در این روش مجموعه ی سنسورها،موتور DC و قسمت ECU به طور مجتمع در یک محفظه مستقر شده و بر روی ستون فرمان نصب می شود.بنابراین عملکرد کمکی فرمان ESP به ستون فرمان اعمال می گردد.این روش در خودروهای کوچک،مخصوصا خودروهای درون شهری که راحتی فرمان فاکتور مهمی به ویژه در ترافیک های سنگین و پارک نمودن خودرو محسوب می شود،به کار می رود.
ستون فرمان با موتور الکتریکی DC توسط دنده حلزونی درگیر هستند.
ب- نصب بر روی پینیون:
در این روش نیز مجموعه ی سنسورها،موتور DC و قسمت ECU به طور مجتمع در یک محفظه قرار گرفته ولی بر روی پینیون نصب می شوند.
این حالت برای خودروهای نیمه سنگین مناسب بوده،جایی که راننده ی این نوع خودروها در راحت ترین حالت می تواند خودرو را هدایت کند.
ج- نصب بر روی دنده شانه ای:
در این روش هر سه قسمت ESP یعنی سنسور،موتور DC و ECU جدا از هم برروی جعبه فرمان نصب می شوند.
به این صورت که موتور DC و ECU به طور جداگانه بر روی دنده شانه ای قرار گرفته و
سنسورها نیز روی پینیون مستقر می شوند.زیرا روی دنده شانه ای گشتاوری وجود ندارد که سنسورها بتوانند آن را حس کنند.
این حالت برای خودروهای سنگین مناسب است.جایی که نیروی زیادی باید به دنده شانه ای اعمال شود.بنابراین نیروی کمکی به طور مستقیم از موتور DC به دنده شانه ای وارد می گردد.

---------------------------------------
-----------------------------------------------


در این مقاله ما نحوه ی کار دو نوع سیستم فرمان رایج را بررسی خواهیم کرد.

  1. rack-and-pinion
  2. recirculating ball



سپس یه بررسی فرمانهای power steering خواهیم پرداخت و به بعضی از ویژگی های جالب توسعه یافته در سیستم فرمان پی می بریم.اساسا" گردنده ها (چرخ ها) برای افزایش راندمان ماشین لازم است, اما ابتدا بگذاریید ببینیم که شما چگونه خودروی خود را می گردانید.این به آن آسانی هم که شما فکر می کنید نیست.

گردش خودرو

ممکن از شما شگفت زده بشوید اگر بدانید که زمانی شما ماشین خود را می گردانید, چرخ های شما به یک سمت جهت گیری نمی کنند.

[تصویر: steering-turning.jpg]

برای اینکه خودرو به نرمی بگردد هر چرخ باید از یک مسیر دایره ای متفاوت پیروی کنند.زمانی که چرخ درون پیچ از دایره ای با شعاع کوچکتر پیروی می کند حقیقتا" گردش سخت تری نسبت به چرخ بیرونی دارد.اگر شما برای هر چرخ یک خط عمود منصف رسم کنید این خطوط در نقطه ی مرکز گردش طلاقی می کنند. لذا شکل هندسه ای اهرم فرمان بگونه ای است که چرخ درونی بیش تر از چرخ بیرونی بگردد.


دو نوع سیستم فرمان رایج موجود دارد:

1. rack-and-pinion

2. ricirculating ball



فرمان rack-and-pinion به سرعت به رایج ترین نوع فرمان در خودروها, کامیون ها, suv مطرح شد.به راستی این نوع دارای مکانیزم ساده ی جالبی می باشد.فرمان های Rack-and-pinion داری دو چرخدنده هستند, اولی rack که داندانه هایی است که روی یک لوله ی فلزی ایجاد شده است, به هر انتهای لوله ی میله ای که (میله ی قید ) نام دارد متصل شده است.[تصویر: steering-rack.jpg]

دومین چرخدنده pinion می باشد که به شفت فرمان متصل است.زمانی که شما قربالک فرمان را می گردانید چرخدنده ی pinion نیز می گردد و دنده ها ی (rack) را حرکت می دهد.(دندانه های pinion و rack با هم در گیر هستند).هر انتهای میله ی قید (tie rod) به بازوی فرمان بر روی محور متصل است.

چرخدنده های Rack-and-pinion دو کار را انجام می دهند:

- حرکت چرخشی قربالک فرمان را به حرکت خطی مورد نیاز برای گردش چرخ تبدیل می کند.

- آسان کردن چرخاندن چرخ ها بخاطر کاهش چرخدنده.



در اغلب خودروها 3 الی 4 دور قربالک فرمان نیاز است تا چرخ را از حالت نهایت چپ به نهایت راست ببرد.

ضریب فرمان ضریبی است که میزان گردش چرخ بازای گردش قربالک فرمان را معین می کند.بعنوان مثال اگر یک چرخش کانل فرمان "360 درجه " باعث گردش 20 درجه ایی چرخ شود, بنابراین ضریب فرمان برابر است با 360 تقسیم بر 20 یا به عبارت دیگر 18:1 است.ضریب بیشتر بدان معنی است که شما فرمان را برای جابجایی چرخ بیشتر بگردانید, هرچند تقلای کمتری بخاطر ضریب بالای فرمان برای چرخاندن نیاز است.

[تصویر: steering-intro2.jpg]

عموما" قایق ها , ماشین های اسپرت دارای ضریب فرمان کمتری نسبت به ماشین های بزرگ و کامیون ها هستند.ضریب کم فرمان عکس العمل سریعتری برای چرخش می دهد-شما ناچار نیستسد قربالک فرمان را برای تغییر جهت چرخ زیاد بچرخانید-که یک ویژگی خوشایند برای ماشین های اسپرت می باشد.این ماشین ها به اندازه ی کافی سبک هستند که حتی با ضرایب کم , تقلا برای چرخاندن چرخ بیش از اندازه نشود.(با وجود ضریب کم فرمان سفت نمی شود.)

بعضی از ماشین ها دارای ضریب فرمان متغییر هستند.که از rack-and-pinion ایی استفاده می کنند که دارای تعداد دندانه های متفاوت در مرکز نسبت به کنار ها هستند.(مترجم: معمولا تعداد دندانه ها (rack) در مرکز بیشتر از کناره ها است)این باعث می شود که ماشین در آغاز چرخش عکس العمل سریعتری داشته باشد (مترجم:ضریب کم) (rack به مرکز نزدیکتر باشد).و همچنین هر چه به حد چرخش چرخ نزدیک بشود فرمان نرم تر کار می کند و از تقلا برای چرخاندن کاسته می شود (مترجم:ضریب بالا).

Power rack-and-pinion steering


وقتی از فرمان های rack-and-pinion در power steering استفاده می شود, rack و لوله آن دارای تفاوت اندکی در طراحی هستند.بخشی از لوله ی rack شامل سیلندری است که یک پیستون در وسط آن قرار دارد و به لوله ی rack متصل است.دو مجرای عبور مایع هریک در یک سمت از پیستون قرار دارد. اعمال کردن مایع پرفشار به یک سمت از پیستون باعث به حرکت در آن می شود که در به حرکت در آوردن rack نیروی کمکی را فراهم می کند.

[تصویر: steering-power-rack.jpg]

ما بعدا" در این مقاله به بررسی اجزای دستگاهی که مایع پرفشار ایجاد می کند و همچنین چگونگی هدایت این مایع به سمت های مختلف پیستون خواهیم پرداخت.

اینک به بررسی نوع دیگر فرمان می پردازیم.

Recirculating ball steering

فرمان های Recirculating ball امروزه در بسیاری از کامیون ها و suv ها مورد استفاده قرار می گیرد.اهرمی که در این نوع فرمان چرخ را می چرخاند کمی با فرمان rack-and-pinion متفاوت است.

[تصویر: steering-ball-linkage.jpg]

فرمان Recirculating ball درای یک چرخدنده ی کرمی (worm gear) است.شما می توانید چرخدنده ها را در 2 قست مختلف نمایش دهید.اولین قسمت بلوک فلزی است که دارای یک سوراخ پیچ دار (رزوه دار) می باشد.این بلوک دارای دندانه هایی سوار شده بر روی قسمت خارجی خود است که با چرخدنده هایی که موجب حرکت شغال دست می شوند, درگیر است.((به تصویر زیر وبالا توجه کنید)).قربالک فرمان به یک میله ی پیچ دار شبیه به پیچ متصل است که در سوراخ بلوک گیر کرده است.زمانی که قربالک می چرخد پیچ (میله پیچدار) را می چرخاند ولی بجای پیشروی پیچ در بلوک , طبق روال معمول پیچ, این پیچ ثابت نگاه داشته می شود بنابراین چرخش پیچ باعث حرکت بلوک می شود.سپس حرکت بلوک باعث حرکت شغال دست شده و حرکت شغال دست بعد از انتقال به چرخها موجب گردش چرخها می شود.

[تصویر: steering-ball-gear.jpg]

بجای تماس مستقیم پیچ با دندانه های داخلی بلوک, همه ی شیارهای پیچ بوسیله ی بلبورینگ پرشده است که در میان چرخدنده می چرخد وقتی که چرخدنده به چرخش در بیاید.

در حقیقت به دو ئلیل از بلبورینگ استفاده می شود:

  1. کاهش اصطحکاک و ساییده شدن
  2. کاهش لنگ زدن چرخدنده



لنگ زدن زمانی که قربالک فرمان را می چرخانیم اتفاق می افتد._بدون توپ ها در چرخدنده ی فرمان, دندانه ها بعد از یک مدت تمایشان با یکدیگر بدلیل خوردگی از دست می دهند که باعث می شود قربالک فرمان هرز بگردد.

Power recirculating ball steering


Power steering در این نوع فرمان ها شبیه به power rack and pinion steering کار می کند.با این تفاوت که نیروی کمکی به یکی از جهات بلوک اعمال می شود.

Power steering

Power steering کلا" به معنی سیستم هایی است که تقلای راننده را برای کرداندن فرمان راحت تر می کند.که به دو نوع عمده تقسیم می شود:

  1. هیدرولیکی
  2. الکترونیکی

[تصویر: steering-parts.jpg]

در این بخش به بررسی جزییات نوع اول یعنی فرمان های هیدرولیکی می پردازیم.

2قمست اساسی در فرمان های هیدرولیکی از نوع rack and pinion وجود دارد:

  1. پمپ
  2. شیر دوار (rotary valve)



پمپ


نیروی هیدرولیکی مورد نیاز برای فرمان بوسیله پمپ توربینی گردنده فراهم می شود.این پمپ بوسیله ی تسمه با موتور گردانده می شود.پمپشمامل یک مجموعه توربین های جمه شونده که درون یک محفظه ی تخم مرغی شکل می گردد, است.زمانی که توربین می گردد, مایع هیدرولیکی کم فشار از مجرای بازگشت میگیرد و با اعمال نیرو با فشار بالا به مجرای خروج می فرستد.مقدار مایع جریان داده شده به سرعت موتور بستگی دارد.پمپ باید طوری طراحی شود که وقتی موتور زیر بار قرار ندارد بتواند جریان و فشار مناسب را تولید کند, وگرنه پمپ مقدار بسیار بیشتر از مورد نیاز را زمانی که موتور در سرعت های بالاتر می چرخد پمپاژ می کند.

[تصویر: steering-pump-diagram.jpg]

پمپ شامل یک شیر خلاص فشار است تا اطمینان حاصل کند که فشار بیش از حد بالا نیست, بخصوص در سرعت های بالای موتور که مایع بیشتری پمپ می شود (فشار افزایش می یابد).

شیرهای دورانی

سیستم power steering باید زمانی به راننده کمک کند که او نیرویی به فرمان وارد کند ( مثل گرداندن فرمان).زمانی که راننده نیروی به فرمان وارد نمی کند ( مثل حرکت در یک مسیر مستقیم), سیستم هیچگونه کمک و دخالتی نمیکند.وسیله ایی که نیروی وارده به فرمان را حس می کند شیر دورانی یا rotary valve نامیده می شود.

قسمت اصلی شیر دورانی , میله ی توریسون است.torsion bar میله ی باریک فلزی است که با اعمال گشتاور می چرخد.میله از بالا به شفت فرمان متصل است و از پایین به pinion و یا worm gear (که چرخ را می گرداند), همچنین مقدار گشتاور torsion bar با گشتاوری که راننده برای چرخاندن چرخ استفاده می کند برابر است.هرچه راننده گشتاور بیشتری برای چرخاندن چرخ اعمال کند میله بیشتر می گردد.

[تصویر: steering-rotary-valve.jpg]

شفت ورودی فرمان بخشی از شیر ماسوره ای (spool valve) داخلی را ایجاد می کند.این همچنینن به انتهای بالای torsion bar متصل شده است.پایین torsion bar به بخش خارجی spool valve (شیر ماسوره ای) متصل شده است.همچنین torsion bar چرخدنده ی خروجی فرمان را می گرداند, که به هریک از چرخدنده های pinion و یا worm gear وابسته به نوع فرمان متصل است.

زمانی torsion bar بگردد, بخش داخلی spool valve که به بخش خارجی وابسته است را می گرداند.از آنجایی که بخش داخلی spool valve به شفت فرمان متصل است ( و سپس به قربالک فرمان), مقدار گردش بین بخش خارجی و داخلی
spool valve


به میزان گشتاوری که راننده به قربالک فرمان وارد میکند


;


بستگی دارد .



-----------------------------

---------------------------------------

هیدرولیک

مایعات تقریباً تراکم ناپذیر هستند. این ویژگی سبب شده است که از مایعات به عنوان وسیله مناسبی برای تبدیل و انتقال کار استفاده شود. بنابراین می‌توان از آنها برای طراحی ماشینهایی که در عین سادگی، با نيروي محرک خیلی کم بتواند نیروی مقاوم فوق العاده زیادی را جابجا نماید، استفاده نمود. به این ویژگی و همچنین دانش مطالعه این ویژگی [b]هیدرولیک
گفته می‌شود.
امروزه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه و با دقت زیاد مورد نظر است در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سیال به دو شاخه مهم هیدرولیک و نیوماتیک ( که جدیدتر است ) تقسیم می‌شود . از نیوماتیک در مواردی که نیروهای نسبتاً پایین (حدود یک تن) و سرعت های حرکتی بالا مورد نیاز باشد (مانند سیستم‌هایی که در قسمت‌های محرک رباتها بکار می روند) استفاده می‌کنند در صورتیکه کاربردهای سیستم‌های هیدرولیک عمدتاً در مواردی است که قدرتهای بالا و سرعت های کنترل شده دقیق مورد نظر باشد(مانند جک های هیدرولیک ، ترمز و فرمان هیدرولیک و...). حال این سوال پیش میاید که مزایای یک سیستم هیدرولیک یا نیوماتیک نسبت به سایر سیستم‌های مکانیکی یا الکتریکی چیست؟در جواب می توان به موارد زیر اشاره کرد: ۱) طراحی ساده ۲) قابلیت افزایش نیرو ۳) سادگی و دقت کنترل ۴) انعطاف پذیری ۵) راندمان بالا ۶) اطمینان در سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک نسبت به سایر سیستم‌های مکانیکی قطعات محرک کمتری وجود دارد و میتوان در هر نقطه به حرکتهای خطی یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت ، چون انتقال قدرت توسط جریان سیال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شیلنگ ها) صورت میگیرد ولی در سیستم‌های مکانیکی دیگر برای انتقال قدرت از اجزایی مانند بادامک ، چرخ دنده ، گاردان ، اهرم ، کلاچ و... استفاده می‌کنند. در این سیستم‌ها میتوان با اعمال نیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یافت همچنین میتوان نیرو های بزرگ خروجی را با اعمال نیروی کمی (مانند بازو بسته کردن شیرها و ...) کنترل نمود. استفاده از شیلنگ های انعطاف پذیر ، سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک را به سیستم‌های انعطاف پذیری تبدیل می‌کند که در آنها از محدودیتهای مکانی که برای نصب سیستم‌های دیگر به چشم می خورد خبری نیست. سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک به خاطر اصطکاک کم و هزینه پایین از راندمان بالایی برخوردار هستند همچنین با استفاده از شیرهای اطمینان و سوئیچهای فشاری و حرارتی میتوان سیستمی مقاوم در برابر بارهای ناگهانی ، حرارت یا فشار بیش از حد ساخت که نشان از اطمینان بالای این سیستم‌ها دارد. اکنون که به مزایای سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک پی بردیم به توضیح ساده ای در مورد طرز کار این سیستم‌ها خواهیم پرداخت. برای انتقال قدرت به یک سیال تحت فشار (تراکم پذیر یا تراکم ناپذیر) احتیاج داریم که توسط پمپ های هیدرولیک میتوان نیروی مکانیکی را تبدیل به قدرت سیال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نیرو به نقطه دلخواه است که این وظیفه را لوله ها، شیلنگ ها و بست ها به عهده میگیرند . بعد از کنترل فشار و تعیین جهت جریان توسط شیرها سیال تحت فشار به سمت عملگرها (سیلندرها یا موتور های هیدرولیک ) هدایت می‌شوند تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز(به صورت خطی یا دورانی ) تبدیل شود. اساس کار تمام سیستم های هیدرولیکی و نیوماتیکی بر قانون پاسکال استوار است. ● قانون پاسکال: ۱) فشار سرتاسر سیال در حال سکون یکسان است .(با صرف نظر از وزن سیال) ۲) در هر لحظه فشار استاتیکی در تمام جهات یکسان است. ۳) فشار سیال در تماس با سطوح بصورت عمودی وارد میگردد. کار سیستم‌های نیوماتیک مشابه سیستم های هیدرولیک است فقط در آن به جای سیال تراکم ناپذیر مانند روغن از سیال تراکم پذیر مانند هوا استفاده می کنند . در سیستم‌های نیوماتیک برای دست یافتن به یک سیال پرفشار ، هوا را توسط یک کمپرسور فشرده کرده تا به فشار دلخواه برسد سپس آنرا در یک مخزن ذخیره می کنند، البته دمای هوا پس از فشرده شدن بشدت بالا میرود که می تواند به قطعات سیستم آسیب برساند لذا هوای فشرده قبل از هدایت به خطوط انتقال قدرت باید خنک شود. به دلیل وجود بخار آب در هوای فشرده و پدیده میعان در فرایند خنک سازی باید از یک واحد بهینه سازی برای خشک کردن هوای پر فشار استفاده کرد. اکنون بعد از آشنایی مختصر با طرز کار سیستم‌های هیدرولیکی و نیوماتیکی به معرفی اجزای یک سیستم هیدرولیکی و نیوماتیکی می پردازیم. ● اجزای تشکیل دهنده سیستم های هیدرولیکی: ۱) مخزن : جهت نگهداری سیال ۲) پمپ : جهت به جریان انداختن سیال در سیستم که توسط الکترو موتور یا ۳) موتور های احتراق داخلی به کار انداخته می شوند. ۴) شیرها : برای کنترل فشار ، جریان و جهت حرکت سیال ۵) عملگرها : جهت تبدیل انرژی سیال تحت فشار به نیروی مکانیکی مولد کار(سیلندرهای هیدرولیک برای ایجاد حرکت خطی و موتور های هیدرولیک برای ایجاد حرکت دورانی). ● اجزای تشکیل دهنده سیستم های نیوماتیکی: ۱) کمپرسور ۲) خنک کننده و خشک کننده هوای تحت فشار ۳) مخزن ذخیره هوای تحت فشار ۴) شیرهای کنترل ۵) عملگرها ● یک مقایسه کلی بین سیستم‌های هیدرولیک و نیوماتیک: ۱) در سیستم‌های نیوماتیک از سیال تراکم پذیر مثل هوا و در سیستم‌های هیدرولیک از سیال تراکم ناپذیر مثل روغن استفاده می کنند. ۲) در سیستم‌های هیدرولیک روغن علاوه بر انتقال قدرت وظیفه روغن کاری قطعات داخلی سیستم را نیز بر عهده دارد ولی در نیوماتیک علاوه بر روغن کاری قطعات، باید رطوبت موجود در هوا را نیز از بین برد ولی در هر دو سیستم سیال باید عاری از هر گونه گرد و غبار و نا خالصی باشد ۳) فشار در سیستم‌های هیدرولیکی بمراتب بیشتر از فشار در سیستم‌های نیوماتیکی می باشد ، حتی در مواقع خاص به ۱۰۰۰ مگا پاسکال هم میرسد ، در نتیجه قطعات سیستم‌های هیدرولیکی باید از مقاومت بیشتری برخوردار باشند. ۴) در سرعت های پایین دقت محرک های نیوماتیکی بسیار نامطلوب است در صورتی که دقت محرک های هیدرولیکی در هر سرعتی رضایت بخش است . ۵) در سیستم‌های نیوماتیکی با سیال هوا نیاز به لوله های بازگشتی و مخزن نگهداری هوا نمی باشد. ۶) سیستم‌های نیوماتیک از بازده کمتری نسبت به سیستم‌های هیدرولیکی برخوردارند.
امروزه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه و با دقت زیاد مورد نظر است در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترل قدرت در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است. استفاده از قدرت سیال به دو شاخه مهم هیدرولیک و نیوماتیک ( که جدیدتر است ) تقسیم می‌شود . از نیوماتیک در مواردی که نیروهای نسبتاً پایین (حدود یک تن) و سرعت های حرکتی بالا مورد نیاز باشد (مانند سیستم‌هایی که در قسمت‌های محرک رباتها بکار می روند) استفاده می‌کنند در صورتیکه کاربردهای سیستم‌های هیدرولیک عمدتاً در مواردی است که قدرتهای بالا و سرعت های کنترل شده دقیق مورد نظر باشد(مانند جک های هیدرولیک ، ترمز و فرمان هیدرولیک و...). حال این سوال پیش میاید که مزایای یک سیستم هیدرولیک یا نیوماتیک نسبت به سایر سیستم‌های مکانیکی یا الکتریکی چیست؟در جواب می توان به موارد زیر اشاره کرد: ۱) طراحی ساده ۲) قابلیت افزایش نیرو ۳) سادگی و دقت کنترل ۴) انعطاف پذیری ۵) راندمان بالا ۶) اطمینان در سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک نسبت به سایر سیستم‌های مکانیکی قطعات محرک کمتری وجود دارد و میتوان در هر نقطه به حرکتهای خطی یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت ، چون انتقال قدرت توسط جریان سیال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شیلنگ ها) صورت میگیرد ولی در سیستم‌های مکانیکی دیگر برای انتقال قدرت از اجزایی مانند بادامک ، چرخ دنده ، گاردان ، اهرم ، کلاچ و... استفاده می‌کنند. در این سیستم‌ها میتوان با اعمال نیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یافت همچنین میتوان نیرو های بزرگ خروجی را با اعمال نیروی کمی (مانند بازو بسته کردن شیرها و ...) کنترل نمود. استفاده از شیلنگ های انعطاف پذیر ، سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک را به سیستم‌های انعطاف پذیری تبدیل می‌کند که در آنها از محدودیتهای مکانی که برای نصب سیستم‌های دیگر به چشم می خورد خبری نیست. سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک به خاطر اصطکاک کم و هزینه پایین از راندمان بالایی برخوردار هستند همچنین با استفاده از شیرهای اطمینان و سوئیچهای فشاری و حرارتی میتوان سیستمی مقاوم در برابر بارهای ناگهانی ، حرارت یا فشار بیش از حد ساخت که نشان از اطمینان بالای این سیستم‌ها دارد. اکنون که به مزایای سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک پی بردیم به توضیح ساده ای در مورد طرز کار این سیستم‌ها خواهیم پرداخت. برای انتقال قدرت به یک سیال تحت فشار (تراکم پذیر یا تراکم ناپذیر) احتیاج داریم که توسط پمپ های هیدرولیک میتوان نیروی مکانیکی را تبدیل به قدرت سیال تحت فشار نمود. مرحله بعد انتقال نیرو به نقطه دلخواه است که این وظیفه را لوله ها، شیلنگ ها و بست ها به عهده میگیرند . بعد از کنترل فشار و تعیین جهت جریان توسط شیرها سیال تحت فشار به سمت عملگرها (سیلندرها یا موتور های هیدرولیک ) هدایت می‌شوند تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز(به صورت خطی یا دورانی ) تبدیل شود. اساس کار تمام سیستم های هیدرولیکی و نیوماتیکی بر قانون پاسکال استوار است. ● قانون پاسکال: ۱) فشار سرتاسر سیال در حال سکون یکسان است .(با صرف نظر از وزن سیال) ۲) در هر لحظه فشار استاتیکی در تمام جهات یکسان است. ۳) فشار سیال در تماس با سطوح بصورت عمودی وارد میگردد. کار سیستم‌های نیوماتیک مشابه سیستم های هیدرولیک است فقط در آن به جای سیال تراکم ناپذیر مانند روغن از سیال تراکم پذیر مانند هوا استفاده می کنند . در سیستم‌های نیوماتیک برای دست یافتن به یک سیال پرفشار ، هوا را توسط یک کمپرسور فشرده کرده تا به فشار دلخواه برسد سپس آنرا در یک مخزن ذخیره می کنند، البته دمای هوا پس از فشرده شدن بشدت بالا میرود که می تواند به قطعات سیستم آسیب برساند لذا هوای فشرده قبل از هدایت به خطوط انتقال قدرت باید خنک شود. به دلیل وجود بخار آب در هوای فشرده و پدیده میعان در فرایند خنک سازی باید از یک واحد بهینه سازی برای خشک کردن هوای پر فشار استفاده کرد. اکنون بعد از آشنایی مختصر با طرز کار سیستم‌های هیدرولیکی و نیوماتیکی به معرفی اجزای یک سیستم هیدرولیکی و نیوماتیکی می پردازیم. ● اجزای تشکیل دهنده سیستم های هیدرولیکی: ۱) مخزن : جهت نگهداری سیال ۲) پمپ : جهت به جریان انداختن سیال در سیستم که توسط الکترو موتور یا ۳) موتور های احتراق داخلی به کار انداخته می شوند. ۴) شیرها : برای کنترل فشار ، جریان و جهت حرکت سیال ۵) عملگرها : جهت تبدیل انرژی سیال تحت فشار به نیروی مکانیکی مولد کار(سیلندرهای هیدرولیک برای ایجاد حرکت خطی و موتور های هیدرولیک برای ایجاد حرکت دورانی). ● اجزای تشکیل دهنده سیستم های نیوماتیکی: ۱) کمپرسور ۲) خنک کننده و خشک کننده هوای تحت فشار ۳) مخزن ذخیره هوای تحت فشار ۴) شیرهای کنترل ۵) عملگرها ● یک مقایسه کلی بین سیستم‌های هیدرولیک و نیوماتیک: ۱) در سیستم‌های نیوماتیک از سیال تراکم پذیر مثل هوا و در سیستم‌های هیدرولیک از سیال تراکم ناپذیر مثل روغن استفاده می کنند. ۲) در سیستم‌های هیدرولیک روغن علاوه بر انتقال قدرت وظیفه روغن کاری قطعات داخلی سیستم را نیز بر عهده دارد ولی در نیوماتیک علاوه بر روغن کاری قطعات، باید رطوبت موجود در هوا را نیز از بین برد ولی در هر دو سیستم سیال باید عاری از هر گونه گرد و غبار و نا خالصی باشد ۳) فشار در سیستم‌های هیدرولیکی بمراتب بیشتر از فشار در سیستم‌های نیوماتیکی می باشد ، حتی در مواقع خاص به ۱۰۰۰ مگا پاسکال هم میرسد ، در نتیجه قطعات سیستم‌های هیدرولیکی باید از مقاومت بیشتری برخوردار باشند. ۴) در سرعت های پایین دقت محرک های نیوماتیکی بسیار نامطلوب است در صورتی که دقت محرک های هیدرولیکی در هر سرعتی رضایت بخش است . ۵) در سیستم‌های نیوماتیکی با سیال هوا نیاز به لوله های بازگشتی و مخزن نگهداری هوا نمی باشد. ۶) سیستم‌های نیوماتیک از بازده کمتری نسبت به سیستم‌های هیدرولیکی برخوردارند
۹۱/۱/۱۲ ۰۶:۲۰ عصر
ارسال یک ایمیل به این کاربر ارسال یک پیام خصوصی به این کاربر یافتن تمامی ارسال های این کاربر اعتبار: نقل قول این ارسال در یک پاسخ اخطار به نویسنده بخاطر این ارسال
تبلیغات

محمد تیموری آفلاین
كاربر جدید
*

اطلاعات کاربر
ارسال ها: 1
گروه: Registered
تاریخ عضویت: ۹۱/۹/۷
وضعیت: آفلاین
اعتبار: 0

مشخصات
جنسیت: آقا
محل سکونت:اصفهان
رشته تحصیلی:
تا اول دبیرستان
مقطع تحصیلی:كارداني
دانشگاه:*

اطلاعات تماس
ارسال: #2
RE: تکنولوژی فرمان هیدرولیک

با سلام
خدمت دوستان جدید با ارزوی موفقیت و سلامتی برای شما و خانوداده محترمتان
سوالی که در مورد فرمان هیدورلیک داشتم . چگونه در فرمان هیدورولیک . فرمان سفت یا شل می شود و در سیستم هیدرولیک
سوزنی وجود دارد و آن سوزن در کجای سیستم قرار دارد .Rolleyes
با تشکر
شرمنده دوباره مزاحمتان شدم من خیلی خیلی عجله دارم تا بدانم
(آخرین ویرایش در این ارسال: ۹۱/۹/۷ ۰۲:۰۴ عصر، توسط محمد تیموری.)
۹۱/۹/۷ ۰۱:۵۹ عصر
ارسال یک ایمیل به این کاربر ارسال یک پیام خصوصی به این کاربر یافتن تمامی ارسال های این کاربر اعتبار: نقل قول این ارسال در یک پاسخ اخطار به نویسنده بخاطر این ارسال
ارسال پاسخ


[-]
پاسخ سریع
پیام
پاسخ خود به این مطلب را اینجا بنویسید.



شکلک ها
:angel: :@ :blush: :s
:dodgy: :exclamation: :heart: :huh:
:idea: :sleepy: :-/ :)
;) :cool: :D :P
:rolleyes: :shy: :(  
تأیید تصویر
تأیید تصویر
(غیر حساس به کوچکی - بزرگی حروف)
لطفاً متن درون تصویر امنیتی را در کادر وارد نمایید. این عمل از ارسال های خودکار جلوگیری می کند.



1 کاربر حاضر در تاپیک: (0 عضو, و 1 مهمان). 1 مهمان