در قسمت اول با برخی از نماد های متداول در نقشه های هیدرولیک از جمله مخزن روغن هیدرولیکی، فیلترها، کولر روغن، هیدروپمپ، آکومولاتور، شیر یکطرفه یا همان چک ولو، شیر فشار شکن، اوریفیس یا شیر کنترل مقدار جریان، شیر دستی، اسپول، جک یا سیلندر هیدرولیکی، هیدروموتور و شیر کاهنده فشار آشنا شده اید. در قسمت دوم  وقت آن رسیده است که از این نمادها برای آشنایی با مدار هیدرولیک ماشین آلات بهره ببریم.

قبل از ورود به ادامه بحث باید تکلیفمان را با دو کمیت اصلی در علم هیدرولیک مشخص کنیم، این تعیین تکلیف دو بند دارد که باید همیشه در ذهن نگه دارید:

• دبی هیدرولیکی: میزان روغنی که در واحد زمان از واحد سطح عبور میکند. این کمیت با واحد هایی مانند لیتر بر دقیقه (Ltr/min)، سی سی بر دور (cc/rev) و … اندازه گیری میشود. توجه داشته باشید که تولید دبی در مدارهای هیدرولیکی بر عهده هیدروپمپ است. هیدروپمپ روغن را از مخزن کشیده و به مدار هدایت می کند. پس هیدروپمپ تولید کننده دبی است.
• فشار هیدرولیکی: میزان فشردگی ذرات روغن به یکدیگر که با برخورد جریان روغن به مانع در سرتاسر جریان آن ایجاد می شود. این کمیت با واحد هایی مانند بار (Bar)، مگاپاسکال (Mpa)، psi و … سنجیده میشود. توجه داشته باشید که هیچ پمپی فشار تولید نمی کند. پمپ کارش تولید دبی روغن است، این روغن در هر جایی از مسیر خود در مدار که به مانع برخورد کند، فشار هیدرولیکی تولید شده و بر اساس میزان مانع، بالا میرود. پمپ بایست بتواند علی رغم این فشار، دبی روغن را همچنان تولید و به مدار هدایت کند.
  • در مورد نسبت میان واحد های مختلف فشار تحقیق کنید!

طبیعتاً بسته به پیچیدگی عملکرد های مختلف ماشین آلات و کاربردشان، مدارهای هیدرولیکی می توانند ساده یا پیچیده باشند. برای حفظ کارکرد آموزشی این سری مقالات، از ساده ترین دستگاه ها شروع می کنیم. شاید بتوان گفت ساده ترین مدار هیدرولیک را در میان دستگاه های عمرانی، بولدوزر به خود اختصاص داده است. دستگاهی که بیشتر از توان موتور و گیربکس خود برای جابجا کردن مواد و مصالح و دپو کردن آنها بهره میبرد. در شکل زیر یکی از ساده ترین عملکرد های مدار هیدرولیک بولدوزر یعنی مدار بالابر تیغه را مشاهده می کنید.

همانطور که در شکل دیده می شود، این مدار متشکل از یک مخزن روغن هیدرولیک، یک هیدروپمپ عموماً دنده ای، یک شیر کنترل کننده و تنظیم کننده فشار، شیر کنترل اصلی که جهت جریان را کنترل می کند و در نهایت عملگرها یا سیلندر های هیدرولیکی که موقعیت عمودی تیغه دستگاه را کنترل می کند تشکیل شده است. هیدروپمپ روغن را از مخزن مکش کرده و آن را به سمت شیر کنترل هدایت می کند. در شیر کنترل اصلی مسیر روغن به یکی از دو طرف سیلندر (سمت راد و یا سمت هد) هدایت می شود. در این مدار فشار کاری توسط فشارشکن کنترل می شود. طبیعتاً این مدار ساده شده و دقیق نیست، اما برای اینکه ببینیم مدار واقعی چگونه می تواند بوسیله نمادهای هیدرولیکی ساده تر و قابل تحلیل شود سعی می کنیم با نمادهایی که آموخته ایم آن را ترسیم کنیم.

مدار فوق شکل علمی مدار واقعی است که به تکنسین امکان تحلیل واقعیت را می دهد. تمام اجزاء واقعی با نمادهایی که در قسمت اول علم و فن با آنها آشنا شده اید نمایش داده شده اند و بوسیله خطوطی که نماینده شیلنگ ها و لوله های هیدرولیکی هستند با یکدیگر مرتبط شده اند. فلش ترسیم شده در خروجی پمپ مسیر جریان روغن را نشان می دهد. فشار کاری مدار توسط فشار شکن بر روی ۱۴۰ بار تنظیم میشود و اگر فشار بالاتر برود این شیر باز شده و مقداری از روغن را به مخزن هدایت می کند تا از قطعات و اتصالات در برابر فشار غیر مجاز محافظت شود. اسپول اگر در وضعیت وسط باشد. روغن بدون اینکه کاری انجام دهد به مخزن باز میگردد. اگر همین اسپول بوسیله اهرم به سمت راست هدایت شود، مجراهای بالابر در برابر پورت های اسپول قرار می گیرند. به این ترتیب روغن پرفشار به سمت هد سیلندر رفته و با نیرویی که به پیستون اعمال می کند باعث باز شدن سیلندر و بالا آمدن تیغه می شود. روغن سمت راد سیلندر، از طریق مجرای برگشت اسپول به سمت مخزن باز می گردد. در حالتی که اسپول به سمت چپ هدایت شود، مسیر روغن دقیقاً معکوس شده و به سمت راد میرود و تیغه به سمت پایین امده و روغن سمت هد از طریق اسپول به مخزن هدایت میشود.

میبینید تحلیل عملکرد های مدار به وسیله نماد چقدر ساده میشود؟ پس به سراغ دستگاه بعدی یعنی لودر برویم. البته همینقدر ساده شده و بدون در نظر گرفتن پیچیدگی ها، قطعاً نوبت مدارهای پیچیده تر هم در ادامه سری مقالات علم و فن خواهد رسید.

در لودرها هم یک یا دو جک برای بالا و پایین آوردن بوم دستگاه وجود دارد. شکل ساده شده اجزاء این مدار هیدرولیکی را در بالا می بینید. اجزاء تقریباً مشابه مدار قبل است، اما اگر دقت کنید میبینید علاوه بر شیر تنظیم فشار دو فشار شکن دیگر نیز در مدار قرار دارد. به نظر شما چرا این اجزاء به مدار اضافه شده اند؟ برای پاسخ به این سوال باید به مدار شماتیک نگاهی بیاندازیم. به مدار پایین دقت کنید:

با دقت به مدار فوق می توان شیر های ایمنی که در تصویر واقعی مشخص شده اند، را در دو طرف سیلندر هیدرولیکی شناسایی نمود. شکل نمادین دقیقاً مشابه فشار شکن اصلی است اما اگر دقت کنید می بینید که فشار تنظیمی متفاوتی دارند. ۴۰ بار بیشتر از فشار کاری مدار که توسط فشار شکن اصلی تنظیم میشود. پس می توان گفت که این شیرها هیچ گاه باز نخواهند شد؟ زیرا فشار کاری اگر از ۱۴۰ بار بیشتر شود فشار شکن اصلی باز میشود و اجازه افزایش فشار را نخواهد داد. این استدلال تا حدی درست است اما توجه داشته باشید که اگر اسپول در وضعیت وسط قرار داشته باشد ارتباط میان قسمت بالا و پایین مدار قطع خواهد شد. شاید تا همینجا حدس زده باشید که نقش این شیرها چیست، بله، این شیرها در واقع مسئولیت محافظت از شیلنگ های دو طرف سیلندر را در حالتی که اسپول تحریک نشده است دارند. به این شیرها ضربه گیر نیز گفته می شود. تصور کنید که لودر در زمان حرکت با مانعی برخورد می کند و یا اینکه جسمی بر روی باکت سقوط میکند. این ضربات به افزایش فشار در یکی از دو طرف جک منجر خواهد شد، اگر این افزایش فشار کنترل نشود امکان آسیب دیدن یک یا چند شیلنگ و همچنین لوازم آب بندی پیستون وجود دارد. این شیرهای ایمنی در چنین لحظاتی باز میشوند و با تخلیه روغن از مدار (در وضعیتی که اسپول در وضعیت وسط باشد) محافظت می کنند.

برای این قسمت کافیست، حالا با آشنایی بیشتر با روش خواندن نقشه های هیدرولیکی می توانید نقشه های تمرینی بیشتری را بخوانید و تحلیل کنید.

نویسنده: حمیدرضا احراری