ZTM 431 HDROLK VE PNMATK SSTEMLER Prof Dr

ZTM 431 HİDROLİK VE PNÖMATİK SİSTEMLER Prof. Dr. Metin Güner

HİDROLİK SİSTEMLER

1. 2. Temel Hidrolik Sistem Basit ya da temel bir hidrolik sistemde pompa ve silindir olmak üzere 2 eleman vardır (Şekil 1. 10). Pompa, hidrolik akışkanı harekete geçirir. Silindir, harekete geçen akışkanı iş yapmak amacıyla kullanır. Şekil 1. 10 da kola bir kuvvet uyguladığımızda pompa akışkanı silindire doğru iter. Akışkana verilen basınç silindirdeki pistonu iter ve yük kaldırılır.

Şekil 1. 10. Basit hidrolik sistem

Pompa, mekanik gücü(kuvveti) hidrolik güce(kuvvete) dönüştürürken, silindir hidrolik gücü mekanik güce dönüştürür. Hidrolik sistemin devamlılığının sağlanması için pompa ve silindirin yanında ayrıca şu elemanlara da gereksinim vardır. a)Basınç kontrol valfi (çek valf ve emniyet valfi gibi) b)Depo c)Yön kontrol valfi d)Hidrolik akışkan Şekil 1. 11 de görüldüğü gibi çek valf akışkanı depoda tutar ve sistemdeki akışkanın geri dönüşünü engelleyerek tek yönlü akışa izin verir.

Şekil 1. 11. Depo ve çek valfli hidrolik sistem

Hidrolik akışkan depoda birikir. Depoda, akışkanın pompaya yer çekim etkisi ve atmosfer basıncı yardımıyla iletilmesi için bir hava açıklığının bulunması gerekir. Pompa, silindirden çok küçüktür. Bu nedenle pompanın her bir strokunda pistonun hareketi için çok az bir akışkan silindire gönderilecektir. Bununla birlikte silindir tarafından kaldırılan yük uygulanan kuvvetten çok daha fazla olacaktır. Eğer yük hızlı kaldırılmak isteniyorsa pompanın daha hızlı çalışması gerekir.

Pistonlu, silindirli, depolu ve çek valfli hidrolik sistem genelde hidrolik preslerde bulunur. Daha farklı ve karmaşık sistemlerdeki hidrolik devreler Şekil 1. 12 ve Şekil 1. 13 deki gibi olmalıdır. Şekil 1. 12 de sisteme bir dişli pompa, yön kontrol valfi ve emniyet valfi eklenmiştir. Dişli pompa, motorun dönme kuvvetini hidrolik güce dönüştürmektedir. Yön kontrol valfi, akışa yön verir. Bu valf operatörün sabit miktardaki akışkanı silindire ya da başka bir alıcıya gönderme imkanı verir. Kontrol valfi, nötr konumda iken pompadan gelen akışkan depoya geri döner. Bu konumda silindirin sabit kalması sağlanır.

Şekil 1. 12. Emniyet valfi, 4 -yollu yön kontrol valfi ve çift etkili silindiri olan açık devreli hidrolik sistem

Şekil 1. 13 de görüldüğü gibi yön kontrol valfi, aşağı hareket ettiğinde akışkan silindirin alt kısmına giderek yükü yukarı kaldırır. Aynı zamanda silindirin üst kısmı dönüş borusuna bağlanmış olup üst kısımdaki akışkan depoya geri döner.

Şekil 1. 13. Açık devre sistemli hidrolik sistemin çalışması

Kontrol valfi yukarı hareket ettiğinde akışkan silindirin üst kısmına yönlenir ve pistonu aşağı iterek yükü aşağı indirir. Silindirin alt kısmı ise bu arada dönüş hattına bağlanmıştır. Emniyet valfi, sistemi yüksek basınçtan korur. Yükü kaldırmak için gerekli olan basınçtan daha fazla basınç oluşursa emniyet valfi açılarak akışkanın bir kısmını depoya yönlendirir. Emniyet valfi, piston sona dayandığında da devreye girerek sistemi aşırı basınçtan korur.

Temel bir hidrolik sistem, başka elemanların eklenmesi ile daha karmaşık hale gelir. Eklenen diğer elemanlar sistemin daha geniş aralıkta iş yapmasını sağlar ve sistemin daha güvenirlikte çalışmasına izin verir. Aşağıdaki elemanlar gerçek bir hidrolik sistemi oluşturur(Şekil 1. 14).

Şekil 1. 14. Ek donanımlı hidrolik sistem

Hidrolik akışkanı depolamak için bir depo(1), Sisteme akış sağlamak için bir pompa(2) Toz talaş ve diğer yabancı maddeleri akışkandan uzaklaştırmak için bir filtre(3), Akışkan basıncını belirli seviyede tutmak için basınç ayar valfi(4), Sönümleme görevi yapanve sistemde akışkan basıncında oluşabilecek dalgalanmaları engellyen bir akümülatör(5), Akışkanın istenilen yönlerde akmasına izin veren çek valf(6), Sistemin gerektiğinde elle çalışması için bir el pompası(7), Akışkanın basıncını gösteren manometre(8),

Basınç ayar valfinin çalışmadığı durumlarda sistem basıncının çok aşırı yükselmesini önleyen tahliye valfi(9), Sistemdeki akışkanı dolaştıran boru, Akışkanın yönünü bir ucndan diğer ucuna değştirmek ve pistonun hareketini ters yöne çevirmek için bir yön kontrol valfi(10), İş yapan motor veya silindir(11), ve Hidrolik akışkan.

1. 3. Hidrolik Sistemin Olumlu ve Olumsuz Yönleri Hidrolik sistemin temel görevi motordan aldığı gücü işin gerekli olduğu yere iletmektir. Hidrolik siistemin üstünlükleri: Hidrolik sisitemin dişli, kayış-kasnak gibi diğer iletim sistemlerine göre üstünlükleri aşağıdaki gibi sıralanabilir. Esneklik: mekanik güç iletim sistemlerine nazaran hidrolik hatlarla güç iletimi her yöne ve her yere kolaylıkla iletilebilir. Kuvvet artımı: hidrolik sistemde çok küçük bir kuvvetle çok ağır yükler kolaylıkla kaldırılabilir. Basitlik: Hidrolik sistemin daha az sayıda parçası vardır ve aşınma düşüktür. Sistem kendisini yağlamaktadır.

Yekpare (Kompakt) Yapı: Hidrolik motorun büyüklüğü aynı güçteki bir elektrik motoruyla karşılaştırıldığında çok küçük boyutta olduğu anlaşılacaktır. Hidrolik sistem boyutuna göre çok büyük güçlerin iletimide kullanılacak özelliktedir. Ekonomi: Bu özellik basitliğin ve kompaktlığın doğal bir sonucudur. Güç ve sürtünme kayıpları daha azdır. Emniyet: Diğer mekanik sistemlerde bulunan dişil, zincir, mil ve kayış gibi elemanlar hidrolik sistemde olmadığından yani daha az hareketli parçaya sahip olduğundan daha emniyetlidir. Aşırı yükler kolayca emniyet valfleri sayesinde kontrol edilebilir. .

Hız: Hız ayarı kademesizdir ve istenildiği anda belirli sınırlar arasında kademesiz ayar yapılabilir. Hız değiştirirken sistem çalışabilir. Komuta ve Kontrol: Hidrolik sistemin kontrolü ve denetimi kolaydır. Titreşimsiz ve düzenli hareket üretilir. Elemanlar sessiz ve gürültüsüz çalışırlar. Uzaktan ve otomatik olarak kumanda edilebilirler

Hidrolik sistemin olumsuz yanları: Verimlilik: Hidrolik sistemin verimi elektriksel sisteme göre çok iyidir. Ancak mekanik sisteme göre dşüktür. Temizlik İhtiyacı: Hidrolik sistemler pastan, korozyondan, kirden, ısıdan ve akışkan eksikliğinden zarar görebilir. Temizlik ve uygun bakım hidrolik sistemlerde çok küçüktür ve çok önemlidir.

1. 5. Hidrolik Sistemin Kullanım Alanları Hidrolikte günümüzde pek çok alanda yararlanılmaktadır. Bu alanlar aşağıdaki sıralanabilir. 1)Endüstriyel alanlarda a)Takım tezgahlarında b)Ağır sanayi makinalarında c)Pres ve çeşitli kaldırıcılarda d)Plastik enjeksiyon makinalarında 2)Demir-çelik ve amdencilikte a)Çelik haddehanelerinde b)Maden ocaklarında gibi

3)Hareketli hidrolik araçlarında a)Yol, inşaat ve kazı makinalarında b)Tarım makinalarında c)Taşıtlarda d)Krenlerde 4)Denizcilikte ve gemicilikte a)Limanlarda yükleme ve boşaltma araçlarında b)Gemilerde dümen kontrolünde c)Güverte krenlerinde

5)Özel alanlarda a)Teleskoplarda b)Haberleşme uydularında c)Uçaklarda d)İleticilerde 6)Enerji üretiminde a)Enerji santrallerinde b)Barajlarda c)Türbinlerde