دانلود مقاله هیدرولیک و پنوماتیک

کاربرد هیدرولیک و پنوماتیک
سیستم هیدرولیک در موارد زیر کاربرد دارد
1.در صنعت کشاورزی : که کشاورزدر ضمن راندن تراکتور می تواند
از توان سیال استفاده کند و همچنین در دستگاه های نظیر خرمن کوب وکمباین
وکلوخ شکن و میوه چین و ماشین حفاری و بیل مکانیکی

2.در خودرو سازی : تر مز 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
3.در صنا یع هوای خلبان با کمک این سیستم ارابه های فرود و شهپرها و سکانهای عمودی وبالا برها و
با لچه ها را مهار می کند و بدنه هوا پیما 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 افت فشار داشتیم
می فهمیم که جای از بدنه سوراخ است
تست هواپیما
عبارتند از 1.تست باد چرخها که 300 بار فشار است2.تست کلیه سیستم هیدرولیک
هواپیما 3.تست بدنه هواپیما4.

دستگاه میول که برای تست هیدرولیک هواپیمای F14
4.صنایع دفاعی : در هدایت تانک نفر بر و هدایت موشک و در ناوها هدایت ناو و ...
5.صنایع غذای: کنسرو سازی و ظروف یکبار مصرف و ...

6.

صتایع چوب : برش الوار و پردا خت سطوح مبلها
7.

جا به جای مواد (لیفتراک و جرثقیل و .)
8.ماشین تراشکاری و CNC و نظیر این دستگاه ها
9.صنایع دریای : بالا کشیدن تور از آب و کشیدن کشتی به ساحل و ......
10.

معدن : در ماشینهای معدن
11.

در صنایع بسته بندی : پر کن شیشه ها ی نوشابه و ماشین چسب زنی و لفاف پیچی
12.

کا غذ سازی : در این صنعت خمیر کاغذ باید از غلتک ها بگذرد و مهمترین هیدرولیک و پنو ماتیک
تنظیم غلطک ها است
13.

صنعت نفت : پالا یشگاه ها
14.

صنایع پلاستیک
15.

صنعت چاپ :
16.

راه آهن : تر مز قطارودر بهای اتوماتیک جدید
17.

لاستیک :
18 .

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
19 .

نساجی

می خواهم که درباره سیستم هیدرولیک و پنوماتیک که یک سیستم تقریبا
ناشناس است برای شما بنویسم

اول از سیستم پنوماتیک می نویسم قطعات آن عبارت است از

1.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 گازمتان 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


2سیلندر پنوماتیک:برای اینکه یک حرکت خطی یا دورانی را داشته باشیم از سیلندر استفاده می کنیم


آشنایی با پنوماتیک
پنیوماتیک یکی از انواع انرژی هایی است که در حال حاضر از آن استفاده وافر در انواع صنایع می شود و می توان گفت امروزه کمترکارخانجات یا مراکز صنعتی را می توان دید که از پنیوماتیک استفاده نکند و در قرن حاضر یکی از انواع انرژی های اثبات شده ای است که بشر با اتکا به آن راه صنعت را می پیماید.

پنیوما در زبان یونانی یعنی تنفس باد و پنیوماتیک علمی است که در مورد حرکات و وقایع هوا صحبت می کند امروزه پنیوماتیک در بین صنعتگران به عنوان انرژی بسیار تمیز و کم خطر و ارزان مشهور است و از آن استفاده وافر می کنند.

خواص اصلی انرژی پنیوماتیک به شرح زیر است:

عامل اصلی کارکرد سیستم پنیوماتیک هواست و هوا در همه جای روی زمین به وفور وجود دارد.
هوای فشرده را می توان از طریق لوله کشی به نقاط مختلف کارخانه یا مراکز صنعتی جهت کارکرد سیستم های پنیوماتیک هدایت کرد.

هوای فشرده را می توان در مخازن مخصوص انباشته و آن را انتقال داد یعنی همیشه احتیاج به کمپرسور نیست و می توان از سیستم پنیوماتیک در مکان هایی که امکان نصب کمپرسور وجود ندارد نیز استفاده نمود .

افزایش و کاهش دما اثرات مخرب و سوئی بر روی سیستم پنیوماتیک ندارد و نوسانات حرارتی از عملکرد سیستم جلوگیر ی نمی کند.

هوای فشرده خطر انفجار و آتش سوزی ندارد به این دلیل تاسیسات حفاظتی نیاز نیست.

قطعات پنیوماتیک و اتصالات آن نسبتا ً ارزان و از نظر ساختمانی قطعاتی ساده هستند لذا تعمیرات آنها راحت تر از سیستم های مشابه نظیر هیدرولیک می باشد.

هوای فشرده نسبت به روغن هیدرولیک مورد مصرف در هیدرولیک تمیز تر است و به دلیل این تمیزی از سیستم پنیوماتیک در صنایع دارویی و نظایر آن استفاده می شود .

سرعت حرکت سیلندر های عمل کننده با هوای فشرده در حدود 1 الی 2 متر در ثانیه است و در موارد خاصی به 3 متردر ثانیه می رسد که این سرعت در صنایع قابل قبول است و بسیاری ازعملیات صنعتی را می تواند عهده دار شود.

عوامل سرعت و نیرو در سیستم پنیوماتیک قابل کنترل و تنظیم است
عوامل سرعت و نیرو در سیستم پنیوماتیک قابل کنترل و تنظیم است .

عناصر پنیوماتیک در مقابل بار اضافه مقاوم بوده و به آنها صدمه وارد نمی شود مگر اینکه افزایش بار سبب توقف آنها گردد .

تعمیرات و نگه داری سیستمای پنیوماتیک بسیار کم خطر است زیرا در انرژی های قابل مقایسه نظیر برق خطر جانی و آتش سوزی و در هیدرولیک انفجار و جانی وجود دارد اما در پنیوماتیک خطر جانی به صورت جدی وجود ندارد وآتش سوزی اصلا ً وجود ندارد و بدین دلیل در صنایع جنگ افزارسازی از سیستم تمام پنیوماتیک استفاده می شود .

معایب سیستم پنیوماتیک به شرح زیر است: چون سیال اصلی مورد استفاده در سیستم پنیوماتیک هوای فشرده و جهت تهیه هوای فشرده باید با کمپرسور آن را فشرده کرد همراه هوای فشرده شده مقداری رطوبت وناخالصی هوا ومواد آئروسل وارد سیستم شده و سبب برخی خرابی در قطعات می شود لذا باید جهت تهیه هوای فشرده فیلتراسیون مناسب استفاده نمود .

هزینه استفاده از هوای فشرده تا حد معینی اقتصادی می باشد و این میزان تا وقتی است که فشار هوا برابر 7 بار و نیروی حاصله با توجه به طول کورس و سرعت حداکثر بین 20000 تا 30000 نیوتن می باشد .

به طور خلاصه می توان گفت که جهت قدرت های فوق العاده زیاد مقرون به صرفه تر است از نیروی هیدرولیک استفاده شود .

هوای مصرف شده در سیستم پنیوماتیک در هنگام تخلیه از سیستم دارای صدای زیادی است که این مسئله نیاز به کاربرد صدا خفه کن را الزامی می کند.

به علت تراکم پذیری هوا به خصوص در سیلندر های پنیوماتیکی که زیر بار قرار دارند امکان ایجاد سرعت ثابت و یکنواخت وجود ندارد که این مسئله از معایب پنیوماتیک به شمار می رود اما قابل ذکر است که اخیرا ً یک نوع سیلندر که بجای شفت سیلندر از نوار لاستیکی استفاده می کند ساخته شده است که این عیب را بر طرف می کنند .

به طور کلی در مقایسه مزایا و معایب پنیوماتیک می توان گفت با توجه به مزایای بسیار نسبت به معایب کمتر می توان از پنیوماتیک بعنوان یک انرژی شایسته در صنایع استفاده کرد به خصوص با توجه به مزیت تمیزی سیستم تعمیر و نگه داری راحت تر ، نداشتن خطر جانی جهت پرسنل عملیاتی و تعمیراتی در سیستم که در سیستم های دیگر نظیر الکتریک و هیدرولیک وجود ندارد ضمنا ٌ این سیستم بی همتاست و گاهی فقط از این سیستم در جهت عملیات تولیدی باید استفاده شود نظیر : صنایع غذایی ، دارویی ، جنگ افزار که حتما ً عملیات تولیدی توسط سیستم پنیوماتیک انجام می پذیرد.

امروزه در بسیاری از فرآیندهای صنعتی ، انتقال قدرت آن هم به صورت کم هزینه و بادقت زیاد مورد نظر است در همین راستا بکارگیری سیال تحت فشار در انتقال و کنترلقدرت در تمام شاخه های صنعت رو به گسترش است.

استفاده از قدرت سیال به دو شاخه مهمهیدرولیک و نیوماتیک ( که جدیدتر است ) تقسیم میشود .

از نیوماتیک در مواردی کهنیروهای نسبتا پایین (حدود یک تن) و سرعت های حرکتی بالا مورد نیاز باشد (مانندسیستمهایی که در قسمتهای محرک رباتها بکار می روند) استفاده میکنند در صورتیکهکاربردهای سیستمهای هیدرولیک عمدتا در مواردی است که قدرتهای بالا و سرعت های کنترلشده 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 سایرسیستمهای 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) انعطافپذیری ۵) راندمان بالا ۶) اطمینان در سیستم های هیدرولیک و نیوماتیکنسبت به سایر سیستمهای مکانیکی قطعات محرک کمتری وجود دارد و میتوان در هر نقطه بهحرکتهای خطی یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت ، چون انتقال قدرت توسطجریان سیال پر فشار در خطوط انتقال (لوله ها و شیلنگ ها) صورت میگیرد ولی درسیستمهای مکانیکی دیگر برای انتقال قدرت از اجزایی مانند بادامک ، چرخ دنده ،گاردان ، اهرم ، کلاچ و...

استفاده میکنند.

در این سیستمها میتوان با اعمالنیروی کم به نیروی بالا و دقیق دست یافت همچنین میتوان نیرو های بزرگ خروجی را بااعمال نیروی کمی (مانند بازو بسته کردن شیرها و ...) کنترل نمود.

استفاده ازشیلنگ های انعطاف پذیر ، سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک را به سیستمهای انعطافپذیری تبدیل میکند که در آنها از محدودیتهای مکانی که برای نصب سیستمهای دیگر بهچشم می خورد خبری نیست.

سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک به خاطر اصطکاک کم و هزینهپایین از راندمان بالایی برخوردار هستند همچنین با استفاده از شیرهای اطمینان وسوئیچهای فشاری و حرارتی میتوان سیستمی مقاوم در برابر بارهای ناگهانی ، حرارت یافشار بیش از حد ساخت که نشان از اطمینان بالای این سیستمها دارد.

اکنون که بهمزایای سیستم های هیدرولیک و نیوماتیک پی بردیم به توضیح ساده ای در مورد طرز کاراین سیستمها خواهیم پرداخت.

برای انتقال قدرت به یک سیال تحت فشار (تراکم پذیریا تراکم ناپذیر) احتیاج داریم که توسط پمپ های هیدرولیک میتوان نیروی مکانیکی راتبدیل به قدرت سیال تحت فشار نمود.

مرحله بعد انتقال نیرو به نقطه دلخواه است کهاین وظیفه را لوله ها، شیلنگ ها و بست ها به عهده میگیرند .

بعد از کنترل فشارو تعیین جهت جریان توسط شیرها سیال تحت فشار به سمت عملگرها (سیلندرها یا موتور هایهیدرولیک ) هدایت میشوند تا قدرت سیال به نیروی مکانیکی مورد نیاز(به صورت خطی یادورانی ) تبدیل شود.

اساس کار تمام سیستم های هیدرولیکی و نیوماتیکی بر قانونپاسکال استوار است.

● قانون پاسکال: ۱) فشار سرتاسر سیال در حال سکون یکساناست .(با صرف نظر از وزن سیال) ۲) در هر لحظه فشار استاتیکی در تمام جهات یکساناست.

۳) فشار سیال در تماس با سطوح بصورت عمودی وارد میگردد.

کار سیستمهاینیوماتیک مشابه سیستم های هیدرولیک است فقط در آن به جای سیال تراکم ناپذیر مانندروغن از سیال تراکم پذیر مانند هوا استفاده می کنند .

در سیستمهای نیوماتیک برایدست یافتن به یک سیال پرفشار ، هوا را توسط یک کمپرسور فشرده کرده تا به فشاردلخواه برسد سپس آنرا در یک مخزن ذخیره می کنند، البته دمای هوا پس از فشرده شدنبشدت بالا میرود که می تواند به قطعات سیستم آسیب برساند لذا هوای فشرده قبل ازهدایت به خطوط انتقال قدرت باید خنک شود.

به دلیل وجود بخار آب در هوای فشرده وپدیده میعان در فرایند خنک سازی باید از یک واحد بهینه سازی برای خشک کردن هوای پرفشار استفاده کرد.

اکنون بعد از آشنایی مختصر با طرز کار سیستمهای هیدرولیکی ونیوماتیکی به معرفی اجزای یک سیستم هیدرولیکی و نیوماتیکی می پردازیم.

هلیکوپتر چیست؟؟

هلیکوپتر از دو کلمه یونانی هلیکوید (Helicoid) به معنای ساختار مارپیچی و پْـترون (Ptron) به معنای بال تشکیل شده است و مجموعاً یعنی بالی که بطور مارپیچی حرکت می‌کند.

در واقع هلیکوپتر وسیله پرنده‌ای است که نیروی بالابرنده و جلوبرنده خود را از بال چرخان به دست می آورد.

همان‌طور که می‌دانید هواپیما برای بلند شدن از زمین و بالارفتن به نیروی برا (Lift) نیاز دارد که این خود مستلزم عبور جریان هوا از روی بال است.

به دلیل این‌که بال روی هواپیما نصب و ثابت است باید هواپیما نسبت به هوای مجاور حرکت و سرعت داشته باشد تا بال بتواند در آن سرعت نیروی بالابرنده تولید کند.

این ایده از دیرباز در فکر بسیاری از مخترعین وجود داشت که می‌توان بال را در هوا حرکت داد بدون این که بدنه از جای خود تکان بخورد.

یعنی بال در هوا بچرخد و نیروی برا ایجاد کند.

این اندیشه را می‌توان در آثار لئوناردو داوینچی و طرح معروف خود که بر اساس پیچ ارشمیدوس طراحی شده بود و یک اسباب بازی چینی بسیار قدیمی دید که دارای چهار پره تاب خورده در طرفین یک تیرک چوبی باریک بود و با کوک کردن پره‌ها در خلاف جهت یکدیگر و رها کردن آن، می‌توانست در هوا بالا ‌رفته و مدتی پرواز کند.

این اسباب بازی به ظاهر کوچک یکی از عوامل اصلی ظهور صنعت هوانوردی بود؛ چرا که مخترعین با استناد به این وسیله بر کار خود پافشاری می‌کردند و با خود می‌گفتند چون این اسباب بازی می‌تواند در هوا پرواز کند پس نوع بزرگ آن هم باید بتواند پرواز کند.

جالب است بدانید برادران رایت بواسطه این اسباب بازی که پدرشان به عنوان سوغاتی از مسافرت آورده بود، به دنیای هوانوردی و پرواز علاقمند شدند.

از قرن 18 میلادی تا اوایل قرن بیستم تلاشهای بسیاری برای ساخت وسیله پرنده بال چرخان که بتواند انسان را با خود حمل کند انجام شد تا اینکه در 26 ژوئن 1935 هلیکوپتر Breguet-Dorand 314 ساخت مشترک ouis Breguet و Rene Dorand اولین هلیکوپتری بود که توانست با موفقیت پرواز کرده و خواسته‌های مشتریان را برآورده کند.

در تکامل طرح هلیکوپتر پژوهشگران متعددی مانند خوان‌دی‌لا سیروا (Juan de la Cierva) اسپانیایی به عنوان مخترع اتوجایرو در سال 1920 و ایگور سیکورسکی (Igor Sikorsky) روسی تبار نقش زیادی داشتند.

● اجزای تشکیل دهنده سیستم های هیدرولیکی: ۱) مخزن : جهت نگهداری سیال ۲) پمپ : جهت به جریان انداختن سیال در سیستم که توسط الکترو موتور ۳) موتور های احتراقداخلی به کار انداخته می شوند.

۴) شیرها : برای کنترل فشار ، جریان و جهت حرکتسیال ۵) عملگرها : جهت تبدیل انرژی سیال تحت فشار به نیروی مکانیکی مولدکار(سیلندرهای هیدرولیک برای ایجاد حرکت خطی و موتور های هیدرولیک برای ایجاد حرکتدورانی).

● اجزای تشکیل دهنده سیستم های نیوماتیکی: ۱) کمپرسور ۲) خنککننده و خشک کننده هوای تحت فشار ۳) مخزن ذخیره هوای تحت فشار ۴) شیرهایکنترل ۵) عملگرها ● یک مقایسه کلی بین سیستمهای هیدرولیک و نیوماتیک: ۱) در سیستمهای نیوماتیک از سیال تراکم پذیر مثل هوا و در سیستمهای هیدرولیک ازسیال تراکم ناپذیر مثل روغن استفاده می کنند.

۲) در سیستمهای هیدرولیک روغنعلاوه بر انتقال قدرت وظیفه روغن کاری قطعات داخلی سیستم را نیز بر عهده دارد ولیدر نیوماتیک علاوه بر روغن کاری قطعات، باید رطوبت موجود در هوا را نیز از بین بردولی در هر دو سیستم سیال باید عاری از هر گونه گرد و غبار و نا خالصی باشد ۳) فشار در سیستمهای هیدرولیکی بمراتب بیشتر از فشار در سیستمهای نیوماتیکی می باشد ،حتی در مواقع خاص به ۱۰۰۰ مگا پاسکال هم میرسد ، در نتیجه قطعات سیستمهای هیدرولیکیباید از مقاومت بیشتری برخوردار باشند.

۴) در سرعت های پایین دقت محرک هاینیوماتیکی بسیار نامطلوب است در صورتی که دقت محرک های هیدرولیکی در هر سرعتی رضایتبخش است .

۵) در سیستمهای نیوماتیکی با سیال هوا نیاز به لوله های بازگشتی ومخزن نگهداری هوا نمی باشد.

۶) سیستمهای نیوماتیک از بازده کمتری نسبت بهسیستمهای هیدرولیکی برخوردارند هیدرولیک کاربرد پمپ ها در سیستم های کارآیی سیستم های هیدرولیک برای سهولت انتقال نیرو، موجب گسترش روز افزون این سیستم ها شده است.

می توان پمپ های سیستم های هیدرولیک را به مثابه قلب سیستم در نظر گرفت.

پمپ های هیدرولیک تنها یک وظیفه مهم را بدوش دارند و آن به جریان انداختن سیالات هیدرولیک است.

عامه مردم تصور می کنند که پمپ ها، فشار مورد نیاز را ایجاد می کنند، لیکن این تصور نادرست است.