قبل از معرفی انواع مختلف این وسیله و کاربرد و مزایا و معایب هر یک، لازم است تعریف جامعی برای جک هیدرولیکی داشته باشیم. سیلندر هیدرولیک وسیله ایست که ساخت آن بر اساس قانون پاسکال انجام شده و از مایعات غیرقابل تراکم استفاده میشود.
مایع غیرقابل تراکم (در اغلب مواقع روغن) در داخل محیطی استوانه ای شکل با کمی فشار به آن به محیط استوانه ای بزرگتر وارد شده و به پیستون موجود در آن برخورد می کند. نیروی فشاری که روغن به پیستون وارد می کند، در نهایت منجر به بالا رفتن شی و وسیله بالای استوانه می گردد.
همان طور که اشاره کردیم، روال کار و ساخت جک هیدرولیکی بر اساس قانون پاسکال می باشد. بر اساس این قانون، نیروی فشاری که به سیال (روغن در جک) وارد میشود، در حالت سکون سیال یکسان بوده و در تمام بخش ها به یک اندازه وارد میشود.
علاوه بر این، فشار موجود در سیال، با برخورد به سطح بعدی به صورت عمودی به آن وارد می گردد.
برای درک بهتر روال کار جک هیدرولیکی ، بهتر است اجزا و قطعات داخلی آن و ارتباطشان با هم را درک کنید.
در ساختار داخلی این نوع جک، دو استوانه با سطح مقطع های متفاوت، مایع غیر قابل تراکم و پیستون قرار گرفته است.
روغن موجود در استوانه اول با فشار کمی که به آن وارد میشود و بخاطر غیرقابل تراکم بودنش با سرعت و فشار زیاد وارد استوانه بزرگتر میشود. برخورد روغن با فشار زیاد به پیستون در نهایت باعث بالا رفتن تجهیزات روی استوانه می گردد.
البته داخل جک هیدرولیک قطعات دیگری نیز مانند شفت، سیلندر، مهره سیلندر و قطعات آب بندی نیز وجود دارد.
به دلیل خاصیت تراکم ناپذیری مایعات از آن ها برای تبدیل و انتقال کار استفاده می شود. به طور مثال در طراحی ماشین های ساده که با آن ها بتوان با نیروی محرک کمی نیروی مقاوم فوق العاده ای را به دست آورد از این خاصیت مایعات استفاده می شود. یکی از مایعات پرکاربرد روغن است .
جک هیدرولیکی یک وسیله است که به استوانه ای که حاوی روغن است نیرویی را وارد می کند و باعث می شود که روغن که خاصیت تراکم ناپذیر دارد به استوانه ای دیگر که بزرگتر است منتقل شده و روغن به پیستون استوانه بزرگ فشار وارد کرده و باعث جابجایی بار روی آن می شود.
جرثقیل ها یا دیگر ماشین ها چنین مکانیزمی دارند. نکته قابل توجه این است که نیروی اندکی که پیستون وارد می شود باعث فشار به پیستون بزرگ تر شده و باعث جابجایی بار روی استوانه بزرگ می شود.
به جک هیدرولیک ، موتور هیدرولیک نیز گفته می شود . این نوع از جک هم کاربرد صنعتی دارد مانند پرس های هیدرولیک ، بسته بندی ماشین آلات ، جرثقیل ها و فورجینگ و هم در تجهیزات سیار مثل تجهیزات ساخت و ساز و تجهیزات کشاورزی و دریایی کاربرد دارد.
جک هیدرولیکی در مقایسه با سیستم های مکانیکی و جک پنوماتیک و الکتریکی قدرتمند تر و ساده تر و با دوام تر هستند.
امروزه استفاده از انواع جک ها برای بسیاری از افراد کاربرد دارد. یکی از جک هایی که امروزه کاربرد بسیار فراوانی در صنعت و تعمیرات بسیاری از ماشین ها دارد، جک هیدرولیکی می باشد که دارای بخش های متفاوتی است.
افراد باید با توجه به این بخش ها، نسبت به استفاده از آن ها اقدام نمایند.
لذا ما در این مطلب قصد داریم نکات مختلفی در مورد چگونگی کارکرد جک هیدرولیک ، اجزا و انواع آن و نگهداری آن ها را مورد بررسی قرار دهیم.
چنانچه به این موضوع علاقه مند می باشد و یا این که استفاده از جک های هیدرولیک برای شما اهمیت دارد، با ما تا پایان همراه باشید.
امروزه هم موتور ها و هم سیلندر های هیدرولیک ( جک هیدرولیک ) به اجزای ضروری در مدار جک هیدرولیک برای تبدیل انرژی هیدرولیکی به انرژی مکانیکی تبدیل شده اند. سیلندر رابط بین مدار هیدرولیک و ماشین در حال فعالیت است.
جک هیدرولیک متفاوت از موتور هیدرولیکی است که وظیفه ایجاد حرکت دورانی را بر عهده دارد، و نقش آن ایجاد حرکات انتقالی (خطی) می باشد که از طریق آن نیروها منتقل می شوند.
با صرف نظر از نیروی اصطکاک، حداکثر نیروی F تولید شده در سیلندر به حداکثر فشار عملیاتی p و مساحت موثر M بستگی دارد.
F = P × A
اگر ماشین به صورت خطی عمل کند، مزایای زیر را می توان برای حرکت سیلندرهای هیدرولیک (جک هیدرولیک) در نظر گرفت:
سیلندر ها را با توجه به عملکرد آنها می توان به دو دسته تقسیم بندی نمود:
سیلندر یک طرفه تنها می توانند در یک جهت اعمال نیرو کنند. پیستون نیز تنها می تواند توسط فنر، نیروی وزن خود پیستون یا با اعمال نیروی خارجی باز گردد. سیلندر یک طرفه اساسا یک سطح موثر دارند.
در این سیلندر تنها نیروهای فشاری قابل انتقال هستند.
بسته به کاربرد سیلندر های پلانجری ، ( جک هیدرولیکی ) می توان آنها را با یا بدون یک محدود کننده داخلی ضربه طراحی نمود. برای مدل های بدون ضربه گیر داخلی، نیروی فشاری با کمک حداکثر مساحت موثر پیستون و حداکثر فشار عملیاتی محاسبه می شود.
لازم به توضیح است که در مدل های با ضربه گیر داخلی، تنها مساحت میله پیستون در محاسبه نیروی فشاری موثر است.
سیلندرهای پلانجری هر جا از که یک نیروی خارجی با جهت مشخص برای بازگرداندن پیستون به موقعیت شروع استفاده می شود، بکار گرفته می شوند. نمونه هایی از این کاربرد ها عبارتند از فشار های ضربه ای رو به بالا، میز های برش ضربه ای و دستگاه های بلند کردن.
با اعمال فشار بر سطوح موثر از محل نقطه “A” پیستون منبسط می شود. انقباض پیستون تنها از طریق وزن پیستون یا با اعمال نیروی خارجی میسر است.
سیلندر هایی با بازگشت فنری در کاربردهایی مورد استفاده قرار می گیرند که در آن نیروی بازگردانده خارجی وجود ندارد. فنر های بازگشتی می توانند درون سیلندر قرار گیرند یا بر روی یک سیلندر به عنوان یک جزء جداگانه نصب شوند.
از آنجاییکه این فنرها تنها می توانند ضربه های محدود وارد نمایند و نیروهای محدودی اعمال کنند، از آنها عمدتا در “سیلندرهای کوچک” استفاده می شود. این سیلندر عموما بعنوان سیلندر فشاری در امور تاسیسات یا ابزار مونتاژ و تعمیرات مورد استفاده قرار می گیرد.
سیلندر های دو طرفه دارای دو میدان موثر متقابل با اندازه های مشابه یا متفاوت هستند.
ساختمان آنها شامل دو مجرای ورودی لوله ای مجزا است. پیستون از طریق تغذیه مایع از دو محل ورودی “A” یا “B” نیروهای کشش و فشار را در هر دو جهت منتقل می نماید.
این نوع سیلندر تقریبا در تمام انواع کاربرد ها قابل مشاهده است.
سیلندر های دو طرفه به دو دسته طبقه بندی می شوند: سیلندرهای تک میله ای و دو میله ای.
در اکثر موارد، جک هیدرولیکی تنها با یک میله پیستون استفاده می شوند. سیلندرهای تک میله دارای یک پیستون هستند که به یک میله پیستون متصل و محکم می شوند که قطر آن کوچکتر از قطر پیستون است.
در این سیلندر ها، اندازه سطح موثر متفاوت است. نسبت مساحت پیستون به ناحیه حلقوی با ضریب (φ) نشان داده می شود. حداکثر مقدار نیروی انتقالی به سطح پیستون در حالت انبساطی و به سطح حلقوی در حالت انقباضی و همچنین حداکثر فشار عملیاتی وابسته است.
بدین معنی که در یک فشار عملیاتی معین، نیروی انبساطی φ برابر بزرگتر از نیروی انقباضی است.
محفظه های در حال پر شدن به دلیل چرخه دارای طول یکسان هستند، اما به دلیل تفاوت در سطح پیستون و بخش حلقوی، حجم آنها متفاوت است. از این رو سرعت چرخه به طور معکوس متناسب با مساحت سطوح است.
بدین معنی که:
مساحت بزرگ تر ~ حرکت آهسته
مساحت کوچک تر ~ حرکت سریع
سیلندر دو میله ای
جک هیدرولیک دو میله دارای یک پیستون است که به دو سیلندر پیستونی متصل و محکم می شود (اغلب یک میله پیوسته که از داخل پیستون رد شده) و دارای قطری کوچکتر از پیستون است.
حداکثر نیروی منتقل شده به مساحت سطوح حلقوی که در هر دو جهت حرکت به یک اندازه بوده و همچنین به حداکثر فشار عملیاتی وابسته است.
این بدان معنی است که در یک فشار عملیاتی ثابت، نیروها در هر دو جهت حرکت به یک اندازه هستند. از آنجا که مساحت سطوح و طول مسیر های رفت و برگشت در چرخه یکسان است،
حجم محفظه های پر شونده باید به یک اندازه باشد. از این رو، سرعت های رفت و برگشت نیز باید یکسان باشند. برای برخی کاربرد های خاص، سیلندر دو میله ای را می توان با قطر پیستون های متفاوت نیز تولید نمود.
در این مدل نسبت نیروها و سرعت ها (مانند سیلندر تک میله ای) برابر با نسبت مساحت φ دو ناحیه حلقوی می باشد.
منبع : نیاز صنعت
