عملگر هیدرولیک

اشتراک :

عملگر یا اکچویتور هیدرولیک

اکچویتور هیدرولیک نام دیگری برای عملگر هیدرولیک است. تبدیل قدرت سیال تحت فشار به توان مکانیکی توسط عملگر هیدرولیک انجام می شود. مقدار توان مکانیکی خروجی وابسته به نرخ جریان و افت فشار در عملگر و همچنین راندمان کلی آن بستگی دارد. مزیت عمده سیستم های هیدرولیکی در این است که آنها انعطاف پذیری بالایی دارند و قادرند تا تبدیل مستقیم قدرت سیال به حرکت های دورانی و خطی را داشته باشند.

انواع عملگر هیدرولیک

  • عملگر خطی یا سیلندر هیدرولیک

سیلندر هیدرولیک، جریان سیال تحت فشار هیدرولیک را به حرکت خطی تبدیل می کند. این سیلندرها در چهار دسته یک طرفه، دو طرفه، تلسکوپی و پهلو به پهلو موجود هستند.

  • عملگر دورانی با چرخش مداوم (موتور هیدرولیکی یا هیدروموتور)

عملگر هیدرولیک دورانی انرژی سیال تحت فشار را به حرکت دورانی تبدیل می کند. هیدروموتور هیدرولیکی دارای بخش هایی مانند چرخدنده، پره یا پیستون می باشد. ظاهر موتورهای هیدرولیکی شبیه پمپ است اما با این تفاوت که محور پمپ ها حرکت می کند تا باعث چرخش جریان سیال شود اما موتورهای هیدرولیکی به کمک نیروی سیال است که دوران می کنند.

  • عملگر دورانی با حوزه چرخش محدود (شبه دورانی)

عملگر شبه دورانی دارای انواع مختلفی است و حرکت های چرخشی را به وجود می آورند. دوران این سری عملگر هیدرولیک برای زوایای کمتر از 360 درجه بسیار کارآمد است.

تقسیم بندی کلی عملگر هیدرولیک

عملگر خطی هیدرولیک

همانطور که پیش تر اشاره شد، عملگر خطی شامل سیلندر یک طرفه، سیلندر دو طرفه، تلسکوپی و پهلو به پهلو است.

  • سیلندر یک طرفه

سیلندرهای یک طرفه ساده ترین نمونه از عملگر خطی هستند. این سیلندرها تنها در جهت رفت کار انجام می دهند. برگشت این سیلندرها به کمک نیروی هیدرولیکی نیست و توسط فنر یا نیروی ثقل به حالت اولیه خود برمی گردند.

سیلندر یک طرفه

همانطور که مشاهده می کنید بدنه این سیلندرها از یک محفظه استوانه ای و یک فنر برای برگشت به حالت اولیه تشکیل شده است که در قسمت انتهای سیلندر یک محفظه برای تخلیه نشتی احتمالی روغن درنظر گرفته شده است و اگر این مجرا بسته شود، طول کورس سیلندر کاهش می یابد.

کاربرد این سری از عملگرها برای حالت هایی است که بار عمودی بوده و برگشت به حالت اولیه می تواند به کمک نیروی فنر یا وزن صورت گیرد.

  • سیلندر دو طرفه

نمونه ای دیگر از عملگر خطی هیدرولیک سیلندر های دوطرفه هستند. این نوع سیلندرها قادر به انجام کار در هر دو جهت رفت و برگشت هستند. نماد شماتیک سیلندر دوطرفه به شکل زیر است.

سیلندر دو کاره با میل پیستون یک طرفه

سیلندر دو کاره با میل پیستون یک طرفه

سیلندر دو کاره با میل پیستون دو طرفه

سیلندر دو کاره با میل پیستون دو طرفه

سیلندرهای دارای میله پیستون یک طرفه، از نظر هیدرولیکی بالانس نیستند؛ چراکه مساحت در دو طرف پیستون مساوی نیست و به این ترتیب نیرو و سرعت های اعمالی در رفت و برگشت متفاوت است.

سیلندرهای با میله پیستون دو طرفه دارای تعادل هیدرولیکی است، چون مساحت ها در دو طرف مساوی است و به این ترتیب سرعت و نیرو در دو جهت برابر خواهد بود. یک زائده مخروطی در انتهای سیلندر وجود دارد که باعث ضربه گیری در دو انتهای کورس می شود. نحوه عملکرد سیلندرهای دوطرفه به این ترتیب است که روغن می تواند در هر دو جهت وارد سیلندر شود و می تواند در هر دو جهت کار انجام دهد؛ به این  ترتیب در این نوع سیلندرها عبارت کورس رفت و برگشت معنا ندارد.

  • سیلندر تلسکوپی

سیلندر تلسکوپی زیرمجموعه ای از عملگر خطی است که به دلیل شباهت ساختمان آن با تلسکوپ، سیلندر تلسکوپی نام گرفته است. از این نوع سیلندرها در مکان هایی که نیاز به کورس کاری بالا و محدودیت فضا داریم استفاده می شود.

سیلندر تلسکوپی

مزیت سیلندرهای تلسکوپی در این است که بدون نیاز به بزرگ کردن سیلندر و به کمک خاصیت تلسکوپی، طول کورس مدنظر تامین می شود. آنچه با توجه به شکل واضح است، این سیلندرها خود از تعدادی سیلندر تو در تو تشکیل شده است که هنگام نیاز از درون یکدیگر لغزیده و بیرون می آیند. برای جلوگیری از حرکت بیش از حد هر سیلندر، یک رینگ توقف در انتهای سیلندر تعبیه می شود. در شکل زیر نماد شماتیک سیلندر تلسکوپی را مشاهده می کنیم.

نماد شماتیک سیلندر تلسکوپی یک کاره

نماد شماتیک سیلندر تلسکوپی یک کاره

نماد شماتیک سیلندر تلسکوپی دو کاره

نماد شماتیک سیلندر تلسکوپی دو کاره

  • سیلندر پهلو به پهلو

آخرین دسته از عملگر خطی، سیلندر پهلو به پهلو است. این دسته از سیلندرها زمانی کاربرد دارند که می خواهیم بدون افزایش سطح مقطع، افزایش نیرو داشته باشیم. شکل زیر یک سیلندر پهلو به پهلو را نشان می دهد که در نتیجه دو برابر شدن مساحت موثر پیستون در دو محفظه، امکان اعمال نیروی دو برابر را ایجاد می کند.

سیلندر پهلو به پهلو

همانطور که در شکل واضح است، دو پورت برای ورود و دو پورت برای خروج تعبیه شده است و با ورود سیال پیستون ها به سمت جلو حرکت کرده و سپس با بازگشت پیستون، سیال از پورت ها به مخزن تخلیه می شوند.

نکات مهم در انتخاب عملگر خطی هیدرولیک

برای اعمال نیروی خطی یا به منظور جابجا کردن بار و یا نگه داشتن آن در یک وضع خاص مورد استفاده قرار می گیرد. برای انتخاب عملگر مناسب توجه به موارد زیر الزامی است:

  1. کاربرد سیلندر
  2. نیروی مورد نیاز
  3. دمای کاری
  4. تعداد سیکل در واحد زمان
  5. روش نصب

عملگر دورانی هیدرولیک با چرخش مداوم

نام دیگر عملگر دورانی، موتور هیدرولیکی است. به کمک این عملگر می توان انرژی سیال را به حرکت دورانی تبدیل کرد. این نوع عملگر برای موارد با گشتاور بالا و حرکت های سنگین کاربرد دارد. هیدروموتورها از نظر طراحی شبیه پمپ های هیدرولیکی هستند و به گروه های زیر تقسیم بندی می شوند.

  1. هیدروموتور دنده ای، پره ای و ژیروتوری
  2. هیدروموتور پیستونی محوری
  3. هیدروموتور پیستونی شعاعی

  • هیدروموتور دنده ای، پره ای و ژیروتوری

موتورهای دنده ای بسیار شبیه به پمپ های دنده ای هستند و مانند یک مجموعه با جابجایی ثابت عمل می کنند، به طوریکه سرعت دورانی آنها وابسته به میزان حجم سیال عبوری ورودی تغییر می کند. در تصویر زیر نحوه کار هیدروموتور دنده ای را مشاهده می کنیم.

در هیدروموتورهای دنده ای، گشتاور در نتیجه عملکرد لحظه ای فشار سیال روی دندانه های درگیر به وجود آمده و با توجه با وضع درگیری آنها تغییر می کند. افزایش تعداد دندانه ها در یک هیدروموتور با اندازه مشخص، کاهش تغییرات گشتاور و جا به جایی حجمی را به دنبال خواهد داشت و درنتیجه منجر به کاهش قدرت خروجی می شود.

در هیدروموتورهای دنده ای حداقل سرعت برای دستیابی به عملکردی آرام و یکنواخت محدود می شوند. با توجه به نوع طراحی و ابعاد هیدروموتور حداقل سرعت در محدوده 400 تا 1000 rpm پیشنهاد می شود. در صورت تمایل به دسترسی به سرعت های پایین تر می توان محور موتور را به  جعبه دنده کاهنده متصل کرد.

  • هیدروموتور پیستونی محوری

این هیدروموتورها به دو دسته جابه جایی ثابت و متغیر تقسیم می شوند. گشتاور به دلیل وارد شدن فشار سیال بر انتهای پیستون های رفت و برگشت ایجاد می شود. افزایش تعداد پیستون ها باعث افزایش توان خروجی عملگر دورانی می شود.

  • هیدروموتور پیستونی شعاعی

یک بلوکه سیلندر متصل به محور خروجی می تواند نیروی وارد بر پیستون ها را به محور هیدروموتور منتقل می کند. تعبیه خط تخلیه باعث جلوگیری از تحت فشار قرار گرفتن محفظه سیلندر می شود.

مشخصات فنی انواع هیدروموتور

مشخصات انواع هیدروموتور
نوع هیدروموتور حداکثر فشار کاری (بار) سرعت دورانی (rev/min) حداکثر گشتاور (Nm)
دنده ای 200-300 400-600 500
پیستونی محوری
(صفحه زاویه گیر) جابه جایی ثابت
400 50-4000 2500
پیستونی محوری
(صفحه زاویه گیر) جابه جایی متغیر
400 50-4000 2500
پیستونی محوری
 (محور خمیده) جا به جایی ثابت
350 50-8500 10000
پیستونی محوری
(محور خمیده) جا به جایی متغیر
350 50-8500 10000
 پیستونی شعاعی 450 1-2000 150000

امتیاز شما به این محصول :