جک هیدرولیک چیست ؟

در نگاه اول استفاده از یک مایع برای بالا بردن اجسام سنگین امری غیرممکن است. اما، جالب است بدانید تجهیزی به نام جک هیدرولیک این امر را ممکن می کند. جک هیدرولیک یکی از  انواع جک در صنعت است که با نیروی سیال، قدرتی خیره کننده از خود به نمایش می گذارد. این جک ها اغلب در ماشین آلات صنعتی برای بالا بردن اجسام سنگین مورد استفاده قرار می گیرند.

در این مقاله به سوال جک هیدرولیک چیست پاسخ داده و به آموزش نوع عملکرد ، انواع و اجزای سازنده آن می پردازیم و در نهایت مکانیزم عملکرد آن را در قالب فیلم آموزشی جک هیدرولیک بررسی می کنیم.

 دوره هیدرولیک و پنوماتیک ماهر مرجع کاملی از معرفی، چگونگی عملکرد، اجزای سازنده و سایر اطلاعات مرتبط با این تجهیز کاربردی است.

جک هیدرولیک چیست ؟

یکی از پرکاربردترین تجهیزات هیدرولیکی در صنعت جک هیدرولیک (Hydraulic Jack)  است که با نام های جک هیدرولیکی و سیلندر هیدرولیک نیز شناخته می شود.

جک های هیدرولیک با استفاده از تراکم  و جابجایی سیال فعالیت می کنند. در شکل 1 تصویر یک جک هیدرولیک نمایش داده شده است.

شکل 1- جک یا سیلندر هیدرولیک

اجزای سازنده جک هیدرولیک

یک جک هیدرولیک معمولی را در نظر بگیرید. اجزای اصلی یک جک هیدرولیک شامل موارد زیر است:

1. پیستون
2. میله پیستون
3. درپوش سیلندر
4. سیلندر

این اجزا در شکل 2 نمایش داده شده اند.

در ساختار داخلی این جک ها، دو استوانه با سطح مقطع های مختلف وجود دارد که مجموعا سیلندر را می سازد. یک سیال (معمولا روغن) در این سیلندر رفت و آمد می کند. پیستون با جابجا شدن، از طریق میله پیستون نیرو را به بار منتقل می کند.

شکل 2- اجزای سازنده جک هیدرولیک

عملکرد جک هیدرولیک

در یک سیستم هیدرولیک، یونیت هیدرولیک مخزنِ ذخیره سیال (روغن) است. روغن ذخیره شده در یونیت هیدرولیک با یک الکتروموتور به چرخش در می آید. برای آشنایی بیشتر با الکتروموتورها به مقاله ” الکتروموتور و اجزای آن” مراجعه کنید.

سیال تحت فشار از طریق یک شیر کنترل جهت به سیلندر اصلی منتقل می شود. پس از انتقال روغن به سیلندر، پیستون با توجه به جهت تزریق روغن و با استفاده از فشار روغن بر سطح پیستون حرکت می کند. پیستون نیروی وارده را از طریق میله پیستون به بار منتقل می کند.

شکل 3- عملکرد جک هیدرولیک

مزایا و معایب جک هیدرولیک

مزایا

مزایای جک های هیدرولیک در کاربردهای مختلف به صورت زیر است.

• معمولا به فضای کمی نیاز دارند.
• برای جابجایی بارهای سنگین بسیار موثر است.
• استفاده از آن راحت است.
• بارها با حداقل تلاش برداشته می شوند.

معایب

با وجود مزایای خوب جک های هیدرولیک، برخی محدودیت ها همچنان وجود دارد. این معایب شامل موارد زیر است:

• سرعت نسبتا کمی دارد.
• در صورت فرسودگی، مستعد خرابی است.
• دستگاه به دلیل استفاده بیش از حد از روغن گرم می تواند بوی نامطبوعی متصاعد کند.
• نشت روغن هیدرولیک می تواند باعث آلودگی خاک و آب شود.

انواع جک های هیدرولیک

جک ها معمولا به دو دسته جک های یک طرفه و جک های دو طرفه تقسیم می شوند:

جک های هیدرولیک یک طرفه

جکی را جک هیدرولیک یک طرفه می نامیم که در آن پیستون با فشار روغن به یک سمت حرکت می کند و برای برگشت به حالت اول به یک نیروی کمکی نیاز خواهد داشت. در این نوع جک، نیروی وزن پیستون و یا یک فنر نیروی بازگشت پیستون به حالت اول را فراهم می کنند. به جک هایی که از نیروی فنر برای بازگشت استفاده می کنند، جک برگشت فنری هم گفته می شود. انواع جک های یک طرفه شامل

• جک هیدرولیک یک طرفه از نوع پلانجر (Single-acting plunger or ram type)
• جک هیدرولیک یک طرفه با یک میله پیستون (Single-acting Single piston rod)
• جک هیدرولیک متوالی (Tandem Jack)
• جک هیدرولیک تلسکوپی (Telescopic Jack)

است که در ادامه به بررسی این موارد خواهیم پرداخت.

انواع جک های یک طرفه

1. سیلندر هیدرولیک یک طرفه از نوع پلانجر

سیلندر پلانجر یک سیلندر هیدرولیکی است که برای اعمال نیرو فقط در یک جهت طراحی شده است. این سیلندر تفاوت ساختاری اساسی بین این سیلندر و سایر انواع سیلندرها این است که پیستون و میله پیستون جدا از هم ندارد. پیستون بزرگی دارد و قطر آن یکنواخت است. به عبارت بهتر قطر پیستون با میله پیستون تقریبا برابر است.

شکل 4- جک پلانجر

      2. جک هیدرولیک یک طرفه با یک میله پیستون

جک هیدرولیک یک طرفه با یک میله پیستون، از نظر توانایی تحمل وزنه، از جک های پلانجر ضعیف تر است. این نوع جک اغلب با نیروی جاذبه و وزن خود پیستون، یا با یک فنر به حالت اولیه باز می گردد. جک تک پیستون یک طرفه در سیستم های اتوماسیونی که چند جک مشابه یک کار واحد را انجام می دهند، مورد استفاده است.

شکل 5- جک هیدرولیک یک طرفه با یک میله پیستون

       3. سیلندر یا جک هیدرولیک متوالی

سیلندرهای متوالی ترکیبی هستند از دو یا چند سیلندر که به صورت متوالی قرار گرفته و از نظر مکانیکی کوپل شده اند. هر سیلندر درگاه های ورودی وخروجی مخصوص خود را دارد اما نمی تواند به صورت مستقل از سایر سیلندرها فعالیت کند. مزیت استفاده از سیلندرهای متوالی در افزایش نیرو است. یعنی در این نوع جک می توانیم با فشار یکسان و بدون افزایش سایز پیستون نیروی بیشتری در خروجی جک دریافت کنیم.

شکل 6 – سیلندر یا جک هیدرولیک متوالی

        4. جک هیدرولیک تلسکوپی

جک تلسکوپی همانطور که از نام آن مشخص است، ظاهری شبیه تلسکوپ دارد. این جک هیدرولیک میتواند تا چندین برابر ارتفاع خود (در حالت بسته)، افزایش ارتفاع داشته باشد. یک کاربرد این نوع جک هیدرولیک، کامیون های کمپرسی (Dump Truck) هستند، که برای تخلیه بار از جک ها استفاده می کنند.

شکل 7- سیلندر تلسکوپی و کاربرد آن

جک های هیدرلیک دو طرفه

در جک یا سیلندر هیدرولیک دو طرفه، فشار سیال باعث حرکت پیستون به دو سمت شده و به این ترتیب، از هر دو طرف شاهد انجام کار خواهیم بود. عملیات رفت و برگشت پیستون در این جک ها توسط تغییر جهت روغن انجام می شود. انواع جک های دو طرفه شامل

• جک هیدرولیک دو طرفه با یک میله پیستون (Double-acting Single piston rod)
• جک هیدرولیک دو طرفه با دو میله پیستون (Double acting Double piston rod)

است. در ادامه انواع جک های دو طرفه را بررسی خواهیم کرد.

انواع جک های دوطرفه

1. جک هیدرولیک دو طرفه با یک میله پیستون

در این نوع جک فشار جریان سیال در مواقع لازم می تواند به دو طرف پیستون وارد شود. جک تک میله دو طرفه یکی از پرکاربردترین و پرطرفدارترین انواع جک های هیدرولیک است که در اندازه ها و توان های گوناگون قابل دستیابی است.

شکل 8- جک هیدرولیک دو طرفه با یک میله پیستون

       2. جک هیدرولیک دو طرفه با دو میله پیستون

میزهای فیدر که در دو طرف خود به حرکت و لرزش نیاز دارند، از جمله کاربردهای خاص این نوع جک هستند. در این جک ها، میله پیستون ها از دو طرف سیلندر به بار نیرو وارد می کنند.

شکل 9- جک هیدرولیک دو طرفه با دو میله پیستون

تفاوت جک هیدرولیک و جک پنوماتیک

تفاوت اصلی جک های هیدرولیک و جک های پنوماتیک، نوع سیالی است که برای اعمال نیرو از آن استفاده می کنند. جک هیدرولیک از سیالاتی مانند روغن و جک پنوماتیک از گازهای فشرده استفاده می کند. هر دو سیستم مزایای متمایز و کاربردهای خاص خود را دارند.

• سیستم های پنوماتیک به دلیل استفاده از هوای فشرده پایداری و عمر بیشتری دارند.
• پنوماتیک سرعت بیشتری دارد و در اندازه های بسیار کوچک در دسترس است. این مزیت عمدتا به دلیل بالا بودن نرخ جریان کمپرسور هوا است. هوا بسیار چابک است و با مقاومت کمی می تواند به سرعت و به راحتی از شیلنگ ها عبور کند، در حالی که روغن هیدرولیک ماده ای چسبناک است و برای حرکت به انرژی بیشتری نیاز دارد.
• جک پنوماتیک سیستم بسیار تمیزی است. این جک برای تولید مواد غذایی و سایر فرآیندهایی که به محیط تمیز و عاری از آلودگی نیاز دارند، مناسب است. به دلیل خطر نشت روغن هیدرولیک از سوپاپ ها، آب بندی ها یا ترکیدگی شیلنگ های معیوب، معمولاً از هیدرولیک در این محیط ها استفاده نمی شود.

قدرت لیفت و بالا بردن اجسام در جک های هیدرولیک از جک های پنوماتیک بیشتر است.

علت خرابی جک هیدرولیک

سیلندرهای هیدرولیک مورد استفاده در جک ها ممکن است دچار خرابی هایی شوند که نیاز به سرویس یا تعویض سیلندر برای کارکرد ایمن جک دارند. برخی از علت های رایج خرابی سیلندرهای هیدرولیک عبارتند از:

• آلودگی سیال هیدرولیک؛ که می تواند باعث آسیب به سیلندر شده و منجر به خراب شدن آب بندی های هیدرولیک شود.
• نشتی آب بند؛ که باعث از دست دادن فشار سیلندر شده و بر ظرفیت بالابری جک تأثیر می گذارد.
• عدم حفظ فشار مناسب در سیلندر؛ که می تواند باعث افزایش نشت روغن از آب بندی شود.
• تعمیر و نگهداری نامناسب؛ اگر سیلندر هیدرولیک مورد بازرسی منظم قرار نگیرد، عمر مفید آن کاهش می یابد.

جمع بندی

یک تجهیز مناسب برای بلند کردن اجسام سنگین، جک هیدرولیک است. این جک برای اعمال نیرو به سیال تحت فشار (روغن) نیاز دارد. جابجا شدن روغن در سیلندر باعث جابجا شدن پیستون شده و میله پیستون را به حرکت در می آورد

فیلم آموزشی جک هیدرولیک

برای درک بهتر عملکرد جک هیدرولیک یک فیلم آموزشی با جک شیشه ای آماده کرده ایم که مکانیزم عملکرد جک را به خوبی نشان می دهد.

منبع: ph.parker.com