hİdrolİk pnÖmatİk -...

HİDROLİK - PNÖMATİKBÖLÜM 3

HİDROLİK DEVRE ELEMANLARI

(YAĞ DEPOSU, BORU, HORTUM ve POMPALAR)

Öğr. Gör. Dr. Ömer ERKAN

HİDROLİK DEVRE ELEMANLARI

2

1 Basit bir hidrolik devrenin elemanları. l. Yakıt deposu 2. Hidrolik pompa 3. Basınç hattı borusu 4.Dönüş hattı borusu 5.Yön kontrol valfı 6.Akış kontrol valfı 7.Basınç kontrol valfı 8. Hidrolik silindir 9. Dönüş hattı filtresi 10. Emiş hattı filtresi 11. İş parçası

YAĞ DEPOSU

• Yak deposu veya yak haznesi, hidrolik sistemde kullanılan akışkanın içinde depo edildiği, çelik saçtan veya dökümden yapılan, akışkanın içinde toplandığı bir elemandır

3

Yağ Deposu Hakkında;

• Hidrolik yağ deposu iyi bir yapıya ve konstrüksiyona sahip olursa, hidroliksistemin fonksiyonlarını daha rahat yapmasına ve sistemin ekonomikperformansına büyük katkılan olur.

• Çalışma sırasında hidrolik sistemin giriş enerjisinin % 20'si ısıya dönüşmektedir.Bu ısı enerjisi, yağın ısınmasına ve diğer hidrolik elemanların ısınmasına yolaçar. Isınan yağın viskozitesi düşer -yağ incelir- ve sistemden yağ sızıntılarıbaşlar. Bunlar istenmeyen durumlardır.

• Yağ deposu uygun kapasitede olduğunda meydana gelen ısının kolayca dışortama atılmasını sağlar ve yağı soğutur.

• Yağ deposu hacminin %15'i boş bırakılır ve depo tamamen yağla doldurulmaz.

• Yağ deposu genellikle yerden yüksekte, altından hava sirkülasyonu olacakşekilde yapılırlar.

4

Yağ Deposunun Görevleri

1. Yağın içine karışan maddeleri yağdan ayrıştırmak.

2. Yağın dinlenmesini sağlamak

3. Yağın üzerindeki ısıyı dış ortama transfer etmek.

4. Sistemdeki yağın belirli bir yerde toplanmasını sağlamak.

5. Yağın içine karışmış olan havanın yağdan ayrışmasını sağlamak.

5

Yağ Deposunun Kısımları

6

Yağ Deposu İmalatında Dikkat Edilecek Hususlar

1.Deponun içinde emiş bölgesi ile dönüş bölgesini birbirinden ayıran bir perde bulunmalıdır.

2.Depo tamamen yağ doldurulmamalı üst kısımda depo hacminin % 10-15 kadarı boşbırakılmalıdır.

3. Deponun içine açık hava basıncının etki edebilmesi için bir havalandırma yeri bulunmalıdır.Havadaki toz ve yabancı maddelerin yağa karışmaması için bir hava filtresi olmalıdır.

4. Yağ deposunun içine konan yağın miktarı pompanın debisinin 3 ile 5 katı kadar olmalıdır.

5. Deponun dış kısmında içerdeki yağ sıcaklığını gösteren bir termometre bulunmalıdır.

6. Emiş filtresi min. yağ seviyesinin altında olmalıdır. Aksi halde pompa hava emer ve sistemdekavitasyon olayı meydana gelir. Akışkanın içindeki hava zerrecikleri hidrolik elemanlara büyükdarbe ile çarpması sonucu hidrolik sistemde titreşim, sarsıntı, aşınma, ısınmaya yol açar.

7. Emiş ve dönüş boruları 45° eğik kesilmelidir.

8. Depoya dışarıdan su ve yabancı madde girmemesi için deponun ağzı kapalı olmalıdır.

9. Depo çelik saçtan yapılmalı, alt kısmı da yerden yüksekte olmalıdır. Böylece her tarafındanhava ile temas etmeli ve bünyesindeki ısıya kolayca dışarı atabilmelidir. 10. Depoda min vemax. yağ seviye göstergesi olmalıdır.

11. Emiş borusu, uygun çapta, mümkün olduğu kadar kısa ve düz olmalıdır.

12. Deponun iç kısmına biriken ve dibe çöken yabancı maddelerin emiş bölgesindenuzaklaştırılması için deponun tabanı eğimli olmalıdır.

7

Emiş filtresinin üstü ile minimum yağ seviyesi arasındaki mesafe yaklaşık 50 mm olmalıdır.

8

Akışkan içindeki havanın dışarı atılabilmesi için deponun üst kısmında yeterli boşluk olmalıdır.

9

Emiş ve dönüş odası birbirinden ayrılmalı ve boru uçları açılı olarak kesilmelidir.

10

Köpüklerin emiş odasına geçmemesi için köpük tutucular kullanılır.

11

Havalandırma kapağı ve doldurma süzgeci

Depo bir canlı gibi nefes alır verir. Havalandırma kapağı bir süzgeç ile birlikte kullanılır.

12

Kavrama (kaplin)

Elektrik motorundan gelen hareketin pompa miline iletilmesini sağlar. Açısal kaçıklıklara izin verecek kavramalar kullanılmalıdır.

14

Kavrama (kaplin)

Havalandırma kapağıVe doldurma süzgeci

Seviye ve sıcaklıkgöstergesi

15

Kavrama

Elektrik motorundan aldığı hareketi pompa miline iletir.

16

BORU ve HORTUMLAR

• Hidrolik sistemde akışkanın taşınması için dikişsiz temiz çelik borularlahortumlar kullanılır.

• Çelik borular sabit noktalara akışkanı iletmede kullanılırken, silindirinhareketli olması halinde veya diğer hareketli elemanlara akışkanıiletirken hidrolik hortumlar kullanılır.

• Hortumlar sentetik lastik ve dayanıklılığı arttırmak için bez veya çeliktel katmanlarından meydana gelir.

•

17

BORU ve HORTUMLAR

• Boruların birbirlerine eklenmeleri için özelolarak hazırlanmış birleştirme elemanları veyüksükler kullanılır. Birleşme sırasındasızdırmazlığı sağlamak gerekir.

• Kullanılan çelik borular kaliteli, dikişsiz çelikçekme borulardır. DIN 239'c uygun olarak imaledilen boruların paslanmasını önlemek içinfosfatlama işlemi yapılır.

18

BORU ve HORTUMLAR

• Çalışma sırasında yüksek basınçtaki akışkan boruların içinden geçeceği için boruların titreşimini önlemek için belirli aralıklarla borular kelepçelerle desteklenmelidir.

19

Yüksek basınç gerektirmeyen hidrolik ve pnömatik sistemlerde vidalı ya da

kelepçeli hortum bağlantıları kullanılır. Bu bağlantı yöntemlerinde temel amaç, hortumun kelepçe üzerine bastırılarak sıkılmasıdır.

KelepçeSomun

Vidalı bağlantı Kelepçeli bağlantı

Vidalı, kelepçeli ve çabuk bağlantı elemanları

Çabuk bağlantı elemanı

Bağlantı elemanlarının sökülüp takılmasında meydana gelen zaman kaybını önlemek için çabuk bağlantı elemanları kullanılır.

Hidrolik veya pnömatik

Pnömatik

Adım I

Hortum rakora itilir

Adım II

Bağlantı sağlanır

Adım III

Hortumu sökmek için

Halka ileri itilir.

Günümüzde pnömatik sistemlerde kullanılan bağlantıların tamamına yakını bu şekildedir. Önümüzdeki yıllarda hidrolikteki kullanımı da yaygınlaşacaktır.

Hidrolikte çalışan sisteme müdahale edilmemelidir. Önce çalışma durdurulmalı daha sonra müdahale edilmelidir.

Boru ve hortumlarda oluşan sızıntılar, vücudumuzla temas ettiğinde yaralanmalara yol açar.

• Ani kesit daralması ya da kesit artışından kaçınılmalıdır.

BORU BAĞLANTISINDA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR

• Keskin dönüşler önlenmelidir.

• Aşırı uzun ve gereksiz uzunluktaki borular engellenmelidir.

• Borular belirli aralıklarla kelepçeler yardımıyla desteklenmelidir.

• Emiş borusu kısa olmalıdır.

•Destekler 300 bar basınç için 3 metrede bir, 200bar basınç için 2 metrede bir olacak şekilde yapılmalıdır

• Hareketli ortamlarda boru yerine hortum kullanılmalıdır.

• Bağlantı yapılırken ısıl genleşmeler dikkate alınmalıdır.

• Boru çapları maksimum debi ve basınca göre seçilmelidir.

• Boru iç yüzeyleri çok düzgün olmalıdır.

• Bağlantılar sağlam ve sızdırmaz olmalıdır.

• Borunun en içteki katmanı kullanılan akışkana dayanıklı olmalıdır.

25

Hortum Bağlantı Şekilleri

26

BORU ÇAPININ HESAPLANMASI• Hidrolik devrede kullanılacak boruların çaplarını hesaplarken çalışma basıncı,akış hızı ve pompanın

debisi dikkate alınır.Bu değerler biliniyorsa boruların iç çapı aşağıdaki basit bir formülle bulunabilir:

• Burada boru çapı doğrudan milimetre olarak çıkar.Formül tir.Akış hızı basınca bağlı olarak aşağıdaki değerlerde alınabilir:

• Emiş hattında... 1 m/s

• Basınç hattında • 10 bar'a kadar 3 m/s 63.... 100 bar'a kadar 5 m/s

10..40 bar'a kadar 4 m/s 160....200 bar'a kadar 5,5 m/s40..63 bar'a kadar 4,5 m/s 200…315 bar'a kadar 6 m/s

• Dönüş hattında ise 2 m/s alınabilir.

28

Örnek problem:

• Bir hidrolik sistemde pompanın debisi 40 litre/dakikadır.Çalışma sırasında akış hızının basınç hattında 6 m/s, emiş hattında 1 m/s, dönüş hattında 2 m/s olması gerekiyor. Bunun için gerekli boru çaplaını ayrı ayrı bulunuz.

Çözüm:

• Verilenler : Q= 40 lit/dak, Vb = 6 m/s , Vc= 1 m/s

29

Mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye dönüştüren devre elemanıdır.

Pompalar dönme hareketini genelde bir elektrik motorundan alır.

POMPALAR

30

Seyyar sistemlerde ise benzinli veya dizel motorlar kullanılır (iş makineleri gibi).

Mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye dönüştüren devre elemanıdır.

POMPALAR

31

Akışkan pompa çıkışında bir engelle karşılaşmıyorsa basınç “0” dır.

Tüm pompalar artan hacim ve azalan hacim prensibine göre çalışır.

Pompanın emiş kısmında oluşan negatif basınç (vakum) emme işlemini gerçekleştirir.

Pompaların tamamına yakını hiçbir önlem almadan hidrolik motor olarak kullanılabilir.

Elektrik motorunun dönüş yönü pompalar üzerinde bulunan bir ok işareti ile belirtilir.

POMPALARIN ÖZELLİKLERİ

32

Dıştan dişli

İçten dişli

İçten eksantrik dişli

Eksenel pistonlu

Radyal pistonlu

Eğik gövdeli

Eğik plakalı

33

DIŞTAN DİŞLİ POMPA

34

Dıştan çalışan iki dişli çarkın dönmesi ile çalışır.

Dişlilerden birisi elektrik motorundan aldığı hareketle döner. Diğer dişli serbest olarak döner.

Sabit debili ve tek yönlü pompalardır.

Dişli pompanın debisi, dişli çarkların diş boşluğuna bağlıdır.


35

Dişlilerin dönüşü sırasında dişlerin ayrılma bölgesinde artan hacim (boşluk hacmi artar) oluşur. Oluşan vakum sonucu pompa içine akışkan emilir.

Dişlerin birleşme noktasında azalan hacim oluşur ve akışkan pompa içine itilir.

Endüstriyel sistemlerde en fazla kullanılan pompa türüdür.


36

GIRIS

ÇIKIS

Dişli pompalar tek yönlü ve sabit debili pompalardır.

Elektrik motorunun dönüş yönü pompa üzerinde bulunan bir ok ile belirtilir.


37

Dıştan Dişli Pompa

• Basınç: 250 bar

• Sabit debi

• Geniş hız aralığı

• Gürültülü

• Kirliliğe karşı az duyarlılık

• Hafif

• Ucuz

38

Eksenleri birbirine göre kaçık, iç içe çalışan iki dişliden oluşur.

Dişlilerin diş sayıları arasında 1 fark vardır.

Hareketi, elektrik motorundan içteki dişli alır.

Dönüş sırasında bir bölgede artan hacim, diğer bölgede ise azalan hacim oluşur.

Emiş ve çıkış delikleri, dişlilerin üzerine kapatılan flanş üzerinde bulunur.

Emiş deliği

Çıkış deliği

Bu tür pompalar, genelde iş makinelerinde yağ pompası olarak kullanılır.

İÇTEN DİŞLİ (GEROTOR) POMPALAR

39

İçten Dişli Pompalar


• Sabit debi

• Geniş hız aralığı

• Sessiz

• Kirliliğe karşı az duyarlılık

• Hafif

• Küçük

40

Eksenleri kaçık, iç içe çalışan iki dişliden oluşur.

İki dişliyi birbirinden ayıran “ay” şeklindeki parça sabittir.

Diğer dişli pompalara göre debisi ve verimi daha yüksektir.

Giriş ve çıkış delikleri fasulye tanesi şeklindedir ve flanş üzerinde bulunur.

Tek yönlü pompalardır.Emiş deliği

Çıkış deliği

İÇTEN EKSANTRİK DİŞLİ POMPA

41

Bu tür pompalar diğer dişli pompalara göre daha sessiz çalışır ve her geçen gün kullanım alanı artmaktadır.

İÇTEN EKSANTRİK DİŞLİ POMPA

43

Çıkış

Giriş

Palet (kanat)

Rotor

Rotor ile gövde eksenleri kaçıkkonumdadır.

Rotor dönmeye başladığında kanallar içine yerleştirilen paletler, gövdeye doğru savrulur.

Gövde deliği

Bazı pompa türlerinde ilk hareket sırasında paletlerin gövdeye doğru itilebilmesi için paletlerin arka tarafına yay konulur.

Gövde ile rotor arasındaki eksen kaçıklığı azaltıl-dığında debi azalır. Eksen kaçıklığı sıfırlandığında, debi “0” olur (değişken kapasiteli).

Rotor ters yönde döndürülecek olursa, giriş ve çıkış yer değiştirir (çift yönlü pompa).

PALETLİ POMPALAR

44

Paletler

Çıkış

Giriş

Paletli pompaların debileri yüksektir. 200 bar civarına kadar olan basınçlı yerlerde kullanılır.

Paletler gövdeye göre daha yumuşak malzemelerden yapılır ve aşınma durumunda değiştirilir.

PALETLİ POMPALAR

45

Kısa süreli kuru (yağsız) çalıştırılabilir. Yüksek basınçlarda kullanmaya uygun değildir.

Paletli pompalar; amonyak, LPG, solvent, alkol, mazot vb. sıvıların yanı sıra düşük viskoziteli akışkanların pompalanmasında kullanılabilir.

Paletli pompaların iyi bir emiş karakteristiği vardır, bu nedenle pnömatik sistemlerde vakum elde etmek amacıyla vakum pompası olarak kullanıldığını görürüz.

PALETLİ POMPALAR

46

PALETLİ POMPANIN ÇALIŞMA PRENSİBİ

PALETLİ POMPALAR

47

Paletli Pompa


• Sabit debi

• Sessiz

• Hafif

• İyi bakım imkanı

48

Eksenel pistonlu pompada, pistonlar dönme mili eksenine paraleldir.

Radyal pistonlu pompalarda pistonlar dönme mili eksenine dik olarak yerleştirilmiştir.

1. Eksenel pistonlu pompalar

2. Radyal pistonlu pompalar

a. Eğik plakalı

b. Eğik gövdeli

PİSTONLU POMPALAR

49

Pistonlar silindir bloğu üzerine yerleştirilmiştir. Pistonları bir arada tutan ve silindir içine girip çıkmasına yardımcı olan bir tutucu plaka bulunur.

PİSTONLU POMPALAR

50

Tutucu plaka eğik plaka adı verilen başka bir plakaya temas etmektedir. Pompa mili silindir bloğunu, pistonları ve tutucu plakayı döndürür.

Tutucu plaka dönerken eğik plaka sabittir. Eğik plakadaki açıya bağlı olarak pistonlar ileri geri hareket ederek pompalama işlemini gerçekleştirir.

PİSTONLU POMPALAR

51

Giriş-çıkış plakası (dönmez)

Sızıntı hattı

Pompa mili

EMMEBASMA

Tutucu plaka eğik plaka adı verilen başka bir plakaya temas etmektedir. Pompa mili silindir bloğunu, pistonları ve tutucu plakayı döndürür.

Tutucu plaka dönerken eğik plaka sabittir. Eğik plakadaki açıya bağlı olarak pistonlar ileri geri hareket ederek pompalama işlemini gerçekleştirir.

Eğik plaka

MODÜL

MODÜL

MODÜL

PİSTONLU POMPALAR

52

Piston I. 180 derecelik hareketinde emme, II. 180 derecelik hareketinde basma işlemini gerçekleştirir. Açı arttıkça debi artar, açı azaldıkça debi azalır. Açı sıfırlanırsa debi sıfır olur. Açı ters yöne verildiğinde giriş ve çıkış değişir.

Giriş-çıkış plakası (dönmez)

Sızıntı hattı

Pompa mili

EMMEBASMA

MODÜL MODÜL

PİSTONLU POMPALAR

53

PİSTONLU POMPALAR54

PİSTONLU POMPALAR

55

Pompa milinin hareketi sonucu eğik plaka sabit kalırken silindir bloğu dairesel olarak döner. Eğik plakanın açısına bağlı olarak pistonlar ileri-geri hareket eder.

Eğik plakanın açısı bir kontrol kontrol pistonu yardımıyla değiştirilebilir.

PİSTONLU POMPALAR

56

Akışkan giriş çıkış plakası

Giriş Çıkış

Silindir bloğu dönüş sırasında giriş çıkış plakasına sürtünerek döner. Giriş çıkış plakası sabittir ve pompanın giriş çıkış deliklerine bağlanır.

Pistonlar dönüş sırasında giriş kanalına geldiğinde emme işlemi başlar ve silindir deliği içine akışkan emilir. Pistonlar çıkış kanalına geldiğinde silindir içindeki akışkan çıkışa itilir.

PİSTONLU POMPALAR

57

Eğik gövdeli pistonlu pompalarda eğik plaka yerine gövdeye açı verilmiştir. Pompa milinden gelen dairesel hareketle birlikte, gövdedeki açıya bağlı olarak pistonlar ileri geri hareket eder.

PİSTONLU POMPALAR

58

Kurs ve açı yok

C

Normal açı venorm al kurs

B

a

Maksimum aç ı ve maksimum kurs

A

a

Gövdeye verilen açı arttığında pompanın çıkış debisi artar. Açı azaldığında debi azalır. Açı ters yönde verilirse pompanın giriş ve çıkışı yer değiştirir.

PİSTONLU POMPALAR

59

PİSTONLU POMPALAR

60

Sabit debili Değişken debili

Eğik gövdeli pistonlu pompalar sabit debili veya değişken debili olarak yapılabilir.

PİSTONLU POMPALAR

61

Radyal pistonlu pompalar

a. Döner pistonlu radyal pompalar

b. Sabit pistonlu radyal pompalar

olmak üzere ikiye ayrılır.

Döner pistonlu olanlarda silindir bloğu ve pistonlar döner. Sabit pistonlu olanlarda silindir bloğu ve pistonların yerine kam mili döner.

Radyal pistonlu pompalarda pistonların üzerinde bulunduğu silindir bloğunun ekseni ile gövde ekseni arasında kaçıklık vardır.

PİSTONLU POMPALAR

62

Döner pistonlu radyal pompalar

MODÜL

PİSTONLU POMPALAR

63

Döner pistonlu radyal pompalar

Silindir 1 ve silindir 2 rulmana basmak-tadır. Silindir 2’ nin piston alanı büyükolduğu için rulman başlangıçta sağa doğruitilir. Pompa maksimum debi ile çalışmayabaşlar.

Çıkış tarafında basınç artınca silindir 1’ inpistonu rulmanı merkeze doğru iter. Eksenkaçıklığı azaldıkça debi azalır. Eksenlerçakıştığında debi sıfır olur.

PİSTONLU POMPALAR

64

Döner Pistonlu Radyal Pompa

65

Sabit pistonlu radyal pompalar

PİSTONLU POMPALAR

66

Sabit pistonlu radyal pompalar

Pistonlar gövde üzerine yerleştirilir.Gövde ekseni ile kam mili ekseniarasında kaçıklık vardır. Kam milinindönüşü ile pistonlar ileri geri hareketeder ve giriş çıkış işlemi gerçekleşir.

PİSTONLU POMPALAR

67

Pistonlu el pompaları

Düşük debi ve basınç ihtiyacının olduğu basit düzeneklerde kullanılır

PİSTONLU POMPALAR

68

Pistonlu el pompaları çift etkili olarak yapılabilir. Pompakolu hem ileri hem de geri geldiğinde akışkan pompalar

PİSTONLU POMPALAR

69

1. Gerekli debi miktarı

2. Çalışma basıncı

3. Pompanın fiyatı

4. Pompanın bakım onarım kolaylığı

5. Pompanın dönüş hızı

6. Pompanın verimi

7. Pompa fiyatları

8. Ses ve gürültü seviyesi

9. Dönüş yönü

10. Montaj kolaylığı

11. Yedek parça bulma kolaylığı

POMPA SEÇİMİNDE DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR

70

Pompayı çalıştırmadan önce devrede bulunan tüm elemanların iç parçalarını kullanılacak yağ ile yağlamamız gerekir.

Pompa gövdesi kullanılacak hidrolik akışkan ile doldurulmalıdır. Pompanın çıkış deliğinden akışkan konulamazsa, sızıntı(boşaltma) deliğinden konulmalıdır.

İlk devreye alma sırasında pompalar kural olarak boşta çalışacak şekilde ayarlanmalıdır.

Pompanın giriş ve çıkış deliklerinin açık olmasına dikkat edilmelidir.

Emniyet valfleri ve diğer basınç kontrol valfleri minimum değere ayarlanmalıdır.

Elektrik motoru çalıştığı anda sistemi akışkan ile doldurmaya başlar. Basınç hattına bağlı olan bir manometre doldurma işlemi bitinceye kadar basıncı sıfıra yakın gösterir. Daha sonra pompanın sesi değişir. Pompa daha sessiz çalışmaya başlar.

POMPALARIN DEVREYE ALINMASI

71

Depo içinde köpüklenme olmadığından emin olunmalıdır. Bu pompanın emişte hava yaptığı anlamına gelebilir.

Devre elemanlarının akışkanla doldurulması ve hava alma işlemi bittikten sonra, depodaki akışkan seviyesi kontrol edilmelidir. Eksiklik varsa tamamlanmalıdır.

Devrenin daha rahat çalışmasını sağlamak için pompanın çıkış tarafına bir hava alma valfi konulmalıdır.

Borular içindeki hava, devrenin en üst kısmında bulunan elemanlarda toplanır. Havayı alabilmek için bu elemana ait bağlantı gevşetilir. Akışkan içinde hava varsa önce köpüklü yağ gelmeye başlar. Sürekli temiz ve köpüksüz akışkan gelmeye başladığında hava alınmış demektir. Son olarak bağlantı tekrar sıkılır.

Hidrolik devre çalıştırılmadan önce devre elemanları normal ayarlarına getirilmelidir. Bu işlem her zamanki çalışma sıcaklığında yapılmalıdır.

POMPALARIN DEVREYE ALINMASI

72

DİŞLİ POMPALARDA BİR DİŞ BOŞLUĞUNA DOLAN YAĞ MİKTARI HESABI

73

74


75


POMPALARDA DEBİ HESABI

76

POMPALARDA DEBİ HESABI

77

POMPAYI ÇALIŞTIRACAK ELEKTRİK MOTORUNUN GÜÇ HESABI

78

Örnek Problem

• Bir hidrolik devrede çalışma basıncı 140 bar, pompanın debisi 25lt/dak ve pompanın toplam verimi 0,85 tir. Bu pompayı çalıştırmak için gerekli olan elektrik motor gücünü Kw ve BG olarak hesaplayınız.

79

Karşılaştırma

80

BÖLÜM 3 SONU

BÖLÜM 4

HİDROLİK DEVRE ELEMANLARI(SİLİNDİR ve VALFLER)

81

hİdrolİk pnÖmatİk -...

Documents