Hidrolik Silindir Nasıl Çalışır? Çeşitleri Nelerdir?

Hidrolik silindir, hidrolik pompa tarafından basınçlandırılan hidrolik sıvı yardımıyla hareket sağlayan elemandır. Hidrolik sistemlerin en önemli elemanlarındandır. İtme ve çekme hareketlerini yapabilmektedir. Hidrolik preslerden iş makinelerine kadar birçok alanda kullanımı vardır. İhtiyaç duyulan işe göre silindir tipi belirlenir ve tasarımı yapılır. Kısaca hidrolik enerjiyi hareket enerjisine dönüştüren hidrolik sistemlerdir.

Hidrolik Silindir Nasıl Çalışır?

1. Hidrolik pompa sistem için gerekli olan hidrolik akışkanı basınçlandırır ve sisteme iletir.
2. Sisteme iletilen sıvı çek valf, kontrol valfi ve emniyet valfi gibi elemanlar ile hidrolik silindirlere güvenli bir şekilde iletir.
3. Hidrolik silindirler akışkanın basıncı ile beraber mekanik hareketin oluşmasını sağlar.
4. Hidrolik silindirin çeşidine göre itme veya çekme hareketleri meydana gelir.

Hidrolik pompalar ve çeşitleri hakkında daha fazla bilgi için ilgili yazımıza bakabilirsiniz.

>> Hidrolik Pompa Nedir? Çeşitleri Nelerdir?

Hidrolik silindirin ve hidrolik sistemin ihtiyacı karşılayabilmesi için doğru olarak tasarlanması gerekir. Bu nedenle uygulanmak istenen kuvvetin veya kaldırılmak istenen yükün belirlenmesi ve hesapların da bu koşullara göre uygun olarak yapılması gerekmektedir. Emniyet katsayısı vb. tasarım kriterlerinin hesaba katılması unutulmamalıdır.

Emniyet katsayısı için daha fazla bilgiye ilgili yazımızdan ulaşabilirsiniz.

>> Emniyet Katsayısı Nasıl Seçilir?

Hidrolik Silindir Çeşitleri Nelerdir?

Hidrolik silindir kullanılacak işe göre bazı farklı tiplerde üretilmektedir. Kullanılacak hidrolik silindir çeşidi, yapılan işin karmaşıklığına veya gereksinimlerine göre belirlenir. Yani eğer klasik bir hidrolik silindir istenilen kapasiteyi gösteriyorsa daha karmaşık bir hidrolik sistem tasarımı gereksiz olabilmektedir. Hidrolik silindir çeşitlerinden bazılarını inceleyelim.

Tek Etkili Hidrolik Silindirler

Tek etkili hidrolik silindirler sadece tek yönde hareket sağlayan silindirdir. Bu tür tasarlanan bir hidrolik silindirde aynı sistem ile hem çekme hem itme işleri yapılamaz. İş yapıldıktan sonra silindirin eski haline gelmesi yapılan işteki yük ile ve silindirde kullanılan yaylar ile sağlanmaktadır. Böylece diğer yönde yüksek bir kuvvet gerekmediği için daha basit bir sistem kullanılarak hidrolik sistem kullanılmış olur.

Çift Etkili Hidrolik Silindirler

Çift etkili hidrolik silindirler hidrolik enerjiyi iki yönde de iletebilen silindirdir. Hem çekme hem de itme hareketini istenilen sınırlarda yapabilir. Hidrolik presler ve yonga makineleri gibi kullanım alanları vardır. İleri ve geri hareket, hidrolik sıvı ile sağlandığından dolayı hidrolik sıvı tek etkili silindirdeki gibi kendiliğinden değil, mekanizmanın harekete geçirilmesi ile gerçekleşir. Genellikle 4/3 yön kontrol valfi ile beraber kullanılır. Piston hızı istenilen şekilde tasarlanabilir.

Teleskopik Hidrolik Silindirler

Teleskopik hidrolik silindirler genel olarak tek etkili silindir olarak kullanılırlar. Birbiri içine geçirilmiş birden çok silindirden oluşur. Silindirlerin boyu ve dayanımı gereksinimlere uygun şekilde tasarlanır ve üretilirler. Genellikle kamyon ve hafriyat işlerinde kullanılan iş makinelerinde damper olarak kullanılır. Ayrıca römorklarda da kullanılmaktadır. 

Tandem Hidrolik Silindirler

Tamdem hidrolik silindirler, çok ağır yükler için tasarlanmış hidrolik silindirlerdir. Tasarımdaki temel prensip, pistonun yüzey alanını arttırmaktır. Böylece daha büyük itme ve çekme kuvveti sağlanabilmektedir. Tek piston mili ve 2 silindirden meydana gelmektedir.

Hidrolik Silindir Hesaplamaları

Hidrolik silindir hesaplamalarında, hidrolik pompanın kapasitesi, kaldırılacak yükün ağırlığı ve silindir çapı kullanılır. Belirli bir alana göre tasarım yapılıyorsa, işte kullanılacak ağırlığa göre tasarım yapılır. Pompa basınç birimi "bar", ağırlık birimi "kg" ve silindir çapı "cm" olarak hesaplara dahil edilir. Örnek bir hesaplamayı aşağıda bulabilirsiniz. Yapılan hesaplamalar teorik olup yapılacak tasarımlarda pratik ve katalog değerlerinin kullanılması önerilmektedir.

Kullanılacak yük = 5 ton = 5000 kg
Pompa basıncı = 200 bar

Silindir çapı ne olmalıdır?

İtme için;

F=P x A
5000=200 x A
A=25 cm2
25=pi x r2
r= 2,82

Görüldüğü gibi 5 tonluk bir yükü kaldırmak için düz hesap 3 cm yarıçap, 6 cm çapında bir silindir pistonu işimizi görecektir. Fakat hareketli makinelerde beklenmeyen yüklere maruz kalabileceği için standartlar ile belirlenen bir emniyet katsayısı hesaba dahil edilmelidir.

Hidrolik Silindirler Nerede Kullanılır?

Daha önce de belirttiğimiz gibi hidrolik silindirlerin pek çok kullanım alanı ardır. Hidrolik sistemlerin kullanıldığı hemen hemen her yerde hidrolik silindirler kullanılırlar. Hidrolik sistemlerin ve makinelerin kullanıldığı alanları ve ilgili yazımızdan daha ayrıntılı olarak inceleyebilirsiniz.

>> Hidrolik Sistemler ve Kullanım Alanları

Hidrolik silindirlerin kullanıldığı bazı alan ve sistemler;

-İş makineleri ve ekskvatörlerde

-Hafriyat kamyonları ve tırlarda.

-Tünel açma makinelerinde

-Öğütücü ve yonga makinelerinde

-Forklift vb. taşıma makinelerinde

-Otomobil ve hava araçlarının kontrol mekanizma ve aksamlarında

-Hidrolik sistemle çalışan asansörlerde

-Hidrolik pres vb. gibi üretim ekipmanlarında