المواضيع:
- مقدمة في الهيدروليكية
- المخططات الهيدروليكية
مقدمة في الهيدروليكية:
نعني بالهيدروليكيا نقل الطاقة (القوى والحركات) عبر السائل. كلمة "هيدروليكي" تأتي من اليونانية (hydro = ماء، aulos = أنبوب). الهيدروليكية هي تقنية القيادة والتحكم والتنظيم التي نواجهها في تكنولوجيا السيارات والهندسة الميكانيكية وتكنولوجيا القيادة والتحكم والطائرات والزراعة. يمكننا التمييز بين المكونات الهيدروليكية إلى محرك هيدروكيني وهيدروستاتيكي:
- الحركية المائية: سرعات عالية للسوائل وضغوط منخفضة نسبيًا، مثل محول عزم الدوران في ناقل الحركة الأوتوماتيكي؛
- الهيدروستاتيكي: سرعات منخفضة للسوائل وضغوط عالية، كما نواجه في نظام التوجيه المعزز.
من الناحية العملية، بالإضافة إلى المكونات الهيدروليكية، نجد أيضًا تكنولوجيا الهواء والإلكترونيات والدفع الميكانيكي. كل تقنية لها مميزاتها وعيوبها بالنسبة للتطبيق الذي تستخدم فيه. مزايا وعيوب الهيدروليكية مقارنة بالتقنيات الأخرى هي:
المزايا:
- كثافة طاقة عالية يمكن نقل القوى وعزم الدوران الكبيرة بأحجام مكونات صغيرة؛
- سرعة وقوة وعزم دوران قابلان للتعديل بشكل لا نهائي؛
- يمكن تخزين الطاقة الهيدروليكية وإعادة استخدامها؛
- دقة عالية وتحديد المواقع المستمر ممكن.
سلبيات:
- تكنولوجيا باهظة الثمن نسبيا؛
- حساسة للأوساخ.
- إمكانية التسرب (الداخلي والخارجي).
في النظام الهيدروليكي، يتحرك السائل. يمكن تحريك تدفق السائل عن طريق مضخة أو مكبس. تعتمد جميع الأنظمة الهيدروليكية على قانون باسكال:
"إن الضغط الواقع على المائع الساكن ينتشر بشكل منتظم في جميع الاتجاهات في وعاء مغلق."
ونرى هذا المبدأ في الشكل التالي، حيث تؤثر قوة (F1) على سطح المكبس بالمكبس. تخلق القوة ضغطًا في النظام المملوء بالسوائل (المغلق)، مما يدفع المكبس إلى الأعلى بقوة F2.
يعتمد الضغط على قوة المكبس ومساحة سطحه. على الصفحة "الضغط في النظام الهيدروليكي"ويتضح هذا من خلال الرسوم المتحركة والحسابات.
المخططات الهيدروليكية:
يتم تجميع المخططات الهيدروليكية المكونة من رموز من قبل الشركة المصنعة لتتمكن من قراءة كيفية توصيل المكونات أثناء أعمال الصيانة و/أو الإصلاح. يوضح المخطط الانسيابي أيضًا أنواع المكونات الموجودة في النظام. يمكن العثور على نظرة عامة على الرموز على الصفحة التي تحتوي على قائمة الرموز الهيدروليكية
في الصورة التالية نرى المكونات الأكثر استخدامًا في النظام الهيدروليكي. يتم عرض المكونات باللون والرقم.
يقوم محرك كهربائي بتشغيل المضخة الهيدروليكية (1)، والتي تنقل الزيت الهيدروليكي إلى صمام التحكم (4).
يحمي صمام تخفيف الضغط (2) النظام من الضغط الزائد. يمكن قراءة ضغط النظام من مقياس الضغط (3).
يحتوي صمام التحكم الذي يتم تشغيله يدويًا على أربع وصلات:
P (المضخة)، T (الخزان)، والوصلات A وB للأسطوانة.
يمكن ضبط شريحة التحكم في ثلاثة مواضع:
- في حالة الراحة (الوضع الحالي)؛
- إلى اليمين؛
- إلى اليسار.
اعتمادًا على موضع صمام التحكم، يتم تزويد الأسطوانة بالزيت الهيدروليكي وسيتحرك المكبس.
توضح الصور التالية المواضع المختلفة لصمام التحكم الذي يمكن من خلاله تحريك الأسطوانة.
1. التحكم في الشريحة في الوضع المحايد:
يتم تشغيل المضخة المائية في الرسم البياني التالي أيضًا بواسطة محرك كهربائي. تقوم المضخة بامتصاص الزيت الهيدروليكي من الخزان وتزويد الزيت تحت ضغط متزايد إلى صمام تخفيف الضغط ومقياس الضغط وصمام التحكم.
يكون صمام التحكم في الوضع الأوسط، بحيث تتصل الوصلات P وT ببعضها البعض ويدخل الزيت الهيدروليكي إلى صمام التحكم عبر P ويخرج عبر T.
يتدفق الزيت الهيدروليكي من الوصلة T عبر مرشح العودة إلى الخزان. يوجد جهاز أمان للضغط في مبيت مرشح العودة، والذي يفتح ضد قوة الزنبرك عندما يزيد ضغط السائل.
يمكن أن تحدث زيادة الضغط عندما يصبح الفلتر مسدودًا بجزيئات الأوساخ.
نظرًا لأن الزيت الهيدروليكي يدور في هذا الوضع من صمام التحكم، فمن الصعب أن يكون هناك أي تراكم للضغط. لا يوجد سوى قدر معين من المقاومة التي يواجهها الزيت في صمام التحكم والأنابيب وفلتر العودة. ومع ذلك، فإن هذه المقاومة منخفضة جدًا بحيث يتم ضخ الزيت دون ضغط.
2. التحكم في الشريحة في الموضع الأيسر:
يتم وضع شريحة التحكم في الموضع الأيسر. ترتبط المحطات الطرفية P وA، وكذلك T وB، ببعضها البعض في هذا الموضع. يتحرك الزيت الهيدروليكي عبر الأنابيب إلى الجانب الأيسر من الأسطوانة. يبدأ تراكم الضغط على الجانب الأيسر من المكبس ويتم التحكم فيه الآن.
نظرًا لأن الإرجاع (B) للأسطوانة متصل الآن بالوصلة T الخاصة بصمام التحكم، فيمكن للزيت أن يتدفق على الجانب الأيمن من الأسطوانة - عبر مرشح الإرجاع - إلى الخزان.
تقوم الأسطوانة بحركة خارجية حتى تصل إلى نقطة التوقف النهائية. ونحن نرى هذا في الوضع التالي.
3. المكبس في الموضع المتطرف:
في هذه الحالة يكون المكبس قد تم تمديده إلى أقصى حد له، وبذلك يتم الوصول إلى نقطة التوقف النهائية. تمنع الحماية من الضغط الزائد الضغط من الارتفاع بشكل كبير. وبدون هذه الحماية، فإن الضغط سيرتفع بشكل لا يمكن السيطرة عليه، مما يؤدي إلى حدوث عيوب.
يُفتح صمام التحكم في الضغط (في الشكل الموضح على يسار المضخة المائية) عند الوصول إلى الضغط المحدد مسبقًا. يربط صمام تخفيف الضغط خط الإمداد من المضخة المائية بالعودة. يوجد الآن دوران مستمر عبر صمام تخفيف الضغط هذا حتى ينخفض الضغط.
4. التحكم في الشريحة في الموضع الصحيح:
يتم الآن تشغيل شريحة التحكم في الموضع الصحيح (العكس). بالمقارنة مع الوضع 2، يتم توصيل الأنابيب بشكل متقاطع مع بعضها البعض: يتم توصيل P الآن بـ B، بحيث يتراكم الضغط على الجانب الأيمن من المكبس. الاتصال A متصل بـ T (العودة). في هذا الوضع يتحرك المكبس من شريحة التحكم إلى اليسار.
عند الوصول إلى نهاية المكبس، سيتراكم الضغط مرة أخرى ليصل إلى الضغط الذي يفتح عنده صمام تخفيف الضغط. يجب بعد ذلك إرجاع شريحة التحكم إلى الموضع الأوسط.
الصفحة ذات الصلة:
