باعتباري كاتبًا متخصصًا في الهندسة والتكنولوجيا، يسعدني أن أقدم لكم نظام نقل الحركة الهيدروليكي— ابتكارٌ رائعٌ غيّر طريقة نقل الطاقة في تطبيقاتٍ مُختلفة. تستخدم الأنظمة الهيدروليكية طاقة السوائل لتحقيق تشغيلٍ سلسٍ وفعّال، مما يجعلها مثاليةً لقطاعاتٍ متنوعة، من التصنيع إلى السيارات. في هذه المقالة، سأتناول المبادئ الأساسية للنقل الهيدروليكي، وأستكشف مكوناته الرئيسية، وأُسلّط الضوء على المزايا العديدة التي تجعله خيارًا شائعًا لتشغيل الآلات والمعدات. انضموا إليّ لنكشف لكم عن تعقيدات أنظمة النقل الهيدروليكي وتطبيقاتها العملية.

يتكون نظام النقل الهيدروليكي من المكونات الهيدروليكية (مضخة الزيت الهيدروليكية)، ومكونات التحكم الهيدروليكية (الصمامات الهيدروليكية المختلفة)، والمحركات الهيدروليكية (الأسطوانات الهيدروليكية والمحركات الهيدروليكية، إلخ)، والملحقات الهيدروليكية (الأنابيب والمراكم، إلخ) ونظام الزيت الهيدروليكي.

مقدمة نظام النقل الهيدروليكي

تُحوّل المضخة الهيدروليكية الطاقة الميكانيكية إلى طاقة ضغط سائل. يتحكم صمام التحكم الهيدروليكي والملحقات الهيدروليكية في ضغط وتدفق واتجاه تدفق الوسط الهيدروليكي، وينقل طاقة الضغط الناتجة من المضخة الهيدروليكية إلى المُشغّل، الذي يُحوّل طاقة ضغط السائل إلى طاقة ميكانيكية، لإتمام العملية المطلوبة.

عناصر نظام النقل الهيدروليكي

1. عنصر الطاقة، أي المضخة الهيدروليكية، وظيفتها تحويل الطاقة الميكانيكية للمحرك الرئيسي إلى طاقة حركية ضغطية للسائل، ووظيفتها توفير زيت الضغط للنظام الهيدروليكي، وهو مصدر الطاقة للنظام.

٢. عنصر التشغيل هو الأسطوانة الهيدروليكية أو المحرك الهيدروليكي، ووظيفته تحويل الطاقة الهيدروليكية إلى طاقة ميكانيكية وإنجاز شغل خارجي. تُشغّل الأسطوانة الهيدروليكية آلية العمل لتحقيق حركة خطية ترددية، بينما يُكمل المحرك الهيدروليكي الحركة الدورانية.

3. عناصر التحكم، مما يعني أن الصمامات المختلفة يمكنها استخدام هذه العناصر للتحكم وضبط الضغط والتدفق واتجاه السائل في النظام الهيدروليكي، وذلك لضمان أن العناصر التنفيذية يمكن أن تعمل وفقًا لمتطلبات الأشخاص المتوقعة.

4. المكونات المساعدة، بما في ذلك خزانات الوقود، وفلاتر الزيت، وخطوط الأنابيب والمفاصل، والمبردات، ومقاييس الضغط، وما إلى ذلك. ويتمثل دورها في توفير الظروف اللازمة للتشغيل العادي للنظام وتسهيل المراقبة والتحكم.

٥. يُطلق عادةً على وسيط العمل، أي سائل ناقل الحركة، اسم الزيت الهيدروليكي. يُحقق النظام الهيدروليكي الحركة ونقل الطاقة من خلال وسيط العمل، كما يُساعد الزيت الهيدروليكي على تزييت الأجزاء المتحركة في المكونات الهيدروليكية.

مبدأ العمل نظام النقل الهيدروليكي

يوضح الشكل التالي تركيب ومبدأ عمل نظام النقل الهيدروليكي لآلة طحن بسيطة. يدفع المحرك الكهربائي المضخة الهيدروليكية لسحب الزيت من خزان الزيت، وتحول المضخة الهيدروليكية الطاقة الميكانيكية للمحرك الكهربائي إلى طاقة ضغط السائل. يدخل الوسيط الهيدروليكي الغرفة اليسرى للأسطوانة الهيدروليكية عبر صمام الخانق، ويدخل صمام الرجوع عبر خط الأنابيب، ويدفع المكبس لتحريك طاولة العمل إلى اليمين. يعود الوسيط الهيدروليكي المُفرّغ من الغرفة اليمنى للأسطوانة الهيدروليكية إلى خزان الزيت عبر صمام الرجوع. بعد عكس صمام الرجوع، يدخل الوسيط الهيدروليكي الغرفة اليمنى للأسطوانة الهيدروليكية، مما يدفع المكبس إلى اليسار ويدفع طاولة العمل للتحرك في الاتجاه المعاكس. يمكن تعديل سرعة حركة الأسطوانة الهيدروليكية عن طريق تغيير فتحة صمام الخانق. يمكن تعديل ضغط النظام الهيدروليكي بواسطة صمام تخفيف الضغط. عند رسم مخطط النظام الهيدروليكي، من أجل التبسيط، يتم استخدام الرموز الموصوفة لتمثيل المكونات الهيدروليكية، والتي تسمى بالرموز الوظيفية.

الدائرة الأساسية

1. نظرة عامة

دائرة زيت نموذجية تتكون من مكونات هيدروليكية مترابطة تُستخدم لأداء وظيفة محددة. يتكون أي نظام نقل هيدروليكي من عدة دوائر أساسية، ولكل دائرة أساسية وظيفة تحكم محددة. تُدمج عدة حلقات أساسية معًا للتحكم في اتجاه حركة المُشغِّل وضغط العمل وسرعة حركته وفقًا لمتطلبات محددة. وفقًا لوظائف التحكم المختلفة، تُقسم الحلقة الأساسية إلى حلقة تحكم في الضغط، وحلقة تحكم في السرعة، وحلقة تحكم في الاتجاه.

2. حلقة التحكم في الضغط

دائرة تستخدم صمام تحكم في الضغط (انظر صمام التحكم الهيدروليكي) للتحكم في النظام بأكمله أو في نطاق ضغط محلي. يمكن تقسيم حلقة التحكم في الضغط إلى أربع حلقات، وفقًا لوظائفها المختلفة: تنظيم الضغط، وتحويل الضغط، وتخفيف الضغط، وتنظيم الجهد.

دائرة تنظيم الضغط: تستخدم هذه الدائرة صمام تخفيف الضغط لضبط أعلى ضغط ثابت للمصدر الهيدروليكي. يؤدي صمام التخفيف الموضح في الشكل 1 هذا الدور. عندما يتجاوز الضغط الضغط المحدد لصمام التخفيف، يتم توسيع فتحة صمام التخفيف لتقليل ضغط مخرج المضخة الهيدروليكية والحفاظ على ضغط النظام ثابتًا تقريبًا.

دائرة المحول: تُستخدم لتغيير الضغط في المنطقة المحلية للنظام. عند توصيل صمام تخفيض الضغط بالدائرة، يمكن خفض الضغط بعد صمام تخفيض الضغط؛ وعند توصيل مُعزِّز، يمكن زيادة الضغط بعد المُعزِّز.

● دائرة تخفيف الضغط: عندما لا يحتاج النظام إلى ضغط أو يحتاج فقط إلى ضغط منخفض، يتم تقليل ضغط النظام إلى ضغط صفري أو ضغط منخفض من خلال دائرة تخفيف الضغط.

● دائرة تثبيت الجهد: تستخدم لتقليل أو امتصاص تقلبات الضغط الناتجة في المنطقة المحلية للنظام والحفاظ على استقرار ضغط النظام، مثل استخدام مجمع في الدائرة.

3. حلقة التحكم في السرعة

حلقة تتحكم بسرعة حركة المُشغِّل من خلال التحكم في تدفق الوسط. تُقسّم هذه الحلقة، وفقًا لوظائفها المختلفة، إلى حلقة تحكم في السرعة وحلقة متزامنة.

حلقة التحكم في السرعة: تُستخدم للتحكم في سرعة حركة مُشغِّل واحد، ويمكن استخدام صمام الخانق أو صمام التحكم في السرعة للتحكم في التدفق. يؤدي صمام الخانق الموضح في الشكل 1 هذا الدور. يتحكم صمام الخانق في تدفق المضخة الهيدروليكية إلى الأسطوانة الهيدروليكية، وبالتالي يتحكم في سرعة حركتها. يُسمى هذا الشكل تنظيم سرعة الخانق. كما يُمكن استخدامه لضبط السرعة عن طريق تغيير تدفق مخرج المضخة الهيدروليكية، وهو ما يُسمى تنظيم سرعة الحجم.

الدائرة المتزامنة: دائرة تتحكم في التشغيل المتزامن لمشغلين أو أكثر. على سبيل المثال، تُستخدم طريقة التوصيل الصلب للمشغلين لضمان التزامن؛ ويُستخدم صمام الخانق أو صمام التحكم في السرعة لضبط تدفق المحركين على التوالي. يجب مساواة تدفقهما لضمان التزامن؛ وصّل أنابيب الأسطوانات الهيدروليكية على التوالي لضمان تساوي تدفق الهواء إلى الأسطوانتين الهيدروليكيتين، وبالتالي تزامنهما.

4. حلقة التحكم في الاتجاه

في النظام الهيدروليكيتُسمى الدائرة التي تتحكم في بدء تشغيل المُشغِّل وإيقافه وعكسه بدائرة التحكم في الاتجاه. تحتوي حلقة التحكم في الاتجاه على حلقة عكس وحلقة قفل. يُوضَّح نظام التحكم الهيدروليكي في المطحنة طريقة التحكم ودقة عكس دائرة عكس المحرك الهيدروليكي.