آشنایی با ۷ نوع اصلی عملگرهای هیدرولیکی

قطعا شما هم می دانید که عملگرهای هیدرولیکی بخش تبدیل کننده فشار به نیرو در سیستم هیدرولیک هستند.

در واقع می توان گفت این اکچویتور های هیدرولیکی هستند که بخش اصلی یک سیستم را تشکیل می دهند و قلب تپنده سیستم های هیدرولیکی می باشند.

اگر شما هم به آشنایی با انواع عملگرها و وظایف آن ها علاقه مندید، با ما در این مقاله همراه باشید.

1# عملگر هیدرولیکی چیست؟

عملگرهای هیدرولیکی (Actuators) یکی از مهمترین اجزای سیستم هیدرولیک هستند که
وظیفه انجام کار مورد نظر طراح و اپراتور را بر عهده دارند.

عملگرها آخرین جز سیستم هیدرولیک هستند.

در اصل این اجزا، انتقال دهنده و اعمال کننده نیروی تولید شده از سیستم هیدرولیکی به خارج از سیستم می باشند.

به زبان ساده تر، عملگرهای هیدرولیکی انرژی سیال تحت فشار (روغن هیدرولیک) را به انرژی و کار مکانیکی تبدیل می کنند.

میزان این نیرو و انرژی مکانیکی تولید شده از عملگرهای هیدرولیکی، به عوامل زیادی مانند موارد زیر بستگی دارد:

• دبی جریان
• افت فشار سیستم و عملگر
• راندمان کلی سیستم

در ادامه آشنایی با عملگرهای هیدرولیکی، به معرفی انواع این عملگرها می پردازیم.

2# انواع عملگرهای هیدرولیکی

اکچویتورهای هیدرولیکی به طور کلی به 2 دسته تقسیم می شوند. این 2 دسته عبارتند از:

1. عملگرهای خطی
2. عملگرهای دورانی

برای آشنایی بیشتر با این انواع اکچویتور ویدیوی زیر را مشاهده کنید.

همان طور که از نام این عملگرها مشخص است، این تقسیم بندی بر مبنای حرکت و جابجایی عملگرها است.

عملگرهای خطی در راستای طول لوله (مانند سیلندرها) و عملگرهای دورانی به صورت چرخشی (مانند هیدروموتورها) عمل می کنند.

در ادامه به طور کلی با هر یک از این عملگرها آشنا می شویم.

1-2# عملگرهای هیدرولیکی خطی

عملگرهای هیدرولیکی خطی یا سیلندرها و جک های هیدرولیکی، وظیفه انتقال نیرو در راستای سیلندر به منظور جابجایی و یا نگهداری یک قطعه را برعهده دارند.

عوامل زیادی، مانند موارد زیر در انتخاب سیلندر به عنوان یک عملگر هیدرولیکی تاثیرگذار اند:

• کاربرد سیلندر
• ساختمان داخلی سیلندر
• نیرو و توان مورد نیاز
• دمای کاری
• وضعیت بار
• روش و محیط نصب و کاری

در ادامه به معرفی پرکاربرد ترین نوع سیلندرها می پردازیم.

انواع سیلندهای هیدرولیکی

سیلندرهای هیدرولیکی به طور کلی به 3 نوع زیر تقسیم می شوند.

1. یک جهته
2. دو جهته
3. تلسکوپی

در ادامه مقاله عملگرهای هیدرولیکی، به معرفی هر یک از این سیلندرها می پردازیم.

1) سیلندرهای یک جهته

سیلندرهای تک جهته (Single acting cylinder) ساده ترین نوع سیلندرها هستند.

این نوع سیلندرها فقط در یک جهت (کورس رفت یا advance) اعمال فشار می کنند و کورس برگشت یا return برگشت ندارند.

کورس برگشت این نوع عملگرهای هیدرولیکی از طریق نیروی خارجی، نیروی ثقل و یا نیروی فنر به حالت اولیه باز می گردند.

2) سیلندرهای دو جهته

این نوع سیلندرها (Double acting cylinder) که به عنوان دومین عملگر هیدرولیکی بررسی می شود،
هم در مسیر رفت و هم در مسیر برگشت از طریق سیستم و روغن هیدرولیکی کنترل می شوند.

یعنی مسیر روغن هم در جلو پیستون و هم در پشت آن وجود دارد.

3) سیلندرهای تلسکوپی

همان طور که از نام این سیلندرها مشخص است، ساختاری تلسکوپی دارند.

این سیلندرها در مکان هایی که محدودیت فضا وجود دارد، استفاده می شوند.

2-2# عملگرهای دورانی

دسته بعدی از عملگرهای هیدرولیکی، عملگرهای دورانی یا موتورهای هیدرولیکی (هیدروموتور) هستند.

در طراحی سیستم های هیدرولیکی بجز حرکت خطی نیاز به حرکت دورانی است (مانند ماشین آلات راهسازی).

در چنین شرایطی است که نیاز به استفاده از این نوع عملگرهای هیدرولیکی است.

معمولا عملگرهای دورانی قابلیت چرخش در هر دو جهت (ساعتگرد و پادساعتگرد) را دارند.

در ادامه با تقسیم بندی عملگرهای هیدورلیکی دورانی آشنا می شویم.

تقسیم بندی عملگرهای هیدورلیکی دورانی

هیدروموتورها به طور کلی به 4 دسته زیر تقسیم می شوند.

1. دنده‌ای
2. پره‌ای
3. پیستونی
4. شعاعی

در ادامه با انواع هیدروموتورها آشنا میشویم.

1) هیدروموتورهای دنده ای

هیدرو موتورهای دنده از لحاظ شکل ظاهری شبیه به پمپ های دنده ای هستند.

در این نوع از موتورهای هیدرولیکی، روغن هیدرولیکی با اعمال فشار بر دندانه های هیدروموتور، باعث ایجاد گشتاور و حرکت دورانی می شود.

هیدرو موتور های دنده ای به دو دسته دنده خارجی و دنده داخلی تقسیم می شوند.

دسته هیدرو موتور های دنده داخلی در فشار و سرعت بالا توانایی انجام کار دارند و
این مزیت، باعث کاربرد بیشتر این موتورهای هیدرولیکی نسبت به هیدروموتورهای دنده خارجی است.

2) هیدروموتورهای پره ای

این نوع از عملگرهای هیدرولیکی شباهت زیادی به پمپ های پره ای دارند.

این نوع از اکچویتورهای هیدرولیکی معمولا فقط در یک جهت دروان دارند یعنی فقط به صورت ساعتگرد و یا پادساعتگرد دوران دارند.

3) هیدروموتورهای پیستونی

این نوع از عملگرهای هیدرولیکی به دو دسته تقسیم می شوند:

1. جابجایی ثابت
2. جابجایی متغیر

هیدروموتورهای جابجایی ثابت به وسیله حرکت رفت و برگشت پیستون ها عمل می کنند.

هیدروموتورهای جابجایی متغیر همانند هیدروموتورهای جابجایی ثابت، تحت تاثیر سیلندرها حرکت می کنند با این تفاوت که
صفحه متصل به پیستون تغییر زاویه می دهد و همین تغییر زاویه باعث ایجاد نیروی دورانی می شود.

در این مقاله با عملگرهای هیدرولیکی خطی و دورانی و انواع آن ها آشنا شدیم.

3# مزایا و معایب اکچویتور هیدورلیکی

مزایا:

1. اکچویتورهای هیدرولیکی سرسخت بوده و مناسب کاربردها نیرو زیاد می باشند، این عملگرها می توانند نسبت به سیلندر پنوماتیکی با ابعاد مشابه تا 25 برابر نیروی بیشتر تولید کنند و
هم چنین می توانند تا فشار 4000psi کار کنند.

2. با توجه به استفاده از سیالات تراکم ناپذیر در این سیستم، عملگرهای هیدرولیکی می توانند بدون نیاز به پمپ شدن سیال بیشتر یا تغییر فشار آن، مقدار نیرو و گشتاور را ثابت حفظ کنند.

3. برای راه اندازی این اکچویتور ها می توان پمپ ها و موتورهای آن ها را به طور قابل توجهی دور از سیستم قرار داد و با این حال مقدار خیلی کمی از تلاف انرژی داشت.

4. این سیستم ها می توانند سرعت بسیار بالایی در خروجی تولید کنند.

معایب:

1. سیستم های هیدرولیکی مشابه سیستم های پنوماتیکی معمولا نشتی سیال دارند که
باعث ایجاد آلودگی و آسیب دیدگی محیط و تجهیزات اطراف می شوند.

2. اکچویتورهای هیدرولیکی نیاز به تجهیزات مکمل بسیار زیادی دارند؛ مثل مخزن سیال، سیستم های کاهش نویز، موتورها، پمپ ها، شیرآلات و…