همه چیز درباره شیر هیدرولیک

رکن چهارم سیستم های هیدرولیک  (شیرهای هیدرولیک)  هستند. اولین چیز درباره شیر هیدرولیک این است که برای کنترل و هدایت توان هیدرولیکی در یک سیستم هیدرولیک از شیرهای هیدرولیک استفاده می شود. در واقع شیرهای هیدرولیک فرماندهان سیستم هیدرولیک هستند،  چون تمام اجزای هیدرولیک خصوصا سیلندرها و هیدروموتورها  بر اساس فرمان هایی که از جانب شیر های هیدرولیک  خصوصا هیدرولیک صادر می شود عمل می کنند. به عبارت دیگر شیر های هیدرولیک از نوع قطعات کنترلی هستند، یعنی به کمک شیر های هیدرولیک عملیات شروع یا توقف هدایت روغن در قسمت های مختلف مدار را می توان کنترل کرد. همچنین به وسیله انواعی از این قطعات، تنظیم میزان فشار مدار یا کنترل شدت جریان (دبی) مدار نیز انجام می شود.

انواع شیر هیدرولیک

شیرهای هیدرولیک در کل شامل سه نوع اصلی هستند:

• شیرهای کنترل جهت
• شیرهای کنترل فشار
• شیرهای کنترل جریان

این شیر ها تعیین کننده مسیر عبور جریان روغن در مدار سیستم هیدرولیک هستند. به عبارت دیگر این شیرها روغن هیدرولیک را در مسیرهایی که تعیین می شود هدایت می کنند. شیرهای دستی باز و بسته، شیر های یک طرفه و شیرهای چندراهه از پرکاربردترین انواع شیرهای کنترل جهت هستند. شیرهای دستی ساده ترین نوع شیرهای کنترل جهت هستند. این شیرها دارای اهرمی هستند که به اندازه 90 درجه قابلیت چرخش دارد. با چرخاندن این اهرم، اگر راستای اهرم با راستای مسیر عبور روغن (لوله یا شیلنگ) به صورت موازی قرار گیرد، یعنی شیر باز است و اجازه عبور روغن داده می شود. اگر راستای اهرم مذکور عمود بر راستای مسیر عبور روغن قرار گیرد، یعنی شیر بسته شده است و جریان روغن قطع می شود.

شیر های یک طرفه شیر هایی هستند که فقط در یک جهت اجازه عبور جریان روغن را می دهند و در جهت مخالف، روغن نمی تواند از داخل این نوع شیر ها عبور کند. شیرهای چندراهه از مهمترین و پرکاربردترین شیرهای کنترل جهت در مدارهای هیدرولیک هستند. این شیر ها شامل انــواع مختلفی هستند که هرکدام کاربرد خاص خودشان را دارند. این شیر ها از نظر تعداد مجرا در انواع دوراهه، سه راهه و چهارراهه ً موجودند. منظور از تعداد راه ها در این شیر ها تعداد مجرا های اتصال در این شیرهاست. مثلا شیر های دوراهه دارای 2 مجرای روغن هستند. در شیرهای سه راهه 3 مجرای روغن تعبیه شده است و شیرهای چهارراهه 4 مجرای روغن دارند. شیرهای دوراهه دارای حداقل تعداد مجرا هستند که شامل (مجرای ورود روغن) و (مجرای خروج روغن) است.

مکانیزم عملکرد شیرهای چندراهه

در داخل شیرهای چندراهه معمولا یک میله قرقره ای شکل وجود دارد که اصطالاحا اسپول (spool) نامیده می شود، روی اسپول یک سری فرورفتگی و برآمدگی وجود دارد. با تغییر موقعیت این اسپول در داخل شیر، روغن هیدرولیک به هرکدام از مجرا های خروجی هدایت می شود. برای تغییردادن موقعیت اسپول باید اصطلاحا شیر را تحریک کنیم.

مکانیزم های مختلفی برای تحریک یک شیر کنترل جهت هیدرولیک وجود دارد،  ولی به طور کلی می توان این مکانیزم های تحریک را به دو دسته کلی (برقی)  و (غیربرقی)  تقسیم نمود. محرک های غیر برقی متنوعی در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد که از پرکاربردترین آنها می توان از محرک های اهرمی و محرک های پدالی نام برد.

در حال حاضر اغلب شیر های کنترل جهت مورد استفاده در مدارات هیدرولیک، از نوع تحریک برقی هستند. بوبین هایی در این نوع  شیر ها تعبیه شده است که با برق دار کردن آن ها، یک حالت آهن ربایی در آن ها ایجاد می شود، از آنجایی که اسپول نیز یک میله فلزی است، این حالت آهن ربایی روی آن اثر می کند و اسپول را حرکت می دهد، بنابراین با تغییر موقعیت اسپول می توان روغن را به یکی از دو مجرای خروجی هدایت کرد. به طور کلی در شیر های هیدرولیک وقتی مکانیزم های تحریک شیر (برقی یا غیربرقی) هنوز عمل نکرده اند و هیچ  تغییر وضعیتی در شیر داده نشده است، اصطلاحا گفته می شود شیر در حالت (نرمال) قرار دارد.

شیرهای کنترل فشار

شیرهایی هستند که به وسیله آنها می توان فشار روغن هیدرولیک را کنترل کرد.

این شیرها در دو نوع اصلی وجود دارند:

• شیرهای محدود کننده فشار
• شیرهای کاهنده فشار

شیرهای محدود کننده فشار

این شیرها وظیفه شان محافظت از سیستم هیدرولیک در برابر افزایش بیش از حد فشار است.

افزایش فشــار معمولا در اثر افزایش بارهـای مقــاوم رخ میدهــد. اسـاسـا فشار در سیستم هیدرولیک وقتی پدید می آید که مقاومتی در برابر جریان سیال هیدرولیک وجود داشته باشد،  بنابراین اگر به دلیل افزایش بار مقاوم،  فشار هیدرولیک بیش از حد مجاز افزایش یابد، با تنظیم شیرهای محدودکننده فشار، می توان از طریق تخلیه مقدار روغن اضافه به مخزن،  فشار مدار را کنترل کرد.

در این صورت همیشه فشار سیستم ثابت می ماند. به همین دلیل به این شیرها اصطلاحا شیرهای فشارشکن نیز گفته می شود. شیرهای کنترل فشار نیز دارای یک مکانیزم تحریک هستند که وقتی فعال می شود، موقعیت شیر از حالت نرمال خارج می شود و تحریک می شود. مسیر عبور جریان روغن در شیرهای فشارشکن در حالت نرمال ( وقتی هنوز در حالت تحریک شده قرار نگرفته اند)  بسته است،  یعنی در حالت نرمال، روغن نمی تواند از یک شیر فشارشکن عبور کند،  بنابراین شیرهای فشارشکن را اصطلاحا شیرهای (نرمال بسته)  یا (نرمال قطع) می گویند.

شیرهای کاهنده فشار

این شیرها به منظور کاهش میزان فشار در ناحیه هایی از مدار که فشار کمتری موردنیاز است، بهکار میروند. این شیرها از لحاظ ظاهری و همچنین ساختمان داخلی شباهت های زیادی به شیرهای محدودکننده فشار دارند؛

اما کاربردشان کاملا متفاوت با شیرهای محدودکننده فشار است.

شیرهای کاهنده فشار برخلاف شیرهای محدودکننده فشار در حالت نرمال، جریان روغن را از خود عبور می دهند. یعنی در این شیرها در حالت عادی مسیر عبور روغن باز است،  اما وقتی تحریک می شوند،  مسیر عبور روغن را قطع می کنند. بنابراین به این شیرها، اصطلاحا شیرهای (نرمال باز) می گویند

شیرهای کنترل جریان

شیرهای کنترل جریان، شدت جریان (دبی)  روغن عبوری از مــــدار را کنترل می کنند. با استفـــاده از این شیر ها می توانیم سرعت حرکت عملگرها (سیلندر هیدرولیک یا هیدروموتورها)  را کنترل کنیم. به این ترتیب که با افزایش شدت جریان (دبی)  روغن هیدرولیک، سرعت حرکت  عملگرها افزایش می یابد و برعکس.

این شیرها را اصطلاحا شیرهای (فلوکنترل) نیز می نامند.