منوی اصلی
Translate
فروش اینترنتی

بررسی و عیب یابی کالا

 به نام خدا

–   مشاوره فنی در زمینه اتصالات هیدرولیک

 –   اعزام مهندسین هیدرولیک به تمام نقاط کشور

اطلاعات درباره شیلنگ های هیدرولیک

شیلنگ هیدرولیک از لایه های لاستیک یا مواد ترموپلاستیک که با لایه هایی از نوار سیم فولادی یا الیاف بافته شده و با تک لایه محافظ بیرونی از جنس لاستیک یا پلاستیک ساخته می شود.

 شیلنگ های چند مارپیچ ( یا چند لایه ):

برای مصارف فشار بالا از شیلنگ های چند مارپیچ ( یا چند لایه ) استفاده می شود. ساختمان آنها نیز مشابه است ولی چندین لایه مارپیچ از نوار سیم بافته شده ومقاوم که با لایه های پلاستیکی از یکدیگر جدا شده اند، در آن به کار رفته است .

شیلنگ های مدرن:

شیلنگ های مدرن، قطر داخلی کوچک‌تری دارد و از مواد ترموپلاستیک برای لایه های بیرونی (پوشش از داخل ) والیاف بافته شده برای تقویت لوله استفاده می شود. این نوع لوله ها بیشتر در صنایع خودرو به کار می رود.

فشار کاری: فشار کاری شیلنگ (‌درهرنوع ) به قطر داخلی آن بستگی دارد.
حداقل فشار ترکیدگی: ضرایب اطمینان شیلنگ ها بالاست و حداقل فشار طراحی برای ترکیدگی معمولا پنج برابر فشار کاری در نظر گرفته می شود.

اتصال شیلنگ ها

اتصال پرسی ( ثابت ):

در اتصال پرسی با استفاده از پرس مخصوص هیدرولیکی یا مکانیکی ( مکانیزم پیچ ) شیلنگ به سر توپی اتصال، پرس می‌شود. در اتصال جداشونده از ابزار بسیار ساده ای استفاده می‌شود. البته واژه‌ی جداشونده نام درستی برای این نوع اتصال نیست زیرا به ندرت اتفاق می‌افتد که بیش از یک بار استفاده شود. در اتصال پرسی، دیواره‌ی شیلنگ، بین حلقه‌های داخلی وخارجی سر اتصال قرار می گیرد و پس از پرس شدن، با فشار محکم می شود.

 اتصال جداشونده:

از اتصال جداشونده برای ایجاد شعاع دقیق برای توپی اتصال ( R1 و R2 ) استفاده می‌شود. در این روش پس از آماده سازی سر شیلنگ، حلقه بیرونی توپی روی شیلنگ پیچ می‌شود ( پیچ آن چپگرد است ). بنابراین دیواره ی شیلنگ بین حلقه های داخلی و خارجی ساندویچ می‌شود. برای راحت جا زدن حلقه ها، آنها را با روغن هیدرولیک مدار روغن کاری می‌کنند.

سر بعضی از انواع شیلنگ ها را قبل از جا زدن حلقه بیرونی باید چاک داد یا مقداری لخت کرد و تراشید. در شیلنگ های غیر قابل تراشیدن یا بریدن، حلقه یبرونی مستقیما روی شیلنگ جا زده می‌شود. برای جا زدن اتصال جدا شونده بر روی لوله‌های ترمو پلاستیک ابزارهای پیش ساخته مخصوص مورد نیاز است. از این ابزارها در شیلنگ‌های لاستیکی مرسوم نیز می‌توان استفاده کرد.

انواع شیلنگ و اتصال بسیار زیاد است. برای هر کلاس شیلنگ، بیش از ۳۰ نوع اتصال در اندازه های مختلف به ازای هر کدام از دو نوع پرسی و جدا شونده تولید می‌شود. در شیلنگ های چند لایه باید از اتصال پرسی استفاده شود. درتمام انواع اتصالات توصیه می‌شود حداقل یکی از شیلنگ‌ها در محل اتصال قابلیت چرخش داشته باشد.

روش نصب شیلنگ های هیدرولیک

در نصب شیلنگ هیدرولیک باید به نکات زیر توجه کرد:

۱- از ایجاد خم ها و پیچش های تند و تیز در شیلنگ خودداری کنید، همه ی اتصالات باید در یک صفحه قرار گیرد.

۲- از تماس و سایش شیلنگ ها با یکدیگر یا با قطعات فلزی خودداری کنید.

۳- یکی از روش های درست نصب اتصالات شیلنگ ها را انتخاب کنید.

سازندگان حداقل شعاع مجاز خم‌ها و حداقل طول مجاز شیلنگ ها را در کاتالوگ مشخص می کنند. خم‌های تیزتر از مقادیر توصیه شده باعث کاهش فشار کاری، عمر مفید شیلنگ، و زمان سرویس و تعمیر آن می‌شود. گاهی از لوله‌های توری فلزی برای کنترل شعاع خمش شیلنگ‌ها استفاده می‌شود.

پارگی و خرابی شیلنگ هیدرولیک

همواره امکان پارگی ناگهانی شیلنگ وجود دارد. روی شیلنگ ها شماره‌ای نوشته شده است که تاریخ ساخت آن را مشخص می‌کند. البته پیش بینی عمر واقعی شیلنگ بسیار مشکل است زیرا عمر آن به نوع کاربرد و شرایط محیطی بستگی دارد. اما خرابی های مکرر در شیلنگ ممکن است بر اثر انتخاب، اتصال، و نصب نادرست باشد. شناخت این علل به طور قابل ملاحظه ای به حل مشکل کمک می کند. سازنده‌ی شیلنگ بهترین کسی است که می تواند با دستگاه های تست و اندازه گیری خود دلایل مختلف خرابی‌ها را نشان دهد. به طور خلاصه، شیلنگ و اتصال آن باید خواص زیر را داشته باشد:

۱- با سیال مدار سازگار باشد.

۲- تغییرات دمایی سیال ومحیط را تحمل کند.

۳- به دقت انتخاب شود ( از لحاظ اندازه ) تا افت فشار در حداقل نگه داشته شود و از تخریب ناشی از آشفتگی جریان و تولید گرما، جلوگیری کند.

۴- در اتصال صحیح شیلنگ دقت شود، در صورت نیاز و توصیه تولید کننده حتما از ابزارهای مخصوص استفاده شود.

۵- روش و راستای نصب شیلنگ و اتصالات آن باید به گونه ای باشد که از ایجاد خم‌های تیز، تاب خوردگی، له شدگی، ساییدگی، پیچ خوردگی، ارتعاش و کشیدگی در آن جلوگیری شود. توجه داشته باشید وقتی فشار درون شیلنگ بالا می رود، طول آن تا ۴% کاهش می‌یابد. حرکت شیلنگ باید خمشی باشد نه پیچشی.

۶- مسیر عبور شیلنگ نباید از کنار قطعات مکانیکی متحرک، اشیا و لوله های داغ، کوره و غیره باشد. در صورت لزوم، باید از لوله های توری فلزی یا از پوشش های محافظت کننده در برابر گرما در فواصل آن استفاده کرد.

۷- شرایط محیطی بر کارکرد و عمر مفید شیلنگ موثرند از قبیل: نور ماورای بنفش، اوزون، مواد شیمیایی، آب‌نمک، حلال‌ها، سیالات خورنده و آلودگی هوا.

عیب یابی سیستم های هیدرولیک

اشکالات عمومی سیستم های هیدرولیکی :
کمبود فشار
کمبود دبی
زوزه پمپ
حرارت بیش از حد
حرکات غلط عمل کننده ها
استهلاک سریع قطعات

هفت گام ساده جهت عیب یابی سیستم های هیدرولیک

بسیاری از عیوب در سیستم‌های هیدرولیک دارای علائم مشابه می‌باشند. برای مثال افت تدریجی یا ناگهانی در فشار باعث کاهش قدرت یا سرعت سیلندر می‌شود. گاهی ممکن است سیلندر هیدرولیک زیر بار متوقف شود و اصلاً حرکت نکند. اغلب کاهش قدرت با افزایش صدا در پمپ همراه خواهد بود، مخصوصاً در زمان هایی که در سیستم فشار سازی می‌شود و این فشار به پمپ منتقل می‌گردد. در عیب‌یابی سیستم های هیدرولیک ساده، اجزاء اصلی شامل پمپ، شیر فشارشکن، شیر کنترل جهت یا سیلندر ممکن است ایراد داشته باشند و لازم است جهت سرویس تکنسین با تجربه اقدام نماید. با استفاده از روش گام به گام ذیل می‌توانید عیوب سیستم هیدرولیک را ردگیری نموده و درصورت لزوم قطعات را تست و یا تعویص نمائید.
گام اول: بررسی صافی (فیلتر) مکش پمپ
شاید بتوان گفت اولین مشکلی که اغلب در سیستم های هیدرولیک بوجود می‌آید، پدیده کاویتاسیون است که بواسطه انسداد ناشی از ذرات خارجی در فیلتر مکش ایجاد می‌شود. این پدیده ممکن است در پمپ های کهنه و یا پمپ های نو اتفاق بیفتد. کاویتاسیون باعث افزایش صدا و کاهش فشار یا سرعت می‌شود. معمولاً صافی مکش در زیر روغن غوطه‌ور می‌باشد. اپراتور سیستم‌های هیدرولیک معمولاً تا زمانی که در سیستم عیب مشهودی بوجود نیاید آنرا سرویس نمی‌کند. تحت چنین شرایطی دیر یا زود فیلتر مکش مسدود می‌شود و کل سیستم هیدرولیک را متوقف می‌سازد. صافی‌های توری فلزی را با فشار هوا می‌توان تمیز نمود. برای تمیزکاری صافی‌هایی که در روغن پایه نفتی بکار می‌روند، از نفت می‌توان استفاده نمود. اما هرگز از گازوئیل استفاده نکنید. اگر صافی مکش ضربه خورده و کج شده است آنرا تعویض کنید. هنگام نصب مجدد صافی مکش تمامی اتصالات را برای اطمینان از عدم ورود هوا به سیستم چک کنید. روغن داخل مخرن در حداقل ارتفاع ۸ cm بالاتر از صافی مکش باشد.
گام دوم: بررسی همزمان پمپ و فشار شکن
اگر تمیز کاری صافی ورودی پمپ باعث رفع عیب سیستم نشد، پمپ و فشار شکن را از بقیه مدار جدا نمائید. برای این کار خروجی شیر فشار شکن که به شیر راه دهنده متصل است را جدا نمائید. به این ترتیب فقط پمپ، فشار شکن وگیج فشار در مدار پمپ باقی می‌مانند. خروجی فشار شکن را توسط یک در پوش مسدود نمائید. به این ترتیب تمام دبی پمپ از فشار شکن به مخزن تخلیه می‌شود. پمپ را روشن نمائید و با محکم کردن پیچ تنظیم فشار شکن شاهد فشار سازی در گیج فشار باشید.
اگر فشار کامل در سیستم ایجاد نشود به گام سوم بروید.
گام سوم: بررسی جداگانه پمپ و فشار شکن
اگر حداکثر فشار مطلوب در گام دوم بدست نیاید، باید تست‌های بیشتری به شرح ذیل روی پمپ و فشار شکن انجام داد. در صورت امکان خط تخلیه فشارشکن به مخزن را جدا نمائید. سپس تکه ای شلنگ کوتاه به خروجی مذکور متصل نمائید. سر آزاد این شلنگ را به ورودی مخزن وارد کنید به نحوی که نرخ جریان عبوری از آن که وارد مخزن می شود را بتوانید مشاهده نمائید و پمپ را روشن نموده و پیچ تنظیم فشار شکن را شل و سفت نمائید و مقدار دبی خروجی از فشار شکن را مشاهده کنید. اگر پمپ بد عمل کند، خروجی از فشار شکن در هنگامی که پیچ تنظیم آن کاملاً شل باشد، به صورت کامل و با بسته شدن آن مقدار دبی پمپ کاهش می‌یابد. اگر یک فلومتر موجود باشد می‌توان دبی خروجی از پمپ را با دبی ذکر شده در کاتالوگ مقایسه نمود. اگر فلومتر در دست نیست در مورد پمپ های کوچک می‌توان با تخلیه روغن خروجی پمپ به داخل یک سطل و با اندازه گیری زمان، دبی را محاسبه نمود. برای مثال اگر در زمان ۱۵ ثانیه ۱۰ لیتر روغن داخل سطل ریخته شود، در زمان ۶۰ ثانیه یا یک دقیقه ۴۰ لیتر خواهد ریخت. در نتیجه دبی پمپ ۴۰ لیتر بر دقیقه می‌باشد.اگر در صورت بستن شیر فشار شکن، گیج فشار بیش از حدود ۷bar را نشان نداد و یا دبی پمپ کاهش نیابد، حتماً فشار شکن معیوب می‌باشد و طبق گام پنجم باید اقدام نمود. ( ابتدا از سالم بودن گیج فشار مطمئن شوید)
گام چهارم: بررسی پمپ
اگر در گام سوم جریان کامل از پمپ خارج نشود یا جریان با بستن شیر فشار شکن، کاهش یابد به احتمال زیاد پمپ ایراد دارد. با فرض تمیز بودن فیلتر خط مکش و سالم بودن لوله کشی ورودی و عدم ورود هوا به آن، روغن از طریق اجزاء داخلی پمپ به داخل می‌لغزد. این موضوع نشان دهنده یک پمپ فرسوده و یا دمای زیاد روغن است. لغزش داخلی روغن در پمپ باعث می‌شود دمای بدنه پمپ از روغن مخزن بسیار داغتر باشد. در حالت عادی کارکرد یک پمپ سالم، دمای پوسته آن ممکن است تا حدود ۱۰ درجه بیش از دمای مخزن باشد. در صورت بیشتر بودن این دما احتمال لغزش داخلی روغن وجود دارد. همچنین احتمال شل شدن یا لغزش تسمه های انتقال نیرو، بریدن شفت یا کوپلینگ یا وجود پیچ های شل شده در سیستم انتقال نیرو نیز می‌باشد.
گام پنجم: بررسی فشار شکن
در صورتی که گام سوم نشان دهد که ایراد در فشار شکن است، سریعترین گام برای تشخیص عیب، تعویض فشار شکن با نمونه سالم می‌باشد. شیر معیوب را بعداً می توان باز نمود و چک کرد.
شیرهای فشار شکن پیلوتی دارای یک گلویی (اریفیس) کوچک است که ممکن است توسط مواد زائد مسدود شده باشد. توسط هوای فشرده یا یک تکه سیم باریک مسیر گلویی را تمیز کنید. همچنین حرکت آزاد اسپول را چک کنید. در فشار ‌شکن‌های زروه‌ای در مسیر لوله امکان دارد به علت محکم بستن لوله و اتصالات، اسپول گیرکرده باشد.
گام ششم: بررسی سیلندر
اگر در مرحله دوم فشار کامل در سیستم تامین شود، پمپ و فشار شکن هردو سالم هستند و عیب سیستم ممکن است در پایین دست مدار باشد.
اولین گام در این مرحله تست پکینگ‌های معیوب سیلندر می‌باشد. برای تست، پیستون را به یکی از دو انتهای کورسش حرکت دهید و در همان موقعیت آن را تحت فشار متوقف نمائید. سپس اتصالات سمتی که پیستون ایستاده است را باز نمائید و نشتی روغن را چک نمائید. بعد از چک کردن، اتصال مذکور را محکم نمائید و پیستون را به طرف مقابل حرکت دهید و تست را تکرار نمائید. تست مذکور را در نقاط میانی کورس سیلندر نیز می‌توان تکرار نمود. البته برای توقف سیلندر لازم است یک مانع با استحکام بالا، جلوی میل پیستون قرار دهید. اگر نشتی روغن وجود داشته باشد پکینگ سیلندر معیوب می‌باشد و لازم است تعویض شود.

گام هفتم: بررسی شیر راه دهنده
اگر سیلندر تست شده در گام ششم سالم باشد، لازم است شیر راه دهنده جریان چک شود. اگرچه معمولاً کمتر ممکن است اتفاق بیفتد ولی سایش زیاد در اسپول شیر ممکن است مانع فشار سازی در سیستم شود.

عیب یابی سیستم های هیدرولیک

اشکالات عمومی سیستم های هیدرولیکی :

۱- کمبود فشار ۲- کمبود دبی

۳- زوزه پمپ ۴- حرارت بیش از حد

۵- حرکات غلط عمل کننده ها ۶- استهلاک سریع قطعات

۷- گام ساده جهت عیب یابی سیستم های هیدرولیک

بسیاری از عیوب در سیستم‌ها‌ی هیدرولیک دارای علائم مشابه می‌باشند. برای مثال افت تدریجی یا ناگهانی در فشار باعث کاهش قدرت یا سرعت سیلندر می‌شود. گاهی ممکن است سیلندر هیدرولیک زیر بار متوقف شود و اصلاً حرکت نکند. اغلب کاهش قدرت با افزایش صدا در پمپ همراه خواهد بود، مخصوصاً در زمان هایی که در سیستم فشار سازی می شود و این فشار به پمپ منتقل می‌گردد. در عیب یابی سیستم های هیدرولیک ساده، اجزاء اصلی شامل پمپ، شیرفشارشکن، شیر کنترل جهت یا سیلندر ممکن است ایراد داشته باشند و لازم است جهت سرویس تکنسین با تجربه اقدام نماید.

با استفاده از روش گام به گام ذیل می‌توانید عیوب سیستم هیدرولیک را ردگیری نموده و درصورت لزوم قطعات را تست و یا تعویض نمائید.

گام اول: بررسی صافی (فیلتر) مکش پمپ

شاید بتوان گفت اولین مشکلی که اغلب در سیستم های هیدرولیک بوجود می آید، پدیده کاویتاسیون است که بواسطه انسداد ناشی از ذرات خارجی در فیلتر مکش ایجاد می‌شود. این پدیده ممکن است در پمپ های کهنه و یا پمپ های نو اتفاق بیفتد. کاویتاسیون باعث افزایش صدا و کاهش فشار یا سرعت می‌شود. معمولاً صافی مکش در زیر روغن غوطه ور می‌باشد. اپراتور سیستم های هیدرولیک معمولاً تا زمانی که در سیستم عیب مشهودی بوجود نیاید آنرا سرویس نمی‌کند. تحت چنین شرایطی دیر یا زود فیلتر مکش مسدود می‌شود و کل سیستم هیدرولیک را متوقف می‌سازد.

صافی‌های توری فلزی را با فشار هوا می‌توان تمیز نمود. برای تمیزکاری صافی‌هایی که در روغن پایه نفتی بکار می‌روند، از نفت می‌توان استفاده نمود. اما هرگز از گازوئیل استفاده نکنید. اگر صافی مکش ضربه خورده و کج شده است آنرا تعویض کنید. هنگام نصب مجدد صافی مکش تمامی اتصالات را برای اطمینان از عدم ورود هوا به سیستم چک کنید. روغن داخل مخرن در حداقل ارتفاع باید حدود ۸ سانتی متر بالاتر از صافی مکش باشد. 

گام دوم: بررسی همزمان پمپ و فشار شکن

اگر تمیز کاری صافی ورودی پمپ باعث رفع عیب سیستم نشد، پمپ و فشار شکن را از بقیه مدار جدا نمائید. برای این کار خروجی شیر فشار شکن که به شیر راه دهنده متصل است را جدا نمائید. به این ترتیب فقط پمپ، فشار شکن وگیج فشار در مدارپمپ باقی می‌مانند. خروجی فشار شکن راتوسط یک درپوش مسدود نمائید. به این ترتیب تمام دبی پمپ از فشار شکن به مخزن تخلیه می‌شود. پمپ را روشن نمائید و با محکم کردن پیچ تنظیم فشار شکن شاهد فشار سازی در گیج فشار باشید.

 (مثلا اگر فشار تا حداکثر مطلوب سیستم ۱۵۰barبالابرود، پمپ و فشار شکن هر دو سالم می باشند و ایراد سیستم از قسمت‌های بعدی مدار می باشد.) اما اگر فشار کامل در سیستم ایجاد نشود به گام سوم بروید.

گام سوم: بررسی جداگانه پمپ و فشار شکن

اگر حداکثر فشار مطلوب در گام دوم بدست نیاید، باید تست های بیشتری به شرح ذیل روی پمپ و فشار شکن انجام داد. در صورت امکان خط تخلیه فشارشکن به مخزن را جدا نمائید. سپس تکه ای شلنگ کوتاه به خروجی مذکور متصل نمائید. سر آزاد این شلنگ را به ورودی مخزن وارد کنید به نحوی که نرخ جریان عبوری از آن که وارد مخزن می‌شود را بتوانید مشاهده نمائید و پمپ را روشن نموده و پیچ تنظیم فشار شکن را شل و سفت نمائید و مقدار دبی خروجی از فشار شکن را مشاهده کنید. اگر پمپ بد عمل کند، خروجی از فشار شکن در هنگامی که پیچ تنظیم آن کاملاً شل باشد، به صورت کامل و با بسته شدن آن مقدار دبی پمپ کاهش می‌یابد. اگر یک فلومتر موجود باشد می‌توان دبی خروجی از پمپ را با دبی ذکر شده در کاتالوگ مقایسه نمود. اگر فلومتر در دست نیست در مورد پمپ های کوچک می‌توان با تخلیه روغن خروجی پمپ به داخل یک سطل و با اندازه گیری زمان، دبی را محاسبه نمود. برای مثال اگر در زمان ۱۵ ثانیه ۱۰ لیتر روغن داخل سطل ریخته شود، در زمان ۶۰ ثانیه یا یک دقیقه ۴۰ لیتر خواهد ریخت، در نتیجه دبی پمپ ۴۰ لیتر بر دقیقه می باشد.اگر در صورت بستن شیر فشار شکن، گیج فشار بیش از حدود ۷bar را نشان نداد و یا دبی پمپ کاهش نیابد، حتماً فشار شکن معیوب می‌باشد و طبق گام پنجم باید اقدام نمود. ( ابتدا از سالم بودن گیج فشار مطمئن شوید.)

گام چهارم: بررسی پمپ

اگر در گام سوم جریان کامل از پمپ خارج نشود یا جریان با بستن شیر فشار شکن، کاهش یابد به احتمال زیاد پمپ ایراد دارد. با فرض تمیز بودن فیلتر خط مکش و سالم بودن لوله کشی ورودی و عدم ورود هوا به آن، روغن از طریق اجزاء داخلی پمپ به داخل می‌لغزد. این موضوع نشان دهنده یک پمپ فرسوده و یا دمای زیاد روغن است. لغزش داخلی روغن در پمپ باعث می‌شود دمای بدنه پمپ از روغن مخزن بسیار داغتر باشد. در حالت عادی کارکرد یک پمپ سالم، دمای پوسته آن ممکن است تا حدود ۱۰ درجه بیش از دمای مخزن باشد. در صورت بیشتر بودن این دما احتمال لغزش داخلی روغن وجود دارد. همچنین احتمال شل شدن یا لغزش تسمه های انتقال نیرو، بریدن شفت یا کوپلینگ یا وجود پیچ های شل شده در سیستم انتقال نیرو نیز می‌باشد.

گام پنجم: بررسی فشار شکن

در صورتی که گام سوم نشان دهد که ایراد در فشار شکن است، سریعترین گام برای تشخیص عیب، تعویض فشار شکن با نمونه سالم می‌باشد. شیر معیوب را بعداً می توان باز نمود و چک کرد.

شیرهای فشار شکن پیلوتی دارای یک گلویی (اریفیس) کوچک است که ممکن است توسط مواد زائد مسدود شده باشد. توسط هوای فشرده یا یک تکه سیم باریک مسیر گلویی را تمیز کنید. همچنین حرکت آزاد اسپول را چک کنید. در فشار شکن‌های زروه‌ای در مسیر لوله امکان دارد به علت محکم بستن لوله و اتصالات، اسپول گیر کرده باشد.

گام ششم: بررسی سیلندر

اگر در مرحله دوم فشار کامل در سیستم تامین شود، پمپ و فشار شکن هردو سالم هستند و عیب سیستم ممکن است در پایین دست مدار باشد. اولین گام در این مرحله تست پکینگ‌های معیوب سیلندر می‌باشد. برای تست، پیستون را به یکی از دو انتهای کورسش حرکت دهید و در همان موقعیت آن را تحت فشار متوقف نمائید. سپس اتصالات سمتی که پیستون ایستاده است را باز نمائید و نشتی روغن را چک نمائید. بعد از چک کردن، اتصال مذکور را محکم نمائید و پیستون را به طرف مقابل حرکت دهید و تست را تکرار‌‌‌‌ نمائید. تست مذکور را در نقاط میانی کورس سیلندر نیز می‌توان تکرار نمود. البته برای توقف سیلندر لازم است یک مانع با استحکام بالا، جلوی میل پیستون قرار دهید. اگر نشتی روغن وجود داشته باشد پکینگ سیلندر معیوب می‌باشد و لازم است تعویض شود.

گام هفتم: بررسی شیر راه دهنده

اگر سیلندر تست شده در گام ششم سالم باشد، لازم است شیر راه دهنده جریان چک شود. اگرچه معمولاً کمتر ممکن است اتفاق بیفتد ولی سایش زیاد در اسپول شیر ممکن است مانع فشار سازی در سیستم شود.

نکاتی از سیستم های هیدرولیک

سیستم هیدرولیک

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 نسبتا پایین (حدود یک تن) و سرعت های حرکتی بالا مورد نیاز باشد (مانند سیستم هایی که در قسمت‌های محرک ربات‌ها بکار می‌روند) استفاده می‌کنند در صورتیکه کاربردهای سیستم‌های هیدرولیک عمدتا در مواردی است که قدرت‌های بالا و سرعت‌های کنترل شده دقیق مورد نظر باشد (مانند جک های هیدرولیک، ترمز و فرمان هیدرولیک و…).

حال این سوال پیش می‌آید 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 سیستم‌های هیدرولیک و نیوماتیک نسبت به سایر سیستم های 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 (لوله‌ها 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 می‌خورد خبری نیست. سیستم‌های 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 سیستم‌های 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.

همانطور که در شکل ۱ می‌بینید یک نیروی ورودی نیوتنی می‌تواند نیروی مورد نیاز چهار سیلندر دیگر را تامین کند.

شکل (۱)

  

یا در شکل ۲  داریم :

شکل (۲)

کار سیستم‌های نیوماتیک مشابه سیستم‌های 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 می‌کنند، البته دمای هوا پس از فشرده شدن بشدت بالا می‌رود که می‌تواند 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).

شکل ۳ یک سیستم هیدرولیکی را نشان می‌دهد.

 

شکل(۳)

 

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

شکل ۴ یک سیستم نیوماتیکی را نشان میدهد.

شکل (۴)

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 می‌کنند.

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 ناخالصی باشد.

۳- فشار در سیستم‌های هیدرولیکی بمراتب بیشتر از فشار در سیستم‌های نیوماتیکی می‌باشد، حتی در مواقع خاص به ۱۰۰۰ مگا پاسکال هم میرسد، در نتیجه سیستم‌های هیدرولیکی باید از مقاومت بیشتری برخوردار باشند.

۴- در سرعت‌های پایین دقت محرک‌های نیوماتیکی بسیار نامطلوب است در صورتی که دقت محرک‌های هیدرولیکی در هر سرعتی رضایت بخش است .

۵- در سیستم‌های نیوماتیکی با سیال هوا نیاز به لوله‌های بازگشتی و مخزن نگهداری هوا نمی‌باشد.

۶- سیستم‌های نیوماتیک از بازده کمتری نسبت به سیستم‌های هیدرولیکی برخوردارند.


اطلاعات درباره انواع شیلنگ ها

دراین قسمت با انواع شیلنگ ها و کاربرد آنها آشنا می‌شویم تا بهتر بتوانیم آنها را مورد بررسی قرار دهیم.

انواع شیلنگ‌ها: شیلنگ پنوماتیک PU، شیلنگ پنوماتیک خشک ( ناجین )، شیلنگ پنوماتیک سیلیکون، شیلنگ پنوماتیک شفاف فنردار، شیلنگ پنوماتیک فنردار لاستیکی، شیلنگ پنوماتیک نخدار لاستیکی، شیلنگ پنوماتیک نخدار شفاف.

 شیلنگ ترمز فشارقوی، شیلنگ بخار استم، شیلنگ بخار داخل تفلون PTFE، شیلنگ بخار فلکسیبل استنلس استیل.

 شیلنگ تفلون فشارقوی یک لایه نخ، شیلنگ تفلون فشارقوی یک لایه نخ دوقلو، شیلنگ تفلون فشارقوی دولایه نخ، شیلنگ تفلون فشارقوی دولایه نخ دوقلو، شیلنگ تفلون فشارقوی یک لایه سیم، شیلنگ تفلون فشارقوی یک لایه سیم دوقلو، شیلنگ تفلون فشارقوی دولایه سیم، شیلنگ تفلون فشارقوی دولایه سیم دوقلو.

شیلنگ فشارقوی یک لایه سیم SAE 100 R1 AT، شیلنگ فشارقوی یک لایه سیم SAE 100 R1 A، شیلنگ فشارقوی دولایه سیم SAE 100 R2 AT، شیلنگ فشارقوی دولایه سیم SAE 100 R2 A، شیلنگ فشارقوی سه لایه سیم، شیلنگ فشارقوی چهارلایه سیم ۴SP، شیلنگ فشارقوی چهارلایه سیم ۴SH، شیلنگ فشارقوی چهارلایه سیم R 12، شیلنگ فشارقوی شش لایه سیم، شیلنگ فشارقوی شش لایه سیم R 13.

شیلنگ فشارقوی فنردار مخصوص مکش، شیلنگ فشارقوی فنردار یک لایه نخ، شیلنگ فشارقوی فنردار دولایه نخ، شیلنگ فشارقوی شفاف فنردار، شیلنگ فشارقوی فنردار مخصوص مواد نفتی، شیلنگ فشارقوی فنردار مخصوص مواد غذایی.

شیلنگ فشارقوی نخدار یک لایه SAE 100 R7، شیلنگ فشارقوی نخدار مخصوص باد، شیلنگ فشارقوی نخدار مخصوص بنزین، شیلنگ فشارقوی روبافته مخصوص بنزین، شیلنگ فشارقوی نخدار مخصوص روغن، شیلنگ فشارقوی نخدار مخصوص سندبلاست، شیلنگ فشارقوی نخدار شفاف، شیلنگ فشارقوی نخدار ضد سایش، شیلنگ فشارقوی نخدار مخصوص مواد غذایی، شیلنگ فشارقوی نخدار مخصوص مواد نفتی.

شیلنگ هیدرولیک بخار استم، شیلنگ هیدرولیک داخل تفلون PTFE مخصوص بخار، شیلنگ هیدرولیک فلکسیبل استنلس استیل مخصوص بخار.

شیلنگ هیدرولیک مخصوص تست فشار، شیلنگ هیدرولیک تفلون یک لایه نخ، شیلنگ هیدرولیک تفلون دولایه نخ ۶۰۰ بار، شیلنگ هیدرولیک تفلون یک لایه سیم، شیلنگ هیدرولیک تفلون یک لایه سیم دوقلو، شیلنگ تفلون دولایه سیم، شیلنگ هیدرولیک تفلون دولایه سیم دوقلو، شیلنگ هیدرولیک تفلون دولایه نخ، شیلنگ هیدرولیک تفلون دولایه نخ دوقلو.

شیلنگ هیدرولیک یک لایه سیم SAE 100 R1 AT، شیلنگ هیدرولیک یک لایه سیم SAE 100 R1 A، شیلنگ هیدرولیک دولایه سیم SAE 100 R2 AT، شیلنگ هیدرولیک دولایه سیم SAE 100 R2 A، شیلنگ هیدرولیک سه لایه سیم، شیلنگ هیدرولیک چهارلایه سیم ۴SP، شیلنگ هیدرولیک چهارلایه سیم ۴SH، شیلنگ هیدرولیک چهارلایه سیم R 12، شیلنگ هیدرولیک شش لایه سیم، شیلنگ هیدرولیک شش لایه سیم R 13.

شیلنگ هیدرولیک فنردار مخصوص مکش، شیلنگ هیدرولیک فنردار یک لایه نخ، شیلنگ هیدرولیک فنردار دولایه نخ، شیلنگ هیدرولیک شفاف فنردار، شیلنگ هیدرولیک فنردار مخصوص مواد نفتی، شیلنگ هیدرولیک فنردار مخصوص مواد غذایی.

شیلنگ هیدرولیک کمنزی SAE 100 R5، شیلنگ هیدرولیک نخدار یک لایه SAE 100 R7، شیلنگ هیدرولیک نخدار مخصوص باد، شیلنگ هیدرولیک نخدار مخصوص بنزین، شیلنگ هیدرولیک روبافته مخصوص بنزین، شیلنگ هیدرولیک نخدار مخصوص روغن، شیلنگ هیدرولیک نخدار مخصوص سندبلاست، شیلنگ هیدرولیک نخدار شفاف، شیلنگ هیدرولیک نخدار ضد سایش، شیلنگ هیدرولیک نخدار مخصوص مواد غذایی، شیلنگ هیدرولیک نخدار مخصوص مواد نفتی،شیلنگ هیدرولیک مخصوص ترمز ماشین آلات.

 شیلنگ‌ها معمولاً در دو گروه فشار بالا و فشار پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند. شیلنگ‌های فشار پایین به صورت شیلنگ لاستیکی شفاف فنری بین مخزن و پمپ در خط مکش نصب می‌گردند تا علاوه بر انتقال روغن، پمپ امکان لرزش آزاد داشته باشد. در صورت استفاده از لوله در این موقعیت حتماً باید از لرزه‌گیر در مسیر لوله استفاده شود.
برای انتقال روغن برگشتی از پورت نشتی شیرها و هیدروموتورها نیز می‌توان از شیلنگ‌های پلاستیکی فشار پایین استفاده نمود.

شیلنگ‌های هیدرولیک
شیلنگ‌های فشار بالا که نسبت به تیوب‌ها دارای انعطاف بسیار بیشتری می‌باشند، بین قطعات ثابت و متحرک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این اجزا بیشتر در مواردی به کار می‌روند که نتوان از لوله‌های صلب و تیوب‌ها استفاده نمود. یکی از ویژگی های مهم شیلنگ‌ها میرا نمودن لرزش سیستم و صدا است.
شیلنگ‌ها معمولاً از چندین لایه مختلف تشکیل می‌شوند. لایه اول یک تیوب لاستیکی از جنس لاستیک مصنوعی، تفلون یا پلی استر می‌باشد. لایه میانی که وظیفه تحمل فشار را دارد معمولاً از شبکه سیمی بافته شده از رشته‌های فولادی ساخته شده است. این بخش با توجه به فشاری که باید توسط شیلنگ تحمل شود ممکن است ازچند لایه مختلف تشکیل شود. لایه سوم که بالاترین لایه است از لاستیک مقاوم به سایش مانند پلی استر ساخته می‌شود. این لایه از شیلنگ نیز ممکن است جهت حفاظت در برابر آسیب‌های مکانیکی به صورت چند لایه ساخته شود که از یک لایه تا ۶ لایه می‌باشد.
حداکثر فشار کاری مجاز: معمولاً این فشار با در نظر گرفتن فشارهای استاتیک و دینامیک توسط سازنده مشخص می‌گردد. فشار کاری استاتیک توسط یک ضریب اطمینان ۱:۴ تعیین می‌گردد، یعنی حداکثر فشار کاری ۴/۱ فشار انفجار شیلنگ، مجاز می‌باشد.
فشار انفجار: این فشار معمولاً با اعمال تست مشخصی تعیین می‌گردد. شیلنگ در مقادیر زیر این فشار، نشتی نخواهد داشت و منفجر نمی‌شود.
فشار تست: شیلنگ را برای مدت ۳۰ یا ۶۰ ثانیه تحت فشاری معادل دو برابر فشار کاری مجاز قرار می‌دهند.
افزایش طول: در تمام شیلنگ‌ها با افزایش فشار، افزایش طول مشاهده می‌شود. میزان این تغییر طول تابع طرح لایه‌های بافته شده داخلی آن‌ها می‌باشد.
شعاع خم: برای حفظ ایمنی کارکرد شیلنگ، نباید در حالت ثابت خم اعمالی آن از حد معینی بیشتر شود.
دمای کاری: دمای کاری بالا به صورت قابل توجهی از عمر شیلنگ می‌کاهد.
اتصالات سرشیلنگ به دو صورت رزوه داخلی و خارجی به اتصالات بعدی یا پورت‌های سیستم متصل می‌گردند.

 بررسی و عیب یابی انواع شیلنگ صنعتی و منجیددار و انواع شیلنگ های مورد استفاده در صنایع، شیلنگ های صنعتی شیلنگ های صنعتی که معمولا دارای سطح مقطع استوانه ای و دایره ای شکل می‌باشند که بر اساس نوع کاربرد در دستگاه های صنعتی متفاوت می‌باشد، پارامتر های مختلفی جهت طراحی و ساخت اینگونه شیلنگ ها موثر می‌باشد که از جمله آن فشار وارده بر شیلنگ، اندازه شیلنگ، سازگاری شیمیایی شیلنگ می‌باشند. شیلنگ های صنعتی انواع مختلفی دارند که هر کدام بر اساس نوع کاربری متفاوت می‌باشد که عبارتند از: شیلنگ های هیدرولیک، شیلنگ پنوماتیک، شیلنگ های منجیددار، شیلنگ استیل، شیلنگ سیلیکونی، شیلنگ های آتش نشانی، شیلنگ های فشارقوی از شیلنگ های صنعتی جهت انتقال سیالات از قبیل روغن، آب، هوا و غیره در فشار های بالا استفاده می‌شود، جنس مورد استفاده در ساختن شیلنگ های صنعتی بر اساس نوع مصرف و سفارش مشتریان متفاوت می‌باشد ولی ماده اصلی مورد استفاده در شیلنگ های صنعتی پلی اتیلن است. شیلنگ های صنعتی بر حسب نوع صنعت مورد استفاده انواع مختلفی دارند برخی مخصوص عبور مواد شیمیایی، برخی دیگر برای عبور مواد نفتی برخی دیگر قابلیت عبور مواد روغنی می‌باشند که هر کدام یک از این شیلنگ ها دارای فشارهای متفاوتی هستند و اجناس مختلفی از قبیل استیل، آلومینیوم، برنز و غیره می باشد.

 شیلنگ هیدرولیک

شیلنگ هیدرولیک شیلنگی است که تحت فشار بالا، از پلاستیک ترکیبی (سینتتیک)، پلاستیک ارتجاعی در برابر حرارت و یا تفلون تولید شده و کار انتقال سیالات را برای انتقال نیرو به ماشین های هیدرولیک بر عهده دارد.

مشخصات

استفاده ازماشین آلات هیدرولیکی در اوایل دهه ۱۹۴۰ هنگامی که مهندسین ساختند. سیستم‌های هیدرولیک می توانند بسیار کوچکتر (فشرده تر) سبک‌تر باشند و روغن‌کاری را به طور خودکار انجام دهند. جنگ جهانی دوم نیز عاملی برای پیشرفت ماشین آلات هیدرولیکی در کاربردهای نظامی به حساب می آمد. با پیشرفت در تولید شیلنگ‌های هیدرولیکی انعطاف پذیر، راه برای توسعه طیف وسیعی از ماشین آلات جدید و پر قدرت بر پایه فناوری هیدرولیک باز گردد.

ساختار: شیلنگ‌های هیدرولیک از سه قسمت اصلی ساخته شده‌اند، یک لوله داخلی که مایع از آن عبور می کند. این لوله با پوششی ازسیم‌های تابیده شده (با پوشش پلاستیکی) یا سیم‌های مارپیچ و یا منسوجات بر پایه نخ مستحکم شده، لایه محافظ سوم بیرونی نقش محافظت در برابر هوا، فرسایش و یا روغن یا مواد شیمیایی را به عهده دارد. شیلنگ‌های هیدرولیک برای استفاده در کاربردهای ویژه مکانیکی، صنعتی خاص طراحی و یا سفارش داده می شوند. در اکثر موارد شیلنگ‌های هیدرولیک در سایزهای خاصی و با دارا بودن اتصال کننده های معمول و برای کار در ماشین‌های مشخصی، اتصالات مربوط بخود را دارند.

طول عمر: شیلنگ‌های هیدرولیک دائمی نیستند. عوامل متعددی می‌توانند بر عمر آنها اثر بگذارند. زیاد خم کردن شیلنگ، پیچاندن آن، گره زدن، کشیدن، له کردن و یا خراشیدن سطح آن می‌تواند عمر شیلنگ را کاهش دهد. دمای بسیار پایین یا بالا در حین کار می‌تواند باعث ترک خوردن و آسیب دیدن شیلنگ شود. استفاده از سایز و نوع با وزن نامناسب نیز می‌تواند به آنها آسیب برساند. شیلنگ‌ها قبل از اینکه خراب شوند باید تعویض گردند که این نکته در ماشین آلات هیدرولیکی سنگین، ترمزها و ماشین‌های هیدرولیکی به توجه ویژه ای نیاز دارد. شیلنگ‌ها ممکن است در هنگام استفاده باد کرده باشند، ترک خورده باشند، تاول زده و یا متورم شده باشند و یا شاید در آن زمان عیبی را نشان ندهند. شیلنگ‌ها را بر اساس توصیه تولید کنندگان بصورت منظم می بایست تعویض شود تا از بروز حوادث جلوگیری شود.

مفهوم(هدف)

سیستم‌های هیدرولیک قابلیت این را دارند که براحتی گشتاور نیرو را چند برابر کرده و یا نیرو را به آنها وارد کنند. سیستم‌های مکانیکی دارای سیستم پیچیده (دنده، زنجیر، قرقره ای و اهرم‌ها) هستند تا بتوانند با فاصله‌ای از موتور باعث حرکت ماشین گردند. به هرحال سیستم‌های هیدرولیک می توانند نیرو را از یک موتور مولد نیرو توسط مجموعه ای از شیلنگ‌های هیدرولیک به جای دیگری که باید نیرو منتقل شود به سادگی منتقل کنند. سیالات نیرو را بطور موثری منتقل می‌کنند زیرا فشرده نمی‌شوند. نیرویی که به یک سر شیلنگ هیدرولیک وارد آمده با میزان کمی هدر رفتن به سر دیگر آن منتقل می‌شود. تعویض سایز شیلنگ در طی مسیر می‌تواند افزایش و یا کاهش نیروی انتقالی را در طرف دیگر سبب گردد.

مزایا: شیلنگ‌های هیدرولیک می‌توانند نیرو را از چندین انس فشار به یک خروجی چند تنی مبدل کنند. با استفاده از شیلنگ‌های هیدرولیک، ماشین‌های هیدرولیک می‌توانند گشتاوری بسیار قوی با سرعت پایین ایجاد کنند و سرعت و حرکت ماشین را با دقتی بسیار بالا تنظیم کنند. یک پمپ هیدرولیکی یا کمپرسور به تنهایی می‌تواند از طریق شیلنگ‌های هیدرولیکی، نیروی لازم را برای بسیاری ماشین‌های گوناگون و عملکرد آنها را با سطوح متفاوتی از قدرت در یک زمان را فراهم آورد. ماشین‌های پرتوان هیدرولیکی در مکان‌هایی که بخار اشتعال زا وجود دارد و یا وسایل الکتریکی یا الکترونیکی ممکن است باعث انفجار شوند براحتی کار کنند.

دسته بندی شیلنگ‌ها: شیلنگ‌ها دارای درجه بندی خاصی برای انواع مخصوص به خود است که می‌توانند بر اساس نوع سیالی که در خود جابجا می‌کنند، بازده دمایی که در آن کار می‌کند و میزان فشاری که تحمل می‌کنند دسته بندی شوند. معمولا این اطلاعات روی شیلنگ یا اتصالات آن چاپ می‌شود. در برخی موارد روی شیلنگ‌ها یک شماره مدل چاپ می‌شود و به همراه آنها یک برگه اطلاعات فنی برای انواع مدلها داده می‌شود.

احتیاط: سیستم‌های هیدرولیک برای راه اندازی ماشین‌ها تحت فشار بالا کار می‌کنند. شیلنگ هایی که در فشار بالا عمل نکنند می‌توانند ضربه بسیار محکمی را (مانند تازیانه) به اطرافیان و یا متصدی دستگاه وارد کنند. بنابراین می‌بایست بر اساس توصیه تولید کنندگان، آنها را در مواقع مناسب چک و تعویض نمایند.

 اتصال و آب‌بندی تیوب‌ها

 اتصالات فلنجی (بغل پمپی)
اتصالات فلنجی بهترین انتخاب برای پورت‌های بزرگ و جریان‌های زیاد می‌باشد.

 اتصال فلنجی

 نکات مهم در مورد انتخاب نوع اتصالات
در اتصال با دنده‌های موازی، آب‌بندی توسط رزوه‌ها انجام نمی‌شود بلکه وظیفه جلوگیری از نفوذ روغن و نشتی بر عهده انواع اورینگ‌ یا واشر‌های تخت فلزی می‌باشد. در اتصالات مخروطی رزوه‌ها علاوه بر نگه‌داری اتصال وظیفه آ‌بندی رانیز برعهده دارند.
اتصال با رزوه‌های موازی برای ارتباط شیری‌ها به صورت متداول مورد استفاده قرار می‌گیرند. این اتصالات نیاز به گشتاور کمتری برای نصب، نسبت به اتصالات مخروطی دارند. این امر باعث حذف امکان ایجاد اعوجاج و ترک در پوسته قطعات هنگام سفت کردن اتصال می‌شود.
اتصالات با رزوه مخروطی برعکس اتصالات موازی ممکن است بر اثر لرزش به مرور زمان شل شده و ایجاد نشتی نمایند.
اتصالات با رزوه‌های موازی هنگام نصب تغییر شکل نمی‌دهند و امکان استفاده مجدد آن‌ها وجود دارد در حالی که اتصالات مخروطی برای استفاده مجدد محدودیت دارند.
اتصال فلنجی بهترین انتخاب برای پورت‌های بزرگ و جریان‌های زیاد می‌باشند. این اتصالات توسط اورینگ فشرده شده در شیار موجود در سطح صاف اطراف اتصالات آب‌بندی می‌شود.

 اتصالات شیلنگ‌ها

معمولاً دو سر شیلنگ‌های فشار قوی به دو مجموعه اتصال رابط متصل می‌گردد. این اتصالات معمولاً به صورت پرسی یا پیچی به شیلنگ متصل می‌شوند. اتصال پرسی که توسط فشردن یک غلاف روی شیلنگ انجام می‌شود قابل استفاده مجدد نیست. در این حالت غلاف فولادی توسط قالب‌ها و پرس مخصوص بر روی شیلنگ فشرده شده به نحوی که بر روی آن اعوجاج ایجاد می‌گردد. این اعوجاج مانع جدا شدن اتصال از سر شیلنگ خواهد شد. نوع پیچی این اتصال را می‌توان مجدداً بعد از باز نمودن اتصال مورد استفاده قرار داد.

 هدایت کننده‌های روغن

در سیستم‌های هیدرولیک، هدایت کننده‌های روغن، وظیفه انتقال روغن به مصرف کننده‌های مختلف را بر عهده دارند. اجزاء هدایت کننده روغن در سه گروه اصلی زیر طبقه بندی می‌شوند:
اتصالات (فیتینگ‌ها)
شیلنگ‌ها (فشار قوی و پلاستیکی)
لوله‌ها (شامل لوله‌های هیدرولیک و تیوب‌ها)

 انتقال روغن در ورودی و خروجی قطعات هیدرولیک توسط اتصالات مستقر روی پورت‌ها صورت می‌گیرد. در ادامه لوله‌ها و شیلنگ‌ها بخش عمده مسیر انتقال را تشکیل می‌دهند. در ابتدا و انتهای لوله‌ها و شیلنگ‌ها برای ایجاد ارتباط با یکدیگر از اتصالات مختلف استفاده می‌شود. در فرآیند انتقال، این اجزا تحت انواع تنش‌های مکانیکی، حرارتی و خوردگی قرار می‌گیرند. این تنش‌ها مهمترین عوامل در تعیین سایز و جنس هدایت کننده‌های روغن می‌باشند. سایز لوله‌ها، شیلنگ‌ها و اتصالات باید به نحوی تعیین شود که آن‌ها قادر به انتقال کل دبی بوده و با عبور جریان اصطکاک زیادی تولید نگردد.

 انواع رزوه‌ها
انواع مختلف رزوه‌ها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از انواع رزوه مانند NPT، NPTF، BSP، BSPT، SAE، METRIC و UN/UNF در صنعت هیدرولیک پرکاربردتر می‌باشند. هر کدام از انواع مذکور با توجه به زاویه و مشخصات دیگر رزوه‌ها می‌توانند در آب‌بندی و استقرار قطعات نقش بسزایی داشته باشند.

 ارتباط بین اتصالات و پورت‌ها
قطعات هیدرولیک شامل انواع پمپ‌ها، موتورها، شیرها، سیلندرها و … دارای چندین پورت ورود و خروج روغن و پورت‌های کنترلی می‌باشند که توسط انواع اتصالات به صورت رزوه‌ای یا فلنجی با لوله‌ها و شیلنگ‌ها به هم مرتبط می‌گردند. انتخاب نحوه اتصال مناسب نه تنها باعث کاهش هزینه‌ها و سهولت نصب می‌گردد بلکه امکان ایجاد نشتی را نیز کاهش می‌دهد.
سه نوع متداول از اتصالات برای ارتباط بین انواع لوله، تیوب و شیلنگ و اتصال آن‌ها به پورت‌های قطعات هیدرولیک به کار می‌رود:
اتصال با رزوه‌های موازی
اتصال با رزوه‌های مخروطی
اتصال فلنجی

 اتصالات رزوه‌ای (NPT وBSPT و BSP)
منظور از رزوه‌های مخروطی، زاویه دنده‌ها نمی‌باشند، بلکه شیب‌دار بودن وضعیت قرار‌ گیری آن‌ها است.
رزوه‌های موازی یا مستقیم به راحتی بسته می شود وآب‌بندی در آن‌ها توسط اورینگ انجام می‌شود.

لوله های سخت و شیلنگ های پی وی سی لوله و اتصالات سخت پی وی سی، شیلنگ های انعطاف‌پذیر تقویت شده و همچنین انواع گرانول و کامپاندهای پی وی سی لوله و اتصالات سخت پی وی سی از سایز ۲۰ تا ۵۰۰ میلیمتر جهت مصارف فاضلابی، آبرسانی، مخابراتی و برق و همچنین شیلنگ‌های تک لایه و چند لایه تقویت شده پی وی سی از سایز ۱/۴ تا ۲ اینچ جهت مصارف باغبانی و صنعتی گرانول های نرم و سخت پی وی سی (جهت مصارف مختلف لوله ها، کابل های برق، مخابراتی، کفش و غیره) همچنین کامپاندهای تخصصی پی وی سی مانند (PVC-NBR و PVC-EVA) می‌باشد. جهت مصارف آبیاری و  صنعتی شیلنگ ها از مواد اولیه درجه یک که از منابع داخلی و خارجی تهیه می شود.


اطلاعات درباره لوله های هیدرولیک

هیدرولیک از کلمه یونانی ” هیدرو ” مشتق گردیده است و این کلمه به معنای جریان حرکت مایعات می باشد. در قرون گذشته مقصود از هیدرولیک فقط آب بوده و البته بعدها عنوان هیدرولیک مفهوم بیشتری به خود گرفت و معنی ومفهوم آن بررسی در مورد بهره برداری بیشتری از آب و حرکت دادن چرخ های آبی و مهندسی آب بوده است.
مفهوم هیدرولیک در این قرن، دیگر مختص به آب نبوده بلکه دامنه وسیع تری به خود گرفته و شامل قواعد و کاربرد مایعات دیگری، بخصوص ” روغن معدنی ” می‌باشد، زیرا که آب به علت خاصیت زنگ زدگی، در صنایع نمی‌تواند به عنوان انرژی انتقال دهنده مورد استفاده قرار گیرد و به علت آنکه روغن خاصیت زنگ زدگی ندارد، امروزه در صنایع از آن بخصوص برای انتقال انرژی در سیستم کنترل استفاده بسیار می‌گردد.

بطور خلاصه می‌توان گفت: فنی که انتقال و تبدیل نیرو را توسط مایعات انجام دهد ” هیدرولیک ” نامیده می‌شود. از آنجائیکه هیدرولیک آبی دارای خاصیت زنگ زدگی است لذا در صنایع از هیدرولیک روغنی هم بخاطر روغن کاری قطعات در حین کار و هم بخاطر انتقال انرژی در سیستم های کنترل استفاده می‌شود. وقتیکه در صنعت از هیدرولیک نام برده می‌شود، مقصود همان ” هیدرولیک روغنی ” می باشد.
بطور دقیق می‌توان گفت که حوزه کاربرد هیدرولیک روغنی استفاده از انرژی دینامیکی و استاتیکی آن بوده و در مهندسی کنترل برای انتقال زیگنال ها و تولید نیرو می باشد.
وسائل هیدرولیکی که نحوه استفاده هیدرولیک را در صنعت میسر می‌سازد خود دارای تاریخچه بسیار قدیمی می‌باشد. یکی از قدیمی ترین این وسائل، پمپ های هیدرولیکی بوده، که برای اولین بار کتزی بیوس یونانی در حدود اواسط قرن سوم قبل از مسیح، پمپی از نوع پیستون اهرمی که دارای دو سیلندر بود اختراع و ساخته است.
تا اوایل قرن هشتم دیگر در این زمینه وسیله جدیدی پدید نیامد و در اوایل این قرن انواع چرخ های آبی اختراع و رواج بسیار پیدا نمود. قرن شانزده را می‌توان توسعه پمپ‌های آبی دانست و در این قرن بود که انواع پمپ با ساختمان‌های مختلفی پدیدار گردیدند و اصول ساختمانی این پمپ ها، امروزه بخصوص از نوع چرخ دنده‌ای، هنوز هم مورد توجه و اهمیت بسیاری‌ می‌باشد.
در اواخر قرن شانزدهم اصول ساختمان پرس هیدرولیکی طراحی گردیده و حدوداً بعد از یک قرن اولین پرس هیدرولیکی که جنبه عملی داشت، شروع بکار نمود.
قرن نوزدهم زمان کاربرد پرس‌های هیدرولیک آبی بود و اوایل قرن بیستم را می‌توان شروع و زمان توسعه هیدرولیکی روغنی در صنایع و تاسیسات صنعتی دانست.

*سال ۱۹۰۵ پیدایش گیربکس هیدرواستاتیکی تا فشار ۴۰ بار

*سال ۱۹۱۰ پیدایش ماشین های پیستون شعاعی

*سال ۱۹۲۲ پیدایش ماشین های شعاعی با دور سریع

*سال ۱۹۲۴ پیدایش ماشین های پیستون محوری با محور مایل

سال ۱۹۴۰ پیدایش و تولید انواع مختلف وسایل و ابزار هیدرولیکی برای فشارهایی بیش از ۳۵۰ بار، که بعضی از آن وسایل در حال حاضر به طور سری تولید میگردد.

توسعه وسیع و کاربرد هیدرولیک روغنی پس از جنگ جهانی دوم پدید آمد، ودر اثر همین توسعه، بسیاری از قطعات و لوازم هیدرولیک روغنی در حال حاضر بصورت استاندارد شده تولید‌ میگردند.

◄ خواص هیدرولیک روغنی و کاربرد آن در صنایع:

استفاده از هیدرولیک روغنی به طراحان ماشین امکانات جدیدی را داده، که می‌توانند به نحو ساده تری ایده و طرح خود را عملی سازند، بخصوص قطعات استاندارد شده هیدرولیک روغنی کمک بسیار جامعی در حل مسائل طراحان می‌نماید.
امروزه طراح ماشین می‌تواند با کمک هیدرولیک روغنی مسایل پیچیده کنترل مکانیکی را به نحو ساده تری و در زمان کوتاه تری حل نموده و در نتیجه طرح را با مخازن کمتری عرضه نماید.

◄ خواص مثبت هیدرولیک روغنی:

*تولید و انتقال نیروهای قوی توسط قطعات کوچک هیدرولیکی، که دارای وزن کمتری بوده و نسبت وزنی آنها نسبت به دستگاه‌های الکتریکی ۱ به ۱۰ می‌باشد.

*نصب ساده قطعات به علت استاندارد بودن آنها

*تبدیل ساده حرکت دورانی به حرکت خطی اسیلاتوری (رفت و برگشتی)

*قابلیت تنظیم و کنترل قطعات هیدرولیکی

*امکان سریع معکوس کردن جهت حرکت

*استارت حرکت قطعات کار کننده هیدرولیکی، در مواقعی که زیر بار قرار گرفته باشند.

*قابلیت تنظیم غیر پله‌ای نیرو، فشار، گشتاور، سرعت قطعات کار کننده

*ازدیاد عمر کاری قطعات هیدرولیکی در اثر موجودیت روغن در این قطعات

*مراقبت ساده دستگاه‌ها و تاسیسات هیدرولیکی توسط مانومتر

امکان اتوماتیک کردن حرکات

◄ خواص منفی هیدرولیک روغنی:

*در مقابل این خواص مثبت، البته خواص منفی نیز در هیدرولیک موجود است که طراحان بایستی با آنها نیز آشنا گردند، البته لازم به تذکر است که بزرگترین خاصیت منفی هیدرولیک، افت فشار می‌باشد، که در حین انتقال مایع فشرده پدید می‌آید.

*خطر در موقع کار با فشارهای قوی، لذا توجه بیشتری بایستی به محکم و جفت شدن مهره ماسوره‌ها با لوله‌ها و دهانه تغذیه و مسیر کار قطعات کار کننده نمود.

*راندمان کمتر مولدهای نیروی هیدرولیکی نسبت به مولدهای نیروی مکانیکی، به علت نشت فشار روغن و همچنین افت فشار در اثر اصطکاک مایعات در لوله و قطعات.

*به علت قابلیت تراکمی روغن و همچنین نشت آن، امکان سینکرون کردن جریان حرکات بطور دقیق میسر نمی‌باشد.

*گرانی قطعات در اثر بالا بودن مخارج تولید.

کاربرد هیدرولیک امروزه در اغلب صنایع بخصوص صنایع ذیل متداول می باشد:

*ماشین ابزار

*پرس سازی

*تاسیسات صنایع سنگین

*ماشین‌های راه و ساختمان و معادن

*هواپیما سازی

*کشتی سازی

تبدیل انرژی در تاسیسات هیدرولیکی
انرژی مکانیکی اغلب توسط موتورهای احتراقی و یا الکترو موتورها تولید می‌گردد، در هیدرو پمپ‌ها تبدیل به انرژی هیدرولیکی گشته و این انرژی از طریق وسائل هیدرولیکی به قطعات کار کننده هیدرولیکی منتقل می‌گردد، واز این قطعات کارکننده می‌توان مجددا انرژی مکانیکی را بدست آورد.

توسعه علم هیدرولیک زمانی شروع شد که پاسکال دانشمند فرانسوی قوانین مربوط به فشار را کشف کرد (۱۵۶۱ میالدی) و هیدرولیک را به عنوان یک علم نوین پایه گذاری نمود. از آن تاریخ به بعد دوران شکوفایی هیدرولیک پدید آمد و این علم به نحو چشم گیری وارد بازار گردید. امروزه هیدرولیک در ساختمان ماشین آلات صنعتی، کشاورزی، راهسازی، هواپیمایی، کشتی سازی، اتومبیل سازی، ماشین‌های ابزار، تاسیسات صنایع سنگین، معدن و . . . در مقیاس وسیعی استفاده می‌شود و روز به روز نیز افزایش می‌یابد. 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 نسبتا 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 عمدتا در مواردی است که قدرت های بالا و سرعت های کنترل شده دقیق مورد نظر باشد(مانند جک‌های هیدرولیک ، ترمز و فرمان هیدرولیک و…). حال این سوال پیش می‌آید که مزایای یک سیستم هیدرولیک یا نیوماتیک نسبت به سایر سیستم‌های مکانیکی یا الکتریکی چیست؟ در جواب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱٫طراحی ساده            ۲٫قابلیت افزایش نیرو             ۳٫سادگی و دقت کنترل

۴ .انعطاف پذیری           ۶ .راندمان بالا                          ۵٫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، کالچ و… استفاده می‌کنند. در این سیستم‌ها می‌توان با اعمال نیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یافت همچنین می‌توان نیروهای بزرگ خروجی را با اعمال نیروی کمی (مانند بازو بسته کردن شیرها و …) کنترل نمود. استفاده از شیلنگ‌های انعطاف پذیر، سیستم‌های 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 سیستم‌های هیدرولیک و نیوماتیک پی بردیم به توضیح ساده ای در مورد طرز کار این سیستم ها خواهیم پرداخت. هیدرولیک فن آوری تولید، کنترل و انتقال قدرت توسط سیال تحت فشار است. بطور کلی یک سیستم هیدرولیک چهار کار اساسی انجام میدهد.

 تبدیل انرژی مکانیکی به قدرت سیال تحت فشار بوسیله پمپ‌ها

 انتقال سیال تا نقاط مورد نظر توسط لوله ها و شلنگ‌ها

 کنترل فشار، جهت و جریان سیال توسط شیرها هیدرولیک و پنوماتیک  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 لوله‌ها، شیلنگ‌ها و بست‌ها 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. ۱ –بعضی از تعاریف و اصطالحات نیرو: عاملی که باعث ایجاد حرکت یک جسم و یا حرکت اجزای آن شود که واحد اندازه گیری آن در سیستم متریک، برحسب نیوتن با علامت اختصاری( N ) می باشد.

 فشار: نیرویی که بر واحد سطح وارد می‌گردد فشار نامیده می شود و به عبارت دیگر می توان نوشت:  نکته حائز اهمیت در رابطه فوق اینست که چنانچه نیرو ثابت باشد ولی سطح تغییر نماید، به تناسب آن فشار نیز تغییر خواهد کرد. برای اندازه‌گیری فشار از واحد پاسکال ( Pa ) که برابر با ۱ نیوتن بر متر مربع است، استفاده می گردد. مثال اگر نیروی ثابت N 21 را بر سطح  A=5 وارد نماییم فشار حاصل برابر با Pa 4 و اگر همین مقدار نیرو را به B = 2 سطح اعمال کنیم مقدار فشار Pa 11 خواهد شد. سطح ÷ نیرو= فشار، فشار نتیجه مقاومت در مقابل حرکت سیال می‌باشد. برای محاسبه ریاضی فشار، نیرو را بر سطح تقسیم می‌نمایند. واحد فشار “بارمی‌باشد. در هیدرولیک عملی معمولا کیلوگرم بر سانتی متر مربع برابر یک بار است. برای مثال اگر نیروی مقاوم در یک سیلندر هیدرولیک با قطر پیستون cm21 برابر kgf6111 باشد، فشار ایجاد شده در پشت سیلندر از رابطه زیر حساب میشود: Pressure (bar)=Force( kgf)/Area (cm2 ) Diameter=10cm >> Area=314cm2 >> pressure= 5000/314=15.9 bar برای تعیین سطح فشار در یک سیستم هیدرولیک باید در نظر داشت که با بالا بردن فشار می‌توان از المانهای هیدرولیکی کوچکتری برای رسیدن به تناژ مورد نظر، استفاده نمود. همچنین قطر لوله‌ها را می‌توان کوچک‌تر انتخاب نمود. در نتیجه، هزینه ساخت سیستم کاهش می‌یابد. از طرف دیگر با افزایش فشار، دمای روغن در سیستم زودتر افزایش می‌یابد، نشتی‌ها بیشتر و اصطکاک و سایش نیز افزایش می‌یابد. در نتیجه فاصله انجام سرویس ها باید کوتاهتر شود. همچنین نویز و پیکهای فشاری نیز افزایش یافته و خواص مطلوب دینامیکی سیستم کاهش می یابد. واحد PSI از واحدهای متداول فشار PSI می‌باشد. یک PSI معادل یک پوند نیرو بر اینچ مربع می‌باشد.

 برای تبدیل PSI به bar ، مقدار فشار مورد نظر را در ۱۶۱۵۰ ( تقریبا ۱۶۱۰) ضرب نمائید. برای مثال PSI1111 معادل bar50 می‌باشد.

برای تبدیل bar به PSI ، مقدار فشار را در ۱۴۶۰ ضرب نمائید. برای مثال bar111 معادل PSI1401 می‌باشد.

 قانون پاسکال: قانون پاسکال پایه هیدرولیک نوین است. این قانون بیان می‌کند که فشار وارده به هر نقطه از یک مایع محدود بطور مساوی در تمام جهات منتقل شده و با نیروی مساوی بر روی سطوح مساوی اثر می‌کند.  به عبارت دیگر فشاری که در یک مدار بسته، به یک مایع وارد می‌شود، در تمام نقاط مایع بطور یکسان و مساوی می باشد.  با توجه به تعریف فوق می توان نتیجه گرفت، بوسیله مایعات تحت فشار می توان نیرو را منتقل و یا تبدیل و یا کنترل نمود. بنابراین از آنجایی که مایعات تقریبا تراکم ناپذیر می باشند و نمی توان حجم‌شان را با فشردن، کم کرد، و با توجه به قانون فوق، هر فشاری که بر آنها وارد شود، آنرا منتقل می کنند.  در اواسط قرن ۱۰ میلادی، پاسکال فرضیه خود را با ساخت و آزمایش دستگاه ” بالانس هیدرولیک ” به اثبات رساند.  نتایج حاصل از 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. همانطور که در شکل ۱ می بینید یک نیروی ورودی نیوتنی می‌تواند نیروی مورد نیاز چهار سیلندر دیگر را تامین کند. در اواسط قرن ۱۰ میلادی، پاسکال فرضیه خود را با ساخت و آزمایش دستگاه ” بالانس هیدرولیک ” به اثبات رساند.

کار سیستم‌های نیوماتیک مشابه سیستم‌های هیدرولیک است فقط در آن به جای سیال تراکم ناپذیر مانند روغن از سیال تراکم پذیر مانند هوا استفاده می‌کنند. 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 می‌تواند 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.

دبی: مقدار حجمی از مایع که در واحد زمان از یک نقطه عبور می کند دبی نامیده می شود. بنابراین برای پمپ کردن حجم معینی از روغن، هر چقدر زمان کمتری مصرف شود، دبی بیشتر خواهد بود. سرعت: اندازه جابجایی پیستون، در واحد زمان را سرعت می نامند. هیدرولیک به دو بخش هیدرواستاتیک و هیدرودینامیک تقسیم می شود:  هیدرواستاتیک:  کاربرد انرژی پتانسیل مایعات تحت فشار. مانند پرس هیدرولیک، جکهای بالابر، سیستم‌های انتقال قدرت هیدروستاتیک هیدرولیک Hydraulic هیدرودینامیک Hydrodynamic هیدرواستاتیک Hydrostatic یک سیستم هیدرولیکی را نشان می‌دهد. اجزای تشکیل دهنده سیستم‌های نیوماتیکی: ۱ –کمپرسور ۲ –خنک کننده و خشک کننده هوای تحت فشار ۳ –مخزن ذخیره هوای تحت فشار ۴ –شیرهای کنترل. 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 می‌کنند. 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 به مراتب بیشتر از فشار در سیستم‌های نیوماتیکی می‌باشد، حتی در مواقع خاص به ۱۱۱۱ مگا پاسکال هم میرسد، در نتیجه قطعات سیستم‌های هیدرولیکی باید از مقاومت بیشتری برخوردار باشند. ۴ –در سرعت‌های پایین دقت محرک‌های نیوماتیکی بسیار نامطلوب است در صورتی که دقت محرک های هیدرولیکی در هر سرعتی رضایت بخش است. ۶ –در سیستم‌های نیوماتیکی با سیال هوا نیاز به لوله های بازگشتی و مخزن نگهداری هوا نمی‌باشد. ۵–سیستم‌های نیوماتیک از بازده کمتری نسبت به سیستم‌های هیدرولیکی برخوردارند. مدار موتورهای هیدرولیکی یا سیستم‌های انتقال قدرت هیدروستاتیکی به دو گروه مدار باز و مدار بسته تقسیم می‌شوند. در سیستم‌های انتقال قدرت مدار باز، کل سیال خروجی از موتور به مخزن باز می‌گردد. در صورتیکه در یک سیستم انتقال قدرت مدار بسته، بخش عمده سیال خروجی از موتور به ورودی پمپ باز گردانده می‌شود و می‌توان مقداری از سیال را نیز به منظور ایجاد شرائط مناسب در آن (مانند خنک کاری و یا فیلتر نمودن ) از سیستم مدار بسته خارج نمود. روغن خارج شده از طریق مدار تغذیه پشتیبان جایگزین می‌گردد. هیدرودینامیک: کاربرد انرژی جنبشی مایعات. مانند کوپلینگ های هیدرولیکی، ترک کانورتر، … ) روغن باید دارای سرعت باشد (چنانچه روغن در داخل لوله ها با حداقل اصطکاک حرکت نماید، جریان آرام Laminar و اگر با تلاطم و در هم ریختگی باشد جریان مغشوش Tourbolance بوجود می آید. سئوال : ۱ – پروفایل حرکتی روغن در داخل لوله‌ها به چه شکلی است و چه عواملی در آن تاثیر دارند؟ ۲ – مقاومت سیال در برابر جاری شدن را ویسکوزیته یا لزجت روغن می‌نامند. تاثیر ویسکوزیته نامناسب بر کارکرد سیستم چگونه مشخص می‌گردد؟ ۳ – جریان متلاطم چه تاثیری بر سیستم هیدرولیک دارد؟ تجهیزات هیدرولیک روغن هیدرولیک: ماده اصلی مورد نیاز برای بهره برداری از سیستم های هیدرولیک، روغن هیدرولیک است که می‌تواند منشاء آلی داشته و یا بطور مصنوعی تهیه گردد که در اینصورت آنرا روغن سنتتیک می‌نامند. مهم‌ترین نکته درباره استفاده از روغن هیدرولیک در ماشین آلات مختلف، رعایت توصیه های کارخانه سازنده ماشین، در مورد مشخصات روغن می باشد. در غیر این صورت هیچ تضمینی برای کارکرد صحیح و بدون اشکال سیستم وجود نخواهد داشت و عمر مفید سیل ها و اورینگ ها را کاهش داده و به دنبال آن نشت داخلی و خارجی بوجود خواهد آمد. نگهداری از روغن در داخل ظروف در بسته و به دور از الودگی های آب و هوا و محیط و هم چنین طرز انباشتن بشکه های روغن، در کارکرد سیستم، اهمیت فوق العاده ای خواهد داشت. انتخاب نوع سیال هیدرولیک و نحوه استفاده از آن توسط متخصصین و طراحان تجهیزات هیدرولیک تعیین می‌گردد و به پارامترهای ذیل وابسته می‌باشد:

روغن‌کاری و مشخصه های ضد سایش · تحمل بار · ضریب اصطکاک · دانسیته · ویسکوزیته و تغییرات آن ناشی از دما و فشار· پایداری برشی · سازگاری با آب‌بندها، سایر سیالات، موارد افزودنی، آب، ذرات فلز · پایداری در برابر حرارت، اکسید شدن، آتش · تراکم پذیری · میزان جذب و دفع هوا · قابلیت فیلتر شدن خوب · ارزان یا گران بودن چهار قدم اساسی به منظور انتخاب سیال هیدرولیک به شرح ذیل می‌باشد: · تعیین محدوده عملکرد مناسب سیال با استفاده از پارامترهای ویسکوزیته، دانسیته، حلالیت هوا در روغن، مددول بالدک، مقاومت به آتش، محدوده دمایی، انبساط حرارتی و روانکاری · بررسی جداول و منحنی های حاوی اطلاعات مربوط به اندواع سیالات هیدرولیک به منظور یافتن بهترین سیال دارای شرائط مورد نیاز · بررسی امکان تغییر شرائط سیستم جهت ایجاد سازگاری با سیال هیدرولیک · استفاده از توصیه های تولیدکنندگان سیالات ویسکوزیته سیال عبارتست از اصطکاک داخلی سیال و یا به عبارت دیگر، مقاومت سیال در مقابل جریان یافتن. اصولًا ویسکوزیته نشان دهنده کیفیت روغن نیست بلکه معیاری است برای رفتار روغن در دما و فشار بخصوص. مقدار ویسکوزیته کامال تابع دما و فشار می‌باشد برای مثال روغن هیدرولیک ۶۸ VG ISO دارای ویسکوزیته ای بین ۶۱ تا ۷۵ در دمای ۴۱ درجه سانتیگراد است. در حالی که دردمای ۱۱۱ درجه سانتیگراد ویسکوزیته این روغن ۵٫۸-۵٫۷ cst خواهد بود. با افزایش فشار این روغن از ۲۰۰ به bar 400 ،ویسکوزیته آن دو برابر می شود. اثرات ویسکوزیته ویسکوزیته بالا: · افت فشار بیشتر · پمپ کردن مشکل تر · روغنکاری بهتر · خارج کردن هوا مشکل تر · انتقال سیگنال کندتر ویسکوزیته پایین · نشت بیشتر · روغن کاری کمتر · افت فشار کمتر · پمپ کردن راحت تر · انتقال سیگنال سریعتر · خارج کردن هوا راحتتر.

اکسیداسیون روغن: در هنگام حرکت سیال از مناطقی که تحت فشار اتمسفر می‌باشد به سمت نقاطی که حداکثر فشار سیستم را دارا می باشد، پدیده تراکم آدیاباتیک حباب‌ها موجب افزایش فوق العاده درجه حرارت می شود. گرمای زیاد ایجاد شده که معمولاً امکان دفع شدن ندارد باعث اکسیداسیون سریع روغن می شود.

 مخزن یا تانک هیدرولیک: علیرغم ظاهر ساده، در طراحی و ساخت تانک هیدرولیک نکاتی را باید رعایت نمود:  ظرفیت تانک بستگی به مجموع روغن داخل لوله ها، سیلندرها، آکوموالتورها، اویل کولر، فیلتر ، … + ۱۱ الی ۲۱ درصد روغن اضافه، جهت جلوگیری از ریسک خالی شدن تانک و یا ایجاد کف در روغن به دلیل فاصله گرفتن سطح روغن از لوله های برگشتی دارد. محل نصب از نظر ارتفاع و هم چنین نزدیکی به یونیت هیدرولیک، دمای محیط، عدم ممانعت از دسترسی به تجهیزات دیگر و نیز ایجاد امکان تخلیه و پر کردن آسان تانک مورد بررسی قرار می گیرد. طراحی و نصب پلیت‌های موج گیر جهت جلوگیری از توربولانس هیدرولیکی . – نصب سایت گلس( glass sight)  و یا سطح سنج و الارم جهت مشخص شدن میزان روغن موجود در تانک . – نصب فیلتر هواکش جهت تهویه هوای داخل تانک و جلوگیری از ایجاد خلاء . مخزن روغن از لحاظ کاربردی باید دارای ویژگی های ذیل باشد توانایی ذخیره کردن کل روغن سیستم · جداسازی هوای موجود در روغن · ته نشین شدن آلودگی ها در مخزن · دفع حرارت سیستم مخزن روغن باید حجم کافی جهت جبران انبساط روغن داخل مخزن داشته باشد. مخازن بهتر است مرتفع و کم عرض ساخته شوند. در مخازن کم عمق امکان ورود هوا به پورت مکش پمپ وجود دارد.  ابعاد مخزن: ابعاد مخزن روغن در سیستم صنعتی حجم مخزن روغن  سه تا پنج برابردبی پمپ (min/lit) ابعاد مخزن روغن در سیستم سیار به ازاء هر ۱۰۰GPM دبی پمپ، حجم مخزن gallon 30-20 .

فیلترها بسیاری از عملکردهای نامناسب در سیستم هیدرولیک ناشی از روغن‌های بسیار کثیف می باشد. · فیلتر خط مکش · فیلتر خط فشار · فیلتر خط برگشت · فیلتر بای پس معیارهای طراحی و انتخاب فیلتر · میزان حساسیت اجزاء بکار گرفته شده در سیستم هیدرولیک به ذرات خارجی · تعیین میزان دبی · اختلاف فشار مجاز · سازگاری مواد فیلتر با روغن مورد استفاده · دمای کاری · ویسکوزیته روغن در تعیین سایز فیلتر موارد ذیل در نظر گرفته می شوند: · میزان آلودگی محیطی که سیستم در آن قراردارد. · میزان مراقبت و سرویس سیستم هیدرولیک · دمای کاری روغن سایز فیلتر ورودی روغن به پمپ معمولا ۳ تا ۴ برابر دبی پمپ انتخاب می‌شود. راه‌های ورود آلودگی و ذرات خارجی به سیستم هیدرولیک : · آلودگی‌های خارجی · مونتاژ · راه اندازی · ذرات داخلی · سایش · تعمیرات

کاربرد هیدرولیک و پنوماتیک

سیستم هیدرولیک در موارد زیر کاربرد دارد:

۱-در صنعت کشاورزی : که کشاورز در ضمن راندن تراکتور می تواند از توان سیال استفاده کند و همچنین در دستگاه های نظیر خرمن کوب و کمباین و کلوخ شکن و میوه چین و ماشین حفاری و بیل مکانیکی.

۲-در خودرو سازی : ترمز هیدرولیک و فرمان هیدرولیک و تنظیم پنوماتیکی صندلی و همچنین در مراحل ساخت بدنه و شکل دادن به ورق خودرو که از پرس‌های با تنهای مختلف استفاده می شود.

۳-در صنایع هوای خلبان با کمک این سیستم ارابه های فرود و شهپرها و سکان‌های عمودی وبالا برها و با لچه‌ها را مهار می کند و بدنه هواپیما هم با پرسهای کششی ساخته می شود.

و جالب است که برای تست اینکه بدانند بدنه هواپیما سوراخ نشده باشد فشار باد را بین جداره های بدنه قرار می‌دهند در صورتی که افت فشار داشتیم می فهمیم که جایی از بدنه سوراخ است.

تست هواپیما عبارتند از:

 ۱- تست باد چرخها که ۳۰۰ بار فشار است

۲- تست کلیه سیستم هیدرولیک هواپیما

۳- تست بدنه هواپیما

۴- دستگاه میول که برای تست هیدرولیک هواپیمای F14

۵- صنایع دفاعی : در هدایت تانک نفر بر و هدایت موشک و در ناوها هدایت ناو و …

۶- صنایع غذایی: کنسرو سازی و ظروف یکبار مصرف و …

۷- صتایع چوب : برش الوار و پرداخت سطوح مبلها

۸- جا به جایی مواد (لیفتراک و جرثقیل و )

۹- ماشین تراشکاری و CNC و نظیر این دستگاه ها

۱۰- صنایع دریای : بالا کشیدن تور از آب و کشیدن کشتی به ساحل و ……

۱۱- معدن : در ماشین‌های معدن

۱۲- در صنایع بسته بندی : پر کن شیشه های نوشابه و ماشین چسب زنی و لفاف پیچی
۱۳- کاغذ سازی : در این صنعت خمیر کاغذ باید از غلتک ها بگذرد و مهمترین هیدرولیک و پنوماتیک تنظیم غلطک ها است

۱۴- صنعت نفت : پالا یشگاه ها

۱۵- صنایع پلاستیک

۱۶- صنعت چاپ

۱۷- راه آهن : تر مز قطار و دربهای اتوماتیک جدید

۱۸- لاستیک

۱۹- صنعت فولاد : فشار زیاد برای کشش آهن و یا فلز دیکر و تخلیه کوره ها که در ذوب آهن و فولاد مبارکه و…

شاهد آن هستید.

۲۰- نساجی

سیستم هیدرولیک و پنوماتیک

قطعات سیستم پنوماتیک عبارت است از:

۱- کمپرسور باد : که دارای مخزنی است که با مکیدن هوا داخل خود هوا را ذخیره می‌کند درست مانند کپسول گاز اما با این تفاوت که درون کپسول گاز، گاز متان است ولی در کمپرسور هوا است شاید شما کمپرسور هوا را در آپاراتی ها دیده باشید ممکن است که با استفاده از برق یا موتور دیزل یا موتور بنزینی هوا درون آن ذخیره گردد.

۲- سیلندر پنوماتیک: برای اینکه یک حرکت خطی یا دورانی را داشته باشیم از سیلندر استفاده می کنیم فروشگاه حکمت سالیان متمادی است که در امر تهیه و توزیع لوازم هیدرولیک فعالیت دارد.

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 نسبتا 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 عمدتا 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 می کنند.

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 می‌خورد 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.

 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. 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 می‌کنند. 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 به‌ شدت 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.

  ۲.جریانهای دوفازی

 مقدمه
مهم ترین علامت مشخصه جریان‌های دوفازی وجود مشترک بودن بین فازهای گاز و مایع می‌باشد. این فصل مشترک دارای اشکال مختلفی می باشد. تقریبا امکان پیدایش یک دامنه نامحدود از فصل مشترک مختلف بین دو فاز وجود دارد اما عموما تاثیر کشش سطحی بین دو فاز منجر به پیدایش فصل های مشترک مختلف منحنی شکل شده که نهایتا تمامی آن ها تبدیل به اشکال کروی ( نظیر قطره ها و حباب ها ) می شوند.
در حالت کلی با طبقه بندی انواع حالات توزیع فصل مشترک بین دو فاز گاز و مایع که اصطلاحا رژیم های جریان یا الگوی جریان نامیده می شوند می توان به توضیح و تفسیر این نوع جریان ها پرداخت. باید توجه داشت که این رژیم های جریان معمولا بوسیله موقعیت و شکل هندسی خط لوله و جهت جریان و خواص فیزیکی و شدت جریان هر یک از فازها و شار حرارتی وارد بر دیواره لوله تحت تاثیر قرار می‌گیرند.
لازم به ذکر است که علیرغم کوشش های بسیار زیادی که برای طبقه بندی انواع رژیم های جریان دو فازی به عمل آمده است با وجود تمامی این روش های به شدت کیفی و اغلب مطابق نقطه نظرات شخصی محققین می باشند بطوریکه تاکنون رژیم های جریان مختلفی تعریف گردیده و دامنه گسترده ای از اسامی برای این منظور مورد استفاده قرار گرفته اند. تعاریفی که برای انواع رژیم های جریان در اینجا ارائه خواهند شد بصورت خیلی خلاصه بیان شده اند. قبل از بیان به مفهوم جریان های سیالات در خطوط لوله پرداخته شده است.
الگوی جریان در خطوط لوله افقی:
هفت نوع الگوی توزیع برای جریان‌های دوفازی در خطوط لوله افقی وجود دارد. این الگوهای جریان در شکل های صفحه های بعد به نمایش در آمده اند. بطوریکه برای هر رژیم جریان مقادیر تجربی سرعت هر فاز برای مخلوطی از گازهایی با جرم ویژه نزدیک به جرم ویژه هوا و مایعاتی با گرانروی کمتر از صد سانتی پوز داده شده است.

جریان حبابی:
در خطوط لوله افقی در مواردی که نرخ حجمی گاز نسبتا کم و نرخ حجمی مایع نسبتا زیاد باشد جریان حبابی به‌صورت حباب های کوچک گاز تحت تاثیر اختلاف چگالی در قسمت فوقانی لوله ظاهر می شود. با افزایش نرخ حجمی فاز گاز اندازه حباب ها بتدریج افزایش می یابد. سرعت ظاهری مایع در این نوع رژیم جریان بین ۵ الی ۱۵ فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری گاز بین ۱ الی ۱۰ فوت بر ثانیه می باشد.

جریان توپی یا قالبی:
با افزایش سرعت فاز گاز در جریان حبابی تعداد حباب های فاز گاز افزایش می یابد. بطوریکه از برخورد و بهم پیوستن آن ها حباب های بزرگ و توپی شکل نزدیک به جداره بالایی لوله تشکیل خواهند شد. این نوع جریان جریان توپی یا قالبی نامیده می شود.

جریان لایه ای:
در این نوع الگوی توزیع فازهای مایع و گاز کاملا از هم جدا هستن و فاز گاز که عموما دارای سرعت بیشتری نسبت به فاز مایع می باشد و در قسمت فوقانی و مایع در ناحیه پایین درون لوله حرکت می کنند. همچنین تداخل بین دو فاز به ندرت صورت می‌گیرد و فصل مشترک بین آن‌ها نسبتا منظم و صاف می باشد. در این حالت سرعت ظاهری فاز مایع کمتر از ۵/۰ فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری فاز گاز بین ۲ الی ۱۰ فوت بر ثانیه می باشد.

جریان موجی:
در جریان لایه ای اگر سرعت پیدایش گاز مجدادا افزایش یابد. بین فاز گاز و مایع تنشی ایجاد می شود که خود باعث پیدایش امواج در فصل مشترک می شود که این امواج در امتداد جریان حرکت می کنند. سرعت ظاهری مایع در این حالت کمتر از ۱ فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری گاز حدود ۱۵ فوت بر ثانیه می باشد.

جریان لخـــــته ای:

slug flow
در خطوط لوله افقی و مواردی که نرخ جریان مایع زیاد باشد افزایش سرعت گاز منجر به افزایش دامنه موج های سطحی مایع در فصل مشترک گاز و مایع می شود که ضمن آن موج ها به جداره فوقانی لوله برخورد کرده و لختی های مایع تشکیل می شود. لخته های مایع در چنین حالتی می توانند باعث لرزش های شدید و در برخی موارد ایجاد خطر درون تجهیزات واقع در مسیر خطوط لوله و مراکز جمع آوری شوند. از ویژگی های این نوع رژیم جریان می توان از نوسانات منظم در تغییرات فشار و مقدار مایع تجمع یافته نام برد که معیار مناسبی برای تشخیص این نوع رژیم جریان می باشد.

جریان حلقوی:
در این نوع جریان دو فاز گاز و مایع بصورت دو استوانه متداخل درون لوله جاری خواهند شد. این نوع جریان وقتی شکل خواهد گرفت که سرعت ظاهری گاز بیشتر از ۲۰ فوت بر ثانیه باشد. بررسی دقیق این نوع الگوی جریان به جهت تعیین میزان خوردگی سایشی و افزایش بازدهی خط انتقال پیش بینی مقدار مایع تجمع یافته و تعیین ضخامت فیلم مایع روی دیواره لوله و محاسبه افت فشار سیال جهت طراحی خطوط لوله انتقال و تجهیزات انتهایی آن از اهمیت خاصی برخوردار است.

جریان قطره ای:
با افزایش نرخ جریان فاز گاز در جریان حلقوی فاز گاز و فاز مایع را بصورت قطرات ریزی انتقال خواهد داد. احتمالا چنین جریانی وقتی شکل می گیرد که سرعت ظاهری فاز گاز بیش از ۲۰ فوت بر ثانیه باشد. در مواردی که نرخ جریان گاز نسبتا زیاد و نرخ جریان مایع نسبتا کم باشد. فاز مایع در داخل فاز گاز بصورت ذرات بسیار ریز و پراکنده تبدیل شده و اصطلاحا فضایی شبیه مه بوجود می آید. در این حالت رژیم جریان را مه آلود می نامند. بعضی از خطوط انتقال سیستم گاز میعانی در مواقع خاصی در این الگوی جریان قرار دارند.
الگوهای جریان در خطوط لوله قائم
در خطوط لوله قائم نیز الگوهایی ظاهر می شوند که تفاوت چندانی با الگوهای جریان در خطوط لوله افقی ندارند.
جریان حبابی:
در این نوع رژیم جریان فاز مایع بصورت پیوسته و فاز گاز بصورت پراکنده( حباب های ریز ) درون مایع بطرف بالا حرکت می کند. سرعت فازها در این نوع جریان بدلیل اختلاف جرم ویژه فازها متفاوت می باشد. معمولا حباب های ریز گاز با سرعت ظاهری کمتر از ۲ فوت بر ثانیه از درون فاز مایع عبور می کنند.

جریان لخته ای:
در جریان حبابی با افزایش سرعت فاز گاز تعداد حباب ها افزایش یافته و از برخورد و بهم پیوستن آنها با یکدیگر چند گنبد چتری شکل گازی بوجود می آید که در قسمت هایی از لوله تمام سطح مقطع لوله را اشغال می‌کنند. در عمل این نوع جریان بصورت منقطع از فازهای مایع و گاز دارای افت فشار زیاد و همچنین از نظر فرآیندی با ایجاد سر و صدا‌های ناهنجار و آسیب دیدگی تجهیزات همراه است. در طراحی خطوط لوله جریان دو فازی سعی می شود حتی الامکان از ایجاد چنین رژیم جریانی اجتناب شود. در این حالت سرعت ظاهری فاز گاز از ۲ الی ۳۰ فوت بر ثانیه تغییر می کند.
جریان کف آلود:
در جریان لخته ای با افزایش سرعت جریان توده های گاز شکسته شده و جریان ناپایدار و انتقالی بین دو جریان لخته ای و حلقوی شکل خواهد گرفت. در خطوط لوله جریان با قطر زیاد حرکت نوسانی مایع به سمت بالا و پایین رخ می دهد در حالیکه در لوله های باریک این حرکت نوسانی بوقوع نخواهد پیوست و حرکت انتقالی بین دو نوع جریان لخته ای و حلقوی بسیار گذرا خواهد بود.

جریان قطره ای:
در این نوع الگوی جریان فاز گاز بصورت پیوسته و فاز مایع بصورت ذرات ریز به همراه آن در حرکت است. بطوریکه فاز گاز فاز مایع را بصورت قطرات ریز انتقال می دهد. در این حالت تغییرات فشار سیال توسط فاز گاز کنترل می شود. اطلاعات تجربی نشان می دهد که به ازای سرعت ظاهری فاز گاز بیش از ۷۰ فوت بر ثانیه و سرعت ظاهری فاز مایع کمتر از ۲ فوت بر ثانیه باشد این نوع رژیم به جریان حلقوی تبدیل خواهد شد.

 پمپ های هیدرولیک

با توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است. پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و… تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.

فشار اتمسفر در اثر خلا نسبی بوجود آمده به خاطر عملکرد اجزای مکانیکی پمپ، سیال را مجبور به حرکت به سمت مجرای ورودی آن نموده تا توسط پمپ به سایر قسمت های مدار هیدرولیک رانده شود.

حجم روغن پر فشار تحویل داده شده به مدار هیدرولیکی بستگی به ظرفیت پمپ و در نتیجه به حجم جابه جا شده سیال در هر دور و تعداد دور پمپ دارد. ظرفیت پمپ با واحد گالن در دقیقه یا لیتر بر دقیقه بیان می شود.

نکته قابل توجه در مکش سیال ارتفاع عمودی مجاز پمپ نسبت به سطح آزاد سیال می باشد، در مورد روغن این ارتفاع نباید بیش از ۱۰ متر باشد زیرا بر اثر بوجود آمدن خلا نسبی اگر ارتفاع بیش از ۱۰ متر باشد روغن جوش آمده و بجای روغن مایع، بخار روغن وارد پمپ شده و در کار سیکل اختلال بوجود خواهد آورد. اما در مورد ارتفاع خروجی پمپ هیچ محدودیتی وجود ندارد و تنها توان پمپ است که می تواند آن را معین کند.

پمپ ها در صنعت هیدرولیک به دو دسته کلی تقسیم می شوند :

۱- پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت ( پمپ های دینامیکی)

۲- پمپ های با جابه جایی مثبت

پمپ ها با جا به جایی غیر مثبت: توانایی مقاومت در فشار های بالا را ندارند و به ندرت در صنعت هیدرولیک مورد استفاده قرار می گیرند و معمولا به عنوان انتقال اولیه سیال از نقطه ای به نقطه دیگر بکار گرفته می شوند. بطور کلی این پمپ ها برای سیستم های فشار پایین و جریان بالا که حداکثر ظرفیت فشاری آنها به ۲۵۰psi تا۳۰۰۰si محدود می‌گردد مناسب است. پمپ های گریز از مرکز (سانتریفوژ) و محوری نمونه کاربردی پمپ های با جابجایی غیر مثبت می باشد.

پمپ های با جابجایی مثبت: در این پمپ ها به ازای هر دور چرخش محور مقدار معینی از سیال به سمت خروجی فرستاده می شود و توانایی غلبه بر فشار خروجی و اصطکاک را دارد. این پمپ ها مزیت های بسیاری نسبت به پمپ های با جابه جایی غیر مثبت دارند مانند ابعاد کوچکتر، بازده حجمی بالا، انعطاف پذیری مناسب و توانایی کار در فشار های بالا ( حتی بیشتر از psi )

پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر ساختمان :

۱- پمپ های دنده ای

۲ – پمپ های پره ای

۳- پمپ های پیستونی

پمپ ها با جابه جایی مثبت از نظر میزان جابه جایی :

۱- پمپ ها با جا به جایی ثابت

۲- پمپ های با جابه جایی متغییر

در یک پمپ با جابه جایی ثابت (Fixed Displacement) میزان سیال پمپ شده به ازای هر یک دور چرخش محور ثابت است در صورتیکه در پمپ های با جابه جایی متغیر (Variable Displacement) مقدار فوق بواسطه تغییر در ارتباط بین اجزاء پمپ قابل کم یا زیاد کردن است. به این پمپ ها، پمپ‌ها‌ی دبی متغیر نیز می گویند.

باید بدانیم که پمپ ها ایجاد فشار نمی‌کنند بلکه تولید جریان می نمایند. در واقع در یک سیستم هیدرولیک فشار بیانگر میزان مقاومت در مقابل خروجی پمپ است اگر خروجی در فشار یک اتمسفر باشد به هیچ وجه فشار خروجی پمپ بیش از یک اتمسفر نخواهد شد. همچنین اگر خروجی در فشار ۱۰۰ اتمسفر باشد برای به جریان افتادن سیال فشاری معادل ۱۰۰ اتمسفر در سیال بوجود می آید.

پمپ های دنده ای Gear Pump

این پمپ ها به دلیل طراحی آسان، هزینه ساخت پایین و جثه کوچک و جمع و جور در صنعت کاربرد زیادی پیدا کرده اند. ولی از معایب این پمپ ها می توان به کاهش بازده آنها در اثر فرسایش قطعات به دلیل اصطکاک و خوردگی و در نتیجه نشت روغن در قسمت های داخلی آن اشاره کرد. این افت فشار بیشتر در نواحی بین دنده ها و پوسته و بین دنده ها قابل مشاهده است.

پمپ‌های دنده ای :

۱- دنده خارجی External Gear Pumps

۲– دنده داخلی Internal Gear Pumps

۳- گوشواره ای Lobe Pumps

۴- پیچی Screw Pumps

۵- ژیروتور Gerotor Pumps

در این پمپ ها یکی از چرخ دنده ها به محرک متصل بوده و چرخ دنده دیگر هرزگرد می باشد. با چرخش محور محرک و دور شدن دنده های چرخ دنده ها از هم با ایجاد خلاء نسبی روغن به فضای بین چرخ دنده ها و پوسته کشیده شده و به سمت خروجی رانده می شود.

لقی بین پوسته و دنده ها در اینگونه پمپ ها حدود  (۰٫۰۲۵ mm) می باشد.

افت داخلی جریان به خاطر نشست روغن در فضای موجود بین پوسته و چرخ دنده است که لغزش پمپ (Volumetric efficiency ) نام دارد.

با توجه به دور های بالای پمپ که تا rpm 2700 می رسد پمپاژ بسیار سریع انجام می شود، این مقدار در پمپ ها ی دنده ای با جابه جایی متغییر می تواند از ۷۵۰ rpm تا ۱۷۵۰ rpm متغییر باشد. پمپ ها ی دنده ای برای فشارهای تا (کیلوگرم بر سانتی متر مربع۲۰۰ ) ۳۰۰۰ psi طراحی شده اند که البته اندازه متداول آن ۱۰۰۰ psi است.

۲– دنده داخلی Internal Gear Pumps

این پمپ ها بیشتر به منظور روغن‌کاری و تغذیه در فشار های کمتر از ۱۰۰۰ psi استفاده می‌شود ولی در انواع چند مرحله ای دسترسی به محدوده‌ی فشاری در حدود ۴۰۰۰ psi نیز امکان پذیر است. کاهش بازدهی در اثر سایش در پمپ‌های دنده ای داخلی بیشتر از پمپ های دنده ای خارجی است.

۳- پمپ های گوشواره ای Lobe Pumps

این پمپ ها از خانواده پمپ های دنده ای هستند که آرامتر و بی صداتر از دیگر پمپ های این خانواده عمل می نماید زیرا هر دو دنده آن دارای محرک خارجی بوده و دنده ها با یکدیگر درگیر نمی شوند. اما به خاطر داشتن دندانه های کمتر خروجی ضربان بیشتری دارد ولی جابه جایی حجم بیشتری نسبت به سایر پمپ های دنده ای خواهد داشت.

 ۴- پمپ های پیچی Screw Pumps

پمپ پیچی یک پمپ دنده ای با جابه جایی مثبت و جریان محوری بوده که در اثر درگیری سه پیچ دقیق (سنگ خورده) درون محفظه آب بندی شده جریانی کاملا آرام، بدون ضربان و با بازده بالا تولید می کند. دو روتور هرزگرد به عنوان آب بندهای دوار عمل نموده و باعث رانده شدن سیال در جهت مناسب می شوند. حرکت آرام بدون صدا و ارتعاش، قابلیت کا با انواع سیال، حداقل نیاز به روغن‌کاری، قابلیت پمپاژ امولسیون آب، روغن و عدم ایجاد اغتشاش زیاد در خروجی از مزایای جالب این پمپ می باشد.

۵- پمپ های ژیروتور Gerotor Pumps

عملکرد این پمپ‌ها شبیه پمپ های چرخ دنده داخلی است. در این پمپ ها عضو ژیروتور توسط محرک خارجی به حرکت در می‌آید و موجب چرخیدن روتور چرخ دندهای درگیر با خود می شود.

در نتیجه این مکانیزم درگیری، آب بندی بین نواحی پمپاژ تامین می گردد. عضو ژیروتور دارای یک چرخ دندانه کمتر از روتور چرخ دنده داخلی می باشد.

حجم دندانه کاسته شده ضرب در تعداد چرخ دندانه چرخ دنده محرک، حجم سیال پمپ شده به ازای هر دور چرخش محور را مشخص می نماید.

 پمپ های پره ای

به طور کلی پمپ های پره ای به عنوان پمپ های فشار متوسط در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. سرعت آنها معمولا از ۱۲۰۰ rpm تا ۱۷۵۰ rpm بوده و در مواقع خاص تا ۲۴۰۰ rpm نیز می رسد. بازده حجمی این پمپ ها ۸۵% تا ۹۰% است اما بازده کلی آنها به دلیل نشت های موجود در اطراف روتور پایین است ( حدود ۷۵% تا ۸۰% ). عمدتا این پمپ‌ها آرام و بی سر و صدا کار می کنند، از مزایای جالب این پمپ ها این است که در صورت بروز اشکال در ساختمان پمپ بدون جدا کردن لوله های ورودی و خروجی قابل تعمیر است.

فضای بین روتور و رینگ بادامکی در نیم دور اول چرخش محور، افزیش یافته و انبساط حجمی حاصله باعث کاهش فشار و ایجاد مکش می گردد، در نتیجه سیال به طرف مجرای ورودی پمپ جریان می یابد. در نیم دور دوم با کم شدن فضای بین پره ها سیال که در این فضاها قرار دارد با فشار به سمت خروجی رانده می شود. همانطور که در شکل می بینید جریان بوجود آمده به میزان خروج از مرکز(فاصله دو مرکز) محور نسبت به روتور پمپ بستگی دارد و اگر این فاصله به صفر برسد دیگر در خروجی جریانی نخواهیم داشت.

پمپ های پره ای که قابلیت تنظیم خروج از مرکز را دارند می توانند دبی های حجمی متفاوتی را به سیستم تزریق کنند به این پمپ ها ، جابه جایی متغییر می گویند. به خاطر وجود خروج از مرکز محور از روتور(عدم تقارن) بار جانبی وارد بر یاتاقان ها افزایش می یابد و در فشار های بالا ایجاد مشکل می کند.

برای رفع این مشکل از پمپ های پره ای متقارن (بالانس) استفاده می کنند. شکل بیضوی پوسته در این پمپ ها باعث می شود که مجاری ورودی و خروجی نظیر به نظیر رو به روی هم قرار گیرند و تعادل هیدرولیکی برقرار گردد. با این ترفند بار جانبی وارد بر یاتاقان ها کاهش یافته اما عدم قابلیت تغییر در جابه جایی از معایب این پمپ ها به شمار می آید .( چون خروج از مرکز وجود نخواهد داشت)

حداکثر فشار قابل دستیابی در پمپ های پره ای حدود ۳۰۰۰ psi است.

پمپ های پیستونی

پمپ های پیستونی با دارا بودن بیشترین نسبت توان به وزن، از گرانترین پمپ ها هستند و در صورت آب بندی دقیق پیستون ها می تواند بالا ترین بازدهی را داشته باشند. معمولا جریان در این پمپ ها بدون ضربان بوده و به دلیل عدم وارد آمدن بار جانبی به پیستونها دارای عمر طولانی می باشند، اما به خاطر ساختار پیچیده تعمیر آن مشکل است.

از نظر طراحی پمپ های پیستونی به دو دسته شعاعی و محوری تقسیم می شوند.

پمپ های پیستونی محوری با محور خمیده( Axial piston pumps(bent-axis type) ) :

در این پمپ‌ها خط مرکزی بلوک سیلندر نسبت به خط مرکزی محور محرک در موقعیت زاویه ای مشخصی قرار دارد میله پیستون توسط اتصالات کروی (Ball & socket joints) به فلنج محور محرک متصل هستند به طوری که تغییر فاصله بین فلنج محرک و بلوک سیلندر باعث حرکت رفت و برگشت پیستون ها در سیلندر می شود. یک اتصال یونیورسال ( Universal link) بلوک سیلندر را به محور محرک متصل می کند.

میزان خروجی پمپ با تغییر زاویه بین دو محور پمپ قابل تغییر است. در زاویه صفر خروجی وجود ندارد و بیشینه خروجی در زاویه ۳۰ درجه بدست خواهد آمد.

پمپ های پیستونی محوری با صفحه زاویه گیر ((Axial piston pumps(Swash plate) :

در این نوع پمپ ها محوربلوک سیلندر و محور محرک در یک راستا قرار می گیرند و در حین حرکت دورانی به خاطر پیروی از وضعیت صفحه زاویه گیر پیستون ها حرکت رفت و برگشتی انجام خواهند داد، با این حرکت سیال را از ورودی مکیده و در خروجی پمپ می کنند. این پمپ ها را می توان با خاصیت جابه جایی متغیر نیز طراحی نمود. در پمپ های با جابه جایی متغییر وضعیت صفحه زاویه گیر توسط مکانیزم های دستی، سرو کنترل و یا از طریق سیستم جبران کننده تنظیم می شود. حداکثر زاویه صفحه زاویه گیر حدود ۱۷٫۵ درجه می باشد.

پمپ های پیستونی شعاعی (Radial piston pumps)

در این نوع پمپ ها، پیستون ها در امتداد شعاع قرار میگیرند. پیستون ها در نتیجه نیروی گریز از مرکز و فشار سیال پشت آنها همواره با سطح رینگ عکس العمل در تماسند.

برای پمپ نمودن سیال رینگ عکس العمل باید نسبت به محور محرک خروج از مرکز داشته باشد در ناحیه ای که پیستون ها از محور روتور فاصله دارند خلا نسبی بوجود آمده در نتیجه مکش انجام میگیرد، در ادامه دوران روتور، پیستون ها به محور نزدیک شده و سیال موجود در روتور را به خروجی پمپ می کند. در انواع جابه جایی متغییر این پمپ ها با تغییر میزان خروج از مرکز رینگ عکس العمل نسبت به محور محرک می توان مقدار خروجی سیستم را تغییر داد.

پمپ های پلانچر (Plunger pumps)

پمپ های پلانچر یا پمپ های پیستونی رفت و برگشتی با ظرفیت بالا در هیدرولیک صنعتی کاربرد دارند. ظرفیت برخی از این پمپ ها به حدود چند صد گالن بر دقیقه می رسد.

پیستون ها در فضای بالای یک محور بادامکی (شامل تعدادی رولر برینگ خارج از مرکز) در آرایش خطی قرار گرفته اند. ورود و خروج سیال به سیلندر ها از طریق سوپاپ ها(شیر های یک ترفه) انجام می گیرد.

راندمان پمپ ها (Pump performance):

بازده یک پمپ بطور کلی به میزان تلرانسها و دقت بکار رفته در ساخت، وضعیت مکانیکی اجزاء و بالانس فشار بستگی دارد. در مورد پمپ ها سه نوع بازده محاسبه می شود:

۱- بازده حجمی که مشخص کننده میزان نشتی در پمپ است و از رابطه زیر بدست می آید

( دبی تئوری که پمپ باید تولید کند /میزان دبی حقیقی پمپ )=بازده حجمی

۲- بازده مکانیکی که مشخص کننده میزان اتلاف انرژی در اثر عواملی مانند اصطکاک در یاتاقان ها و اجزای درگیر و همچنین اغتشاش در سیال می باشد.

بازده مکانیکی

(قدرت حقیقی داده شده به پمپ /قدرت تئوری مورد نیاز جهت کار پمپ )

۳- بازده کلی که مشخص کننده کل اتلاف انرژی در یک پمپ بوده و برابر حاصضرب بازده مکانیکی در بازده حجمی می باشد.

۴-طراحی هیدرولیکی خطوط لوله

انتقال جریان های دوفازی در حالت پایدار

مقدمه
معمولا طراحی هیدرولیکی خطوط لوله انتقال جریان های دوفازی در حالت پایدار با استفاده از یکی از روش های ذیل انجام می گیرد:
استفاده از معادلات مناسب جریان تک فازی به همراه یک ضریب ایمنی
استفاده از معادلات و روابط تجربی پایدار جریان های دوفازی
در روش اول از روابط تجربی و یا معادلات تحلیلی مناسب موجود در طراحی خطوط لوله انتقال جریان تک فازی به همراه یک ضریب ایمنی بدلیل افت فشار زیاد موجود در جریان های دوفازی جهت طراحی خطوط لوله دوفازی استفاده می شود. لازم بذکر است که نتایج حاصل از انجام این روش عموما منجر به دو حالت طراحی بیش از اندازه و طراحی کمتر از اندازه خواهد شد. انجام طراحی بیش از اندازه مشکلات عمده ای را به همراه نداشته در صورتیکه انجام طراحی کمتر از اندازه باعث ایجاد خطر لوله و تجهیزات جانبی آن می شود. همچنین هنگامی که مقدار مایع چگالیده شده درون خط لوله ناچیز باشد استفاده از این روش خیلی خوب می تواند از انجام طراحی کمتر از اندازه خط لوله جلوگیری نماید. در اغلب اوقات مقدار مایع چگالیده شده درون خط لوله به مقدار کافی با اهمیت بوده بطوریکه استفاده از این روش منجر به پیدایش خطاهای زیادی در انجام محاسبات خواهد گردید.
در حالیکه در روش دوم از روابط تجربی جهت انجام محاسبات طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی استفاده می شود. بطوریکه تمامی این روابط تجربی بر اساس اطلاعات محدود و مختص به خطوط لوله با قطر کم در فشار پایین و برای سیستم های ساده تر نظیر مخلوط آب و هوا بدست آمده اند. شرایط اعمال شده در دقت و قابلیت انعطاف روش فوق یک محدودیت را در بکارگیری این روش به عنوان یک ابزار طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی بوجود می آورد. بطوریکه برون یابی این اطلاعات و استفاده از این روابط تجربی در طراحی خطوط لوله عملیاتی و واقعی انتقال جریان های دوفازی منجر به پیدایش خطاهای زیادی در طراحی خواهد گردید.

 باید توجه داشت که روابط تجربی موجود جهت طراحی خطوط لوله انتقال جریان های دوفازی را می توان در حالت کلی به سه دسته زیر تقسیم بندی نمود:
در دسته اول لغزش بین دو فاز گاز و مایع و نیز تغییرات رژیم جریان در نظر گرفته نمی شود. لذا مقدار جرم ویژه مخلوط دوفازی براساس نسبت مایع تجمع یافته در حالت عدم لغزش در هر قسمت از خطوط لوله محاسبه شده و تنها یک رابطه برای ضریب اصطکاک جریان دوفازی مورد نیاز است.
در دسته دوم لغزش بین دوفاز بین مورد توجه گرفته ولی تغییرات جریان در نظر گرفته نمی شود. در این روش دو معادله جداگانه جهت محاسبه ضریب اصطکاک و مقدار مایع تجمع یافته مورد استفاده قرار می گیرد.

در دسته سوم هم لغزش بین فاز و هم تغییرات جریان مورد توجه قرار می گیرند. در این گروه علاوه بر استفاده از روابط مختلف جهت محاسبه مقدار تجمع یافته و ضریب اصطکاک معادلاتی نیز جهت پیش بینی نوع رژیم جریان دوفازی می باشند. بطوریکه تعیین نوع رژیم جریان معادلات مربوط را بدست می آورند.
ذکر این نکته قابل توجه است که مکانیزم تغییرات رژیم جریان در بعضی موارد از نظر فیزیکی مورد توجه قرار نگرفته و برای تعیین رژیم جریان از منحنی های تجربی استفاده می شود.
بدیهی است که نتایج حاصل از دسته سوم از دو دسته دیگر دارای دقت بیشتری بوده و از روابط تجربی دو دسته دیگر زمانی می توان استفاده نمود که فرضیات در نظر گرفته شده در آن ها برای اعمال شرایط مورد نظر قابل قبول باشد. به عنوان مثال هنگامی که نرخ جریان گاز زیاد بوده و رژیم جریان دوفازی مه آلود باشد از لغزش بین فازها می توان صرفه نظر کرد.

مراحل طراحی مقدماتی خطوط لوله جریان های دوفازی جهت تعیین مقادیر افت فشار و مایعات تجمع یافته بترتیب به صورت زیر می باشد:
مرحله اول: تعیین ترکیب درصد نرخ حجمی و شرایط عملیاتی گاز ورودی به خط لوله
مرحله دوم: تعیین مشخصات خط لوله از قبیل قطر طول و تغییرات ارتفاع خط لوله
مرحله سوم: تعیین ضریب کلی انتقال حرارت و انجام موازنه حرارتی در قطعه ای با طول معین از خط لوله
مرحله چهارم: انجام محاسبات تبخیر ناگهانی و در نتیجه تعیین آنتالپی هر یک از فازهای گاز و مایع با استفاده از یک معادله حالت مناسب در قطعه ای با طول معین از خط لوله
مرحله پنجم: تعیین انواع الگوهای جریان مختلف موجود درون هر قسمت از خط لوله
مرحله ششم: محاسبه مقادیر افت فشار و مایعات تجمع یافته درون هر قسمت از خط لوله با توجه به نوع رژیم جریان موجود در آن قسمت و سپس تعیین مقادیر کلی افت فشار و مایعات تجمع یافته در طول کل خط لوله. در این مرحله باید توجه داشت که اگر جریان درون خط لوله دوفازی به صورت پایدار باشد بایستی از روابط تجربی و یا معادلات تحلیلی مناسب استفاده شود.
همچنین در صورت طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی در حالت ناپایدار بایستی از معادلات تحلیلی مناسب که در جهت تعیین انواع رژیم های جریان دوفازی ناپایدار و همچنین محاسبه مقادیر افت فشار و مایعات تجمع یافته درون خطوط لوله استفاده نمود.
عوامل موثر در طراحی هیدرولیکی خطوط لوله جریان های دوفازی
برای انجام محاسبات دقیق طراحی مقدماتی خطوط لوله انتقال جریان دوفازی بایستی نکات زیر را مورد توجه قرار داد:

۱-در هنگام طراحی خطوط لوله جریان های دوفازی پایدار با استفاده از روابط تجربی. البته باید توجه داشت که هر یک از روابط تجربی موجود بر اساس بانک اطلاعاتی حاصل از سیستم مورد آزمایش آن موحق گسترش یافته است و نمی توان صریحتا یک رابطه را بر رابطه دیگر ترجیح داد. بطوریکه برخی از این روابط تجربی در یک محدوده دارای جواب قابل قبول و در خارج از آن محدوده جواب غیر قابل قبول ارائه می دهند. با در نظر گرفتن نکات فوق جهت طراحی خطوط لوله مذکور مناسب تر است با استفاده از روش های موجود یک محدوده پایین و بالا برای پارامترهای طراحی انتخاب کرده و طراحی را طوری انجام داد که نتایج حاصله در داخل این محدوده قرار گیرند. شایان ذکر است که در این حالت طراحی بایستی به طریقی انجام گیرد که خط لوله توانایی تحمل نوسانات احتمالی فشار از مقدار حداقل تا حداکثر را داشته باشد. و همچنین تدابیر لازم برای تجهیزات انتهایی خط لوله در نظر گرفته شود.
۲-طراحی مناسب یک خط لوله انتقال جریان دوفازی در صورتی که با شرایط واقعی سازگار خواهد بود که از اطلاعات اولیه خطوط لوله موجود دوفازی استفاده شود در این صورت لازم است خط لوله موجود ابتدا عاری از مایعات تجمع یافته شده و سپس براساس شرایط طراحی در نرخ های حجمی متفاوت مقادیر افت فشار و مایع تجمع یافته درون خط لوله را اندازه گیری نمود. با توجه به اطلاعات بدست آمده خط لوله انتقال جریان دوفازی را می توان با دقت بیشتر و کارائی بالاتر طراحی نمود.
۳-در طراحی یک خط لوله انتقال جریان دوفازی لازمست که خصوصیاتی که بیانگر تصویر واقعی استفاده از آن خط لوله در آینده می باشند را در نظر گرفت. چنین تصویری را می‌توان با در نظر گرفتن شرایط زیر ارزیابی نمود:

شرایط رئولوژیکی
شرایط مخزن
شرایط تولید
نیاز مصرف کننده

به عنوان مثال از آنجا که عملکرد و رفتار مخازن هیدروکربوری به گونه ای است که نسبت گاز به مایع متناسب با زمان تغییر کرده لذا میزان دقیق نرخ حجمی جریان دوفازی درون خط لوله مشخص نبوده و بنابراین طراحی خط لوله جریان دوفازی بر اساس روش حدس و خطا و با نرخ حجمی کمتر از ظرفیت طراحی شده انجام می شود.


اطلاعات درباره اتصالات هیدرولیک

انواع رزوه‌ها
انواع مختلف رزوه‌ها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از انواع رزوه مانند     NPT، NPTF، BSP، BSPT، SAE، METRIC و   UN/UNF در صنعت هیدرولیک پرکاربردتر می‌باشند. هر کدام از انواع مذکور با توجه به زاویه و مشخصات دیگر رزوه‌ها می‌توانند در آب‌بندی و استقرار قطعات نقش بسزایی داشته باشند.
ارتباط بین اتصالات و پورت‌ها
قطعات هیدرولیک شامل انواع پمپ‌ها، موتورها، شیرها، سیلندرها و … دارای چندین پورت ورود و خروج روغن و پورت‌های کنترلی می‌باشند که توسط انواع اتصالات به صورت رزوه‌ای یا فلنجی با لوله‌ها و شیلنگ‌ها به هم مرتبط می‌گردند. انتخاب نحوه اتصال مناسب نه تنها باعث کاهش هزینه‌ها و سهولت نصب می‌گردد بلکه امکان ایجاد نشتی را نیز کاهش می‌دهد.
سه نوع متداول از اتصالات برای ارتباط بین انواع لوله، تیوب و شیلنگ و اتصال آن‌ها به پورت‌های قطعات هیدرولیک به کار می‌رود:
اتصال با رزوه‌های موازی
اتصال با رزوه‌های مخروطی
اتصال فلنجی

اتصالات رزوه‌ای  ( NPTوBSPT وBSP)
منظور از رزوه‌های مخروطی، زاویه دنده‌ها نمی‌باشند، بلکه شیب‌دار بودن وضعیت قرار‌ گیری آن‌ها است.
رزوه‌های موازی یا مستقیم به راحتی بسته می شود وآب‌بندی در آن‌ها توسط اورینگ انجام می‌شود.

اتصال و آب‌بندی تیوب‌ها
اتصالات فلنجی (بغل پمپی)
اتصالات فلنجی بهترین انتخاب برای پورت‌های بزرگ و جریان‌های زیاد می‌باشد.

اتصال فلنجی
نکات مهم در مورد انتخاب نوع اتصالات
در اتصال با دنده‌های موازی، آب‌بندی توسط رزوه‌ها انجام نمی‌شود بلکه وظیفه جلوگیری از نفوذ روغن و نشتی بر عهده انواع اورینگ‌ یا واشر‌های تخت فلزی می‌باشد. در اتصالات مخروطی رزوه‌ها علاوه بر نگه‌داری اتصال وظیفه آ‌بندی را نیز برعهده دارند.
اتصال با رزوه‌های موازی برای ارتباط شیری‌ها به صورت متداول مورد استفاده قرار می‌گیرند. این اتصالات نیاز به گشتاور کمتری برای نصب، نسبت به اتصالات مخروطی دارند. این امر باعث حذف امکان ایجاد اعوجاج و ترک در پوسته قطعات هنگام سفت کردن اتصال می‌شود.
اتصالات با رزوه مخروطی برعکس اتصالات موازی ممکن است بر اثر لرزش به مرور زمان شل شده و ایجاد نشتی نمایند.
اتصالات با رزوه‌های موازی هنگام نصب تغییر شکل نمی‌دهند و امکان استفاده مجدد آن‌ها وجود دارد در حالی که اتصالات مخروطی برای استفاده مجدد محدودیت دارند.
اتصال فلنجی بهترین انتخاب برای پورت‌های بزرگ و جریان‌های زیاد می‌باشند. این اتصالات توسط اورینگ فشرده شده در شیار موجود در سطح صاف اطراف اتصالات آب‌بندی می‌شود.

اتصالات شیلنگ‌ها
معمولاً دو سر شیلنگ‌های فشار قوی به دو مجموعه اتصال رابط متصل می‌گردد. این اتصالات معمولاً به صورت پرسی یا پیچی به شیلنگ متصل می‌شوند. اتصال پرسی که توسط فشردن یک غلاف روی شیلنگ انجام می‌شود قابل استفاده مجدد نیست. در این حالت غلاف فولادی توسط قالب‌ها و پرس مخصوص بر روی شیلنگ فشرده شده به نحوی که بر روی آن اعوجاج ایجاد می‌گردد. این اعوجاج مانع جدا شدن اتصال از سر شیلنگ خواهد شد. نوع پیچی این اتصال را می‌توان مجدداً بعد از باز نمودن اتصال مورد استفاده قرار داد.

هدایت کننده‌های روغن
در سیستم‌های هیدرولیک، هدایت کننده‌های روغن، وظیفه انتقال روغن به مصرف کننده‌های مختلف را بر عهده دارند. اجزاء هدایت کننده روغن در سه گروه اصلی زیر طبقه بندی می‌شوند:
اتصالات (فیتینگ‌ها)
شیلنگ‌ها (فشار قوی و پلاستیکی)
لوله‌ها (شامل لوله‌های هیدرولیک و تیوب‌ها)

انتقال روغن در ورودی و خروجی قطعات هیدرولیک توسط اتصالات مستقر روی پورت‌ها صورت می‌گیرد. در ادامه لوله‌ها و شیلنگ‌ها بخش عمده مسیر انتقال را تشکیل می‌دهند. در ابتدا و انتهای لوله‌ها و شیلنگ‌ها برای ایجاد ارتباط با یکدیگر از اتصالات مختلف استفاده می‌شود. در فرآیند انتقال، این اجزا تحت انواع تنش‌های مکانیکی، حرارتی و خوردگی قرار می‌گیرند. این تنش‌ها مهمترین عوامل در تعیین سایز و جنس هدایت کننده‌های روغن می‌باشند. سایز لوله‌ها، شیلنگ‌ها و اتصالات باید به نحوی تعیین شود که آن‌ها قادر به انتقال کل دبی بوده و با عبور جریان اصطکاک زیادی تولید نگردد.

با خواندن این مقاله در زمینه اتصالات هیدرولیک, شیلنگ هیدرولیک بینشی درباره اینکه آنها در چه صنعتی استفاده می شوند و محصولات استخراج شده از معادن ما چه پیشرفتی برای صنعت ایجاد کرده را بدست می آورید.

۱-پیشرفت ها در زمینه مونتاژ شیلنگ هیدرولیک

۲-استفاده از شیلنگ هیدرولیک محصولات معدنی

پیشرفت ها در زمینه مونتاژ شیلنگ و اتصالات هیدرولک

شیلنگ‌های هیدرولیک در طیف گسترده ای ازبخش های بازار در صنعت در سراسر جهان به عنوان وسیله ای برای انتقال گاز و یا مایع فشار بالا در ماشین آلات و فرآیندهای کارخانه صنعتی استفاده می شوند. خطرات نشت احتمالی انتقال مایعات با فشار بالا بسیار زیاد است، بنابراین مکانیسم های ایمنی مورد نیاز را از طریق روش های تست دقیق مورد آزمایش قرار می دهند. تمام آداپتورهای کمکی، اجزاء اصلی اتصالات هیدرولیک(کوپلینگ هیدرولیک)، شیر آلات و سایر اتصالات هیدرولیک شیلنگ ها به طور کامل تحت شرایط واقعی برای کنترل پایداری و انعطاف پذیری آزمایش می گردند.

آداپتورهای اصلی

امروزه بست های صنعتی شیلنگ در بازار وجود دارد، که مهمترین آنها آداپتوراصلیشیلنگ‌های هیدرولیک است. آداپتورهای اصلی مکانیسم موثر و مهمی برای اتصال دو سر شیلنگ بهم هستند که برای انتقال مایع با فشار بالا در محیط های خطرناک از جمله صنایع معدن زیرزمینی و ساخت و سازسایت های تونل استفاده می شوند. اتصال صحیح نیاز به تحت فشار قرار دادن شدید دو سر شیلنگ دارد و به منظور انجام آن آداپتورهای اصلی بعنوان یک قفل استفاده می شوند که در حقیقت یک قطعه منحنی از فولاد به شکل یک خم U هستند که درون هر دو طرف بستهای نری و مادگی شیلنگ هیدرولیک قرار می گیرد.

بست های اصلی چرخان

استخراج های مته ای معدن در مقیاس بزرگ نیاز به شیلنگ‌های هیدرولیکی دارند که بتواند آزادانه هنگام انتقال مایع با فشار بالا در شرایطی که لرزشهای ناشی از محیط با ضربه های سنگین به شیلنگ وارد می شود، حرکت کند. بست های اصلی چرخان برای چنین کاربردها یی طراحی شدند و توسعه یافتند تا کاهش استرس پیچشی (چرخشی) را با دادن امکان حرکت آزادانه به قطعات شیلنگ در طول عملیات فراهم آورند در حالی که مکانیزم قفل درفشار بالا نیز حفظ شود.

محفاظت از قطعات شیلنگ هیدرولیک

با وجود محیط های پرخطری که قطعات شیلنگ‌های هیدرولیک می بایست در آنها کار کنند، نیاز به راه حل های حفاظتی است که بتوان سطوح بیرونی شیلنگهای در حال استفاده را در محل محافظت کرد. امروزه بر خی از لایه های محافظ طراحی و تست شده اند تا در برابر سایش و در درجه حرارت های بالا مقاوم باشند. این محفاظ را می توان هم برای شیلنگ های تکی و یا دوتایی (چندتایی) که در استخراج معادن و دیگر محیط های صنعتی استفاده می شود بکار برد .این نوع محفاظ های شیلنگ برای خروج نفت (روغن) و کابل کشی برق نیز ایده آل می باشد و حتی انواعی ازبازویی های محافظ با پوشش سیلیکونی برای مقاومت در برابر آتش نیز وجود دارد.

اتصالات شیلنگ

اتصالات شیلنگ‌ها که با تنوع بسیاری در سراسر جهان بصورت سفارشی برای کاربرد در جاهای خاص دربخش های مختلف بازار ساخته می شوند ، از لحاظ محیط خاصی که شیلنگ‌های هیدرولیک در آن استفاده می شود دارای مشترکاتی هستند. اگرچه برخی از تولیدات که عمومیت بیشتری دارند را می توان از طریق اینترنت خریداری کرد، ولی طیف گسترده ای از آنها باید به تولید کنندگانی سفارش داده شوند که قادر به تولید اتصالات سفارشی برای شیلنگ ها بر طبق استاندارد های دقیق صنعتی بین المللی باشند که به طور کامل تست شده باشد .

۲-کاربرد‌های شیلنگ هیدرولیک– محصولات معدنی

محصولات شیلنگ هیدرولیک مربوط به معدن کاری در برخی صنایع از جمله معدن زغال سنگ، ساخت تونل، فرایندهای مرتبط با نفت و جوشکاری استفاده می شوند. آنهابه مایعات این امکان را می دهند تا در فشار بسیار بالا در محیط های خطرناک بدون خطر و مطمئن انتقال یابند. شیلنگ ها از لاستیک های با کیفیت بالا ساخته شده و به شدت عایق بندی می شوند تا دوام شان افزایش پیدا کند و قادر باشند مایعات را با سرعت یکسان هدایت کنند که این امر در صنعتی که در آن استفاده می شوند بسیار ضروری است.

شیلنگ‌های فشار بالا و اتصالات هیدرولیک در معدن کاری

شیلنگ هیدرولیک و اتصالات هیدرولیک برای استخراج از معادن به ویژه آن دسته از معادن که در آن انتقال سیال در اعماق زمین مورد نیاز است ایده آل اند. آبی که برای خنک کردن مستمر ماشین آلات معدن در دوره های زمانی طولانی مدت در طی شبانه روز استفاده می شود می‌بایست از سطح زمین با فشار بالا به سطح زغال سنگ منتقل و یا پمپ شده و دوباره خارج شود.

این آب پر فشار نه تنها به عنوان یک روش مطمئن برای خنک کردن ماشین آلات و محیط اطراف آن بکارمی رود بلکه به عنوان یک فرایند تمیز کننده نیز می باشد که با حذف خاک وخاکروبه ها به ماشین آلات در حال کارکمک می کند تا با نهایت ظرفیت خود کار کنند. سپس این آب کثیف که انرژی خود را از دست داده با استفاده از همان شیلنگ‌های هیدرولیک فشار بالا به خارج از معدن منتقل می شود تا دوباره پمپ شود. بدیهی است که آب باید با همان سرعتی که آب تازه خنک به درون پمپ شده به بیرون بازگردد تا تعادل همواره برقرار باشد در غیر این صورت معدن به سرعت دچار سیل ( آب گرفتگی ) می شود.

اتصالات هیدرولیک شیلنگ‌های معدن کاری

اتصالات هیدرولیک و شیلنگ‌های هیدرولیک مورد استفاده درمعادن دقیقا مناسب برای آن کار و با افزودن پوشش عایق گرمایی ساخته می شود تا آسیب‌های ناشی از عبور آب و یا سایر سیالات با فشار و حرارت بالا را در طول زمان به حداقل برساند. آبی که به خارج از معدن منتقل می شود آب تمیزی نیست زیرا پر از خاک و آشغالهای باقی مانده از ماشینهای معدن کاری است و می تواند باعث صدمه به لایه درونی شیلنگ هیدرولیک شود. بدین سبب شیلنگ‌ها و اتصالات هیدرولیک معدن کاری به طور ویژه ای طراحی شده اند تا در برابر آسیب‌های این چنین و همچنین فشار بالای آب مقاوم باشند. تمامی اتصالات هیدرولیک از جمله آداپتورها، ورودی شیلنگ‌ها، دریچه های توپی و بست ها (کوپلینگ‌ها) همه با شدت بسیار در محیط های تحت کنترل با فشار بالا آزمایش می شوند تا اطمینان حاصل شود که همه آنها داری مقاومت کافی برای استفاده در سال های متمادی در صنعت هستند.

شیلنگ هیدرولیک

شیلنگ هیدرولیک شیلنگی است که تحت فشار بالا، از پلاستیک ترکیبی (سینتتیک)، پلاستیک ارتجاعی در برابر حرارت و یا تفلون تولید شده و کار انتقال سیالات را برای انتقال نیرو به ماشین‌های هیدرولیک بر عهده دارد.

مشخصات

استفاده ازماشین آلات هیدرولیکی در اوایل دهه ۱۹۴۰ هنگامی که مهندسین ساختند.

سیستم‌های هیدرولیک می‌توانند بسیار کوچکتر (فشرده‌تر) سبک‌تر باشند و روغن‌کاری را به طور خودکار انجام دهند. جنگ جهانی دوم نیز عاملی برای پیشرفت ماشین آلات هیدرولیکی در کاربردهای نظامی به حساب می‌آمد. با پیشرفت در تولید شیلنگ‌های هیدرولیکی انعطاف پذیر، راه برای توسعه طیف وسیعی از ماشین آلات جدید و پر قدرت بر پایه فناوری هیدرولیک باز گردد.

ساختار: شیلنگ‌های هیدرولیک از سه قسمت اصلی ساخته شده اند، یک لوله داخلی که مایع از آن عبور می کند. این لوله با پوششی ازسیم‌های تاییده شده (با پوشش پلاستیکی) یا سیم‌های مارپیچ و یا منسوجات بر پایه نخ مستحکم شده، لایه محافظ سوم بیرونی نقش محافظت در برابر هوا، فرسایش و یا روغن یا مواد شیمیایی را بعهده دارد. شیلنگ‌های هیدرولیک برای استفاده در کاربردهای ویژه مکانیکی، صنعتی خاص طراحی و یا سفارش داده می شوند. در اکثر موارد شیلنگ‌های هیدرولیک در سایزهای خاصی و با دارا بودن اتصال کننده های معمول و برای کار در ماشین‌های مشخصی، اتصالات مربوط به‌خود را دارند.

طول عمر: شیلنگ‌های هیدرولیک دائمی نیستند. عوامل متعددی می توانند بر عمر آنها اثر بگذارند. زیاد خم کردن شیلنگ، پیچاندن آن، گره زدن، کشیدن، له کردن و یا خراشیدن سطح آن می تواند عمر شیلنگ را کاهش دهد. دمای بسیار پایین یا بالا در حین کار می‌تواند باعث ترک خوردن و آسیب دیدن شیلنگ شود. استفاده از سایز و نوع با وزن نامناسب نیز می تواند به آنها آسیب برساند. شیلنگ‌ها قبل از اینکه خراب شوند باید تعویض گردند که این نکته در ماشین آلات هیدرولیکی سنگین، ترمزها و ماشین‌های هیدرولیکی به توجه ویژه ای نیاز دارد. شیلنگ‌ها ممکن است در هنگام استفاده باد کرده باشند، ترک خورده باشند، تاول زده و یا متورم شده باشند و یا شاید درآن زمان عیبی را نشان ندهند. شیلنگ‌ها را بر اساس توصیه تولید کنندگان بصورت منظم می بایست تعویض و تا از بروز حوادث جلوگیری شود.

مفهوم(هدف)

سیستم‌های هیدرولیک قابلیت این را دارند که براحتی گشتاور نیرو را چند برابر کرده و یا نیرو را به آنها وارد کنند. سیستم‌های مکانیکی دارای سیستم پیچیده (دنده، زنجیر، قرقره ای و اهرمها) هستند تا بتوانند با فاصله ای از موتور باعث حرکت ماشین می گردند. بهرحال سیستم‌های هیدرولیک می‌توانند نیرو را از یک موتور مولد نیرو توسط مجموعه‌ای از شیلنگ‌های هیدرولیک به جای دیگری که باید نیرو منتقل شود بسادگی منتقل کنند. سیالات نیرو را بطور موثری منتقل می کنند زیرا فشرده نمی شوند. نیرویی که به یک سرشیلنگ هیدرولیک وارد آمده با میزان کمی هدر رفتن به سر دیگر آن منتقل می‌شود. تعویض سایز شیلنگ در طی مسیر می‌تواند افزایش و یا کاهش نیروی انتقالی را در طرف دیگر سبب گردد.

مزایا: شیلنگ‌های هیدرولیک می توانند نیرو را از چندین انس فشار به یک خروجی چند تنی مبدل کنند. با استفاده از شیلنگ‌های هیدرولیک، ماشین‌های هیدرولیک می توانند گشتاوری بسیار قوی با سرعت پایین ایجاد کنند و سرعت و حرکت ماشین را با دقتی بسیار بالا تنظیم کنند. یک پمپ هیدرولیکی یا کمپرسور به تنهایی می تواند از طریق شیلنگ‌های هیدرولیکی، نیروی لازم را برای بسیاری ماشین‌های گوناگون و عملکرد آنها را با سطوح متفاوتی از قدرت در یک زمان را فراهم آورد. ماشین‌های پرتوان هیدرولیکی در مکان‌هایی که بخار اشتعال زا وجود دارد و یا وسایل الکتریکی یا الکترونیکی ممکن است باعث انفجار شوند براحتی کار کنند.

دسته بندی شیلنگ‌ها : شیلنگ‌ها دارای درجه بندی خاصی برای انواع مخصوص به خود است که می‌توانند بر اساس نوع سیالی که در خود جابجا می‌کنند، بازده دمایی که در آن کار می کند و میزان فشاری که تحمل می کنند دسته بندی شوند. معمولا این اطلاعات روی شیلنگ یا اتصالات آن چاپ می شود. در برخی موارد روی شیلنگ‌ها یک شماره مدل چاپ می شود و به ‌همراه آنها یک برگه اطلاعات فنی برای انواع مدل‌ها داده می شود.

احتیاط: سیستم‌های هیدرولیک برای راه اندازی ماشین‌ها تحت فشار بالا کار می‌کنند. شیلنگ‌هایی که در فشار بالا عمل نکنند می‌توانند ضربه بسیار محکمی را (مانند تازیانه) به اطرافیان و یا متصدی دستگاه وارد کنند. بنابراین می‌بایست بر اساس توصیه تولید کنندگان، آنها را در مواقع مناسب چک و تعویض نمایند.

اتصالات فشار قوی هیدرولیک

انواع اتصالات فشار قوی، اتصالات میلی متر، اتصالات هیدرولیک، لوله هیدرولیک، شیلنگ هیدرولیک، اتصالات فشار قوی،  لوله های بدون درز، اتصالات پنوماتیک، اتصالات هیدرولیک میلی متری، اتصالات فشار قوی رزوه ای، اتصالات فشار قوی ساکتی، اتصالات هیدرولیک JIC، اتصالات هیدرولیک ORFS، اتصالات هیدرولیک BSP، اتصالات هیدرولیک NPT، اتصالات هیدرولیک BSPT، اتصالات پنوماتیک، شیلنگ های هیدرولیک، اتصالات پنوماتیک فلزی، لوله های هیدرولیک، تیوب های هیدرولیک، لوله های سیم لس، لوله های مانیسمان، لوله های فشار قوی، شیلنگ های سیم دار، شیلنگ های فنردار، شیلنگ های ضد روغن، شیلنگ های ضد سایش، شیلنگ های سند بلاست، شیلنگ های بنزین، شیلنگ های شفاف فنردار، شیلنگ های سلیکون، شیلنگ های منجیددار، شیلنگ های نخدار، شیلنگ های فلکسی بل، شیلنگ های بخار، شیلنگ های استیم، شیلنگ های آب، شیلنگ های هوا، شیلنگ های مواد شیمیایی، بست هیدرولیک، بست لوله های هیدرولیک، بست دو قلو لوله‌های هیدرولیک، بست آلومینیومی لوله های هیدرولیک.

کاربرد درصنایع نفت، گاز، پتروشیمی، کشتی سازی، راهسازی، هواپیما سازی، ماشین آلات سبک و سنگین ، ماشین آلان صنعتی، پمپ سازی، تجهیزات آزمایشگاهی، راه اندازی خطوط هیدرولیک و…

اتصالات هیدرولیک ، لوله هیدرولیک، شیلنگ هیدرولیک، اتصالات پنوماتیک، اتصالات فشار قوی، لوله های بدون درز، لوله مانیسمان، اتصالات میلی متری با تنوع بیش از ۱۰۰۰۰ نوع اتصالات.

هیدرولیک

انواع شیلنگ‌‏ها برای استفاده‌های مختلف

شیلنگ‌های باغ برای انتقال آب طراحی شده اند. حتی در رده شیلنگ‏‌های باغ، انتخاب‌های بسیاری از نظر مواد، اندازه، طول و نوع اتصال وجود دارد.

مواد مورد استفاده در شیلنگ‌‏ها

از نظر نوع مواد، اساسا دو نوع شیلنگ وجود دارد:

  • شیلنگ‌های وینیل (Vinyl) (ماده ی پلاستیکی ساخته شده از رزین پلیمری) : شیلنگ‌های وینیل به خاطر وزن سبک شان، استفاده‏ی بسیار آسان و تنوع بالای آنها محبوب ترین نوع شیلنگ برای خانه داران به شمار می‏رود.

  • شیلنگ‌های لاستیکی : شیلنگ‌‏های لاستیکی سنگین‏تر هستند، و اغلب مورد توجه پیمانکاران و افراد حرفه ای است. این شیلنگ‌‏ها برای کارهای سنگین و طولانی مدت استفاده می‏شود. (همچنین برخی از شیلنگ‌‏ها بصورت ترکیبی از دو ماده ساخته می‏شوند که معمولا با عنوان شیلنگ “لاستیک- وینیل” شناخته می‏‌شوند.)

ویژگی های شیلنگ

برای استفاده‏ ی خانگی، چند مورد وجود دارد که باید در انتخاب شیلنگ مد نظر داشت :
طول شیلنگ : به طور کلی، با استفاده از شیلنگ ۵۰ فوتی به تمام اهداف و منظورهای خانگی از جمله برای رسیدن به جلوی در خانه برای شستن ماشین و یا آبیاری سبزی‏‌های باغچه‏‌ی کنار منازل و یا حیاط منازل می‏‌توان رسید. شیلنگ هایی با طول بیشتر مانند ۷۵ و ۱۰۰ فوتی برای استفاده در مناطق دور از دسترس دیگر مانند پشت حیاط منازل یا نقاط دورتر از شیر آب مناسب هستند.

قطر شیلنگ: همانطور که رایج ترین قطر شیلنگ برای استفاده در کاربری خانگی قطر ۱٫۶ سانتی متر است، پیمانکاران و شاغلین حرفه‏ای از شیلنگ‏‌هایی با قطر ۱٫۹ اینچی استفاده می‏کنند که می‌تواند حجم بیشتری از آب در طول زمان منتقل کند است اما برای استفاده کمی بزرگتر و سنگین‌‏تر هستند.
اتصالات : بیشترین شیلنگ‌هایی که به بازار می‌‏آیند اتصالات مربوط به خود را به همراه دارند. آنها دارای یک “مادگی” در انتهای خود هستند که شیلنگ را به شیر آب وصل می‏کنند. آنها در انتهای دیگر خود دارای یک “نری” هستند که می‏‌توانند به اتصالات وسایل مختلف مثل سم‏پاش‌‏ها وصل شوند. اتصالات می‏‌توانند هم از فلز یا برنج ساخته شوند. اتصالات فلزی یا برنجی می‌توانند بسته به مورد استفاده دراندازه‌‏های کوچک تا بزرگ و با ضخامت‎های مختلف ساخته شوند. در حالی که گستره‏ی وسیعی از گزینه‏‌ها برای انتخاب اتصالات وجود دارد اما این اتصالات معمولا به همه شیرهای آب و اتصالات شیار دار انتهایی شیلنگ‏‌ها منطبق می‏شوند.

شیلنگ های تخصصی

تعدادی شیلنگ تخصصی برای استفاده‏‌ها‏ی خاص وجود دارد از جمله:

یک شیلنگ “جذب کننده” انتخاب بسیار خوبی برای آب و هوای گرم‏تر است که می‏‌تواند رطوبت مداوم برای گیاهان و گل‏ها در فضای باز فراهم کند. این شیلنگ‌ها که معمولا از لاستیک‏‌های متخلخل ساخته می‏شوند اجازه می دهند آب به آرامی از شیلنگ “ تراوش” کند. این شیلنگ‏‌ها در گستره‏ی وسیعی از اندازه‌‏ها از ۱۰ فوت تا ۲۵ فوت و یا حتی بلندتر به بازار می‏‌آیند که می‌توانند در امتداد منطق‌ه‏ای نزدیک به ریشه گیاهان ، کشیده شوند تا یک جریان پیوسته و آرام از آب را به آنها برسانند.

شیلنگ آب‏پاش : این شیلنگ‏‌ها اغلب تخت هستند و در یک انتهای آن روزنه‏‌های سوزنی قرار دارد. آنها را می‏‌توان بر روی چمن‏ها و مناطق مورد نظر گسترانید تا دوشی از آب ارائه دهند.

شیلنگ آب داغ : از شیلنگ‌ها همیشه باید برای انتقال آب هایی با دماهای محیط استفاده کرد، و برای آب داغ باید تنها از شیلنگ های ویژه ای که بدین منظور طراحی شده اند، استفاده کرد.

از آنجا که اکثر خانه ها دارای شیرهای آب چندتایی در بیرون خانه‎، و گاهی اوقات در گاراژها هستند، داشتن بیش از یک شیلنگ موجب آسایش و راحتی است ! شیلنگ‌ها را می توان در آویز شیلنگ و یا برای نظم بیشتر در یک قرقره شیلنگ قرار داد. یک قرقره می‌تواند شیلنگ را هنگامی که از آن استفاده نمی‌شود بصورتی که دیده نشود، محافظت کند. استفاده از قرقره‏‌ی شیلنگ به ویژه برای شیلنگ هایی با طول بلندتر (بیشتر از ۵۰ فوت) مناسب است و حلقه کردن و جمع کردن آنها را راحت‏تر می‏کند.

در پایان فصل، شیلنگ را باید کاملا از آب تخلیه، و بطور منظم حلقه کرد تا طول عمر آن افزایش یابد.
شیلنگ های هیدرولیکی

شیلنگ های هیدرولیکی از تعدادی لایه لاستیکی و ترموپلاستیکی تشکیل شده است که توسط پوشش سیمی با نوار بافته شده تقویت شده است.

در فشار های پاسسن از شیلنگ های دو لایه با پوشش سیمی استفاده میشود.

ولی در فشار های بالا از شیلنگ های با شبکه کارپیچ که رد این شیلنگ ها به جای شبکه سیمی از چهار تا شش لایه مارپیچی سیم های مقاوت بالا استفاده شده است.

فشار کاری شیلنگ های هیدرولیکی :

با توجه به معیارهای ایمنب طوری طراحی می شوند که فشار ترکیدگی انها بیش از سه برابر فشار کاری باشد. البته فشار واقعی ترکیدگی بالاتر از این مقدار است.

نصب شیلنگ ها

اگر چه مونتاژ شیلنگ ها امر ساده ای تلقی میشود ولی برای انجام باید دقت و خلاقیت داشت.

* هنگام نصب از ایجاد خم تیز و پیچش شیلنگ پرهیز کنید.

* شیلنگ ها باید به گونه ای نصب شوند که به یکدیگر با سایر قطعات فلزی تماس نداشته باشند.

* نوع صحیح اتصال زا انتخاب کنید.

ناتوانایی های شیلنگ

ناتوانی شیلنگ امر دور از انتظاری نیست، شیلنگ‌ها معمولا دارای کد سازنده و تاریخ شازنده و تاریخ ساخت اند. عمر شیلنگ به شرایط محیط کار و طرز استفاده از آن بستگی دارد و نمی‌توان آن را به طور دقیق پیش بینی کرد.

ناتوانی مکرر شیلنگ در نقطه خاصی از مدار نمایانگر وجود اشتباه در انتخاب نوع شیلنگ با نحوه مونتاز آن است.

به طور خلاصه برای شیلنگ ها و اتصالات باید به موارد زیر توجه کنیم:

* باید با سیال کاری سازگار باشد.

* باید توانایی تحمل نوسان فشار مدار و موج ضربه ای ناشی از این نوسانات را داشته باشد.

* باید در مقابل تغییز دمای کاری سیال و محیط مقاوم باشد.

* در انتخاب ابعاد شیلنگ‌ها و اتصالات باید دقت کرد که افت فشار به حداقل برسد و جلوی خسارت ناشی از اغتشاش زیاد و گرمای ایجاد شده گرفته شود.

*باید دقت کرد که اتصالات سر شیلنگ‌ها با توجه به شیلنگ انخاب شود. هنگام نصب اتصالات باید نکات مونتاژ را رعایت کرده و در صورت لزوم با توجه به توصیه سازنده از ابزار ویژه استفاده کرد.
* شیلنگ‌ها باید طوری نصب شوند که از ایجاد خم تیز، پیچش، اتعاش، مسطح شدن، سایش و کش آمدن در آنها جلوگیری شود. لازم به یادآوری است که طول شیلنگ‌ها در اثر اعمال فشار به طور تقریبی ۴% کاهش می‌یابد.

* شرایط محیطی مانند نور فراینفش، ازن، مواد شیمیایی، آب نمک، حلالها، مایعات خورنده و آلودگی هوا بر عمر کاری شیلنگ موثرند.

*در برخی از کاربرد های خاص، بدنه ی شیلنگ باید رسانای الکتریسیته باشد تا الکتریسیته ساکن ناشی از حرکت پاره ای از سیال‌ها در شیلنگ تخلیه شود.

شیلنگ ها بر اساس نوع بافتشان به ۳ دسته تقسیم مس کنند :

* شیلنگ فشار ضعیف ، تا فشار ۳۰ بار

* شیلنگ فشار قوی ، تا فشار ۲۰۰ بار

* شیلنگ فشار بسیار قوی ، تا ۱۳۰۰ بار

خزابی های شیلنگ و لوله :

*بروز ترک فصلی در لوله و ایجاد نوسانات

* انتخاب غلط لوله و شیلنگ (مقار عبور دبی – تحمل فشار)

* پیچ و خم زیاد در لوله و شیلنگ (افت فشار)

* استفاده از اتصالات ریاد و نامناسب در لوله و شیلنگ

*کشش و پیچیدگی در شیلنگ ها

اتصالات سر شیلنگ ها :

برای اتصال سر شیلنگ به مدار و لوله های صلب و اتصالات متفاوتی استفاده می شود، این اتصالات به دو دسته عمده اتصالات قالب و اتصالات قابل استفاده مجدد تقسیم می‌شوند، در اتصالات قالب برای انجام اتصال از دستگاه قالب هیدرولیکی یا مکانیکی استفاده می شود در حای که برای انجام اتصالات نوع دوم باید از ابزار های ساده استفاده کرد.

شیلنگ‌های هیدرولیک

  • طراحی خطوط تحت فشار روغن

محاسبه، طراحی و انتخاب انواع شیلنگ برای سیستم‌های هیدرولیک، نیاز به دانش و تجربه کافی دارد. در صورتی که شما به عنوان یک مهندس مکانیک نیاز به طراحی این خطوط دارید،بهتر است که این کار را به کارشناسان صنعت هیدرولیک بسپارید.

اما اگر با این حال علاقه‌مند به طراحی و انتخاب انواع شیلنگ هیدرولیک هستید، لازم است چند مرجع کاربردی را در این ارتباط مطالعه فرمائید.

توصیه‌ی همه سازندگان شیلنگ این است که بدون اطلاعات و تجربه کافی هرگز اقدام به انتخاب شیلنگ، لوله و اتصالات هیدرولیک نکنید.

  • اطلاعاتی که لازم است درباره شیلنگ‌های هیدرولیک بدانیم

  • شیلنگ‌ها معمولاً در دو گروه فشار بالا و فشار پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند. شیلنگ‌های فشار پایین به صورت شیلنگ لاستیکی شفاف فنری بین مخزن و پمپ در خط مکش نصب می‌گردند تا علاوه بر انتقال روغن، پمپ امکان لرزش آزاد داشته باشد. در صورت استفاده از لوله در این موقعیت حتماً باید در مسیر لوله از لرزه‌گیر استفاده شود.

  • برای انتقال روغن برگشتی از پورت نشتی شیرها و هیدروموتورها نیز می‌توان از شیلنگ‌های پلاستیکی فشار پایین استفاده نمود.

  • شیلنگ‌های هیدرولیک

  • شیلنگ‌های فشار بالا که نسبت به تیوب‌ها دارای انعطاف بسیار بیشتری می‌باشند، بین قطعات ثابت و متحرک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این اجزا بیشتر در مواردی به کار می‌روند که نتوان از لوله‌های صلب و تیوب‌ها استفاده نمود. یکی از ویژگی‌های مهم شیلنگ‌ها میرا نمودن لرزش سیستم و صدا می‌باشد.

  • شیلنگ‌ها معمولاً از چندین لایه مختلف تشکیل می‌شوند.

لایه اول یک تیوب لاستیکی از جنس لاستیک مصنوعی، تفلون یا پلی‌استر می‌باشد.

لایه دوم، لایه میانی می‌باشد که وظیفه تحمل فشار را دارد و معمولاً از شبکه سیمی بافته شده از رشته‌های فولادی ساخته شده است و با توجه به فشاری که باید توسط شیلنگ تحمل شود ممکن است ازچند لایه مختلف تشکیل شود.

لایه سوم که بالاترین لایه است از لاستیک مقاوم به سایش مانند پلی استر ساخته می‌شود. این لایه از شیلنگ نیز ممکن است جهت حفاظت در برابر آسیب‌های مکانیکی به صورت چند لایه ساخته شود که از یک لایه تا ۶ لایه می‌باشد.

لایه‌های مختلف شیلنگ هیدرولیک

ارتباط اجزای مختلف توسط شیلنگ‌های هیدرولیک

مشخصات اصلی شیلنگ‌ها:

  • شیلنگ هیدرولیک

  • حداکثر فشار کاری مجاز: معمولاً این فشار با در نظر گرفتن فشارهای استاتیک و دینامیک توسط سازنده مشخص می‌گردد. فشار کاری استاتیک توسط یک ضریب اطمینان ۱:۴ تعیین می‌گردد، یعنی حداکثر فشار کاری ۴/۱ فشار انفجار شیلنگ، مجاز می‌باشد.

  • فشار انفجار: این فشار معمولاً با اعمال تست مشخص می‌شود. شیلنگ در مقادیر زیر فشار تعیین شده، نشتی نخواهد داشت و منفجر نمی‌شود.

  • فشار تست: شیلنگ را برای مدت ۳۰ یا ۶۰ ثانیه تحت فشاری معادل دو برابر فشار کاری مجاز آن قرار می‌دهند تا استقامت شیلنگ را مورد سنجش قرار دهند.

  • افزایش طول: در تمام شیلنگ‌ها با افزایش فشار، افزایش طول مشاهده می‌شود. میزان این تغییر طول متناسب با طرح لایه‌های بافته شده داخلی آن‌ها می‌باشد.

  • شعاع خم: برای حفظ ایمنی کارکرد شیلنگ، نباید میزان خم آن از حد معینی بیشتر شود.

  • دمای کاری: دمای کاری بالا به صورت چشم‌گیری از عمر شیلنگ می‌کاهد.

اتصال پرسی سرشیلنگ

اتصالات سرشیلنگ به دو صورت رزوه داخلی و رزوه خارجی به اتصالات بعدی یا پورت‌های سیستم متصل می‌گردند.
انواع اتصالات سر‌شیلنگ

  • سایز شیلنگ‌های هیدرولیک

در شیلنگ‌های دو لایه قطر داخلی با قطر خارجی تیوب هم سایز می‌باشد و مقدار عددی آن دقیقاً معادل عدد ارائه شده به اینچ می‌باشد. برای مثال قطر داخلی شیلنگ ۲/۱ اینچ دقیقاً برابر ۵/۰ اینچ معادل ۷/۱۲ می‌باشد. قطر خارجی تیوب ۲/۱ اینچ نیز برابر همین مقدار می‌باشد.

مقایسه شیلنگ و تیوب

در جدول زیر سایزهای قطر داخلی شیلنگ‌های متداول در صنعت ارائه شده است:

  • نحوه نصب شیلنگ‌ها

هنگام نصب شیلنگ‌ها ضروری است به نکاتی که در جدول زیر قیده توجه شود. مهمترین امر در نصب شیلنگ رعایت طول مناسب برای آن می‌باشد. قطعات مختلف بدون اینکه شیلنگ تحت کشش قرار بگیرند باید بتوانند حرکت نمایند. همچنین شعاع خم باید به اندازه کافی بزرگ باشد.

مهار کردن شیلنگ‌ها توسط بست و نصب تکیه‌گاه

اتصالات هیدرولیک یا سرشیلنگ‌های هیدرولیک:  اتصالاتی هستند که برای متصل کردن شیلنگ‌های هیدرولیک و یا لوله های هیدرولیک به یکدیگر یا به دستگاه ها و ماشین آلات استفاده می‌شوند و این اتصالات که معمولا به صورت نر و ماده طراحی شده اند از نشتی روغن یا موادی که توسط لوله ها و شیلنگ های هیدرولیک و فشار قوی منتقل می شوند جلوگیری می‌کنند.

اتصالات هیدرولیک و یا سرشیلنگ‌ها معمولا از جنس فولاد یا فولاد ضد زنگ, برنج و یا آلومینیوم تولید می‌شوند و معمولا لایه بیرونی آنها با جنس روی یا نیکل آبکاری و سخت کاری می شود. و فشار کاری آنها حداکثر ۱۲۰۰ بار می‌باشد.

اتصالات به صورت راسته یا مغزی, واسطه, زانو, سه راه, چهارراه, فلنج, پوسته و … می باشد.
انواع مختلفی از اتصالات در سیستم‌های مربوطه در سراسر جهان استفاده می‌شوند و این تنوع ناشی از استانداردهای ملی یا بین المللی و یا شرایط خاص یک مشتری یا یک بازار می باشد.
اما مهمترین اتصالات از نظر شکل هندسی و دنده شامل: آمریکایی, انگلیسی, آلمانی و ژاپنی می باشد.
دنده های آمریکاییNPTF اختصارNational Pipe Tapered Fuel است و شامل دنده

های JIC,ORFS و… می باشد.

دنده های انگلیسی BSP اختصار British Standard Pipe است و شامل BSPT و… می باشد.

دنده های آلمانی Metric

و دنده های ژاپنی JIC اختصارJapanese Industrial Standard است.

کوپلینگ روغن و باد

شیلنگ ، اتصالات، پرس و ساخت شیلنگ آماده ارائه خدمات به شرکت‌ها کارخانجات و ماشین آلات صنعتى و تأمین و تجهیز در مصارف هیدرولیک، پنوماتیک، پتروشیمى، بخار، آب و غیره مى باشد.

درباره هیدرولیک

توسعه علم هیدرولیک زمانی شروع شد که پاسکال دانشمند فرانسوی قوانین مربوط به فشار را کشف کرد (۱۶۵۰ میلادی) و هیدرولیک را به عنوان یک علم نوین پایه گذاری نمود. از آن تاریخ به بعد دوران شکوفایی هیدرولیک پدید آمد و این علم به نحو چشم‌گیری وارد بازار گردید. امروزه هیدرولیک در ساختمان ماشین آلات صنعتی، کشاورزی، راهسازی، هواپیمایی، کشتی سازی، اتوموبیل سازی، ماشینهای ابزار، تاسیسات صنایع سنگین، معدن و . . . در مقیاس وسیعی استفاده میشود و روز به روز نیز افزایش میابد.

هیدرولیک فن آوری تولید، کنترل و انتقال قدرت توسط سیال تحت فشار است. بطور کلی یک سیستم هیدرولیک چهار کار اساسی انجام میدهد:

  • تبدیل انرژی مکانیکی به قدرت سیال تحت فشار بوسیله پمپ‌ها

  • انتقال سیال تا نقاط مورد نظر توسط لوله ها و شلنگ‌ها

  • کنترل فشار، جهت و جریان سیال توسط شیرها

  • انجام کار توسط عملگرها

قانون پاسکال:

قانون پاسکال پایه هیدرولیک نوین است. این قانون بیان میکند که فشار وارده به هر نقطه از یک مایع محدود بطور مساوی در تمام جهات منتقل شده و با نیروی مساوی بر رو سطوح مساوی اثر میکند.

قوانین پایه در هیدرولیک:

  • سیال تحت فشار همواره مسیر با مقاومت کمتر را برای عبور انتخاب میکند

  • پمپ تولید دبی میکند نه فشار

  • فشار تنها در برابر مقاومت یک مانع ایجاد میشود

اصول کلیدی فوق اگرچه ساده به نظر میرسند ولی پایه و اساس علم هیدرولیک می‌باشند. با داشتن درک صحیحی از این قوانین به راحتی می‌توان حرکت سیال در خطوط انتقال را دنبال و عملکرد سیستم را تحلیل نمود.

اطلاعات درباره شیلنگ‌های هیدرولیک

محاسبه، طراحی و انتخاب انواع شیلنگ برای سیستم‌های هیدرولیک، نیاز به دانش کافی و تجربه بالا در این زمینه دارد. در صورتی که شما به عنوان یک مهندس مکانیک نیاز به طراحی این خطوط دارید، حتی‌المقدور این امر را به کارشناسان صنعت هیدرولیک بسپارید.

با این حال اگر شخصاً علاقه‌مند به طراحی و انتخاب انواع شیلنگ هیدرولیک هستید، لازم است حداقل چند مرجع کاربردی را در این رابطه مطالعه نمائید.

توصیه اکید همه سازندگان شیلنگ این است که بدون دانش و تجربه کافی هرگز اقدام به انتخاب شیلنگ نکنید.

شیلنگ‌ها معمولاً در دو گروه فشار بالا و فشار پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند. شیلنگ‌های فشار پایین به صورت شیلنگ لاستیکی شفاف فنری بین مخزن و پمپ در خط مکش نصب می‌گردند تا علاوه بر انتقال روغن، پمپ امکان لرزش آزاد داشته باشد. در صورت استفاده از لوله در این موقعیت حتماً باید از لرزه‌گیر در مسیر لوله استفاده شود.

برای انتقال روغن برگشتی از پورت نشتی شیرها و هیدروموتورها نیز می‌توان از شیلنگ‌های پلاستیکی فشار پایین استفاده نمود.

شیلنگ‌های هیدرولیک

شیلنگ‌های فشار بالا که نسبت به تیوب‌ها دارای انعطاف بسیار بیشتری می‌باشند، بین قطعات ثابت و متحرک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این اجزا بیشتر در مواردی به کار می‌روند که نتوان از لوله‌های صلب و تیوب‌ها استفاده نمود. یکی از ویژگی‌های مهم شیلنگ‌ها میرا نمودن لرزش سیستم و صدا است.

شیلنگ‌ها معمولاً از چندین لایه مختلف تشکیل می‌شوند. لایه اول یک تیوب لاستیکی از جنس لاستیک مصنوعی، تفلون یا پلی استر می‌باشد. لایه میانی که وظیفه تحمل فشار را دارد معمولاً از شبکه سیمی بافته شده از رشته‌های فولادی ساخته شده است. این بخش با توجه به فشاری که باید توسط شیلنگ تحمل شود ممکن است ازچند لایه مختلف تشکیل شود. لایه سوم که بالاترین لایه است از لاستیک مقاوم به سایش مانند پلی استر ساخته می‌شود. این لایه از شیلنگ نیز ممکن است جهت حفاظت در برابر آسیب‌های مکانیکی به صورت چند لایه ساخته شود که از یک لایه تا ۶ لایه می‌باشد.

 اتصالات پنوماتیک ، شیر آلات پنوماتیک، واحد مراقبت، شیر آلات برقی و سیلندر

هیدرولیک و پنوماتیک، شیلنگ و اتصالات  (CEJN) سوئد، کایزر (Kaiser)

۱- تأمین کوپلینگ های (کوئیک کوپلینگ(هیدرولیک با متریال کربن استیل، برنج، استنلس استیل، با برندهای کایزر آلمان، پارکر آمریکا، آینپ ایتالیا، استابلی فرانسه، رکتوس آلمان، تما سوئد و سی جن (CEJN) سوئد و والتر آلمان WALTER سریLp –MD- HP

۲-تأمین کوپلینگ های پنوماتیک با متریال کربن استیل، برنج، استنلس استیل با برندهای کایزر آلمان، پارکر آمریکا، آینپ ایتالیا،

 استابلی فرانسه، رکتوس آلمان، تما سوئد وسی جن (CEJN) سوئد

۳-تأمین کوپلینگ های خنک کن انواع قالب های صنعتی با متریال برنج، استنلس استیل با برنهای کایزر آلمان، آینپ ایتالیا، استایلی فرانسه

۴- تأمین کوپلینگ های تست روغن ماشین های راه سازی، کوماتسو، لودر و… جهت فشار گیری با برند سی جن (CEJN) سوئد و TEMA (تما) سوئد 

۵-تأمین اتصالات، شیلنگ ها و مانومترهای   TEST POINTجهت فشارگیری با برند STAUFF  آلمان و MCS  ایتالیا

۶-تأمین کوپلینگ ها و شیلنگ های فشار قوی (ultera High Pressure ) 1000 bar -1500 bar-2000 bar- 2500 bar  ۳۰۰۰ bar  با برند CEJN  سوئد
۷-تأمین اتصالات فشار قوی پارکر و اتصالات پنوماتیک بابرندهای فسو (FESTO) آلمان و آینپ AIGNEP ایتالیا

۸-تأمین شیلنگ های تنفسی RECTUS آلمان و CEJN سوئد

۹- تأمین و ساخت شیلنگ های هیدرولیک سیم دار، شیلنگ های نخ دار، شیلنگ‌های فلکسی ابل استیل، شیلنگ‌های تفلون استیل تا فشار ۲۵۰۰ bar، شیلنگ‌های مواد غذایی، شیلنگ‌های بخار (STEAM) و تفلون

۱۰- تأمین روکش های سیلیکونی فایبر گلاس و آلومینیومی

۱۱- تأمین شیلنگ های PU(پلی اورتان) و PA (پلی آمید) PTFE (تفلون)

۱۲- تأمین اتصالات و نازل های پنوماتیک کارخانه های سیمان

۱۳- تأمین اتصالات و سوپاپ های روغن کاری جهت دستگاههای صنعتی

۱۴- تأمین لوله های هیدرولیک فولادی و لوله های مسی

۱۵-تأمین شیرهای برقی، جک های پنوماتیک، و واحدهای

مراقبت (L.R.F) فیلتررگلاتورروغن زن

اطلاعات عمومی پنوماتیک

پنوماتیک

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 پنوماتیک تقسیم می شود.
از پنوماتیک در مواردی که نیروهای نسبتا 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 عمدتا 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 می‌آید که مزایای یک سیستم پنوماتیک نسبت به سایر سیستم‌های مکانیکی یا الکتریکی چیست؟ در جواب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • طراحی ساده

  • قابلیت افزایش نیرو

  • سادگی و دقت کنترل

  • انعطاف پذیری

  • راندمان بالا

۶. اطمینان در سیستم پنوماتیک نسبت به سایر سیستم های 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 می کنند.

در این سیستم‌ها میتوان با اعمال نیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یافت همچنین می‌توان نیروهای بزرگ خروجی را با اعمال نیروی کمی (مانند بازو بسته کردن شیرها و …) کنترل نمود.
استفاده از شیلنگ‌های انعطاف پذیر، سیستم پنوماتیک را به سیستم های انعطاف پذیری تبدیل می‌کند که در آنها از محدودیت های مکانی که برای نصب سیستم های دیگر به چشم می‌خورد خبری نیست. سیستم پنوماتیک 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 سیستم ها دارد.
اکنون که به مزایای سیستم پنوماتیک پی بردیم به توضیح ساده ای در مورد طرز کار این سیستم ها خواهیم پرداخت.

برای انتقال قدرت به یک سیال تحت فشار (تراکم پذیر) احتیاج داریم که توسط پمپ های پنوماتیک (کمپرسور) میتوان نیروی مکانیکی 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 می گیرند .
بعد از کنترل فشار و تعیین جهت جریان توسط شیرها سیال تحت فشار به سمت عملگرها (سیلندرها ) هدایت می‌شوند تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز(به صورت خطی یا دورانی ) تبدیل شود.
اساس کار تمام سیستم های پنوماتیکی بر قانون پاسکال استوار است.

قانون پاسکال

  • فشار سرتا سر سیال در حال سکون یکسان است .(با صرف نظر از وزن سیال)

  • در هر لحظه فشار استاتیکی در تمام جهات یکسان است.

  • فشار سیال در تماس با سطوح بصورت عمودی وارد میگردد.

کار سیستم‌های پنوماتیک مشابه سیستم‌های هیدرولیک است فقط در آن به جای سیال تراکم ناپذیر مانند روغن از سیال تراکم پذیر مانند هوا استفاده می کنند. در سیستم های پنوماتیک 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 سیستم های پنوماتیکی به معرفی اجزای یک سیستم پنوماتیکی می پردازیم.

اجزای تشکیل دهنده سیستم های پنوماتیکی

  • کمپرسور

  • خنک کننده و خشک کننده هوای تحت فشار

  • مخزن ذخیره هوای تحت فشار

  • شیرهای کنترل

  • عملگرها

یک مقایسه کلی بین سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک

  • در سیستم‌های پنوماتیک از سیال تراکم پذیر مثل هوا و در سیستم‌های هیدرولیک از سیال تراکم ناپذیر مثل روغن استفاده می کنند.

  • در سیستم های هیدرولیک روغن علاوه بر انتقال قدرت وظیفه روغن کاری قطعات داخلی سیستم را نیز بر عهده دارد ولی در پنوماتیک 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

  • فشار در سیستم‌های هیدرولیکی بمراتب بیشتر از فشار در سیستم‌های پنوماتیکی می باشد، حتی در مواقع خاص به ۱۰۰۰ مگا پاسکال هم میرسد، در نتیجه قطعات سیستم‌های هیدرولیکی باید از مقاومت بیشتری برخوردار باشند.

  • در سرعت‌های پایین دقت محرک‌های پنوماتیکی بسیار نامطلوب است در صورتی که دقت محرک‌های هیدرولیکی در هر سرعتی رضایت بخش است .

  • در سیستم های پنوماتیکی با سیال هوا نیاز به لوله های بازگشتی و مخزن نگهداری هوا نمی باشد.

اتصالات هیدرولیک

۱- انواع فیتینگ، فلکسیبل‌های استنلس استیل فایبرگلاس، شیلنگ‌های هیدرولیک و پنوماتیک– شیلنگ‌های مخصوص مواد شیمیایی– مواد نفتی صنعتی به همراه اتصالات مربوطه با تحمل فشار کاری ۱۳۵۰bar از نوع کربن استیل- استنلس استیل- گالوانیزه استیل برنز- آلومنیوم ونیز کلیه شیر آلات مصرفی می باشد.

شیلنگ های هیدرولیک

لوله ها و شیلنگ های هیدرولیک جهت جابجائی سیال از نقطه ای به نقطه دیگر مورد استفاده قرار میگرد و به مثابه رگ های خونی برای بدن انسان می باشند .

جهت افزایش دبی سیال می تواند به عوامل زیر عمل نمود.

۱- افزایش ضریب تخلیه (کاهش اصطکاک در لوله ) ضمناً استفاده از لوله های که دارای سطح مقطع یکنواخت می باشد.

۲- جهت افزایش انتقال توان هیدرولیک می تواند فشار را در داخل مدار افزایش داد متناسب با افزایش فشار در مدار هیدرولیک از لوله ها و یا شیلنگ های مقاوم تر بهره گرفته می شود در سیستم‌های هیدرولیک بیشتر از شیلنگ‌های هیدرولیک ارتجاعی بجای لوله های فولادی بهره گرفته می شود.

۳- تغییرات فشاردر مدار هیدرولیک: در شیلنگ‌های هیدرولیک که بصورت ستون روغن می‌باشد ایجاد امواج فشاری می کند (ضربه توچ ) در ضمن تغییرات فشار در سیستم شیلنگ‌های هیدرولیک ایجاد خستگی می‌نماید با در نظر گرفتن مورد فوق الذکر لوله آلات هیدرولیک اولاً در مقابل فشار مستحکم ثانیاً در مقابل خستگی مقاوم می سازند ثالثاً خاصیت ارتجاعی آن را افزایش میدهند که به این ترتیب می تواند ضربه گیری نماید.

۴- بجای لوله های فولادی در اتصالات پائین دست از شیلنگ های هیدرولیک استفاده میگردد. ضمناً شیلنگ‌های هیدرولیک دارای درجات آزادی کامل می باشند که در لوله های فولادی این مسئله ساقط است .

خصوصیات های فیزیکی شیلنگ های هیدرولیک

۱) مقاومت در مقابل فشار و تغییرات فشار

۲) مقاومت در مقابل خستگی

۳) مقاومت در مقابل تغییر شکل پذیری

۴) مقاومت در مقابل تغییرات دما ( در دمای بالا موجب فرسودگی بی رویه شیلنگ ها میگردد )

۵) ضریب انتقال حرارتی بالا

۶ )عدم قابلیت از دست دادن کیفیت و مکانیزه بودن آن

۷ )مقاومت در مقابل خوردگی شیمیایی روغن

ساختمان شیلنگ هیدرولیک

نظر به مقاومت پایین لاستیک در شیلنگ‌های هیدرولیک شیلنگ های هیدرولیک را با الیاف‌های تافته شده تقویت می‌کنند این الیاف‌های تافته شده از سیم های نازک فولادی تشکیل شده است که ضخامت آنها در قطر ۰٫۰۰۳ تا ۰٫۰۰۶ میلی‌مترمی‌باشد که به صورت لانه زنبوری در شبکه‌های تافته شده یکنواخت مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین برای انعطاف پذیری بیشتر لایه های فولادی از الیاف های تافته شده مصنوعی استفاده میگردد که مقاومت در مقابل خستگی شیلنگ را افزایش می دهد.

پس شیلنـگ را در قسمت داخـلی جهت آب بندی لاستیک که در مقابل حرارت مقاوم بوده واز مواد مصنوعی چرمی می باشد و در قسمت خارجی جهت محافظت لایه ها در مقابل آسیب پذیری لاستیک کشیده می شود. کل روکش لاستیک در داخل و خارج آن لاستیک ولکانیزه شده می باشد که پخته نشده است .

لایه داخلی از(MILDED OIL) روغن پخته شده می باشد که در مقابل حرارت مقاوم بوده و از مواد مصنوعی چرمی می باشد.تا از نشت روغن هیدرولیک جلوگیری نماید،چنانچه روغن بتواند به داخل لوله لاستیکی نفوذ کند. بتدریج بر اثر مرور زمان استحکام لوله از بین خواهد رفت و مقاومتش در مقابل حرارت کاهش خواهد یافت.لایه بعدی یک بافت سیمی است که از قطر های استاندارد سیم‌ها استفاده شده است و بر‌حسب موارد کاربرد قطر این سیم‌ها از ۰٫۶ -۰٫۳ میلی متر یا ۲۴% اینچ می تواند باشد.این بافت سیمی لوله لاستیکی را قادر به تحمل فشا‌رهای زیاد می‌نماید و همچنین آن را درمقابل اثرات مخرب خارجی حفظ می نماید.چنانچه شلنگی فقط دارای یک ردیف (لایه) سیمی بود به آن بافت تک سیمی می گویند و چنانچه دو ردیف پوشش یافت سیمی داشته باشد.به آن بافت دابل سیمی می گویند. هرچه تعداد لایه های سیمی بیشتر شود،قدرت شلنگ در مقابل فشار بیشتر خواهد بود و این لایه ها در عمر شیلنگ بسیار موثر خواهند بود.

سیم‌های بکار برده شده در بافت سیمی، بطور ضربدری به هم بافته شده اند و زاویه مناسبی جهت تحمل فشار زیاد نسبت به هم دارند. بنابر این در موارد متوالی خمش یا پیچش شلنگ‌ها ،زاویه بافت‌های مورب نسبت به هم تغییر کرده و در نتیجه قدرت مقاومت شلنگ در مقابل فشار کاهش می یابد. تا جائی که منجر به پارگی آن خواهد شد. بافت سیمی توسط یک پوشش لاستیکی در مقابل تاثیرات مخرب خارجی محافظت می شود. در بعضی از انواع شلنگ‌ها یک لوله فنریت دار اطراف محیط خارجی شلنگ می پیچند تا شلنگ در اثر خطرات احتمالی نظیر سقوط سنگ ها و غیره بر روی آن محفوظ بماند.

شیلنگ فشار قوی که تا این جا توضیح داده شد به شیلنگ بافت سیمی معروف است و یک نوع دیگر ساختمانی شیلنگ ها وجود دارد که به بافت مارپیچی شیلنگ موسوم می باشد و درست همان عملکرد های قبلی را دارد.در یک شیلنگ بافت مارپیچی، دو ردیف سرتاسری و در دو جهت مخالف هم سیم را به دور لوله لاستیکی می پیچند.

نکات مهم در مورد استفاده از شیلنگ های هیدرولیک

۱-کنترل دما در مدار هیدرولیک ( بهره گیری از کولر روغن مناسب ) دمای کاری در مدار هیدرولیک حدود ۸۰ درجه سانتی گراد و ۱۷۶ درجه فارینهایت می باشد که بصورت مقطعی این دما تا ۱۰۰ درحه سانتیگراد نیز می تواند افزایش پیدا کند.

۲ – نظر به اینکه روغن در دمای بالای ۱۱۰ درجه سانتی گراد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خود را از دست می دهند جهت عدم آسیب رسانی به مدار هیدرولیک روغن باید تعویض گردد .

۳ – استفاده از شیلنگ مناسب با استحکام کافی

۴ – حذف کننده سیستم بارهای ضربه ای در مدار هیدرولیک که از تغییرات فشار ناگهانی جداً در شیلنگ جلوگیری کند .

۵ – شیلنگ های هیدرولیک را نباید به هیچ وجه در معرض آفتاب قرار داد . (شرایط محیطی )

نکات مهم در باره نصب شیلنگ های هیدرولیک

۱ – انتخاب شیلنگ هیدرولیک مناسب ( متناسب با شرایط کاری )

۲ – مینیمم طول مورد استفاده قرار گیرد .

۳ – انتخاب شیلنگ با سطح مقطع مناسب (مخصوصاً در جام های لودر، گریدر، در دو سر جام باید سطح مقطع شیلنگ برابر هم باشند در غیر اینصورت امکان شکستن تیغه جام خواهد شد.)

۴- از پیچ و خم های اضافی جلوگیری شود .

۵- استفاده از شیلنگ مناسب .

زمان تعویض شیلنگ های هیدرولیک

۱ ) خراب شدن یا نشتی از شیلنگ ها و اتصالات هیدرولیکی

۲ ) سائیدگی و بریدگی پوشش رویه شیلنگ و یا ظاهر شدن لایه های سیمی تقویت کننده شیلنگ

۳ ) باد کردن نقاط مختلف شیلنگ

۴ ) پیچ خوردن و یا زخمی شدن نقاط دارای حرکت

۵ ) فرو رفتن قطعات خارجی در لایه روی شیلنگ

در زمینه نفت، گاز، پتروشیمی، صنایع سبک و تاسیسات می باشد ..

• ابزار دقیق :

رگولاتور فشار بالا، اتصالات تحت فشار، شیر آلات و مانیفولد، گیج فشار و دما، سلونویئد ولو و تجهیزات پنوماتیک .

• شیرآلات فرآیندی شامل:

گیت ولو، گلوب ولو، شیر پروانه ای، شیر یک طرفه از سایز ۴/۱ اینچ تا ۴۲ اینچ در جنس های فولادی، استنلس استیل و آلیاژ های خاص ، الکترو پنوماتیک، پنوماتیک و دستی.

• لوله و اتصالات شامل :

لوله های درزدار و بدون درز در ابعاد ۸/۱ اینچ تا ۵۶ اینچ از جنس فولاد ، استنلس استیل یا آلیاژ خاص و تیتانیوم
لوله های دیگ بخار (درز‌دار و بدون‌درز) ، اتصالات چدنی، آلیاژی، استنلس استیل و تیتانیوم
لوله های درزدار و بدون درز جهت صنایع شیمیایی و پتروشیمی

لوله های فین دار ، زانویی و اتصالات خاص ریخته گری و کششی

لوله های آلیاژی خاص، مقاوم به حرارت و تولید شده به روش ریخته گری سانتریفیوژی

میلگردها و قطعات مربوط به بویلر در تمام اندازه ها

کلیه اتصالات (رزوه ای و جوشی) از جنس فولاد، استنلس استیل و آلیاژ های خاص با استاندارد های ANSI ، API ، BS ، DIN ، MSS ،

• سیستم های فیلتراسیون :

فیلترهای سوخت ، فیلتر آب ، فیلترهای فرآیندی، فیلترهای غذایی با استاندارد FDA ، فیلتر هوای فشرده انواع گازها ، فیلترهای فشار بالا برای گاز CNG ، فیلتر هیدرولیک ، فیلتر روغن ، فیلتر کیسه ای ، فیلتر ذغال فعال ، فیلتر سرامیکی ، فیلتر گرد و غبار و ذرات روغن

• اتصالات و شیلنگ ها :

تمام اتصالات هیدرولیکی، صنعتی و فشار بالا، شیلنگ های ترمو پلاستیک، تجهیزات برش شیلنگ و اتصال زنی شیلنگ، اتصلات سریع و اتصلات ترکیبی

• سنسورها و تجهیزات سنجش :

انواع ترانسمیتر، پوزیشنرها، گیج ها، کالیبراتورها، ترانسدوسرها، سنسورها، فلومترها، آنالایزرها، تجهیزات سنجش سطح، رگولاتورها، مانیفولدهای توزیع هوا، سیفون گیج ها، پروبها، اوریفیس ها و سویچ های سطح کمپرسورها، اوسیلوسکوپ ها، منابع ولتاژ، گیج ساعت، سنسورهای سنجش نویز، انواع تستر و گیج های استاندارد تست.

• سایر تجهیزات شامل :

انواع دستگاه های نیتروژن ساز ، انواع دستگاه های آب شیرین کن(RO) و تجهیزات آن ، انواع مبدل های حرارتی صفحه ای و کویلی ، انواع درایوها AC/DC ، انواع پیچ و مهره ، انواع واشرها و اورینگ ها ، ابزارهای صنعتی ، حلال ها و چسب ها ، مواد ضد خوردگی و …