فهرست محتوا
هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک
هیدرولیک و سیستمهای مبتنی بر آن، نقشی بسیار کلیدی در انجام کارهای صنعتی، تجاری و … را ایفا میکند تا جائیکه، انجام برخی امور، بدون استفاده از هیدرولیک، غیر ممکن و یا بسیار دشوار میباشد.
آنچه بیش ازپیش، با شنیدن واژه هیدرولیک، در اذهان عمومی و حتی جامعه مهندسان نمایان میشود، نیروی هیدرولیک و قابلیتهای آن برای انجام کارهای سنگین، میباشد.
بکاربردن سیستمهای هیدرولیک در جرثقیلها، بالابرها یا پرسهای سنگین، به همراه آلودگیهای سیستم هیدرولیک، که متاسفانه بسیاری آن را جزء بدون تغییر سیستمهای هیدرولیک میدانند، باعث شده که همواره تامین نیروهای زیاد، به عنوان وظیفه اصلی سیستمهای هیدرولیک در نظر گرفته شود.
اما چیزی که کمتر کسی از سیستمهای هیدرولیک انتظار دارد، دقت بالا و قابلیت کنترل دقیق جابجائی و نیرو میباشد.
این نکته از آنجا در کشور ما قوت گرفته است، که عمده سیستمهای هیدرولیک، در دستگاههایی نظیر پرس، جرثقیل و … بهکار برده میشوند. دستگاههائی که شاید به ندرت بحث دقت کنترل سرعت و نیرو در آنها مطرح شده باشد.
یکی از مهـــمترین مشـــکلاتی که برخی اوقات، مهنــدسین و یا تکنــسینهای هیـــدرولیک، با آنها روبرو میشوند، هماهنگسازی حرکت دقیق و هماهنگ دو و یا تعداد بیشتری جک هیدرولیک برای انجام کاری، میباشد.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
شاید بسیاری اوقات، در برنامههای تلویزیون، برنامههائی را دیده باشید که در آنها اجسام بسیار بزرگ، سنگین و حجیم جابجا میشوند.
بدون استفاده از سیستمهای هیدرولیک، انجام این کارها غیر ممکن خواهد بود. در انجام این قبیل کارها، تعداد بسیار زیادی جک هیدرولیک، به صورت هماهنگ و با کنترل دقیق مقدار جابجائی، به کار گرفته میشوند تا بارها را جابجا کنند.
حال این سوال پیش میآید که چگونه و با چه روشی، میتوان چندین جک هیدرولیک را هماهنگ نمود تا حرکت تحت بار آنها ، کاملا یکسان، یکنواخت، آرام و تحت کنترل باشد.
به منظور ساده سازی، در این مقاله، به هماهنگسازی حرکت دو عدد جک هیدرولیک پرداخته میشود.
ذکر این نکته ضروری است که تمامی مواردی که در سطور پائین به آنها پرداخته میشوند، قابل تعمیم به هر تعداد و هر نوع جک هیدرولیک خواهد بود.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
در شکل شماره 1، باری به صورت نامتقارن بر روی پلتفرمی که بر روی دو عدد جک هیدرولیک نصب شده است، قرار دارد.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
با در نظر گرفتن عدم تقارن بار، و با توجه به تفاوت میزان دبی ورودی به جکهای هیدرولیک (Q1 & Q2) که منجر به تفاوت سرعت جابجائی نیز خواهد شد، میزان جابجائی جکها متفاوت خواهد بود.
برای درک بیشتر موضوع، به تاثیر تفاوت سرعت جکهای هیدرولیک بر وضعیت تراز پلتفرم نصب شده بر روی آنها، که در شکل شماره 2 نمایش داده شده است، دقت نمائید.
با یک محاسبه ساده خواهیم داشت:
V1 – V2 = ΔV; tan α = ΔS/L
→ ΔS = (V1 * t) – (V2 * t) → t = S/V
tan α = (S/V) * (ΔV/L)
با در نظر گرفتن L = S = 1m آنگاه خواهیم داشت:
α = tan-1 (ΔV/V)
α | ΔV/V |
5.7° | 10% |
2.9° | 5% |
0.6° | 1% |
حال با در نظر گرفتن حالتهای متفاوت تراز پلتفرم، که با توجه به تفاوت دقت سرعتها، در جدول فوق آمده است، راه حل های ممکن برای رفع این ایراد، به شرح زیر خواهند بود :
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
راهکار اول – شیر توزیع کننده جریان
مقسمهای جریان، المانهائی هستند که جریان ورودی را به دو جریان با دبی یکسان در خروجیها تبدیل میکند.
مقسم جریان (قطعه شماره 3) دارای یک عدد اسپول (قطعه شماره 4) میباشد که بطور خودکار، و به منظور جبران میزان فشار در خروجیها (P1 & P2)، مقدار باز بودن شکاف مربوط به خروجیها را تغییر میدهد.
این فشارها از طریق مسیرهائی که در درون اسپول (قطعه شماره 4) تعبیه شده، به دو سمت اسپول به گونهای اعمال میشوند، که افزایش فشار P1 باعث افزایش مقدار مقاومت جریان Q2 (کاهش میزان باز بودن شکاف) و بطور متقابل، افزایش فشار P2 باعث افزایش مقدار مقاومت جریان Q1 خواهد شد. بنابراین، فشار ورودی به شیر مقسم جریان، در هر لحظه برابر با بالاترین فشار خروجی به اضافه مقدار افت فشار در شکاف ورودی خواهد بود.
میزان انحراف در این روش 10 درصد میباشد.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
راهکار دوم – شیرهای کنترل جریان دارای جبرانساز فشار
در شکل شماره 4، سرعت دو عدد جک هیدرولیک، که به یک پلتفرم متصل شدهاند و باری بصورت نامتقارن بر روی آن قرار دارد، با استفاده از دو عدد شیر کنترل جریان، با قابلیت جبرانسازی فشار، که در ورودی جکها نصب شدهاند، کنترل میشود. در این روش، سرعت جکها باید بصورت کاملا مستقل و با دقت بسیار زیاد، توسط اپراتور کنترل شوند.، در صورت تغییر موقعیت و یا مقدار بار، شیرهای کنترل دبی بایدمجدد تنظیم گردند.
میزان انحراف در این روش 5 درصد میباشد.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
راهکار سوم – پمپ های مجزا
از دو عدد پمپ، دو عدد شیر اطمینان و دو عدد شیر کنترل مسیر مجزا برای کنترل حرکت جکها، در مدار شکل شماره 5، استفاده شده است. ایراد این روش این است که، به دلیل وجود نشتی متفاوت که ناشی از میزان لغزش متفاوت هر پمپ میباشد، با تغییر فشار، میزان دبی پمپها تغییر میکند. در این روش، تغییر سرعت جکها تنها در صورتی امکانپذیر خواهد بود که از درایو تغییر سرعت (قابلیت تغییر فرکانس برق ورودی) برای کنترل دور الکتروموتورها استفاده شده باشد.
میزان تغییرات سرعت در این روش 5 درصد میباشد.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
راهکار چهارم – جکهای دوطرف شفت به صورت سری
در شکل شماره 6، از دو عدد جک دوطرف شفت که به صورت سری به هم متصل میباشند، استفاده شده است.
اولین مزیت این روش رانـــدمان حجـــمی بـــالای آن میباشد. از آنجا که میزان نشتی اکثر جکهای هیدرولیک نو، صفر یا تقریبا صفر است، لذا به ازاء هر مقدار حرکت جک شماره 1، و بدون تاثیرپذیری از میزان بار موجود، حجم مشخصی از سیال به درون جک شماره 2 هدایت میشود، بنابراین مقدار جابجائی جک شماره 2 دقیقا با مقدار جابجائی جک شماره 1 برابر خواهد بود. یکی از ایرادات این روش، با توجه به ابعاد جکها، نیاز به فضای بیشتر جهت نصب میباشد.
ایراد دیگر این روش این است که فشار در اولین جک، دوبرابر مقدار مورد نیاز برای بلندکردن بار میباشد.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
راهکار پنجم – جکهای یکطرف شفت به صورت سری
در شکل شماره 7، دو عدد جک یکطرف شفت، به صورت سری به یکدیگر متصل شدهاند.
باید دقت شود که سایز جکها به نوعی انتخاب شده است که اندازه سطح مقطع سمت شفت (Annulus Area) جک شماره 1، مساوی سطح مقطع پیستون جک شماره 2 است.
یکی از ایرادات این روش در این است که جکهای استاندارد با مشخصات فوق همیشه موجود نمیباشند و به همین دلیل باید نسبت به ساخت آنها اقدام شود که خود، امکان افزایش مقدار نشتی داخلی را به همراه خواهد داشت.
میزان تغییرات سرعت در این روش 2 درصد میباشد.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
راهکار ششم – جک اصلی توزیع (Master Cylinder)
از یک عدد جک دوبل اصلی، که به جک بوستر نیز شناخته میشود برای توزیع یکنواخت سیال، در مدار شکل شماره 8، استفاده شده است.
در این روش به دلیل یکپارچه بودن شفت و پیستونهای جک بوستر، و صفر بودن میزان نشتی، جریان ورودی به صورت کاملا یکنواخت در خروجیها توزیع میشود.
مقدار بار اعمالی و نیز موقعیت قرارگیری آن، در نحوه توزیع سیال در خروجیها هیچ تاثیری ندارد.
میزان تغییرات سرعت در این روش 1 درصد میباشد.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
راهکار هفتم – مقسمهای جریان دوار (Rotary Flow Divider)
در سیستم موجود در شکل شماره 9، از یک مقسم دوار جریان برای توزیع یکنواخت دبی، استفاده شده است.
این نوع مقسم، در واقع از دو عدد هیدروموتور با مقدار جابجائی حجمی یکسان تشکیل شده است که توسط یک شفت (به صورت مکانیکی) به یکدیگر متصل شدهاند. در این روش جریان ورودی، به هر دو هیدروموتور وارد میشود.
از آنجا که هر دو هیدروموتور با سرعت کاملا یکنواخت دوران میکنند، لذا مقدار خروجی آنها یکسان و با یکدیگر مساوی میباشد.
ذکر این نکته ضروری است که افت فشار در هر هیدروموتور بسیار کم است، زیرا انرژی منتقل شده به شفت آنها صفر است.
به دلیل تغییرات اندک نشتی داخلی هیدروموتورها، میزان تغییرات سرعت در این روش 10 درصد میباشد.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
راهکار هشتم – کنترل سروو
در شکل شماره 10، شیر کنترل دبی (قطعه شماره 3) مقدار دبی Q1 و به تبع آن سرعت جک شماره 1 را کنترل میکند. با سیگنالهای ارسالی از ترنسمیترهای جابجائی، دبی Q2 و بنابراین سرعت جک شماره 2 نیز به صورت هماهنگ با جک شماره 1 و توسط شیر پروپورشنال (قطعه شماره 4)، کنترل میشود.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
المانهای تشکیل دهنده این مدار عبارتند از:
- شیر کنترل جریان دارای جبرانساز فشار – قطعه شماره 3
- شیر پروپورشنال – قطعه شماره 4
- ترنسمیترهای جابجائی جکهای 1 و 2 – قطعات شماره 5 و 6
میزان تغییرات سرعت در این روش زیر 1 درصد بوده و بهترین نوع کنترل هماهنگ جکها را مهیا میکند.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
در قیاس با روشهای هماهنگسازی هیدرولیکی و مکانیکی محض، روش هماهنگسازی الکترو-هیدرولیکی، روشی بسیار دقیق و منعطف میباشد.
با استفاده از یک سیستم حلقه بسته، استراتژی کنترل هماهنگ حرکت جکها، این قابلیت را خواهد داشت تا به نوعی طراحی شود که در مقابل بارهای نامشخص احتمالی و نیز اغتشاشاتی که در بسیاری موارد، از سوی مدار هیدرولیک ایجاد میشود، عملکردی سریع و دقیق داشته باشد، به نوعی که هیچ گونه تغییر منتج از اغتشاشات، در خروجی آن تاثیرگذار نباشد.
ادامه مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
مقایسه روشهای هماهنگسازی عملگرها در یک نگاه
دامنه تغییرات سرعت | راهکار | روش | توضیحات |
%10 | 1 | شیر مقسم جریان | ساده ، ارزان |
7 | مقسم دوار جریان | اتلاف توان اندک | |
%5 | 2 | شیر کنترل دبی ، دارای جبران ساز فشار | سرعت قابل تنظیم مستقل |
3 | پمپ های مجزا | عدم انعطاف | |
%2 | 5 | جک های یک رف شفت سری | نیاز به جک با ابعاد خاص |
%1 | 4 | جک های دو طرف شفت سری | اشغال فضا ، فشار زیاد |
6 | جک اصلی توزیع (Booster Cylinder) | نیاز به جک خاص | |
بهتر از 1% | 8 | کنترل سروو | ساختار پیچیده ، گران |
اتمام مطلب هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک …
امیدواریم مطلب آموزشی ” هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک ” برای شما کاربر گرامی مفید واقع شده باشد.
در صورت تمایل به مطالعه مطالب مشابه ” هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک ” به بخش مطالب آموزشی وب سایت یا کانال اینستاگرام شرکت به آدرس Instagram.com/AltonSegal مراجعه فرمایید.
بهترین راه برای هماهنگ سازی حرکت جک های هیدرولیک چیست؟
استفاده از مقسم های دوار (هیدروموتورهای کوپل شده) و یا استفاده از فلو دیوایدر ، 2 تا از بهترین راههای انجام این کار است.
آیا سنکرون سازی حرکت جک ها با هماهنگ سازی حرکت جک ها تفاوت دارد؟
خیر، این دو عنوان در عمل یکسان میباشند و سنکرون سازی همان هماهنگ سازی است.