مقدمه:
لوله هیدرولیک به عنوان نوعی سیستم گردش در سیستم‌های هیدرولیکی عمل می‌کنند.
آن‌ها انتقال سیال هیدرولیک را به اجزای ضروری مانند موتورها، سوپاپ‌ها و محرک‌ها تسهیل می‌کنند. این لوله‌ها بسته به کاربرد خاص و محیطی که در آن استفاده می‌شوند، معمولا از فلز یا پلیمر ساخته می‌شوند.
ما این مقاله را برای آشنایی بیشتر با لوله‌های هیدرولیک نوشته‌ایم و در آن به جزئیاتی همچون انواع لوله‌های هیدرولیکی، مزایا، معایب، کاربردها و غیره پرداخته‌ایم.
اجزای سیستم هیدرولیک و نقش لوله‌ها در آن
یک سیستم هیدرولیک متشکل از چندین جزء کلیدی است که با هم برای تولید، کنترل و انتقال نیرو با استفاده از سیال تحت فشار کار می‌کنند. در ادامه اجزای سیستم هیدرولیک را تشریح می‌کنیم.
1. اجزای اصلی یک سیستم هیدرولیک
پمپ‌های سیال هیدرولیک، معمولا روغن را در سراسر سیستم (کمپرس) یا منتشر می‌کنند. پمپ که توسط یک موتور شروع به کار کرده، جریان سیال را به انرژی مکانیکی تبدیل و آن را به انرژی هیدرولیک تبدیل می‌کند. بسته به نیاز سیستم ممکن است از انواع مختلف پمپ‌ها مانند پمپ‌های دنده‌ای، پمپ‌های پیستونی یا پمپ‌های پره‌ای استفاده شود.
موتورها موتور پمپ را به حرکت در می آورند و نیروی مورد نیاز برای عملکرد سیستم هیدرولیک را تامین می‌کند.
محرک آن‌ها می‌تواند سیلندر یا موتوری باشد که انرژی هیدرولیکی سیال را برای انجام کار به نیروی مکانیکی یا گشتاور تبدیل می‌کند. سیلندرهای هیدرولیک اغلب برای حرکت خطی استفاده شده، در حالی که موتورهای هیدرولیک برای حرکت چرخشی استفاده می‌شوند.
همچنین سوپاپ‌ها یا شیر فشار، جهت و جریان سیال هیدرولیک را در داخل سیستم کنترل می‌کنند.
سه نوع اصلی شیر (سوپاپ) وجود دارد: شیرهای کنترل جهت، شیرهای کنترل جریان و شیرهای کنترل فشار.
2. نقش لوله‌های هیدرولیک
لوله‌های هیدرولیک شبکه‌ای از شیلنگ‌ها، لوله‌ها و اتصالات به هم پیوسته را تشکیل می‌دهند که سیال هیدرولیک را به جایی که لازم است هدایت می‌کنند. وظیفه اصلی لوله‌های هیدرولیک انتقال سیال هیدرولیک از یک جزبه‌جز دیگر است که باعث تولید نیرو می‌شود. این لوله‌ها انتقال مایع مولد انرژی را تسهیل می‌کنند.
این سیال‌ها، معمولا بر پایه روغن یا آب، از یک مخزن و از طریق پمپ به سیستم هیدرولیک فرستاده می‌شوند. سیال با ایجاد فشار به اجزای سیستم نیرو وارد می‌کند که باعث حرکت قطعات مکانیکی می‌شود. پس از تغذیه نیروی قطعات، سیال هیدرولیک به مخزن بازگردانده شده و چرخه دوباره شروع می‌شود.
انواع لوله‌های هیدرولیک
لوله هیدرولیک انواع مختلفی دارد که هر کدام برای کاربردهای خاص و فشارها، ضربه‌ها و دماهای متفاوت طراحی شده‌اند. لوله هیدرولیک را می‌توان بر اساس لایه‌های خارجی و مواد لوله داخلی دسته بندی کرد. در ادامه انواع شیلنگ‌های هیدرولیک را مورد بررسی قرار میدهیم.
1. لوله هیدرولیک بافته‌شده فلزی
لوله هیدرولیک همه کاره و پرفشار است که معمولا در کاربردهای صنعتی با سیالات نفتی و آب استفاده می‌شوند. آن‌ها از یک لوله داخلی انعطاف‌پذیر با یک لایه بیرونی سیم بافته‌شده یا پارچه برای تقویت و محافظت تشکیل شده‌اند که انعطاف‌پذیری، دوام و مقاومت در برابر سایش را فراهم می‌کند. همچنین ساختار بافته شده آن‌ها امکان مانور در فضاهای تنگ و بدون پیچ خوردگی را فراهم می‌کنند.
2. شیلنگ‌های مارپیچی سیم فولادی
این شیلنگ‌ها برای کاربردهای سنگین و فشار بالا با استفاده از یک لایه مارپیچ تقویت‌کننده سیم ساخته شده‌اند. ترکیب چند لایه مارپیچ از سیم فولادی پر کشش و یک لایه نخی، آن‌ها را برای سیال روغن هیدرولیکی پر فشار و یا نفت بسیار مناسب می‌کنند.
همچنین آن‌ها برای کاربردهای با ضربه بالا مناسب هستند و معمولا در تجهیزات حفاری نفت، ماشین‌آلات سنگین ساختمانی و تجهیزات معدن استفاده می‌شوند. شیلنگ‌های مارپیچی بر اساس میزان تحمل فشار می‌توانند چندین لایه سیم فولادی با کشش بالا برای افزایش استحکام و دوام داشته باشند.
3. شیلنگ‌های ترموپلاستیک
شیلنگ‌های ترموپلاستیک از مواد مصنوعی مانند نایلون، پلی اتیلن یا پلی اورتان ساخته می‌شوند. آن‌ها مقاومت بسیار خوبی در برابر مواد شیمیایی، انعطاف پذیری بالا و دامنه دمایی وسیع دارند.
همچنین شیلنگ‌های هیدرولیک ترموپلاستیک دارای خواص مقاومت عالی در برابر مواد شیمیایی را دارند. آن‌ها در برابر روغن، سوخت، حلال‌ها، اسیدها و سایر مواد خورنده که معمولا در محیط‌های صنعتی با آن مواجه می‌شوند، بسیار مقاوم هستند. این مقاومت طول عمر و قابلیت اطمینان را در سخت‌ترین کاربردها تضمین می‌کند.
علاوه بر این، یکی دیگر از ویژگی‌های قابل توجه آن‌ها انعطاف‌پذیری استثنایی است. مواد ترموپلاستیک امکان خم شدن بیشتر را بدون به خطر انداختن عملکرد یا یکپارچگی فراهم می‌کنند. این انعطاف‌پذیری نصب آسان‌تر در فضاهای تنگ و پیچیده را امکان‌پذیر می‌سازد و در عین حال خطر پیچ‌خوردگی یا خمیدگی را که می‌تواند جریان سیال را مختل کند به حداقل می‌رسانند.
4. شیلنگ سیمی از جنس استنلس استیل
شیلنگ سیمی بافته شده از جنس استنلس استیل با یک هسته داخلی انعطاف پذیر ساخته شده از لاستیک مصنوعی یا مواد PTFE (پلی تترافلوئورواتیلن) ساخته شده است. سپس این هسته داخلی با چندین لایه از سیم‌های فولادی ضد زنگ با کیفیت بالا، که محکم به هم بافته شده‌اند، تقویت می‌شود. در نتیجه یک شیلنگ قوی و بسیار بادوام است که می‌تواند دماهای شدید، مواد شیمیایی خورنده و کاربردهای سنگین را تحمل کند. ساختار فولاد ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی ناشی از قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی یا رطوبت در طول زمان را تضمین می‌کند.
همچنین بافت از جنس استنلس نه تنها تقویت بیشتری را فراهم، بلکه انعطاف پذیری بیشتری را نیز امکان پذیر کرده و امکان مانور آسان را حتی در فضاهای تنگ فراهم می‌کند. این امر آن را برای استفاده در صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا، نفت و گاز، داروسازی، فرآوری مواد غذایی و بسیاری موارد دیگر ایده‌آل می‌کند.
کاربردهای لوله هیدرولیک
لوله هیدرولیک به دلیل توانایی در انتقال موثر نیرو از طریق سیال تحت فشار در طیف گسترده‌ای از کاربردها در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. برای مثال، لوله هیدرولیک در ماشین‌آلات کشاورزی برای به‌کارگیری در زمینه‌هایی مانند گاوآهن، لودر و بیل مکانیکی، صنعت خودرو در جهت سیستم‌های ترمز هیدرولیک برای انتقال نیرو از پدال ترمز به لنت و فرمان برقی، هوافضا، کاربردهای دریایی، صنعت نفت و گاز و غیره مورد استفاده هستند.
مزایا و معایب لوله‌های هیدرولیک
لوله هیدرولیک اگرچه برای انتقال نیرو در صنایع مختلف ضروری بوده، ولی دارای مزایا و معایبی هستند که در ادامه آن‌هارا شرح میدهیم.
مزایای لوله‌های هیدرولیک
لوله هیدرولیک می‌تواند قدرت قابل توجهی را از طریق لوله‌های نسبتا کوچک منتقل کند، که آن‌ها را برای کاربردهای سنگین بسیار کارآمد می‌سازد. همچنین لوله هیدرولیک کنترل دقیقی بر حرکت و نیرو ارائه می‌دهد که در کاربردهایی مانند رباتیک، تولید و هوافضا بسیار مهم است.
افزون بر آن لوله هیدرولیک به گونه ای طراحی شده است که در برابر فشارهای بالا، دماهای شدید و محیط‌های سخت مقاومت کرده و عمر طولانی را تضمین می‌کنند.
به علاوه، لوله هیدرولیک انعطاف‌پذیری را در مسیرهای تنگ فراهم کرده و امکان نصب و تطبیق آسان‌تر با چیدمان‌های پیچیده ماشین‌آلات را فراهم می‌کند.
معایب لوله‌های هیدرولیک
لوله هیدرولیک نیاز به بررسی‌های مکرر برای شناسایی سایش، نشتی و آسیب دارد.
همچنین به راحتی توسط اجسام نوک تیز سوراخ شده و موجب نشتی شوند. نشت می‌تواند منجر به از بین رفتن سیال هیدرولیک شده و کارایی سیستم را کاهش دهد. در نتیجه می‌تواند باعث آلودگی محیطی و خطرات ایمنی شود. تمیز کردن نشتی‌ها و دفع مواد آلوده می‌تواند پرهزینه باشد.
افزون بر آن سیالات هیدرولیک ویسکوزیته را با نوسانات دما تغییر داده و بر عملکرد شیلنگ تاثیر می‌گذارد. در نتیجه دماهای شدید می‌تواند باعث تخریب مواد شیلنگ شده و منجر به خرابی شود.
نصب و نگهداری لوله‌های هیدرولیک
نصب و نگهداری لوله هیدرولیک برای اطمینان از کارایی، ایمنی و طول عمر سیستم‌های هیدرولیک حیاتی است. تکنیک‌های نصب مناسب از پیچ خوردگی، خمیدگی و سایش جلوگیری کرده، در حالی که تعمیر و نگهداری منظم به شناسایی و رفع مشکلاتی مانند نشتی و سایش کمک می‌کند. در ادامه نحوه صحیح نصب و نگهداری لوله هیدرولیک تشریح شده است:
. نصب و راه‌اندازی لوله‌های هیدرولیک
نوع و اندازه مناسب لوله‌ها، اتصالات، سرعت جریان و شرایط محیطی سیستم را بررسی کرده تا بر اساس بررسی‌ها کاربردی‌ترین لوله و اتصال را انتخاب کنید.
سپس قبل از نصب، تمام لوله‌ها، شیلنگ‌ها و اتصالات را از نظر نقص یا آسیب بررسی کنید.
در ادامه برای جلوگیری از آلودگی سیستم، از تمیز بودن و عاری از آلودگی همه اجزا اطمینان حاصل کنید. بدین منظور، فاصله کافی را بین لوله‌ها رعایت کنید تا هیچ‌گونه سایش یا تداخلی رخ ندهد.
همچنین از ابزارهای صحیح برای سفت کردن اتصالات مطابق با مشخصات سازنده استفاده کرده و از سفت شدن بیش از حد، که می‌تواند به نخ‌ها و مهر و موم‌ها آسیب برساند، خودداری کنید.
پس از نصب، آزمایش فشار را برای بررسی نشتی انجام دهید تا اطمینان حاصل کنید که سیستم می تواند فشار عملیاتی را تحمل کند.
2. نگهداری لوله‌های هیدرولیک
لوله‌ها و شیلنگ‌ها را به طور منظم از لحاظ سایش، ترک و نشتی بررسی کنید. همچنین یکی دیگر از راه‌های نگهداری از لوله‌ها چک کردن فشار سیستم است. پس فشار سیستم را به‌طور منظم کنترل کنید و مطمئن شوید که در محدوده توصیه شده باقی می‌ماند.
افزون بر آن برای جلوگیری از هزینه‌های سنگین لوله‌ها، شیلنگ‌ها و اتصالاتی را که نشانه‌های سایش یا آسیب دارند، قبل از از کار افتادن تعویض کنید.
جمع بندی:
لوله‌های هیدرولیک اجزای ضروری سیستم‌های هیدرولیک هستند که به عنوان مجرای انتقال نیرو از طریق سیال تحت فشار عمل می‌کنند. آن‌ها انواع مختلفی دارند که هر کدام برای کاربردها، فشارها و شرایط محیطی خاص طراحی شده‌اند. در حالی که مزایایی مانند انعطاف پذیری، نسبت توان به وزن بالا و سهولت کنترل را ارائه می‌دهند، معایبی مانند نشت احتمالی، حساسیت دما و نیاز به نصب دقیق نیز دارند.