Hareket halindeki akışkan gücünden yararlanmak yeni bir buluş değil. Akışkan gücü binlerce yıldır güçlü bir enerji kaynağı olmuştur. Başlangıçta su çarkları çeviriyor ve kolları itiyordu. O zamanlardan beri, hidrolik geçen yüzyılda bugün sıvı gücü olarak bildiğimiz şeye evrildi. Büyük yükleri kaldırmak için güçlü kuvvetler üretmek için basınçlı sıvılara dayanan birincil akışkan gücü ilkeleri hala geçerlidir.
1648’de Fransız fizikçi Blaise Pascal , sınırlı bir sıvı üzerindeki basıncın her yöne eşit bir kuvvet uyguladığını ve ağır yükleri kaldırmak için kullanılabileceğini fark etti. Neredeyse yüz yıl sonra, 1738’de Daniel Bernoulli , Bernoulli prensibini kullanarak pompalarda ve değirmenlerde basınçlı su icat etti . Ve 1795’te ilk hidrolik pres yani hidrolik silindir , İngiliz bilim adamı Joseph Bramah tarafından patentlendi . Patenti, sanayi devriminin fabrikaları otomatikleştirmesinin yolunu açtı. Zamanla mühendisler, aşındırıcı özelliklerinden dolayı hidrolik pompalar ve motorlar için suyun en iyi çözüm olmadığını keşfettiler ve hidrolik sistemler için yağ uygulaması tanıtıldı.
Yağ, aşındırıcı olmayan ve daha yoğun özellikler için mükemmel bir çözümdü ve daha ağır yükleri kaldırabilirdi. Yağ buharlaşmaya karşı dirençliydi ve hidrolik kuvvetlerin yüksek basınçları altında daha soğuk kaldı. Akışkan gücü geliştikçe, malzemeler, uygulamalar, montaj konfigürasyonları ve iç tasarımlara sahip hidrolik silindirler daha da gelişti.
Son 100 yılda gelişmiş hidroelektrik teknolojisine büyük bir geçiş gelişti. İnşaat teknolojisi, uçak ve uzay mekiği geliştirme, deniz teknolojisi, sondaj, madencilik, ormancılık ve imalat endüstrilerinde çalışan hidrolik silindirlerde önemli bir ilerleme kaydedilmiştir.
Hidrolik güç, elektrik motoru gücüne kıyasla on kata kadar daha fazla güç sağlayabilir. Akışkan gücü uygulamaları, büyük yükleri itmek, çekmek ve kaldırmak için idealdir. Günümüzde, yeni teknoloji hassas bir şekilde kontrol edilmesini sağlıyor ve teknolojinin güvenlik yönleri onu daha da çekici bir ekipman haline getiriyor.
Hidrolik güç sistemleri şu anda birçok endüstriyel uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır ve yeni teknoloji ile daha da geliştirilmektedir. İnşaat, otomotiv, havacılık, ormancılık, madencilik, denizcilik ve imalat dahil olmak üzere birçok endüstriyel sektör hidrolik silindirleri kullanır. Bir makinede lineer basınç gerektiğinde, hidrolik silindirler mükemmel bir seçimdir. Hidrolik silindirler, birçok endüstriyel bağlamda verimli bir şekilde çalışan ve nispeten az bakım gerektiren güvenilir araçlardır.
Farklı tipte hidrolik silindirler
Karşılaşabileceğiniz çeşitli hidrolik silindir türleri vardır. Hidrolik silindirler, ağır yükleri hareket ettiren ve önemli miktarda kuvvet gerektiren uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Hidrolik silindirler basit, dayanıklıdır ve pnömatik, mekanik veya elektrikli sistemlerden çok daha fazla kuvvet oluşturur. Karşılaştırıldığında, bir hidrolik pompa, benzer boyuttaki bir elektrik motorunun güç yoğunluğunun yaklaşık on katına sahiptir. Çok çeşitli endüstriyel talepleri karşılamak için aralarından seçim yapabileceğiniz etkileyici bir silindir dizisi vardır.
Bir uygulama için doğru silindir tipini seçmek çok önemlidir. Bu, birkaç parametreyi dikkate almak anlamına gelir. Neyse ki, size rehberlik edecek çeşitli silindir tipleri, montaj teknikleri ve “temel kurallar” mevcuttur.
Ne tür bir hidrolik silindir gereklidir?
Özel bir silindir için bir tasarım projesine başlarken dikkate alınması gereken birkaç gerekli ayrıntı vardır. İlk şey, silindirin çalışacağı çalışma ortamını anlamaktır. Fabrika ortamları, silindirlerin yırtılma riskiyle karşı karşıya kalabileceği ormancılık ortamlarına kıyasla çoğunlukla kararlıdır ve istikrarlı bir şekilde çalışır.
Çeşitli ortamlar için hidrolik silindirler tasarlarken, bazı silindirlerin 50.000 çevrime, diğerlerinin ise bir milyon çevrime dayanacak şekilde tasarlandığını unutmamak gerekir. Müşterinin, silindirin kullanım ömrünün ne olması gerektiğine ilişkin spesifikasyonuna bağlıdır.
Silindir kullanım sıklığı, dikkate alınması gereken kritik faktörlerden biridir. Silindir günlük, aylık veya yıllık kullanımda kaç çevrim çalışıyor? Silindir gün boyunca sürekli mi yoksa ara sıra mı çalışıyor?
Basınç değişimleri, hidrolik silindirlerin yorulma ömrünü etkiler ve dikkate alınması gereken önemli faktörlerden biridir. Sabit çalışmada basınç düzgün bir şekilde yükselir ve alçalır, ancak basınç değişimi bir döngü çalışmasında büyük düzenlemelere sahip olabilir. Örneğin, bir ormancılık makinesinde , ortam değiştiği için basınç değişimi dikkate alınmalıdır. Kütükler ve devrilen ağaçlar nedeniyle hidrolik silindirde basınç yükselmelerine neden olabilir.
En tipik hidrolik silindir konfigürasyonları
Tüm silindir tipleri için önemli ölçümler strok, delik çapı ve mil çapını içerir. Strok uzunlukları birkaç santimetreden birkaç metreye kadar değişir. Delik çapları birkaç santimetreden iki metreye kadar değişebilir. Piston mili çapları 1,5 santimetreden 50 santimetreye kadar değişmektedir.
Rotlu silindirler için, iç çapın büyütülmesi aynı zamanda stabiliteyi korumak için gerekli olan rot sayısını artırmak anlamına gelir. Piston çubuğunun çapının büyütülmesi, daha yüksek yükleri telafi etmenin ideal bir yoludur. Yine de, alanla ilgili hususlar buna izin vermeyebilir, bu durumda birden fazla silindir gerekebilir.
Rot, kaynaklı ve ram silindir konfigürasyonları en tipik stiller. Tie-rod silindirleri, ek stabilite sağlamak için yüksek mukavemetli dişli çelik rot milleri kullanır. Kaynaklı silindirler, doğrudan uç kapaklarına kaynaklanmış bir namluya sahiptir. Ram silindirleri, dümdüz ileri iten yüksek bir basınç kullanır. Ram silindirleri öncelikle ağır hizmet uygulamalarında kullanılır.
En yaygın hidrolik silindir türleri
Tüm hidrolik silindirler doğrusal hareket yaratır, ancak farklı çeşitlerin benzersiz etkileri vardır. Aşağıda en yaygın hidrolik silindir türlerinden bazıları verilmiştir.
Tek etkili hidrolik silindir
Tek etkili silindirler yalnızca bir yönde çalışır, bu nedenle yağın silindire yalnızca bir erişim ağzı vardır. Bağlantı noktası, silindirin sadece bir yönde çalışabilen baş ucunda bulunur. Yağ giriş portuna pompalandığında, mili iterek hidrolik silindirin uzamasına neden olur; mil, yük veya yay gibi bir dış kuvvet ile geri döner. Yağ içeri itilirken port bir piston üzerine bastırılır ve harekete neden olur. Silindirdeki yağ boşaldığında , piston kendini orijinal konumuna geri döndürür.
Tek etkili silindirlerin avantajları, kompakt ve yerden tasarruf sağlayan boyutlara ve basit yapılara sahip olmalarıdır. Tek etkili silindirlerin bakımı kolaydır, işlevsel olarak güvenilirdir ve önemli basınç ve kuvvet potansiyeline sahiptir. Tek etkili silindirler ekonomik ve en basit tasarımlardır.
Tek etkili silindirlerin dezavantajları, geri çekilebilir yaylarla donatılmış olanların, yaylar aşındıkça bileşen arızasına karşı savunmasız olmaları olabilir. Aşınma, geri çekme hareketi üzerindeki kuvvette kademeli bir azalma olarak kendini gösterir. Ayrıca mühürlenmeleri zordur ve aşındırıcı sıvılara maruz kaldıklarında zamanla hasar görebilirler. Tek etkili silindirler öncelikle inşaat tesislerinde, içten yanmalı motorlarda, pistonlu motorlarda, pompalarda, hidrolik pistonlarda ve krikolarda kullanılır.
Tek etkili, yay yüklü silindirler, pistonun akışını ve tek bağlantı noktasının sıvısını kontrol eden iç yay ile çalışır. Pistonun başındaki contalar, sıvının yaya ulaşmasını engeller. Bu özellik, yayın ve sıvının, her iki taraftan da uygulanan ek kuvvetlerle farklı yönlerde birlikte çalışabilmesini sağlar. Bu silindirler öncelikle gerektiğinde itmek ve çekmek için kullanılır. Piston ağırlığının silindirin işlevine katkıda bulunmasına izin vermek için dikey olarak da monte edilebilirler.
Tek etkili ve çift etkili
Tek etkili ve çift etkili silindirler, en yaygın kullanılan iki hidrolik silindir türüdür. Bu iki silindir tipi arasındaki fark nedir? Basit cevap, çift etkili bir silindirin hem A hem de B Bağlantı Noktasına sahip olmasıdır. Yağ, pistonu aşağı iten A portu aracılığıyla silindire girer. Pistonun kontrolü geri çekilmek için çağrı yaptığında, pistonu yukarı iterek yağ B portuna yönlendirilir.
Çift etkili hidrolik silindirler
Tek etkili silindirin aksine, çift etkili silindirin iki portu vardır; biri pistonu itmek için diğeri geri çekmek için. Bu portlar silindirin, kafanın ve çubuğun her iki ucunda yer alır.
Çift etkili bir silindir, alternatif olarak pistonun her iki tarafına da basınç uygulayabilir. Silindir basınç altındayken dışa ve geri çekme hareketleri harici güç kaynakları olmadan gerçekleştirilebilir. Basınç, pistonu başlangıç konumuna döndürebilir veya bir krank milini çalıştırmak için silindirin her iki tarafına alternatif bir kuvvet uygulayabilir.
Çift etkili silindirlerin avantajları, en yaygın olarak kullanılan hidrolik silindirler oldukları için kolay erişilebilir olmalarıdır. Sağlam, güvenilir ve enerji tasarrufu sağlarlar. Çift etkili silindirler daha az hidrolik sıvıya ihtiyaç duyar, kontrollü ivmeye sahiptir ve tekrarlayan doğru bir şekilde iyi performans gösterir. Çift etkili silindirler, kesin olarak tanımlanabilir strok ölçümlerine sahiptir ve çok çeşitli potansiyel uygulamalara sahiptir.
Çift etkili silindirler öncelikle gemi motorları, endüstriyel fırınlar, kazma makineleri, kaldırma milleri ve direksiyon mekanizmaları gibi büyük ölçekli motorlarda kullanılır.
Dengeli, çift etkili, piston tipi silindir
Çatallı ekstra uzun piston, silindirin diğer parçalarına ve mekanizmalarına müdahale etmeden veya bozmadan silindirin basınçlarında ve dengelerinde dikkatli ancak hassas değişikliklere izin verir. Bu silindir bir çelik halka contaya ve her iki ucunda da bağlantı noktalarına sahiptir. Pistonun konfigürasyonu farklıdır ve sadece bir uçtan erişim vardır.
Diferansiyel olmayan silindir
Diferansiyel olmayan silindir, çift etkili silindire benzer şekilde iki bağlantı noktasına sahiptir. Bu ikisi arasındaki temel fark, milin her iki uçtan çıkmasıdır. Silindiri daha kararlı hale getirir ve silindir içindeki mile yerleştirilen sensörlerle hız ve itme ölçülebilir.
Akış milin uçtan uca hareket edebildiğinde, diğer tasarımlara kıyasla sıra dışı bir silindir yapar. Birçok farklı şekilde kullanılabilir ancak örneğin mobil ekipmanlarda kullanımı zordur. Conta, piston ve çelik halka, içerideki koşulları yönetmek ve kuvvetleri dengelemek için kontrol ve stabilite sağlar.
Teleskopik, ram tipi, tahrik silindiri
Teleskopik silindirler, birbiri içine yerleştirilmiş, giderek daha küçük çaplı bir dizi çelik veya alüminyum boru ile tasarlanmıştır . Teleskopik silindirler tek veya çift etkili olabilir. Genelde teleskopik silindirler standart silindirlerden daha pahalıdır. Çoğu teleskopik silindir tek etkilidir ve çift etkili teleskopik silindirler özel olarak tasarlanmış ve üretilmiştir. Teleskopik silindirler, iki veya daha fazla adımdan oluşan çok kademeli birimlerdir.
Bu silindir tipi diğer tasarımlardan çok farklıdır. Çok kompakt bir yapıda çalışır. Kolektif silindir birimleri oluşturmak için yan yana yerleştirilmiş koçlar barındırır. Bu üniteler, sıvı akışını kontrol etmek için bir veya iki port ile birlikte çalışır. Bu tasarımda, koçların ve portların tamamı silindir gövdesinde bulunur. Bu tasarımın önemli bir avantajı, tüm silindirler birlikte uzatıldığında silindirin erişim kabiliyetidir.
Tie-Rot silindiri
Tie – Rot tipi hidrolik silindirler, iki uç başlığı silindir namlusunda tutmak için yüksek mukavemetli dişli çelik çubuklar kullanır. Bu tasarımlar genellikle endüstriyel fabrika uygulamalarında kullanılmaktadır. Küçük çaplı silindirler genellikle dört bağlantı miline sahiptir ve büyük çaplı silindirler, uç kapakları üretilen kuvvetlerin altında tutmak için 16 veya 20’ye kadar bağlantı mili gerektirebilir. Rot tipi silindirler, servis ve onarım için tamamen demonte edilebilir ve her zaman özelleştirilemez.
Kaynaklı gövde silindiri
Kaynaklı gövde silindirleri, rot silindirlerine kıyasla çeşitli avantajlara sahiptir. Kaynaklı silindirlerin dar bir gövdesi ve genellikle daha kısa bir toplam uzunluğu vardır, bu da onların dar makine sınırlarına daha iyi uymasını sağlar.
Kaynaklı silindirler, yüksek basınçlarda ve uzun stroklarda rot esnemesi nedeniyle verimli çalışır. Kaynaklı silindir özelleştirilebilir ve benzersiz özel özellikler bu silindir tasarımına kolayca monte edilebilir. Kaynaklı silindirler, pürüzsüz yüzeyleri nedeniyle çok kademeli teleskopik silindirler için mükemmel tasarımdır.
Kaynaklı hidrolik silindirler, mobil hidrolik ekipman pazarına hakimdir. İnşaat ekipmanları, ekskavatörler, buldozerler, yol greyderleri, kaynaklı tasarım silindirleri kullanıyor. Ayrıca kamyonlar, asansör kapıları ve teleskopik yükleyiciler gibi malzeme taşıma ekipmanlarında kaynaklı silindirler bulunur. Yer üstü madencilik operasyonları için vinçler, petrol kuleleri ve büyük arazi araçları gibi ağır hizmet sektörlerinde kaynaklı silindirler yaygın olarak kullanılmaktadır.
Tandem hidrolik silindir
Tandem hidrolik silindirde, birlikte çalışan birbirine bağlı iki silindir vardır. Bu, bir silindirin kendi başına yaratabileceğinden daha büyük bir kuvvet üretir. Tandem hidrolik silindirlerin genel uygulamaları arasında forkliftler, yükseltilmiş çalışma platformları, vinçler ve mavnalar bulunur.
Yastıklı Silindir
Yastıklı silindir, piston strokunun çok güçlü olmasını önlemek ve silindirin basınçlarını stabilize etmek için yastıklı dolgu ile tasarlanmıştır. Silindir içindeki ölçüm cihazı, çalışırken pistonun gücünü kontrol eder ve kısıtlar ve yastıklı etki sonuçları yaratır.
Diferansiyel silindir
Bir diferansiyel silindir, çekerken standart bir silindir görevi görür. Ancak silindir itmek zorunda kalırsa silindirin piston kolu tarafındaki yağ depoya geri dönmez, dibine gider. Diferansiyel silindirler standart silindir olarak üretilmektedir.
Tulumba silindiri
Tulumba silindiri, pistonsuz veya contasız pistonlu bir tasarımdır. Bu silindir sadece itmek için kullanılabilir. Bu silindirin oluşturduğu maksimum kuvvet, basınçla çarpılan piston kolu alanıdır. Bu, bir piston silindirinin nispeten kalın bir piston çubuğuna sahip olduğu anlamına gelir.
Konum algılamalı akıllı hidrolik silindir
Akıllı konum algılamalı hidrolik silindirler, içi boş silindir çubuğuna olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Harici bir algılama çubuğu, pistonun içine sabit bir mıknatıs yerleştirerek silindirin pistonunun konumunu algılar. Mıknatıs, silindirin çelik duvarından bir manyetik alan yayar ve sensör konumlandırma sinyali sağlar.
Güvenilir, yüksek kaliteli özel hidrolik sistemler, makinenizin en yüksek verimlilikte çalışmasını sağlamak için gereklidir. Kötü tasarlanmış hidrolik sistemler, daha yüksek işletme maliyetlerine ve arıza süresi nedeniyle gelir kaybına yol açacaktır. Deneyimli bir özel hidrolik uzmanıyla çalışmak çok önemlidir.