جک هیدرولیک

جک هیدرولیک یا سیلندر هیدرولیک چیست؟

هر گونه واحد هیدرولیکی که از یک پیستون یا پلانجر ساخته شده و درون یک محفظه ی استوانه ای توسط سیال تحت فشار کار انجام دهد، سیلندر نامیده می شود. از عملگرها در سیستم هیدرولیک به منظور تبدیل قدرت سیال تحت فشار به قدرت مکانیکی استفاده می شود؛  به عبارت دیگر عملگر وسیله ای است که توان هیدرولیکی را به توان مکانیکی تبدیل می کند.

سیلندر ها عضوی تاثیرگذار در سیستم های هیدرولیک هستند که با دریافت سیال تحت فشار از خط تغذیه، پیستون موجود در داخل سیلندر هیدرولیک را در امتداد خط راست حرکت می دهند؛ مقدار نیروی خروجی برابر حاصلضرب فشار در سطح پیستون است. مقدار کار انجام شده در هر کورس نیز برابر حاصلضرب فشار در سطح پیستون در جابه جایی پیستون است. میزان قدرت به وجود آمده به دبی روغن، افت فشار در جک و راندمان کلی آن بستگی دارد. لازم به تاکید است که سرعت انجام کار به مقدار دبی سیال ورودی به داخل سیلندر هیدرولیک بستگی دارد. عملگرها می توانند مانند سیلندر حرکت خطی و مانند موتور حرکت دورانی تولید نمایند.

انتقال حرکت از نقطه ای به نقطه ای دیگر، وارد کردن فشار مستقیم، حرکت مستقیم کاهشی و غیره از جمله موارد کاربرد سیلندرهای هیدرولیک خطی است.

آنچه در سیلندر هیدرولیک عامل حرکت محسوب می شود، نیروی سیال تحت فشار است. هر سیستم هیدرولیک شامل یک موتور هیدرولیکی، یک پمپ هیدرولیکی، تعدادی سیلندر و مجموعه ای از اتصالات و قطعات مکمل است. هر سیلندر هیدرولیک نیز متشکل از بدنه، پیستون، میله پیستون و قطعات آببند است.

سیلندر هیدرولیک چیست؟

به طور کلی سیلندر از یک استوانه یا لوله، پیستون و میله پیستون و دو کلاهک انتهایی و واشر های آب بندی روغن تشکیل شده است. به طور معمول استوانه، یک لوله فولادی یا چدنی بدون درز بوده که سطح داخلی آن به خوبی صیقل داده شده می باشد. میله پیستون نیز از فولاد با روکش کُرُم ساخته شده تا محافظت لازم صورت پذیرد. دهانه سیلندر در کلاهک انتهایی تعبیه شده که معمولاً بر روی لوله پیچ یا جوش می شود.

یکی از مباحث مهم در سیلندر های هیدرولیک، نحوه آب بندی آنها در هنگام تحت فشار قرار گرفتن می باشد. به عنوان مثال زمانی که روغن به سمت پیستون سیلندر وارد می شود، باید مجموعه سیلندر به نحوی آب بندی شود که روغن به سمت میله پیستون نفوذ نکند تا فشار وارده از سوی بار به خوبی تحمل شود. لذا آب بندی سیلندر ها بسیار مهم می باشد.

انواع سیلندر هیدرولیک

سیلندر های هیدرولیک طبق نحوه عملکردی که دارند به دسته های مختلفی تقسیم بندی می شوند. سیلندر خطی یک طرفه و سیلندر خطی دو طرفه دو نمونه پرکاربرد از انواع سیلندر های هیدرولیک هستند.

سیلندر هیدرولیک دو طرفه

در سیلندر خطی دو طرفه هیدرولیک، فشار سیال به هر دو طرف سیلندر وارد می شود و به این ترتیب کار در هر دو طرف انجام می شود. حرکت رفت و برگشت در آنها توسط فشار روغن انجام می شود. به عبارت دیگر در هر دو کورس رفت و برگشت توانایی اعمال نیرو خواهد داشت. سیلندر های دو طرفه می توانند به صورت دو محوره یا تک محوره باشند. در سیلندر دو محوره قطر دو پیستون مساوی است و نیروهای وارد شده در دو جهت یکسان است.

در تصویر زیر نمونه ای از یک سیلندر هیدرولیک که در دوطرف کار انجام می دهد را مشاهده می کنیم؛ واضح است که سرعت حرکت دو میله پیستون با هم برابر است.

نمونه ای از ساختار داخلی سیلندر هیدرولیک دو طرفه

عملکرد جک دو طرفه

با ورود جریان روغن از دهانه ورودی (سمت پیستون) به سیلندر، پیستون تحت فشار قرا گرفته و شروع به فشارسازی می نمایند. پس از آنکه فشار به حد کافی رسید، میله پیستون شروع به حرکت نموده و مایع فشرده موجود در قسمت میله پیستون از طریق دهانه مرتبط به مخزن روغن تخلیه می گردد. حرکت معکوس یعنی برگشت میله پیستون بدین ترتیب که روغن فشرده از دهانه میله پیستون وارد لوله سیلندر شده و پس از فشارسازی، روغن فشرده بخش پیستون از دهانه سمت پیستون به مخزن روغن تخلیه و در نهایت میله پیستون به داخل سیلندر برمی گردد.

عملکرد سیلندر در حرکت رفت و برگشت

در سیلندر های 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 امر، تفاوت در سطح مقطع دو سمت پیستون می باشد. به علت به وجود میله پیستون در سمت راست، حجم فضای خالی کمتری نسبت به سمت چگ یعنی از از سمت پشن پیستون می باشد. با توجه به قانون و رابطه پیوستگی V=Q/A، با کاهش سطح مقطع، سرعت افزایش می یابد. در ضمن کوچکتر بودن سطح مقطع در سمت میله پیستون، باعث تولید نیروی کمتر می شود. بنابراین می توان نتیجه گیری نمود که در این سمت، سرعت بیشتر و نیرو کمتر است. برای درک این مفهوم مدار زیر را در نرم افزار Fluidsim رسم کنید.

سرعت سیلندر

سرعت حرکت سیلندر وابسته به دبی روغن ورودی و سطح مقطع سیلندر و میله پیستون آن می باشد. اگر دبی ورودی یکسان باشد سرعت از طریق رابطه زیر بدست می آید.

• V=Q/A
• V: سرعت پیستون
• Q : دبی روغن 
• A: سطح مقطع پیستون

به علت آنکه حجم در سمت میله پیستون کوچکتر است بنابراین در زمان برگشت، سیلندر زودتر، با سرعت بیشتر و در زمان کمتری نسبت به حرکت رفت مسیر را طی نموده و به مکان اولیه برمی گردد. در نتیجه سرعت در موقع حرکت به داخل بیشتر از سرعت در موقع حرکت خروجی می باشد.

سیلندر هیدرولیک یک طرفه

نوعی دیگر از سیلندر هیدرولیک خطی وجود دارد که به سیلندر برگشت فنری معروف است. در این سیلندر ها با برداشتن فشار، پیستون به کمک نیروی فنر به حالت اولیه خودش برمی گردد. در تصویر زیر نمونه ای از یک سیلندر هیدرولیک که برگشت فنری می باشد را مشاهده می کنید.

سیلندر های برگشت فنری به دلیل محدودیتی که فنرها دارند برای مواردی که طول کورس زیاد باشد مورد استفاده قرار نمی گیرند.

لازم است به این نکته اشاره شود که اگر برای بازگشت پیستون در سیلندر هیدرولیک یک طرفه از فنر استفاده نشود، برگشت به حالت اول به کمک نیروی وزن یا یک روش مکانیکی دیگری خواهد بود.

نحوه انتخاب صحیح سیلندر هیدرولیک

ویژگی هایی که قبل از خرید سیلندر هیدرولیک باید به آن توجه کرد:

1. قطر سیلندر
2. طول کورس سیلندر
3. ماکزیمم فشار کاری سیلندر

پیش از انتخاب و خرید یک سیلندر هیدرولیک خطی باید سه مورد مذکور مشخص شوند.

نحوه نصب جک هیدرولیک یا سیلندر هیدرولیک خطی

روش های گوناگونی برای نصب سیلندر هیدرولیک خطی وجود دارد. لازم است این نکته را در خاطر داشت که نصب صحیح سیلندر نقش موثری در عملکرد درست سیلندر دارد. سه روش اصلی برای نصب سیلندر هیدرولیک شامل پایه فلنجی، پایه خط محوری و پایه کفی از روش های مرسوم نصب سیلندر های هیدرولیک است.

سیلندر ها دارای اشکال، طرح ها و اندازه های ساختمانی متفاوتی هستند. یکی از روش های اتصال ابتدا و انتهایی به بدنه، استفاده از میله های اتصال می باشد. این روش از قدیمی ترین و معمول ترین روش ها بوده و در سیلندر های سنگین مورد استفاده ماشین ابزار با کاربرد خاص می باشد.

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

یک روش دیگر اتصال درپوش ها، اتصال رزوه ای می باشد که از این روش در مواردی که محدودیت فضا وجود داشته باشد به خصوص در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. بعضی از سیلندر ها نیز به صورت بدنه یکپارچه و سر و ته جوشی هستند. این نوع سیلندر ها از لحاظ قیمتی ارزان تر بوده ولی قابل دمونتاژ نمی باشند. این مورد در صنایع اتومبیل سازی مشاهده شده است.

نکاتی در مورد نگهداری سیلندر خطی هیدرولیک

در ادامه تعدادی از عوامل موثر در خرابی سیلندر های هیدرولیک آورده شده است. دانستن عوامل خرابی از این جهت مفید است که می توان از پیشامد آنها جلوگیری کرد و در نگهداری صحیح جک هیدرولیک کمک بسیاری 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 است. این آلودگی می تواند منجر به خراشیده شدن سیلندر و در نهایت خرابی آب بندها شود.

• گرما

افزایش دما در سیلندر هیدرولیک می تواند عاملی برای پوسیدگی آب بندها و نشت روغن شود.

• کاربرد نادرست سیلندر

درصد زیادی از خرابی های به وجود آمده در سیلندر ها استفاده نادرست آنهاست. به عنوان 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 این بار وارد شده توسط تکیه گاه حمایت نشود، می تواند به سیلندر آسیب برساند و در نهایت باعث نشت روغن از آب بندها شود.

سفارش ساخت جک هیدرولیکی

برای سفارش ساخت جک هیدرولیک اطلاعاتی نظیر سرعت جک مورد نیاز، نحوه نصب جک، فشار کاری سیستم، دبی خروجی پمپ و نقشه شماتیک جک از مشتری اخذ شده و پس از بررسی و انجام محاسبات بر اساس اطلاعات دریافتی، مدت زمان ساخت جک که معمولاً 20 روز کاری بوده و همچنین قیمت ساخت جک به مشتری اعلام می گردد.

کاتالوگ