Slayt 1 - Ankara Üniversitesi Açık Ders Malzemeleri

ZTM 431
HİDROLİK
VE
PNÖMATİK SİSTEMLER
Prof. Dr. Metin Güner
HİDROLİK SİSTEMLER
12. HİDROLİK DEVRELER
ve TASARIMI
12.1. Giriş
Hidrolik sistemi meydana getiren elemanların
standart sembolleri kullanılarak devre şemaları
çizilir. Şekil 12.1 de temel hidrolik sistemin devre
şeması görülmektedir. Hidrolik devrelerin çiziminde
aşağıdaki kurallara dikkat edilmesi önerilmektedir.
1)
Mutlaka
standart
sembollerden
yararlanılmalıdır.(TS 1306,ISO 1219,DIN 24300)
2) Silindirler mümkünse yatay çizilmelidir.
3) Çizgiler yatay ve düşey olarak çizilmeli
birleşen, kesişmeyen çalışma hatları belirlenmelidir.
4) Çizimler ölçekli olmalı ve gerekirse şablon
kullanılmalıdır.
5) Valflerin kareleri her tarafta eşit büyüklükte
olmalıdır.
6) Sisteme enerji verilmemiş gibi düşünülmeli
ve valflar normal konumlarında bulunmalıdır.
7) Elektro-hidrolik kontrol şekillerinde elektrik
ve hidrolik devrelerin birbirine karışmaması için ayrı
ayrı çizilmelidir.
8) Çizimde teknik resim kuralları ve titizliği
uygulanmalı ve resmin yanlış anlaşılmasına yol açacak
çizgiler silinmelidir.
Şekil 12.1 Temel hidrolik sistem ve devre şeması
12.2. Hidrolik Devreler
Basit Bir Hidrolik Sistemin Çalışması: Şekil 12.2 de
düşey konumda çalışan bir çift etkili silindirin devre
elemanları verilmiştir. Yağ deposundaki (1) akışkan, (2)
nolu elektrik motoru çalıştığı zaman pompayı tahrik
ederek sisteme belirli basınçta gönderilir. Akışkanın
basıncı (3) nolu emniyet valfi ile normal sınırlar arasında
tutulur ve sistem aşırı basıncın zararlarından korunur.
Hız ayarı yapan akış kontrol valfi (4), silindire giden
yağın debisini kontrol eder ve hızın istenilen değerde
tutulmasını ağlar. Yağ kontrol valfi (5) akışkanı silindirin
üst veya alt tarafına yöneltir ve böylece aşağıya veya
yukarıya doğru hareketi sağlar. Şekilde basınçlı akışkan
silindirin üstüne yöneltilmiş ve piston aşağıya
itilmektedir.
Pistonun yukarıya kaldırılması için (5) nolu yağ
kontrol valfinin konumunu değiştirmek gerekir.
Şekilde, (6) ve (7) sırasıya gidiş ve dönüş borularını,
(9) silindiri, (10) piston ve (8) manometreyi
göstermektedir.
Şekil 12.2. Basit hidrolik devrenin çalışması
Yavaşlatma Valfi: Piston hızının veya alıcıların belirli
zamanlarda hızlarını düşürmek amacıyla yavaşlatma
valfi kullanılır.Hidrolik alıcıya giden akışkanın
kısılması ile hız düşürülür.Yavaşlatma valfi normalde
kapalıdır. A dan B ye gidecek akışkan için iki yol
vardır. Bunlar; yön kontrol valfi ve akış kontrol
valfidir. Valf normalde kapalı olduğundan (A)’dan
(B)’ye geçiş çek valften mümkün olamayacağı için
akış
kontrol
valfinden
kontrollü
olarak
yapılabilecektir. Valfin üstündeki makara şekil 12.3
de görüldüğü gibi kamın çarpmasıyla konum
değiştirecektir.
Şekil 12.3 Yavaşlatma valfi(a) ve hidrolik sistemde hız
kontrolünde kullanılması(b)
Sabit Debili Tek Pompa: Elektrik motoru tarafından
çalıştırılan sabit debili tek pompalar basit hidrolik
devrelerin çoğunda kullanılır (Şekil 12.4a). Motor
çalıştığı sürece debi sabittir. Sistem basıncı emniyet valfi
ile sınırlandırılmıştır. Devredeki akış gereken değeri
aştığında akım fazlası sistem basıncında emniyet
valfinden boşalacaktır. Şekil 12.4 de sabit debili tek
pompa ve dört yollu, üç konumlu, yay merkezli, el ile
kumanda edilen yön kontrol valf kontrollü, çift etkili
silindir devresi verilmiştir. Kolun kullanılmasıyla
silindirin hareket etmesi sağlanır. Kol serbest
bırakıldığında yay ile merkezlenmiş cihaz devreye
girerek pompa çıkışının kolay bir yoldan depoya
iletimini sağlar
Şekil 12.4. (a) Sabit debili tek pompa devresi; (b)dört
yollu, üç konumlu, yay merkezli, el ile kumanda edilen
yön kontrol valf kontrollü, çift etkili silindir
Sabit Debili Çift Pompa: Şekil 12.5 deki devrede
gösterildiği gibi
sabit debili çift pompanın
kullanıldığı durumlarda yüksek debinin sağlanması
için her iki pompa kullanılırken düşük debinin
sağlanması amacıyla pompalardan sadece biri
kullanılır. Teorik pompa iletimleri 29 L/min ve 5
L/min olup %10 toleransla 22 L/min ve 5,5 L/min
olmaktadır.
Sistem
zamana
bağlı
olarak
düzenlenmiştir, bu yüzden pompaların açılıp
kapanması
için
bir
kontrol
zamanlayıcısı
kullanılabilir.
Şekilde görülen filtrelerle, her bir filtreden sabit bir
debi geçer ve de yağın tamamı filtre edilir. Bu debi
sistemin açık ya da kapalı olmasına bağlı değildir.
Eğer alternatif konuma tek bir filtre yerleştirilirse
sadece sistemin kullanıldığı yağ filtre edilir ve (a) ile
(b) solenoidleri devreye girerken filtre elemanı şok
akışlara maruz kalır. Devreye giden akış bir
zamanlayıcıya bağlı olarak çalışan (a) ve (b)
solenoidleri ile kontrol edilir. Bu solenoidler bir
zamanlayıcıya bağlı olarak çalışırlar.
İki solenoid yön kontrol valfin (2/2) de kapalı olduğu
durumda her iki pompanın akımı düşük basınçta
depoya tahliye edilir. Solenoidlerden biri devreye
girdiğinde depoya giden hat kesilip uygun pompa
devreye akım sağlar.
Solenoid bobinine elektrik akımı verildiğinde, solenoid
armatürü elektrik magnetik kuvvetlerin etkisiyle
bobin içine çekilir. Armatür itme kolunu dolayısı ile
de pistonu hareket ettirerek valf içindeki akım
yollarının bağlantısını sağlar.
Sekil 12.5.Sabit debili çift pompa devresi (a ve
b:Normalde kapalı 2/2 yön kontrol valfi olup açma
işlemi solenoid kumandalıdır; c: Boşaltma yön kotrol
valfli, pilot kontrollü badsınç emniyet valfi; d:Filtreleme
devresi; e: Sabit kapasiteli yaylı emniyet valfi; f:
pompalar;g:filtre )
Kriko Devresi: Kriko devresinde pompa elle hareket
(el pompası) ettirilmekte ve pompanın sonunda,
pompa çalıştırıldığında yükü yerinde tutabilmek
için kullanılan çek valf bulunmaktadır. Yağ
boşaltılmak ya da yük indirilmek istendiğinde
indirme valfi kullanılmaktadır. İndirme valfi elle
açıp-kapamalı akış kesme valfidir. Yük sona
dayandığında ve pompalamaya devam edildiğinde
ayarlanmış tahliye valfi (sabit kapasiteli emniyet
valfi) kullanılmaktadır (Şekil 12.6).
Şekil 12.6 Kriko devresi
Çift Etkili Silindirin Çalıştırılma Devresi : Şekil 12.7
de çift etkili silindirin çalıştırılması için hazırlanan
devrenin kesit ve sembolik devresi verilmiştir.
Şekilde (3) nolu dişli pompa akışkanı emerek
sisteme gönderir. Emniyet valfi (4) sistemin normal
çalışma basıncına göre önceden ayarlanmıştır.
Çalışma sırasında akışkan basıncı belirli değerin
üstüne çıktığı zaman normalde kapalı olan valf
açılır ve kısa devre yaparak akışkanı yağ deposuna
gönderir. Eğer basınç normal ise akışkan, yağ
kontrol valfi (8) ile silindirin sağ ve sol kesitine
yöneltilir ve ileri geri hareket ettirilir.
Dönüş hattına filtre (1) konarak akışkanın içindeki
yabancı cisimlerin tutulması sağlanır. Hız ayar
valfinin (akış kontrol valfi) (9) vidası istenilen
miktarda ayarlanarak pistonun ileri hareketi
kontrollü olarak yapılır.
Torna
Tezgahının
Puntasının
Çalıştırılması:
Endüstride çok kullanılan puntanın hidrolik sistemle
çalıştırılması şekil 12.8 de verilmiştir. Tek etkili ve
yay dönüşlü bir silindirde punta yayın etkisi ile
ileride tutulmaktadır. Devrede akışkanı silindire
yöneltmek için (3/2) lik, pedallı bir yön kontrol valfi
kullanılmıştır. Pedala basılmadığı zaman valfin
normal konumunda basınçlı akışkanın önü kapalı
olup silindire yol bulamamaktadır. Pedala
basıldığında valfin yayı etkilenir ve akışkanın yönü
açılır. Silindire giren akışkan pistonu geriye doğru
iter. Bu sırada piston koluna bağlı punta da geriye
çekilir. Pedala basıldığı müddetçe punta geri
konumunu muhafaza eder, pedaldan ayak
çekildiğinde ancak punta ileri konuma geçer.
Şekil 12.7.Çift etkili silindirin çalıştırılma devresi ve
kesiti(1.filtre, 2.emme hattı, 3.dişli pompa, 4.emniyet
valfi, 5. çek valf, 6. basınç hattı, 7.dönüş hattı,8.yön
kontrol valfi(4/2), 9.akış kontrol valfi, 10.çift etkili
silindir, 11.yağ deposu)
Şekil 12.8 Torna tezgahının puntasını pedalla geri çeken
hidrolik sistem ve devresi
Bypass Akım Kontrollu Motor Devresi: Bypass geçişli
akış kontrolü, farklı yük koşullarında çalışabilen bir
alıcının hızını hassas bir şekilde ayarlayabilir. Şekil
12.9 da görülen devrede, fazla debi, yüke bağlı P2
basıncından biraz daha büyük P1 basıncında depoya
geri dönecektir. Yani P2 basıncı aşıldığında akışkanın
bir
kısmı
depoya
gönderilecektir.
Pompa
kapatıldığında motor çalışmaya devam ederse
motorun kavitasyon yapmaması için motora akışkan
sağlayan kavitasyon önleyici bir çek valf, devreye
eklenmiştir.
Kavitasyon önleyici valfler hidrolik motorlarda ve
frenlerde kullanlır. Sistemdeki sızıntıdan dolayı
meydana gelen akışkan eksilmelerini gidermek ve
motorun girişinde alçak basıncın meydana gelmesini
önlemek amacıyla kullanılmakta olup sisteme akışkan
göndermektedir.Yön kontrol valfi nötr konumda iken
pompa çalışmaya devam ederse akışkan tahliye
valfinden depoya dönecektir.
Şekil12.9.Bypass akım kontrollü motor devresi
Prof. Dr. Metin GÜNER
Ankara Üniversitesi
Ziraat Fakültesi
Tarım Makinaları ve Teknolojileri
Mühendisliği Bölümü