Hidrolik Pistonlar

 

Hidrolik Pistonlar

Hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştüren ve doğrusal hareket elde etmek

amacıyla kullanılan devre elemanıdır. Pompa tarafından üretilen hidrolik enerji silindir

yardımıyla doğrusal ya da açısal harekete dönüştürülür. Silindirler kullanım amacına bağlı

olarak çeşitli yapıda, çapta ve kursta yapılabilir.

Bir hidrolik silindir,iki tarafı kapatılmış daire kesitli bir boru içerisinde sıkştırılmış

yağın etkisiyle hareket edebilen bir piston ile pistona monte edilmiş bir milden meydana

gelmiş bir hidrolik devre elemanı olarakda tanımlayabiliriz. Ayrıca silindir gömleği et

kalınlıkları itecekleri kuvvetlere ve dayanabilecekleri en fazla basınçlara göre

hesaplanmalıdır

hidrolik_silindirler1

Hidrolik piston çapı, silindir kuvvetini belirleyen iki etkenden biridir. İlerleyen konularda bu

konudan daha detaylı olarak bahsedeceğiz. Silindir tarafından üretilen doğrusal hareket

çeşitli düzenekler yardımıyla farklı amaçlar için kullanılır.

Hidrolik Piston Çeşitleri

    Tek etkili Piston

    Çift etkili Piston

    Özel Piston

    Çift kollu Piston

    Teleskobik Piston

    Tandem Piston

    Döner Piston (açısal motor)

Tek Etkili Hidrolik Piston

Akışkanın pistona tek taraftan etki ettiği silindir türüdür. Piston bir yöne doğru

akışkan tarafından hareket ettirilirken, geri dönüş yay ya da ağırlık yardımıyla gerçekleşir.

Tek etkili silindirler çift etkili silindire benzer ve çok fazla kullanılmaz.

hidrol5

Silindir içine akışkan girişi için 1 adet giriş deliği bulunur. Sızıntı yapan akışkanın

tahliyesi ve silindir içine havanın girip çıkabilmesi için diğer tarafta küçük çaplı bir delik

kullanılır.

Çift Etkili Hidrolik Piston

Akışkanın pistona her iki yönden etki ettiği silindir türüdür. Silindirin iki yöndeki

hareketi akışkan tarafından sağlanır. Bu tür silindirler hem ileri giderken hem de geri

gelirken iş yapabilir. Silindir uygulamalarının tamamına yakınında çift etkili silindirler

kullanılır. Kursları, 5000 mm uzunluğa kadar arttırılabilir. Şekil1.2’ de çift etkili hidrolik

silindir her iki yönde iş yaparken görülmektedir. Çift etkili silindirin elemalarını gösteren

kesit resmi ve sembol resmi için bakınız

hidrol6

hidrol7

1- Piston kolu

2- Yataklama elemanı

3- Ön kapak

4- Akışkan giriş deliği

5- Piston

6- Arka kapak

7- Piston keçesi

8- Silindir borusu

9- Bağlantı çubuğu

Bir silindirin çalışabilmesi için iki şart gereklidir. Birinci şart; pistonu ileri ya da geri

iten bir kuvvettir (yükün etkisiyle ya da akışkan basıncıyla oluşur). İkinci şart ise; akışkan

tahliyesidir. Bu iki şarttan birisi gerçekleşmezse silindir hareket etmez. Silindire giren ya da

silindirden çıkıp tanka kadar giden hatta kısıtlama varsa, yani akışkan debisi düşükse

(örneğin: borularda ezilme, tıkanma vb. nedenlerden dolayı), silindir hızının azaldığı görülür.

Piston kolu bir yere sabitlenmediği sürece silindirde hareketli parçalar, piston ve

piston koludur. Bundan sonraki konularda silindir ileri gitti ya da geri şeklinde yapılan

ifadelerden, pistonun ve piston kolunun hareket ettiği anlaşılmalıdır.

Özel Pistonlar

Çift kollu Pistonlar: Piston kolundan dolayı pistonun her iki bölgesindeki alanlar

ve hacimler farklıdır. Bu durum silindirin itme kuvvetlerini etkilediği gibi

silindirin ileri ve geri hızlarının da farklı olmasına yol açar. Bazı uygulamalarda

itme kuvvetleri ve silindir hızlarının her iki yönde aynı olması istenir. Böyle

durumlarda her iki tarafta piston kolu olan silindirler kullanılır. (Kesit resim için

bakınız

hidrol8

hidrol13

hidrol14

Teleskobik Pistonlar:

Yüksek kursların elde edilmesi amacıyla kullanılır. İç içegeçen farklı çaptaki çok sayıda silindirden oluşur. Silindirler dışarı çıktıkça

sırayla pistonlar açılır. Kapanırken, silindirler birbirlerinin içine girer. Böylece

çok az yer kaplarken çok fazla kurs elde etmek mümkündür. Endüstriyel

sistemlere nazaran iş makinelerinde daha sık kullanılır.

Bu silindirlerin itme kuvveti hesaplanırken en küçük çaplı silindir çapı dikkate alınır.

Genelde tek etkili yapılmalarına rağmen çift etkili olarak da kullanılır.

Yük kamyonlarının kasalarının yukarı kaldırılması vb. yerlerde kullanılır.

teleskobik_silindir

teleskobik_silindir1

hidrol9hidrol15

 

Tandem Piston:

Mevcut bir hidrolik devrede bir silindirin itme kuvvetiniönemli oranda arttırabilmek için silindir çapı ya da basıncını yükseltilmesinden

başka seçenek yoktur. Basıncın arttırılması pompanın değiştirilmesini gerektirir.

Silindir çapının büyütülmesi ise boyutlarını arttıracağı için yer sorunu yaratır.

Silindirlerin itme kuvvetlerini arttırmak için tandem silindir adı verilen özel bir silindir

türü kullanılırr. Bu silindirler, kursları eşit birden fazla silindirin uç uca eklenmesiyle

oluşturulur. Silindir sayısına bağlı olarak giriş ve çıkış sayısı ve itme kuvveti artar.

hidrol10

hidrol16

hidrol17

 

Döner Piston:

Döner tabla, robot vb. yerlerde gereken açısal hareketlerin eldeedilmesinde kullanılır. Endüstriyel uygulamalarda 900 ve katları şeklinde açısal

hareketlere gerek duyulur. En fazla kullanılan açısal hareket ise 1800 ‘dir. Döner

silindirlere açısal motor ya da salınımlı motor adı da verilmektedir. Dişli ya da

kanatlı türde yapılır.

hidrol18hidrol19hidrol20 

 

Yastıklamalı Piston

hidrol12

1. Yastıklama muylusu

2. Piston kolu

3. Piston

4. Yastıklama vidası

5. Giriş-çıkış deliği

Yastıklama işlemi silindir dışında bir akış kontrol valfi tarafmdan da yapılabilir, fakat

bu yöntemin bir dezavantajı vardır. Silindir tüm kurs boyunca düşük hızla hareket edeceği

için önemli zaman kayıpları ile karşılaşılır. En iyi yastıklama yöntemi, pistonun kurs

sonlarına yaklaştığında yapılır. Yastıklama işlemi ölçüleri değiştirmeden tüm silindir

türlerinde yapılabilir. Yastıklama işlemi sonucu silindirin ömrü artar.

Piston kurs sonuna yaklaştığnıda silindir içindeki akışkan çıkış tarafmdan rahatça

tahliye edilmektedir. Yastıklama muylusu yastıklama burcuna girdiğinde, akışkanın

çıkabileceği bir yer kalır. Daraltılmış kesitten geçen akışkanın debisi azalır ve silindirin hızı

yavaşlar. Böylece pistonun kapağa hızla çarpması önlenir. Yastıklama hızı yastıklama vidası

yardımıyla arttırılıp, azaltılabilir.

Diğer yöndeki harekette ise silindirin kısa sürede harekete geçebilmesi için silindir

içine bir çek valf takılır. Akışkan bu çek valften geçerek kısa sürede silindir içini doldurur ve

harekete geçme zamanını kısaltır. Yüksek hızla hareket eden pistonun bir anda hızının

azalmaması için yastıklama muylusunun ucu konik yapılır ve muylu üzerine kanal açılabilir.