คือ ระบบการสร้างควบคุมและถ่ายทอดพลังงานโดยอัดน้ำมันไฮดรอลิกให้มีความสูงเพื่อให้แรงมาก ไปให้อุปกรณ์เปลี่ยนความดันของน้ำมันไฮดรอลิก(Hydraulic Oil) เป็นพลังงานกล (Actuator) หรือ (Hydraulic Cylinder)
ข้อดีของระบบไฮดรอลิก
1. อุปกรณ์ทำงาน (Actuator)
มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบากว่าอุปกรณ์ทางไฟฟ้าและกลไก และสามารถออกแบบให้ตัวเครื่องมีแรงมากได้เมื่อเปรียบเทียบกับขนาดของเครื่องจักร โดยออกแบบให้แรงดันของน้ำมันไฮดรอลิกสูง ในกรณีที่ต้องการแรงมาก
เปรียบเทียบระหว่างอุปกรณ์ไฮดรอลิกและอุปกรณ์ทางกล การใช้งานระบบไฮดรอลิก
2. มีความง่ายต่อการควบคุม (Easy to Control)
เพราะว่าระบบการควบคุมในทางกลไกนั้นจะต้องมีจุดหมุน จุดต่อต่าง ๆ มาก อาจต้องใช้ข้อต่อและโซ่มากมาย ทำให้ยากต่อการสร้างแก้ไขและดัดแปลง
3. ง่ายต่อการควบคุมโหลด (Easy to Load Control)
ถ้าหากเราติดตั้งวาล์วปลดแรงดัน (Relief Valve) ลงไปในวงจรก็จะสามารถช่วยป้องกันแรงดันที่สูงผิดปกติในวงจรได้และยังทำให้การควบคุมแรงดันเป็นไปได้อย่างดี ป้องกันความเสียหายที่จะเกิดกับอุปกรณ์ไฮดรอลิกที่เกิดจากแรงดันสูงและควบคุมแรงดันให้คงที่อันจะเป็นผลให้แรงที่ได้จากอุปกรณ์ทำงาน (Actuator) มีความคงที่
4. ง่ายต่อการเพิ่มอุปกรณ์ทำงาน
สามารถที่จะเพิ่มอุปกรณ์ทำงานได้ง่ายเพียงแค่เพิ่มจุดต่อพ่วงแล้วก็ใส่อุปกรณ์ (Actuator) ทำงานพ่วงไปก็สามารถใช้งานได้ทันทีโดยไม่ต้องแก้ไขทั้งหมดของวงจรให้ยุ่งยาก
หลักการทำงานของระบบไฮดรอลิก (Hydraulic Principle of Operation)
1. แรงดันในระบบปิดจะมีค่าเท่ากันทุกทิศทาง
แรงดันที่เกิดขึ้นกับของไหลที่ส่งผ่านไปกระทำยังผนังของภาชนะปิดจะมีค่าเท่ากันทุกทิศทุกทางไม่ว่ารูปทรงของภาชนะนั้นจะมีรูปง่าย ๆ หรือสลับซับซ้อน
แรงที่เกิดขึ้นในระบบมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับพื้นที่กระบอกสูบ
2. อัตราการไหลของน้ำมันไฮดรอลิก (Flow Rate of Hydraulic System)
อัตราการไหล (Flow Rate, Q) คือ อัตราการเคลื่อนที่ของน้ำมันไฮดรอลิกในอัตราส่วนปริมาตรหรือน้ำหนักต่อหน่วยเวลา โดยทั่วไปจะวัดเป็นปริมาตรของการไหลต่อหน่วยเวลาเป็นนาทีหรือวินาที แต่ที่นิยมใช้คือ ลิตร/นาที ถ้ากระบอกสูบมีเส้นผ่าศูนย์กลางเท่ากัน กระบอกสูบที่มีอัตราการไหลมากกว่าจะเคลื่อนที่เร็วกว่า เราสามารถเปรียบเทียบความเร็วของที่มีอัตราการไหลแตกต่างกัน
แสดงการไหลของของไหล
เปรียบเทียบการเคลื่อนที่ของกระบอกสูบต่างขนาด
อุปกรณ์และส่วนประกอบของระบบไฮดรอลิก
1. ปั้มไฮดรอลิก (Hydraulic Pump)
ปั้มไฮดรอลิกคือ อุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานจากการหมุนซึ่งขับโดยเครื่องยนต์หรือมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นแรงดันน้ำมันไฮดรอลิกเข้าสู่วงจรไฮดรอลิก ปั้มที่ใช้เครื่องยนต์หรือมอเตอร์ไฟฟ้าขับโดยตรง เมื่อใดก็ตามที่เครื่องยนต์หรือมอเตอร์หมุนปั้มก็จะทำงานไปด้วย
2. กระบอกสูบไฮดรอลิก (Hydraulic Cylinder)
กระบอกไฮดรอลิกนั้นเราสามารถที่จะแบ่งได้เป็นสองประเภทตามทิศทางของแรงที่กระทำบนลูกสูบคือ Single Acting Cylinder และ Double Acting Cylinder
3. มอเตอร์ไฮดรอลิก (Hydraulic Motor)
มอเตอร์ไฮดรอลิกคือ อุปกรณ์ทำงานที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแรงดันของน้ำมันไฮดรอลิกไปเป็นการหมุน ส่วนโครงสร้างภายในจะเหมือนกันกับปั้มไฮดรอลิก แต่การทำงานจะกลับด้านหรือตรงกันข้ามมอเตอร์ไฮดรอลิกคือจะเปลี่ยนแรงดันเป็นพลังงานกล แต่ปั้มไฮดรอลิกเปลี่ยนพลังงานกลเป็นแรงดัน
มอเตอร์ไฮดรอลิกแบบต่าง ๆ
4. ถังน้ำมันไฮดรอลิก
คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่กักเก็บน้ำมันไฮดรอลิกเพื่อใช้หมุนเวียนในระบบ
หน้าที่ของถังน้ำมันไฮดรอลิก
1. กักเก็บน้ำมันไฮดรอลิกไว้เพื่อจ่ายให้แก่ระบบอย่างเพียงพอกับความต้องการ
2. กำจัดสิ่งสกปรกและสิ่งปนเปื้อนที่มีอยู่ในน้ำมันไฮดรอลิก
3. กำจัดน้ำออกจากระบบไฮดรอลิก ระบายความร้อนให้กับน้ำมันไฮดรอลิก
ในระบบขนาดเล็กปริมาณของน้ำมันจะมากขึ้นเมื่อก้านสูบหดตัว และจะลดลงเมื่อก้านสูบหดตัว
ถังน้ำมันไฮดรอลิก
อุปกรณ์ตัวหนึ่งที่จะต้องมีควบคู่กับถังน้ำมันไฮดรอลิกคือตัวระบายอากาศ (Air Breathe) มีไว้เพื่อให้อากาศเข้าและออกเพื่อทดแทนกับปริมาณน้ำมันที่ลดลงและเพิ่มขึ้นตามจังหวะการทำงานของลูกสูบและลดแรงต้านทานการเคลื่อนที่ของลูกสูบ
ปัญหาที่มักพบในระบบไฮดรอลิค
ระบบไฮดรอลิคจะสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพก็ต่อเมื่อตัวปั๊มอยู่ในสภาพที่สมบูรณ์ ดังนั้นปั๊มจึงเป็นหัวใจของระบบไฮดรอลิคและเป็นส่วนที่มีโอกาสสึกหรอได้ง่าย ผู้ใช้จึงควรคำนึงถึงปัจจัยที่มีผลต่ออายุของปั๊มดังนี้
- ชนิดของน้ำมันไฮดรอลิค เลีอกใช้น้ำมันไฮดรอลิคให้เหมาะกับชนิดและการออกแบบของปั๊มไฮดรอลิค เช่นจะต้องไม่ทำปฏิกิริยาหรือกัดกร่อนชิ้นส่วนหรือซีล น้ำมันไฮดรอลิคที่ผสมสารป้องกันการสึกหรอประเภทสังกะสี (ZDTP-Zinc Dithophosphate) ไม่เหมาะกับปั๊มที่มีชิ้นส่วนที่ทำด้วยโลหะเงินและทองบรอนซ์บางประเภท เพราะจะเกิดการกัดกร่อนได้
- สภาพของน้ำมันไฮดรอลิคขณะใช้งาน มีความสำคัญต่ออายุของปั๊มเป็นอย่างมาก หากมีการปะปนของน้ำ ฝุ่น และเศษของแข็ง จะทำให้ปั๊มสึกหรอเร็วขึ้น
- อุณหภูมิของน้ำมันในระบบ ควรหมั่นตรวจสอบระบบระบายความร้อนว่ายังทำงานเป็นปกติ และสามารถรักษาระดับอุณหภูมิของน้ำมันไฮดรอลิคในระบบไม่ให้สูงเกินไป เพราะหากอุณหภูมิสูงมากน้ำมันจะเสื่อมสภาพเร็ว ซึ่งจะมีผลต่อการหล่อลื่นและการป้องกันการสึกหรอของปั๊มด้วย
- การหล่อลื่นปั๊มที่ดี จะต้องใช้น้ำมันที่มีความหนืดที่เหมาะสมกับชนิดของปั๊มนั้น นอกจากนี้ น้ำมันที่ใช้ควรมีค่าดัชนีความหนืดสูง กล่าวคือความหนืดของน้ำมันไม่เปลี่ยนแปลงมากนักเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง
- การใช้ระบบไฮดรอลิคทำงานหรือรับภาระเกินความสามารถที่ออกแบบไว้ เช่น ยกของ หรือเปลี่ยนบุ้งกี๋ หรือใบปาดดินให้ใหญ่กว่าของเดิมในเครื่องจักรกลงานดิน ทำให้ตัวปั๊มต้องทำงานหนักขึ้น และอาจทำให้เกิดความเสียหาย ในบางกรณีอาจทำให้ท่อไฮดรอลิคแตกได้
- การรั่วของอากาศ ความชื้น ตลอดจนสิ่งสกปรกเข้าไปปะปนกับน้ำมัน ซึ่งอาจเข้าทางข้อต่อที่หลวม รอยซีลที่สึกหรอ หรือบางครั้งระดับน้ำมันในถังต่ำเกินไป น้ำมันไฮดรอลิคที่ไหลกลับลงถังจะพุ่งปะทะกับผิวน้ำมันที่อยู่ในถัง ทำให้เกิดการปั่นป่วน มีฟองอากาศ และทำให้เกิดโพรงอากาศในเนื้อน้ำมัน (Cavitation) สิ่งเหล่านี้จะทำให้ตัวปั๊มน้ำมันไฮดรอลิกสึกหรอเร็วขึ้น
การบำรุงรักษาระบบไฮดรอลิค
เนื่องจากสิ่งสกปรกที่เป็นอนุภาคของแข็งไม่ว่าจะเป็นเศษโลหะ ชิ้นส่วน เศษผง ตลอดจนความชื้นและอากาศ ที่เล็ดลอดเข้าไปปะปนในน้ำมันไฮดรอลิคสามารถก่อให้เกิดการสึกกร่อนของปั๊มไฮดรอลิค ซึ่งเป็นสาเหตุที่มักพบอยู่บ่อยๆ ดังนั้นจึงควรระมัดระวังอย่างสม่ำเสมอในเรื่องความสะอาดของน้ำมันไฮดรอลิคโดย-
- ฟลัชล้างทำความสะอาดระบบด้วยน้ำมันไฮดรอลิค ก่อนเดินเครื่องจักรใหม่ หรือเครื่องจักรที่มีการถอดซ่อมบำรุงรักษา ซึ่งอาจมีเศษสี โลหะ สนิม ตลอดจนฝุ่นและทรายที่ติดค้างอยู่ในระบบ
- ควรระมัดระวังในเรื่องเกี่ยวกับความสะอาดของน้ำมันเป็นอย่างมาก โดยดูแลภาชนะ ปั๊มดูด ถังเก็บ ให้สะอาดอยู่เสมอ นอกจากนี้ต้องหมั่นทำความสะอาดระบบกรองน้ำมัน หรือเปลี่ยนเมื่อไส้กรองชำรุด เมื่อล้างไส้กรองควรสังเกตดูสิ่งสกปรกที่ติดอยู่ตามไส้กรองว่าเป็นอะไร หากมีเศษโลหะมากแสดงว่าระบบมีการสึกหรอ ชนิดของสิ่งสกปรกอาจใช้เป็นแนวทางในการวิเคราะห์หาสาเหตุของการชำรุดสึกหรอและจะใช้เป็นแนวทางในการป้องกันต่อไป
- หมั่นตรวจตราการทำงานของระบบไฮดรอลิคตลอดจนเสียงที่ดังผิดปกติซึ่งอาจบ่งบอกถึงอาการที่มีการรั่วของอากาศตามข้อต่อ หรือซีล หรือการเกิดโพรงอากาศภายในเรือนปั๊ม
สามารถดูสินค้าและสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ www.pakoengineering.com
โทร : 09-4690-4630, 02-041-5092
อีเมล : Sales@blog.pako.co.th
facebook : PAKO ENGINEERING
Line : pakoeng
ขอบคุณข้อมูลจาก
https://goo.gl/o41pm2
https://goo.gl/CnpcpF
https://goo.gl/Fy1h1g