Endüstriyel Hidrolik Silindir Nedir?

Akışkan gücünün keşfedilmesiyle hidrolik sistemler çok çeşitli alanlarda başarıyla kullanılmaktadır ve bu sistemler arasında hidrolik silindirler günümüzde hemen hemen her yer de karşımıza çıkmakta ve bir çok makine ve ekipmanın hareket kabiliyeti kazanmasında en önemli parçalardan birisi olmaktadır. Küçük, büyük, devasa bir çok farklı boyutta ve çok farklı endüstrilerde kullanılan hidrolik silindirler hakkında kapsamlı bir yazı ile karşınızdayız…

Akışkanların doğrusal bir hareket ve yüksek kuvvet iletme özellikleri sayesinde, tasarımcılar hidrolik sistemlerde özgürce dizaynlar yapmaya başlamışlardır ve bugün birbirinden farklı amaçlar için sonsuz sayıda konfigürasyon ve özel boyutlarda hidrolik silindirler üretilmektedir. Aşağıdaki resimde ise en genel şekli ile bir hidrolik silindir nasıldır, hangi parçalardan oluşmaktadır görülebilmekte…

Hidrolik Silindir ve Parçaları
Hidrolik Silindir ve Parçaları

 

 

Hidrolik silindir kullanım alanlarına göre çeşitli tiplerde olabilmektedir, bu yukarıda ki görselde ise en yaygın olarak kullanılan hidrolik silindir tiplerinden çift etkili hidrolik silindir ve parçaları yer almaktadır. Bu tip bir hidrolik silindirde kapak ucu ve mil ucuna basınçlı hidrolik sıvı gönderilmesi ile hidrolik silindir ileri geri olacak şekilde doğrusal hareket yapmaktadır.

Eşit sıvı basınçları söz konusu olduğunda hidrolik silindirin mil ucu yüzey alanı, silindir kapak ucu yüzey alanından küçük olduğu için itme kuvveti, çekme kuvvetinden büyük olacaktır. Burada ki mantık P = F / A formülünden gelmektedir. P ile gösterilen basınç, F ile gösterilen kuvvet ve A ile gösterilen ise Alan olmaktadır. Yine bu mantıktan hareketle toplam silindir hacmi, piston tam geri çekili haldeyken, silindirin tam olarak uzatılmış halinden daha az olacaktır, çünkü içerisinde mil hacmi bulunmaktadır ve bu sebepten ötürü de silindir geri çekilirken ileri itilmesine göre daha hızlı hareket eder.

Hidrolik Silindir Çeşitleri

-Tek Etkili Hidrolik Silindir

Tek etkili hidrolik silindirler de basınçlı sıvı tek bir noktadan giriş yapar. Basınçlı sıvının giriş yaptığı kısmın mil ucunda yada kapak ucunda olmasına göre hidrolik silindir ya uzama yada geri çekilme hareketi yapmaktadır. Uzama veya geri çekilme hareketinin tersi hareketler ise ya yerçekimi yada yay kuvveti tarafından üretilecek karşı kuvvet ile geri haline dönmektedir. Tek etkili hidrolik silindirlere (İngilizce olarak single acting hydraulic cylinder) herkesin bilebileceği en basit örnek ise her arabada olan hidrolik krikolardır. Bu tür hidrolik silindirlerde geri dönüş hareketi yer çekimi etkisi ile olmaktadır.

Tek Etkili Hidrolik Silindir
Tek Etkili Hidrolik Silindir

Tek etkili hidrolik silindir üretimlerinde yay uzatmalı yada yay dönüşlü tiplerde üretimler gerçekleştirilmektedir. Yay kuvveti ile bir iş parçasını tutmak mümkün olduğu için alet tutma fikstürlerinde yay uzatmalı silindirler tercih edilmektedir. Silindire uygulanan basınç ile tutulmak istenen iş parçası serbest bırakılmaktadır. Bu tür sistemler için en bilinen örnekler arabalarda ki park frenleri bu tür silindirler için en belirgin örnektir.

Tek etkili hidrolik silindir imalatında ise en yaygın tip geri dönüş yayı kullanılan tiptir. Bu tip hidrolik silindirde piston çubuğunu uzatmak için hidrolik sıvı silindirin kapak ucundan girer. Hidrolik sıvının sistem dışına çıkmasına izin verildiğinde yay mili geri çekmek için piston çubuğuna kuvvet uygular. Fabrika otomasyonlarında yaygın olarak kullanılan bir hidrolik silindir türüdür.

-(Tie-rod) Saplamalı Tip Hidrolik Silindir

Endüstriyel uygulamalarda sıklıkla karşımıza çıkan ve İngilizce terminoloji olarak Tie-rod Hydraulic Cylinder olarak geçen ve Türkçe olarak ise saplamalı hidrolik silindir olarak isimlendirilen bu silindir türünde alt ve üst kısımda bulunan kapaklar ve uçlarından geçirilen miller vasıtasıyla sabitleme yapılmaktadır. Yine klasik olarak kovan ve kapaklar arasına konulan contalar ve sızdırmazlık elemanları ile hidrolik sıvının kaçması engellenmektedir.

Tie-Rod Saplamalı Hidrolik Silindir
Tie-Rod Saplamalı Hidrolik Silindir

Endüstriyel sahalarda ağır hizmet tipi uygulamalarda genellikle tie-rod tipinde hidrolik silindirle kullanılmaktadır ve hidrolik silindirin imalatı konusunda Ulusal Akışkan Gücü Birliği’nin (NFPA) standartları çerçevesinde üretimler gerçekleştirilmektedir.

-Kaynaklı Hidrolik Silindir

Sıklıkla karşımıza çıkan hidrolik silindir türleri arasında kaynaklı hidrolik silindirler en başta gelenler arasındadır. Bu tür hidrolik silindirlerde kapaklar silindir kovanına kaynakla tutturulmuştur. Yine ağır hizmet endüstrisinde tercih edilen silindirlerden birisidir. Kaynaklı hidrolik silindirlere en sık rastlayacağımız yerlerden biriside mobil uygulama olarak geçen iş makinelerin hidrolik kısımlarıdır.

Kaynaklı Hidrolik Silindir
Kaynaklı Hidrolik Silindir

-Mill-Duty Hidrolik Silindir

Mill-duty tarzı hidrolik silindirlerde kovanın her iki ucuna da flanşlar kaynaklı bir şekildedir ve bu flanşlara uç kapakları civatalanmıştır. Görünüş itibariyle kaynaklı silindirlere benzeselerde mil tipi hidrolik silindirlerin üretiminde kovan et kalınlıkları daha fazla olmaktadır ve daha ağır yapılı olarak imal edilirler.

Mill Duty Hidrolik Silindir
Mill Duty Hidrolik Silindir

Bu tip hidrolik silindirler çelikhaneler, haddehaneler gibi yerlerde kullanılmaktadır ve uç kapak cıvatalarının direkt olarak kovan duvarına vidalanması için kovan duvarı yeteri kadar kalın olmalıdır.

-Tamir Edilemeyen Hidrolik Silindirler

Hidrolik silindir dünyasında kullan at tarzıyla kullanılan silindirlere tamir edilemeyen hidrolik silindirler denir. Bu tip silindirlerde kovana kaynaklı şekilde uç kapakları bulunmaktadır. Bu tür silindirler onarım yada conta değişimi gibi sebepler için demonte edilemezler. Bu tür silindirler, yüksek kullanım ömrünün gerekmediği ve uygun maliyetli olması sebebiyle tercih edilirler. Tamir edilemeyen hidrolik silindirler üretim maddesi olarak paslanmaz çelik, alüminyum alaşımları ve plastikten üretilmişlerdir.

Tamir Edilemeyen Hidrolik Silindir
Tamir Edilemeyen Hidrolik Silindir

-İç İçe Geçen Hidrolik Silindir (Teleskopik Hidrolik Silindir)

Teleskopik silindirler, tamamen uzatıldığında, kapalı halini aşan bir strok mesafesi üretebilen ve ikiden fazla kademeye sahip silindir türüne iç içe geçmiş silindir yada teleskopik hidrolik silindir denmektedir.

Teleskopik Hidrolik Silindir
Teleskopik Hidrolik Silindir

 

Teleskopik silindirler, iç içe geçmiş beş veya daha fazla boru seti veya kademe içerir. Her kademe, hem silindir kovanı hem de piston çubuğu olarak işlev gören contalar ve yatak yüzeyleri ile donatılmıştır. Bir teleskopik silindirin katlanmış uzunluğu, uzatılmış uzunluğu 15 te 1’i kadar kısa olabilir, ancak maliyet, eşdeğer kuvvet üretebilen standart bir silindirinkinin birkaç katıdır. Tüm aşamaların eşzamanlı olarak uzandığı veya en büyük aşamanın önce uzandığı, ardından her bir ardışık olarak daha küçük aşamanın geldiği modeller mevcuttur. Günümüzde teleskopik silindirler bir çok yerde kullanılmaktadır, mobil uygulamalarda sıklıkla kullanılan iç içe geçmiş silindirler en çok mobil vinç araçlarında tercih edilmektedir.

-Kısa Stroklu Hidrolik Silindirler

Farklı amaçlar için üretilen hidrolik silindir türlerinden biri olan kısa stroklu hidrolik silindirler, sahip oldukları mil boyuna oranla daha geniş çapa sahiptirler. Bu tür silindirlerin kullanım yeri olarak, düşük bir besleme ile yüksek kuvvet üretilmesi gereken yerlerde ve eksenel olarak mesafenin kısıtlı olduğu yerlerde tercih edilmektedir. Bir başka adıda Ram silindiri olan bu silindirler, pistonla aynı ölçüye sahip bir mili bulunmaktadır. Bu tarz silindirlerde geri dönüş yer çekimi sayesinde olmaktadır.

Kısa Stroklu Hidrolik Silindir
Kısa Stroklu Hidrolik Silindir

-Dublex Hidrolik Silindir

Dublex hidrolik silindirler, sıralı olarak bağlanan iki veya daha fazla silindirden oluşmaktadır. Bu tür silindirlerde pistonlar birbirine fiziksel olarak bağlı değildir. Bir dubleks hidrolik silindir, ikiden fazla pistondan oluşabilir, ihtiyaca göre hangi pistonların çalıştırılacağına bağlı olarak istenilen strok mesafesinin elde edildiği sistemlerdir. Ayrı piston bölmelerinin hareket ettirilmesi ile farklı ölçüler elde edilebilir.

Dubleks Hidrolik Silindir
Dubleks Hidrolik Silindir

-Diyafram Hidrolik Silindirleri

Diyafram hidrolik silindiri olan isimlendirilen silindirler kısa stroklu tiplerdir. Bu tür silindirlerde kovan-piston arayüzünü kapamak için elastomer diyaframlar kullanılır. Kısa stroklu tiplerinde silindir gövdesi yarıları arasında elastomer levha kullanılır ve genellikle kamyon ve otobüs havalı fren sistemlerinde kullanılır.

Diyafram Hidrolik Silindir
Diyafram Hidrolik Silindir

Hidrolik Silindirlerin Ömrü

Endüstriyel hidrolik silindirler tasarım aşamasında iken nominal sistem basıncındaki verime göre 4:1 oranında imal edilirler. Mobil araçlar için ağır hizmet tipinde hidrolik silindir üreticileri için bu tasarım faktörü 3:1 oranındadır. Standart sistem basıncında, herhangi bir basınç darbesi olmayan çalışma sistemlerinde 15.000 psi gerilim koyurucu olarak nitelendirilir. Sistem basınç artışlarıyla 30.000 psi’ya kadar gelmişse de yine endişe verici değildir fakat 30.000 psi’de çelik malzemenin boyut değişikliği 0,001 inç/30 inçtir.

Bahsetmiş olduğumuz bu boyutta bir basınç yükselmesi, hemen hemen 1/32 inçlik bir uzama değişikliğine nede olabilir. Yüksek sıcaklıklara maruz kalmalardaki boyutsal değişiklikler, hidrolik silindir için çalışma basınçlarını sınırlandırabilir. Bu tür boyut değişiklikleri metal olmayan silindir contalarının ömürlerini ve dolayısıyla performanslarını önemli derecede etkileyebilir.

Hidrolik silindirlerinizin ömürleri için sistem şok basınçlarını da göz ardı etmemeniz gerekir. Hidrolik sistem de hız kontrolü veya enerji emici cihazlar bulunuyorsa normal sistem basıncının iki veya üç katı kadar basınç yükselmeleri meydana gelebilir. Bu tür durumları göz önünde bulundurarak, silindir bağlantı noktası sızdırmazlık bütünlüğünü korumak için gerekli montajı yapınız.

Hidrolik Silindirlerin Bakımı İçin 5 Önemli Tavsiye

Sistemlerinizde yahut mobil araçlarınızda bulunan hidrolik silindirlerin daha uzun ömürlü ve verimli kullanabilmeniz için aşağıdaki uyarıları göz önünde bulundurmanız size faydalı olacaktır…

  • Hidrolik silindirlerin çalışması için hidrolik yağ gereklidir ve bunu temiz tutmanız olmazsa olmazınızdır. Aslında bu uyarıyı herkes bilir ama nedense gerekli özen gösterilmez. Temiz bir yağ kullandığınızdan emin olmak için filtre kullanmayı unutmayın. Ve de sisteme giren kir parçacıkları silindir içerisinde ileri geri hareket ederler, bu yüzden sisteminize giren yağın temiz olması her şeyden önemlidir. Hidrolik sistemlerde kısıtlama yapılmaması gereken durumlardan bir tanesi de filtreleme işlemleridir. Filtrelerinizin değişme zamanı geldiyse asla aksatmadan muadili ile değiştiriniz.
  • Hidrolik silindirlerinizi düzenli olarak muayene ediniz. Herhangi bir korozyon, çukurlaşma yada düzensiz aşınma gibi durumlar için silindir miline bakınız. Korozyona rastlarsanız bu size ortam veya akışkan içinde aşırı nem olduğuna dair sinyalleri vermiş olacaktır. Sisteminizde sürtünme mevcut ise bu durum çubuk keçesine ve sıyırıcıya zarar vereceğinden çubukta ki korozyon keçe aşınmasını hızlandıracaktır. Silindir mili üzerinde ki oyuklar korozyondan olabileceği gibi fiziksel darbelerden de meydana gelebilir bu sebeple de conta hasarı oluşabilir. Çubuk üzerinde düzensiz aşınma meydana gelmişse yanlış hizalamanın bir sonucu olabileceğini aklınızda bulundurun. Yanal bir yük, çubuğun yatağın bir tarafına sürtünmesine neden olur ve bu durumda hem yatağı, hem contaları ve de çubuğun erken aşınmasına neden olur. Çubuğu tekrar kullanabilmek için cilalamak yeterli gelmez ise silindir tamir atölyesinde yeniden silindir mili imal ettirilebilir. Yeni silindir mili takmadan önce çubuk aşınmasına neden olan durumu düzeltmeniz sık sık silindir mili değiştirmenizi engelleyecektir.
  • Silindirlerinizi sık sık değiştirmeyi ihmal etmeyin, düzenli olarak silindirlerinizi değiştirmek, muhtemel bir zorunlu duruştan sizi kurtaracaktır. Değiştirmiş olduğunuz silindirleri inceleyebilir, gereken yerlerde onarım faaliyetlerinde bulunabilirsiniz. Silindir incelemelerinizde vernik oluşumuna rastlarsanız bu size yağınızın sürekli olarak ısındığı bilgisini verecektir. Silindir milinizde bilyalı bir çekiçle dövülme hissiyatı varsa, sisteminizde partiküllerin mevcut olduğu anlamını çıkarabilirsiniz.
  • Bir hidrolik silindirde, sızdırmazlık elemanları, mil, kapak gibi yerlerin yanı sıra aksesuarlara da çok dikkat etmek gerekir. Braketler, çatallar, bilyeli mafsallar ve bağlantı noktaları da en az silindirin kendisi kadar önemlidir. Hassas bir makineniz var ise ve bağlantı noktalarınızda çok az bir açıklık bile size titreşim olarak geri dönecektir. Bu yüzden hassasiyetinizi bu bölgelere vermeyi de ihmal etmeyin.
  • Yağlama sistemlerinizi incelemeyi de ihmal etmeyin. Gerekli düzenli bakımları yapın ve değişmesi gereken parçaları zamanında değiştirin. Yağ seviyesini düzenli olarak kontrol edin. Yağlama hattınızı hava tabancıyla zaman zaman test etmekte yarar vardır, aksi halde bir tıkanıklık var ise hemen hallediniz.

Her ne kadar hidrolik silindir çeşitlerini dilimiz döndüğünce anlatmaya çalışsakta endüstrinin ihtiyaçları doğrultusunda özel ve seri üretim hidrolik silindir imalatları devam edecek. Çalışılan ortamlara göre korozyon ve imal yöntemleri farklı olacak özel hidrolik silindirler sizlere çok şey katacaktır. Bir hidrolik silindir alırken, satış sonrası yedek servis ve onarım hizmetlerinde ne derece iyi olduklarını araştırmayı da ihmal etmeyin…

Bir sonraki yazımızda görüşmek dileğiyle…

Yorum yapın