همه چیز درباره جک هیدرولیک

جک هیدرولیک را می‌توان یکی از مهمترین قطعات در حوزه مهندسی مکانیک و علوم صنعتی دانست. شناخت مکانیسم فعالیت این جک و انواع آن به ما کمک می‌کند درک بهتری از فرایندهای صنعتی و هیدرولیکی داشته باشیم. همچنین افرادی که در حوزه‌های صنعتی مشغول هستند باید با انواع جک هیدرولیک آشنا شوند. امروزه از این جک‌ها در وسایل و تجهیزات بسیار زیادی استفاده می‌شود و احتمالا در آینده نیز شاهد گسترش قلمرو آن‌ها باشیم.

جک چیست؟

جک قطعه‌ای برای ایجاد نیروی بزرگ، به واسطه اعمال نیروی کم است. شاید بتوان عملکرد جک‌ها را به قرقره تشبیه کرد. یک منبع خارجی نیروی اولیه را به جک اعمال می‌کند و پس از طی شدن فرایندهایی، نیرو افزایش یافته و از جک خارج می‌شود.

جک هیدرولیک چیست؟

جک هیدرولیک وسیله‌ای برای افزایش نیرو به کمک نیروی هیدرولیک است. اساس کار این جک‌ها بر پایه «اصل پاسکال» طراحی شده است. طبق قوانین فیزیکی و فرمول فشار، نیرو و سطح مقطع نسبت عکس دارند. هر چه سطح مقطع افزایش یابد، نیروی وارد شده فشار کمتری ایجاد خواهد کرد. از طرفی اگر سطح مقطع کاهش یابد، فشار موجود باعث تولید نیروی بیشتری خواهد شد.

جک‌های هیدرولیکی نسبت به انواع مکانیکی بهره‌وری بسیار بیشتری دارند. از این جک‌ها در صنایع مختلفی مثل خودروسازی، راهسازی، کشاورزی، تولید ماشین‌آلات صنعتی و ... استفاده می‌شود. گفته می‌شود ریچارد دادگون در سال ۱۸۵۱ توانست «پرس هیدرولیک قابل حمل» را ثبت اختراع کند. این دستگاه اولین جک هیدرولیک صنعتی محسوب می‌شود.

اجزا جک هیدرولیک

امروزه جک‌های هیدرولیک انواع و اشکال بسیار متفاوتی دارند اما می‌توان برای تمام جک‌ها ۶ قسمت اصلی مشخص کرد. پمپ، واشر تنظیم آب، پیستون متحرک، مخزن، سیلندر اصلی و واشر باز و بسته کردن قسمت‌های اصلی هر جک را تشکیل می‌دهند.

مخزن جک هیدرولیک سیالی را در خود جای داده است. پمپ نیز این سیال را از مخزن به سمت شیر هدایت می‌کند و مایع را در حالت تحت فشار به سیلندر منتقل می‌کند. سیلندر پمپ پیستون متحرک را کنترل کرده تا حرکت رفت و برگشتی جک به طور متناوب انجام شود.

عملکرد جک هیدرولیک به چه صورت است؟

مایعات فشرده نمی‌شوند. در واقع هر چقدر یک مایع تحت فشار قرار بگیرد، نیروی ذخیره شده در مولکول‌ها کاهش پیدا نمی‌کند. زمانی که مایعات تحت فشار قرار می‌گیرند، نیرویی را به سطوح جانبی وارد می‌کنند تا بتوانند از شرایط فشار خارج شوند.

زمانی که پمپ جک هیدرولیک شروع به فعالت می‌کند، فشار به مایع درون سیلندر وارد شده و فشاری روی صفحه جک ایجاد می‌شود. این فشار ایجاد شده سبب تولید نیروی محرک برای بلند کردن صفحات جانبی خواهد شد. نکته مهم در این فرایند تغییر سطح مقطع برای افزایش نیروی ایجاد شده است. هر چه سطح مقطع کمتر شود، فشار بیشتری در مولکول‌های سیال به وجود آمده و در نتیجه نیروی بیشتری آزاد می‌شود.

انواع جک هیدرولیکی

جک‌های هیدرولیکی به دسته‌های مختلفی تقسیم‌بندی می‌شوند. این جک‌ها بر اساس عملکرد به سه نوعیک راهه، یک طرفه و دو طرفه گروه‌بندی می‌شوند. از نظر قدرت و کیفیت عملکرد نیز می‌توان جک‌های هیدرولیک را به نوع تلسکوپی، پیستونی، دیفرانسیلی و سنکران دسته‌بندی کرد.

جک یک راهه

جک یک راهه قطر پیستون و دسته یکسانی دارد. این جک‌ها تنها یک روزنه برای انتقال روغن دارند و با ورود روغن به انتهای پیستون جک باز خواهد شد. پس از ایجاد نیرو و بالا بردن اجسام جک‌های یک راهه به طور خودکار به حالت اول برنخواهند گشت. بنابراین باید دسته‌ای برای حرکت دادن جک یک طرفه روی بدنه این قطعه تعبیه شود.

جک یک طرفه

قطر دسته پیستون جک یک طرفه از قطر پیستون کمتر بوده و دو مجرا برای ورود و خروج روغن در سیلندر تعبیه شده است. روغن از سمتی منتقل می‌شود که سر پیستون در آن نقطه قرار دارد. روزنه دوم برای تهویه و توازن جریان ورودی و خروجی هوا طراحی شده است. جک‌های یک طرفه نیز به طور خودکار به حالت ابتدایی باز نخواهند گشت و باید به طور دستی هدایت شوند. جک دستگاه هیدرولیک تراکتور یکی از مشهورترین جک‌های یک طرفه است که کاربرد بسیار زیادی در صنعت تراکتورسازی دارد.

جک دو طرفه

در جک‌های دو طرفه قطر دسته پیستون کمتر از قطر پیستون بوده و ممکن است دسته پیستون سرتاسری باشد. این جک‌ها نیز دو روزنه برای انتقال روغن دارند. تفاوت جک‌های دو طرفه با یک طرفه در حرکت روغن درون پیستون و سیلندر است. روغن از یک روزنه وارد شده و جک را به سمت بالا حرکت می‌دهد و سپس از طریق روزنه دیگر جک را به حالت اولیه برمی‌گرداند. جک‌های فرمان هیدرولیکی از نوع دو طرفه هستند که در صنعت خودروسازی کاربرد بسیار زیادی دارند.

کاربردهای جک هیدرولیک

کاربردهای بسیار زیادی برای جک‌های هیدرولیک ذکر می‌شود. بلند کردن بارهای سنگین، بلند کردن وسایل نقلیه و ماشین‌آلات صنعتی، انتقال مواد و تجهیزات سنگین و غول‌پیکر در مسافت‌های کوتاه، بالا بردن اجسام بزرگ و سنگین مثل تیر‌آهن و ... از کاربردهای جک هیدرولیک است.

مزایا و معایب جک هیدرولیک

هر روز قطعات و دستگاه‌های جدیدی طراحی می‌شوند. گرچه جک‌های هیدرولیک انقلابی در حوزه مهندسی مکانیک محسوب می‌شوند اما این روزها دستگاه‌ها و قطعات بهتری نیز ساخته شده است. از مزایای جک‌های هیدرولیک می‌توان به قدرت بالا در جابه‌جایی و بلند کردن اجسام، اشغال فضای کم، استفاده آسان و وزن کمتر نسبت به جک‌های پیچی اشاره کرد. با این حال فرسودگی روغن، شکسته شدن، کندی در حرکت، بوی نامطبوع سیال، افزایش حرارت دستگاه و نشت روغن از معایب جک‌های هیدرولیک است.

کارخانه‌ها و شرکت‌های زیادی نسبت به طراحی و تولید جک‌های هیدرولیک اقدام کرده‌اند. پاور تیم (POWER TEAM)، انرپک (ENERPAC)، آتوس (ATOS)، یوکن (YUKEN)، دوپلماتیک (DUPLOMATIC) و ... از جمله مشهورترین برندهای تولیدکننده این نوع جک هستند. همچنین آمریکا و ایتالیا جزو کشورهای خوش‌سابقه در زمینه ساخت این محصول صنعتی به حساب می‌آیند.

جمع‌بندی

جک هیدرولیک جزو مهمترین قطعات در حوزه افزایش نیرو و جابه‌جایی اجسام محسوب می‌شود. به کمک این جک‌ها دستگاه‌ها و ماشین‌آلات مختلفی مثل لیفتراک و جرثقیل طراحی شده است. امروزه جک‌هایی با فناوری‌های پیشرفته‌تر و قابلیت‌های بیشتر ساخته شده است اما هنوز هم جک هیدرولیک جایگاهی ویژه در صنایع گوناگون دارد.