ضربه گیر

ضربه گیری از عملگر هیدرولیک Cushioning

معمولا زمانی که سرعت سیلندر بیش از 10 cm/s است و در مواردی که لازم است سرعت بار به شدت کاهش یابد از وسائل ضربه گیری استفاده می شود. ضربه گیری باعث جذب انرژی جنبشی بار و آرام شدن حرکت پیستون می گردد. انرژی جذب شده به گرما تبدیل شده و سبب گرم شدن سیال می گردد.

  • به طور کل دو روش ضربه گیری مطرح است: ضربه گیری خارجی، ضربه گیری داخلی.

ضربه گیری خارجی
در ضربه گیری خارجی، از سیستم های مجهز به کنترل جریان/فشار در خروجی، بمنظور ایجاد فشار پشت[1]، استفاده می شود.

شیر ضد ضربه
شتاب گیری از سیلندر هیدرولیک به وسیله شیر غلتکی


در مدار بالا با کمک یک شیر غلتکی، که تحت پروفیل خاصی(شیب/منحنی) توسط کلگی سیلندر تحریک می شود، از سیلندر دارای بار و اینرسی، ضربه گیری می شود. به شیر غلتکی استفاده شده تحت این منظور شیر شتاب/ شیر شتاب گیر/ شیر ضربه زن/ شیر ضدضربه گفته می شود. در این مکانیزم، شیر کنترل دبی A سرعت عادی حرکت رفت سیلندر را و شیر کنترل دبی C سرعت انتهای مسیر رفت سیلندر را تعیین می کند. شیر یک طرفه[2] D نیز جریان آزاد برای مسیر برگشت را مهیا می سازد. علت شیبدار بودن[3] محل تحریک شیر غلتکی به این دلیل است تا فرآیند خروج شیر کنترل دبی A از مدار به آرامی صورت پذیرد. در صورت تحریک بدون شیب شیر غلتکی، شیر A به ناگهان از مدار خارج شده و سرعت سیلندر باید از مقدار تنظیمی شیر A به مقدار تنظمی شیر C تغییر یابد که این اختلاف مقدار خود سبب ضربه به بار و ایجاد فشار بالا در ناحیه ی جلوی سیلندر می شود.

شماتیک شیر ضربه گیر
شماتیک شیر شتاب گیر
ضربه گیری از هیدروموتور
شتاب گیری از هیدروموتور با شیرهای کنترل فشار


در این مدار نیز با کمک 2 شیر کنترل فشار، که در واقع شیرهای اطمینان[4] هستند که تحت کاربرد خاص بکار رفته اند) از هیدروموتور دارای اینرسی بار، ضربه گیری شده است. در صورت عدم پیش بینی این موضوع برای هیدروموتور، هنگام توقف آن شاهد سه مشکل اساسی خواهیم بود:
  • افزایش فشار چند برابری در یک سمت و آسیب به المان ها.
  • ایجاد مکش(خلا) در سمت دیگر و کاویتاسیون.
  • ضربه به بار.

در هنگام توقف گردش ساعتگرد، شیر کنترل فشار A و در توقف گردش پادساعتگرد، شیر کنترل فشار B ایفای نقش می کند. به اینصورت که با تخلیه مقداری از سیال از سمت ناحیه ی پرفشار به ناحیه ی کم فشار سبب تعدیل فشار در هر دو سمت می شوند.

موارد ترجیح استفاده از ضربه گیرهای خارجی:

  • استفاده از محدوده مشخصی از کورس سیلندر
  • بارهای سنگین
  • دقت در حرکت
  • انعطاف پذیری و تنظیم پذیری بیشتر

ضربه گیری داخلی

ضربه گیر جک
ضربه گیر سیلندر

یکی از اجزای مهم سیلندر، بالشتک[5] آن بوده که جهت کند نمودن سرعت پیستون در انتهای کورس (قبل از تماس پیستون با درپوش های[6] انتهایی) مورد استفاده قرار می گیرد. ورود زائده مخروطی[7] به درپوش، ضمن مسدود نمودن مجرای اصلی، با عبور دادن جریان از محدوده ی قابل تنظیم، میزان جریان خروجی را کنترل می نماید. در اثر محدود شدن جریان خروجی، سرعت پیستون کاهش می یابد.

مهندس طراح و مجری ضربه گیر باید به حداکثر فشار ایجاد شده توسط ضربه گیر توجه داشته باشند تا از شکستن سیلندر جلوگیری کنند.

دلیل استفاده از شیر یکطرفه در ضربه گیرهای داخلی چیست؟
در ضربه گیرهای داخلی استفاده از یک شیر یکطرفه (سوپاپ یک طرفه) جهت حرکت آزاد پیستون در طی کورس برگشت الزامی است. این شیر باعث می شود در ضمن سیکل برگشت پیستون، در ابتدای حرکت نیز، فشار به تمام سطح پیستون وارد شود.

ضربه گیر/کاشن ایده آل
در حالت ایده آل، فشار در طول ضربه گیری بایستی ثابت بماند. عملاً، فشار ضربه گیری در هنگام شروع بالاترین مقدار را دارد. طرح های مختلف، سعی در کاهش این ماکسیمم فشار ایجادی و نزدیک شدن به نمودار ایده آل ضربه گیری را دارند. در طرح های زیر از زائده ی مخروطی[8]/ پله ای[9]/ سوراخ دار[10]/ برش خورده[11] در انتهای پیستون بدین منظور استفاده شده است.

بالشتک سیلندر
طرح های مختلف اصلاح شده زائده ضربه گیری بالشتک سیلندر

ضربه گیر سوراخ دار
ضربه گیر با سوراخ های متوالی
فشار ضربه گیری
نمودار فشار ضربه گیری در ضربه گیرهای مخروطی و ضربه گیر پله ای
فشار ضربه گیری
نمودار نیرو/فشار ضربه گیری در ضربه گیر با سوراخ های متوالی

 

دلیل استفاده از زائده ها روی بدنه ی سیلندر چیست؟

خار برشی
خار برشی در دو انتهای سیلندر

به منظور جذب بخشی از انرژی وارد شده به بدنه سیلندر حین ضربه گیری، همچنین افزایش تحمل آن، از این خارهای برشی استفاده شده است.

بازده ضربه گیری چیست؟ / بازده ضربه گیر چیست؟
بازده ضربه گیری یا بازده ضربه گیر برابر است با نسبت میانگین نیروی ضربه گیری به بیشینه نیروی ضربه گیری.
ضربه گیرهای متداول دارای بازده 50 تا 80 درصد و ضربه گیرهای سیستم های هوانوردی بازده 80 تا 90 درصد دارند.

* جهت مطالعه بیشتر می توانید به ضمیمه «ز» کتاب هیدرولیک صنعتی – دلایلی،مدینه مراجعه کنید.


[1] Back Pressure

[2] Check valve

[3] Ramp

[4] Relief valve

[5] Cushion

[6] Cap

[7] Plunger

[8] Tapered

[9] Stepped

[10] Piccolo

[11] Slotted

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *