جک هیدرولیک، سیلندر هیدرولیک

جک هیدرولیک وسیله‌ای است که توان سیال را به صورت حرکت خطی به توان مکانیکی تبدیل می‌کند. به این دلیل است که جک‌های (سیلندرهای) هیدرولیکی عملگر خطی نیز نامیده می‌شوند. جک هیدرولیک توان خود را از یونیت هیدرولیک می‌گیرد. جک‌های هیدرولیک دارای انوع مختلف، مدل‌های نصب‌ متفاوت و اندازه‌های متفاوت است. از دیگر نوع عملگرها، هیدروموتورها هستند که حرکت دورانی را تأمین می‌کنند و عملگر دورانی نامیده می‌شوند.

جک هیدرولیک استاندارد

جک هیدرولیک شما در این مجموعه. طبق نیاز سیستم هیدرولیک شما، با تکیه بر علم، استاندارد و تکنولوژی روز دنیا. زیر نظر کارشناسان متخصص، طراحی و به دست استادان ماهر ماشینکار و جوشکار ساخته خواهد شد. در این مجموعه تمامی استانداردهای ساخت منطبق با ISO-3320 & 6020 رعایت خواهد شد. با تضمین اصالت برند قطعات خیالتان را آسوده خواهیم کرد. و با مناسب‌ترین قیمت و کمترین زمان بر اساس لیست سفارشات مجموعه، آماده و تقدیم شما عزیزان خواهیم کرد.

جک هیدرولیک یا سیلندر هیدرولیک چیست؟

جک هیدرولیک عملگری قدرتمند و کارآمد است که در صنایع مختلف، از تعمیرگاه‌های کوچک تا کارخانه‌های عظیم، نقش حیاتی ایفا می‌کند. این غول دنیای صنعت، با استفاده از نیروی سیال تحت فشار، قادر به بلند کردن، جابجا کردن و فشردن اجسام سنگین با ظرافت و دقت بی نظیری است. جالب است بدانید، تاریخچه جک هیدرولیک به قرن هفدهم میلادی و اکتشافات دانشمند فرانسوی، بلز پاسکال، بر می‌گردد. قانون پاسکال که بیان می‌کند فشار در یک سیال محصور در همه جهات به طور یکسان منتقل می‌شود، پایه و اساس عملکرد جک‌های هیدرولیک را تشکیل می‌دهد.

یکی از دو نوع عملگری که در دستگاه‌های هیدرولیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد جک یا سیلندر هیدرولیک است. سیلندرهای هیدرولیک حرکت رفت و برگشتی (حرکت خطی) را بدلیل نوع ساختار خود دارند. به همین دلیل است که به آن عملگر خطی گویند. و انرژی هیدرولیکی (سیال هیدرولیک) را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند. سیلندرهای هیدرولیک در دو نوع کلی ساخته می‌شوند. در این مقاله تصمیم داریم شما را با جک‌های هیدرولیک و کاربردشان آشنا کنیم.

طرز کار جک هیدرولیک

همانطور که در بالا اشاره کردیم جک هیدرولیک یک عملگر خطی است. به زبان ساده‌تر حرکت رفت و برگشتی دارد. و انجام این عمل، با انتقال سیال هیدرولیک که توسط پمپ هیدرولیک در سیستم هیدرولیک به جریان می‌افتد، صورت می‌گیرد. پمپ هیدرولیک بعد از مکش سیال از مخزن آن را به سمت شیرهای کنترلی برای کنترل  فشار، سرعت و جهت، از طریق شیلنگ‌ها و بلوک هیدرولیک هدایت می‌کند. خروجی شیرهای کنترلی که آنها نیز توسط لوله، شیلنگ و اتصالات به پورت‌های ورودی و خروجی جک هیدرولیک متصل هستند سیال را برای انجام کار به جک هیدرولیک می‌رساند.

با هدایت سیال به انتهای جک هیدرولیک یا پشت پیستون جک، پیستون جک به سمت بیرون از سیلندر حرکت می‌کند. که به آن عمل رفت می‌گویند. و زمانی که سیال هیدرولیک به سمت ابتدای جک هیدرولیک یا جلوی پیستون جک، هدایت شود، پیستون به سمت داخل سیلندر حرکت می‌کند، که به آن عمل برگشت گویند. در همین حین از هر طرفی که سیال به سمت سیلندر هدایت می‌شود، از طرف دیگر به سمت شیرهای کنترلی و در نهایت به سمت مخزن برمی‌گردد.

این عمل رفت و برگشت که توسط سیال هیدرولیک صورت می‌گیرد در اصل توسط شیرهای کنترلی، از نظر حجم ورودی سیال، سرعت سیال و جهت آن مشخص و کنترل شده و در انتها به سیلندر اعمال و باعث حرکت و یا انجام کار سیلندر هیدرولیک می‌گردد.

جک هیدرولیک از چه قطعاتی تشکیل است؟

لوله سیلندری:

لوله‌ای است که از آلیاژ فلزی مانند: آهن، فولاد، استیل و در مواردی از چدن ساخته می‌شود. نکات مهمی که در انتخاب لوله سیلندری نقش کلیدی دارد 1- ضخامت آن است که ارتباط مستقیم با تحمل فشار کاری جک هیدرولیک دارد 2- کیفیت سطح داخلی آن است که هرچه این سطح صیقلی‌تر باشد طول عمر لوازم آب‌بند نصب شده بر روی پیستون بیشتر است.

میل کروم (شفت جک هیدرولیک):

عملکرد جک هیدرولیک بصورتی است که تمام نیروی بر گرفته از آن از طریق میل پیستون به قطعات متحرک، قطعات در حال ساخت و یا در حال جابجایی اعمال می‌شود. و این نیرو اگر بر ضخامت میل پیستون قلبه کند باعث کمانش میل پیستون می‌شود. که در ادامه مطالب بیشتر درباره آن توضیح خواهیم داد.

پیستون جک هیدرولیک:

از آهن، فولاد، استیل و یا چدن ساخته می‌شود و قطعه‌ای است که لوازم آب‌بند جدا کننده پورت ابتدایی و انتهایی جک هیدرولیک را بر روی آن تعبیه می‌کنند. و انتخاب متریال آن به ساختار جک و نوع عملکرد آن و ضخامت آن به مقدار نیروی لازم برای ساخت سیلندر هیدرولیک بستگی دارد.

گلویی یا درپوش ابتدایی سیلندر هیدرولیک:

جنس آن از متریال آهن، فولاد، استیل و یا چدن است که بستگی به ساختار سیلندر هیدرولیک آن را انتخاب می‌کنیم. سه وظیفه اصلی آن عبارتند از: 1- محل جایگذاری لوازم آب‌بند و یا لوازم جلوگیری از سایش میل سیلندر هیدرولیک با گلویی است 2- قطعه‌ای است که باعث حبس فشار سیال در سیلندر هیدرولیک می‌شود 3- قطعه‌ای است که همراستایی شفت یا میل سیلندر هیدرولیک را با لوله سیلندری در عمل رفت و برگشت حفظ می‌کند.

درپوش انتهایی سیلندر هیدرولیک:

این درپوش برای حبس فشار داخلی سیلندر هیدرولیک در انتهای آن جایگذاری می‌شود و در بعضی از مدل‌های ساخت جک هیدرولیک پورت ورودی و خروجی انتهای سیلندر نیز بر روی آن تعبیه می‌شود. در مواردی که نیاز به نصب لوازم برای جایگذاری جک هیدرولیک بر روی دستگاه در انتهای سیلندر باشیم نیز می‌توانیم از درپوش ته سیلندر برای انجام این کار استفاده کنیم.

لوازم نصب جک هیدرولیک:

یک سیلندر هیدرولیک برای انجام کار مورد نیاز می‌بایست بر روی دستگاه هیدرولیکی ما نصب شود. این جایگذاری از چندین طریق قابل اجرا می‌باشد که عبارتند از: فلنج، پایه، کمربندی و یا لولا و ….. که در ادامه مطالب بیشتر به آن می‌پردازیم.

انواع جک هیدرولیک از لحاظ عملکرد کدامند؟

نحوه عملکرد جک‌های هیدرولیک به دو دسته مختلف تقسیم بندی می‌شوند.

جک هیدرولیک یک طرفه:

در این مدل ساختار نیروی سیال برگرفته از یونیت هیدرولیک و محرک جک هیدرولیک فقط از یک سمت اعمال می‌شود. یا از سمت ابتدایی جک هیدرولیک که به عنوان نیروی کششی نامبرده می‌شود. یا از سمت انتهای جک که نیروی فشاری نامبرده می‌شود. در این مدل لبه پکینگ‌ها به سمت نیروی اعمالی چیدمان می‌شود. در مدل‌های یک طرفه به دو طریق می‌توانیم جک را طراحی کرده و بسازیم. 1- پیستون آب‌بند 2- گلویی آب‌بند که هرکدام برای نوع خاص کارایی خود طراحی و ساخته می‌شود.

1- پیستون آب‌بند:

همانطور که از نامش پیداست این مدل جک هیدرولیک دارای پیستون است و پکینگ‌ها بر روی آن جایگذاری می‌شود. و این لوازم باید به سمت نیروی اعمالی قرار گیرد. اگر جک هیدرولیک کششی است می‌بایست در گلویی سیلندر نیز لوازم آب‌بندی جایگذاری شود، تا بتوانیم سیال را در آن حبس و نیروی لازم را از جک هیدرولیک بدست آوریم. در جک‌های یک طرفه برای حرکت میل جک به سمت مخالف آن باید از نیروی وزن، جاذبه و یا فنر استفاده کنیم.

2- گلویی آب‌بند:

در این مدل ساخت سیلندر هیدرولیک لوازم آب‌بندی فقط بر روی گلویی سیلندر جایگذاری می‌شود. و جک هیدرولیک ما بدون پیستون ساخته می‌شود. در محاسبات نیروی اعمالی این مدل جک هیدرولیک با محاسبه سطح مقطع قطر شفت در فشار کاری سیستم هیدرولیک بدست می‌آید. این مدل فقط زمانی کارایی دارد که ما بخواهیم برای نیروی فشار از این ساختار استفاده کنیم. و برای برگشت میل جک به سمت داخل سیلندر از نیروی وزن، فنر و یا جاذبه استفاده می‌کنیم.

جک هیدرولیک دو طرفه:

سیلندرهای هیدرولیک دو طرفه می‌تواند حرکت رفت و برگشت را با نیروی اعمالی بر قطعه کار انجام دهد. در کل باید بگوئیم هم کشش و هم فشار کاری است که یک سیلندر هیدرولیک دو طرفه قادر به انجام آن است. لوازم آب‌بندی در هر دو قطعه گلویی و پیستون جایگذاری می‌شود. و پکینگ‌های قرار گرفته بر روی پیستون هم از مدل ساختاری دو طرفه می‌باشد. پیستون قطعه اصلی و جدا کننده پورت ابتدایی و انتهایی سیلندر هیدرولیک می‌باشد. در سیلندرهای دو طرفه مساحت سطح مقطع از قطر پیستون محاسبه می‌شود.

نا تقارنی نیروی پشت پیستون با جلوی پیستون و راهکار رفع این مشکل چیست؟

در سیلندر‌هایی که دارای پیستون می‌باشد، هیچگاه سرعت و فشار در جلو و پشت پیستون با هم یکسان نمی‌باشد. علت این امر وجود میل پیستون (میل جک) در جلوی پیستون است. وجود میل پیستون در سیلندر هیدرولیک فضاییرا در آن محیط اشغال می‌کند. و این فضا باعث می‌گردد که هم سطح مقطع در آن قسمت کمتر از پشت پیستون شود و هم فضای انباشت سیال هیدرولیک در آن قسمت. کمتر شدن سطح مقطع باعث می‌شود که نیروی کمتری را در آن قسمت بوجود آید و کمتر شدن فضای سیال باعث سرعت بیشتر در برگشت جک هیدرولیک به سمت داخل می‌شود.

راهکار رفع این مشکل:

در بسیاری از طراحی‌ها یک عملگر خطی باید بصورت یکنواخت حرکت رفت و برگشتی را طی کند. بهتر است بگوئیم سرعت حرکت رفت می‌بایست برابر با سرعت برگشت باشد. در این موارد طراحی جک هیدرولیک بصورتی است که همان میل پیستونی که در جلوی پیستون قرار می‌گیرد را در پشت پیستون هم طراحی می‌کنیم و قرار می‌دهیم. با چنین راهکاری ما یک جک هیدرولیک دو سر شفت می‌سازیم. که نیرو (فشار) و سرعت در هر دو طرف پیستون با هم برابر می‌شود در نتیجه حرکت رفت و برگشت با هم برابر هستند.

کاربرد جک هیدرولیک در کجاست؟