EN
Daha önceki bir yazımızda, hidrolik pompa sistemlerini ve genel çalışma prensiplerini ele aldık. Kısa bir özet yapmak gerekirse, hidrolik sistem, enerjiyi akışkan bir ortam kullanarak ileten bir tahrik teknolojisidir. Mekanik enerjiyi elektrik motorunun sıvı enerjisine dönüştürür ve bu enerji daha sonra sıvı aracılığıyla yürütücü bileşenlere iletilir. Bir hidrolik sistemin ana bileşenleri hidrolik pompalar, yürütücü bileşenler (hidrolik motorlar), valfler ve yağ tanklarıdır.
Bu makale, hidrolik pompalar ve hidrolik motorlar üzerine odaklanacak ve bir hidrolik sistemde birlikte nasıl çalıştıklarını açıklayacaktır. Hidrolik pompa ile başlayacağız.
Hidrolik Motorların Sınıflandırılması
Hidrolik motorlar genellikle iki ana kategoriye ayrılır:
Düşük Hızlı Yüksek Torklu (LSHT) Hidrolik Motorlar
Yüksek Hızlı Düşük Torklu (HSLT) Hidrolik Motorlar
Düşük hızda çalışan bir hidrolik motor seçmek, sistemin daha düşük devirlerde daha yüksek tork çıkarmasına olanak tanır. Bu iki kategori içinde yapılarına göre dişli motorlar, paletli motorlar ve pistonlu motorlara ayrılabilecekleri ek olarak sınıflandırılabilir. Pistonlu motorlar ise eksenel pistonlu motorlar ve radyal pistonlu motorlar olmak üzere daha da alt gruplara ayrılabilir.
Hidrolik Pompaların Sınıflandırılması
Yaygın hidrolik pompa türleri şunları içerir:
1. Debi ayarlama kabiliyetine göre:
Değişken debili pompalar — Çıkış akışı ihtiyaç duyulduğu şekilde ayarlanabilir
Sabit deplasmanlı pompalar — Çıkış akışı sabittir
2. Yapıya göre: Dişli pompalar, Paletli pompalar, Pistonlu pompalar
Dişli pompalar: Küçük boyutlu, yapı olarak basit, yağ temizliğine düşük gereksinim duyar ve düşük maliyetlidir; ancak pompa mili dengesiz kuvvetlerden büyük ölçüde etkilenir, aşırı aşınmaya uğrar ve sızıntı hacmi büyüktür.
Paletli pompalar: Tek etkili ve çift etkili tiplere ayrılabilir. Akışları düzgün, çalışma şekilleri yumuşaktır, gürültü seviyeleri düşük olup dişli pompalara kıyasla daha yüksek basınç ve hacimsel verimliliğe sahiptirler; ancak yapıları dişli pompalara göre daha karmaşıktır.
Pistonlu pompalar: Yüksek hacimsel verimliliğe, düşük sızıntıya sahiptir ve yüksek basınç altında çalışabilirler; bu nedenle büyük güçlü hidrolik sistemler için uygundur. Ancak yapıları karmaşıktır, malzeme ve işleme hassasiyetine yüksek gereksinim duyarlar, maliyetleri yüksektir ve aynı zamanda yağ temizliğine de yüksek gereksinim duyarlar.
Hidrolik Pompanın Bileşimi
Hidrolik pompalar genellikle üç ana kısımdan oluşur: kaplinler, hidrolik yağ tankları ve filtreler.
Kaplinler
Bir hidrolik pompanın tahrik mili radyal veya eksenel kuvvetlere dayanamaz, bu nedenle mile doğrudan kasnak, dişli veya zincir dişlisi monte edilmesine izin verilmez. Genellikle tahrik mili, bir kaplin aracılığıyla pompa tahrik miline bağlanır.
İmalat gerekçeleri nedeniyle pompa ile kaplin arasındaki eksenler arası uyumsuzluk standartların dışına çıkarsa ve montaj sırasında bir sapma meydana gelirse, pompa hızı arttıkça santrifüj kuvvet de artar ve bu durum kaplinde deformasyona neden olabilir. Bu deformasyon, santrifüj kuvveti daha da artırarak kötü bir döngü oluşturur ve sonuçta titreşim ve gürültüye yol açarak pompanın kullanım ömrünü etkiler. Ayrıca, gevşek kaplin pimleri ve zamanında değiştirilmeyen aşınmış lastik halkalar gibi faktörler de pompanın çalışmasını etkiler.
Hidrolik yağ tankı
Hidrolik bir sistemde hidrolik yağ deposunun ana fonksiyonları şunlardır: yağı depolamak, ısıyı dağıtmak, yağ içinde bulunan havayı ayırmak ve köpüğü ortadan kaldırmak.
Bir yağ tankı seçerken ilk dikkat edilmesi gereken konu kapasitesidir: mobil ekipmanlar için genellikle pompanın maksimum akış hızının 2-3 katı, sabit ekipmanlar için ise 3-4 katı alınır. İkinci olarak, yağ tankının yağ seviyesi göz önünde bulundurulmalıdır: sistemdeki tüm hidrolik silindirler tamamen uzadığında, yağ tankındaki yağ seviyesi minimum yağ seviyesinin altında olmamalıdır; silindirler geri çekildiğinde ise yağ seviyesi maksimum yağ seviyesini aşmamalıdır. Son olarak, yağ tankının yapısı değerlendirilmelidir: geleneksel yağ tanklarındaki bölme levhaları kirliliğin etkili bir şekilde çökmesini sağlayamaz, bu nedenle yağ tankının uzunlamasına eksenine paralel olarak dikey bir bölme levhası yerleştirilmelidir. Bu bölme levhası ile yağ tankının uç plakası arasında, bölmenin iki tarafındaki alanların birbirine bağlanabilmesi için bir boşluk bırakılmalıdır. Hidrolik pompanın giriş ve çıkış portları, bağlantısız olan bölme ucuna monte edilerek giriş ve dönüş yağı arasındaki mesafe mümkün olduğunca uzak tutulmalıdır. Aynı zamanda yağ tankı, ısıyı da daha iyi dağıtabilir.
Yağ Filtresi
Genellikle, 10 μ m'den küçük partikül boyutuna sahip kirleticiler pompaya az etki eder, ancak partikül boyutu 10 μ m'den büyük olduğunda, özellikle 40 μ m'yi aştığında, pompanın hizmet ömrü önemli ölçüde etkilenir. Hidrolik yağdaki katı kirleticiler, pompanın içinde birbirine göre hareket eden yüzeylerde aşınmayı hızlandırmaya yatkındır. Bu nedenle, yağın kirlilik derecesini azaltmak için bir yağ filtresi kurulmalıdır. Önerilen filtrasyon hassasiyeti şöyledir: eksenel pistonlu pompalar için 10~15 μ m, paletli pompalar için 25 μ m ve dişli pompalar için 40 μ m. Yüksek hassasiyetli yağ filtreleri kullanmak, hidrolik pompaların hizmet ömrünü önemli ölçüde uzatabilir.
Hidrolik Motorların Fonksiyonu
Hidrolik motor, sıvının basınç enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren, tork ve dönme hareketi çıkartan bir aktüatör elemandır ve hidrolik sistemlerde önemli bir yere sahiptir.
Hidrolik motorlar genellikle iki türe ayrılır: düşük tork ve yüksek tork. Son yıllarda, hidrolik teknolojisinin sürekli yüksek basınç ve yüksek güç yönünde gelişmesiyle birlikte, çevre korumaya artan ilgi nedeniyle hidrolik aktüatörlerin düşük gürültü, düşük kirlilik ve sorunsuz çalışma gibi özelliklere sahip olması gerekmektedir. Bu nedenle yüksek torklu motorlar bir gelişme eğilimi haline gelmiştir.
Enerji dönüşüm açısından, hidrolik pompalar ve hidrolik motorlar birbirlerine tersine çevrilebilir hidrolik bileşenlerdir: herhangi bir hidrolik pompanın girişine çalışma akışkanı verildiğinde bu, onu hidrolik motor çalışma durumuna dönüştürebilir; tam tersine, hidrolik motorun ana mili dış tork ile döndürüldüğünde de hidrolik pompa çalışma durumuna dönüştürülebilir. Bunun nedeni her ikisinin de aynı temel yapısal elemanlara sahip olmasıdır: sızdırmaz ve periyodik olarak değişen hacime sahip bir yapı ile bununla uyumlu yağ dağıtımı mekanizması.
Hidrolik Sistemlerde Hidrolik Pompların Rolü
Basitçe söylemek gerekirse, hidrolik pompa mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye dönüştüren bir aygıttır. Hidrolik iletim sistemleri, yükleri aşmak ve güç çıkışı sağlamak için farklı türlerde hidrolik pompalar kullanır.
Örneğin ekskavatörler gibi hidrolik tahrik sistemlerinde, hidrolik pompa araçları veya ağır nesneleri kaldırmak için gereken basıncı sağlamaktan sorumludur. Çoğu ağır inşaat makinesi, hidrolik sistemlerin temel bileşenleri olan hidrolik pompalarla donatılmıştır.
Büyük ekipmanların yanı sıra çeşitli hidrolik aletleri çalıştırmak için kullanılan daha küçük hidrolik pompalar da vardır ve bunlara örnek olarak kesme aletleri, presler, hidrolik testereler verilebilir. Bu aletlerin hepsi etkili bir şekilde çalışabilmek için hidrolik pompalara dayanır.
Hidrolik Pompa ile Normal Pompa Arasındaki Farklar
Hidrolik pompalar ile sıradan pompalar arasındaki en büyük fark çalışma yöntemlerindedir. Sıradan pompalar genellikle sıvının sabit bir akışını sağlarken, hidrolik pompaların akış hızı yük basıncıyla yakından ilişkilidir.
Ayrıca işlevleri de farklıdır: hidrolik pompalar sistemin yükünden kaynaklanan basıncı yenmek zorundadır, buna karşılık sıradan pompalar yalnızca sıvının sürekli taşınmasından veya dolaşımından sorumludur.
Hidrolik Motorun İşlevi
Hidrolik motor, dönme hareketli bir aktuatör bileşenidir ve aynı zamanda döner aktüatör olarak da bilinir. Temel işlevi, hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürerek yükü hareket ettirmektir.
Bir hidrolik motorun çıkış gücü, hidrolik yağın basınç düşüşü ve akış hızı ile belirlenir. Diğer bir deyişle, hidrolik motorun çıkış gücü dönme hızıyla doğrudan orantılıdır.
Hidrolik Pompalar ile Hidrolik Motorların Ortak Çalışma Prensibi
Hidrolik pompaların ve hidrolik motorların işlevlerini anladıktan sonra, bir sistemde birlikte nasıl çalıştıklarına bakalım:
İlk olarak, hidrolik pompa bir tahrik kaynağından (örneğin elektrik motoru veya dizel motor) gelen mekanik enerjiyi, akan hidrolik yağı şeklinde var olan hidrolik enerjiye dönüştürür.
Daha sonra, hidrolik motor hidrolik pompanın ürettiği hidrolik enerjiyi alır ve bunu tekrar yükü hareket ettirmek için kullanılan mekanik enerjiye dönüştürür.
Hidrolik motor tarafından bu dönüşüm işlemi tamamlandıktan sonra, tüm sistem görevleri yerine getirmek için gerekli mekanik enerjiye sahip olur. Hidrolik sistemler günlük hayatımızda yaygın olarak kullanılır; örneğin asansörler, yakıt dolum cihazları ve eğlence tesisleri, hidrolik pompalar ile hidrolik motorların ortak çalışmasına dayanır.
Sık Sorulan Sorular (SSS)
1. Hidrolik pompa ile hidrolik motor arasındaki fark nedir?
Cevap: Bir hidrolik pompa, mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye (basınçlı akışkan) dönüştürürken, bir hidrolik motor ise hidrolik enerjiyi tekrar mekanik enerjiye (tork ve döner hareket) dönüştürür.
2. Hidrolik motorların temel türleri nelerdir?
Cevap: Hidrolik motorlar genellikle iki kategoriye ayrılır:
Düşük Hız Yüksek Tork (LSHT) Motorlar
Yüksek Hız Düşük Tork (HSLT) Motorlar
Ayrıca yapılarına göre dişli motorlar, paletli motorlar ve pistonlu motorlar (eksenel ve radyal piston tipleri dahil) bulunur.
3. Yaygın hidrolik pompalar hangileridir ve nasıl sınıflandırılırlar?
Cevap: Hidrolik pompalar genellikle aşağıdaki iki şekilde sınıflandırılır:
Debi ayarlanabilirliği: Değişken debili pompalar (ayarlanabilir) ve sabit debili pompalar (sabit debi)
Yapısal tip: Dişli pompalar, paletli pompalar, pistonlu pompalar.
Dişli pompalar: Küçük boyutlu, basit yapıya sahip, düşük maliyetli, ancak yüksek aşınma ve kaçak riski.
Paletli pompalar: Düzgün akış, pürüzsüz çalışma, düşük gürültü seviyesi, dişli pompalara göre daha yüksek verim, ancak karmaşık yapı.
Pistonlu pompalar: Yüksek hacimsel verim, düşük kaçak, yüksek basınçta çalışabilir, yüksek güç sistemlerinde uygundur, ancak yüksek maliyeti ve yağın temizliğe karşı yüksek gereksinimi.
4. Hidrolik pompa sisteminin bileşenleri nelerdir?
Cevap: Bir hidrolik pompa sistemi genellikle şunları içerir:
Kavrama (tahrik mili ile pompa mili arasında bağlantı sağlar)
Hidrolik yağ deposu (yağı depolar, ısıyı dağıtır, havayı ayırır ve köpüğü giderir)
Filtre (yağdaki katı kirleticileri azaltır)
Sistemin güvenilirliğini sağlamak için, kavramanın doğru hizalanmasını, yağ deposunun uygun kapasite ve yapıya sahip olmasını ve doğru hassasiyette filtrelerin seçilmesini sağlamak gerekir.
5. Hidrolik motor sisteminde hangi role sahiptir?
Cevap: Bir hidrolik motor, basınçlı sıvıyı alır, hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürür ve tork ile dönme hareketi çıkarır. Çıkış gücü, sıvının basınç düşüşü ve debisine bağlıdır; bu yüzden debi veya basınç değiştiğinde motorun çıkışı da buna göre değişir.
6. Hidrolik pompalar ve hidrolik motorlar birlikte nasıl çalışır?
Cevap: Bir hidrolik sistemde:
Hidrolik pompa, ana makineden (örneğin elektrik motoru veya dizel motor) sağlanan mekanik enerjiyi sıvı enerjisine dönüştürür.
Hidrolik motor bu basınçlı sıvıyı alır ve yükü sürüklemek için mekanik enerjiye dönüştürür.
Bu enerji dönüşüm sayesinde sistem gerekli mekanik çıktıyı elde edebilir.
7. Yağın temizliği ve filtrasyon neden hidrolik sistemlerde çok önemlidir?
Cevap: Hidrolik yağdaki katı parçacıklar (özellikle 10 μ m'den büyük olanlar ve özellikle 40 μ m), pompaların ve motorların iç bileşenlerindeki aşınmayı kötüleştirebilir ve böylece verimliliği ile ömrü azaltabilir. Uygun hassasiyete sahip filtrelerin (örneğin, paletli pompalar için 10-15 μ m, paletli pompalar için 25 μ m, dişli pompalar için 40 μ m) kullanılması sistemin güvenilirliğini etkili bir şekilde koruyabilir.
8. Hidrolik pompanız gürültü yapıyor veya titreşim varsa neyi kontrol etmelisiniz?
Cevap: Yaygın nedenler şunlardır:
- Pompa ile mil/bağlı eksen arasındaki hizasızlık
- Hız veya yükün anma değerlerini aşması
- Emme hattında hava emilimi veya kavitasyon
- Kötü yağ temizliği veya yanlış yağ miktarı/tipi
- Bağlantı elemanında veya pompanın iç bileşenlerinde aşınma veya hasar
Bu sorunların giderilmesi, gürültüyü ve titreşimi azaltmaya yardımcı olur ve pompa ömrünü uzatır.
9. Hidrolik pompa sisteme 'basınç' oluşturur mu?
Cevap: Aslında tam olarak değil. Bir hidrolik pompasının temel işlevi akış üretmektir; basınç ise bu akış sistemin içinde bir dirençle karşılaştığında (örneğin yük, valfler veya aktüatörler) ortaya çıkar. Bu nedenle, basıncın oluşumunu yalnızca pompanın kendisine atfetmek doğru değildir.
10. Hidrolik pompalar ve motorlar için verimlilik ölçütleri nelerdir?
Cevap: Temel verimlilik ölçütleri şunlardır:
- Hacimsel verimlilik: Gerçek akış ÷ Teorik debi
- Mekanik/Hidrolik verimlilik: Teorik tork ÷ Gerçek tork (veya mekanik kayıplarla ilgili)
- Toplam verimlilik: Hacimsel verimlilik × Mekanik/Hidrolik verimlilik