hidrolik by cemal gülsoy

BİRİMLER, BÜYÜKLÜKLER, SEMBOLLER Günümüzde genelde SI birim sistemi (DIN 1301) mühendislikte tercih edilmektedir.

PNÖMATİK YASALAR

Pascal Yasası: Bir gaz kapalı bir kap içinde ve basınç altında tutulduğunda, basınç, gaz tarafından her yönde eşit olarak iletilir. Basınçlı gaz tanklarının çoğu uzun silindir şeklinde olup, baş tarafları basıncı daha etkili bir biçimde tutabilmek amacıyla, yarım küre şeklindedir. Yarım küre seçilmesinin nedeni yüzey alanını genişleterek birim alana gelen basınç miktarını düşürmektir. Bu tasarım kullanılarak basınçlı bir kap, iş emniyeti göz önünde tutularak daha ince çelik saç plakalardan imal edilirler. Boyle Yasası: Kapalı bir kap içinde ve sabit sıcaklıkta bulunan belli miktardaki bir gazın

mutlak basıncı gazın hacmi ile ters orantılı olarak değişir.

Örnek: 10 kPa gösterge basıncı (Pg) olan 10 dm 3 hacimde bir gazın 1 dm 3 hacme getirildiğinde gösterge basınç değeri nedir (Atmosfer basıncı değeri 101,3 kPa)?

Charles Yasası: Kapalı bir kap içinde bulunan belli miktardaki bir gazın hacmi sabit kaldığı takdirde gaz basıncındaki değişme, gazın mutlak sıcaklığının değişmesi ile doğru orantılıdır.

Charles yasası ayrıca kapalı bir kap içinde bulunan belli miktardaki gazın basıncı sabit kalırsa, gazın hacmindeki değişim, gazın mutlak sıcaklığının değişimi ile doğru orantılıdır.

Örnek: 10 dm 3 hacmindeki bir gazın sıcaklığı 20° C dir. Bu gazın sıcaklığının 30° C getirilmesi sonucunda gazın yeni hacminin değeri nedir?

Sıcaklığını değiştirmeksizin havanın sıkıştırılması imkansız olduğundan, gerçek bir pnomatik sistemde Boyle ve Charles yasaları birbirinden ayrı ayrı uygulanamaz. Bu yasaların her ikisi de, aşağıdaki şekilde birleştirilerek ideal gaz yasası şeklinde uygulanabilir.

Bu formülde basınç değerinin mutlak basınç (Pm) ile ve sıcaklığın ise Kelvin olarak kullanılmasına dikkat ediniz. Bernoulli İlkesi: Özgül ağırlığı belirli bir sıvı, çapı değişen bir boru içinde doğrusal olarak hareket ediyorsa toplam enerji her noktada aynıdır.

ELEKTROPNÖMATİK VE ELEKTROHİDROLİK TEMEL FORMÜLLERİ

PNÖMATİK VE HİDROLİK SEMBOLLERİ

YÖN KONTROL VALFLERİNİN BAĞLANTILARI VE KONUMLARI

Yönlendirme valflerinin bağlantıları ya harflerle ya da DIN ISO 5599 standardına göre sayılarla tanımlanırlar. Her iki tanımlama şekli de aşağıda gösterilmiştir:

Yol veya bağlantı

DIN ISO 5599

Harfle tanımlama

Basınç bağlantısı

Hava tahliye

R (3/2-Y. valfinde)

Hava tahliye

3,5

S,R (5/2-Y. valfinde)

Çıkışlar

2,4

B,A (5/2-Y. valfinde) X,Y,Z

Kumanda bağlantıları 12

Z (Tek yönlü hava kumandalı3/2 Y. valfinde

Y (5/2-Y. valfinde)

Z (5/2-Y. valfinde)

Çıkış işaretinin silinmesi

Z,Y

Yardımcı kumanda havası

81,91

1 den 2 ye basınçlı hava bağlantısı 1 den 2 ye basınçlı hava bağlantısı için kumanda 1 den 4 e basınçlı hava bağlantısı için kumanda

Selenoid Valfler Selenoid kumandalı valfler, pnomatik ve elektrik enerjisinin avantajlarından faydalanırlar. Bunlar elektropnomatik çeviriciler olarak adlandırılır ve işaret çıkışı için bir pnomatik valften ve bir elektrikli anahtarlama elemanından ( selenoid bobin) meydana gelir.Selenoid bobine elektrik gerilim uygulanırsa elektromanyetik bir kuvvet oluşur. Bu kuvvet, valf çubuğu ile bağlanmış bobin çekirdeğini hareket ettirir. Selenoid bobine akım gitmez ise manyetik kuvvet ortadan kalkar. Valf kurucu yayı kuvveti sayesinde başlangıç konumuna gelir. 2/2 Selenoid Kumandalı Valf 2/2 selenoid yönlendirme valfinin 2 bağlantısı vardır: 1- besleme bağlantısı, 2- atık hava bağlantısı. Açma kapama işlemlerinde kullanılır. Bobine elektrik akımı verildiğinde oluşan mıknatıslanma sonucu valf sürgüsü yukarı çekilir. Valf konum değiştirerek hava geçişini sağlar. Akım kesildiğinde yay sürgüyü aşağı iterek geçişi kapatır.

Valf görünümü

Valf enerjilendiğinde

Valfin Sembolü

Valf enerjisi kesildiğinde

3/2 Normalde Kapalı Selenoid Valf Selenoid uyartımlı 3/2 yön denetim valfi, sakin konumda P kapalı, 3/2 yön denetim valfi normal sakin konumda basınçlı havanın geçişine izin vermez, yani P kapalıdır. Silindirden gelen hava 2 den 3 e geçiş yapar. Selenoid enerjilendiğinde 1 basınç hattı 2 iş hattına geçiş yapar 3 eksoz hattı kapalıdır

Elektropnömatik devre şeması Elektropnömatik devre şeması elektrik kumanda şeması ve pnömatik bağlantı şemasından oluşur aşağıda buna ait bir örnek gösterilmiştir. 1

+24V

2 3

3 K1

2 A1 K1

Y1 1

Elektrik kumanda şeması

Elektrik kumanda şemasında:

Pnömatik bağlantı şeması

Normalde açık kontaklı anahtar, 4 A1

K1 rölesinin bobinini,

K1 A2 3

K1 rölesine ait kontağı,

K1 4

3/2 valfe konumunu değiştiren valf selenoidini.

K1 rölesinin 2 nolu kumanda hattında normalde açık kontağını göstermektedir.

Elektropnömatik tasarım Elektropnomatik kumanda sisteminin tasarım ve kurma aşamalarında aşağıda ifade edilmiş olan işlemler gerçekleştirilir: 1. Teknolojik şema çizilir. 2. Yol-adım diyagramı oluşturulur. 3. Pnomatik devre şeması çizilir. 4. Elektrik kumanda şeması çizilir. Teknolojik Şema Kumanda edilen sistem ile kumanda sistemi arasındaki bağıntıyı gösterir. Kontrol sisteminin anlaşılabilir olmasına yardımcı olur.

Yol-Adım Diagramları Yol-adım diagramları, silindir veya silindirlerin hangi şartlar altında ne zaman ve hangi işaret elemanları (sınır anahtarları vb.) tarafından uyarılarak durum aldıklarını belirtirler. Diyagramda; Yatay eksen adımları gösterir. Düşey eksende ise çalışma elemanları(silindirler) ve sahip oldukları durum (içeride veya dışarıda) ifade edilir. Silindirlerin ileri ve geri hareketleri bir adım olarak kabul edilir ve bu, eğik çizgilerle gösterilir. Hareket çizgileri kalın çizgi ile çizilir. Diyagramda iş elemanlarının (silindirlerin) çalışması adıma bağımlı olarak gösterilir. Eğer kumanda sisteminde birden fazla iş elemanı (silindir) varsa bunların adımlara göre hareket şekilleri alt alta gösterilir. Silindirlerin dışa hareketi artı (+) ve içe hareketi ise eksi (-) ile ifade edilir. Yol adım diyagramlarında adımlar arasındaki mesafe eşit olmalıdır. Bu mesafelerin belirlenmesinde zaman göz önüne alınmaz. Ayrıca hareketleri tetikleyen elemanların silindir işlevlerini hangi noktada hareketlendirdikleri ince çizgili oklarla gösterilir.

START 1

5 =1 (1M2)

1B2

1A1 0 (1M1)

1B1

2B2 1

(2M2)

2A1

2B1

0 (2M1) 1. Schritt

2. Schritt

3. Schritt

4. Schritt

Pnomatik Devre Şeması Pnomatik devrelerin standart sembollerle çizilmiş hâline pnomatik devre şeması adı verilir. Pnomatik devre şemalarında hava akışı, aşağıdan yukarıya doğrudur. Devre elemanları, bu sıraya göre yerleştirilmiştir. Devre çizimi yapılacakken aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir:  Devre şeması çiziminde standart semboller kullanılmalıdır.  Basınç hatları sürekli çizgi ile gösterilmelidir.  Devre çiziminde elemanların büyüklüğü ve konumu dikkate alınmaz.  Silindirler, çalışma durumuna bakılmaksızın daima yatay ve sağa dönük olarak çizilmelidir.  Aynı tür elemanlar devre çizimlerinde aynı sırada olmalıdır.  Pnomatik silindir ve pnomatik motor gibi alıcılar 1.0, 2.0, 3.0.... şeklinde numaralandırılır. Ana kumanda valfleri, kumanda ettikleri elemana göre 1.1,2.1, 3.1 şeklinde numaralandırılır.  Ana kumanda valfleri ile alıcılar arasındaki elemanlar şayet ileri gitmede etkili ise silindir numarasından sonra gelen çift rakamla 1.02, 2.02, 3.02 gibi numaralandırılır. Silindirleri geri getirmede etkili iseler silindir numarasından sonra tek rakamla 1.01, 2.01, 3.01 gibi numaralandırılır. 1.0

2.0

2.01 1.01 4

1.1

Y2 3

5 1

2.1

Y4 1

Elektrik Kumanda Devre Şeması Çizimi Elektrik enerjisini, pnomatik ve mekanik enerjiye dönüştürülmesi ya da pnomatik sinyalleri elektrik sinyallerine dönüştürmede etkili olan elemanları bir bütün olarak gösteren bu elemanların birbirleriyle olan çalışma ilişkilerini anlatan elektrik-elektronik standart sembollerin kullanıldığı devre çizimlerine verilen addır. Elektrik devre şeması çiziminde dikkat edilecek hususlar:  İşaret akışı, yukarıdan aşağıya doğrudur.  Devre şeması çizimlerinde elektrik ve elektronik standart semboller kullanılır.  Enerji hatları yataydır.  Bağlantılar bu hatlardan dikey olarak yapılmalıdır.  Devre elemanları, soldan sağa doğru devreye giriş sırasına göre sıralanır. Numaralama işlemi de bu sıraya göre yapılır.  Devre şeması çizimlerinde aynı tür elemanlar aynı sırada çizilmelidir.  Elemanların devre içindeki konumu ve büyüklüğü çizim esnasında göz önünde bulundurulmaz.  Devre elemanları, normal konumlarında çizilir. Elektrik Devre Şemalarının Numaralandırılması Kuralları  Start, stop düğmeleri S1, S2 şeklinde numaralandırılır.  Röle ya da kontaktörler K1, K2, K3 şeklinde numaralandırılır. Bu elemanlara ait kontaklar da açık ya da kapalı olduklarına bakılmaksızın numaralandırılır.  Algılayıcılar (sensörler) B1, B2, B3 şeklinde numaralandırılır.  Enerji hatları, soldan sağa doğru sırayla numaralandırılır.  Karmaşık sistemlerde röle ya da kontaktörün alt tarafına, bu elemanların hangi enerji hatlarında kontağa sahip oldukları bir liste ile belirtilir.  Valf bobinleri y1 , y2 , y3 şeklinde numaralandırılır. Elektropnömatik şemalarda kullanılan algılayıcılar Metal yada plastik herhangi bir malzeme algılayıcıya yaklaşınca kapanır. Çıkış ucundan 24 V. Elde edilir. Mıknatıs özellikli bir malzeme algılayıcıya yaklaşınca kapanır. Çıkış ucundan 24 V. Elde edilir. Metal bir malzeme algılayıcıya yaklaşınca kapanır. Çıkış ucundan 24 V. Elde edilir. Işığı yansıtabilen bir malzeme algılayıcıya yaklaşınca kapanır. Çıkış ucundan 24 V. Elde edilir.

Röle Bobini ve Kontaklar İçin Semboller

Üç normalde açık bir normalde kapalı kontaklı Röle

Kapama gecikmekli röle

Açma gecikmekli röle Silindirler Basınçlı hava enerjisini mekanik enerjiye çevirerek doğrusal itme veya çekme hareketi elde edilir. Özel durumlar dışında 1.5-3 m/s arasındaki yüksek hızlarda çalışırlar.1 mm ile 2000 mm arasında strok, 5000 kg’a kadar kuvvetler elde edilebilir. Silindirler, aşağıdaki işlerde kulanılırlar.  Yüklerin kaldırılması  Yüklerin taşınmasında  Yüklerin itilmesi Tek Etkili Silindir Tek etkili silindirler, sadece bir yönde iş yapabilirler. Diğer yöndeki hareket bir yay kuvveti, piston kolunun kendi ağırlığı veya dış kuvvetlerle gerçekleşir. Tek etkili silindirde sıkıştırılmış hava silindirin arka yüzünden girer. Piston alanı, üzerindeki hava basıncının yarattığı kuvvet piston kolunu dışa doğru iter. Hava kesilince yay, pistonu geri çeker. Bu silindirlerde hava tüketimi daha azdır, daha ucuza mal edilirler. Strok boyları genelde kısadır. Bu sebeple 100 mm den uzun stroklarda pek kullanılmaz. Yaya karşı iş yapıldığı için %20 bir enerji kaybı vardır. Tek etkili silindirler:  Sıkıştırma  Kaldırma  Gerdirme uygulamalarında kullanılır. Çift Etkili Silindirler Çift etkili silindir iki yönde de iş yapabilir. Yani basınçlı havanın etki edebileceği iki yüzey mevcuttur. Strok boyları tek etkili silindirden daha fazladır. Basınçlı havanın etki ettiği iki farklı yüzey vardır. Dolayısıyla çift etkili silindirlerde çıkış ve giriş hareketinde iki farklı hız ve kuvvet elde edilir.

Silindirlerin Kumandası Silindirlerin iki çeşit kumandası vardır;  Doğrudan kumanda  Dolaylı yoldan kumanda

Doğrudan Kumanda Eğer bir silindirin kumandası için gerekli olan debi az ise kumanda organı da küçük olabilir. Böylece gerekli olan valf kumanda kuvetleri de azdır. Bu yüzden tek valf üzerinden kontrol yapılabilir. Buna doğrudan kumanda denir. Dolaylı Kumanda Eğer silindir büyükse kumanda için valfin büyük olması gerekir. Bu nedenle valfin kumandası için de daha büyük kuvvetli bir selenoid bobin gerekir. Bu yüzden fazla akım tüketimi olur. Bu durumda akımın dolaylı olarak bir röle üzerinden geçmesi gerekmektedir. Böylece anahtarlama elemanlarının aşırı yüklenmesi engellenir. Bu tür uygulamalara da dolaylı kumanda adı verilir. Tek Etkili Silindirin Doğrudan Kumandası Örnek: Bir düğmeye basıldığında tek etkili silindirin ileri doğru hareket etmesi gerekir. Düğme serbest bırakıldığında silindir tekrar geri gelmelidir. Pnomatik Devre Şeması Tek etkili silindirlerin kumandası için 3/2 yönlendirme valfleri kullanılır. Silindir gücü az olduğundan kumanda, yay geri getirmeli bir 3/2 yönlendirme valfi ile yapılır. Bu valf bir düğme ile doğrudan kumanda edilir.

S1 düğmesine basıldığında Y1 selenoid bobininden akım geçer ve 1.1 valfi çalıştırılır. Silindirin piston bölümlerine 1. ve 2. valf bağlantılarından hava yayılır. Bu hava piston kolunun kurucu yayın kuvvetine karşı ileri doğru hareketine neden olur. S1 serbest bırakıldığında valf bobindeki manyetiki alan yok olur. Valf başlangıç konumuna gelir. Aynı zamanda silindir valfin tahliye çıkışından (3) boşaltılır. Silindirin piston kolu geri gelir Çalışma Diyagramı

Tek Etkili Silindirin Dolaylı Kumandası

Çift Etkili Silindirin Doğrudan Kumandası Örnek: Bir düğmeye basıldığında çift etkili silindirin ileri doğru hareket etmesi gerekir. Düğme serbest bırakıldığında silindir tekrar geri gelmelidir.

Düğmeye basıldıktan sonra S1 sayesinde Y1 selenoidi bobininden akım geçer. Valf anahtarlanır. Basınçlı hava 1 den 4 ‘e doğru akar. Piston kolu dışarı hareket eder. Düğme serbest bırakıldıktan sonra akım kesilir ve valf kurucu yayın kuvveti ile başlangıç konumuna geri döner. Piston kolu geri gelir. Çalışma Diyagramı

Çift Etkili Silindirin Dolaylı Yoldan Kumandası Dolaylı kumandanın gerekliliğine karar verebilmek için enerji beslemesi ve enerji tüketimi bakımından şu hususlara dikkat edilir.  Basınçlı hava gereksinimi  Valf bobinlerinin anma akımı  Sistemin uzaktan kumandası  Akıma oranla düğme ve anahtar için maksimum akım  Kontakların selenoid bobinler sebebiyle aşırı yüklenmesi Örnek: Çift etkili bir silindir saç parçaları için dönen presi kontrol eder. Bir düğmeye basıldığı sürece piston kolu dışarı doğru hareket eder. Düğme serbest bırakılır bırakılmaz piston kolu tekrar geri gelir

S1 düğmesine basıldığında K1 röle bobini enerjilenir. 13 ve 14 bağlantı tanımlamalı K1 kontağı kapanır. Akım Y1 selenoid bobinine akar. 1.1 kontrol valfi anahtarlanır. Valfin 4 nu.lu bağlantısında basınçlı hava bulunur. Piston kolu dışarı çıkar. Düğme serbest bırakılırsa K1 kontağı açılır. Y1 enerjisiz kalır. Valf kurucu yay kuvveti ile başlangıç konumuna gelir. Şimdi 2 nu.lu bağlantıya basınçlı hava uygulanır. Piston kolu geri gelir. Ve Valfi Bu valflere çift basınçlı valfler de denir. İki ayrı yerden gönderilen hava sinyali ile çalışan bu valfler genellikle işçinin iki elinin korunması gerektiği yerlerde kullanılır. İş güvenliği açısından makaslarda, preslerde veya giyotinlerde çalışan kişilerin iki elini iki ayrı butona bastırarak korur. Bu valfler seri bağlı elektrik anahtarları gibi görev yapar. Her iki giriş ucuna farklı basınç gelmesi durumunda küçük basıncın geçmesine izin verir. 2

Veya Valfi Pnomatik devrede iki ayrı yerden gönderilecek sinyallerle bazı elemanların çalıştırılması gerekebilir. Bu gibi yerlerde veya valfleri kullanılır. Basınçlı hava, bir taraftan girince valfin içindeki bilye diğer tarafa itilir ve içeriye giren hava dışarıya

atılır. Uzaktan kumanda yapılırken bu tip valfler kullanılır. Her iki giriş ucuna farklı basınç gelmesi durumunda büyük basıncın geçmesine izin verir. 2 1

Ve Valfi Uygulamaları VE valfinin 2 numaralı çıkışından bir çıkış sinyali elde edilmesi için her girişe de, yani (1,1) hava gönderilmesi şarttır. Bunun için 1.2 ve 1.4 valflerinin uyarılmış olması gerekir. Bu durumda ve valfinin 2 numaralı çıkışında sinyal bulunacağından silindir hareket etmiş olur.

Elektropnömatik de VE Valfi Uygulama

S1ve S2 butonlarının her ikisine de basılması durumunda K1 röle bobini enerjilenir ve çıkış biriminde kapanan K1 kontağı, Y1 valf bobinini enerjiler. Böylece silindir, dışarıya doğru hareket etmiş olur

Veya Valfi Uygulamaları

Şekildeki devrede veya valfi kullanılarak tek etkili silindirin kontrolü yapılmıştır. Veya valfinin 2 hattından bir çıkış sinyali verebilmesi için girişlerinden herhangi birisine hava gönderilmesi şarttır. Bunun için 1.2 veya 1.4 valflerinden birinin uyarılmış olması gerekir. Böylece veya valfi çalışır ve silindir dışarıya doğru hareket eder. Elektropnömatik de VEYA Valfi Uygulama

S1 veya S2 anahtarlarından birine basıldığında K1 röle bobini enerjilenir. Çıkış biriminde kapanan K1 kontağı, Y1 bobinini enerjiler. Silindir harekete geçer.

Değil Valfi Uygulamaları Bu konu ile ilgili özel bir valf çeşidi yoktur. Değilleme işlemi, girişe uygulanan sinyalin çıkışta tersine çevrilmesidir. Aşağıdaki şekle dikkat edilecek olursa a butonu elemanı uyarısızken b=1 durumundadır. A buton elemanı uyarıldığında b kontağı açılır. Yani a=0 iken b=1 dir, a=1 iken b=0 dır. Not: İlk anda silindirin dışarıda olduğuna dikkat edin. Çünkü silindir 2’den hava alıyor.

S1 elemanı normalde açık konumdadır. S1 uyarısız iken Y1 selenoid bobinide enerjisizdir. Fakat valf üzerindeki hava geçişi silindir dışarıya iter. Yani normalde ilk anda silindir dışarıdadır. S1 enerjilenince K1 ve ardında Y1 selenoid bobini de tetiklenir ve silindir geri gelir.. Bu durumda kullanılan valf çeşidi 3/2 normalde açık valftir.

ELEKTROHİDROLİK

Hidrolik sistem lerin olum lu yönleri:

Küçük hacimlerde büyük kuvvetler iletilir Hassas konumlama yapmak çok kolaydır Yüksek yük altındayken ani konum değiştirilebilir Hız ve basınç kontrolü çok kolaydır Yüke bağlı olmayan sabit hızlı hareket imkânı vardır Hassas kontrol ve ayarlar mümkündür Elemanlar kendi kendilerini yağlarlar Mekanik sistemlere göre daha az yer işgal ederler Düzgün ve darbesiz çalışma imkânı vardır

Hidrolik sistem lerin olum suz yönleri:

Sistemde meydana gelen yüksek basınçlardan dolayı kaçaklar artar, bu da sistemin verimini azaltır. Hidrolik akışkan içersinde meydana gelen hava kabarcıkları da verimi düşürür. Sistemde meydana gelen fazla ısı bazı devre elemanlarının düzenli çalışmasını bozar, ömrünü kısaltır. Akışkan iyi seçilmemişse devre elemanlarını bozar. Hidrolik devredeki eleman sayısı arttıkça ve kıvrımlar çoğaldıkça verim düşer. Hidrolik elemanlar kirliliğe karşı çok duyarlıdır. Çok yüksek basınçlardan dolayı tehlike söz konusudur. Devre elemanlarının maliyeti yüksektir.

100 kilowatt büyüklükleri

DIESEL

ELECTRIC

HYDRAULIC

Hidrolik Tank Yapısı Tankta hidrolik akışkanın içinde bulunan hava, su ve kirler arındırılır. Tankın büyüklüğü kullanım alanı ve uygulamaya bağlıdır: sabit hidrolik sistemlerde bu hacim, pompanın 3 ila 5 dakikada basmış olduğu hacme eşittir. Hareketli hidrolik sistemlerde ise bu sadece sistemin ihtiyacı olan miktarı alacak kadardır, çünkü soğutma işlemi bir soğutucu tarafından üstlenilmektedir.

P om palar: Mekanik gücü, hidrolik güce çevirmeye yarayan elemandır. Pompaların iki ana görevi vardır. Birincisi atmosfer basıncındaki akışkanı mekanik gücüyle tanktan almak, ikincisi yine mekanik gücü yardımıyla akışkanı hidrolik sisteme yollamak. Pompanın görevi akışkanın sistem içerisinde dolaşıp iş yapmasını sağlamaktır.

Sabit debili Dişli pompalar Paletli pompalar Pistonlu pompalar

Değişken debili Paletli pompalar Eksenel pistonlu pompalar Radyal pistonlu pompalar

Dıştan dişli pompa - Yapısı basit fakat güçlüdür - Hafif ve küçüktür - Fazla arıza yapmaz, bakımı kolaydır - Ucuzdur - Basınç aralığı geniştir.

İçten dişli pompa • Debi ~ 0,25 lt/r • Basınç: 250 bar • Sabit debi • Geniş hız aralığı • Sessiz • Kirliliğe karşı az duyarlılık • Hafif • Küçük • Akışkanlarla uyumlu Birbiriyle temas halinde çalışan ve hilal tabir edilen bir elemanla birbirinden ayrılan iki dişliden oluşur. Bu iki dişlinin diş sayıları birbirinden farklıdır. Örneğin iç dişlide 10, dış dişlide 11 diş varsa, iç dişli 11 tur döndüğünde dış dişli 10 tur dönecektir. Dişliler aynı yönde dönerler. Dişlerin birbirlerinden ayrıldığı noktada emiş başlar ve akışkan dişler ve hilal parçanın arasında oluşan hacim vasıtasıyla çıkışa iletilir. Küçük yer ihtiyaçları için uygundurlar. Eski modelleri düşük basınçları karşılarken günümüzde 275 bar’a kadar çalışan modeller geliştirilmiştir. Paletli pompa • Debi ~ 0,2 lt/r • Basınç: 280 bar • Sabit debi • Sessiz • Hafif • İyi bakım imkanı

Bir blok içinde dönen rotor içinde kayarak hareket eden paletlerin oluşturduğu bir pompa çeşididir. Blok, rotor merkezine göre eksantrik veya oval şekilli olabilir. Paletler ya merkezkaç kuvvetiyle gövdeyle temas halinde olabilirler, ya da bir yay vasıtasıyla bloğa doğru ittirilir. Dönme esnasında, rotor, palet ve blok arasındaki hacim gittikçe büyüdüğü için bir vakum oluşur ve akışkan emiş tarafından bu hacme dolar. Basma tarafında da hacim küçülmesi nedeniyle de akışkan sisteme iletilir.

Değişken Debili Paletli pompa • • • • •

Debi ~ 0,1 lt/r Basınç: 160 bar Değişken debi Sessiz Ucuz

Eğik eksenel pistonlu pompa • • • • •

Debi ~ 0,5 lt/r Basınç: 350 bar Yüksek verim Değişken debi Pahalı

Basıncın Tanımı (Pressure) Yüzeye dik gelen kuvvetin (Force) alana (Area) bölümüdür.

FORCE = PRESSURE x AREA

FORCE 1 pascal = Newton x m / s2 1 bar = 105 pascal 1 bar = 14,5 PSI 1 bar = 1 atmosfer basıncı 1 bar ~ 1 kg/cm2

ARE

PRESSURE PRESSURE = FORCE ÷ AREA Sıvıların yüksekliği basınç birimi olarak kullanılabilir Basınç = Ağırlık (Newton) ÷ Alan Ağırlık = Hacim x Yoğunluk Ağırlık = Alan x Yükseklik x Yoğunluk Basınç = Yükseklik x Yoğunluk Madeni yağlar için yaklaşık ∆P = 0.1 bar / metre

WEIGHT

PRESSURE

ARE

H E I G H T

Akış şekilleri: Akış Laminer ve türbülanslı olarak 2 şekilde incelenir. Akışkan düz boru içerisinde ve belli bir hızda düzenli silindirik tabakalar halinde hareket eder. Boru iç çeperinden dışına doğru bu tabakaların hızı artar ve eksene en yakın olan tabakanın hızı en yüksektir. Akışkan hızı arttıkça belli bir hızdan sonra akışkan parçacıklarının hareketi düzensizleşir. Bu şekilde parçacıklar birbirlerinin hareketini engelleyerek türbülans oluştururlar. Bu ise ana akışta enerji kaybına neden olur. Hızdan başka, kesit daralması, boru iç yüzey pürüzlülüğü, dirsek sayısı ve derecesi de türbülans oluşmasına etki eder. Türbülans, akışkan basıncının artmasına, ısınmaya ve güç kaybına neden olur. Düzgün bir boruda akış şeklini matematiksel olarak belirlemek için Reynolds sayısı kullanılır. v:akışkan hızı d: boru çapı v: kinematik viskozite

Re=

Bu formül ile hesaplanmış bir Re değeri için:

vd v Laminer akış:Re<2300

Türbülanslı akış:Re>2300

Akışın kısıtlanmsı basınç düşmesi ile sonuçlanır.

Q A P1 - P2 = ∆ P ∆ P ∝ A x Q2

Basınç farkı yolu ile akış değeri hesaplanabilir

Hidrolik Güç HYDRAULIC POWER = FLOW x PRESSURE Hidrolik Güç = Akış oranı x Basınç

HYDRAULIC POWER OUT

P=Qxp P (kW) =

P (bar) x Q (l/dak.)

MECHANICAL POWER IN

600

Dizel Etkisi : Bazı dar geçitlerde meydana gelen basınç düşmesi sonucu alçak basınç değerlerine ulaşılarak yağın içinde çözülmüş olan hava açığa çıkar. Basıncın tekrar yükselmesi ile yağ, meydana gelmiş olan gaz kabarcığını aniden sıkıştırarak yağ-hava karışımının kendi kendine tutuşmasına neden olabilir. Kavitasyon : Eğer bir dar geçitte yağın akış hızı artarsa, bunun için hareket enerjisi gereklidir ve bu basınç enerjisinden alınır. -0,3 bar dan daha düşük bir basınca düşüldüğünde yağ için de çözülmüş olan hava açığa çıkar. Eğer basınç tekrar akış hızının küçülmesiyle yükselirse yağ hava kabarcığı üzerine hücum eder ve patlama sonucu (kavitasyon) aşınmalar oluşur. Kavitasyon hidrolik aletlerde ve bağlantılarda meydana gelen yıpranmaların en önemli nedenidir. Hidrolik yağlar : Hidrolik sistemlerde kuvvet ve hareketin iletilmesi işlemi hidrolik bir akışkanla sağlanır. Bu akışkan genelde petrol ürünlerinden elde edilen çeşitli özellikteki yağlardır. Hidrolik akışkanların bir hidrolik sistemi verimli çalıştırabilmeleri için belli görevleri yerine getirmeleri beklenir. Bu görevler : • Basınç iletimi • Hareketli elemanların yağlanması • Soğutma • Basınç darbelerini sönümleyebilmesi • Korozyona karşı koruyucu • Aşınma sonucu kopan parçaların sistemden uzaklaştırılması • Sinyal iletimi Hidrolik sistemlerde kullanılan akışkanlar şöyledir: • Su • Doğal Yağlar • Sentetik Yağlar

Su: Yanma tehlikesinin olduğu yerlerde günümüzde de hala su kullanılır. Ancak paslanma, korozyon ve yağlayamama özelliklerinden dolayı tercih edilmez. Doğal yağlar: Suların hidrolik sisteme zarar vermesinden dolayı zeytinyağı, ayçiçeği yağı gibi yağlar hidrolik akışkan olarak kullanılmıştır. Doğal yağlar çevreyle uyumlu olmalarına rağmen günümüzde çok daha verimli olan sentetik yağlar kullanılmaktadır. Yağlar için kullanılan harf işaretlemeleri: HL : Korozyona karşı koruyucu, yaşlanmaya karşı dayanıklılık. 50 0C civarında çalışan ve su teması ile korozyon tehlikesi olan sistemlerde kullanılır. HLP : Aşınmaya karşı koruyuculuk yükseltilmiş. HL yağındaki özelliklerin yanısıra ,yapısından veya işletme şartlarından kaynaklanan yüksek derecede sürtünme olan sistemlerde kullanılır. HLP-D: HLP’ye ilaveten aktif yayılma özellikli ve deterjan katkılı. Içindeki yabancı maddeleri bünyesinde barındırmaz. Eğer bir şekilde yanma tehlikesi söz konusuysa su ile yapılan emülsiyonlar kullanılır. Bu yağlar da: HFA : Yağın su ile yaptığı emülsiyondur. %80 su, %20 sentetik yağ karıştırılmasıyla elde edilirler. HFB : Bu karışımda %40 kadar su, %60 yağ bulunur. HFC: İki ya da daha fazla yağın su ile yaptığı emülsiyondur. Su oranı genellikle %40 civarındadır. Geriye kalan oran ise değişik özelliklerdeki çeşitli yağların karışımıdır. HFD: Su içermeyen bir yağ cinsidir. Fosfatester bazlıdır. Hidrolik akışkanların belli görevleri yerine getirebilmesi için de belli kimyasal özelliklere sahip olmaları gerekir: • Yoğunluğun düşük olması • Sıkıştırılabilirliğin düşük olması • Viskozitenin çok düşük olmaması • Düşük viskozite-sıcaklık değişimi • Düşük viskozite-basınç değişimi • Yaşlanmaya karşı dayanıklılık • Yanmaya karşı dayanıklılık Viskozite: Hidrolik sistemlerde akış karakteristiğini belirleyen en önemli özellik viskozitedir. Viskozite, sıvıların akmaya karşı gösterdiği dirençtir. Diğer bir deyişle, hareket halindeki birbirine komşu iki sıvı tabakasının birbirine karşı gösterdiği dirençtir. Hidrolik sistemler dizayn edilirken, uygun bir viskoziteye göre seçimler yapılır. Bir akışkanın viskozitesini değiştiren en önemli etmen sıcaklıktır. Hidrolik sistemlerde kullanılacak yağlar çalışma sıcaklığı göz önüne alınarak seçilmelidir. Eğer viskozite düşükse: Büyük ölçüde kaçaklara neden olur. Yağ filmi çok ince olacağından aşınmaya karşı koruma özelliğini yitirecektir. Sürtünme düşük olacağından basınç ve güç kayıpları en aza indirgenecektir fakat filmin incelmesinden dolayı elemanlar birbirlerine sürtüneceğinden verim düşecektir. Aşırı ince bir yağ pompadaki sızıntıların artmasına neden olacak ve debi azalacaktır, yani volümetrik verim düşecektir. Eğer viskozite yüksekse: Akış kontrol noktalarında normalin üstünde basınç kayıplarına ve ısınmaya neden

olacaktır. Ayrıca düşük sıcaklıklarda da akışkanın belli bir viskozitenin altında olmaması gerekir, aksi takdirde pompa görevini yapamayacaktır veya ilk harekette zorlanacağı için kavitasyon meydana gelecektir. Sürtünme kuvveti artacak, iş elemanları daha yavaş çalışacak, ömürleri kısalacaktır. Aynı zamanda pompa daha gürültülü çalışacaktır. Elektrohidrolik devrelerde harf tanımlamaları Hidrolik devrelerin tanımlandırılmasında aşağıdaki harfler kullanılır. P Basınç hattı bağlantısı T Dönüş hattı bağlantısı A İş bağlantıları B İş bağlantısı L Kaçak yağ bağlantısı Selenoid kontrollü valfler

Elektrohidrolik Devre Şemaları Elektrohidrolik şemalar elektropnömatik devre şemalarında olduğu gibi elektrik kumanda şeması ve hidrolik şemadan oluşur. +24V

K1 2

3 4

K1 4

A1 K1

2 5

K2 A2

Elektrik kumanda şeması ve hidrolik şema

Kaynaklar • Mannesmann Rexroth Pnömatik Eğitimi Temel Pnömatik Öğrenci Elkitabı • Instrumantation Franklyn W. Kirk, Nicholas R. Rimboi, third edition,1975 • Festo Temel Seviye TP 101 Pnömatik Öğretim Kitabı • Fluidsim Hidrolik ve Fluidsim Pnömatik Demo Yazılımı • Festo Temel Seviye TP 601 Elektrohidrolik Öğretim Kitabı • Festo Temel Seviye TP 201 Elektropnömatik Öğretim Kitabı