سیستم های هیدرولیکی

سیستم های هیدرولیکی برای کارهایی با شرایط زیر مناسب است ؛

-کارهایی با نیروهای زیاد،

-دقت بالا

-حرکت یکنواخت مورد نیاز باشد.

سیستم های هیدرولیکی نوعا با فشارهای  ( psi  500  – 5000   ( 35 – 350 bar کار می کند .

این سیستم ها قادر است هزاران پوند نیرو ایجاد نمایند. هنگامی که در این سیستم ها از تجهیزات کنترل الکترونیکی استفاده می شود، میتوان سرعت حرکت عمل گردها را به دقت کنترل کرده و در مکان های دلخواه به دقت حرکت آنها را متوقف نمود.

قانون پاسکال

اصل اساسی حاکم بر انرژی سیالات است. این قانون درباره هیدروستاتیک، یا  انتقال نیرو از طریق یک مایه تحت فشار است.

قانون پاسکال به صورت ساده به این شرح است:

فشار وارد در یک سیال، درون سیال در همه جهاد منتشر می شود .

این فشار به صورت عمودی در تمام سطوح ظرف حاوی سیال وارد می شود.

(در زیر بلاگ شکل آن توضیح داده شده است)

همانطور که در شکل ملاحظه می شود یک نیروی F به پیستون وارد شده است . این نیرو فشاری در سیال درون ظرف ایجاد می کند. این فشار در تمام جهات برابر است و به صورت عمودی بر جداره های ظرف وارد میشود.
 در سیستم های استاتیک، اغلب سیالات در حال حرکت هستند، ولی فشار سیال است که نیرو و انرژی را انتقال میدهد، نحوه حرکت سیال.

سیستم های هیدرودینامیک

سیستم هایی که در آنها حرکت سیال باعث انتقال نیرو میشود ،سیستمهای هیدرودینامیک نام دارد.

در این سیستم ها، سرعت سیال یا انرژی جنبشی آن تبدیل به انرژی مکانیکی می شود.

انرژی جنبشی به مکانیکی معمولا به شکل حرکت دورانی تبدیل می شود .

در سیستم‌های هیدرودینامیک سیال ، فشار قابل ملاحظه ای ندارد . ( برعکس سیستم های هیدرواستاتیک).

مثالی ساده و قدیمی از یک سیستم هیدرو داینامیک، آسیاب آبی است . در این وسیله سرعت آبی که به صورت عمودی یا افقی در جریان است ، چرخ آسیاب را برای خرد کردن گندم یا انجام عمل دیگری به گردش در می آورد.

مثال جدیدتر از سیستم هیدرودینامیک توربین بخار است .  در این سیستم با عبور بخار از بین پره های توربین با سرعت زیاد، الکتریسیته تولید می شود. اغلب سیستم های هیدرولیکی و پنوماتیکی صنعتی از سیال تحت فشار استفاده می شود .  به همین منظور جزء سیستم های هیدرواستاتیک محسوب می‌شوند.

برای ایجاد ارتباط بین نیرو و فشار ، لازم است قانون پاسکال از نظر کمی بررسی گردد. در این حالت به صورت حاصل تقسیم نیرو بر سطح تعریف می شود.

P = F/A

                                F = نیرو             A = سطح موثر              P= فشار

رایج ترین آحاد برای اندازه گیری و بیان فشار در سیستم آحاد امریکایی و متریک در جدول زیر ارائه شده است.

واحد پوند بر اینچ مربع با psi نشان داده می شود. واحد نیوتن بر متر مربع را معمولاً پاسکال Pa می نامند.

واحد دیگری که برای بیان فشار توسط صنایع اروپایی به کار می رود، بار bar نام دارد .

یک بار معادل آن 100000 pa  است .

 1bar= 100000Pa

در اندازه گیری پیستون ها معمولاً قطر آن ها اندازه گیری می شود :

اگر فرض شود که پیستون به صورت دایره ساخته شده، می توان به راحتی سطح پیستون را با فرمول زیر محاسبه کرد.

A=(3.142*D²)/4

که در آن:

D= قطر پیستون

3.142 عدد پی می باشد که در محاسبه سطح ، مسافت ، حجم اجسام دایره مورد استفاده قرار می گیرد .

سیلندرهای هیدرولیک معمولا براساس اندازه ی قطر پیستون آنها محاسبه می شود.

این اندازه گیری بر حسب میلی متر  می باشد.

میلی متر برابر یک هزارم متر است.

با توجه به اینکه واحد نیوتن بر متر مربع خیلی کوچک است، معمولا فشار را در سیستم آحاد متریک بر حسب کیلو پاسکالبیان می شود .

کیلوپاسکال را 1 KPA = 1000 PA = KPA نیز بیان می شود.
یکی از ویژگی های کاربردی انتقال سیالات، قابلیت تغییر میزان نیرو به هنگام انتقال نیرو است . این امر به آسانی قابل انجام می باشد .

برای این کار کافی است اندازه پیستون خروجی را بزرگتر یا کوچکتر از پیستون ورودی انتخاب کرد.

ولی باید یادآوری کرد که طبق قانون فیزیک ، هیچ وقت چیزی را از هیچ نمی توان ایجاد کرد. این مسئله در   در زندگی طبیعی نیز صدق می کند

اگر در سیستم نیروی افزایش یافته، حتماً کمیت دیگری کاهش یافته است.

برای توضیح بیشتر این پدیده، بهتر است مفهوم کار را بررسی کنیم. کار، معیاری برای اندازه گیری انرژی صرف شده است. در یک سیستم فیزیکی کار به صورت حاصل ضرب نیرو در مسافت طی شده (جابجایی در اثر نیرو) نوشته می شود.
فرمول کار به صورت زیر می باشد:

W = F . D

F = نیرو ( N )

D = مسافت طی شده ( M )

W = کار ( N . M )

طبق قوانین اولیه مکانیک انرژی خروجی یک سیستم نمی‌تواند بیش از انرژی وارد شده باشد .

اگر در این تبدیل یا انتقال انرژی اتلافی وجود نداشته باشد کار انجام شده ثابت باقی می ماند.

ابزار پنوماتیک و ابزار هیدرولیک

کاربرد انرژی سیالات

ابزار پنوماتیک و ابزار هیدرولیک جز ابزارهای اساسی و پر کاربرد در صنعت می باشد .  در این جستار با این ابزار و کارایی آن بیشتر آشنا میشویم  .

در انرژی سیالات ، انتقال انرژی یکی از مسائل مهم می باشد . انتقال انرژی از یک محل به محل دیگر سه روش عمده وجود دارد .  این روش ها عبارتند از:

• یک سیال جاری تحت فشار
• انتقال مکانیکی
• انتقال الکترونیکی

انتقال الکترونیکی :

در انتقال انرژی بصورت الکترونیکی، از جریان الکتریکی که در کابل ها جاری می شود، برای انتقال استفاده می‌شود. مزیت اصلی  این روش، انتقال سریع انرژی در مسافت‌های طولانی است. به طور مثال انرژی الکتریکی ، از نیروگاه تا منزل شما در یک لحظه انتقال می‌یابد.

انتقال مکانیکی :

در انتقال  مکانیکی از ابزاری چون : چرخدنده، پولی، زنجیری و نظیر آنها، برای انتقال قدرت در مسافتهای کوتاه و با درجه صلبیت زیاد استفاده می شود.

البته در بعضی  سیستمها از هر سه روش انتقال انرژی استفاده می‌شود.

مزایای عمده انتقال انرژی از طریق سیال

• قابلیت افزایش نیرو
• قابلیت  تغییر جهت سریع  انتقال، بدون صدمه رسیدن به سیستم می باشد.

ماهیت انعطاف سیال در شلنگ های قابل انعطاف، این ویژگی را ایجاد می‌کند.

بدین ترتیب می توان جهت در سیستم تغییر داد.

  مقایسه ابزار پنوماتیک و ابزار هیدرولیک

سیستمهای انرژی سیالات در دو بخش دسته‌بندی می‌شوند: ابزار هیدرولیک و ابزار پنوماتیک.

ابزار هیدرولیک

در ابزار هیدرولیک از یک مایع برای انتقال انرژی استفاده شده است.

این مایع این مایع معمول جزو روغن ها بر پایه نفت خام است.

ابزار پنوماتیک

در ابزار پنوماتیک سیال مورد استفاده یک گاز معمولا هوا می باشد.

تفاوت اصلی بین هوا و روغن این است که  هوا قابل تراکم می باشد و روغن غیر قابل تراکم می باشد.

هر یک از این سیستم ها ویژگیها، مزایا و و معایبی دارد.  انتخاب هر یک از این سیستم ها با توجه به نیازهای سیستم از آنها می باشد.

قابلیت تراکم هوا، یک حالت فنری ایجاد میکند. انبساط سریع هوا به هنگام تخلیه از عملکردها سبب پنوماتیکی پاسخ سریعی به فرمان ها بدهند

در مقابل، قابلیت تراکم هوا سبب می شود که نتوان جابجایی قطعات عملگر در یک سیستم پنوماتیکی را با دقت کنترل نمود.

کاربرد ابزار هیدرولیکی

قابلیت عدم تراکم پذیری روغن در سیستم های هیدرولیکی باعث می شود که حرکت قطعات عملگر خیلی آهسته تر از قطعات پنوماتیکی باشد .

در عوض با دقت بیشتری انجام شود.

در مجموع می توان گفت سیستم های هیدرولیکی در موارد زیر باید به کار گرفته شوند:

. هنگامی که قدرت زیادی مورد نیاز باشد.

. هنگامی که دقت حرکت عملگرد ها زیاد باشد.

. هنگامی که حرکت آهسته و یکنواخت مورد نیاز باشد.

کاربرد ابزار پنوماتیک 

. قدرت و نیرو های کم تا متوسط.

. دقت حرکت پایین تا متوسط.

. عکس العمل سریع.

بعضی از مفاهیم عمومی در انرژی سیالات، در هیدرولیک و پنوماتیک مشابه هستند . سایر مفاهیم ،تحت تاثیر قابلیت تراکم هوا با هم تفاوت دارند .

قابلیت تراکم هوا باعث می شود، تحلیل سیستم های پنوماتیکی اندکی پیچیده تر از سیستم های هیدرولیکی باشد.

در واقع سیستم های سیالاتی در صنعت، دو دسته هستند: انتقال سیالات و انرژی سیالات.

انتقال سیالات

هدف از بکارگیری سیستم های انتقال سیالات، صرفاً جابجا کردن سیالات از یک نقطه به نقطه دیگر است.

این سیستم‌ها مثلاً در ایستگاههای پمپاژ گاز و یا بنزین به کار می روند.

هدف از بکارگیری یک پمپ بنزین، به طور ساده انتقال سوخت از مخزن ایستگاه پمپ بنزین به باک اتومبیل است.

مثال های دیگر در این زمینه پمپاژ روغن و آب در سیستم موتور اتومبیل هاست. هدف از بکارگیری این پمپ ها به گردش در آوردن آب و روغن در موتور است که کمی به فشار نیاز دارد.

انرژی سیالات 

در سیستم های انرژی سیالات نیز طبعاً، هدف اصلی انتقال انرژی سیالات است. در این سیستم ها می توان بارهای سنگین را جابجا کرد و بنابراین فشار در این سیستم ها خیلی زیاد است. البته در سیستم های انرژی سیالات مقوله انتقال سیالات نیز مطرح است.

کاربرد انرژی سیالات در صنایع به سه گروه تقسیم می شوند:

• هیدرولیک خودرویی
• هیدرولیک صنعتی
• پنوماتیک صنعتی

ابزار هیدرولیک خودرویی :

در ابزار هیدرولیک خودرویی ، تجهیزاتی نظیر بولدوزرها، بیل های مکانیکی، ماشین های کشاورزی و خودروهای دیگر نظیر کامیون های حمل زباله مورد بررسی قرار می‌گیرند.

ابزار هیدرولیک صنعتی :

در ابزار هیدرولیک صنعتی ، تجهیزات نظیر ماشین های ابزار، ربات ها، پرس ها و مانند آنها بررسی می شوند.

قطعات به کار رفته در خودروها معمولاً سبکتر از قطعات به کار رفته در ماشین آلات صنعتی است .

وزن در ابزار مربوط به خودروها یک عامل مهم است و در مدت زمان مساوی، عملگرها و شیر آلات به کار رفته در خودروها کمتر عمل می کنند. تجهیزات هیدرولیک صنعتی، خیلی صلب و محکم ساخته می شود . زیرا باید به طور پیوسته در مدت زمان طولانی تر و با حداقل خرابی کار کنند.

بر اساس ارقام منتشر شده از سازمان ، عامل وزن در ساخت این قطعات معمولاً مهم نیست.
NFPA محصولات خودرویی، تقریباً ۵۰ درصد فروش قطعات مربوط به سیستم های انرژی سیالاتی را به خود اختصاص می‌دهند.

ابزار پنوماتیک صنعتی :

قطعات هیدرولیک صنعتی و پنوماتیکی ،هرکدام ۲۵ درصد از این فروش را شامل می‌شوند.

معرفی ابزار بسته بندی

جایگاه صنعت بسته بندی

در معرفی ابزار بسته بندی به طیف گسترده کاربردی آن باید توجه کرد . در خرید و فروش های کلان ، جابجایی های کوچک و بزرگ موثر است . انتخاب خریدار ها در فروشگاه های بزرگ و کوچک منوط به زیبایی و شکیل بودن کالاها در بسته بندی و ابعاد آنهاست.
زیبایی‌های بصری و جذاب بودن کالاها جزو لاینفک فروش کارخانه‌ها و تولیدی‌های آنها می باشد.
مرتب و سالم رساندن کالاها و مواد اولیه کارخانجات و تولید کنندگان امری بسیار حائز اهمیت می باشد .

ضرورت صنعت بسته بندی

صنعت بسته بندی در دنیا صنعت مهم و ویژه ای می باشد.

این اهمیت در شرایط کنونی و وجود بیماری همه گیر کرونا بیش از پیش می باشد.  
استفاده از بسته بندی اصولی نگرانی را چه برای فروشندگان و چه برای خریداران کمتر می کند .
صنعت بسته بندی به چندین شاخه مختلف تقسیم می شود. که از این تقسیم بندی‌ها امروز به بیان چندین مورد آن می پردازیم.

بسته بندی فلزی :

یکی از مهمترین نوع بسته بندی در بنادر ،انبارها ، مزارع ،گمرک ها و… به کار می‌رود، بسته بندی های فلزی می باشد.  اصولا این نوع بسته‌بندی در بسته‌بندی‌های بالای ۲۰۰ کیلوگرم به کار می‌رود.
مواد اولیه این نوع بسته بندی شامل: تسمه کش های فلزی ، تسمه های استیل، تسمه های فلزی و بست های مربوطه می‌باشد.
تسمه های فلزی معمولاً در سایزهای 32،19،16 میلی متر به کار می روند.
اصولاً جنس تسمه های فلزی از  ورق های روغنی، ورقهای گالوانیزه،  ورق های واکس خورده ایرانی  و تسمه های فنری خارجی استفاده می‌شود.

هر کدام از این نوع تسمه ها  کاربرد خود را دارد.

ورقهای گالوانیزه

ورق های گالوانیزه در جاهایی که رطوبت زیادی است، به کار می رود.

خوبی این نوع تسمه ها در خاصیت ضد زنگ بودن آنهاست .

ورق های روغنی
ورق های روغنی برای بسته بندی های معمولی و کم هزینه تر معمولا به کار می رود.

تسمه های استیل
تسمه های استیل در دو نوع بگیر و نگیر ساخته شده است . این تسمه ها از تنش و کرنش بالایی برخوردار می باشد.
این نوع تسمه ها به خاطر آلیاژی که دارد تقریباً جزو گرانترین تسمه های فلزی شناخته شده و استفاده می‌شود.

تسمه های فنری 

تسمه های فنری بخاطر کیفیت و مقاومتی که دارد جز بهترین تسمه های بازار محسوب می شود . همچنین این نوع تسمه ها از نظر استحکام در بازار مصرف بسیار مورد توجه قرار دارد. تسمه های فلزی جز محصولات وارداتی می باشد . درنتیجه قیمت آن متاثر از نوسانات ارزی می باشد. همین موضوع باعث شده است که با نمونه داخلی از نظر قیمت تفاوت فاحش داشته باشد .

یکی از اصولی که برای بسته بندی فلزی بسیار مهم می باشد ، وزن کالای مورد نظر است .

بسته بندی کالاهای زاویه دار

لبه تیز نداشتن کالا از دیگر موارد مهم در بسته بندی فلزی می باشد. اگر کالا دارای لبه های تیز باشد برای بسته بندی آن تدابیر دیگری باید اندیشید. برای جلوگیری از پاره شدن تسمه و آسیب رسیدن به کالا ؛ لبه های تیز را با گوشه های پلاستیکی یا مقوایی پوشش دهید. همچنین برای این امر می توان از گرده های فلزی استفاده کرد  . راه حل دیگر استفاده از مشاوره‌های فنی برای مرتفع شدن این مسئله می باشد. 

سایز تسمه دیگر ویژگی مهم است .  هرچقدر وزن کالا بیشتر باشد ، باید از تسمه های پهن تر استفاده کرد . این نکته را هم در نظر داشته باشدی عرض تسمه بیشتر شود وزن آن بیشتر و متراژ آن کمتر می شود . در واقع وزن با طول ارتباط معکوس دارد. 

بسته بندی پلاستیکی :

در معرفی ابزار بسته بندی باید به تسمه های پلاستیکی اشاره کرد . 

انواع تسمه های پلاستیکی عبارتند از  : تسمه های پلاستیکی ، دستی ، ماشینی و تسمه های پت تقسیم میشوند .

تسمه های دستی :
تسمه های دستی با تسمه کش های پلاستیکی و با یک اپراتور بسته بندی می شوند. در این نوع بسته‌بندی از تسمه کش های پلاستیکی و تسمه و بست استفاده می‌شود. این نوع بسته بندی آسان ترین راه برای بسته بندی های مغازه ای، اسباب کشی و … می باشد.

این روش نسبت به قیمت آن در مقایسه با دیگر روش های بسته بندی های پلاستیکی ارزانتر می باشد. 

تسمه های ماشینی : 
نوع دیگر تسمه ،تسمه ها ی ماشینی می باشد. برای این نوع بسته بندی از دستگاه های اتوماتیک و یا نیمه اتوماتیک استفاده می‌شود. به دستگاه های نیمه اتوماتیک بعدا به تفضیل می پردازیم . دستگاه هایی با طول و عرض یک متر در یک متر و ارتفاع ۹۰ سانتی متر از سطح زمین می باشد.

تسمه ها ماشینی در بازار با نام های “تسمه کش میزی” و یا “تسمه کش های کابینتی” شناخته شده است. 

جنس تسمه های ماشینی از تسمه های پلاستیک دستی بسیار بهتر و با کیفیت تر می باشد. علت این برتری در این است که تسمه ماشینی با اصطکاک ماشین بهم دوخته  می‌شود. 

به خاطر اینکه جنس با کیفیت می باشد قطر آن کمتر در نتیجه طول آن افزایش می‌یابد.

این نوع تسمه برای مشتری قیمت مناسب تری دارد . همچنین  در طول زمان به اقتصاد مشتری و یا کارخانه کمک شایانی می کند. 

تسمه کش اتوماتیک

تسمه کش های اتوماتیک یا دروازه در کارخانجات تولیدی با خط تولید بسیار سریع به کار می روند.

بسته بندی در این نوع تسمه کش ها بر روی ریل های اتوماتیک می باشد .

کالا روی ریل قرار گرفته و در انتهای خط به صورت کامل و آماده تحویل میباشد. 

این نوع تسمه کش ها برای دستگاه بسته بندی اتوماتیک طراحی شده است.

R دروازه و جنس تسمه در کار بسیار مهم می باشد. در این روش سرعت عملکرد بالاست .

معمولا پیش از تهیه و استفاده تسمه در بخش بسته بندی خط تولید کارخانجات ، کنترل کیفی کارخانه باید تایید کند .

بعد از تایید کنترل کیفی تسمه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

جهت جلوگیری از توقف در کار کارخانجات ثبت سفارش و خرید این تسمه ها پیش از اتمام موجودی باید انجام شود .   

تسمه پت

از دیگر انواع تسمه ، تسمه پت است .  استحکام تسمه پت با تسمه های فلزی مقایسه می شود .

نوع آج آن بنا به جنس محصول یا کالایی که باید بسته بندی شود قابل تغییر می باشد.
تسمه پت در ، تسمه کش های پنوماتیک یا بادی مورد استفاده قرار می گیرد. 

تسمه پت در، تسمه کش های شارژی نیز قابل استفاده می باشند.

تسمه کش پنوماتیک

تسمه کش بنا به موقعیت بسته‌بندی انتخاب می شود .

با توجه به اینکه کدام تسمه کش متناسب با موضوع کار باشد نوع آن انتخاب می شود.
علاوه بر استحکام این تسمه ها، مقاومت آنها در برابر باران و یا اشعه یو وی خورشید مورد توجه است .

اگر انبار کارخانه در محیط سربازی باشد به این نوع تسمه در اثر مرور زمان تغییری وارد نمی‌شود. 
تسمه های پت به خاطر برتریهای آن از استقبال عمومی مصرف‌کنندگان در ایران برخوردار شده است.