Hidrolik

&

Pnmatik

Sistemler

NDEKLER

Hidroliin Tanm, Tarihesi ve Temel lkeleri 1

Hidrolik Akkanlar 21

Enerji Besleme Biriminin Elemanlar 25

Hidrolik Valfler 31

Hidrolik Silindirler, Hidrolik Motorlar ve Yardmc Donanm 50

Pnmatikte Temel Kavramlar 60

Basnl Havann Hazrlanmas ve Datlmas 71

Ynlendirme Valfleri 87

Valfler 106

Eyleyiciler ve k Elemanlar 119

1

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

1. HDROLN TANIMI, TARHES ve TEMEL LKELER

Hidrolik, temel anlamda basnl svlar ile gcn retimi, kontrol ve iletimi ile ilgili teknolojiyi ifade eder. Etimolojik olarak su anlamna gelen Yunanca hydor szcnden treyen hidrolik, tarihin ilk alarndan itibaren akarsulardan su deirmenleri aracl ile g elde etmek gibi ilemleri ifade emekte idi. lerleyen bilim ve teknoloji ile birlikte, hidroliin ifade ettii anlamda deiiklie uram, daha ziyade yksek basnl ve dk debili sistemler ile gcn kontrol ve iletimini konu alan bir teknoloji haline gelmitir. Tarihsel adan, modern hidroliin temelleri 1650 ylnda Pascaln kendi ad ile anlan Pascal yasasn kefi ile balamtr. 1750 ylnda Bernoullinin gene kendi ad ile anlan Bernoulli denklemini kefi ile bir boru hattnda akan bir akkann enerji korunumunu ifade edebilmek mmkn olmutur. Akkanlar Mekanii ad altnda yryen bu temel bilim aratrmalar, 1850 ylnda ngiliz Teknoloji Devrimi ile hayat bulmu ve bir teknolojik atlm olarak 1870 ylnda buhar basnc ile sktrlan suyun vinlerde, perinleme makinelerinde kullanm gereklemitir. Bu aamada Akkanlar Mekanii Hidrodinamik ve hidrostatik olarak iki temel ilgi alnna odaklanmtr. Hidrodinamik, hareket halindeki akkanlarn mekanii ile ilgilenirken, hidrostatik duraan akkanlarn mekanii zerine younlamtr.

ekil 1 Hidromekanik

BLM 1

2

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 2 Hidrolik Sistemlerin Uygulama Alanlar

3

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

1.1. TEMEL FZKSEL KAVRAMLAR

Atalet: Bir cismin harekete veya hareketi esnasnda gerekleen bir deiiklie kar diren gsterme zelliidir.

Ktle: Ataletin saysal bir ls ve ayn zamanda cismin younluu ile birlikte hacmini tanmlayan temel fiziksel ldr.

vme: Bir cismin birim zamandaki hzdr. Cismin hareketindeki hzlanma, yavalama, yn deiikliini ya da duraan halde harekete gemesini ya da hareket halindeyken durmasn ifade eder.

Kuvvet: Bir cismi belli bir ivme deerine ulatrabilmek iin gereken fiziksel byklktr.

Younluk: Bir cismin hacminim ktlesine orandr ve sktrlamayan cisimlerde, cismi oluturan maddenin temel deimez zelliidir.

Basn: Birim alana den kuvvettir. (bar) Debi: Birim zamanda birim alandan geen akkan hacmidir. (lt/ dk)

1.2 TEMEL FZKSEL KAVRAMLARIN SI BRMLER Ktle kilogram (kg)

Uzunluk metre (m)

Zaman saniye (sn)

Hz metre/saniye (m/sn)

vme metre/saniyekare (m/sn)

Kuvvet Newton (N)

Younluk Kilogram/metrekp (kg/m)

Basn pascal (Pa)

Debi Metrekp/saniye (m/sn)

1.3. HDROSTATK BASIN:

Bir sv stununun tabanndaki basn, svnn yksekliine (h), svnn younluuna () ve yer ekimi ivmesine (g) bal olup kabn eklinden ve hacminden bamszdr.

4

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 3 Sv Basnc

Kule baraj gl h = 300 m h = 15 m p = 100 kg/m p = 1000 kg/m g = 9,81 m/s 10 m/s g = 9,81 m/s 10 m/s Ps = h . p . g Ps= h . p . g = 300 m . 1000 kg/m . 10 m/s = 15 m . 1000 kg/m . 10 m/s =3.000.000 m . kg . m / m . s =15. 000 m . kg . m/ m. s = 3.000.000 N/m =150.000 N/ m

Ps = 3.000.000 Pa ( 30 bar ) Ps =150. 000 Pa (1,5 bar)

Yksek kap h = 5m p = 1000 kg/m g = 9,81 m/s 10m/s Ps = h . p . g = 5m . 1000 kg/m. 10m/s = 50.000 N/m

Ps =50.000 Pa ( 0,5 bar)

5

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

1.4. PASCAL YASASI: Akkanlarn gc aktarma prensiplerini ortaya koyar. Bu yasaya gre,

snrlandrlm bir kaptaki bir akkann bir noktasndan uygulanan basn, tm yn ve yzeylerde ayn deerde etkir. Bu basn snrlama yzeyindeki bir A alanndan etkiyen bir F kuvveti ile oluuyorsa, snrlandrlm kabn iinde ykseklik farkllklarndan oluan hidrostatik basn ihmal edildiinde, snrlama yzeyinin ve akkann her noktasnda

P= F/A basnc oluur. Her cisim bulunduu yere kendi arlndan dolay bir basn p uygular.

Basncn bykl ,cisme etkiyen arlk kuvvetine F ve bu kuvvetin etki ettii yzeyin A byklne baldr.

ekil 4

Resimde (ekil 3) iki cisim farkl etkime yzeyleri ( A1 ve A2 ) ile gsterilmitir

cisimlerin ktlelerinin ayn olmas halinde tabana ayn arlk kuvveti F etkiyecektir, fakat etkime yzeylerinin farkl olmas nedeniyle basnlar farkl byklkte olur. Arlk kuvveti sabit olmak koulu ile byk etkime yzeyine gre kk etkime yzeyinde daha byk basn meydana gelir ( kurun kalem etkisi ) . bu durum aadaki formlle ifade edilir.

P= F/A Pascal yasas, bize ayn zamanda hidrolik kuvvet iletimi- kuvvet arttrma- prensibini sunmaktadr. Bu prensip, mekanik sistemlerdeki kaldra mant ile ayndr. Hidrolik bir sistemde, Pascal yasas uyarnca hidrolik kuvvet iletimi basit

mantkla aadaki ekilde ifade edilir. Geerli alan denklem grubu aadaki ekilde retilir.

6

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

A alanna etki eden F kuvveti, svnn S kadar yer deimesine neden olur.

Svda F kuvvetinin yaratt basn P, F kuvvetinin A alanna blmne eittir. P = F / A

Pascal yasas uyarnca, bu basn tm kapal kap boyunca aynen etkir. Dolays ile A2 etkiyen bu P basnc, A2 alannda , A2 ile P basnc kadar bir F2 kuvvetinin domasna neden olur.

F2 = P x A2 Ayn zamanda, F kuvvetinin neden olduu S yer deiiklii A alan ile S yer

deiikliinin arpmna eit hacimsel deiiklii beraberinde getirir. Maddenin korunumu ve svlarn sktrlamazl prensibinde, ayn hacimsel deiiklik A2 alannda da tecrbe edilecektir. Bu durumda A2 alannn S2 yer deiiklii

S2 = A x S/ A2 dir.

Yukarda denklem gruplar bir araya getirildiinde, Pascal yasasnn bize armaan ettii kuvvet artrm prensibi aadaki toplam denklem grubu ile ifade edilir..

S/S2 = A2 / A = F2/ F Enerjinin korunumu prensibi de ayn zamanda bize, her iki alanda da yaplan

ilerin ayn olmas gerektiini bildirdiinden W= F x S = F2 x S2

Ayn mantk bize hidroliin basn artrma ilkesini de tanmlamaktadr. ki ucunda iki farkl piston alan olan bir mili rijit bir yapda olduundan her iki

alanda da ayn kuvvet etkir. F= P x A = P2 x A2 Dolays ile P/ P2 = A2/ A

Bu sayede bir dk basn kayna kullanarak yksek basn elde etmek mmkn olacaktr. Birim : 1 Pa = N/ m 1 bar = 100 000 N/ m = 105 Pa P = basn ( Pa ) Pa = pascal ( dier birim : bar ) F = kuvvet (N) N = Newton ( 1 N = 1 kg . m / s ) A = yzey ( m) m = metrekare

Deiiklik yapmak suretiyle , kuvvetin (F) ve yzeyin (A) hesaplamasnda kullanlan formller elde edilebilir.

7

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

rnek:

100 bar basnla beslenen bir silindirde etkili piston yzeyi A=7,85 cm olarak rnek verilmektedir.Buna gre,elde edilebilecek maksimum kuvvet ne kadardr? Verilenler:

p = 100 bar = 1000 N/cm A = 7,85 cm F = p x A

F =1000 N x 7,85 cm/cm F = 7850 N

Sistem basnc 75 bar olan bir kaldrma tertibat ile 15 000 N arlnda bir yk kaldrlmak istenmektedir.Buna gre, piston yzeyinin (A) bykl ne olmaldr.

Verilenler: F = 15 000 N p = 75 bar =75 . 105 Pa A = F/P = 15000 N / 75 . 105 Pa = 0,002 N . m / N A = 0,002 m = 20 cm

Kapal bir sistemdeki svya, bir A yzeyi zerinden bir F kuvveti etki etmesi halinde meydana gelen basn, svnn sistem iinde ulat her noktaya sv tarafndan iletilir (Pascal Kanunu). Kapal sistemin her yerine etkiyen basnc deeri ayndr.

ekil 5 Hidrostatik Basn

8

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

h = 1 m p = 1000 kg/m g = 9,81 m/s 10 m/s Ps = h . p g = 1 m. 1000 kg/m.10 m/s = 10 000 m . kg . m / m . s = 10 000 N/ m Ps = 0,1 . 105 Pa Ps = 0,1 bar

Hidrolik sistemlerdeki alma basncnn olduka yksek olmas nedeniyle,

hidrostatik basnc ihmal edilebilir.Bu nedenle svlarda basncn hesaplanmasnda, sadece d kuvvetlerin etkisi altnda meydana gelen basnc dikkate alnr. Netice olarak A2,A3.. yzeylerine etkiyen basnc ile A1 yzeyine etkiyen basn aynidir.Bunu, kat cisimlerde olduu gibi aadaki formlle hesaplamak mmkndr.

rnek Verilenler:

A1 = 10 cm = 0,001 m F = 10 000 N

P = F/A =10 000 N / 0,001 m = 10 000 000 N/ m

= 100 . 105 Pa (100 bar)

rnek Verilenler : p = 100 . 105 Pa A2 = 1 cm = 0,0001 m F = p x A = 100 . 105 Pa x 0,0001 m = 1000 N. m/ m F = 1000 N

Kapal sistemin her yerinde ayn basn etkimekte olup , svnn bulunduu kabn eklinin basn dalm asndan nemi yoktur.

9

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 6 Kuvvet Deitirme

Svnn bulunduu kab resimde olduu gibi ekillendirmek suretiyle kuvveti deitirmek mmkndr. Sv basnc aadaki formlle ifade edilir.

P1 = F1 / A1 ve P2 = F2 / A2 Sistemin denge durumunda : P1 = P2

Yazlarak her iki eitlik aadaki gibi birbirine eitlenir. Bu eitlikten yararlanarak F1 ve F2

hatta A1 ve A2 byklklerinin hesaplanmas iin gerekli formller tretilebilir.

F1 / A1 = F2 / A2

rnein : F1 ve A2 iin aadaki formller yazlabilir: F1 = A1 x F2 / A2 A2 = A1 xF2 / F1

Basn pistonuna uygulanan kk kuvvetlerle i pistonunun yzeyini geniletmek suretiyle byk kuvvetler elde edilir bu temel prensip en basit tat kaldrma tertibatlar dahil olmak zere olduka ar ykleri kaldrmada kullanlan hidrolik sistemlere kadar birok yerde uygulanr. F1 kuvveti bu kuvvetin etkisi ile meydana gelen sv basncnn kaldrlmas gereken arln etkisi ile oluan basnc yenecek derecede byk olmas gerekir.

rnek:

Bir tat kaldrma sistemi ile bir otomobilin kaldrlmas istenmektedir. Kaldrlmas gereken ktle m = 1500 kg olduuna gre pistona etkiyen F1 kuvveti ne olmaldr ?

10

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 7 Kuvvet Deitirme

Verilenler Ktle m = 1500 kg Arlk kuvveti F2 = m x g F2 = 1500 kg . 10 m S2 F2 = 15 000 N Verilenler A 1 = 40 cm2 = 0,004 m2 A2 = 1200 cm2 = 0,12 m2 F1 = A1 x F2 / A2 = 0,004 m2 x 15 000N / 0,12 m2 F1 = 500 N

500 N deerindeki F1 kuvvetinin el ile uygulanmas olduka g olduundan rnek bu kuvvetin 100 N olmas iin piston yzeyi A2 ne olmaldr ?

F1= A 1 x F2 / A2 A2 = A 1 x F2 / F1 A2 = 0.04 x 15000 / 100 A2 = 0.6 m2 Yukarda izah edilen prensibe gre F2 yknn s2 yksekliine kaldrlmas iin

K1 pistonunun etkisi ile K2 pistonunu s2 yksekliine kaldraca kadar sv yer deitirmelidir.

11

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 8 Strok Deitirme

Yer deitirmesi gereken sv stunlarnn hacmi aadaki gibi hesaplanr; V1 = s1 x A1 ve V2 = s2 x A2 Burada hesaplanan hacimler birbirine eit olduundan ( V1 = V2 ) ifadelerini

sylemek suretiyle aadaki netice elde edilir: s1 x A1 = s2 x A2

A1 yzeyi A2 yzeyine gre daha kk olduundan s1 yolunun s2 yolundan daha byk olaca burada kolayca grlmektedir.

Piston yolu ile piston yzeyi arasndaki iliki ters orantldr. Bu esaslara gre , buradaki byklkler s1 ve s2 veya A1 ve A2 iin ilgili formller tretilebilir. s2 ve A1 iin formller, aada rnek olarak verilmitir

ekil 9 Strok Deitirme

12

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

s2 = s1 x A1 / A2 A1 = s2 x A2 / s1 Verilenler: Verilenler: A1= 40cm2 A2 = 1200 cm2 A2 = 1200 cm2 s1 = 30cm s1 = 15cm s2 = 0,3cm

s2 = s1 x A1 / A2 s2 = 15x40/1200 s2 = 0.5 cm A1 = s2 x A2 / s1 A1 = 0.3 x 1200/ 30 A1 = 12 cm2

Sv basnc p1 in A1 yzeyine etkimesi ile meydana gelen F1 kuvveti Piston kolu zerinden kk pistona iletilir. Bylece A2 yzeyine etkiyen F1 kuvveti p2 sv basncn meydana getirir. A2 piston yzeyi A1 piston yzeyinden daha kk olduundan p2 basnc p1 basncndan daha byk olmas gerekir. Burada da aadaki prensip geerlidir.

ekil 10 Basn Deitirme P= F/A Bylece F1 ve F2 kuvvetleri iin aadaki ifadeler yazlabilir. F1 = P1 x A1 ve F2 = p2 x A2 Kuvvetlerin eit olmas (F1 = F2) nedeniyle , ifadeler birbirine eitlenebilir P1 x A1 = p2 x A2 ift etkili silindirlerde piston kolu boluundan akkan knn engellenmesi

halinde, basn deiimi nedeniyle msaade edilmeyen basnlar meydana gelebilir:

13

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 11 ift Etkili Silindir ile Basn Ykseltme Verilenler: Verilenler P1 = 10 . 105 Pa P1 = 20 . 105 Pa A1 = 8 cm2 = 0,0008 m2 P2 = 100 . 105 Pa A2 = 4,2 cm2 = 0,00042 m2 A1 = 8 cm2 = 0,0008 m2 p2 = P1 x A1 / A2 p2 = 10 . 105 x 0,0008 / 0,00042 p2 = 19 bar A2 = P1 x A1 / P2 A2 = 20 . 105 x 0,0008 / 100 . 105 A2 = 0.0002 m2 = 2 cm2

1.5. AKI YASALARI Hidrolik tanmnda hidrostatik i yapabilme kapasitesinden hidrodinamik i

yapabilme kapasitesinde yksek olmas mant yer alsa da, sonuta farkl hidrolik devre elemanlar arasnda bir sv ak mevcuttur.. Bu ak hidrodinamik yasalar erevesinde gerekleir.

En temel yasa, Maddenin korunumu yasasdr. Bu yasa erevesinde, madde yaratlamaz ve yok edilemez. Akkanlar mekaniinde sreklilik yasas olarak anlan maddenin korunumu prensibi, bir boru iindeki akta yle yorumlanr.

Bir borunun iindeki akta, bir kesitten birim zamanda geen ktle miktar, boruya yeni ak eklenmedii ya da borudan dar ak alnmad srece sabittir. Bunun sonucu olarak boru kesit alanndaki deiiklik birim zamanda geen akkan ktle miktarn deitirmez. Ancak ktle miktar ayn kalarak kesit alan deitiinden, ayn miktarda ktleyi birim zamanda deiik bir kesit alanndan geiini salayabilmek iin akkan hzn deitirir.

Hidrolikte kullanlan svlarn pratik olarak sktrlamaz olduklar kabul edildiinde, ak boyunca svnn younluu sabittir. Bu durumda sreklilik yasasn temelden ele alrsak:

m = x Q = Sabit

14

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

m = Birim zamanda tekabl eden ktle miktar = Younluk Q = Debi Eer yukarda bahsedildii zere younluun da sabit olduu gz nne alnrsa, bu hidrolik aklarda neden olan temel verilerde birisinin debi olduu ortaya koyar; zira sreklilik yasas, debinin sabit olmas gerektiini sylemektedir.

Q = Sabit Akkann debisi de akkann hz v ile kesit alan A nn arpmna denktir. Q = v*A Bu durumda, sreklilik denklemi Q = v x A = v2 x A2 halini alr.

Hacimsel debi formlnden hacim (V) ve Zaman (t) hesab iin gerekli eitlikler tretilebilir. Buna gre:

V = Q x t Verilenler: Q = 4,2 It/dak = 4,2/60 It/s t = 10 s V = 4,2 x 10/60 It .s/ s

V = 0,7 It

Sonu: Q = 4,2 I /dak lk hacimsel debi ile, 10 saniyede 0,7 litre hacminde akkan iletidir Verilenler: V = 105 It Q = 4,2 It/dak t = V/ Q t = 105 /4,2 It . dak/ lt t = 25 dak

Sonu: Hacimsel debinin 4,2 I/dak olmas halinde 105 litre akkann iletilmesi iin 25 dakika gerekir. Hacimsel debi formlnde Q = V/ t hacim yerine . yer deitiren akkann hacmi V

15

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

V = A x s Yazlmak suretiyle aadaki eitlik elde edilir: Q = A x s / t

ekil 12 Silindir

Verilenler: A = 8 cm2 s = 10 cm t = 1 dak Q = A x s/ t = 8 x 10/1 cm2 . cm/ dak Q = 80 cm3/dak = 0.08 dm3/dak

Sonu: Piston yzeyi 8 cm2 olan bir silindirde pistonun bir dakikada 10 cm ileri hareket edebilmesi iin enerji besleme birimi , 0,08 I/dak lk bir debi ile sistemi beslemesi gerekir

Deiik ekillerdeki kesitlerden meydana gelen bir borudan akan akkann hacimsel debisi , borunun her kesitinde ayn byklktedir. Debinin sabit kalmas kouluyla bu ifade, akkann kk kesitlerde byk kesitlere gre daha hzl akt anlamna gelir.

ekil 13

16

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

Verilenler: V1= 4m/s V2= 100m/s A1= 0,2 cm2 = 0,2 . 10-4m2 A2= 0,0008cm2 = 0,008 . 10-4m2 Q= 0,2 . 10-4m2 x 4m/s = 0,008 . 10-4m2 x 100m/s Q= 0,8 . 10-4m3/s rnek:

ekil 14 Silindir Verilenler: Pompa debisi Q Q = 10 It/dak = 10 dm3 / dak = 10 . 103 cm3 /dak = 10 . 103 /60 cm3 / san Giri kesitinin ap d1 = 6mm Pistonun ap d2 = 32mm stenilenler:

Giri borusundaki akkan hz v1 Pistonun dar hareket hz v2 Q = v1 x A1 = v2 x A2 A1= x d12 /4 = 0,28 cm2

17

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

A2= x d22 /4 = 8.0 cm2 v1 = Q/ A1 = 10.10/ 60 x 0,28 cm/ cm. s = 595 cm/s = 5,95 m/s v2 = Q/ A2 = 10.10/ 60 x 8 cm/ cm. s v2 = 20,8 cm/s = 0,21 m/s

Basn lm Hatlar da veya yap elemanlarnn giri ve klarnda basnc lmek iin ,

hattn ilgili yerlerine basn gstergesi monte edilir. Mutlak basn ve bal basn olmak zere iki ayr basntan sz edilir. l

aletinin sfr noktasnn tanm mutlak vakum deeri ile belirlenmi ise, bu aletin gsterdii deer mutlak basn deeridir; ayet sfr noktasnn tanm atmosfer basnc esas alnarak yaplmsa, llerin basn deeri bal basn deeridir. Vakum deeri olarak, mutlak lme sisteminde 1 den kk deerler ve bal lme sisteminde 0dan kk deerler alnr

Scaklk lm Hidrolik sistemlerde hidrolik akkann scakl, ya basit bir lme cihaz

yada sinyalleri kontrol blmne gnderen bir lme sistemi ile llr. Yksek scaklk (>600) hidrolik akkann erken yalanmasna neden olacandan, scaklk lm nemlidir. Ayrca viskozite de scakla bal olarak deiir.

lme cihazlar hidrolik sistemin tankna monte edilebilir. Scakl sabit tutmak iin , ihtiyaca gre soutucuyu veya stcy devreye sokan scaklk anahtar veya termostat kullanlr. 1.6. AKI EKLLER Ak , laminer ve trblansl olmak zere ikiye ayrlr.

Laminer akta sv, boru iinde dzenli silindirik tabakalar halinde hareket eder. Borunun i eperinden boru eksenine doru bu tabakalarn hz artar ve eksene en yakn olan tabakann hz en yksektir. Akkann hz artrlnca belli bir hzdan sonra ( kritik hzn ) akkan paracklarnn hareketi dzenli tabakalar halinde olmaktan kar. Akkan paracklar borunun ortasndan yanlara doru yn deitirir. Bu ekilde paracklar birbirlerine etki ederek karlkl birbirlerinin hareketlerini engeller ve girdap eklinde trblans denilen dzensiz ak meydana gelir. Bu ise ana akta enerji kaybna neden olur.

18

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 15 Ak ekilleri

Dier nemli bir yasa ise enerjinin korunumu yasasdr. Genel bir fizik yasas olarak, enerji yaratlamaz ya da yok edilemez, ancak form deitirir. Akkan sistemleri ile mekanik sistemler arasnda enerji konusunda byk benzerlik vardr. Bir tekerlei, yksekliinde bir tepeye kardnzda, tekerlein artk yuvarlanarak kendi bana tekrar aa inme potansiyeli vardr.Dolays ile, tekerlek tepeye karldnda bir potansiyel enerji kazanmtr. Bu potansiyel enerji tekerlein ktlesine ve karld ykseklie baldr.tekerlek tepeden aa brakldnda harekete geer ve hzlanarak aa iner, yani potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dnr. Tekerlein kinetik enerjisi ktlesine ve hznn karesine baldr. Akkan sistemlerde de bir akkan basnlandrmak, tekerlei tepeye kartmak ile ayndr. Bunun yannda, hidrostatik basn tanmndan da hatrlanaca zere, akkanlarda ykseklik farkndan kaynaklanan bir basn farkllamas vardr. Dolays ile akkan yzeyleri arasndaki ykseklik fark da bir potansiyel enerjidir.Aynen mekanik sistemlerde de olduu gibi, akkanlarnda kinetik enerjileri hzlarnn karesi ile ve ktleleri ile orantldr.Bu ifade matematiksel olarak yazldnda: Basntan kaynaklanan potansiyel enerji P Seviye farkndan kaynaklanan potansiyel enerji x g x h Kinetik enerji x x V = Younluk g = Yer ekimi ivmesi h = Seviye fark V= Hz Eer enerji korunuyorsa, o halde bu enerji toplamlar sabit kalacaktr. Enerjinin korunum yasas bu durumda E = P+ x g x h + x x V = Sabit Bu eitlik Bernoulli denklemi olarak bilinmektedir.

19

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

Bernoulli denklemi ile sreklilik denklemi bir arada incelendiinde ilgin bir durum ortaya kar. A kesit alannda P basncndaki V hz ile akan sv daha dar bir A2 kesitine girdiinde, sreklilik denklemi uyarnca V den daha yksek bir V2 hzna ular. A ve A2 boru kesit alanlarnn ayn seviyede olduu varsaylrsa, Bernoulli denklemi erevesinde yksek V2 hznn olduu dar A2 kesitinde P2 basnc P basncndan dktr.

Ne var ki gerek hayatta akkan sistemleri dahil olmak zere, hibir sistem ideal deildir. Svnn Viskozite deeri ile ifade edilen aka z direnci, boru ve balant elemanlarndaki kayplar gibi bir ok faktr yararl ve kullanlabilir enerjiyi, kullanlamaz s enerjisine dntrr. Akkan sistemler geniletilmi bernoulli denklemi ile bu kayplar dahil edecek ekilde matematiksel olarak ifade edilir. Geniletilmi Bernoulli denklemi P + x g x h + x x V = P2 + x g x h2+ x x V2+ : Sistemdeki enerji kayb Sabit kesitli bir boru ii ak iin yukardaki geniletilmi bernoulli denklemi ele alndnda, ak hz sreklilik denkleminden dolay sabit kalacandan, srtnmenin etkisinin basn dmne neden olaca grlr. Bu aamada, fark edilecei zere, ak halindeki bir akkann yapsndan kaynaklanan iki farkl kuvvet vardr. Bunlardan birincisi,akkann ak parametrelerini korumaya meyilli ataletsel kuvvetler, dieri ise akkann ak parametrelerini bozmaya alan viskoz kuvvetler. Bu iki farkl kuvvetin birbirine oran ak karakteri ve srtnme kayplar iin son derece nemli birimsiz bir parametre tanmlarlar. Bu parametre Reynolds says olarak bilinir. Ve bir boru iindeki akta matematiksel olarak Re= V*D / eklinde ifade edilir. Re: Reynolds says V: Hz D: kesit ap : Kinematik viskozite Eer boru daire kesitli deilse, hidrolik ap deeri denilen ap deeri kullanlmaldr. Dh = 4xA / U Dh : Hidrolik ap A: Kesit alan U: evre Hidrolik hattnda basn kaybna neden olan faktrler

- Boru uzunluu

20

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

- Borunun yzey dzgnl - Kvrm ve dn says - Ak hz - Yan kinematik viskozitesidir.

Akkanlarn doasndan kaynaklanan drt nokta vurgulanmaldr. 1. Bir akkan sisteminde diren yoksa basn olumaz. Diren arttka

sistemdeki basn da ak srdrebilmek iin artar. 2. Ak daima dk basn kayb ile akabilecei hatt tercih eder. 3. Akn srdrlebilmesi, akn nndeki tm direnleri yenebilecek bir

basn oluturulmasna baldr. 4. ki nokta arasnda ak olabilmesi iin bu iki nokta arasnda bir basn fark

olmaldr.

21

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

2. HDROLK AKIKANLAR Bir hidrolik devrede akkan, hidrostatiin temel prensipleri iinde, pompa tarafndan mekanik enerji ekline evrilen gc bir noktadan baka bir noktaya tar. Son noktada bu gc hidrolik enerji eklinden tekrar mekanik enerjiye eviren dntrclere teslim eder. Ksaca hidrolik sistemde hidrolik akkann temel grevi, kuvvetlerin ve hareketlerin iletilmesidir. i biten akkan ya tanka dner (ak sistem) veya tanka dnmeden tekrar birinci noktadaki pompaya dner (kapal sistem) Kck bir kol ile tonlarca yk hareket ettiren, boru ve hortumlarla istenilen yerde bu hareketi gerekletiren akkan tad byk glerin etkisinde eitli deiiklie urar. zellii bozulur, kirlenir, grevini yapamaz hale gelir. Dnyada fazlas ile bulunan su, yllarca hidrolik akkan olarak kullanlmtr. Daha sonra petrol rnleri stn yalama zelliklerinden ve temasta bulunduklar madeni paralar paslandrmadklarndan hidrolik devrelerce suyun yerini almaya balad. Ancak petrol rnlerinin pahal olmas ve evre kirliliinin nem kazanmas sonucu sulu akkanlarn kullanm tekrar nem kazanmtr. Yakn bir gelecekte zellikle yer ve arln byk sorun olmad endstriyel uygulamalarda sulu akkanlarn petrol trevlerinin yerini almas beklenebilir.

2.1-HDROLK AKIKANLARIN SINIFLANDIRILMASI Hidrolik sistemlerin grevlerini tam olarak yapabilmesi iin sistemde kullanlan akkanlarn aada belirtilen zelliklere sahip olmalar gerekir.

- Sistemden beklenen btn alma scaklklarnda akkan, basn ve hz deiimlerine imkan verecek kadar akc olmaldr. Bunun yannda akcl, yksek scaklklarda sistemde kaaklara sebep olmayacak snrlarda kalabilmeli yani istenilenden fazla incelmemelidir.

- Akkann viskozitesi btn alma artlarnda srtnen paralar arasnda film teekklne imkan vermeli, yani yalama ve anmay nleyici zellii yeteri kadar iyi olmaldr.

- Yksek scaklklarda termal dengesi, uzun sreli almalarda kimyasal zellikleri deimemelidir.

- Ergimi havay dar atabilmeli, sistemde kpk oluumuna engel olmaldr.

- Akkan iinde bulunan ve kirlenmeye neden olan maddelerle reaksiyona girmemeli,yzey gerilim zellikleri istenilen seviyede olmaldr.

- Hidrolik makinelerin eitli blmlerinde, akkan sk sk makinenin pompalama elemanlar (paletler dililer vs.) tarafndan kesilir. Bu kesilmeler sonucunda akkann viskozitesi istenilen aralklarda kalmal yani yrtlmalara kar dayankl olmaldr.

BLM 2

22

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

- Filtreleme (temizlik) kolay olmal, akkann buharlama basnc pompa giriinde kavitasyona sebep olmayacak seviyede olmaldr.

- Kolay tutumamal, akkan veya buharlar evreyi kirletmemeli, zehirsiz olmaldr.

- Tortu oluturmamal, dk maliyetli ve srekli bulunabilir olmaldr. - Dier hidrolik akkanlarla uyumlu ve deitirilebilirlik zelliklerine sahip

olmaldr. CETOP RP 91 ve RP 86 H standartlarnda hidrolik sistem akkanlar

aadaki ekilde snflandrlmaktadr.

2.1.1 MADEN YALAR HH: Katksz madeni yalar HL: Oksidasyona ve korozyona kar korunmu katkl yalar HM: HL zelliklerine ek olarak anmaya dayankll artrlm katkl yalar. HV: HM zelliklerine ek olarak viskozitesinin scaklkla deiimini iyiletiren ek katkl yalar.

2.1.2 ZOR TUTUAN AKIKANLAR HFA: Su iinde ya ve yalayc zellii olan baka maddeleri ihtiva eden

emlsiyonlar %10 a kadar ya ve benzeri karmlar su ile kartrlarak kullanlrlar. Endstriyel uygulamalarda ve yer alt madenciliinde gittike artan bir oranda kullanlmaktadr. En ucuz akkan olup yalama zellii zayftr. Genellikle kullanm yerinde hazrlanr.

HFB: Ya iinde su emlsiyonlar. Bunlarn yalama zellikleri daha iyidir. HFC: Glikol solsyonlar. % 40 civarnda su ihtiva ederler. HFD: Su ihtiva etmeyen sentetik akkanlar. Kimyasal kompozisyonlar gerei kolay tutumayan bu akkanlar pahaldrlar. Daha ok zel maksat iin kullanlrlar. Fosfat esterleri, silikonlar bu snfa giren nemli sentetik akkanlardr.

2.2. AKIKANLARIN NEML ZELLKLER

2.2.1 VSKOZTE Akkann kaln ya da ince oluunu baka deyile akmaya kar gsterdii

direnci ifade eder.

23

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

2.2.2 KNEMATK VSKOZTE Belirli basn ve scaklkta, belirli bir hacimde akkann kalibre edilmi bir memeden

boalma zamann lerek bulunur ve stoke denir. 1 St = 1 cm/s=100 cSt= 100 mm/s 2.2.3 MUTLAK VSKOZTE (DNAMK VSKOZTE) Hareket eden yzeyler arasnda kalan film tabakasnda i srtnmeyi yenmek iin gerekli kuvveti bulmaktan hareketle tarif edilen viskozitedir.Birimi Ns/mm olup kinematik viskozite ile zgl ktlenin arpmna eittir. 2.2.4 SIKIABLRLK

Basn altnda braklan akkann hacim deiimi skabilirlik olarak tarif edilebilir. Skabilirlik akkann scaklna ve basncna baldr. Madeni yalarda scakln etkisi 20-70 C arasnda azdr. Buna karlk basncn etkisi byk olup 300 bar a kadar yaklak her 50 bar iin balang hacimlerinin % 0.36 kadar skabilirler.

2.2.5 SICAKLIKTA HACM DEM:

Akkanlarn hacimleri scaklkla artar. Bu art madeni yalar iin her 1C scaklk art iin % 0.07 dir.

rnek: 10 litrelik bir ya scakl 20 C den 80 C ye ykseltilirse hacim deimesi ne olur.

V= V0 x yx T V= 10x0.0007x(80-20)= 0.42 litre.

2.3. AKIKANLARIN DER ZELLKLER

2.3.1 OKSDASYONA DAYANIKLILIK Yan Kullanm mr tayininde en nemli faktrdr. Hava iindeki oksijen

yadaki hidrokarbonlarla reaksiyonu neticesi ya oksidi oluur.Ar scaklk, bakr, inko gibi metalik kalntlarnda yardm ile bu reaksiyon hzlanr.

24

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

2.3.2 VSKOZTE DEM Okside olmu yalarn viskozitesi artar. Yanl seilen blgesel stclar ve yadan daha hafif yabanc maddeler viskoziteyi drr. Hidrolik sistemlerde viskozite indeksi yksek, yani scaklkla viskozite deiimi az olan yalar tercih edilmelidir. 2.3.3 YALAMA ZELL Anmay en aza indirebilmek ancak ortak alan paralar arasnda tam ya filmini oluturmakla mmkndr. Zaman zaman makinelerde ar yk ve ar hz, ya filminin olumasna engel olur. 2.3.4 YA NDEK HAVA VE KPRME Bir litre ya, atmosfer basncnda 0.09 litre havay iinde ergimi olarak tutabilir. Bu deer 300 bar da 27 lt ye ular. Yani ya 300 bar da hacminin 27 kat havay ergimi halde tutabilir. Kabarck halde bulunan hava ise sistem iin ok tehlikelidir. Ar grlt, sistem elastikiyetinin artmas sonucu g iletimi ve kontrolnde zorluklar kendini gsterir.zellikle pompa giriinde dk basntan dolay kabarcklar byr., pompa iinde ve knda ani skma sonucu kavitasyon hasarlarna benzer ypranmalara neden olur. Havann akkan ierisinde kabarck halinde bulunmas szdrmazlk elemanlarna da byk zarar verir.Kabarcn ani skmas noktasal alarak ar scaklk artna neden olur ve keeler bu scaklktan dolay blgesel olarak yanar. Hava kabarcndan dolay kpren yan yalama zellii kalmaz. Btn bu zararl etkileri en aza indirebilmek iin ya deposundan balayarak, sistem iyi dizayn edilmelidir. Giri borusu byk tutulmal, keskin boru dnlerinden kanlmal, pompa giriinde basn mmkn mertebe pozitif deerde tutulmal (basnl depolar, baka pir pompa ile ana pompa giriine ya basma gibi) ve mutlaka iletmeye alnmadan nce sistemi tekil eden elemanlarn havalar dikkatlice alnmaldr. Hava cepleri elemanlarn en yksek noktalarnda meydana geleceinden buralara balanacak hortumlarn dier ular bir kap ierisinde yaa daldrlarak sistemin havas iyice alnmaldr. 2.3.5 KAVTASYON Kavitasyon deyince (cativare = andrmak), metallerin yzeylerinden kck paralarn kopartlmas olay anlalmaldr. Kavitisyon hidrolik elamanlarn (pompalar ve valflar) kontrol kenarlarnda meydana gelir. Bu ekildeki malzeme tahribat, blgesel ve ani olarak meydana gelen basn ve scaklk deiimlerinden kaynaklanr

25

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

3. ENERJ BESLEME BRMNN ELEMANLARI Enerji besleme birimi hidrolik sistem iin gerekli enerjiyi temin eder. Bu bitimin elemanlar aada verilmitir;

- Tahrik eleman - Pompa - Basn snrlama valf - Kavrama - Tank - Filtre - Soutucu - Istc Ayrca here hidrolik sistem bakm, kontrol, emniyet cihazlarnn yan sra hidrolik yap

Elemanlarn birbirine balayan hortum ve borular ierir.

3.1 TAHRK Bir hidrolik sistemin tahriki ( el pompas dnda) motorlar (elektrik motoru,

iten yanmal motorlar) vastas ile olur. Pompa iin mekanik g, sabit hidrolik sistemlerde daha ziyade elektrik motorlar ve hareketli hidrolik sistemlerde iten yanmal motorlarla temin edilir.

3.2 POMPA Hidropompa olarak da adlandrlan hidrolik sistemin pompas, tahrik biriminden ald mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye (basn) enerjisine evirir. Pompa hidrolik svy emer ve iletim hattna basar. Hidrolik akkann, ak esnasnda ters ynde karlat direnlerden dolay hidrolik sistemde basn ykselir. Basncn bykln, i ve d direnler ile hacimsel debi belirler.

D direnler: Bunlar i kuvvetleri, mekanik srtnmeler, statik ykler ve ivmelendirme kuvvetlerinden meydana gelir.

direnler: Bunlar, hatlarda ve yap elemanlarnda, sv srtnmesi ve debi kayplar (ak kontrol noktalarnda) eklinde meydana gelen toplam srtnmeler olarak ifade edilirler.

Bir hidrolik sistemdeki akkan basnc, pompa vastas ile nceden belirlenemez., aksine direnlere bal olarak oluur. Ve snr koullarda bir yap elemannn paralanmasna neden olacak derecede ykselebilir. Pratikte bu durum, pompa iin uygun olan maksimum iletme basncna sabit olarak ayarlanan bir

BLM 3

26

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya basn snrlama valfnn, emniyet valf olarak direk pompa kna veya

pompa gvdesine entegre edilmesi ile nlenir. Hidrolik pompalarn yapm ekilleri olduka deiik olmasna ramen, bunlarn hepsi yer deitirme metoduna gre alr.

3.3 KAVRAMA Kavramalar, enerji besleme biriminde motor ile pompa arasnda yer alr. Bunlar motorun rettii dnme momentini pompaya iletir. Ayrca motor ve pompa arasndaki titreim ve darbeleri snmleme vazifesi de grr. Bu sayede, motorun devir saysndaki ani deimelerin pompaya ve pompa tarafndan gelen ani basn deimelerinin motora geii nlenir. Bunun dnda kavramalar, motor ve pompa milinin balantsnda olabilecek kk mertebede eksenel ve asal sapmalar dengeler.

ekil 16 Sabit Debili Pompalar

27

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

3.4 TANK Bir hidrolik sistemde, tankn bir ok grevi vardr. Bunlardan bazlar aada belirtilmitir.

- Hidrolik sitem iin nemli olan akkann depolanmas - G kaybndan dolay meydana gelen snn dar atlmas - Su, hava ve kat paracklarn ayrt edilmesi - erisinde ya da stne monte edilen pompay ve tahrik motorunu, valflar

ve biriktiriciler gibi daha baka hidrolik yap elemanlarn tamak.

ekil 17 Tank (Ya Deposu)

Tank bykln belirleyen parametreler ise;

- Pompa devri - letmede msaade edilen maksimum akkan scakl ile balantl olarak

meydana gelebilecek s - Kullanclarn(rn:.Silindirler) dolu veya bo olmas ile tanmlanabilecek,

mmkn olan maksimum sv hacmi. - alma ortam - Tm akkann dolam zaman Tank bykl iin pompa tarafndan 3 ila 5 dakika iinde emilen sv hacminin esas

alnmas tavsiye edilir. Seviye deiimlerini dengelemek iin ilave olarak % 15 nispetinde hava boluu ayrlr. Hareketli hidrolik sistemlerde tank, igal edecei yer ve arl nedeni ile kk tutulduundan, soutma grevini stlenmez.( ayrca soutma sistemi gerekir.)

28

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya Tankn ekli: Derin tanklar s atmak iin ve geni tanklar hava ayrmak iin uygundur. Emme ve dn hatt: Bunlar mmkn mertebe birbirinden uzak ve en dk hidrolik ya seviyesinin olduka altnda bulunmas gerekir. Dinlendirme levhas: Bu delikli levha, tankn emme ve dn odalarn birbirinden ekil olarak ayrr. Bylece dnen akkann, dn odasndan emme odasna delikler vastas ile geii yavalatlm olacandan, dinlenmesine msaade edilerek kir, su ve havann nemli lde hidrolik yadan ayrlmas salanr. Taban levhas: Dibe ken artklarn ve suyun dar akmasnda kolaylk salamak iin, bu levhann boaltma vidasna doru bir eim gstermesi gerekir. Havalandrma(hava filtresi) : Hidrolik ya seviyesinin deiimi dikkate alnarak, basn dengesini salamak iin havalandrma gerekir. Bunun iin ya doldurma yerinin kapana bir havalandrma filtresi monte edilir.

3.5 FLTRE Hidrolik sistemlerde filtre kullanm yap elemanlarnn grevlerini ve mrlerini korumak asndan byk nem tar. Hidrolik sistemlerde meydana gelen arzalarn % 70-80 hidrolik akkan ve yalama ya iindeki kirletici partikllerin yol at anma ve hasarlardr. Hidrolik elemanlarn grevlerini tam olarak yerine getirebilmek iin hareketli paralarn arasnda toleranslar mevcuttur. Hidrolik ya bu boluklara girerek yalama ve szdrmazlk grevini yapar. 3.5.1 KRLETC UNSURLAR

Hidrolik ya, kat partikller, sv ve gazlar kirletir. Kat kirleticiler: Kum kaynak crufu, fiber, tala,pas, conta artklar, boya (

kaaklarn artmasna, valf, srg ve pistonlarn skmasna, kontrol karakteristiklerin bozulmasna yol aar.)

Sv kirleticiler: Su,farkl ya karmndan oluan svlar. (korozyon, dinamik viskozitenin dmesine, ya filminin kopmasna, yan yalanmasna ve yan amurlamasna neden olur.)

Gaz kirleticiler: Hava ( kavitasyon yada ar lokal snma, yan yalanmas) Kirletici unsurlarn hidrolik sisteme giri yollar: - Harici kirlilik: D ortamdan silindir rotlar, tank havalandrma kapaklar

vastas ile sisteme kaan kum, toz, cruf tala v.s. benzeri kirleticilerdir.

29

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

- Montaj: Boru tesisatnn hazrlanmas esnasnda temizlie ok dikkat etmek gerekir. Aksi halde sisteme kaynak kalntlar, hortum lastik , oring paracklar vs. kaabilir.

- Devreye alma anndaki kirlilik: sisteme,imalat ve montaj srasnda, ilk ya dolum esnasnda giren kirletici partikller ilk alma annda sisteme kaabilir.

- Dahili kirlilik: Hidrolik komponent ve sistemlerin imalat ve montaj srasnda temizlie dikkat edilmez ise metal tala, kum toz vs. sisteme girebilir.

- Anma: Sistem alt srece karlkl alan yzeylerin anmas ile kirletici partikller oluturarak kendi kendini kirletir.

- Yeni ya: Depoya boaltlan yadan sisteme giren kirletici partikller, su ve hava.

- Tamir ilemleri: tamir ve bakm ilemler srasnda kirleticiler sisteme girebilir.

3.5.2 FLTRE HASSASYET

Kirletici paracklar m olarak llr ve filtre hassasiyeti de benzer ekilde verilir.

Bu konuda aadaki farkllklar mevcuttur. - Mutlak filtre hassasiyeti: Filtreden geebilecek en byk parack boyutu ifade edilir.

- Anma filtre hassasiyeti: Bir ok kez filtreleme sonucu, filtre tarafndan tutulan parack boyutu bu deerle ifade edilir.

- Ortalama gzenek bykl: Bu deer,filtrenin Gauss dalmna gre tespit edilen ortalama gzenek bykln ifade eder.

- deeri: Bu deer, belirli byklkteki paracklarn filtre giriinde, filtre kna gre ne kadar daha ok olduunu ifade eder.

3.5.3 FLTRE TPLER

Hidrolik komponenetlerin salkl bir ekilde alabilmesi iin sistemde eitli noktalarda filtreler kullanlabilir.

Dn hattnda filtreleme: dn hatt filtresi, tanka girmeden nce dn hattna veya tankn stnde( iinde de olabilir.) bir yere olmak zere iki ekilde sisteme monte edilebilir.letme basnc yapm ekline bal olarak maksimum 30 bar a kadardr. Filtre hassasiyeti 10-25 m dir. Filtre bakm iin sistemin durdurulmasn nlemek iin ift filtre sistemi uygulanr.bu sistemde iki filtre paralel bal olup, sistemi durdurmakszn ikinci filtreyi devreye sokmak sureti ile kirlenmi filtre deitirilebilir.

30

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

ekil 18 Filtre Birimi, iki filtreden biri Seilebilir.

Emme hatt filtresi: Hidrolik akkann tanktan, filtre zerinden emilmesi iin,

filtre emme hattn yerletirilmitir. Bu ekilde hidrolik sisteme sadece filtrelenmi ya gider. Filtre hassasiyeti 60-100 m dir. Bu filtreler daha ziyade, hidrolik akkan iin gerekli temizliin tankta salanamad hidrolik sistemlerde kullanlr.bunlar sadece pompay korur.filtreleme etkisi azdr. Bu filtrelerde ayrca, yksek derecede basn dmesi meydana veya kirlilik derecesinin artmas nedeni ile pompann emmesi zorlar. Dolays ile bu filtreler hassas yaplamaz.Zira pompa vastas ile meydana gelebilecek aiak basn kavitasyona neden olacaktr. Bu ekilde emme zorluklar olmamas iin, emme hatt filtreleri ile bir baypas valf ile donatlr.

ekil 19 Emme Hatt Filtresi

Basn hatt filtresi: Bu filtreler hidrolik sistemin basn hattnda kirlilie kar

hassas olan cihazlarn giriine yerletirilir.rn. pompann basn hatt balantsna, valflarn ve ak ayarlayclarn giriine. Byle bir filtre maksimum iletme basnc altnda alacandan, iletme koullarna uygun olmas gerekir. Bir baypas devresi gerektirmez, kirlilik gstergesi olmas gerekir. letme basnlar 420 bar a kadardr. Filtre hassasiyeti 3-5 m dir.

Kirlilik gstergesi: Filtre etkisinin, bir kirlilik gstergesi zerinden kontrolo edilebilmesi nemlidir. Bir filtrenin kirlilik derecesi basntaki dme ile llr. Kirliliin artmas ile filtre giriinde basn ykselir. Bu basn yay kuvveti ile ykl bir pistone etki eder.Basncn artmas ile, piston yay kuvvetine kar itilir. Gsterge iin eitli imkanlar mevcuttur.

31

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

4. HDROLK VALFLAR Hidrolik sistemlerde pompa ile kullanc arasndaki enerji iletimi, amaca uygun olarak dzenlenmi balant ve hatlarla temin edilir. Kullanclardan beklenen kuvvet, dnme momenti,hz veya devir says ve hareket yn gibi byklklerin elde edilmesi ve bunlarn verilen iletme koullarna uygun olarak korunmas iin, hatlara enerji kontrol eleman olarak valflar yerletirilir. Bu valflar basn ve hacimsel debinin kontroln veya ayarlanmasn salar. Valflar deiik ekillerde snflandrlabilir. -devlerine gre -Yaplarna gre

-Kumanda ekillerine gre Hidrolik sistemlerdeki devlerine gre valflar, aadaki gruplara ayrlr. -Basn kontrol valflar -Ynlendirme (Yn denetim) valflar -Tek ynl kapama valflar -Ak kontrol valflar Yaplarna gre valflar, oturmal ve srgl valflar diye ikiye ayrlr.

ekil 20 Oturmal Valfn alma prensibi

BLM 4

32

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 21 Srgl Valfn alma prensibi

ekil 22 Oturmal Valflar

33

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 23 Dner Srgl Valflar

4.1. BASIN KONTROL VALFLARI Basn kontrol valflarnn grevi, hidrolik sistemlerde ve sisteme bal ksmlarda basn kontroln ve ayarn salamaktr.

- Basn snrlama valflar: Bu valflarla, sistemin basnc ayarlanr ve ayarlanan deerle snrlandrlr. Kontrol basnc olarak valfn giriindeki basn(P) esas alnr.

- Basn ayarlama valflar: Bu valflar, giri basncnn deiken yksek deerler almas halinde, k basncn azaltr. Kontrol basnc olarak valfn kndaki basn esas alnr.

ekil 24 Basn Kontrol Valflar

34

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 25 Basn Snrlama Valf (Devre emas)

ekil 26 Basn Snrlama Valf (Kesit Grnm)

35

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya 4.1.1 BASIN KONTROL VALFLARININ GREVLER -Emniyet valf olarak. rnein pompaya emniyet valf olarak yerletirilen basn kontrol valf, pompay ar ykten korur. Bu valf, pompann maksimum basncna ayarlanm olup sadece acil durumlarda alr. -Tutma valf olarak. Bunlar, ekici arlklarn neden olduu ktlesel kuvvetleri tutmak, bir baka deyile karlamak iin kullanlr. Byle bir valf basn dengeli ve tank kaps yklenebilir olmaldr. -Frenleme valf olarak. Bunlar, ynlendirme valflarnn ani olarak konum deitirmesi ile meydana gelen ktlesel kuvvetlerin neden olabilecei basntaki ani ykselmeleri nler. -Anahtar valf(basn kumandal anahtar valf) Bunlar, ayarlanan basncn almas halinde, srada bulunan kullancya akkan geiini temin eder. Bu ama iin iten ve dtan kumandal basn kontrol valflar mevcuttur. Oturmal veya srgl basn kontrol valflarnn, anahtar valf olarak kullanlabilmesi iin basn dengesinin temin edilmi olmas ve tank kapsnn yklenmesi halinde bu ykn valfn alma karakteristiine etki etmemesi gerekir.

ekil 27 Basn Snrlama Valf, ten kontroll, Yastklanm

36

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 28 Basn Snrlama Valf, Dtan Kontroll

ekil 29 2 Yollu Basn Ayar Valf

37

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 30 3 Yollu Basn Ayar Valf

4.2. YN DENETM VALFLARI Hidrolik sistemde meydana getirilen hareket ve kuvvetlerin balatlmas, durdurulmas veya ynnn belirlenebilmesinde kullanlan valflara yn denetim valflar denir.

ekil 31 2/2 Ynlendirme Valf

38

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

4.2.1.YNLENDRME VALFININ SEMBOL: Ynlendirme valflarnn gsteriliini belirleyen hususlar - Valfn her konumu bir kare ile gsterilir.

- Ak ynleri veya yollar oklarla iaretlenir. - Kapal balant yerleri yatay izgi ile gsterilir. - Balant yerleri izgi olarak valfn ilgili konumunda belirtilir. - Kaak ya iin ngrlen balant yerleri kesikli izgi ile gsterilir ve kontrol

iin ngrlen balant yerlerinden ayrt etmek iin (L) harfi ilave edilir. - Valfn konumlar, normlatrlm olmakla beraber, daha ziyade soldan

saa doru a, b, .... ve 3-konumlu valflarda sakin konum 0 ile iaretlenir.

ekil 32 Valf Konumlar

ekil 33 Valf Konumlar

Ynlendirme valflar, balant yerlerinin ve konumlarnn saysna gre aada olduu gibi ifade edilir.

39

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

- 2/2- Ynlendirme valfl - 3/2- Ynlendirme valfl - 4/2- Ynlendirme valfl - 5/2- Ynlendirme valfl - 4/3- Ynlendirme valfl Kullanm amacna bal olarak, pratikte daha bir ok deiik eitler vardr.

ekil 34 Ynlendirme Valflar

40

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

Sakin konum: P den A ya ak kapal Kumanda edilmi konum: P den A ya ak ak

ekil 35 2/2 Ynlendirme Valf ( srg prensibine gre)

ekil 36 2/2 Ynlendirme Valf ( Oturma prensibine gre)

41

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 37 Sembolik Olarak Oturmal Valfn Gsterimi

ekil 38 Tek Etkili Bir Silindirin Tahrik ve Kontrol (Devre emas)

42

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 39 Tek Etkili Bir Silindirin Tahrik ve Kontrol (Kesit Grnmde)

ekil 40 3/2 Ynlendirme Valf

ekil 41 Kontrol Pistonlu 4/2 Ynlendirme Valf

43

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 42 ki Pistonlu 4/2 Ynlendirme Valf

ekil 43 4/3 Ynlendirme Valf Orta Konumlar 4.3. TEK YNL KAPAMA VALFLARI Tek ynl kapama valflar, hacimsel debinin akn bir ynde kapal tutup bunun tersi olan dier ynde serbest brakr. Buradaki kapama ilemi tamamen szdrmaz olmas gerektiinden, bunlar daima oturmal valf prensibine gre yaplr.

44

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 44 Tek Ynl Kapama Valflar

ekil 45 Yay Ykl Tek Ynl Kapama Valf

45

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 46 Alabilen Tek Ynl Kapama Valf (Ak B den A ya kapal)

ekil 47 Alabilen Tek Ynl Kapama Valf (Ak A dan B ye ak)

ekil 48 Alabilen Tek Ynl Kapama Valf (Ak B den A ya ak)

46

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 49 Alabilen Tek Ynl Kapama Valf

4.4. AKI KONTROL VALFLARI Ak kontrol valflar bir silindirin hzn veya bir motorun devir saysn azaltmak iin kullanr. Hz ve devir says byklk olarak hacimsel debiye bal olduundan, bunlar azaltmak iin hacimsel debinin azaltlmas gerekir. Ak kontrol valf ile ak kesitinin daraltlmas sonucunda, daralan kesitin giriinde basn ykselmesi meydana gelir. Bu ekilde ykselen basn, basn snrlama valfnn almasna ve hacimsel debinin blnmesine neden olur. Bylece hacimsel debiyi blmek sureti ile hz ve devir says iin gerekli miktar i elemanna gnderilirken artan ksmda basn snrlama valf zerinden tank a gnderilir. Ak kontrol valflar, kontrol ve ayarlama durumuna gre aada olduu gibi ayrlr.

- Ak Kontrol valflar - Ak Ayar Valflar Ak kontrol valf olarak ksc ve orifis kullanlr.

47

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

4.4.1. KISICI VE ORFS VALFLAR

Ksc ve Orifis Valflar, ak iin bir diren tekil eder. Bu direncin bykl ak kesitinin bykl ile geometrik ekline ve akkann viskozitesine baldr. Akkan diren tekil eden yerlerden geerken, srtnmeler ve ak hzndaki ykselmeler nedeni ile basn dmesi meydana gelir.

ekil 50 Orifis ve Ksma Etkisi

4.4.2. TEK YNL KISMA VALFI Tek ynl ksma valf bir adet ksc valf ile bir adet tek ynl kapama valfnn

birletirilmesinden meydana gelmi bir bileik valftr. Bu valfta ksma ilemi sadece bir ynde etkili olur. Ksma valf yke baml olarak hacimsel debiyi sadece bir ynde kontrol eder. Ak A da B ye doru kslr. B dan A ya kapama elemannn oturma yzeyinden kaldrlmas ile kesitin tamam serbest braklacandan ksma etkili olmaz.

ekil 51 Tek Ynl Ksma Valf

48

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

4.4.3. AKI AYAR VALFLARI Ksc valflarn basn fark p ile hacimsel debi Q arasndaki bant p = Q

dir. Yk deiimlerinin sz konusu olduu durumlarda, kullancya giden hacimsel debinin sabit kalmas isteniyorsa ksma valfnn giri ve k arasndaki basn fark p sabit tutulmaldr. Bu nedenle ak ayart valf, biri istenilen hacimsel debiyi ayarlamak iin ayarlanabilen ksma valf (2) (Ayarlanabilen ksc) ve dieri bu ayarlanabilen ksma valfnn giri ve knda etkili olan basnlara gre, ayarlanabilen ksma valfnn giri ve kndaki basn farkn sabit tutacak ekilde kendi direncini otomatik olarak deitiren bir ksma valfndan (1) ( Otomatik ksc veya basn terazisi) meydan gelir. Burada her iki kscnn toplam direnci, Basn snrlama valf ile birlikte debinin blnmesine etki eder. Otomatik ksc (1) ayarlanabilen kscnn (2) nnde yada arkasnda bulunabilir.

ekil 52 2-Yollu Ak Ayar Valf

Valf sakin konumda aktr. Ak balaynca, ayarlanabilen kscnn nnde giri basnc p oluur.Ayarlanabilen valfta basn dmesi p meydana gelir. p2 < p dir. Otomatik kscnn dengede olmas iin F2 tarafna bir yaya konulmas gerekir. Bu yay, ayarlanabilen ksc zerindeki sabit basn farknn korunmas iin etkili olur. Valfn kna kullanc tarafndan yk etkimesi halinde otomatik ksc kendi direncini ykn artmas ile meydana gelen dirence edeerde azaltr. Yksz durumda otomatik ksc yay yardm ile dengede olup, arzu edilen debinin temini iin ayarlanabilen valfn gsterdii dirence edeerde bir diren ortaya koyar. Valfn kndaki basncn ykselmesi halinde p2 basnc da ykselir. >Bu ekilde ayarlanabilen ksc zerindeki basn fark da deiir. Ayn zamanda p2 basnc AK2 piston yzeyine etkir. Bu ekilde meydana gelen kuvvet, yay kuvveti ile birlikte otomatik kscya etki eder. Otomatik ksc F1 ve F2 kuvvetleri arasnda

49

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya tekrar denge kuruluncaya kadar ve ayarlanabilen kscdaki basn fark orijinal deerini alncaya kadar almaya devam eder. 2- yollu ak kontrol valfnda kullanlmayan akkan fazlas ksc valflarda olduu gibi BSV (Basn Snrlama Valf) zerinden tanka gnderilir.

ekil 53 2-Yollu Ak Ayar Valf

Valfn kndaki basncn azalmas halinde basn fark p ykselir. Bylece pistonun AK2 yzeyine etkiyen basnta azalr ve F1 kuvveti F2 kuvvetinden daha byk olur. Otomatik ksc, F1 ve F2 kuvvetleri arasndaki denge tekrar kuruluncaya kadar kapanmaya devam eder. Bu ekildeki ayarlama olay, giriteki basncn deimesi halinde de ayn biimde etkili olur. Bir baka deyile, giriteki basncn deimesi halinde de ayarlanabilen ksc zerindeki basn fark p sabit kalarak, kullancya giden debinin deimemesi salanr.

50

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

HDROLK SLNDRLER, HDROLK MOTORLAR ve YARDIMCI DONANIM Hidrolik silindirler; byk g gerektiren ve mekanik olan maliyeti ok yksek olan (veya yaplamayan) sistemlerde kullanlrlar. Mekanik sistemlere gre ucuzluk, montaj kolayl, bakm kolayl, alan paralarn az olmas sebebiyle daha az arzal , yksek kuvvetler elde edebilme gibi stnlkleri nedeni ile tercih edilmektedir. Hidrolik pompa tarafndan retilen basn enerjisi hidrolik silindir tarafndan dorusal harekete dntrlr. Silindirin aplarn deitirmek sureti ile ayn basn deerinde farkl kuvvetler elde edilir. Silindirlerle elde edebileceimiz kuvveti u forml ile bulabiliriz: F=P*A*

Formlnde F kuvvet (kgf), P basn (bar) A etkili alandr (cm kare), verimdir.

Sisteminizde gerekli olan kuvveti biliyor isek bu formlde basnl veya alan sabit bir deer olarak kabul ederek deerini bulabiliriz. Hidrolik sistemlerde verim 0.85 0.95 arasndadr. Basn bydke verim ykselir. Verimi etkileyen ana etkenleri u ekilde sralayabiliriz; silindir borusu i ap yzey kalitesi, silindir mili yzey kalitesi ve szdrmazlk elemanlar tipi. Hidrolik silindirleri;

1. Tek Etkili Silindirler 2. ift Etkili Silindirler 3. zel Silindirler

a) Teleskobik Silindirler b) Tandem Silindirler c) Dubleks Silindirler d) Basn Ykseltici Silindirler e) Dndrcler

eklinde Gruplandrabiliriz

BLM 5

51

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

5.1.TEK ETKL SLNDRLER Silindir ileri giderken veya geri dnerken i yapar ,dier ynde ise kendi arl ile veya bir d etki sonucu hareket edebilir. Silindire ya tek ynde verebiliriz. Tek etkili silindir konstrksiyonu ve devre dizaynlar ift etkili silindirlere gre daha dk maliyettedir. Tek etkili silindirlerde honlanm boru kullanma zarureti yoktur. Ancak bu durumda pistonda kee kullanlmayaca iin etkili olan boru alan deil mil olacaktr. Bu sebepten dolay mil apnn byk tutulmas etkili alan arttraca iin pistondan elde edeceimiz kuvvet artacaktr.

ekil 54 Tek Etkili Silindir

ekil 55 Tek Etkili Silindirler

52

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya 5.2.FT ETKL SLNDRLER Silindir hem ileri giderken hem de geri dnerken i yapabilir. En yaygn kullanlan silindir tipidir. Mil farkndan tr piston milinin dar k sresi ile geri dn sresi ayn olmaz (sistem debisinin ayn olduu kabul edilirse). Gidi ve dn srelerinin ayn olmas isteniyor ise ift milli (mil aplar eit olur) silindirler kullanlabilir.

Hidrolik silindirin bir tarafna ya verildiinde dier taraf depoya balanr silindirin alabilecei maksimum hz ve basn imalat firma tarafndan belirtilmitir (belirtilmelidir). Bu deerlerin almamas gereklidir.

Silindirin almas esnasnda strok balangcnda ve sonunda arpmadan dolay darbeler oluur (silindirin hz fazla ise). Bu darbeler sistemimize zarar verebilir. Bunu nlemek iin strok balangcnda ve sonunda yastklama (hareketin yavalamas iin yaplan dzenleme) ileminin silindir imalat aamasnda yaplm olmas gerekmektedir.

ekil 56 ift Etkili Silindirler

53

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya 5.3. ZEL SLNDRLER

5.3.1. TELOSKOPK SLNDRLER Konstrksiyonumuz kk boyutlu ve uzun stroklu silindir gerektiriyor ise teleskopik silindir kullanmamz gerekir. Teleskopik silindir kuvvet hesab yaplrken en kk ap dikkate alnmaldr. Teleskopik silindirler hem ift etkili hem de tek etkili olarak yaplabilirler. Kamyonlarda kasalarn yukar kaldrlmasnda, asansrlerde, treylerlerin yana devrilmesinde vs. ilerin yaplmasnda teleskopik silindirler kullanlabilir

5.3.2. TANDEM SLNDRLER Sistemimiz kk boyut ve yksek kuvvet gerektiriyor ise tandem silindir iki veya daha fazla eit stroklu silindirlerden olumutur. Silindir, ierdii silindirlerin her birinin uygulad kuvvetlerin toplam kadar kuvvet uygulanr. 5.3.3. DUBLEKS SLNDRLER Piston silindirleri birbirine bal olmayan stoklar farkl iki silindirden oluur. Bu silindirin zellii konum vermesidir. Birinci konum her iki piston geride iken ikinci konum ksa stroklu silindir ilerlediinde, nc konum uzun stroklu silindir ilerlediinde elde edilir.

5.3.4. BASIN YKSELTC SLNDRLER Sistemde salanan basncn yeterli olmad durumlarda basn ykseltici silindir kullanlarak akkann basnc daha yksee kartlr ve bu akkan baka bir silindirde kullanlarak sistem basnc kullanarak elde edebileceimiz kuvvetten daha byk kuvvet elde edebiliriz. Sistem basnc byk apl pistonu iterek kk apl pistonun nnde bulunan ya sktrarak alan fark kadar basnc arttrr.

5.3.5.DNDRME MEKANZMALARI (AKTUATRLER) Silindir dorusal hareket verir. Ancak baz sistemlerde belli dnme aralklar istenir (90-180-240-360). Bir vanann alp kapanmas, tat tekerleklerinin ynlendirilmesi vs. uygulama alan olarak gsterilebilir

Hidrolik silindirlerle temin edilebilen hareketlerin balca uygulama alanlar aada belirtilmitir 1.Takm Tezgahlar 1.1 lerleme hareketi 1.2 Takm ve i paras hareketleri 1.3 Tutma ve skma tertibatlar iin gerekli hareketler 1.4 Planya ve darbeli alan talal imalat makinelerinin kesme hareketleri 1.5 Preslerdeki, bask ve basnl dkm makinelerindeki hareketler vb.

54

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya 2. Kaldrma Ve letme makineleri 2.1 Damperler 2.2 makineleri ve atall ykleyicilerdeki devirme, kaldrma ve salnm gibi hareketler 2.3 makinelerinin direksiyon sistemleri 3. Hareketli Cihazlar 3.1 Kepe,traktr gibi hareketli kaldrma makineleri 3.2 Beton pompalar 3.3 p kamyonlar vs. 3.4 Yk kamyonlar kapaklar 4. Uaklar 4.1 Hava alanlarnda kullanlan tatlarda kullanlan tatlardaki ykleme, Kaldrma, devirme ve salnm hareketleri 4.2 Uak kaplar, kapaklar tekerlek sistemleri vs. 5.Gemiler 5.1 Krek hareketi 5.2 Gemi pervanesinin kontrol 5.4. HDROLK MOTORLAR Hidrolik motorlar tahrik ksmna ait yap elemandr. Bunlar i eleman olup, hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye evirmek suretiyle dnme hareketi temin ederler. Dnme hareketi belli bir a ile oluyor ise bu i elemanna salnm motoru denir. Hidrolik motorlar aadaki gibi snflandrlmtr.

- Sabit debili motorlar - Deiken debili motorlar.

5.5. YARDIMCI DONANIM Daha nceki ksmlarda ele alnan ynlendirme valflar basn kontrol valflar hidrolik silindirler v.s. gibi hidrolik yap elemanlarnn yan sra, aada belirtilen yardmc donatm elemanlar da hidrolik sistemlerin almas iin nemlidir.

- Hortumlar - Hortum balant elemanlar - Borular - Vidal balant elemanlar

55

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

- Balant plakalar - Hava tahliye valf - Basn gstergesi - Debi gstergesi

ekil 57 Hortum Hatlar in montaj Kurallar

ekil 58 Basit Bir Hidrolik Sisteminde Balang Konumu

56

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 59 Basit Bir Hidrolik Sisteminde leri Hareket

ekil 60 Basit Bir Hidrolik Sisteminde Geri Hareket

57

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 61 Basn Birimlerinin Birbirine evrimi

58

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 62 Byklkler, Gsterilii, Boyutu

59

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 63 Enerji letimi ve Hazrlanmas

60

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

PNMATKTE TEMEL KAVRAMLAR

Basnl hava, insanlarn kulland ilk enerji trlerinden biridir. Bilinen en eski uygulama M.. 2500 yllarnda kullanlan hava krdr. Basnl hava yakn dnemlerde madencilik ve metalrji sektrnde kullanlmtr.

Tm endstriyel tesisler her hangi bir tip akkan ihtiva eden bir g sistemi

kullanr.Bu sistemde i, basn altnda bulunan bir akkan vastasyla salanr.Bir akkanl g sistemi, stma veya soutma gibi, bir ilemin srecinin paras olarak ilev yapabilir, veya basnl hava gibi,yardmc hizmet sistemi olarak kullanlabilir.Bir akkan, ya veya su gibi bir sv yada bir gaz olabilir.Endstriyel uygulamalarda en ok kullanlan bir gaz olan basnl hava ile birlikte, azot ve karbondioksit de kullanlr.Kuvvet iletimi amacyla bir svnn kullanld akkanl g sistemine Hidrolik Sistem ad verilir. Kuvvet iletimini bir gaz kullanmak suretiyle salayan sisteme ise Pnmatik Sistem denir. Pnmatik kelimesi, grnmeyen gaz anlamna gelen Yunanca bir kelimeden tretilmitir. nceleri, Pnmatik kelimesi yalnzca, hava akn ifade etmek iin kullanlrd.Gnmzde ise bu kelime, basnl bir sistemdeki herhangi bir gazn ak iin kullanlmaktadr.

Pnmatik gaz basnc ile alan sistemlerin hareket ve kontroln gerekletiren uygulama alandr. Pratik olarak vakum ve pozitif hava basnc ile alan sistemler ve devre elemanlar pnmatiin kapsam ierisinde deerlendirilir. Pnmatik sistemlerin i yapma biimlerinden bazlar;haval el aletlerinin,dorusal hareket cihazlarnn,kap ama sistemlerinin ve dner hareketli cihazlarn altrlmasn ierir. Pnmatik kaldrma cihaz birok ar sanayi tesislerinde bulunabilir;Pnmatik konveyrler ise ham maddelerin ilenmesi iin kullanlr.Pnmatik sistemler, kimyasal ilem cihaznda ve byk kapasiteli iklimlendirme (klima)sistemlerinde mevcut ak valflarnn kontrolunda da kullanlr.Daha gelimi sistemlerde ise, sralama kontrol valflarn altrmak iin pnmatikten, elektrik rlelerinde olduu biimde yararlanlr.

Pnmatik sistemlerin endstriyel uygulamalarda sklkla kullanlmas, pnmatik alma ve kontrol elemanlarnn karakteristik zellerinin yan sra enerji kayna olan kullanlan basnl havann olumlu zellikler sahip olmas ile de doru orantldr.

Basnl havann temel zellikleri yle sralanabilir;

- Hava, etrafmz saran atmosferde snrsz bir kaynak olarak bulunur.

- Hava her yerde bulunduu iin kullanldktan sonra tekrar geri kazanlmasna gerek kalmadan atmosfere atlabilir. Dolays ile sistemde geri dn atna ihtiya duyulmaz.

BLM 6

61

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

- Basnl hava sktrlm olarak depolanabilir ve ihtiya duyulduu zaman kullanlabilir.

- Genellikle havann karakteristik zellileri scaklkta ok fazla deimedii iin

belirli bir scaklk aralnda gvenle kullanlabilir.

- Yanc ve patlayc zellii yoktur. Dolays ile bu tr tehlikelerin olduu yerde gvenle kullanlabilir.

- Basnl hava zehirli deildir. Sistemdeki olas kaaklar ve tahliye havas evreyi kirletmez. Ancak sistemde basnl havann yalanmasnn gerekli olduu durumlarda havann iinde az da olsa bir miktar ya bulunur. Bu yalar genellikle mineral esasl olduu iin dorudan atmosfere braklmas durumunda evre sal asndan uygun deildir. Bu tip durumlarda sistemlerin kaaklarn olmamasn ve tahliye havasnn toplanarak yadan arndrldktan sonra atmosfere atlmas gerekmektedir. Bu durum ila, gda ve tekstil sektr uygulamalarnda son derece nemlidir.

- Kullanlan havann basnc baz zel uygulamalar haricinde 10 bar deerinin

zerine kmad iin kullanlan elemanlarn i yaplar basittir.

- Yksek hzlarda almak mmkndr. Standart silindirlerle 2 m/sn , baz zel silindirlerle 30-40 m/sn hzlara erimek mmkndr.

- Pnmatik sistemlerin basn ve hzn kademesiz olarak ayarlanmas

mmkndr. Ancak havann sktrlabilir olma zelliinden tr ok dk hzlara inilmesi hassas hz ve konum ayar yaplmas gereken durumlarda baz zel elemanlarn ve elektrik kontrol sistemlerinin kullanlmas gerekmektedir. Standart elemanlarla ok dk hzlara inilmesi durumunda kesintili ve darbeli hareket gzlemlenebilir.

- Pnmatik sistemler kendinden korumaldr. Ar yk durumunda elemanlar

durur ve ancak yk kaktnda tekrar alr.

- Basnl hava ierisinde bir miktar toz ve nem bulundurulur. Bu maddeler hava tesisatnda ve alma elemanlarnda paslanmaya ve tkanmalara yol aabilir. Dolays ile basnl hava kullanlmadan nce mutlaka toz ve nemden arndrlmaldr.

- Pnmatik sistemlerde kullanlan basncn dk olmasna paralel olarak elde

edilebilecek kuvvetlerde snrldr. Pratikte 30000-40000 N mertebesinde kuvvetlere kadar pnmatik elemanlar kullanlmaktadr. Daha byk kuvvetler iin gerekli olan elemanlarn boyutlar ok byk olaca iin sistem ekonomik olmaktan kar.

62

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

- Basnl havann retilmesi iin gereken birim enerji maliyeti yksektir. Ancak kullanlan elemanlar alternatif sistemlere gre daha ucuz olduu iin toplam sistem maliyeti dengelenmektedir.

6.1 TEMEL FZKSEL BLGLER

Hava eitli gazlarn karmndan meydana gelmitir. Karmda balca aadaki bileenler bulunur.

% 78 Azot % 21 Oksijen

Yukardaki temel bileenlere ek olarak Havann ierisinde yaklak olarak % 1

orannda Karbondioksit, Hidrojen, Azotdioksit, Karbonmonoksit, Helyum, argon, Neon, Kripton bulunmaktadr.

Fiziksel yasalarn daha iyi anlalmas iin aada temel fiziksel byklkler

(birimler) gsterilmitir. Birimler Uluslar aras Birimler Sistemindeki tanmlaryla verilmitir. Temel Birimler Byklk Sembol Birim Uzunluk l Metre (m) Ktle m Kilogram (kg) Zaman t Saniye (s) Scaklk T Kelvin (K, 0C = 273 K) Tretilmi Birimler Byklk Sembol Birim Kuvvet F Newton (N), 1 N = 1 kg . m/s2 Alan A Metrekare (m) Hacim V Metrkekp (m) Debi Q (m/s) Basn p Paskal (Pa) 1 Pa = 1 N /m 1 bar = 100 k Pa

63

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya Newton Yasas : Kuvvet = Ktle x vme F = m x a a, serbest dmede yer ekimi vmesidir, g= 9,81 m /s

Yeryzn dorudan etkileyen basn atmosfer basncdr (atm). Bu basn referans basnc olarak da isimlendirilir. Bu basn seviyesinin stndeki basn seviyeleri etkin basn olarak isimlendirilir. Atmosfer basncnn altndaki basn seviyeleri vakum olarak isimlendirilir.

Bu durum aadaki diyagramda daha ak olarak gsterilmitir.

ekil 64 Hava Basnc

Atmosfer basnc sabit deildir. Atmosfer basnc corafik konuma ve hava durumuna gre deiiri.

Mutlak basn, sfr basn seviyesinin referans alnmasyla llen basntr. Mutlak basn, atmosfer basncyla etkin basncn toplamna eittir. Pratikte genellikle atmosfer basnc zerindeki basnc gsteren manometreler kullanlr. Mutlak basn deeri bu basncn yaklak olarak 1 bar (100 kPa) zerindedir.

6.2 HAVANIN ZELLKLER Genel olarak btn gazlarda olduu gibi havannda belli bir ekli yoktur. Sahip

olduu eklini ok kk bir diren karsnda deitirir. Bir baka ekilde sylemek gerekirse iinde bulunduu hacmin eklini alr. Bu zelleri ile hava sktrlabilen bir akkandr.

64

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

ekil 65 Boyle Mariotte Yasas

Havann sktrlabilmesi ile ilgili fiziksel yasa Boyle Mariott tarafndan aadaki ekilde tanmlanmtr. Sabit scaklkta kapal bir hacimdeki ve belli bir ktledeki havann mutlak basncyla, hacmi birbirleriyle ters orantl olarak deiir. Bir baka deile belli bir gaz ktlesi iin; hacim basncyla, hacmin arpm sabit kalr.

P1 x V1 = P2 x V2 = P3 x V3 = Sabit Mutlak basn (Pm) ve gsterge basnc (Pg) arasndaki iliki:

Pm = Pg + 101.3 kPa ve

Pg = Pm - 101.3 kPa

Yukardaki gibi bir sktrma problemi, genellikle u ekilde karnza kar:198.7 kPa basnta ve 0.3 m3 hacimdeki hava 0.15 m3 hacme sktrldnda gsterge basnc ne olur? Bu problem u ekilde zlr:

198.7 kPa + 101.3 kPa = 300 kPa

P2 = P1 x V1 / V2 = 300 x 0.3 / 0.15 = 600 kPa (mutlak basn) Psig = psia - 101.3 kPa = (600 kPa) (101.3 kPa) = 498.7 kPa (gsterge basnc)

65

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya rnek: Atmosfer basncnda bulunan hava eer sabit scaklkta hacminin 1/7 sine kadar skrsa hangi basn seviyesine ular. P1 x V1 = P2 x V2 P2 = P1 x V1 / V2 Not: V2 / V1 = 1/7 P1 = pat = 1 bar = 100 kPa P2 =1 x 7 = 7 bar = 700 kPa (Mutlak basn) Buradan: pe = pmut pat ~ (7-1) bar = 6 bar = 600 kPa

Pnmatik sistemlerin durumunu kontrol eden ve en fazla bilinen fizik kanunlarndan biri Paskal Kanunudur.Paskal kanununa gre;bir gaz kapal bir kap iinde ve basn altnda tutulduunda,basn, gaz tarafndan her ynde eit olarak iletilir. Eer kap esnek bir malzemeden yaplmsa, kresel (balon biiminde) bir ekil alr. Basnl gaz tanklarnn ou uzun silindir eklinde olup, ba taraflar basnc daha etkili bir biimde tutabilmek amacyla, yarm kre eklindedir. Bu tasarm kullanlarak basnl bir kap, i emniyetinden fedakarlk etmeden, daha ince elik sac plakalardan imal edilebilir.

ekil 66 Basnl Gaz Tank

Is ile ilgili dier bir fizik kanunu da Charles Kanunudur.Bu kanuna gre;

Kapal bir kap iinde bulunan belli miktardaki bir gazn hacmi sabit kald taktirde gaz basncndaki deime, gazn mutlak scaklnn (T) deimesi ile doru orantldr. Bu, aadaki eitlik kullanlarak hesaplanr:

P2 = P1 x T2 / T2

66

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

Charles kanunu, ayrca, unu da ifade eder; Eer kapal bir kap iinde

bulunan belli miktardaki bir gazn basnc sabit kalrsa, gazn hacmindeki (V) deime, gazn scaklk deiimi ile doru orantldr. Bu, aadaki eitlikte gsterilmitir:

V2 = V1 x T2 / T1 Yukardaki eitliklerin her ikisinde de scaklk, mutlak scaklk olarak

belirtilmitir. Charles kanunu uygulamasnda mutlak scaklk deerinin kullanlmasnn nedeni, santigrat scaklk derecelerinin kullanlmasndan dolay ortaya kabilecek karkl nlemektir. Mutlak scaklk, mutlak sfr noktas olan -273.16 oC veya 0 K (sfr derece Kelvin)de balar.Bu esasa gre: 0 oC scaklk 273.16 K mutlak scaklk deerine 20 oC scaklk ise 293.16 K (273.16 + 20) deerine eittir.

Scakln deitirmeksizin havann sktrlmas imkansz olduundan, gerek bir pnmatik sistemde Boyle ve Charles kanunlar birbirinden ayr olarak uygulanamaz. Bu kanunlarn her ikisi de, aadaki eitlikle ifade edilen ideal gaz kanununa uygun olarak, birlikte kullanlabilir: P1 x V1 / T1 = P2 x V2 / T2

Bu eitlie gre yaplacak hesaplamalarda, mutlak basn kPa veya bar ve mutlak sfr (K) deerinin kullanlmas gerektiine dikkat ediniz. Bu, eitlik bir gazn ikinci haldeki basncnn, hacminin ve scaklnn,gazn ilk haldeki basn,hacim ve scaklk deerlerine eit olduunu da gstermektedir.Bununla beraber, gerek uygulamalarda;rutubet,srtnme ss ve verim kayplar gibi dier faktrler gazn durumunu etkiler fakat, deal gaz kanunu, projelendirme hesaplarnda yinede nemli bir eitlik olarak kullanlmaktadr.

6.3 KUVVET AIRLIK VE KTLE

Kuvvet, bir cismin konumunu veya hareketini deitirmek amacyla, o cismin zerine tatbik edilen bir itme veya bir ekme etkisidir. Bu etki; bir hareketi balatmay, durdurmay yada hareketin hzn veya ynn deitirmeyi kapsar. Bir pnmatik sistemin ilevini srdre bilmesi iin, sistemde devaml olarak bir kuvvetin mevcut olmas gerekir. Bu kuvveti de basnl hava salar.

Bir kompresr havay atmosfer basncnda emer, sktrr ve bir tankn iinde

depolar. Tank iinde bulunan bu basnl hava ise, tanktan pnmatik donanma giden hava borularna akar. Sistem elemanlarnn ve kompresr k valflarnn direnci nedeniyle basn meydana gelir. Sistemde cihaz almakta iken, yksek basnl hava kuvvetinin, boru tesisatnda oluan ak direncini yenebilecek ve sistemin iini yapan ekipman altrabilecek bir deerde olmas gerekir. Sistemin i yk ne kadar bykse, o kadar kuvvete ihtiya vardr.

67

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya Bir cismin veya bir maddenin, cisim zerine etki eden yer ekimi kuvveti veya

ekim nedeniyle bir arl mevcuttur. Bir pnmatik sistemde; kompresrn, hava tankn, boru hatlarnn, tm sistem aksamnn ve sistem iindeki havann bile belli bir arl vardr. ster hava tankn iinde olsun , ister sistem iinde hareket etsin, bu byledir.

Btn cisimlerin ve maddelerin bir ktlesi vardr. Ktle, bir cismin

bnyesindeki madde miktarna ve ataletini; yani, hareket etmeye kar olan direncini belirtir. Bir cismin ktlesi, o cismin yerkre zerindeki veya baka herhangi bir yerekimi alanndaki arln belirler. Bir cismin ataleti ise, o cismi kaldrmak yada hareket ettirmek veya hzn yada hareket ynn deitirmek iin ne kadar kuvvet gerektiini belirtir.

Bir cismin younluu, o cismin zgl hacminin veya birim hacminin

arldr. 1m3 kuru havann, atmosfer basncnda ve 15,5 oC scaklktaki younluu 1,217 kg dr. Bu daha genel olarak, 1,217kg/m3 eklinde ifade edilir.%100 bal nem ihtiva eden havann, atmosfer basncnda ve 15.5 oC scaklktaki younluu ise 1.201 kg/m3tr.Nemli havann younluu kuru havannkinden daha dktr; nk havann iinde bulunan su buhar havann fazla skabilmesine izin vermez.Bunun sonucu olarak nemli havann arl daha azdr.Younluu 1.217 kg/m3 olan havann 1 kg. arlk deerinde olabilmesi iin, yaklak 0.821 m3 hacminde olmas gerekir

Bildiiniz gibi hava; su veya hidrolik akkana kyasla ok daha hafiftir.Havann

nispeten dk younlukta olmas havay, uzun mesafeli ve yksek hz gerektiren uygulamalar iin,elverili klar.Ayrca, havann arl ve ataletinin dk olmasndan dolay,hidrolik sistemlerde bir valfn ani olarak kapanmas halinde hidrolik akkann meydana getirdii darbeler,pnmatik sistemde rastlanmaz.

6.4 VE ENERJ

Bir kuvvet ( Newton olarak), belli bir mesafe iinde ( metre olarak) hareket ettiinde, bir i yaplm olur.Yaplan i miktar,aadaki eitlikte gsterildii gibi ifade edilir:

ekil 67

68

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

= Kuvvet (N) Yol (metre) = Joule

Bir pnmatik sistemde kuvvet , bir silindir iinde hareket eden bir piston yzeyine etki eden hava basnc vastasyla uygulanr.Bu pnmatik kuvvet, piston hareket ettike, strok boyunca etki eder. Aadaki eitlikleri kullanarak, piston tarafndan yaplan ii belirleyebilirsiniz:

Kuvvet (F) = Basn piston alan = N m2 m2 = N (W) = Kuvvet Pistonun kat ettii mesafe = N m = Joule

Bu birimi kilojouleye evirmek iin 1000e blnz J 1000 = kJ G,verilen zaman sreci iinde (saniye), yaplan i (Newton X metre ) olup,

Newton X metre / saniye, eklinde tanmlanr.G miktar, aadaki eitlik vastasyla bulunabilir. G,verilen zaman sreci iinde (saniye), yaplan i (Newton X metre ) olup, Newton X metre / saniye, eklinde tanmlanr.G miktar, aadaki eitlik vastasyla bulunabilir. G (P) = / zaman Joule / saniye = Newton metre / saniye Hesaplanan g deerinin bir anlam ifade edebilmesi iin, bir l birimiyle karlatrlmas gerekir.G llmesinde kullanlan birim Watt (w) olup, aadaki gibi hesaplanr: Watt = Newton metre / saniye Veya

kW = kN metre / saniye

69

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya G kullanarak i yaplabilmesi iin, enerji sarf etmek arttr.Enerjinin

Korunumu Kanununa gre: Enerji yoktan var edilemez veya yok edilemez, sadece ekli deitirilebilir. Bu bakmdan, biz bir eit enerji kullanarak baka eit enerji elde ederiz. Bu enerjinin bir ksm, faydal i yapar. Dier bir ksm ise, sadece srtnme kuvvetini yenmek iin harcanr. Srtnmeyi yenen bu enerji kaybolmayp, s enerjisine dnr

Pnmatik sistemlerde kullanlan enerji tipleri, genellikle aada belirtildii gibidir: Kompresr tarafndan meydana getirilen pnmatik enerji Basnl hava vastasyla bir cisim kaldrld veya hareket ettirildii zaman

hasl olan kinetik enerji Kaldrlan veya hareket ettirilen cismin o andaki konumunda sahip olduu

potansiyel enerji Kompresr motorunda, kompresrde, hareket halindeki havada ve hareketli

pistonda srtnme nedeniyle meydana gelen s enerjisi

6.5 SIKITIRABLRLK Fiilen sktrlamaz svlarn aksine, hava kolayca sktrla bilir ve nispeten

kk hacimli kaplar iinde byk miktarda depo edilebilir. Hava ne kadar ok sktrlrsa, basnc da o oranda artar. Bir depolama tanknda basn ne kadar yksekse, tankn da o nispetten salam olmas arttr.

6.6 BORULARDA HAVA AKII

Bir pnmatik sistemde dzgn yada laminar ak, hava akmnn en ideal eklidir; nk bu tip akta hava tabakalar hemen hemen birbirine paralel izgiler halinde hareket ederler.Dier btn akkanlarda olduu gibi, borunun i yzeyine en yakn olan hava tabakas en yava hareket eder. Bunun nedeni, akkan ile boru arasndaki srtnmedir. Hareket halindeki akkann (havann) bu en d tabakaya en yakn olan tabakas biraz daha hzl hareket eder ve bu ekilde, dier tabakalarn hz ak eksenine doru, gittike artar.

Trblansl ak artlar, genel olarak ak kesitinin istenilen ak hz iin

gereken kesit alanna kyasla ok kk olmas nedeniyle meydana gelir.Havann younluu ve viskozitesi de trblansl ak zerinde etkili olmakla birlikte; bunlarn etkisi, ak kesiti ve ak hz kadar fazla deildir.Przl cidarl ve dzgn ekilli olmayan boru kesitleri, ani ap genilemesi veya daralmas yapan kesitler ve ak ynnn birden bire deimesi gibi etkenlerin tmnden kanlmaldr.Havann daha kk ebatl bir kesit iinden gemesi gerektiinde ap daralmas (redksiyon), dzgn ve tedrici bir biimde olmaldr.

Trblansl ak havay str, daha yksek hava basnc gerektirdii iin g kaybna neden olur, pnmatik ekipmann hava giri ve k azlarnda ve ak kesitlerinde hasar meydana getirebilir.

70

HDROLK PNMATK SSTEMLER Kaya

6.7 HAVANIN VSKOZTES Havann viskozitesi havann iindeki srtnmenin bir ls olduu iin, aka kar bir diren olarak tanmlanabilir.Daha ak bir ifade ile, bir ak kesitinde laminar akm halinde, yani bir biri zerinde kayarak hareket etmekte olan st ste iki hava tabakas arasndaki diren deeridir. Havann viskozitesi, dinamik viskozite olarak bilinir. Bu, hava molekllerinin scaklk art ile birlikte etkinlik durumunu belirten bir ldr.Scaklk arttka, molekller hareket halinde iken ok daha sk olarak bir birine arparlar. Bu durum, molekllerin daha byk deerde bir ak direncine ve keza daha yksek bir dinamik viskoziteye sahip olacan ifade eder. 6.8 BERNOULL KANUNU Bir pnmatik sistem iinde basnl hava; kinetik ve potansiyel enerji olmak zere iki tip enerjiye sahiptir. Kinetik enerji, hava hareket halinde iken mevcuttur.Potansiyel enerji ise hava basncnn bir sonucu olarak meydana gelir. Bernouilli Kanununun belirttii zere; havann hz artarsa havann kinetik enerjisi de artar; fakat havann sahip olduu toplam enerji (potansiyel enerji + kinetik enerji) sabit kalr. Toplam enerji sabit kalmakla beraber; kinetik enerji artt taktirde, ap drlm bir kesit iinden akmakta olan havann potansiyel enerjisi azalr. Potansiyel enerjinin azalmas halinde ise havann basnc da der. Sanayi tesislerinde ok eitli pnmatik sistemler kullanlr. Pnmatik sistem, i yapmak iin gerekli kuvvet iletimini salamak amacyla, iinde kontroll basn altnda hava kullanlan bir boru tesisat devresidir. Bu sisteme, atmosfer basncndaki havay emmesi ve i yapldktan sonra da havay tekrar atmosfere atmas nedeniyle, ak sistem ad verilir.

71

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

BASINLI HAVANIN HAZIRLANMASI ve DAITILMASI

Bir pnmatik sistemin gvenli bir ekilde almasn salayabilmek iin basnl havann gereken iyilikte sisteme gnderilmesi gerekir. Basnl havann istenen kalitede olmas iin aadaki zelliklerde olmas gerekir.

Doru hava basnc Kuru hava Temiz hava

Eer yukardaki sz edilen zellikler yerine getirilmezse artan durma ve iletme maliyetleri gndeme gelir. Basnl hava hazrlama sisteminin ilk eleman kompresrdr. Tketimi yerine kontrol sistemine ulamadan nce basnl hava bir dizi devre elemanndan geirilir. Kompresrn tipi ve sistemde bulunduu yeri az yada ok pnmatik kontrol sistemine ulaan kirletici maddeleri, havann ierdii ya ve su miktarn etkiler. Aadaki devre elemanlar genellikle basnl hava devrelerinde ve hazrlanmasnda kullanlr.

Emme hatt filtresi Kompresr Hava kazan Kurutucu Basn hatt filtresi ve su tutucu Basn ayarlayc Yalayc Youma suyunu boaltma musluklar

yi hazrlamam hava sistem arzalarn artrr. Sistem elemanlarnn mrlerini ksaltr. Bunun dnda bu durum aada sz edilen sonular da dourur:

Silindir ve valflarn hareketli paralarnda ve szdrmazlk elemanlarnda ar anmalar.

Yalanm valflar Kirlenmi susturucular

7.1 BASIN SEVYES

Kural olarak pnmatik devre elemanlar maksimum 8-10 bar iletme basnc iin imal edilirler. Bununla birlikte ekonomik bir alma iin 6 barlk iletme basnc yeterlidir. Hava iletim hatlar ve elemanlardaki kayplardan tr meydana gelen basn dm 0,1-0,5 bar arasnda hesaplanmaldr. Sistemde istenilen basn dzeyini elde edebilmek iin kayplar da gz nnde bulundurularak kompresr 6,5-7 bar arasnda bir basn salamaldr.

BLM 7

72

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya Basnl havadaki basn salnmlarn mmkn olduu kadar azaltabilmek iin kompresr kna bir hava kazan konulur. Sistemdeki fazla hava gereksinimde hava kazan sisteme daha nceden biriktirmi olduu havay geri verir ve basn salnmlarn nler. Hava kazanndaki basncn belli bir deerin altna dmesi durumunda kompresr devreye girer ve basnc tekrar istenen deere getirir. Hava kazannn dier bir yarar da kompresrn srekli deil aralklarla almasn salamasdr. 7.2 KULLANMA FAKTR

Kompresrn kullanma faktrnn yaklak % 75 olmas tavsiye edilir. Bir pnmatik sistemin ortalama ve en fazla hava gereksinimini saptamak ve buna bal olarak kompresr semek gerekir. Eer sistemde daha sonra bir geniletme yaplacaksa, byle bir olasl sistemi ilk bata boyutlandrrken dikkate almak gerekir. Hava hazrlama sisteminde yaplacak daha sonraki geniletmeler nemli lde ek yatrm gerektirir.

Havann Kurutulmas

Kompresre evreden (atmosferden) alnan havada nem bulunur. Alnan havadaki nem miktar yzde bal nem oran ile ifade edilir. Bal nem oran hava scaklna ve basncna bamldr. Hava scakl ne kadar yksekse ierdii nem miktar da o lde yksektir. Eer hava nemi % 100 bal neme ularsa bir baka deile doyma noktasna ularsa hava iinde bulunan nem, eperlerde su damlacklarna dnmeye balar.

Eer nem youturularak dar alnmazsa, sisteme geerse aadaki sorunlara

neden olur: Boru, valf, silindir ve dier devre elemanlarnda anmalar Hareketli paralar arasnda bulunan yalayc maddelerin bozulmas yada yok

olmas. Bu durumlar devre elemannn ilevinin bozulmasna ve sistemin erken devre d

kalmasna neden olur. Szdrmazlk elemanlarndan szarak i paralarnn zerine (rnein: Gda maddeleri) giderek bozulmalarna neden olabilir.

7.3 KOMPRESR

Kompresrn seimi iletme basncna ve gerekli hava miktarna gre yaplr. Kompresrler yap tiplerine gre aadaki gruplara ayrlabilir.

73

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

ekil 68 Kompresr tipleri 7.3.1 PSTONLU KOMPRESR

Pistonlu bir kompresr emme valf inden emdii havay sktrma hacminde sktrr. k valf inden ise sktrlm havay sisteme gnderir.

Pistonlu kompresrlere ok sk rastlanr. Bunlar geni bir basn ve debi aral iin kullanlabilir. Yksek basn seviyelerine ulaabilmek iin kademeler aras havann soutulduu kademeli tipleri vardr.

Pistonlu kompresrlerde en uygun basn aralklar aada gsterilmitir.

400kPa a kadar (4 bar) tek kademeli 1500 kPa a kadar (15 bar) iki kademeli 1500 kPa zeri (15 bar) veya daha fazla kademeli

Olanakl olan fakat her zaman ekonomik olmayan basn aralklar aada

gsterilmitir.

1200 kPa a kadar (12 bar) tek kademeli 3000 kPa a kadar (30 bar) iki kademeli 22000 kPa zeri (220 bar) c veya daha fazla kademeli

7.3.2 DYAFRAMLI KOMPRESR

Diyaframl kompresrler de pistonlu kompresrler snfna girerler. Bu tr kompresrlerde sktrma hacmi bir diyaframla piston tarafndan ayrlmtr.Bunun getirdii yarar kompresrden basnl havaya herhangi bir ya karmasnn nlenmesidir. Bu avantaj nedeniyle diyaframl kompresrler ounlukla gda, ila ve kimya endstrisinde kullanlr.

74

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

Dner pistonlu kompresrlerde havay sktrmak amacyla dner pistonlar kullanlr. Pistonun dnmesi sresince hacim srekli kltlerek hava istenen basnca kadar sktrlr.

Vidal kompresrlerde ismendin de anlalaca gibi karlkl olarak alan vida eklinde iki mil vardr. ie dnen bu iki vida yzeyi araclyla hava sktrlr.

7.3.3 VDALI KOMPRESR

Hava kazan kompresr kndan gelen havay biriktirir. Hava kazan sistemin deiik zamanlardaki deiik hava gereksinimini dengeler. Basn salnmlarn en aza indirir.

Bal olarak byk bir yzeye sahip olan hava kazan sktrlm dolaysyla snm havay soutma grevini de grr. Havann soumasyla iinde bulunan nemin bir ksm da youur. Youma suyu bir boaltma musluundan dzenli aralklarla boaltlmaldr.

7.4 HAVA KAZANI Hava kazan kompresr kndan gelen havay biriktirir. Hava kazan sistemin deiik zamanlardaki deiik hava gereksinimini dengeler. Basn salnmlarn en aza indirir. Bal olarak byk bir yzeye sahip olan hava kazan sktrlm dolaysyla snm havay soutma grevini de grr. Havann soumasyla iinde bulunan nemin bir ksm da youur. Youma suyu bir boaltma musluundan dzenli aralklarla boaltlmaldr.

ekil 69 Hava kazan

Hava kazannn bykl aadaki seim etkenlerine baldr.

Kompresrn bast hava debisine Sistemin hava gereksinimine Datm sisteminin byklne Kompresrn devreye girip kma aralna

Sistemde msaade edilen basn salnmlarna

75

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya 7.5 HAVA KURUTUCU

Hava neminin fazla olmas pnmatik sistemlerin mrn nemli lde azaltr. Hava nemini azaltmak, kabul edilebilir miktara indirebilmek amacyla aadaki kurutma yntemleri kullanlr.

Soutarak kurutma Fiziksel kurutma Kimyasal kurutma

Havann kurutulmasyla elde edilen drlm bakm maliyetleri, daha ksa sre devre d kalma ve yksek sistem gvenilirlii, kurutucu iin yaplan harcamay ksa srede geri kandrr, dengeler Soutarak Kurutma Soutarak kurutma yntemi ounlukla kullanlan hava kurutma yntemidir. Bu yntemde hava iylenme noktasnn altna kadar soutulur. Havadan alnan nem bir su tutucu kapta biriktirilir. Bu kabn da dzenli olarak boaltlmas gerekir.

Soutularak kurutucuya giren hava kurutulmu havann yardmyla nce bir n soutmaya tabi tutulur. Bir lde soutulmu bu hava soutma blmnde iylenme noktasnn altna kadar tekrar soutulur.

ekil 70 Soutarak Kurutucu

ilenme Noktas Havann iine bulunan nemin youabilmesi ienme noktas scaklna

kadar soutulmas gerekir. Kurutucuya giri havasnn scakl ile iylenmes noktas scakl arasndaki fark ne kadar yksek olursa o kadar fazla nem youacaktr. Bu tr kurutma ynteminde 2 C ile 5 C lik ilenme noktasna ulalabilir.

76

HDROLK PNOMATK SSTEMLER Kaya

Fiziksel Kurutucu Bu kurutma ynteminde hava iindeki nem, soutucu maddenin st yzeyinde

tutulur. Kurutucu madde byk bir blm silisyumdioksitten oluan tanecikli yapdan

oluur. Fiziksel kurutma yntemiyle en dk ilenme noktasna (-90 C ye kadar)

ulalabilir. Genel olarak iki fiziksel kurutucu birimi kullanlr. Birincisinde doyma noktasna

ulaldnda ikincisi devreye alnr. kincisinin devrede olduu srada scak hava yardmyla birinci kurutucu iinde toplanm nem dar atlr.

Kimyasal Kurutucu

Kimyasal kurutucularda isminden de anlalaca gibi kurutma ilemi kimyasal tepkimeyle salanr. Yksek maliyeti nedeniyle bu yntem seyrek olarak kullanlr.

Kimyasal kurutucularda hava nemi ile birlikte ya tanecikleri veya buhar da

tutulabilir. Ancak ya kurutucusunun verimini drr bu nedenle yan bir n filtrede tutulmasnda yarar vardr. Kurutucunun giriinde havaya dnme hareketi verilir ve kurutucu maddenin bulunduu hacim iinden havann dengeli ekilde dalarak akmas salanr. Hava iindeki nem kurutucu madde ile bileime girerek su haline geer ve tankn alt blmnde birikir.

Kurutucu madde ile su bileiminden meydana gelen madde dzenli aralklarla dar alnmal v