مدارهای سری و موازی در هیدرولیک-1

مدارهای سری و موازی در هیدرولیک-1

در مقاله مدارهای سری و موازی در هیدرولیک-1 ، به تشریح مفاهیم مدارهای سری و موازی و نیز نهادینه سازی مفهوم ” مسیر، با کمترین مقاومت ” پرداخته خواهد شد.

مدار موازی چیست؟

هر سیستم هیدرولیک، هر چند ساده، بیش از یک مسیر جریان سیال دارد. به عبارتی دیگر، روغن موجود در مخزن، پس از وارد شدن به پمپ، از طریق شیرها، به سمت عملگرها (جک یا هیدروموتور) هدایت می‌شود.  در ادامه مسیر، روغن به مخزن باز می‌گردد. این مسیر را شماره یک می‌نامیم. در همین سیستم، و بعد از پمپ، شیر اطمینانی وجود دارد که در صورت افزایش بیش از حد فشار، باز شده و روغن از طریق آن به مخزن بازگردانده می‌شود. این مسیر شماره 2 بازگشت روغن، با مسیر شماره 1، با هم موازی هستند.

مسیر آبی و سبز نمایش داده شده در شکل 1، دو مسیر موازی هستند.

در شکل 2 نیز، شماتیک این مدار هیدرولیک نمایش داده شده است. مشاهده میگردد که بعد از پمپ یک انشعاب به سمت شیر هیدرولیک و جک هیدرولیک رفته و سپس از طریق شیر به مخزن باز میگردد.

و یک انشعاب نیز بعد از پمپ، به سمت شیر فشار شکن رفته و از طریق آن روغن به مخزن باز خواهد گشت.

این دو مسیر، موازی یکدیگر میباشند.

مدار سری چیست؟

در شکل 3 مشاهده میشود که بعد از پمپ، یک عدد شیر توپی و چند المان دیگر، در یک مسیر و در امتداد هم، نصب شده‌اند. هر کدام از این المانها، با توجه به ساختار خود، در برابر عبور جریان، مقاومت مشخصی دارند. جمع مقدار مقاومت این المانها، بر فشار  نقطه شروع مسیر، تاثیر داشته و باعث افزایش فشار می‌شوند. چیدمان المانها در امتداد هم و بر روی یک مسیر را مدار سری می‌گویند.

حال به عنوان مثال، به بررسی سیستم هیدرولیکی می‌پردازیم که در آن هم مدار سری و هم مدار موازی وجود دارد. در شکل 4 دستگاه خرد‌کن الوار به نمایش درآمده است. در این دستگاه، یک عدد شیر کنترل مسیر با جک هیدرولیک به صورت سری نصب شده است. نیروی مقاومت کلی که باعث افزایش فشار در سیستم می‌شود ناشی از مقاومت داخلی شیر کنترل مسیر و نیز نیروی مقاوم خارجی (الوار) خواهد بود. در مسیر موازی نیز یک عدد شیر ایمنی نصب شده است  و چنانچه فشار داخلی سیستم از حد تعیین شده فراتر رود، این شیر عمل کرده و روغن از طریق آن به مخزن باز خواهد گشت.

با دقت در شکل های 1 و 2 مشخص میشود که در یک مسیر پمپ، شیر کنترل مسیر و جک هیدرولیک به صورت سری و در مسیر دیگر نیز پمپ و شیر فشار شکن به صورت سری نصب شده اند.

ادامه مطلب ” مدارهای سری و موازی در هیدرولیک-1 ” …

مسیر،با کمترین مقاومت

یکی از مهمترین مواردی که در سیستم‌های هیدرولیک، چه در زمان طراحی و چه در حین عیب‌یابی، باید مد نظر قرار گیرد، مقاومت داخلی سیستم، مقاومت انشعابات و قابلیت تشخیص آنها است. حال، با طرح یک مثال به این موضوع پرداخته می‌شود.

در شکل 5، سیستم هیدرولیکی به تصویر درآمده است که در آن سه انشعاب موازی وجود دارد. در انشعاب فوقانی و وسطی، یک عدد شیر توپی به همراه یک عدد شیر یکطرفه فنردار، به صورت سری با هم نصب شده‌اند. در انشعاب پائینی، تنها یک عدد شیر یکطرفه فنردار وجود دارد.

در این مثال، و به منظور سهولت، از شیرهای یکطرفه فنردار، به عنوان بار مقاوم استفاده شده است. در واقع این المانها را میتوان با جک و یا هیدروموتور جایگزین نمود.

در شکل 6، برش خورده یک شیر یکطرفه فنردار به تصویر درآمده است.

لازم به ذکر است که میزان سختی فنر هر یک از شیرهای یکطرفه، متفاوت در نظر گرفته شده و مقدار معادل آن بر حسب واحد اندازه گیری فشار، PSI بر روی آنها درج شده است.

ذکر این نکته ضروری  است که در حالت عادی، شیرهای توپی باز هستند.

پس از روشن شدن پمپ و به جریان درآمدن روغن، مشاهده میگردد که علیرغم باز بودن هر سه مسیر، روغن ترجیح می‌دهد که از شاخه بالائی عبور کرده و به مخزن باز گردد. (شکل 7)

دلیل این امر، این است که مقاومت شیر یکطرفه فنردار تعبیه شده در شاخه فوقانی (100 PSI)، نسبت به دو عدد شیر یکطرفه فنردار نصب شده در انشعابات میانی(200 PSI) و پائینی (300 PSI) کمتر است.

به عبارت دیگر، انشعاب فوقانی، کمترین مقاومت در مقابل عبور جریان را دارد. از آنجا که میزان مقاومت انشعاب بالائی 100 PSI است، لذا گیج فشار نیز عدد 100 PSI را نمایش می‌دهد. این بدان معنی است که مقاومت کل سیستم، برابر با مقاومت انشعاب فوقانی و 100 PSI می‌باشد.

در شکل 7، مسیر عبور جریان با فلش نمایش داده شده است. حال این سوال پیش می‌آید که اگر شیر توپی انشعاب فوقانی بسته شود، سیال روغن از کدام انشعاب عبور می‌کند و فشار کل سیستم چقدر خواهد شد؟ و با بسته شدن شیر توپی انشعاب میانی، فشار سیستم چقدر خواهد شد؟

در شکل 8، و پس از بسته شدن شیر توپی انشعاب فوقانی، روغن مجدد از انشعابی عبور می‌کند که کمترین مقاومت در مقابل عبور جریان را داشته باشد و به همین دلیل از انشعاب میانی عبور کرده و فشار کل سیستم نیز 200 PSI بر روی گیج قابل مشاهده است.

در واقع فشار داخل سیستم تا جائی بالا میرود که بتواند بر مقاومت موجود در مسیر غلبه کند.

با بسته شدن شیر توپی انشعاب میانی نیز، روغن از تنها انشعاب باقیمانده برای عبور، یعنی انشعاب پائینی با مقاومت 300 PSI عبور می‌کند و مقاومت سیستم نیز به همین میزان، افزایش می‌یابد. (شکل 9)

امید است مطلب “مدارهای سری و موازی در هیدرولیک-1 ” برای شما کاربر گرامی مفید واقع شده باشد.

ادامه مطلب ” مدارهای سری و موازی در هیدرولیک-1  ” را در مطلب “مدارهای سری و موازی هیدرولیک-2 ” مطالعه فرمایید.

در صورت تمایل به مطالعه مطالب آموزشی مشابه به بخش مطالب آموزشی وب سایت یا کانال اینستاگرام شرکت به آدرس Instagram.com/AltonSegal مراجعه فرمایید