HİDROLİK ve PNÖMATİK Öğr. Gör. Mustafa KIRMAN (Yüksek Makine Mühendisi)
Akışkanlar mekaniği Hidrodinamik ve Hidrostatik olarak iki temel ilgi alanına odaklanmıştır. Hareket eden akışkanlara hidrodinamik denir. Hareketsiz akışkanlara hidrostatik denir. 17. yy. da Fransız matematikçi Blaise Pascal sıvı derinliğini özkütlesiyle çarparak Pascal sıvı basınıcını belirleyen formülü buldu. İlk hidrolik sistemlerde sıvı olarak su kullanılmıştır. Ancak özkütlesi düşük olduğu için pek kullanışlı değildi. Conta olarak kullandıkları materyallerden sızma yapıyordu.
1848 de Kaliforniya daki Suter s Mill da altının keşfiyle birlikte madenin daha hızlı çıkarılması için yeni yöntemler arandı. Aslında farkında olmadan 1738 de İsviçreli matematikçi Bernoulli tarafından bulunan bir ilkeyi kullanıyorlardı.
1870 lerden sonra ilk hidrolik sistem uygulaması 1906 yılında savaş gemilerinde olmuştur. Bu tarihten itibaren sızdırmazlık elemanları konusundaki teknolojik buluşlarla 1926 yılında ilk hidrolik güç ünitesi üretilmiştir. 1936 yılında ilk emniyet valfi icat edilmiştir. Sonra ard arda tüm hidrolik devre elemanları 1950 yılında lastik ayırıcılı biriktiricide kullanılmıştır. 1958 de elektro hidrolik servovalf icat edilmiştir.
Hidrolik, akışkanlar mekaniğinin mühendislik yaklaşımıyla ele alınıp günlük hayata uygulanmasından ibarettir. Pnömatik, gaz basıncını mekanik harekete çevirme amaçlı eğitim ve uygulamaları içeren endüstriyel bir bilim dalıdır.
HİDROLİĞİN AVANTAJLARI Hidrolik elamanların hacimleri küçüktür ve az yer kaplarlar. Hidrolik sistemin kumandası ve kullanılması kolaydır. Hidrolik sistemde titreşimsiz ve düzenli hareket üretilir. Hidrolik yöntemle daha yüksek kuvvet veya tork elde edip sabit tutmak mümkündür. Sıvıların çok az sıkıştırılabilir olmasından dolayı çok hızlı ve çok yavaş hareketlerin yüksek hassasiyetle sağlanabilir olması. Durgun haldeyken tam yükle harekete geçmek mümkündür. Aşırı yükten korunmaların mümkün olması. Elemanların hariçten yağlanması gerekmez. Hareket devam ederken hız ayarı yapılabilir.
Hidrolik sistemin faydalarından biri kuvvet çoğaltma imkanı sunmasıdır.
19. yy. a kadar hidrolik kuvvet sadece akan suyun enerjisi toplanarak elde ediliyordu. Bu 1859 da petrolün keşfiyle değişti. Petrol -18
Uçaklarda motorda üretilen güç hidrolik borularla uçağın diğer kısımlarına aktarılır.
Uçaklarda motorda üretilen güç hidrolik borularla uçağın diğer kısımlarına aktarılır.
HİDROLİĞİN DEZAVANTAJLARI Hidrolik gücünün çok uzun mesafelere taşınamaması. Sistemde yağ kaçaklarının oluşması. Hidrolik yağlarının çevreye zarar vermesi. Yüksek basınç sebebiyle tehlikelidir. Sistem sıcaklığa karşı duyarlıdır. Arızaların giderilmesi zordur. Devre elemanları pahalıdır. Yüksek devir ve çalışma hızları elde edilemez.
BÖLÜM SONU SORULARI 1) Hidrodinamik nedir? 2) Hidrostatik nedir? 3) Hidroliğin tanımını yapınız. 4) Pnomatiğin tanımını yapınız. 5) Hidrolik sistemlerin avantajları nedir? 6) Hidrolik sistemlerin dezavantajları nedir?
TEMEL PRENSİPLER Metrik SI birimleri Türetilmiş birimler
TEMEL PRENSİPLER Kütle- Özgül Kütle Cisme Uygulanan Kuvvet Ağırlık Kuvveti ve Özgül Ağırlık m = G g
TEMEL PRENSİPLER Alan Hacim ve Özgül Hacim İş
TEMEL PRENSİPLER Güç Sıcaklık Mutlak Sıcaklık Basınç Hız İvme
HİDROLİĞİN TEMEL İLKELERİ 1-Hidrostatik Basınç: Bir sıvı sütununun tabanındaki basınç, sıvının yüksekliğine (h), sıvının yoğunluğuna (ρ) ve yerçekimi ivmesine (g) bağlı olup Kabın ŞEKLİNDEN ve HACMİNDEN bağımsızdır.
HİDROLİĞİN TEMEL İLKELERİ 2-Pascal Yasası : Pascal prensibi kapalı kaplarda bulunan sıvılar için geçerlidir. Hidrolik sistemlerde basınç her yöne eşit yayılır. Kabın şeklinin önemi yoktur. Pascal prensibine göre, sıvılar basıncı aynen iletirken basınç kuvvetini aynen iletemezler. S= Sıvınıı yer değiştirmesi F1 = Etki eden kuvvet A= Alan F2= Doğan kuvvet F1 x S1 = F2 x S2
Şekilde sisteme 180 kg lık kuvvet uygulayarak kaç kg F2 elde edilir?
HİDROLİĞİN TEMEL İLKELERİ 3-Akış Yasaları Süreklilik Yasası : Bir borunun içinden geçen akışta, bir kesitte birim zamanda geçen kütle miktarı sabittir. Q = Debi (m 3 /s) A= Alan (m 2 ) V = Hız (m/s) Q= A x V
3-Akış Yasaları HİDROLİĞİN TEMEL İLKELERİ Enerjinin Korunumu Yasası : Enerji ne yok edilebilir ne de yoktan var edilebilir, ama enerji türü değişebilir. Buna genel Bernoulli Denklemi denir.
3-Akış Yasaları Enerjinin Korunumu Yasası : HİDROLİĞİN TEMEL İLKELERİ Bu formül ideal durum için kullanılır. Ancak; 1) Boru ve bağlantı kayıpları, valfler, silindirler (Yerel kayıplar) 2) Sıvı viskozitesi (Sürtünmenin neden olduğu basınç düşümü sürekli kayıpları) gibi kayıplarla kullanılabilinecek enerji ısı enerjisine dönüşerek kaybolur ( P). O zaman Bernoulli denklemi aşağıdaki hali alır.
REYNOLD SAYISI Akış halindeki bir akışkana ataletsel ve viskoz kuvvetler olmak üzere 2 kuvvet etki eder. Bu 2 kuvvetin birbirine oranı Reynold Sayısı nı verir.
REYNOLD SAYISI Eğer Re = 2300 ise statik akış Re < 2300 ise durgun akış Re > 2300 ise türbülanslı akış söz konusudur. Hidrolik tesisat hattındaki basınç kaybı μ: sürtünme katsayısı, L: hat uzunluğu, D: boru iç çapı, ρ: yoğunluk v: akış hızıdır.
AKIŞKANLARLA İLGİLİ ÖNEMLİ TERİMLER Viskozite: Akışkanın kalın veya ince oluşunu ifade eder. Kinematik Viskozite : Belirli basınç, belirli sıcaklık ve belirli hacimdeki bir akışkanın kalibreli bir açıklıktan çıkma zamanıdır. Birim stoktur. Stokun yüzde birine SENTİSTOKE denir. 1 stokes = 1 cm 2 s 1 = 0.0001 m 2 s 1 = 100 mm 2 /s Mutlak Viskozite (Dinamik Viskozite) : Sıvı tabakalarının birbirine göre hareketini engelleyen sıvıların iç sürtünmesi olarak tanımlanabilir. Birimi (Ns/m 2 )
AKIŞKANLARLA İLGİLİ ÖNEMLİ TERİMLER Sıkışabilirlik: Basınç altında kalan akışkanın hacim değiştirmesine sıkışabilirlik denir. Örneğin 10000 mm uzunluğunda yağla dolu bir silindirin pistonu itilerek içindeki basınç 50 bar a yükseltilirse piston ilerlemesi ΔL=10xβxΔPxL ΔL=10x0.000007x50x10000=35 mm dir. Burada β sıkışma sayısıdır ve madeni yağlar için 0.000007-0.000008 değerleri alınır. Zararı : Hassas ilerleme gerektiren yerlerde zararlıdır. Yararı : Sistemde ani yüklenmelerde sönümleme görevi görür. Sıcaklıkla Hacim Değişimi: Sıcaklıkla akışkanların hacimleri artar. Yağlarda 1 C sıcaklık artışı için ( % 0.07.V) dir. Örneğin 20 litre yağ 30 C den 70 C ye yükselirse hacim değişmesi; ΔV=Vo*λ*ΔT = 20*0.0007*(70-30) = 0.56 litre artar.
AKIŞKANLARLA İLGİLİ ÖNEMLİ TERİMLER Yağ içindeki hava ve Köpürme : Köpüren yağın yağlama özelliği kalmaz. Kabarcık haldeki hava, güç iletimi ve kontrolü zorlaştırır. Kabarcık halindeki hava sızdırmazlık elemanlarına zarar verir. Kabarcığın ani sıkışması aşırı sıcaklık artışına neden olur bu da keçeleri yakabilir. Oksidasyona Dayanıklılık : Yüksek sıcaklıklarda Pb, Zn, Cu gibi metalik kalıntıların da katkısıyla havanın içindeki oksijen oksidasyona neden olur. Oksitlenen yağ özelliğini kaybeder. Viskozite artışı meydana gelir. Yağ seçiminde yüksek sıcaklıklarda viskozite değişimi az olan yağlar tercih sebebidir.
AKSESUARLAR BORULAR VE HORTUMLAR Hidrolik sistemlerde akışkanı tanktan alıcılara taşıyan ve alıcıdan tekrar tanka taşıyan elemanlardır. Dikişsiz çekme borular, pastan korunmak için fosfatlama işlemine tabi tutulurlar. St35-4, St37-2 kalitelerinde olabilirler. Paslanmaz bağlantılarda ise DIN 17458 e uygun dikişsiz çelik çekme borular kullanılır.
AKSESUARLAR BORU BAĞLANTILARINDA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR Montaj öncesi yapılan her türlü işlemin sonucu ortamda toz, elyaf, metal parçacık kalabilir. Bunlar da hidrolik aksama zarar verir. Boruların iç yüzeyleri pürüzsüz olmalıdır. Boru bağlantılarında sızdırmazlık sağlanmalıdır. Boru içinden geçen akışkan ani durdurulduğunda, geri dönüş yaptığında sistem titreşime ve şoka maruz kalır. Sonuçta sızıntı olur. Bu nedenle borular uygun aralıklarla kelepçelenirler. Mümkün olduğunca tek parça boru kullanılmalıdır. Borulara uygun kavis verilerek bükülmeli ve keskin köşelerden kaçınılmalıdır. Emiş boru hattı kısa olmalıdır. Pompa emiş hattındaki boru çapı, basma hattındaki boru çapından daha büyük olmalıdır. Pompaya girişte dirsek konmamalıdır.
AKSESUARLAR Boru çapı hesabında aşağıdaki formüller kullanılır: Emiş hattında hız V emme= 0.8-1 m/s Basınç hattında hız V basma= 5-6 m/s Dönüş hattında hız V dön.= 2-4 m/s alınır.
AKSESUARLAR Boru Bağlantı Elemanları Bu elemanlar: Hortumlar Borular Rakorlar Dirsekler Manşonlar Nipeller T-Bağlantılar Döner bağlantılar Kelepçe ve dayanaklar MANŞON RAKOR
AKSESUARLAR Boru Bağlantı Elemanları NİPEL DİRSEK T KRUVA DÖNER DİRSEK RAKOR
AKSESUARLAR HORTUMLAR Hortumların yüksek esneme kabiliyetleri olduğu için sistem basıncının sık sık değiştiği, sıcaklık farkının yüksek olduğu durumlarda kullanılması uygundur. Hortumlar, sentetik kauçuktan yapılır. Düşük basınçlarda bez örgü, yüksek basınçlarda çelik tel örgü kullanılır. Karşılıklı hareket halinde ve titreşimli hidrolik sistemlerde çelik boru yerine hidrolik hortum kullanılır.
AKSESUARLAR FİLTRELER Hidrolik sistemlerde meydana gelen arızaların %70-80 i rulmanlarda ise %50 si hidrolik akışkan içindeki kirleticilerden ileri gelir. Bu kirleticiler: - Katı kirleticiler: Pas, talaş, fiber, atık, boya vb. - Sıvı kirleticiler: Su veya hidrolik akışkan içinde farklı bir sıvı. - Gaz Kirleticiler: Hava olabilir.
AKSESUARLAR FİLTRELER Filtreler üç ana gruba ayrılır: Emiş hattı filtreleri: Emiş hattında pompayı korumak amacıyla kullanılır. Depodan hidrolik sisteme vermek amacıyla çekilen akışkanı temizler. Depo içine yerleştirildikleri için bakımları zordur. Dönüş hattı filtreleri: Hidrolik sistemden görevini bitirip depoya dönen akışkanı filtre eder. Bu filtrelerin çek valfi olması gerekir. Basınç hattı filtresi: Hidrolik pompanın çıkışına devre elemanlarının zarar görmesini engellemek için kullanılır. Bypass filtreleri: Bu tip filtreler emiş, basınç ya da dönüş hattında kullanılabilir. Sistem durdurulmadan devredeki filtrenin değiştirilmesi için uygulanırlar. Devrede herhangi bir filtrenin yanına bypass filtresi kullanmanın maddi bir külfet getireceği göz önüne alınmalıdır.
AKSESUARLAR FİLTRELER
FİLTRELERDE β DEĞERİ Filtreye girişteki partikül sayısının, çıkıştaki partikül sayısına oranını ifade eder. Bu kriter filtrenin partikül ayırma kabiliyetini yansıtır. Yüksek β değeri bu filtrenin parçacık tutma kabiliyetinin yüksek olduğunu gösterir. β10 Oranının Bulunması: β10= Girişteki Partikül Sayısı / Çıkıştaki Partikül Sayısı = 36815 / 6347 = 5,8 β10 Veriminin Bulunması: η =( Girişteki Partikül Sayısı Çıkıştaki Partikül Sayısı ) / Girşteki Partikül Sayısı η = (36815 6347) / 36815 = %82,76 Bunun anlamı β10= 5.8, %82.76 verime sahip demektir.
. FİLTRELERDE β DEĞERİ
YAĞA SUYUN KARIŞMASI Yağı kirleten ve bozan en önemli ortamlardan birisi de sudur. Su, havadaki nemin sıcaklıkla yoğunlaşmasından, arızalı soğutuculardan, hasarlı keçelerden kaynaklanabilir. Yağa karışan su yağın yaşlanmasına, sonuçta servis ömrünün azalmasına, rulmanlarda aşınma ve gürültüye neden olur. Yağdan su ancak AQUAMICRON adı verilen filtre elemanı ile veya su ayırma cihazlarıyla ayırılır..
MANOMETRELER Hidrolik devrenin basıncını ölçmek için manometreler kullanılır. a) Bourdon Tüplü Manometre: Bu tip manometre sıvı akışkan ve gaz akışkan ortamlarda çalışır. Viskozitesi yüksek sıvıların basıncını ölçmede ve Cu ile reaksiyona giren akışkan ortamlarında kullanılmazlar..
MANOMETRELER Bourdon Tüplü Manometre.
MANOMETRELER b) Diyaframlı Manometre: Bu tip manometreler titreşime karşı daha hassastırlar. Ayrıca kirli ve yüksek viskoziteli ortamlara daha uygun manometrelerdir. ( Beton ve çimento pompaları, çamur pompaları vb.).
MANOMETRELER c) Fark Basıncı Manometreleri: Bu tip manometreler iki çalışma basıncı arasındaki farklı basınçları ölçer. Bu cihazlar darbe ve titreşimin olduğu yüksek dinamik yük altındaki test noktalarının basınçlarını ölçmede de kullanılır..
YAYICI Üzerinde boşaltma delikleri bulunan eş merkezli iç içe iki tüpten oluşur. İçteki tüpte delik sayısı az, dıştakinde hem sık hem daha fazladır. Böylece yağ içten dışa doğru geçerken hızı kademe kademe yavaşlamış olur. Yayıcı, yağ seviyesinin altına yerleştirilir. Köpüklenmeyi azaltır. Yağ içindeki havayı azaltır. Depodaki gürültüyü azaltır. Pompa emiş koşullarını iyileştirir..
. DEPOLAR
DEPOLAR Depo akışkanı barındırır. Borularda ısınmış olan akışkan depoda soğur. Küçük kabarcıklar halinde yağla birlikte bulunana hava depoda ayrılır. Borulardan yağla birlikte depoya dönen kirler, pislikler deponun dibine çöker. İyi bir deponun: En alt tarafında kolay boşalmasını ve dibe çöken pisliklerin toplanmasını sağlayacak tıpa bulunur. Sıcaklığı artan akışkanın soğutulması için depo tabanı hava sirkülasyonu oluşturacak şekilde yerden yukarıda yapılmalıdır. Yağ düzeyini dışarıdan görmek için bir gösterge olmalıdır. Yağ sıcaklığı normalde 45 C civarında olmalı, 65 C nin üzerine çıkılmamalıdır.
DEPOLAR Emiş borusu ile depo tabanı arasındaki minimum mesafe 1.5xd kadar olmalıdır. (d=boru çapı) Depo içindeki akışkanın seviyesi rahatça görülebilmelidir. Emiş ve dönüş kolaylığını sağlamak için boru açıları 30-45 açı ile kesilmelidir. Akışkanın maksimum seviyesi ile depo tavanı arasında yeterli derecede boşluk bırakılmalıdır. Akışkanın içindeki havanın dışarı atılması için gereklidir. Taban eğimli olur.
DEPOLAR Yağ içinde bulunan suyun ve asılı halde duran katı parçacıkların dibe. çökebilmesi için depo içine bölmeler yapılır. Üst kısmında elek şeklinde çok sayıda delik olan bir sac (dinlendirme levhası) ile dönüş odası ve emiş odası birbirinden ayrılır. Dönüş borusundan gelen yağın, bünyesindeki havayı dışarıya kolayca atabilmesi için dönüş borusunun ucuna dağıtıcı (yayıcı) konulabilir. Dönüş borusu tankın üstünde bırakılmamalıdır. Tankın dibine kadar uzatılmalıdır.
GÜÇ BİRİMİ Depo içine havanın girip çıkmasını. havalandırma kapağı sağlar. Havalandırma kapağı deponun üst kısmında veya yanında olabilir. Havalandırma kapağı üzerinde bir süzgeç bulunur. Tank içine kirlerin girmesini önlemek için havalandırma kapağı üzerinde bir hava filtresi bulunur.. Temizleme kapağı
GÜÇ BİRİMİ Elektrik motorundan alınan dönme hareketini pompaya vermek amacıyla. kullanılan makine elemanlarına "Kavrama" ya da "Kaplin" adı verilir. Kaplinler, zorlandığında kırılabilmesi için gövdeleri plâstik malzemeden yapılır. Elektrik motorundan pompaya verilen hareket sonucu pompada bir titreşim meydana gelir. Titreşimin depo ve diğer elemanları etkilememesi için pompa tutucu adı verilen elemanlar kullanılır..
. SEYYAR GÜÇ BİRİMİ
. GÜÇ BİRİMİ Depo içine konulacak akışkan miktarı önemlidir. Pratik olarak, depo büyüklüğü pompanın dakikada gönderdiği akışkan miktarının 2-3 katı büyüklüğünde olmalıdır. Akışkan seviyesi emiş filtresinin üst kısmından yaklaşık 50 mm yukarıda olmalıdır Üst kısımdaki boşluk sayesinde köpüklü halde gelen hidrolik akışkan içindeki hava, kolayca dışarı atılır.
Sıcaklığın artmasına etki eden unsurlar ISI DEĞİŞTİRİCİLER.
ISI DEĞİŞTİRİCİLER Sıcaklığın bir diğer etkisi de akışkan ömrüdür. Yağ sıcaklığının artması akışkan ömrünü olumsuz yönde etkiler. Yağ sıcaklığının 60 0 C yi aşması durumunda, oksidasyon hızı her 10. 0 C lik artışta iki kat artar. Hassasiyet istenen hidrolik devrelerde yağ sıcaklığı "Isı değiştiriciler" yardımıyla 40-50 0 C arasında tutulur. Fan Tipi Soğutucu Akışkan içindeki ısının alınması için petekler üzerine hava üflenir. Hava üflemek için dönüş hareketini elektrik motorundan alan bir pervane kullanılır. Fan tipi soğutucular devreden bağımsız olarak kullanılabilir. Fan tipi soğutucunun en büyük dezavantajı; aldığı ısıyı çevreye yayması ve gürültülü çalışmasıdır.
ISI DEĞİŞTİRİCİLER Boru Tipi Soğutucu Bir gövde içine yerleştirilmiş çok sayıda borudan meydana gelir. Soğutucu. boruların bir ucundan girer; diğer ucundan çıkar. Devreden gelen sıcak yağ ise soğutucu gövdesi içinden ve borulara temas ederek geçer. Delikli sac, hidrolik yağın soğutucu içinden doğrudan geçmesini önler ve boruların çevresine temas etmesini sağlar.
ISI DEĞİŞTİRİCİLER Boru tipi ısı değiştiriciler, tek, iki ve üç kıvrımlı olarak yapılabilir. Üç kıvrımlı türleri diğerlerine göre daha verimlidir.. İşletim maliyetinin düşük, soğutucu boyutlarının küçük olması en önemli avantajıdır. Sulu soğutucuların yıpranması sonucu yağ içine su karışır veya su filtreleri tıkanabilir.
Plâka Tipi Soğutucu ISI DEĞİŞTİRİCİLER Plâka malzemesi olarak çelik vb. paslanmaya ve aşınmaya karşı dayanımı yüksek. olan malzemeler kullanılır. Isı transferinin yüksek olması için plâkalar üzerinde çeşitli biçimlerde akış kanalları oluşturulur.
ISI DEĞİŞTİRİCİLER Plâka Tipi Soğutucu. Plâka türü soğutucular yapıları nedeniyle yüksek basınç düşümü yaratır. Boyutlarının küçük olması ve verimlerinin yüksek olması önemli avantajlarındandır.
Buzdolabı Tipi Soğutucu ISI DEĞİŞTİRİCİLER Buzdolaplarında kullanılan soğutma mantığının aynısıdır. Sadece soğutucu olarak. kullanılır, ısıtıcı görevi yapmaz. Verimlilikleri yüksektir ve sıcaklığın hassas olarak ayarlanabilmesine olanak sağlar. En önemli dezavantajları fiyatlarının yüksek olması ve düşük akış hızlarında kullanılabilmesidir.
Daldırma Tip Isı Değiştirici ISI DEĞİŞTİRİCİLER Bu tür ısı değiştirici hidrolik akışkanla doğrudan temas edecek şekilde deponun. alt kısmına yerleştirilir. Yüksek ısılara çıkıldığında akışkana temas ettiği için akışkan zarar görür veya yapısı bozulur. Bu yöntemde akışkanın bölgesel olarak ısıtılması sağlanır.
Soğutucu Seçimi ISI DEĞİŞTİRİCİLER Hidrolik devrede akış kontrolü yapılmıyorsa elektrik motoru gücünün %15 ile. %20' si ısı enerjisine dönüşür. Akış kontrolü yapılıyorsa elektrik motoru gücünün yaklaşık %30'u ısı enerjisine dönüşür.
. ISI DEĞİŞTİRİCİLER
PİSTON SİLİNDİR MEKANİZMALARI Hidrolik devrelerde piston-silindir ikilisi ile oluşan doğrusal hareket daha sonra dönel, yarı dönel, doğrusal dönel hareket olarak çevrilebilir..
PİSTON SİLİNDİR MEKANİZMALARI. HİDROLİK SİLİNDİR İÇ YAPISI VE İMALATI
SİLİNDİRLER Hidrolik silindirler, pompalar tarafından üretilen hidrolik enerjiyi, mekanik enerjiye dönüştürür.. SİLİNDİRLER Tek Etkili Silindir Çift Etkili Silindir Özel Silindirler Teleskobik Silindir Tandem Silindir Çift Kollu Silindir Döner Silindir Yastıklı Silindir
SİLİNDİRLER Tek etkili silindirler; hidrolik akışkanın pistona tek yönden etki ettirildiği silindir türüdür. Pistonun geriye gelişi dış kuvvetlerle (yay, ağırlık, vb.) sağlanır.
SİLİNDİRLER Çift etkili silindirler; hidrolik akışkanın pistona çift yönden etki ettirildiği silindir çeşididir. Çoğunlukla her iki yönde iş istendiği için en sık kullanılan silindir çeşididir. Çift etkili silindirin hareketi için akışkanın girişi (pistonun itilmesi ya da çekilmesi) ve silindir içindeki akışkanın tanka boşaltılması gerekir. Bu iki şarttan birisi gerçekleşmezse silindir hareket etmez.
SİLİNDİRLER Çift Etkili Silindir
SİLİNDİRLER Teleskobik Silindirler; Yüksek strok gereken yerlerde kullanılırlar. Fazla yer kaplamadıklarından dolayı tercih sebebidir. İç içe geçen farklı çaplı pistonlardan oluşur. Genel olarak tek etkili yapılır. İş makinelerinde ve damperli araçlarda sıkça kullanılır.
SİLİNDİRLER Tandem Silindirler; Silindirin konacağı yer küçük ve basınç sınırlı ise, aynı boyuttaki silindirlerden daha büyük kuvvet elde etmek için Tandem (Dubleks) silindirlerden istifade edilir.
SİLİNDİRLER Tandem Silindir
SİLİNDİRLER Çift Kollu Silindir; Pistonun her iki tarafında da piston kolu bulunmaktadır. Hidrolik akışkanın etki ettiği kesit alanı pistonun her iki tarafında da aynı olduğu için pistonun ileri geri hızları ve dolayısıyla da itme kuvvetleri pistonun her iki tarafında da aynıdır. Örnek; Taşlama tezgahı.
SİLİNDİRLER Döner Silindir; Döner tabla, robot vb. yerlerde gereken açısal hareketlerin elde edilmesinde kullanılır. Endüstriyel uygulamalarda 90 0-180 0 açısal hareketlere gerek duyulur. Dişli ya da kanatlı tipleri vardır. Dişli Tip Döner Silindir; Piston koluna kramiyer dişli açılmıştır. Pistonun ilerigeri hareketi sonucu, piston koluna açılmış kramayer dişli bir düz ya da helisel dişliyi döndürerek açısal hareketlerin oluşmasını sağlar. Kanatlı Tip Döner Silindir; Silindirn içine gönderilen akışkan kanada dönme hareketi yaptırır. Kanadın diğer tarafından hidrolik akışkan tatbik edildiği zaman da geri hareket sağlanır.
SİLİNDİRLER DÖNER SİLİNDİRLER
SİLİNDİRLER YASTIKLI SİLİNDİR Piston hızının 6m/dak yı geçtiği durumlarda ağır cisimlerin hareket ettirilmesinde kurs sonlarında darbe meydana gelir. Böyle durumlarda kurs sonlarında piston hızını yavaşlatmak için darbeleri önleyen silindirler kullanılır. Bu tür silindirlere yastıklı silindir adı verilir. Yastıklama işlemi, yastıklama burcu ve ucu konik olan yastıklama muylusu ile sağlanır. Kurs sonunda akışkanın geçtiği kesit daraltılarak hızın azalması sağlanır. Bir ayar vidası ile hız ayarlanabilinir.
Piston Silindir Mekanizmalarında Hidrostatik Bağıntılar a) Piston silindir ikilisinde pistonun (2r) stroklu yolda bastığı hacim: V = 2r. πd2 4 = 2πr3 (cm 3 ) b) Bu esnada basılan debi: Q = V. n 60 = V. ω 2π (cm3 /s) c) Yapılan iş: W= F. 2r = (kuvvet x yol) W= 2r. P. πd2 4 2r. πd2 4 = V W= P. V
d) Pompa gücü: Piston Silindir Mekanizmalarında Hidrostatik Bağıntılar Npom = P x V x n 60 Q = V. n 60 ise Npom = P x Q olur. e) Pompaya tatbik olan mekanik güç: Npom =Mm x ω Npom =Mm x 2π.n 60 değerler yerine yazılırsa P x V x n 60 = ɳ x Mm x 2π.n 60 Mm = P.V 2π.ɳ mekanik moment bulunur. Mhid = P.V 2π hidrolik moment(pompaya sıvının uyguladığı moment)
Piston Silindir Mekanizmalarında f) Pompanın verisi: Hidrostatik Bağıntılar Unutulmamalıdır ki debi birim ZAMANDA basılan hacim, veri birim RADYANLIK AÇIDA basılan hacimdir. ɸ = V 2π Veri =ɸ= cm3 rad cm3 Debi = Q = S g) Pompa mekanik gücünün ɸ ile ilişkisi: Npom = V.P 2π x 1 ɳ xω ω = 2 πn 60 ω/2π = n/60 Npom = ɸ.P.ω ɳ ɳ=1 ise Npom= ɸ. P. ω M = Pxɸ ; Q =ɸx ω
Piston Silindir Mekanizmalarında Hidrostatik Bağıntılar SCHLÖSSER ÜÇGENİ: Hidrostatik bağıntılar bu üçgen sayesinde rahatça anlaşılır. P ( kp cm 2) M (kp.cm/rad) Ns (kp.rad/cm 2. s) N ɸ (cm 3 /rad) Q (cm 3 /s) ω (rad/s) P: basınç, Ǿ: veri, Q: debi, ω: açısal hız, N: güç, Ns: spesifik güç, M: döndürme momenti olarak algılanırsa: M=P. ɸ N=M.ω =P. ɸ.ω Q= ɸ.ω N=P.Q =P. ɸ.ω Ns=ω.P N=Ns. ɸ =P. ɸ.ω