ENDÜSTRİYEL HİDROLİK

HİDROLİK – PNÖMATİK SİSTEMLER

PROF. DR. MEHMET TUNÇ ÖZCAN

ADANA2012

GİRİŞ

Endüstriyel hidrolik günümüzde bir çok sanayi dalının vazgeçilmez kuvvet ve kontrol sistemi haline gelmiştir. Maden, inşaat, tarım, deniz, otomotiv, uçak, gemi, ulaştırma vb. birçok konuda kullanılan makinalar giderek tamamen hidrolik elemanlar kullanılarak tasarlanmaktadır. Endüstriyel hidrolik sürekli gelişen ve yeni elemanlarla daha etkin hale gelmektedir.

Endüstriyel hidroliğin bu gelişimi hem bu makinaların tasarımı ve üretimi için hem de kurulumu, bakımı, işletmesi ve tamiri için yetişmiş elemana gereksinim göstermektedir. Gittikçe artan bir istihdam kapasitesi ile günümüzün ve geleceğin önemli bir meslek dalı haline gelecektir. Bu meslekte mühendis, teknisyen ve operatör olarak çok sayıda istihdama gereksinim duyulmaktadır.

“Endüstriyel hidrolik , kuvvet ve hareketlerin bir akışkan aracılığı ile iletimi ve denetimidir.”Mekanik güç iletiminde miller, yataklar, kayış ve kasnaklar, diş çalkar, kavrama, dişli kutusu ve

benzeri mekanik hareket iletim elemanları kullanılmaktadır. Bu katı elemanlar üzerlerine etki eden kuvvetler gerilmeler yaratmaktadır. Bu gerilmeler yardımıyla da kuvvet iletilmektedir. Bu kuvvet iletiminde katı elemanlar üzerine etki eden kuvvet eleman üzerinde kendi doğrultusunda ve şiddetiyle orantılı olarak gerilme yaratır. Bu gerilmelerin sonucu olarak cisimde bazı şekil değişiklikleri ortaya çıkar.

Hidrolikte kuvvet iletimi akışkana verilen basınç enerjisi yardımıyla sağlanır. Basınç enerjisi uygun alıcılar tarafından kuvvet ve harekete dönüştürülür. Basınç enerjisi akışkan üzerinde taşınarak iletilir. Akışkan üzerine bazı mekanik düzeneklerle basınç enerjisi yüklenir. Başka deyişle basınç oluşturulur. Basınç altındaki akışkan boru ve benzeri elemanlar içerisinde basınç altında hareket ettirilir. Basınç altındaki akışkan iletildiği yerde tekrar bazı mekanik düzenekler yardımıyla kuvvet ve hareket oluşturur. Örneğin bir pompa ile madeni yağ üzerinde basınç oluşturup bir boru içerisinde taşıyıp diğer uçta bir silindir ve piston yardımıyla itme kuvveti elde edilmesi çok yaygın bir hidrolik uygulamadır.

Hidrolik sistemler iki ana bölümde incelenir.1- Hidrodinamik sistemler2- Hidrostatik sistemler.

Hidrodinamik sistemler, hidroelektrik santrallerinde örneklerini gördüğümüz sistemlerdir. Bu sistemlerin genel karakteri düşük basınçlı çok yüksek hacimli olmalarıdır. Bu sistemler çoğunlukla yenilenebilir enerji kaynakları üzerinde kurulmuşlardır. Açık sistemlerdir. Sistemden geçen akışkanın yeniden kullanılamadığı, her defasında yeni akışkanın kullanıldığı, çok büyük güçler üretebilen sistemlerdir. Bir nehir üzerine kurulan barajda biriktirilen suyun kazandığı yükseklikten yararlanılır. Barajdan alınan su hızla türbin kanatlarına çarparak döndürür. Bu şekilde suyun hız enerjisi mekanik enerjiye çevrilir.Bu sistemlerde basınç seviyeleri 10-20 bar düzeylerinde kalmaktadır. Düşük sayılacak bu basınç seviyelerine karşın hidrodinamik sistemler çok yüksek hacimlere sahiptir. Saniye. yüzlerce metreküp suyun hareket ettiği sistemlerdir. Bu nedenle de çok büyük enerji üretim sistemleridir.

Hidrostatik sistemler, bir preste karşımıza çıkan pompa , kumanda valfı, silindir ve depodan oluşur. Sanayide bir çok uygulamasını görmekteyiz. Metallere şekil verirken, ağır yükleri kaldırırken hep bu hidrolik sistemlerden yararlanılır. Hidrostatik sistemlerde basınçlar çok yüksektir. Buna karşın hacimler çok küçüktür. Akışkan olarak yağ kullanılmaktadır ve kullanılan akışkan geri kazanılarak depoda biriktirilmekte ve yeniden kullanılmaktadır. Bu nedenle hidrodinamik sistemlerle kıyaslanmayacak kadar küçük sistemlerdir. Ancak, kuvvet oluşturmada ve denetlemede ki başarıları ve taşınabilirlikleri üstün yönleridir.

Hidrostatik sistemlerin üstün ve zayıf yönleri şöyle sıralanabilir;Üstün yönleri:a) Hidrolik sistemin kontrolü kolaydır. Uzaktan veya otomatik olarak kumanda edilebilir.b) Hidrolik sistemin elemanları küçüktür ve az yer kaplarlar. c) Titreşimsiz ve düzenli hareket üretirler. Sesiz ve gürültüsüz çalışırlar.d) Yük altında hız değişimine olanak verirler. Hız değiştirirken sistemin durmasına gerek yoktur.

Hız değişimi kademesizdir.e) İstenildiği anda yön değiştirilebilir.f) İnce ve hassas ayarlar yapılabilir.g) Hidrolik sistem basit elemanlardan oluşan fakat etkili bir emniyet düzenine sahiptir. Basınç ve

debi sınırlamaları ile kuvvetin, hızın ve gücün kontrolü etkili bir şekilde yapılabilir.h) Hidrolik elemanların ömürleri uzundur, bakım ve onarımı kolaydır.Zayıf yönleri:a) Yağ sızıntıları nedeniyle çevrelerini kirletirler ve yangın tehlikesine açıktırlar.

b) Yüksek basınç altında çalışan elemanlar oldukların boru ve diğer elemanların bağlantılarında sızdırmazlığın sağlanması önemlidir.

c) Sistemin bazı elemanları yüksek sıcaklığa karşı duyarlıdır.d) Boru uzunluğu ve kıvrım sayısı artıkça verim düşer. Birbirine uyumlu elemanlar seçilmesi ve

uygun montaj edilmesi verimi etkiler.e) Yüksek basınçlı sistemlerde oluşan yağ kaçakları tehlikelidir.

HİDROLİK SİSTEMHidrolik sistem bir enerji dönüştürme sistemidir. Hidrolik sistemde yağ üzerine uygulanan basınç

enerjisi ile mekanik etkiler oluşturulur. Bu nedenle önce mekanik enerji basınç enerjisine çevrilir, yağ üzerinde oluşan basınç enerjisi yağ tarafından taşınır ve silindir, motor gibi elemanlar yardımıyla tekrar mekanik enerjiye çevrilir.

Hidrolik sistemin asıl enerji kaynağı bir motordur. Çoğunlukla bir elektrik motoru bazen da benzinli yada dizel bir motor kullanılır. Motor miline pompa yağ üzerinde basınç oluşturur. Motordan alınan mekanik enerji pompa tarafından basınç enerjisine (hidrolik enerji) çevrilir. Basınç altındaki yağ borular ve hortumlar içerisinde taşınır. Bu iletim sırasında yağın akışının düzenlenmesi ve denetlenmesi amacıyla çeşitli valflar kullanılır. Son kısımda ise basınçlı yağ silindirin pistonuna etki eder ve pistonda bir ite kuvveti oluşturur. Bu noktada basınç enerjisi tekrar mekanik enerjiye çevrilir. Böylece mekanik enerji kaynağından alınan enerji basınç enerjisi olarak yağa verilip iletim ve denetimi yağ üzerinde yapıldıktan sonra tekrar mekanik enerjiye çevrilir. Hidrolik ve pnömatik sistemlerin hepsinde de son olarak mutlaka mekanik etki elde edilir. Buna göre bir hidrolik sistem mekanik güç kaynağı, pompa, iletim ve denetim elemanları, hidrolik alıcılardan (silindir ve motor) oluşur.

HİDROLİĞİN TEMEL İLKELERİHidrostatik durgun sıvıların mekaniğini inceler. Durgun haldeki sıvıların denge durumunu ve katı

cisimler üzerinde yarattığı basınç etkisini inceler. Örneğin, depodaki sıvı durağan, hareketsiz durumda olduğu için üzerine etkiyen hiçbir dış kuvvet yoktur. Sadece yerçekimi kuvvetinin etkisi altındadır. Bu kuvvet etkisi ile basınç kuvvetleri doğmaktadır.

Hidrostatiğin Üç Temel KuralıSıvıların denge durumlarını anlamak için üç temel kural ortaya konmuştur. Bu kurallar sıvı

mekaniğinin de anlaşılmasında yardımcı olmaktadır. 1- Hareketsiz sıvıların bulundukları kabın, yada sıvı içerisine batırılmış herhangi bir konumdaki bir

cismin yüzeylerine yaptığı basınç her noktada bu yüzeylere dik doğrultudadır. 2- Hareketsiz bir sıvının herhangi bir noktasındaki basınç kuvveti değeri bu noktadan geçen her

doğrultuda aynidir. 3- Hareketsiz bir sıvıda yalnız düşey yönde basınç değişimi vardır. Yatay yönde ayni düzleme

kalmak şartı ile basınç değişimi yoktur.Hidrostatik basınç sıvının ağırlığının yarattığı basınçtır. Bir yüzeye etkiysen hidrostatik basınç, o

yüzey üzerindeki sıvının yüksekliğine ve sıvının özgül ağırlığına bağlıdır. P = . hBurada; P, basınç (kg/m2); ., özgül ağırlık( kg/m3); h, sıvı sütunu yüksekliği (m).Basınç sıvı tarafından kolayca iletilir. Bu iletimde yön ve doğrultu seçimi yoktur. Sıvı üzerine gelen

dış kuvveti her doğrultu ve yönde eşit olarak taşır.Dış kuvvetin oluşturacağı basınç kuvvetin etki ettiği alanla ters orantılıdır. P= F/ABurada; P, basınç (kg/m2);F, kuvvet (kg); A, alan (m2).Hidrolik Paradoks,

. h = F/AF = . h A

Hidrolik paradoksta da görüldüğü gibi basınç ve basınç kuvvetinin büyüklüğü kabın içerisindeki sıvı miktarına bağlı değildir. Kaplar içerisinde farklı hacimde akışkan olmasına karşın yükseklikler eşittir. Akışkanın tabana yaptığı basınç sıvı sütunu yüksekliğine bağlı olduğundan bütün kaplarda tabana yapılan basınç eşittir. Taban alanları da (A) eşit olduğundan taban etkiyen basınç kuvvetleri de eşit olacaktır.

Basınç birimleri:Basınç kısaca birim alan etkiyen kuvvet olarak tanımlanır. Bu tanım sonucu olarak basınç biriminin

(kuvvet / alan) şeklinde ifade edilmekte olduğu anlaşılır.Pascal (Paskal) basınç birimi (N/m2): Bir metre kare (m2). alana bir Newton (N) kuvvet etki

etmesiyle oluşan basınçtır. Kısa gösterimi (Pa) şeklindedir. Bu basınç birimi çok küçük olduğu için çoğunlukla 1.000 Paskal basıncı ifade eden (kPa) ve 1.000.000 Paskal basıncı ifade eden (MPa) birimleri kullanılır.

Bar basınç birimi ( 10 N/ cm2): Sanayide çok yaygın kullanılan bir basınç birimidir. Bir santimetre kare (cm2). alana on Newton (10N) kuvvet etki etmesiyle oluşan basınçtır. Kısa gösterimi (bar) şeklindedir.

Atmosfer (Teknik atmosfer) basınç birimi (1 kg/ cm2): Bir santimetre kare (cm2). alana bir kilogram (kg) kuvvet etki etmesiyle oluşan basınçtır. Kısa gösterimi (Atm) şeklindedir.

PSI basınç birimi (lbf/in2): Bu basınç biriminde İngiliz ölçü sistemleri kullanılmaktadır. Bir inch kare (inç kare) (in2). alana bir libre yada Pound (paund) (lbf) kuvvet etki etmesiyle oluşan basınçtır. Kısa gösterimi (psi) şeklindedir, bu gösterim (Pound per Square Inch) İngilizce ifadesinin baş harflerinden oluşur. Ülkemizde otomobil lastiklerine hava basarken ölçümde bu basınç birimini yaygın olarak kullanmaktayız. Kısaca 28 hava , 30 hava diye ifade edilen basınç gerçekte 28 psi ve 30 psi basıncı göstermektedir.

Basınç Birimleri Çevrim Çizelgesi=…1Kg/cm2 =…1 kPa =…1

bar =…1 lbf/in2(psi)

1Kg/cm2 = 1 101,32 0,981 14,2231 kPa = 0,010 1 0,010 0,1451 bar = 1,019 100 1 14,5031 lbf/in2(psi)= 0,070 6,894 0,068 1

Hidrolik KrikolarKrikolar, durgun halde bulunan sıvıların üzerlerine yapılan basıncı her yönde iletme özelliklerinden

yararlanılarak yapılan araçlardır. Hidrolik kriko; çapları eşit olmayan iki piston ve silindirin ince bir boru ile birleştirilmesinden oluşur.

Küçük pistona F1 kuvveti uygulandığında birim alana gelen basınç (p = F1/A1) İkinci pistonu dengede tutan kuvvet (F2) ise birim alana gelen basınç (p = F2/A2) ve denge halinde basınçların eşit olacağı kolayca görülür. Bu durumda bu iki eşitlik birbirine eşitlenebilir. (F1/A1) = (F2/A2)

İkinci pistonda oluşan kuvvet şu eşitlikle hesaplanabilir. F2 = F1 (A2/A1)

Basınç yükseltici: Şekilde de görüldüğü gibi büyük (A1) alanına sahip piston üzerine görece daha düşük bir basınç (p1) etki etmektedir. Bu basınç burada örneğin sıkıştırılmış hava ile sağlanmıştır. Birinci piston üzerinde oluşan (F1) kuvveti bir kol yardımıyla birbirine bağlı olan ikinci pistona iletilir. İkinci piston daha küçük olan (A2) alanı sayesinde görece giriştekinden daha yüksek olan (p2) basıncını oluşturur. Böylece basınç yükseltilir. Fren düzeneklerinde benzeri bir yükseltici kullanılmaktadır.

F1 = p1 A1

F2 = p2 A2

p1 A1 = p2 A2

(p1/p2) = (A2/A1)Hidrodinamik; hareket halindeki sıvıları inceler. Sıvı üzerine etki eden kuvvetleri, bu kuvvetlerin

oluşturduğu hız ve ivmeyi ve sıvının yer değiştirmesi sırasındaki enerji değişimlerini inceler.Hidrostatik sistemlerde boru içerisinde yağın akışının düzenli olduğu ve tabakalı bir akış

karakterinde olduğu varsayılır. Sıvı, boru içerisinde hareket ettikçe boru ile sıvı arasında ve sıvının molekülleri arasında sürtünme

oluşur. Sürtünmeler sıvının viskozitesine (akıcılık özelliğine), sıvının hızına bağlıdır. Viskozitesi ve hızı yükseldikçe sürtünmelerde artmaktadır. Özellikle hızın artışı sürtünmeleri hızın karesiyle doğru orantılı olarak artırmaktadır. Buda akışın boru içerisinde sağlandığı koşullarda akışkan hızlarının çok yüksek tutulmasının yanlış olduğunu göstermektedir.

Akışkanın hareketini sağlayan enerji için Bernoulli eşitliği kullanılır. Bu eşitlik üç terimden oluşur. Birincisi ( Z ) akışkanın konum yükünü, ikincisi (p/.) basınç yükünü ve üçüncüsü de (V2/2g) hız yükünü ifade eder. Akışkanın toplam enerjisi bu üç yükün toplamıdır.

H= Z + p/.+ V2/2g Bernoulli eşitliği.

Buradan iki sonuç çıkarılabilir. Birincisi boru içerisinde hareket eden sıvının hızıyla basıncı asındaki ilişkidir. Boru içerisinde sıvı hızının yükseldiği dar geçitlerde, basınç azalması görülür. Sıvının toplam enerjisi sabit kalacağı için bu sonuç kaçınılmazdır. Borunun çapının daraldığı, kesitin küçüldüğü yerlerde hız artar ve basınç düşer. Borunun çapının genişlediği yerlerde ise hız azalacak ve basınç yükselecektir.

Akışkanın taşındığı boru içerisinde hız ile kesit alanı arasındaki ilişki de önemlidir. Süreklilik denklemi taşınan akışkan miktarının (Q) hız (V) ile kesit alanın (A) çarpımına eşit olduğunu gösterir. Bir boru içerisinde akan akışkan farklı kesitlerden geçerken akışkan miktarı sabit kalacağından hız değişimine uğrar. Kesitin daraldığı yerde hız artar kesitin genişlediği yerde hız azalır. Ancak hız alan çarpımı sabittir.

Q = A1 . V1 = A2 . V2 = sabitİkinci sonuç sürtünme kayıplarıyla ilgilidir. Bernoulli eşitliği sıvının (1) noktasından (2 ) noktasına

hareketi sonucu bir enerji kaybı olacağı dikkate alınarak yeniden düzenlenirse Z1 + p1/.+ V1

2/2g – HL = Z2 + p2/.+ V22/2g

Bu son eşitlikte kullanılan (HL) terimi sıvının (L) kadar yol aldığın kaybettiği sürtünme enerjisini ifade eder. Burada şunu sormak gerekiyor. Bu kaybolan enerji nerden karşılanacak. Enerji terimlerinden (Z) bulunduğu yerin sağladığı enerjidir. Boru yatay ise değeri sabittir. Hız yükü de sabittir. Boru çapının sabit olduğu bir durumda borudan akan sıvı miktarı her iki noktada da aynı olacağına göre hız sabit olacaktır. Bu durumda geriye basınç yükü kalıyor. Sürtünmeler basıncın azalmasına neden olur. Akışkan sıvı içerisinde hareket ettikçe sürtünür ve basınç kaybına uğrar. Örneğin, içerisinden yağ akan bir boru içerisinde başlangıçta 80 bar basınç varsa boruda sıvının 20 m yol alması halinde borunun ucunda basınç daha düşük olacaktır. Örneğin manometrede 72 bar basınç okunacaktır. Akışkan boru içerisinde hareket ederken sürtünme yoluyla enerji kaybederken bu enerji basınç enerjisinden harcanmakta ve boruda basınç düşmektedir.

Basınç kaybının hesaplanabilmesi için aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadırp = f (L/D) (/2) V2

Burada;p – Sürtünme ile oluşan basınç kaybı (N/m2, bar)f – Borunun sürtünme özelliğini veren bir katsayı. Re – Reynolds sayısıL – Boru uzunluğu (m)D – Boru çapı (m) - Yağın özgül kütlesi (kg/m3) ( bu değer yaklaşık 850 kg/m3 alınabilir)V – Yağın hızı.(m/s)( 1 bar = 10000 N/m2) Reynolds sayısı akış şeklini belirlemek amacıyla kullanılır. Eğer akışkan hızla hareket ediyorsa akış

kesitinde çok düzensiz bir hareket gözlenir. Akışkan burgaçlar yaparak akar. Bu durumda sürtünmeler çok yüksektir. Boru içerisinde ise açık kanallara göre daha düzenli, tabakalı bir akış vardır. Dıştan içe doğru gittikçe artan hız katmanları oluşur. Görece daha düzenli bir akıştır. Akışın karışık karakterli haline “türbülans akış” ve düzenli tabakalı akış haline de “laminer akış” yada “tabakalı akış” denir. Akışkanın viskozitesi de akış tipinin oluşumunda etkilidir. Viskoz sıvılar tabakalı akışa yatkındır. Viskozite artıkça akış düzenli tabakalı halinde akışa döner. Tabakalı akışta sürtünmeler boru şeklinden bağımsızdır. Akış tamamen viskoziteye ve borunun çapına ve hızına bağlıdır. Türbülans akışta ise bunların yanında boru iç pürüzlülükleri de sürtünme üzerinde etkilidir. Tabakalı kan bir akışkanda Re<2300 ve türbülans akışlarda ise Re>4000 değerindedir.

Re = ( D . V) / nBurada ;Re – Reynolds sayısı (-)D – Boru çapı (m)V – Hız (m/s)n – Kinematik viskozite (m2/s)Tabakalı akışta sürtünme katsayısı Re sayısına bağlı olarak hesaplanmaktadır. f = 75 / ReBoru hattında dirsek, daralma, genişleme, kollara ayrılma ve valf içi geçitlerin de sürtünmeler

nedeniyle basınç kayıpları oluşur. Bu kayıplar hız, özgül kütleye ve kayıp oluşturan parçanın şekil özelliklerine (k) bağlıdır. Sürtünmeler akışın Re sayısına bağlı olarak bir (c) katsayıyla düzeltilir.

p = k c ( V2)/2

Şekil katsayıları Şekilli parça Yuvarlak

dirsekKeskin dirsek

Daralma parçası

T parçası Valf içi geçitleri

Şekil katsayısı (k) 0,5 – 1,0 1,2 0,5 1,3 5 - 15

Re sayısına bağlı düzeltme katsayıları (k)Re sayısı 25 50 100 250 500 1000 1500 2300(c) katsayısı 30 15 7,5 3 1,5 1,25 1,15 1,0

Akışkanın taşındığı boru içerisinde hız ile kesit alanı arasındaki ilişki de önemlidir. Süreklilik denklemi taşınan akışkan (Q) miktarının hız (V) ile kesit alanının (A) çarpımına eşit olduğunu gösterir. Bir boru içerisinde akan akışkan farklı kesitlerden geçerken akışkan miktarı sabit kalacağından hız değişimine uğrar. Kesitin daraldığı yerde hız artar kesitin genişlediği yerde hız azalır. Ancak hız alan çarpımı sabittir.

Q = A1 . V1 = A2 . V2 = sabitAkışkan boru içerisinde hareket ettiği sırada girişteki ve çıkıştaki sıvı miktarı aynı kalacağı için hızı

da sabit kalacaktır. Boru girişinde oluşan hız ne ise çıkışta da akışkan bu hızını korur. Sürtünme ile kaybolan enerji basınç enerjisinden harcanır. Bu durumda hareket eden ve sürtünme ile enerji kaybeden sıvının basıncı düşer. Sürtünme ne kadar yüksekse basınç kaybı da o oranda yüksek olur.

Sürtünmelerin hızın karesi ile (V2) orantılı olarak arttığı bilinmektedir. Bu nedenle hızın yüksek olması enerji kaybını önemli oranda artırır. Bu nedenle boru içerisinde yüksek oluşması istenmez. Hızın nispeten düşük tutulması içinde boru çapının büyütülmesi gerekir. Hidrolik sistemlerde boru içerisinde oluşan hızlar 3-5 m/s düzeylerini aşmaz. Emme ve dönüş hatlarında daha da düşük tutulur.

İş ve GüçAkışkanın basınç altında iletim sırasında harcanan iş ve güç için aşağıdaki eşitlikler yazılabilir.

Mekanik iş tanımında, bir kütlenin yer değiştirmesi ile ortaya çıkan enerji iş olarak tanımlanır. Örneğin 1 t kütleye sahip bir taşın 5m ileriye taşınması sırasında (1t x 5m = 5 t.m) iş yapılmıştır. Hidrolikte ise p2 yüksek basınçlı ortamdan p1 düşük basınlı ortama V hacminde sıvının yer değiştirmesi için harcanan enerji iştir.

W = V (p2 – p1) = V . pBurada;W – İş (kg m, Nm, J)P – Basınç ( kg/cm2, N/ cm2)V – Hacim (m3, cm3)p – Basınç düşmesi (N/m2, Pa, bar )(1 N m = 1 Joule) (Joule – J) ( 1 j = 0,2386 cal)Güç birim zamanda harcanan iştir. İşin zamana bölünmesiyle bulunur. Akışkanda hacmin zamana

bölünmesiyle debi (Q) elde edilir. Debi, birim zamanda yer değiştiren (akan) sıvı hacmi olarak tanımlanır. Buna göre akışkan için güç eşitliği debi ile basınç farkının çapımıdır denilebilir.

N = Q (p2 – p1) = Q . pBurada;N – Güç. (kg.m /s , N.m /s, J/s, Watt)

Q – Debi (cm3, m3)p – Basınç düşmesi (N/m2, Pa, bar )

Hidrolik Sistemde VerimGörüldüğü gibi hidrolik sistemde sürekli enerji kaybı oluşmaktadır. Bu kayıp akışkanın hareketiyle

oluştuğu gibi diğer hidrolik elemanlarda oluşmaktadır. Hidrolik sistemdeki kayıplar şu başlıklar altında toplanabilir.

1- Mortolarda oluşan kayıplar2- Pompalarda oluşan kayıplar3- Boru ve ara parçalarda (dirsek, daralma v.b.) oluşan kayıplar4- Valflarda oluşan kayıplar5- Hidrolik alıcılarda oluşan kayıplarMotorlarda oluşan kayıplar: Bu kayıplar sisteme mekanik enerjiyi sağlayan motorların aldığı enerji ile verdiği enerji arasındaki farktır. Elektrik motorları bilindiği gibi %95 verimle çalışırlar.Pompalarda oluşan kayıplar: Pompalar mekanik enerjiyi basınç enerjisine çevirirken sürtünme yoluyla ve sızıntılar yoluyla bir kısım enerjinin kaybolmasına neden olurlar. Pompa verimi mekanik ve hacimsel verim olarak ayrılabilir. Toplam pompa verimi pompa tipine bağlı olarak %50 ile %90 arasında değişmektedir.Boru ve ara parçalarda ve Valflarda oluşan kayıplar: Boru ve dirsek sürtünmeleri akışkan viskozitesine ve hızına bağlı olarak değişmektedir. Bu değerler dikkatli seçilmezse önemli boyutlara ulaşabilir. Genel olarak boru ve ara parça kayıpları toplam gücün % 5 düzeylerinde kalmaktadır.Valflarda oluşan kayıplarda azımsanmayacak düzeylerdedir. Geçirgenliği düşük valflarda oluşan aşırı yüksek hızlar nedeniyle aşırı sürtünmelerle karşılaşılabilmektedir. Valfın içyapısı da oluşan kayıplar üzerinde etkilidir.

HİDROLİK AKIŞKANI – YAĞLAR Hidrolik sistemin en önemli elemanı akışkandır. Sistemin çalışabilirliği akışkanın varlığına ve

özelliklerine bağlıdır. Akışkan üzerine etki eden kuvveti her yönde taşıyarak çok iyi bir iletim sağlarken çalışan parçaları da yağlar. Bunun yanında sistemde oluşan ısıyı da taşıyarak hidrolik elemanların soğumasını sağlar. Bütün bu işler için başka ve farklı özelliklere gereksinim duyulur. Hidrolik sistemde kullanılan akışkan bu istemleri karşılamalıdır.

Hidrolik sistemde kullanılan akışkanlardan beklenen özellikler;1 Basıncı kayıpsız olarak her yönde iletmeli ve her basınç değişimini anında

yansıtabilmelidir.2 Hidrolik sistemde temas ettiği pompa, motor, valf, silindir gibi elemanların

yüzeylerinde etkin bir yağlama sağlamalı. Korozyon dayanımı olmalıdır.3 Hareketsiz yüzeyler arasında oluşan dar boşluklardan sızıntı ve kaçak

oluşumuna karşı etkin bir film tabakası oluşturmalıdır.4 Hidrolik sistemde oluşan kirleticileri filtrelere kadar taşımalıdır.5 İyi bir ısıl iletkenliği olmalı ve sistemin soğutulmasını sağlamalıdır.6 Temas ettiği hiçbir yüzeyle kimyasal etkileşime girmemelidir.

Hidrolik akışkanını üç ana grupta toplayabiliriz1- Petrol esaslı madeni yağlar

( HH, HL, HM, HR, HV, HS)2- Su esaslı karışımlar

( HFAE, HFAS, HFB, HFC)3- Saf kimyasal maddeler

(HFD, HFDR, HFDS, HFDT)

Hidrolik akışkanlar yapısal olarak çok çeşitli akışkanlardan oluşmaktadır. Bazı hallerde su ve suya katılan bazı kimyasallarla oluşturulduğu gibi. Su içermeyen saf kimyasal maddeler de hidrolik akışkanı olarak kullanılmaktadır. Ancak yaygın kullanılan hidrolik akışkanı petrol esaslı madeni yağlardır. Bunlara bazı kimyasal katkılar eklenerek çok başarılı hidrolik akışkanları elde edilmektedir. Uluslar arası standart ofisi (ISO) ve İngiliz Standardları (BS) hidrolik akışkanları aşağıda görülen tablodaki sınıflara ayırmıştır. Bununla ilgili standartlar (ISO 6473 ve BS 6413) olarak verilmektedir.

Hidrolik Akışkanın Sınıflandırması

Temel içerik

sembol Özellikler

Mad

eni Y

ağ E

saslı

HH Katkısız rafine mineral yağHL Antipas ve antioksidan özellikli katkılı rafine

yağHM (HLP)

Aşınma önleyici özellikli katkılı HL yağlar

HR Viskozite –ısı özellikli katkılı HL yağlarHV Viskozite –ısı özellikli katkılı HM yağlarHS Ateşe dayanıklı sentetik akışkan

Su E

saslı

HFAE Yüksek su esaslı akışkan( su %85’den fazla)HFAS Suda kimyasal madde eriyiği ( su %80)HFB Yağda su karışımı ( su zerrecikleri. Su %40)HFC Su-polimer karışımı ( Örneğin Su-glikol)

Saf

Kim

yasa

l m

adde

HFD Saf kimyasal akışkan. Su içermez.HFDR Fosfat esterleriHFDS Klorlandırılmış hidrokarbonlarHFDT HFDR-HFDS karışımı

Hidrolik Akışkanların ÖzellikleriHidrolik akışkanlar kendilerinden beklenen işlevleri doğru bir şekilde yerine getirebilmeleri için bazı

özelliklere sahip olmalıdırlar. Bu özellikler akışkanda yoksa katkı maddeleri eklenerek sağlanmaktadır. Bu özellikler;

1- Viskozite2- Viskozite İndeksi3- Viskozite-basınç ilişkisi4- Akma Noktası5- Oksitlenme Kararlılığı6- Yağlayıcılık7- Sudan ayrılabilirlik8- Köpüklenme ve hava kapma direnci9- Sıkıştırılabilirlik10- Isıl genleşme

ViskoziteAkışkanlarda aranan en önemli özellik viskozitedir. Viskozite akışkanlığı ifade eder. Akışkanın akma

özelliği olarak kullandığımız koyu, ince, akıcı gibi ifadeler birer viskozite özelliğidir. Bal gibi sıvılar koyu sıvılardır. Su alkol gibi, sıvılar ise ince sıvılar olarak adlandırılır. Hidrolik sistemde kullanılan yağlarda suya göre daha koyu sıvılardır. Akıcılıkları suya göre daha azdır. Bu gibi akıcılığı az olan sıvılara “viskoz sıvı” denmektedir.

Viskozite kavramı, akışkanın akışa karşı gösterdiği direnç olarak tanımlanabilir. Bu direnç akışkanın molekülleri arasındaki çekim kuvvetinden (Kohezyon) kaynaklanmaktadır.

Viskozitesi düşük sıvılar kolayca akarlar. Akıcılığı yüksek bu gibi sıvıların sürtünmeleri de düşük olur. Hidrolik sistemde düşük sürtünme istenir. Buna karşın viskozitesi yüksek sıvılar dar aralıklardan akarken zorlanırlar. Viskozitesi yüksek sıvıların çok dar aralıklardan geçebilmesi için yüksek basınç etkisinde kalması gerekir. Bunun sonucu olarak yüksek viskoziteli sıvılar ile daha kolay sızdırmazlık sağlanır. Valfların içerisinde oluşan sızmaların, kaçakların önlenebilmesi için viskozitesi yüksek sıvılara gereksinim vardır. Bu iki zıt istem arasından yapılacak seçimle uygun bir akışkan viskozitesine karar verilmelidir. Böylece hem sürtünmeler kabul edilebilir düzeyde hem de sızma ve kaçaklar kabul edilebilir düzeyde tutulmuş olur.

Akıcılığı sayısal değerlerle ifade etmek amacıyla bazı deneysel yollara başvurulmuştur. Bu deneyler başlangıçta standart bir açıklıktan geçen akışkanın belirli bir hacminin akma süresinin belirlenmesine dayalıdır. Böylece aynı deneysel koşullara tabi tutulan farklı akışkanların akma süreleri kıyaslanarak akıcılıkları hakkında bir fikir edinilebiliyordu. Genellikle akma sürelerini suya göre kıyaslanarak

değerlendirme yapan Engler derecesi, Saybolt saniyesi, Redwood saniyesi gibi birimler artık kullanılmamaktadır. Günümüzde bu değerlerin yerini “Mutlak (Dinamik) viskozite” ve “Kinematik viskozite” almıştır.

Mutlak viskozite () 1m2 (A) alanına sahip plakanın (h) kalınlığında yağ filmi üzerinde 1 m/s (V) sabit hızıyla hareket ettirilmesi için gerekli kuvvetin veya harekete karşı oluşan direncin ölçülmesiyle bulunur.

= (F/A) / ( V/h) Mutlak viskozitenin CGS birim sisteminde birim analizi - Mutlak viskozite (Dyn.s/cm2)F – Kuvvet (Dyn)A – Alan (cm2)V - Hız (cm/s)h – Yağ filmi kalınlığı (cm)Mutlak viskozite için Poise (puaz) yaygın kullanılan bir birimdir. Poise birimi (Po) ile gösterilir. Ancak

viskozite için 1 Po büyük olduğu için (cPo) santipuaz kullanılır. Birim analizi (Dyn/ cm2 ) / ( cm/ s .cm) = Dyn. s/cm2

1 Poise =1 Dyn s/cm2 1 Po = 100 cPoMutlak viskozitenin SI birim sisteminde birim analiziBirim analizi (N/ m2 ) / ( m/ s .m) = N s /m2 = Pa . sBurada; - Mutlak viskozite (N s /m2, Pa.s)F – Kuvvet (N)A – Alan (m2)V - Hız (m/s)h – Yağ filmi kalınlığı (m)1 / 1000 Pa.s = 1 cPoKinematik viskozite (n) en yaygın kullanılan viskozite birimidir. Mutlak viskozitenin () özgül kütleye

bölünmesiyle elde edilen ( Alan /zaman) boyutlarıyla verilen kinematik bir büyüklüktür.n = / Burada;n - Kinematik viskozite (m2 / s) - Mutlak viskozite ( N. s/m2) - Özğül kütle ( N s2 / m4) Birim analizi ( N. s/m2 ) / ( N s2 / m4) = 1 / (s / m2) = (m2 / s )

Yaygın kullanılan kinematik viskozite birimi Stoke (stok) (St) simgesiyle gösterilir. 1St = 1 cm2/sStoke birimi büyük bir birim olduğu için (cSt) santi stok kullanılır. 1 St = 100 cSt1 cSt = 1 mm2/s

Kinematik viskozite değerinin ölçülmesinde bilyeli viskozimetre veya kılcal borulu viskozimetre kullanılmaktadır. Viskozite ölçümü ISO standartları gereği +40C sıcaklıkta yapılmaktadır. Akışkanların viskozite değerleri sıcaklıkla önemli oranda değişmektedir. Isınıp sıcaklığı artan akışkanın viskozitesi düşmekte, akışkan daha akıcı hale gelmektedir. Soğuyup sıcaklığı düşünce viskozitesi artmakta ve daha koyu, viskoz bir sıvı haline gelmektedir. Bu nedenle akışkan seçilirken sistemin normal çalışma sıcaklığı bilinerek karar verilmelidir.

Akışkanın gösteriminde izlenen yol, önce akışkan sınıfına ait simge yazılır. Bu simgenin yanına cSt olarak kinematik viskozitesi yazılır. Örneğin;

Kinematik viskozitesi 32 mm2/s olan katkısız mineral yağ için HH32Kinematik viskozitesi 48 mm2/s olan Aşınma önleyici katkı eklenmiş mineral yağ HM68ISO standardında yağ viskoziteleri aşağıdaki gibi gruplanmıştır. ISO standardında yağ sınıfları için

(VG) işareti kullanılır. Bu değerler yağın +40C sıcaklıkta değerleridir.ISO VG 2, ISO VG 3, ISO VG 5, ISO VG 7, ISO VG 10, ISO VG 15, ISO VG 22, ISO VG 32, ISO VG 46

ISO VG 68, ISO VG 100, ISO VG 150, ISO VG 220, ISO VG 320, ISO VG 460, ISO VG 680, ISO VG 1000, ISO VG 1500.

SAE standardında yağ sınıfları için (W) işareti kullanılır.SAE 0W, SAE 5W, SAE 10W, SAE 15W, SAE 20W, SAE 25W.

Viskozite İndeksiHidrolik akışkanlarda kaliteyi belirleyen önemli bir özellikte Viskozite İndeksidir. Akışkanların

viskozitesi sıcaklığa bağlı olarak değişmektedir. Bu değişim her akışkanda aynı değildir. Bazı akışkanlar da sıcaklık artışı ile viskozite azalması daha küçük sınırlar içerisinde kalırken bazı akışkanlarda bu değişim daha büyük olabilmektedir. Akışkanın viskozitesinin sıcaklıkla değişime gösterdiği direnç olarak ta tanımlanabilir. Madensel yağlarda bu değişim oldukça fazladır. Yağın viskozitesi sıcaklık arttıkça hızla düşmektedir. Bu istenmeyen durumun düzeltilmesi amacıyla bazı Viskozite İndeksini iyileştirici katkılar eklenmektedir.

Viskozite İndeksi de sayılarla ifade edilmektedir. Viskozite indeksi için yağlar düşük, orta ve yüksek olarak ifade edilen üç grupta toplanırlar.

VI < 40 olan yağlar Viskozite İndeksi düşük yağlar40 < VI <80 olan yağlar Viskozite İndeksi orta yağlarVI > 80 olan yağlar Viskozite İndeksi yüksek yağlar

Hidrolik sistemlerde kullanılan yağlarda bu değer 120-125 aralığındadır.

Viskozite – Basınç ilişkisiBasınç altında yağların viskozitesi yükselmektedir. Bu özellik yüksek basınçlı sistemlerde akışkan

seçimini etkiler. Özellikle mineral yağlar 1000 bar ve üzeri basınçlı sistemlerde çok viskoz hale gelirler. Aşırı koyulaşan bu yağın direnci artar . Çok yüksek basınçlar altında yağlar mumsu özellikte bir madde haline dahi gelebilirler.

Akma NoktasıAkışkanlar ısınınca viskoziteleri azaldığı gibi sıcaklıkları düşünce de koyulaşırlar. Çok düşük

sıcaklıklarda ise pıhtı kıvamına gelirler. Yağların donması diye tarif edilen bu durumda akışkan akıcılık özelliğini kaybeder. Buna yağın içerisinde bulunan mumsu maddedeler etkilidir. Donmuş mumsu hale gelmiş yağın bu sıcaklığının (3 C) üstündeki sıcaklık “akma noktası “olarak tarif edilir. Hidrolik sistemlerde akışkanın çalıştığı en düşük sıcaklığın akışkanın akma noktasının 10C üstünde olması istenir.

Oksitlenme KararlılığıYağlar hava ile temas eden yüzeylerinde ve içlerinde ermiş havanın içerdiği oksijenin etkisiyle

zamanla kimyasal bozulmaya uğrarlar. Oksijenle bazı yağ bileşenleri etkileşime girerek oksidasyona uğrar. Yağın bir özelliğini bozan bu etkiyi azalmak amacıyla bazı kimyasal katkılar eklenir. Yağın oksidasyona direnci artırılır.

YağlayıcılıkMetaller birbirlerine sürtünerek çalıştıklarında yüzeyin pürüzlü yüksek noktaları metal-metal

sürtünmesi sonucu oluşan yüksek ısı ile noktasal kaynaklar oluşur. Hareket devam edince bu kaynak noktaları kopar ve yeni kaynak noktaları oluşur. Bu kuru sürtünme olarak bildiğimiz sürtünmedir. Fazlaca enerji kaybına neden olur aynı zamanda aşınma yolu ile kütle kaybı da oluşur. Bu aşınmanın önlenmesi için metallerin arasına yağ tabakası oluşturulur. Metal yüzeyler birbirine sürtmeden bu yağ tabakası üzerinde hareket ederler. Böylece sürtünme azaltılır. Sürtünmenin azalması yağ tabakasının kalınlığına bağlıdır. Bu tabaka öylesine incedir ki, yağ filmi olarak tanımlanır. Yağ filmi üzerindeki basınca bağlı olarak ve hareketli parçaların hızlarına bağlı olarak azalır ve yüksek basınç altında yağ filmi kopar. Yağ filminin başarısı yüzeye tutunması, kalın bir film oluşturması ile ölçülür. Yüzeye iyi tutunan ve kolay kopmayan bir yağ filmi oluşması istenir. Yapışma , kalın film oluşturma gibi özellikler birlikte yağlayıcılık olarak tanımlanır. Madensel yağlarda bu özellik çok iyidir.

Sudan AyrılabilirlikDepoda yoğuşan nemin yağa karışmadan ayrışıp dibe çökmesi istenir. Yoğuşan nem ince su

zerreleri halinde yağa karışırsa hidrolik sisteme gider. Burada valf, silindir, pompa, motor boru gibi elemanlar la temas eden su paslanmaya neden olur.Çok hassas olarak işlenmiş bu yüzeylerin paslanması haline yüzeyleri bozulur ve kullanılamaz hale gelirler. Yoğuşan yağın hemen sudan ayrılıp su fazını oluşturması istenir. Küçük su zerrelerinin de bu faza hızla dahil olmasıyla su yağdan ayrılır. Madensel yağların sudan ayrılabilirliği yüksektir.

Köpüklenme ve Hava Kapma DirenciYağlar içerisinde çözünmüş olarak hacimlerinin %10!una kadar hava içerirler. Bu hava depoda

oluşan yağ-hava temas yüzeyinden yağa geçer. Yağ içerisindeki hava miktarı sıcaklığa ve basınca bağlı olarak değişir. Yağ içerisinde erimiş bulunan hava, basıncın düştüğü yerlerde örneğin depoya dönüşte, keskin dirsek içlerinde ve valfların içerisindeki ani genişleme noktalarında yağdan ayrılarak hava kabarcıkları oluşturur. Bu kabarcıklar köpük oluşmasına neden olur. Köpüğün sisteme girmesi basınç düşmelerine neden olur. Ayrıca emme hattında da kavitasyon oluşturur ki bu pompaya ciddi zararlar verebilir. Havanın yağda erimesine engel olmak mümkün değildir. Ancak yağda erimiş havanın yağdan kabarcık oluşturarak ayrılmasını sağlayan bazı katkılar kullanılmakta ve köpüklenme önleyici olarak bilinmektedir.

Köpüklenmeyi önlemek amacıyla katkı kullanmanın dışında bazı yapısal önlemlerde alınmalıdır. Depoya dönüşte önemli oranda köpük oluşmaktadır. Bunun için dönüş hattının ve deponun köpüklenmeyi önleyecek şekilde düzenlenmesi yararlı olur. Diğer yandan emiş hattının depo yağ seviyesi altında tutularak sürekli pozitif basınç altında kalması önerilir. Sistemde keskin dönüşlü dirsek ve bükümler kullanmaktan kaçınılması da önemlidir.

SıkıştırılabilirlikAkışkanlar teorik olarak sıkıştırılamaz kabul edilirler. Ancak içlerinde bulunan havanın etkisiyle bir

miktar sıkıştırılmaları mümkündür. Düşük basınçlarda fazlaca önemsenmeyen sıkışma yüksek basınçlarda önemli oranda hacimsel değişim yaratabilir. Mineral yağlarda her 100 bar basınçta hacimsel olarak %0,7 oranında sıkışma gözlenir.

Hacim modülü, basıncın hacimsel gerilmeye oranıdır. Hacim modülü mineral yağlar için B = 15000 bar ve su için B=20000 bar değerindedir.

B= (P) / (V / V)

Isıl genleşmeAkışkanlarda diğer katı cisimlerde görülen ısıl genleşme özelliği gösterirler. Sıcaklıkları artınca

hacimlerinde de artış gözlenir. Yani akışkanlarda da ısıl genleşme vardır. Isıl genleşme değeri her 10 C için %0,7 hacimsel artış olarak verilmektedir.

Depo hacimlerinin hesaplanmasında göz önünde tutulması gerekir. Yağ sıcaklığının 50-60C düzeylerine çıktığı düşünülecek olursa her 100 L hacimde 20-60C çalışma sıcaklığı aralığı için 2,8 L hacim artışı olur.

Yağ katkı Maddeleri Yağların özelliklerini geliştirmek ve iyileştirmek amacıyla bazı kimyasal katkı maddeleri eklenir. Bu kimyasallar şunlardır,

a) Akma noktasını düşürücü katkı maddeleri.b) Viskozite indeksini iyileştirici katkı maddeleri.c) Köpüklenme önleyici katkı maddeleri.d) Oksidasyon önleyici katkı maddeleri.e) Pas / korozyon önleyici katkı maddeleri.f) Aşınma önleyici katkı maddeleri.

Yağ ÇeşitleriMineral YağlarPetrol esaslı akışkanlardır. En yaygın hidrolik akışkanı mineral yağlardır. Mineral yağlar ayrıca en

ucuz ve kolay temin edilebilen akışkanlardır. Geniş bir viskozite aralığında üretilmeleri nedeniyle istenen viskozitede yağ bulunabilmektedir. Diğer yandan akışkanlar içerisinde yağlayıcılığı en iyi akışkandır. İçlerinde su ve hava bulundururlar. Bu nedenle de korozyona neden olabilirler. Korozyon önleyici katkılar eklenmelidir. Yüksek basınç altında (1000 bar) viskozite aşırı artmakta ve mumsu bir hal almaktadır. Alev alamaya diğer akışkanlardan daha yatkın olduklarından yangın riski taşımaktadırlar.

Mineral yağlar kimyasal olarak uzun ömürlü olmaları istenirse sıcaklıklarının +40C aşmaması istenir. Bu değerden yüksek çalışma sıcaklıklarında çabucak bozulurlar.

Ateşe Dayanıklı Akışkanlar

Petrol esaslı madeni yağların tutuşmaya olan eğilimleri nedeniyle sıcaklığın yüksek olduğu bazı ortamlarda kullanılmaları sakıncalıdır. Örneğin yüksek fırınlar, plastik enjeksiyon makinaları ortamlarda madeni yağların tutuşma olasılığı bulunduğundan kullanılmalırı uygun değildir. Bu gibi yerlerde ateşe dayanıklı akışkanlar kullanılır. Ateşe dayanıklı akışkanlar üç grupta toplanır;

a) Su- yağ karışımlarıb) Su –glikol karışımlarıc) Sentetik akışkanlarHFAE Suda – Yağ karışımlarıKüçük yağ damlacıklarının suya kaşık olarak bulunduğu akışkanlardır. Su içerisinde %2-5 oranında

yağ veya benzeri kimyasal maddeler suya karışık (emülsiyon) halde bulunur. Temel akışkanı su olduğu için ateşe dayanıklıdır. Sıkıştırılabilirlikleri düşüktür. Isı iletimleri iyidir, kolay soğutulabilirler. Yüksek debili ve yavaş çalışan pompaların ve suya uygun malzemelerden yapılmış maden makinalarında hidrolik akışkan olarak kullanılır. Suyun kolay ucuz temini nedeniyle özellikle çok miktarda akışkana gereksinim duyulan sistemlerde tercih edilir.

HFB Yağda – Su Karışımları Yağ içerisinde küçük su damlacıklarının bulunduğu (emülsiyon) karışımlardır. Bu karışım %60 yağ

ve %40 sudan oluşur. Ateşe dayanıklı akışkanlar içerisinde en yaygın kullanılanıdır. Yağ tabanlı olduğu için iyi bir yağlama yapar. Diğer yandan önemli oranda su içerdiği için ateşe dayanıklı ve kolay soğuyan bir akışkan özelliği gösterir. Suyun çabuk buharlaşması nedeniyle düşük sıcaklar için uygundur.

HFC Su – Glikol KarışımlarıBu karışımlar %40 oranında su ve glikoldan oluşur. Alevlenebilirliği en düşük akışkandır. Bu özelliği

nedeniyle uçak endüstrisinde kullanılır. Su esaslı olması nedeniyle yüksek sıcaklıklara uyumlu değildir. Ancak glikol antifriz özelliği nedeniyle çok düşük donma sıcaklığına sahiptir. Su içermesi nedeniyle korozyona karşı dikkatlice önlem alınması gereken akışkanlardır. Yağlayıcılıkları da düşüktür. Bu amaçla da bazı katkılar katılmaktadır. Glikol nedeniyle Çinko, Magnezyum, Kadmiyum ve Alüminyum bileşikleriyle kullanılmazlar. Ayrıca bu akışkanlar birçok boya türüne de zarar verirler.

HFDR Sentetik Akışkanlar (Fosfat esterleri)Ateşe dayanıklılıkları iyidir. Bu nedenle yangın olasılığının yüksek olduğu uygulamalarda tercih

edilir. Örneğin, plastik kalıplama ve hazır kalıp dökümü. Yağlama özellikleri mineral yağlarınkine yakındır. Fosfat esterleri hidrolik sistemde bulunan kauçuklar üzerinde olumsuz etkiler yaratır. Fosfat esteriyle beraber silikon esterleri ve Butil kauçuğu kullanılabilir. Alüminyum ve bazı boyalarda bu akışkandan etkilenir. Fosfat esterleri insan sağlığı açısından da olumsuzluklar içerir.

Akışkan seçimiAkışkan seçimi hidrolik sistemin özellikleri (pompa tipi, valf ve benzeri ) yanında çevre faktörleri de

( sıcak, yangın riski, insan sağlığı ) dikkate alınarak yapılmalıdır. Bu seçimi yaparken dikkate alınması gerekli özellikler şöyle sıralanabilir.

a) Ateşe dayanıklılık. Ortamın sıcaklığının yüksek olması ve alevle temas olasılığı halinde ateşe dayanıklılık önemlidir. Bu durumda yağlayıcılık ve diğer özelliklerde önce ateşe dayanıklılık öne çıkacaktır.

b) Viskozite. Akışkanın viskozitesinin yüksek olması istenmez. Yüksek viskozite sürtünmeleri artırır ve enerji kaybına neden olur. Düşük viskozite ise kaçak ve kayıpları artırır basınç düşmelerine neden olur. Sistemin kabul edeceği kadar düşük viskoziteli akışkan tercih edilir. Akışkan viskozitesinin sıcaklıkla düştüğü dikkate alınarak sistemin çalışma ortamındaki sıcaklığı ve çalışma sıcaklığını da dikkate alarak viskozite seçimi gözden geçirilir.

c) Devrede kullanılan metaller, kauçuklar ve plastiklerle akışkanın uyumu da dikkat edilmesi gereken bir durumdur.

d) Akışkanın çevreye etkisi de dikkate alınmalıdır. Bazı sentetik akışkanlar insan sağlığı açısından tehlikeli sonuçlar doğurabilir.

Hidrolik Devre ÖzellikleriHidrolik devreler çok çeşitli görevleri yerine getiren karmaşık yapılar olarak karşımıza çıksa da

temel olarak ortak bazı kısımlara ayrılabilir.

a) Depo ve emme hattıb) Pompa ve motorc) Basma hattıd) Basınç emniyet valfıe) Yön kontrol valfıf) Ön uyarılı çek valflarg) Hidrolik alıcılarh) Filtrei) Dönüş hattı

Hidrolik devreyi üç ana guruba ve bir yardımcı gruba bölerek incelemek devreyi anlamak açısından yararlı olacaktır. Bu gruplar sırasıyla

1- Hidrolik güç ünitesi grubu2- Yön kontrol valfı grubu3- Hidrolik alıcılar grubu

a- Diğer kontrol elemanları ise yön kontrol valfı ile alıcılar arasında olup gereksinim duyuldukça kullanılan çok çeşitli özelliklerdeki valflardan oluşur. Bunlar devre çalışmasına çok farklı özellikler ekleyen valflardır. Ancak hiç birinin kullanılmaması halinde de devre basitçe çalışabilir.

b- Pompa boşaltma devreleri. Pompaların yüksüz çalışma koşullarını sağlayan valflardır. Çok çeşitli uygulamaları vardır.

Hidrolik güç ünitesi depo ile başlayan ve motor pompa elemanlarını içeren gruptur. Ayrıca basınç emniyet valfı ve bir manometrede bulunmaktadır. Hidrolik akışkana enerji verilen bölümdür. Bir çok devrede bir birinin benzeri olarak kurulurlar. Bazı değişikliklerle beraber bir birine çok benzemektedir. Bu bölüme dönüş hattı üzerindeki filtrede dahildir. Hidrolik güç ünitelerine bağlı olarak kullanılan pompa boşaltma devreleri de görülmektedir. Bazı devrelerde hidrolik alıcılar enerjilendirilmediği sürece motoru havalandıran devreler kullanılmaktadır. Hidrolik alıcılar enerjilendirileceği zaman boşaltma devresi kapatılmakta ve devre enerjilenmektedir.

Pnömatik devreler çoğunlukla hidrolik devrelere benzemekle beraber önemli farklılıklarda göstermektedir. Bunların başında kullanılan akışkan farklılığı gelir. Hidrolik devrelerin sıvı akışkanla çalışmasına karşın pnömatik devreler hava ile çalışırlar. Sıvıların sıkıştırlamama özelliğine karşın hava sıkıştırılabilir. Havanın hacimsel elastisitesi çok yüksektir. Pnömatik devler pompa yerine kompresör kullanırlar ve havayı basınç altında depoda biriktirirler.

Depodaki basınç düzeyi bir basınç anahtarı ile kontrol edilir. Basınç anahtarı bir alt birde üst basınç sınırı arasında çalışmayı sağlar. Depodaki hava basıncı üst sınıra ulaşınca basınç anahtarı devreye girerek bir sinyal gönderir ve motor kontrol birimi elektrik motorunun devresini açarak çalışmayı sonlandırır.

Depodaki basınç alt basınç seviyesine inince basınç anahtarının vereceği sinyalle motor kontrol ünitesi motor devresini kapatır ve motora yol vererek kompresörün yeniden hava basmasını sağlar. Böylece motorun sürekli çalışır konumda olması önlenir. Hidrolik sistemde motor sürekli çalışır haldedir. Enerji kayıplarını önlemek amacıyla hidrolik devrelerde duraklama zamanlarında pompayı havalandıran bölümler bulunur.

Pnömatik devreye gönderilecek havanın çok temiz olması istenir. Bu amaçla filtre edilir. Hava içerisinde su buharı bulunmaktadır. Su buharı metal yüzeylerde yoğuşarak çiy oluştururlar. Bu da korozyona sebep olur ve istenmez. Bu nedenle havadaki suyun alınması gerekir. Suyu almak basit su alıcılar yanında daha karmaşık düzeneklere sahip olan kurutucularda kullanılmaktadır. Kurutucular havayı çiylenme sıcaklığı altına soğutmakta ve havadaki suyu bu yolla almaktadır. Pnömatik devrelerdeki metal parçaların da yağlanma gereksinimi vardır. Ancak havanın hiçbir yağlayıcı özelliği olmadığından hava içerisinde yağ karıştırılır. Bu amaçla kullanılan yağlayıcılar içerisinden hava geçtikçe damlalar halinde bir miktar yağı havaya karıştırırlar. Burada özel hava yağları kullanılır. Pnömatik devrenin güç ünitesinde birde ayarlanabilir basınç ayar valfı (basınç regülatörü) kullanılır. Basınç ayar valfı depodan gelen basınç değerinden daha az olmak şartıyla devrenin kendinden sonraki kısmına gidecek havanın basıncını ayarlamak amacıyla kullanılır.

Pnömatik devrenin bundan sonraki Yön kontrol bölümü ve pnömatik alıcılar bölümü hidrolik devrelerde olduğu gibidir.

Şekilde görülen örnek hidrolik devre üzerinde tüm elemanlar birbirlerine bağlı olarak görülmektedir. Devreler özel simgeler kullanılarak çizilmektedir. Her simge bir hidrolik elemanı temsil etmektedir. Bağlantı boru ve hortumları ise simgeleri bağlayan çizgilerle temsil edilmektedir.

Depo ile pompa arasında bulunan hat “emme hattıdır”. Depodan yağın pompaya taşıdığı bu hat oldukça kısa bir hattır ve basıncın en düşük olduğu hattır. Pompa sisteme basınçlı yağ sağlar. Bir motor tarafından çevrilir. Genellikle elektrik motoru kullanılmasına karşın benzinli veya dizel motorlara da bağlanabilmektedir. Pompa çıkışında hatta basınçlı yağ vardır. Bu hat alıcılara kadar basınç altında bulunmaktadır. Pompanın yağ bastığı hat olduğu için “basma hattı” denmektedir. Basma hattı üzerinde çeşitli valflar vardır. Önce basma hattında oluşacak sıkışmalarda basıncın fazlaca yükselip sisteme zarar vermesini önlemek için “basınç emniyet valfı” bulunur. Bu valf ayarlandığı bir basınç değerine kadar kapalı kalır. Basma hattında basınç değeri bu sınırı aşınca açılarak basıncın fazlasını depoya aktarır. Bu işleme hattın atmosfer basıncına açılması anlamına gelmek üzere “valf havalandı” denir.

Basma hattındaki basıncı okumak için bir manometre kullanılır. Basma hattı üzerindeki en önemli valf “yön kontrol valfı” dır. Yön kontrol valfı pompadan gelen yağı hidrolik alıcılara iletir. Hidrolik alıcılar silindirler ve hidrolik motorlardır. Hidrolik alıcılara basınçlı yağ gönderilirken bir yandan da depoya bağlantı sağlanması gerekir. Ardı ardına pompa ve depo bağlantılarını yapabilen bu valflar çok çeşitli özellikleriyle sistemin ana kontrol görevini üstlenirler. Yön kontrol valfından çıkan hatlar üzerinde başka valflarda kullanılır. Bunlar genellikle ön uyarılı tipte çek valflardır. Karşı denge valfı, fren valfı, kilitleme valfı, sıralama valfı gibi valflar bu türden valfladır. Hidrolik alıcılar iki girişli veya tek girişli tipte olurlar. Girişlerden biri basma hattına bağlıyken diğeri depoya bağlı olarak çalışır. Böylece elde edilen hareketin ters yöne çevrilmesi için bu defa da girişler depoya ve pompaya bağlanarak çalışma ters yönde sağlanır.

Depo dönüşleri yön kontrol valfına gelir ve buradan dönüş hattını oluşturarak depoya gider. Depoya giden bu hat hemen hemen sıfır basınç altında çalışır. Dönüş hattında basınç oluşması istenmez. Dönüş hattı üzerine filtre konulur filtre sistemde oluşan kirleticileri süzer. Filtrelerde birde çek valf bulunur. Çek valflar tek yönlü akışa izin veren hidrolik elemanlardır. Sistemin bir çok yerinde ters akışları düzenlemek için kullanılır.

Hidrolik sistemlerde ayrıca motor, valf ve pompaların içlerinde oluşan sızıntıları toplayıp depoya taşıyan sızıntı hattı ve bazı valfları uyararak çalışmasını sağlayan uyarı hatları da bulunmaktadır.

Paralel ve Seri Akış hatlarıHidrolik sistemde akışkanın davranışlarının bilinmesi, sistemin anlaşılması açısından önemlidir.

Akışkan sistemin en düşük basınçla akış gerçekleştirebileceği hatlarını seçer. Daha yüksek basınçlar altında çalışılmak istendiğinde düşük basınç hatlarının kapatılması gerekir.

Diğer bir önemli kuralda sistemde basıncın pompaya bağlı olmadığıdır. Sistem basıncını dış kuvvetler belirler. Örneğin mili üzerine hiç dış kuvvet etki etmeyen bir silindiri hareket ettirmek için pompanın yenmesi gereken basınç boru ile akışkan arasındaki sürtünmeler ve silindirin keçe sürtünmeleridir. Hidrolik sistemin manometresinde 3-5 bar düzeyinde bir basınç okunur. Silindir miline bir dış kuvvet etki ettiğinde, örneğin mil parçaya temas edip onu ileriye doğru ittiğinde veya sıkıştırmaya başladığında basınç yükselir. Basınç değeri dış kuvveti yenecek kadar bir kuvveti geliştirmeye yetecek düzeydedir.

Şekilde verilen örnekte başlangıçta silindir mili boşta çalışmaktadır. Yük sıfırdır. İç sürtünmeler göz ardı edilerek sistemde oluşacak basıncında sıfır olacağı söylenebilir. İkinci aşmada silindir mili üzerine 80 kg yük etki etmiştir. Silindirin bu yükü kaldırabilmesi için sistemde 10 bar basınç oluşmuştur. Yükün artmasıyla basınçta yükselmektedir. Basınç düzeyini belirleyen yüktür.

Sistemin basıncını aynı zamanda sistem içerisinde kullanılan dirençlerde belirler. Örneğin bir bilye arkasına sert bir yay konulduğunda yağın akışa geçebilmesi için yay kuvvetini yenerek bilyeyi itmesi gerekir. Bu durumda da sistem basınç düzeyini yay kuvveti belirler. Hidrolik sistemde bazı çek valflar, ön uyarılı çek valflar, basınç sıralama valfları ayarlanabilir özellikte yaylarla farklı basınç düzeylerinin elde edilmesinde kullanılırlar. Bu elemanlarda sisteme basınç yükü oluştururlar.

Paralel hatlarda yağ akışı en düşük direnç gösteren hatta gerçekleşir. Şekilde üç farklı dirence sahip yay kullanılarak bilyelerin 10 bar, 15 bar ve 25 bar yağ basınçlarında açılabildiği yaylı çek valflarla paralel bağlı hatlar oluşturulmuştur. Bu hatların hepsi birlikte yağ basıncı etkisinde kaldığında sadede 10 bar dirençli hattan akış gerçekleşir. Diğer hatlardan akış gerçekleşmez. Akışkan her zaman en düşük basınçlı yolu izleyerek akışa geçer. Bu nedenle diğer çek valfların açılarak yağ geçişine izin vermesi beklenemez. Diğer hatlardan akış olabilmesi için düşük basınçlı hattın önünün kapatılması gerekir. Şekilde (b) şemasında 10 bar basınçlı hattın önü kapatılmış ve 20 bar basınçlı hattan akış başlamıştır. Akışkan bu durumda 10 bar basınçlı hattı kullanamayacağı için basınç yükselecek ve 15 bar a ulaşınca bu hattı açarak akışını devam ettirecektir. Benzer şekilde, 25 bar basınçlı hatta akış sağlamak içinde, 10 bar ve 20 bar basınçlı hatların önünü kapatmak gerekir.

Seri akış hatlarında ise durum farklıdır. Öncelikle tüm yağın bütün seri bağlı elemanlardan ardı ardına geçmesi zorunlu olduğu görülmelidir. Pompadan hatta verilen yağın tamamı sırayla her elemandan geçmektedir. Burada düşük basınçlı yada yüksek basınlı elamanların önceliği yoktur. Sistem basıncı seri bağlı elemanlarının dirençleri toplamı kadardır. Böylece hepsini de yenecek kadar basınç pompa tarafından oluşturulur. Şekildeki örneği çıkış ucundan geriye doğru inceleyelim. Son elemanın direnci 15 bar’dır. Bu elemanın bilyesi önünde 15 bar ve arka tarafında da 0 bar basınç vardır. Bu basınç farkında bilye açılır ve yağ geçer. Ortadaki elmanın direnci 10 bar düzeyindedir. Bu elemanın bilyesi arkasında 10 bar basınç vardır. Kendi direnci ile beraber toplam 25 bar basınç bilye ön tarafına etki eder ve bilyeyi açar. Öndeki eleman ise 25 bar dirence sahiptir. Bu elmanın çalışması için bilyenin arka tarafında 25 bar ve açmak için 25 bar toplam 50 bar basıncın pompa tarafından geliştirilmesi yeterlidir.

Hidrolik Elemanların Simgelerle Gösterilmesi

Hidrolik elemanlar birer simge ile tarif edilmektedir. Standartlaştırılmış bu simgeler sayesinde oldukça karmaşık sistemler basitçe açıklanabilmektedir. Simgeler elemanın debi büyüklüğünü, markasını ve modelini göstermez. Bu gibi bilgiler ayrıca hazırlanacak bir liste üzerinde yazılır.

Hidrolik sistemler hem mekanik hem de elektrik ve elektronik devrelerle birlikte kullanılır. Mekanik bazı parçalar itme çubukları, manivela kolları gibi hidrolik şemaya eklenebilir. Elektrik ve elektronik devre şemaları ise ayrıca çizilir. Bu şemalar ile hidrolik şemanın ortak noktaları harf ve sayılar kullanılarak işaretlenebilir.

Boru bağlantılarının detayları şemada gösterilmez. Boru uygulama şeması ayrıca çizilmelidir.

Aşağıda örnek bir hidrolik sistem şeması verilmiştir.

ValflarHidrolik sistemde akışkanın yönlendirilmesi, basıncının ayarlanması, akış yollarının açılıp

kapatılması, debinin ayarlanması amacıyla kullanılan hidrolik elemanlardır. Hidrolik sistemde akışkanın basınç, debi ve yönünün kontrolü ile tüm sistem kontrol altında

tutulabilir. Hidrolik sistemde elde edilen etkilerin valflar yardımıyla sağlandığını söyleyebiliriz. Bu nedenle valflar en önemli elemanlardır.

Valfların akışkana yön vermesiyle silindirler istenen hızda ve istenen yönde hareket ettirilir. Birden çok silindir bir arada kullanılıyorsa bunların istenen sıra içerisinde hareket etmeleri sağlanır. Aynı şekilde hidrolik motorların dönüş yönleri ve devir sayıları kontrol edilebilir. Bütün bunların yanında basınç düzeylerinin kontrol altında tutulmasıyla da sistem emniyete alınmış olur.

Bütün bu görevleri yerine getiren valflar hidrolik sistemin işlevini geliştiren, güvenli hale getiren en önemli parçalarıdır. Valflar görevleri dikkate alınarak dört grup altında toplanabilirler.

Valf çeşitleria) Yön kontrol valflarıb) Basınç kontrol valflarıc) Çek valflard) Akış kontrol valfları

Yön Kontrol Valfları

Yön kontrol valfları, pompa ile hidrolik alıcı (silindir ve motor) arasında bulunan ve akışkanın alıcıya akışını kontrol ederek alıcının hareketlerini denetleyen hidrolik elemandır. Akışın durdurulması ve başlatılması işlevinin yanında alıcının hareket yönünün de seçmemize olanak verir. Diğer yandan yön kontrol valfları akışkanın hidrolik devrenin farklı bölümlerine yönelmesini de sağlar. Böylece aynı hidrolik sistem içerisinde bulunan bölümler farklı zamanlarda çalıştırılabilirler. Yön kontrol valfları uyarım yöntemleri sayesinde ve ardı ardına birbirini uyaracak şekilde kullanılarak mantık devreleri de oluşturulabilir.

Yön kontrol valfları üzerinde yeterli sayıda akışkan giriş çıkış delikleri bulunan, içerisinde bu delikler arasında akışkan iletimini sağlayan geçitleri bulunan bir gövde, bu gövde içerisinde hareket eden valf içi mekanizması ve valf içi mekanizmayı hareket ettiren uyarı elemanından oluşur.

Valfların çalışmasıValf gövdesi içerisinde birçok açıklık bulunmaktadır. Sürgüler bu gövde içerisindeki silindirik

boşlukta ileri geri hareket ettirilerek çalışmaktadır. Bazı durumlarda tapalar açıklıkları kapatmakta bazı durumlarda ise tapalar arasında kalan boşluklarda açıklıklar birbirine bağlanmaktadır. Gövde aynı yapıda kalmasına karşın farklı sürgüler kullanılarak valf özellikleri değiştirilebilmektedir. Valf sürgüsünde geniş ve uzun makaralar kullanarak tam kapalı merkez konumları elde ederken dar makaralar kullanarak tam açık merkez konumu elde edilebilmektedir. Delikli makara mili kullanarak tandem merkez konumu elde edilebilmektedir.

Valf sürgüsüne hareket veren mekanizmalar mekanik olabildiği gibi elektriksel yada hidrolik veya pnömatik basınç uygulaması şeklinde de olabilmektedir.

Yön Kontrol Valflarının GörevleriYön kontrol valfları pompadan gelen akışkanın alıcılara dağıtıldığı yerdir. Yön kontrol valflarından

sonra devreye eklenen ön uyarılı çek valflar ve basınç kontrol valfları alıcıya giden hat üzerinde bulunur. Bu yolla alıcılardaki hareket etkin bir şekilde kontrol edilir.

1- Hidrolik sistemde alıcıları hareketlendirmek ve hareket yönlerini kontrol etmek. Silindirlerin hareketlendirilmesi ve durdurulması yanında silindir milinin içeriye doğru yada dışarıya doğru hareketini yön kontrol valfı aracılığıyla sağlayabiliriz. Hidrolik motorun harekete geçirilmesi veya durdurulması da yön kontrol valfının işidir.

2- Akışkanı hidrolik sistemin farklı bölümlerine yönlendirmek. Alıcıların bağımsız çalışmasını sağlamak. Devrede paralel bağlı birden çok silindir bulunması halinde bunların birbirinden bağımsız olarak çalıştırılması yön kontrol valfları ile sağlanır.

3- Hidrolik devrede bazı otomatik kontrol işlevlerini yapmak. Hidrolik sistemlerde sıralı çalışmayı, birden çok noktadan kontrolü sağlamanın yanında bazı koşulların sağlanması Halide harekete izin vermek gibi bir çok mantıksal işlev yön kontrol valfleri yardımıyla sağlanabilir.

Yön Kontrol Valflarının ÖzellikleriYön kontrol valfı içerisinde akışkanı yönlendiren mekanizmalar vardır. Bu iç mekanizmalar dört

tiptedir.

1- Bilye: En basit valf elemanıdır. Sert çelik malzemelerden yapılmış bilyeler bazı açıklıklara düzgünce oturarak yağın geçmesini engellerler. Bu yolla sızdırmaz bir şekilde bazı geçitler kapatılabilir. Bilyeler çoğunlukla yuvalarına bir yay yardımıyla hafifçe bastırılmış, oturtulmuş olarak dururlar.

2- Popet: Popet çok yaygın bir valf elemanıdır. Bilye gibi bazı açıklıkların sızdırmaz olarak kapatılması için kullanılır. Popet ön tarafında konik bir bölüm bulunmaktadır. Bu bölüm karşı açıklığın içerisine oturarak kapatır. Konik bir yüzeyle oturduğu için çizgisel temas eder ve iyice yuvaya oturur.

3- Döner tapa: Valf iç yapısının silindirik bir yapıda olduğu ve üzerindeki yollar yardımıyla akışı yönlendiren elemandır. Tapalar silindirik bir gövde içerisinde çalışırlar. Oldukça küçük yapılı valflardır. Yön kontrol valfı amacıyla kullanılırlar.

4- Sürgü: Yön kontrol valflarında yaygın olarak kullanılan hidrolik elemanlardır. Bir mil üzerine yerleştirilmiş makaralardan oluşur. Makara sayısı ve genişliğine bağlı olarak valfın orta konumunu şekillendirir. Sürgüler her iki başındaki bölümlere etki edilerek sağa veya sola doğru ilerletilir ve böylece yön kontrol valfı üzerindeki yolları farklı şekillerde birbirine bağlar.

Valfların gövdeleri genellikle aynı yapıda olmasına karşın içerisine takılan sürgülerin değişik özellikleri ile farklı özelliklerde valflar elde edilir. Gövde içerisinde bulunan sürgü boşluğunda bazı geçitler vardır. Sürgü bulunduğu konuma göre bu geçitlerin bazılarını açarken bazılarını da kapatır. Bu şekilde akışkan farklı yollara yönlendirilir.

Valfların tanımlanmasında şu bilgilere gereksinim duyulur;1-Konum sayısı2-Yol Sayısı3-Merkez konum tipi4-Uyarı şekli 5-Merkezleme şekli

a) Konum sayısı: valf sürgüsünün sağa veya sola hareketinde oluşan durak sayısı. Valfı hareket ettiren kol, buton, yada diğer uyarım yolları ile sağlanması gereken hareketlerdir. Valf sürgüsünün bir normalde durduğu konumu vardır birde sürgüyü hareket ettirince sağlanan hareketlendirilmiş konumlar vardır Hareketlendirilmiş konumlar bir yada daha fazla olabilmektedir. Valfın en az iki konumu vardır. Yaygın bir şekilde üç konumlu valflar kullanılmaktadır. Özel imalatlarda 5-6 konumlu valflara da rastlanmaktadır. Valf simgelerinde her bir konum bir kare kutu ile gösterilmektedir. Normalde durduğu konumu orta konum veya merkez konum olarak adlandırılır.

b) Yol sayısı: Valflarda yağın giriş çıkış yaptığı bağlantı yerleri birer yol olarak adlandırılır. Valf üzeride bulunan boru yada hortum bağlı olan yerlerin sayısı ile yada bağlama plakası üzerindeki delik sayısı ile yol sayısı belirlenir. Valflarda en az iki yol vardır. Bunun yanında üç yollu, Dörtyollu ve altı yollu valflarda kullanılmaktadır. Valflardaki yollar sırasıyla pompa (P), depo (T), hidrolik alıcılara bağlanan ( A,B ve C ..) yollarıdır. İki yollu valfta (P ve A) yolları vardır. Üç yollu valfta (P, T ve A) yolları vardır. Dört yollu bir valfta ise (P,T,A ve B) yolları vardır. Valflara giren uyarı hatları yoldan sayılmaz.

c) Valf orta (merkez) konumu: Üç konumlu valfların orta konumları ile iki konumlu valfların normal konumları valfın tanımı için önemlidir. İki konumlu valflarda valfın normalde durduğu, uyarısız iken bulunduğu konumu normal konum olarak adlandırılır. Valf bu konumda iken uyarı alınca diğer konuma geçer. İki konumlu valfın normal konumunda pompa hattı kapalı ise “ normalde kapalı valf” olarak adlandırılır. Valfın normal konumunda pompa hattı açık ise “normalde açık valf” olarak adlandırılır. Normalde kapalı valf uyarı aldığında hareketlendirilmiş olur ve açık konuma geçer. Üç konumlu valflardan üç yollu olanları için iki durum vardır Birincisi tam kapalı merkez ve ikincisi tandem merkez. Dört yollu valflar için çok sayıda merkez konumu gözlenmektedir. Bunlar Tam kapalı, tam açık yada H, tandem,ve benzeri merkez tipleridir.

d) Valf uyarı yöntemi: Valfın konumlarını değiştirmek için dışarıdan bir uyarı verilmesi gerekir. Bu uyarı ile valf sürgüsü hareket ettirilir. Valfların uyarı yöntemleri üç ana grupta toplanır.

1- Mekanik uyarılar. Bu uyarı şekli elle, pedalla, makarayla, pimle ve benzeri yolla yapılan mekanik uyarılardır.

2- Elektrikle uyarı. Elektrikle uyarıda bobinler kullanılır. Çoğunlukla 24 V akımla çalışan bu bobinlere akım verilince merkezlerinde bulunan demir çekirdek –mil- hareket eder. Bobin çekirdeğinin hareketi valf sürgüsünü iter.

3- Basınçlı akışkanla uyarı. Basınçlı akışkan olarak hidrolik yada pnömatik uyarı kullanılabilir. Sistem hidrolik iken pnömatik uyarı kullanılabilir. Uyarı, doğrudan, dolaylı ve elektro hidrolik olarak verilebilir. Doğrudan uyarıda iki uyarım yöntemi uygulanır. Birincisinde valf üzerine her iki taraftan da basınçlı uyarı gönderilir. Bu durumda sürgü hareketsizdir. Bir taraftaki basınç kaldırılınca sürgü hareket eder. İkinci yöntemde her iki tarafta da basınç yoktur. Bu durumda da sürgü hareketsizdir. Hangi taraftan basınç uyarısı verilirse sürgü karşı yöne hareket eder. Elektro hidrolik uyarıda bir ana valf ve bir yardımcı valf vardır. Yardımcı valf oldukça küçüktür ve elektrikle uyarılmaktadır. Bu valftan alınan hidrolik uyarı geçirgenliği çok yüksek, oldukça büyük ana valfı uyarır ve ana valfın yağı yönlendirmesi sağlanır.

Valfların uyarılarından ayrıca uyarılmış konumun geri dönüşünü sağlayan yay mekanizmaları da bulunmaktadır. Her uyarının karşısına bir yay koyarak uyarı kalkınca bu yay yardımıyla orta konuma dönmesi sağlanır. Bazı valflarda uyarının sonucunda elde edilen valf konumunu korumak amacıyla tetik mekanizması kullanılmaktadır. Bu mekanizma üzerinde bilye oturma yuvaları bulunan bir mil ve arkasından yayla itilen küçük bir bilyeden oluşur. Bilye yuvasına oturduğunda sürgüyü o komunda tutar. Bir uyarı alınca sürgüye verilen eksenel kuvvetle bilye kalkar, yuvadan kurtulur ve sürgü hareket eder, Bilye diğer yuvaya oturur. Böylece sürgüyü kilitlemiş olur.

Bu bilgiler ışığında bir valf simgesi çizilirken yol sayısı / konum sayısıOrta merkez tipiGeri dönüş mekanizması (yay merkezlemeli yada tetikli)Uyarı şekli

Simgede gösterilmelidir. Aşağıda bazı örnek gösterimler ve açıklamaları verilmiştir.

Valfın çalışması,Valflar sürgüleri hareket ettirilerek akışkanı yönlendirirler. Bu yolla da silindirin hareket yönü seçilebilir yada motorun dönüş yönü seçilebilir. Valf sürgüsünün hareketi sonucu sürgü makaraları bazı geçitleri açar bazılarını kapatır. Açılmış geçitlerde sürgü mili daha küçük çaplı olduğu için oluşan boşluktan akışkan geçer. Kapalı geçitlerde ise makaranın geçit içerisine bir miktar girmesi kapatmaya yeterlidir. Aşağıda bazı valf kesit şemalarında yağ akış yönleri görülmektedir. 4/3 tam kapalı merkez kolla kumandalı yön kontrol valfı

4/3 tam açık (H) merkez aynı yönde tek bobinle elektrik kumandalı yön kontrol valfı

4/3 tandem merkez kolla kumandalı yön kontrol valfı

Elektro hidrolik valf kumandası pilot valf kullanımını işaret etmektedir. Yüksek geçirgenliği olan valfların sürgülerini hareket ettirmek için oldukça büyük kuvvetlere gereksinim duyulur. Büyük valfı hareketlendirmek için hidrolik uyarı kullanılır. Hidrolik uyarı ise bir yardımcı valftan sağlanır. Yardımcı valf elektrikle kumanda edilirken ana valf hidrolik uyarılır. Böylece elektro-hidrolik uyarımla uyarılmış olur.

Yardımcı valftan alınan uyarı ile ana valf sürgüsü hareketlenmektedir. Ana valftan alınan basınçlı akışkan silindiri çalıştırmaktadır. Valfların orta konumunda A ve B depoya bağlıdır ve P kapalıdır. Böylece orta konumda yardımcı valf uyarı göndermez. Yardımcı valfla ana valf arasında iki adet çek valflı ayarlanabilir kısma valfı bulunmaktadır. Bu kısma valflarının görevi uyarı hattında oluşan basınç şoklarını önlemektir. Yardımcı valf elektrikle uyarıldığı için valf sürgüsü ani olarak hareket etmekte ve ana valfa gönderdiği uyarı basıncı aniden artmaktadır. Bu ani artan uyarı basıncı ana valf sürgüsünü hızla itecektir. Bu basınç şoku istenmeyen bir durumdur. Önlemek için uyarı hattı üzerine şok kontrol valfı eklenir.

Döner tapalı valfların çalışma şekliDöner tapalı valflar oldukça küçük yapılı gövdeleriyle dikkat çekerler. Kumanda kolları açısal hareket eder. Valf gövdesi altından bağlanan yolları sayesinde kumanda panoları üzerine yerleştirilmeleri kolaydır. Aşağıda tam kapalı merkez bir valfın çalışması görülmektedir.

3/2 valf kullanarak tek etkili bir silindirin hareketlendirilmesi

3/3 valf kullanarak tek etkili bir silindirin hareketlendirilmesi

4/2hidrolik uyarılı valf kullanarak çift etkili bir silindirin hareketlendirilmesi. Uyarı amacıyla 3/2 pilot valf kullanılmıştır.

4/3 valf kullanarak çift etkili bir silindirin hareketlendirilmesi

Çek Valf ve Ön Uyarılı çek valf

Çek valf, akışkanın bir yönde geçişine izin veren hidrolik devre elemanıdır. Çek valf üzerinden geçen akışkan geri dönmek istediğinde çek valf buna izin vermez. İç yapısında bilye yada popet kullanılır. Bilye yada popet gövde içerisindeki bir açıklığı kapatarak akışı kontrol eder. Yay yardımıyla bu açıklığın üzerine oturur. Kapatma işlemi ise akışkanın basıncı ile sağlanır. Popet yada bilyenin üzerine etki eden basınç onu karşısındaki yuvaya iter ve sıkıca oturtur. Diğer yönde gelen akışkan bilye yada popeti iterek kaldırır ve akışkanın geçmesine izin verir. Çek valfın açılabilmesi için yay basıncını yenmek gerekir. Böylece sistemin çek valfın önünde kalan kısmında basıncın istendiği değere kadar yükselmesi de sağlanır. Yay basıncı ayarlanabilen çek valflarda kullanılmakatadır.

Ön uyarılı çek valflar, çek valfın normalde kapalı komunda da akışkanın geçebilmesi için bir uyarı ile kumanda edilen valf tipidir. Ön uyarılı çek valflar içten yada dıştan uyarı alarak akışkanın normalde geçmediği konumda geçişi açarak akışkana yol verir. Uyarının olmadığı zaman valf normal çalışmasını gösterir.

Ön uyarılı çek valflara örnek olarak kilitleme valfları verilebilir. Silindirler kullanım sırasında herhangi bir konumda durdurulabilirler. Yön kontrol valfı orta konumu tam kapalı merkezlerde bu sabit tutma işi kısa sürelerle başarılabilir. Ancak uzun süreli duraklamalarda valfların iç sızdırmaları nedeniyle silindirler istenen

konumda uzun süreli olarak sabit tutulamaz. Silindirleri uzun süre sabit olarak aynı konumda tutabilmek için kilitleme valflarına gereksinim vardır. Kilitleme valfı iki adet ön uyarılı valftan oluşur. Bu valflar uyarılarını üzerinde bulundukları hattan değil karşı hattan alırlar. Örneğin A çalışma hattı üzerindeki ön uyarılı valf uyarısını B çalışma hattından alır.Silindir mili dışa doğru hareketlendirildiğinde silindir arka tarafına basınç uygulandığında bu hattan alınan ön taraftan boşalan akışkanın geçebilmesi için ters akışa izin verir. Milin içeri doğru hareketinde de aynı şekilde silindir ön tarafına etki eden basınç aynı zamanda diğer taraftaki ön uyarılı çek valfı uyararak ters yönde akışa izin verir. Böylece silindirin arka tarafındaki akışkanın depoya geçişine izin verir. Valfın orta konumunda A ve B hatları depoya bağlı olduğu için her iki ön uyarılı çek valfta da uyarı yoktur. Valfalrın uyarı hatları depoya bağlıdır. Bu durumda çek valflar ters akışa izin vermez ve silindiri kilitlerler.

“VEYA” valfıBu valf iki giriş bir çıkışa sahiptir. Girişlerden birine gelen uyarıyı çıkışa iletir. Valf içerisinde hareket eden mekik şeklindeki eleman nedeniyle “mekik valfı” da denmektedir. Bu valf bir mantık işlemi gerçekleştirir. Valfın P1 veya P2 girişine uyarı gelince A çıkışını uyarır. Girişlerden birine basınç uygulanınca mekik ileri itilerek diğer girişi kapatır ve uyarı A çıkışına yönlendirilir.

iki farklı noktada bulunan iki anahtardan herhangi birini kullanarak bir valfa yol vermek için anahtarlar VEYA valfı kullanarak devreye eklenir. Bu yolla ikiden fazla anahtar kullanılabilir. Aşağıdaki şemada çift etkili bir silindiri hareketlendirmek amacıyla 4/2 doğrudan hidrolik uyarılı yay dönüşlü yön kontrol valfı kullanılmıştır. Valfın doğrudan uyarısı için A ve B düğmeleri kullanılabilir. Uyarının bu iki valftan birinden geldiğinde ana valfa etkimesi için araya VEYA valfı eklenmiştir.

“VE” valfıUyarı sinyalinin iki hatanda gelmesi halinde uyarıyı çıkışa yönlendiren valftır. Seri bağlı valflarla da sağlanabilen bir mantık devresidir. Örneğin preste çalışan işçinin güvenliği için kullanılabilir. Pres altına parça yerleştirildikten sonra presi çalıştırınca dalgınlıkla el pres altında, parçanın üzerinde unutulmasını önlemek için ikinci bir valf daha eklenir. İşçi bu iki valfa da aynı zamanda bastığı sürece pres çalışacaktır. İki kumanda valfı bir “VE” valfı ile yada birbirine seri olarak bağlanırsa A ve B valfından uyarından gelince ana valfı uyaran bir mantık devresi oluşur.

Hidrolik devrelerde Ve fonksiyonu yaratan düzenlemelerde vardır. En yaygın kullanılanı iki adet 3/2 valfın seri kullanılmasıdır. Bu yolla sağlanan etki bir Ve valfının etkisiyle aynıdır. Bu devrede her iki valfın da birlikte uyarılması gerekliliği bir Ve valfı etkisidir.

Sıralama kontrolü

Bu hidrolik devrede silindirin ardı ardına aynı hareketleri bir sıra içerisinde tekrarlaması sağlanır. Silindir milinin AO ve A1 konumları arasında hareketini sıralamak amacıyla kullanılan örnek bir devre aşağıda verilmiştir. Ana valfın kumandası 3/2 pilot valflarla sağlanmaktadır. Bu valflar makara ile kumandalı olup silindir mili tarafından hareketlendirilmektedir. Milin geri konumunda AO valfı ileri konumunda da A1 hareketlenmekte ve ardı ardına gelen bu uyarılarla ana valf silindir milini bir içeri bir dışarı hareket ettirmektedir. Devrede ayrıca başlatma valfı ile seri bağlı pilot valf bir “VE” fonksiyonu oluşturmaktadır. AO ve A1 valflarının konumları değiştirilerek silindir milinin istenen strok mesafelerinde çalışması da sağlanabilir.

Bir başka sıralama valfı örneği de iki silindirin birlikte çalıştığı devredir. Bu devrede silindirlerden biri önce hareket etmekte ve işlevini yerine getirdikten sonra diğeri harekete geçmektedir. Parçayı sıkan ve kıvıran iki silindirin sıralı çalışması buna örnek verilebilir. Sıralama işini sağlayan ön uyarılı bir valftır. Bu valfın bulunduğu silindir diğeri harekete geçtikten sonra hareket etmektedir. Ana valftan silindirlere basınçlı akışkan gönderildiğinde önce A silindiri hareket eder. Boşta çalışan bu silindirin basınç gereksinimi oldukça düşüktür. Bu durumda yeterli uyarı almayan ön uyarılı valf kapalı olduğu için B silindiri hareketsizdir. A silindiri stork sonuna ulaşıp parçaya temas edince basınç yükselir ve parçayı sıkar. Basınç düzeyi ön uyarılı valfın ayarlanan düzeyine ulaşınca valf açılır ve B silindiri de hareket eder. Böylece sıralı bir silindir hareketi sağlanır.

Bu sıralama işleminde ise çok yaygın karşılaşılan bir sıralama valfı ile iki silindir bir birirni takip eden bir hareket yaparlar. Burada birinci silindirin hareketi sonlandığında devrede yeterli bir basınç yükselmesi oluşması istenir. Örneğin sıkma işlemi yapan silindir önce hareket ederek parçayı sıkacaktır. Sıkma kuvvetinin istenen değere ulaşmasının ardından ikinci iş sili,ndiri örneğin kıvırma işini yapamak üzere hareket eder. Burada amaçlanan kıvırma işi sırasında parçanın yeterince sıkı bir şekilde tutulduğunu garanti altına almaktır. İkinci silindir devresindeki içten uyarılı ayarlanabilir basınç valfı ve çekvalf birlikte çalışırlar. Sıkma silindiri çalışıp basınç valf ayar basıncına ulaşınca uyarıyı alır ve devreyi açarak kıvırma silindirininde çalışmasını sağlar.

Ön doldurma valfı Büyük çağlı silindirlerin kullanıldığı preslerde ana silindirin hızlı hareketi için büyük debili pompalar kullanmak yerine ön doldurma valfları ve pilot silindirler kullanılır. Ön doldurma valfları büyük kapasiteli ön uyarılı çek valflardır. Aşağıdaki şemada görüldüğü gibi silindir aşağıya inerken mile bağlı iş parçası yardımıyla hızla hareket etmek istemektedir. Pompanın sağladığından daha fazla akışkan gereksinimi ön doldurma valfı açılarak sağlanmaktadır. Ön doldurma valfı silindirin aşağıya kayması sırasında yarattığı düşük basınçla açılmaktadır. Silindir yukarıya kaldırılırken çek valfın aynı hattan aldığı uyarı ile açılarak akışkanın hızla silindiri terk etmesine yardımcı olmaktadır. Aşağıdaki örnekte ana silindiri (A) aşağıya doğru hareket ettirmek için ana valftan akışkan yönlendirildiğinde pilot valflar (B) küçük hacimli olduğu için hızla aşağıya doğru hareket ederler. Ana valfın bu harekete uyabilmesi ancak hızla doldurulmasıyla sağlanabilir. Büyük bir silindiri hızla doldurmak ancak yüksek geçirgenliği olan valflarla sağlanabilir. Ön doldurma valfı büyük miktarlarda akışkanın hızla silindire doldurulması ve boşaltılmasını sağlayacak yapıdadır. Pilot silindirlerin ana silindir milini aşağıya doğru çekmesiyle silindir içerisinde düşük basınç oluşur ve ön doldurma valfı (C) açılarak akışkanın depodan silindire dolması sağlanır. Silindir mili iş parçasına temas ettiği anda basınç yükselmeye başlar ve ön dolum valfı kapanır. Bu sırada silindiri besleyen hat üzerindeki ön uyarılı çek valf (D) açılarak pompayla silindir bağlantısı sağlanır ve ana silindire basınçlı akışkanın girişi gerçekleşerek işlem tamamlanır. Burada kullanılan (D) ön uyarılı valfın bir sıralama valfı olarak işlem yaptığını görmekteyiz. Tek etkili olan ana silindirin (A) yukarıya doğru hareketi pilat silindirler (B) yardımıyla sağlanır. Bu sırada aynı hatta bağlı olan ön dolum valfı aldığı uyarı ile açılarak yağın depoya geçişine yardımcı olur.

Çift pompalı devreÇift pompalı devrede, iki adet pompa ( P! Ve P2) devreyi birlikte beslemektedir. Birinci pompa yüksek debili düşük basınçlı bir pompadır. Bu pompa silindirin boşta ilerleme yaptığı sırada hızlı hareketini sağlar. İkinci pompa ise düşük debili yüksek basınçlı bir pompadır. Silindirin iş yapmaya başladığı yüksek basınçlı evrede tek başına çalışarak silindirin yavaş hareket etmesini sağlar fakat yüksek basınç sayesinde de yeterli kuvvet oluşturulur. Çalışmanın başında iki pompa birlikte çalışırlar. Basınç düşüktür. Silindir iki pompansın yardımıyla hızla iş parçasına yaklaşır. Silindire mili iş parçasına temas edince dirençle karşılaşır ve basınç yükselmeye başlar. Ayarlanmış bir basınç değerinde basınç anahtarı (A) devreye girer ve elektrik devresine bir sinyal gönderir. Bu sinyal emniyet valfının tahliyesi üzerindeki 4/2 valfı (B) uyararak hattı havalandırır ve emniyet basıncı bu uyarıyla birinci pompanın hattını havalandırır. Bu hattın havalanmasıyla üstteki çekvalf (C) devreye

girerek ikinci pompayla birinci pompanın bağlantısını keser. Birinci pompa havalandırılıp, boşa çalışmaya başlarken ikinci pompa devre bağlı olarak çalışmaya devam eder.

Diğer bir çift pompalı devrede ise ikinci pompa hattından uyarı alan basınç kontrol valfı birinci pompa devresini havalandırmaktadır. Başta birlikte çalışan iki pompa devrede basıncın basınç kontrol valfı değerine ulaşmasıyla ikinci pompa hattından gelen sinyalle açılır ve birinci pompa hattını havalandırır. Bu iki pompayı birbirinden bir çek valf ayırmaktadır.

Karşı denge valfıPreslerde tablanın ağır olması halinde silindirin aşağı doğru hareketinde denetimsiz inmesini önlemek amacıyla bir dıştan uyarılı çek valf (denge valfı) kullanılır. Sistemde kullanılan yön kontrol valfı tam açık (H) merkez tipindedir. Orta konumda yük kontrolsüz olarak aşağıya kayabilir. Bu konumda yükün kaymasını önlemek amacıyla karşı denge valfı kullanılmıştır. Karşı denge valfı merkez konumda yükü tutar. Silindirin

ön tarafını kapatarak frenler. Aşağıya doğru hareket ettirmek istenince silindirin arka tarafında basınç yükselir. Ön taraf kapalı olduğu için hareket etmez. Diğer hatta basınç yükselir ve ön Uyarılı valfı açar. Yük kaymak isteyince pistonu çeker diğer tarafta basınç düşer ve ön uyarılı valfı kapatır. Bu çalışma içerisinde sürekli olarak pistonun bir tarafında basınç uygulanarak yük kontrollü bir şekilde indirilir. İç uyarılı ön denge valfı ise silindirin ön tarafında basınç yaratarak yükü kontrol eder. Aynı şekilde motor devresinde de denge valfı kullanarak yükün devri kontrol edilebilir.

Fren valfıFren valfı da denge valfı gibi yükü kontrol etmek amacıyla kullanılır. Valf hem iç hem de dış uyarılı bir çek valftır. İç uyarı küçük bir yüzeye etki ettiği için daha yüksek uyarı basıncı gerektirir. Dış uyarının etki ettiği piston alanı ise daha büyük olduğu için daha düşük uyarı basınçlarında geçişi açar.

Yukarıda bir motor devresinde fren valfı uygulaması örneği vardır. Motor üzerine bağlı olan yük motorun orta konumunda atalet,i nedeniyle bir süre daha motorun dönmesine neden olur. Motorun yük tarafından döndürülmesi onun pompa gibi çalışmasına neden olur. Bu istenmeyen durumda emiş kapalı olursa kavitasyon nedeniyle hatlara ve motora zarar verir. Motorun kısa sürede durması için frenlenmesi amacıyla bir fren valfı kullanılır. Motor yön kontrol valfının orta konumunda dönüş yönüne bağlı olarak fren valfı kapalı kalır ve ön tarafta basıncın artmasına neden olur. Sonuçta bu basınç yüke karşı kuvvet yaratarak kısa sürede durmasına neden olur.

POMPALAR

Pompalar hidrolik sistemin çok önemli bir elemanıdır. Pompa mekanik enerjiyi basınç enerjisine çeviren elemandır. Motordan alınan mekanik enerji pompa yardımıyla akışkan üzerinde hidrolik enerjiye çevrilir. Pompalar iki çeşittir.

a) Döner hareketli (Rotodinamik ) pompalar: Santrifüj pompalar, heliko santrifüj pompalar rejeneratif pompalar.b) Hacimsel (Volümetrik) pompalar: Dişli pompalar, diyaframlı pompalar, pistonlu pompalar.

Rotodinamik pompalar, santrifüj etkili pompalardır. Hızla dönen bir çarkın kanatları tarafından dışa doğru savrulan akışkanın kazandığı hız enerjisinin çevredeki salyangoz içerisinde basınca dönüşmesiyle sıvıya hidrolik enerji kazandırır. Bu tür pompalar santrifüj pompa adıyla bilinir. Giriş ve çıkış kanalları arasında bulunan çark sıvının kesintisiz hareketini sağlar. Çok düzgün bir akış sağlanır. Basınç sabit değerdedir. Giriş ve çıkış kanalları arasında herhangi bir engel yoktur. Sıvı çarkın hareketsiz kaldığı durumda pompa içerisinden akışa devam edebilir. Bu çoğunlukla hatlardaki suyun geri doğru akması şeklinde olur. Yapısal olarak gövde içerisinde buna engel olacak bir pompa parçası yoktur. Ancak emme hattına aklanan çek valflarla ters akışa engel olunur. Bu tür pompalar görece daha düşük basınçlı ama yüksek debili pompalardır.

Volümetrik pompalar, hacimsel pompa olarak ta bilinir. Bu tür pompalar bir hacmin doldurulması ve boşaltılması esasına dayalı olarak çalışır. Doğal olarak kesintili bir akış ortaya çıkar. Dolma sırasında emme hattından pompaya sıvı girişi olur. Boşalma sırasında ise pompadan basma hattına sıvı akışı olur. Bu kesikli bir akıştır. Bu pompalar çoğunlukla bir silindir içerisinde pistonun hareket ettirilmesi, esnek bir elmanın (membran, gışa, diyafram) hareketiyle bir hacmin azaltılıp çoğaltılması esasına dayanır. Piston aşağıya inerken silindir içerisinde pistonun üstünde kalan hacim büyür ve basınç atmosfer basıncı altına iner, emme gerçekleşir. Piston yukarı çıkarken hacim küçülür ve sıvı basıncı atmosfer basıncı üzerine çıkar, basma gerçekleşir. Bu işlemleri olabilmesi ise ancak supap adı verilen çek valflarla sağlanabilir. Çek valflar akışa bir yönde izin vererek sıvının emilip basılmasını sağlarlar. Bu tip pompalar kesikli akış sağlarlar ve basma hattında basınç. Dalgalı bir yapıdadır. Düşük debili olmalarına karşın çok yüksek basınçlı sistemlerde başarıyla çalışırlar. Eleman tiplerine göre hacimsel pompaları kendi içinde aşağıdaki gibi sınıflandırmak olasıdır.a) Pistonlu pompalar,b) Diyaframlı pompalar,c) Dişli pompalar ved) Paletli pompalar.

Hidrolik sistemlerde kullanılan pompalar hacimsel (Volümetrik) pompalardır. Hidrolik sistemde dişli pompalar, paletli pompalar, pistonlu pompalar ve vidalı pompalar kullanılır.

POMPA TİPLERİ

1- DİŞLİ POMPALARa) DIŞTAN DİŞLİ POMPALAR (SABİT DEBİLİ)

b) İÇTEN DİŞLİ POMPALAR (SABİT DEBİLİ)

1- HİLAL TİP İÇTEN DİŞLİ POMPALAR

2- ROTORLU TİP İÇTEN DİŞLİ POMPALAR

2- KANATLI (PALETLİ) POMPALARa) SABİT DEBİLİ KANATLI POMPALAR (SABİT DEBİLİ)b) DEĞİŞKEN DEBİLİ KANATLI POMPALAR (SABİT DEBİLİ)

c) DENGELENMİŞ KANATLI POMPALAR (SABİT DEBİLİ)

3- PİSTONLU POMPALARa) RADYAL PİSTONLU POMPALAR (SABİT DEBİLİ)b) EKSENEL PİSTONLU POMPALAR

1- EĞİM PLAKALI EKS. PİSTONLU POMPALAR (SABİT / DEĞİŞKEN DEBİLİ)

2- EĞİK GÖVDELİ EKS. PİSTONLU POMPALAR (SABİT / DEĞİŞKEN DEBİLİ)

c) DÜZ SIRALI (PLANCER) TİP POMPALAR (SABİT DEBİLİ)

4- VİDALI POMPALAR (SABİT DEBİLİ)

Pompalarda büyüklüklerPompalarda büyüklükler pompanın hacimsel iletimi ile belirtilir. Pompa için genelde kullanılan ifadeler (Q ,L/min) şeklindedir. Bu pompanın anma debisi olarak bilinir. Pompanın bir dakikada ilettiği litre cinsinden sıvı miktarını belirtir. Ancak pompaların ilettiği sıvı miktarı pompa milinin devrine bağlı olduğundan bu şekilde verilen ifadeler yanıltıcı da olabilir. Pompalar için kullanılan bir başka büyüklük ifadesi de “hacimsel debi” (qw)dir. Hacimsel debi pompa milinin bir devrinde pompanın ilettiği yağ miktarıdır. Bu değer pompa milinin devrinden bağımsız bir büyüklük ifadesidir. Pompalar için kullanılan genel debi ifadeleri pompa milinin (1500 min-1 ) devrinde verdiği yağ miktarı olarak kullanılır. Pompalar çoğunlukla 1500 min -1 devirli elektrik motorlarıyla birlikte kullanıldığından bu devirdeki debileri yaygın olarak pompa debisini tarif için kullanılmaktadır. Bazı kaynaklar motor kaymasını da dikkate alarak bunu (1450 min -1 ) devir olarak kullanmaktadır.Pompaların bir anma basıncı bulunmaktadır. Pompa bu anma basıncının çok üzerindeki basınçlarda da çalışabilmesine karşın yapısal özellikleri nedeniyle belirli basınçların üzerinde çalıştırılması uygun değildir. Bilindiği gibi pompa yapısı gereği çalışan parçaları arasında boşluklar bulunmaktadır. Belirli parçalarınsa sızdırmazlığı için keçeler kullanılmaktadır. Düşük anma basınçlı pompalarda yüksek basınçlarda iç sızdırmalar aşırı artmaktadır. Keçelerin dayanımı aşılınca zarar görmektedirler. Diğer yandan da basınç altında pompa parçalarına büyük kuvvetler etkimektedir. Basıncın belirli sınırları aşması bu parçalarda dayanım sorunları ortaya çıkarır. Bu nedenlerle her pompanın yapısal özelliklerine ve yapım kalitesine bağlı olarak bir anma basıncı vardır. Bu basınç değeri kısa sürelerle aşılabilir ancak uzun süreli

Şematik Görünümü Yapısal özelliği

Devir Sayısı aralığı (min-

1)

Hacimsel Debisi (cm3)

Anma Basıncı (bar)

Toplam Verim

(%)

Dıştan dişli pompa

500 – 3000

1,2–250 63–160 80–91

İçten dişli gerotor tip

pompa

500-2000

4-250 50-125 70-80

İçten dişli hilal tip pompa

500 – 2000

4–250160–250

80–91

Vidalı pompa 500 – 4000

4–630 25–160 70–84

Kanatlı (dengelenmiş)

pompa

960 – 3000

5–160100–160

80–93

Eksenel pistonlu pompa

….. – 3000750 – 3000750 – 3000

10025–80025–800

200160–250160–320

82–9282–9280–92

Radyal pistonlu pompa

960 – 3000

5–160160–320

90

çalışmada bu basınç değerinde kullanılmalıdır. Pompaların için çalışma basınçları üç farklı sınır içermektedir.

a) Sürekli çalışma için en yüksek basınç. Bu basınç sınırı anma basıncı olarak verilen sınırdır.b) Kesintili çalışma için en yüksek çalışma basıncı. Kısa süreli ve çok sık tekrarlanmayan çalışma

koşullarında pompa anma basıncının oldukça üstündeki basınçlarda da kullanılabilmektedir.c) Ani artışlı, sıçramalar şeklindeki çalışma koşullarında en yüksek basınç. Pompalar ani sıçramalar

şeklinde ortaya çıkan basınç yükselmelerinde de çok yüksek basınçlara dayanabilmektedir. Bu ani yükselmelerin çok kısa, anlık artışlar halinde olması durumunda kesintili çalışmadan daha yüksek basınçlara izin verilmektedir.

Pompalarda güç iletimi: Hidrolik enerji basınç ve debinin çarpımıdır.1- Basınç2- Debi

Pompalar sıvıyı depodan alıp basma hattına iletirler, gerekli yağ akışını sağlarlar. Bu debidir. Sistemde oluşan karşıt kuvvetler de sistemin basıncını belirler. Pompa kapalı bir hacme yağ gönderdiği için karşıt kuvvetler basınç oluşturur. Basınç altında bir miktar akışkanın taşınması , gücün iletilmesidir.

Güç = Basınç x Debi (N / m2 ) X ( m3 / s ) = N.m / s ( Watt)

Pompalarda verim. Teorik olarak hacimsel pompalar( pozitif yer değiştirmeli pompalar) milin her devrinde hacimsel debisi kadar sıvıyı çalışma hattına basar. Çok düşük devirlerde çalışıldığında bu doğrudur. Ancak pompa mili devri artınca pompalama hacminin tam olarak dolup boşalmadığı görülür. Bu nedenle beklenenden daha az miktarda sıvı pompalanmış olur. Diğer yandan pompalarda çalışan parçalar arasındaki boşluklardan kaçaklar olmaktadır. Basınç artınca bu kaçaklarda artmaktadır. Teorik olarak iletilmesi beklenen hacimle gerçekleşen hacim arasında bir fark vardır. Teorik ve gerçekleşen pompalama hacminin birbirine oranı verimdir. Bu verim “hacimsel verim” (v) olarak adlandırılır.

(%) V = (Gerçek debi / Teorik debi) * 100 Pompanın iç sürtünmeleri nedeniyle bir kısım enerji kayıpları oluşur. Bu nedenle pompa milinden verilen enerjinin bir kısmı sürtünme ile kaybolur. Bu durumda pompa için bir de mekanik verimden (M ).bahsedilebilir. Toplam verim (T ).hacimsel verimle mekanik verimin çarpımıdır. Toplam verim ayrıca pompa miline verilen güç ile pompadan alınan gücün birbirine oranı olarak tarif edilebilir.

( %) T = V * M = ( Çıkış Gücü / Giriş Gücü ) * 100

Pompalarda Güç hesaplamalarıPompanın miline verilmesi teorik güç, pompadan elde edilen çıktılar (basınç, debi ve verim) üzerinden hesaplanabilir.

N = ( Q * p) / 6 * T (kW)Burada;

N – Güç. Pompa milene verilmesi gerekli güç. (kW)Q– Debi. Pompanın motor tarafından çevrildiğinde edilecek debisi. ( L /min)P – Basınç. Sistemin çalışması sırasında öngörülen anma basıncı. ( bar)T – Toplam verim (%)

Örneğin : Öngörülen çalışma basıncı 125 bar olan hidrolik sistemde uygun silindir hızını elde etmek için 38 L/min debiye sahip pompa kullanılacaktır. Pompa toplam verimi %93 olarak verilmiştir. Bu pompayı çevirecek uygun motor gücü ne olmalıdır.

N = ( 125 * 38 ) /(6 * 93) = 8,51 kW

Pompaların farklı devirlerle çalışması halinde sağlayacakları debiler de değişiklik göstermektedir. Bu debinin hesaplanabilmesi için pompanın hacimsel debisine gereksinim vardır. Hacimsel debinin devirle çarpılmasıyla debi hesaplanabilir.

QT = qv * n/ 1000 (L/min)Burada;

Q – Debi. Pompanın (n) devrinde çevrilmesiyle sağladığı debi (L/min)qv – Hacimsel debi. Pompa milinin bir dönüsünde pompanın sağladığı debi. (cm3)n – Devir. Pompayı çeviren güç kaynağının devri. (1 /min)

Örneğin:Hacimsel debisi 24,3 cm3 olan bir pompayı 1200 min-1 devirle dönen bir elektrik motoruyla çalıştırırsak hacimsel verimin %95 olması durumunda elde edeceğimiz debiyi hesaplayınız.

Q = ( 24,3 * 1200* 95) / ( 100000 ) = 27,70 L/minÖrneğin;Motor milinin 1500 min-1 devirle döndüğü koşullarda dakikada 58 l/min debi sağlayan ve hacimsel verimi %94 olan pompanın hacimsel debisini hesaplayınız.

qv = Q *105/ n * Vqv = (58 * 100000) / 1500 * 94 = 41,13 cm3

Dişli pompalarDişli pompalar üç ana grupta incelenirler.

a) Dıştan dişli pompalarb) İçten dişli hilal pompalarc) İçten dişli gerotor pompalar

Dıştan dişli pompalarDıştan dişli pompalar, küçük ve orta modüllü dişli çarklardan yapılırlar. İki dişli çar birbirini kavramış olarak bir gövde içerisinde bulunur. Gövde sekize benzeyen özel bir yapıdadır. Diş üstleri ile gövde arasında çok küçük bir boşluk vardır. Yanal ve radyal boşlukları çok küçük olan bir yataklama ile çalıştırılırlar. Dişlilerden biri döndürülür. Diğer dişli boşta çalışır. Diş boşluğuna giren yağ gövde ile diş üstleri arasında kalan hacimde taşınarak diğer tafra iletilir. Orta kısımda ise birbirlerine temas ederek sızdırmazlık sağlarlar. Dişli pompanın gövdesinde bulunan iki açıklıktan biri dönüş yönüne bağlı olarak emme ve diğeri basma çıkışı olarak adlandırılır. Dişli çarklarda sızdırmazlık diş üstlerinde sağlanmaktadır. Gövdenin ve dişlerin aşınması halinde kaçaklar artmakta ve debi ve basınç kaybı oluşmaktadır. Genellikle orta basınç düzeyi kabul edilen 250 bar basınca kadar çalıştırılabilmektedirler. Bir çok uygulamada bu basınç değeri 200 barın altında seçilmektedir. İmalatları kolay olduğu için oldukça ucuz pompalardır.

Aynı modülün farklı uzunluklarda kesilmesiyle elde edilen dişli çarklar kolayca bir pompa serisi oluşturmaya izin verir. Bu nedenle birkaç farklı seriden çok geniş bir pompa yelpazesi oluşturmaktadırlar. Bu pompaların gövdeleri Alüminyumdan yapılmasına karşın yüksek basınçlı çalışmalarda kullanılacak pompalar için çelik döküm gövdeli pompalarda kullanılmaktadır. Bu pompalar oldukça gürültülü pompalardır. Çalışma sıcaklıkları sürekli olarak 0 C ile 80 C arasındadır. Filtrelemede 10m filtre kullanılması önerilmektedir.

Dişli pompanın debisini diş boşluklarında taşınan yağ hacmi yardımıyla hesaplayabiliriz.

QT = (2 DT m b n ) / 106 = (2 m2 b n Z) / 106 (L/min)DT = m*Z

Burada;QT – Teorik debi (L/min)DT – Bölüm dairesi çapı (mm)m – Modül (mm)Z - Diş sayısın – devir sayısı (1/min)b – Dişli genişliği (mm)

Örneğin;

Dıştan dişli çarkları bulunan pompanın teorik debisi hesaplanacaktır. Dişli çark 20 dişli olup modülü 3,5 tir. Dişli çarkın genişliği 25 mm dir. Pompa milinin 1200 min-1 devirde döndürülmesi halinde pompanın teorik debisini ve hacimsel verimi %98 olan koşullarda gerçek debisini (L/min) ve hacimsel debisini hesaplayınız.

DT = m*Z = 3,5 * 20 70 mmQT = (2 DT m b n ) / 106 = ( 2*3,14*70*3,5*25*1200) / 1.000.000 0 QT = 46,18 L/minQ = QT * V = 46,18 * 0,98 = 45,25 L/minqv = Q *105/ n * V = 45,25 * 100000 / 1200 * 98 =38,47 cm3

İçten Dişli PompalarBu pompa tipi biri büyük ve dişleri içten açılmış bir dişli çark ve diğeri küçük dıştan dişli çarktan oluşur. Küçük çark büyük içten dişli çarkın içerisinde çalışır. Moment küçük dişliye uygulanır ve birlikte dönerler. Genel olarak küçük yapılı ve sessiz pompalardır.

Hilal tip içten dişli pompalarHilal pompa iç içe iki dişli çarktan oluşur. İçteki küçük dişli çark ile dıştaki büyük dişli çark arasında hilal şeklinde bir parça vardır. Her iki dişli çarkta bu hilal parçaya temas ederek döner. Bu sırada hilalle diş üstleri arasında kalan boşlukta yağ taşınır. Aynı anda hem içten dişlinin diş boşluğunda hem de dıştan dişlinin diş boşluğunda hilale temas ederek yağ taşınır. Küçük yapılı ve çok sessiz pompalardır. Orta basınç düzeyleri için kullanıldıkları gibi orta ve yüksek basınçlı pompaların besleme pompası olarak ta kullanılırlar. Besleme pompası yüksek basınçlı pompaların emme hattını besleyen pompalardır. Bu yolla basınç iki kademe de yükseltilmiş olur.Önce besleme pompasında birinci kademe de 100-150 bar değerine çıkılır daha sonra asıl pompa da orta ve üst basınç değerine (250-400 bar) çıkılır.

Rotorlu tip içten dişli pompalar (gerotor pompalar)Rotorlu tip pompada kullanılan dişli çarklardan içteki küçük dişli çarkın diş sayısı dıştaki dişli çarktan bir eksiktir. Uygulamada 7/6 ve 5/4 diş sayılarını görmekteyiz. Bu şekilde kullanılan dişli çarklardan içteki dişli çark dönerken beraberinde çevirdiği dıştaki dişli çarkın diş üstlerine sürekli temas halindedir. Böylece iki dişin boşlukları arasındaki hacim gittikçe artmakta ve daha sonra azalmaktadır. Bu yolla da yağ emilmekte ve basılmaktadır. Emme ve basmanın olabilmesi için tüm emme halindeki boşluklarla bağlantıda olan bir kanal ve tüm basma halindeki boşluklarla da bağlantıda diğer bir kanal vardır. Her iki kanalda aynı plaka üzerindedir. Toplama plakası adı verilen bu pompa parçası diğer pompa tiplerinde de kullanılmaktadır. Toplama plakası üzerindeki kanallar böbreğe benzeyen şekilleriyle emme ve basma halindeki yağı dağıtmakta ve toplamaktadır. Toplama plakası üzerindeki iki kesimli kapak yardımıyla emme ve basma birbirinden ayrılmaktadır.

Kanatlı(Paletli) pompalar

Dengelenmiş kanatlı pompa

Eğik eksenli eksenel pistonlu pompa

Eğik eksenli eksenel pistonlu pompa

Vidalı pompalar

Kompresörler.

Doğrusal Hareketlendiriciler(Silindirler)

Hidrolik ve pnömatik sistemlerde basınç enerjisinin mekanik enerjiye çevrildiği elemanlara hareketlendirici veya hidrolik alıcı denir. Hidrolik alıcılar

a) Doğrusal hareketlendirici (doğrusal motor) (silindir)b) Açısal motor (kanatlı açısal motor ve kremayer dişli açısal motor)c) Hidrolik motor

Doğrusal hareketlendiriciler bir silindir, silindir içerisinde çalışan piston ve keçe ile pistona bağlı milden oluşur. Silindir içerisine gönderilen basınçlı yağın piston yüzeyine bir taraftan etkimesiyle ortaya çıkan dengelenmemiş basınç kuvvetleri piston milin hareket etmesini sağlar. Silindir milinden alınacak kuvvet piston alanı ve basınca bağlıdır. Pistona etki eden karşıt kuvvet atmosfer basıncıdır. Diğer yandan keçelerde oluşan sürtünmelerde kayıp kuvvetleri oluşturur. Buna göre piston milinde elde edilecek kuvvet ;

F = A*P

Burada,F- Kuvvet (N)A- Piston alanı (cm2)p- Basınç ( N/cm2)Çift etkili silindirlerin milinden elde edilecek kuvvet pistonun dışarı hareketinde daha büyük içeri doğru hareketinde ise daha küçüktür. Pistonun içeri doğru hareketinde piston alanı mil alanı kadar daha küçüktür bu nedenle elde edilecek kuvvet daha küçük olur.Silindirlerin etkili parçaları şekilde verilmiştir.

Pistonlar doğrusal hareket üretmenin yanında dişli çarklar, halat ve makaralar ve çubuk mekanizmaları yardımıyla hareketlerinin yönünü ve doğrultusunu çevirdikleri gibi doğrusal hareketlerini açısal dönme hareketine de çevirerek kullanılabilirler.

Silindirlerin yüke etki şekilleriSilindirler amaca uygun olarak sabit (ankastre) yada oynak balı olarak kullanılırlar. İki bağlama noktası vardır. Birincisi gövde üzerinde ve ikincisi de mil ucundadır. Gövde üzerindeki bağlama noktası gövdenin alt ucunda ön ucunda ve bu iki nokta arasında gövde üzerinde bir yerde olabilir. Sabit bağlamada bir flenş ve cıvatalar kullanılır. Oynak bağlamada ise bağlantı kulakları üzerindeki göbeklere bir pim takılır. Mil ucunda bağlantı üç şekilde yapılır. Birincisi bağlantısızdır. Mil ucu yüke temas dederek iter. Geri dönüş yapılmaz. İkincisinde mil ucu yüke flenşli bağlıdır. Üçüncüsünde ise yük ile mil ucu oynak bağlıdır.

Silindirler yapısal özellikleri ve basınçlı akışkanın etki şekline bağlı olarak üç farklı tiptedir.a) Dalma silindirler.b) Tek etkili silindirlerc) Çift etkili silindirler

Silindir simgeleri

Dalma silindirler tek etkili silindirlerin basit yapılı olanlarıdır. Piston ve keçeleri yoktur. Silindir mili sadece boğaz keçesi ile temas halindedir. Mil kesitine etki eden basıncın oluşturduğu basınç kuvveti ile mil dışa itilir. Geri dönüş bir dış kuvvetle sağlanır. Dalma silindirlerde sadece boğaz keçesi kullanılır. Gövde içerisinin işlenmesine gerek yOktur. Sadece mil üzerinin işlenmesi yeterlidir.

Tek etkili silindirler çift etkili silindirlerle aynı yapıdadır. Kullanımda sadece yağ girişlerinden biri etkilidir. Tek etkili silindirlerin geri dönüşleri bir dış kuvvetle sağlanır. Bu dış kuvvet bazen yükün ağırlığıdır. Bazı durumlarda yükün mili geri getirmesi mümkün değilse silindir içerisine yay konularak geri dönüş sağlanır. Tek etkili silindirlerde piston üzerinde keçe kullanılmaktadır. Ayrıca boğaz keçesi ve toz keçesi de kullanılmaktadır.

Tek etkili silindirleri kumanda etmek için 3/2 ve 3/3 yön kontrol valfları kullanılır.

Çift etkili silindirler en yaygın kullanılan silindirlerdir. Silindirin iki yağ girişi de etkindir. Pistonun her iki tarafına da sıra ile basınç etki ettirilerek milin hem dışarı hem de içeri hareketinde kuvvet elde edilir. Dışarı harekette piston alanının tamamı kullanıldığı için kuvvet büyüktür. İçeri doğru harekette ise piston alnının mil alanı kadar bir kısmı kapalı olduğundan daha küçük bir kuvvet elde edilir. Buna karşın içeri harekette mil hızı daha yüksektir.

Çift etkili silindirler 4/2 veya 4/3 valflarla kumanda edilirler.

Silindir boruları hazır olarak bulunmaktadır. İç yüzeyleri taşlanmış olarak satışa sunulan borular istenen boylarda kesilerek kullanılmaktadır. Bunun yanında döküm gövdeler de yapılabilmektedir. Düşük basınçlar için dikişli borulardan da yapılabilir. Genellikle çelik çekme borular tercih edilmektedir. Bu borular genellikle St37 ile St 52 kalitelerinde çeliklerdir. Bunların yanında özel amaçlar için alaşımlı çeliklerde kullanılabilir.Boruların keçe çalışacak yüzeylerinin çok iyi işlenmesi gerekir.Bu amaçla önce bir hassas taşlama ve ardından parlatma uygulanır. Bu yolla 0.2 – 3.2 m yüzey pürüzlülüğüne ulaşılır. Daha sonra yüzeye 40-6o m kalınlığında Krom kaplama yapılır. Boruların işlenmesi sonucu tam bir silindirik şekil elde edilemez . Bu hata ovallik olarak adlandırılır. Ovalliği fazla silindirlerde basınç kaybı olur. Ovalliğe tanınan hata sınırı 2-4 m kadardır. Boru işleme toleransları H(, H) ve H11,H12 olarak verilmektedir.Boru et kalınlığı basınçla ilgilidir. İç basıncın yükselmesiyle boru hem eksenel hem de radyal doğrultuda uzama gösterir. Boru et kalınlığının (S0) hesabında şu yol izlenir. Kural olarak iç çap ile dış çap oranının ( Da /Di ≤1.7 ) olaması istenir.

Burada,S0 – Boru et kalınlığı (mm)P – Basınç (bar)S – Güvenlik katsayısı (1.7 – 2)Da – Dış çapAK – Malzemenin akma dayanımı (daN/mm2)

Piston mili genel olarak yuvarlak kesitlidir. Bazı hallerde kare kesitli mil kullanılmaktadır. Milin dönmesinin istenmediği durumlarda kare mil kullanılmaktadır. Ancak keçe sorunları nedeniyle yaygın bir kullanım değildir. Mil malzemesi olarak kullanım yerine ve ortam şartlarına ve mukavemet gereksinimine bağlı olarak her kalitede çelik kullanılabilir.Millerde silindir boruları taşlanarak iyi bri yüzey kalitesine ulaşıldıktan sonra krom kaplanarak kullanılırlar. Silindirlerde sızdırmazlığı sağlamak amacıyla keçeler kullanılır. Boğazda. Milin silindir dışına çıktığı yerde sızdırmazlığı sağlamak için boğaz keçeleri kullanılır. Bunlar çok parçalı keçeler (packing – manşet keçeler ) olabildiği gibi tek keçelerde ( nutring keçeler)kullanılmaktadır. Piston hızı, basınç ve yağ özellikleri ile çalışma koşulları dikkate alınarak çok çeşitli keçe listelerinden uygun keçeler seçilerek kullanılır.

Miller üzerlerindeki yükün etkisiyle boyca uzama veya kısalmaya zorlanırlar. Ancak bu zorlanma miller için tehlikeli değildir. Miller için tehlikeli olan zorlanma (flambaj) burkulmadır. Milin bağlı olduğu silindirle birlikte olduk uzun olan iki bağlantı noktası arasındaki yükün nispeten ince olan bir mille taşınması sırasında,

bağlantı noktalarının da özelliklerine bağlı olarak burkulmalar görülebilmektedir. Silindir mili dışarıya tam çıkmış haliyle burkulmaya çok uygundur. Burkulma milin çapının artırılmasıyla önlenebilmektedir. Diğer yandan milin yüke serbest yada oynak bağlı oluşu ve yükün kızaklı oluşu burkulmayı etkiler. Silindir gövdesinin sabit bağlı olması halinde burkulmaya karşı dayanım artar. Silindirlerin burkulma kontrolü için burkulma yükünün hesap edilerek işletme yüküyle kıyaslanması gerekir.

Burada;K- burkulma yükü (N)I – Milin atalet momenti (cm4)E – Elastiklik modülü (N/cm2)SK – Burkulma boyu (cm)

Burada ;F- Emniyetli çalışma yükü (N )S – Güvenlik katsayısı (2,5 - 3,5)

Atalet momenti daire kesitli miller için

Burada;D – mil çapı (cm)Burkulma boyunun bulunması için silindir ve milin bağlantı şekillerine bakmak gerekir.

Piston Çapı ve mil çapı Listesi

Uygun silindirin seçimiyle beraber bu devre için uygun bir pompa seçimi de yapılabilir. Pompa seçmek için bir çok farklı kriterin değerlendirilmesi gerekmekle beraber burada sadece uygun debi düzeyinin belirlenmesi ile pompa büyüklüğünün seçimi dikkate alınmıştır.Pompa büyüklüğüne karar verebilmek için seçmiş olduğumuz silindirin piston hızına karar vermek gerekir. Genelde 0,1-0,15 m/s hızlar normal hızlar olarak kabul edilmekle beraber her devre kendi özelliğine bağlı olarak daha düşük hızları yada çok daha büyük hızları öngörebilir. Bu hıza karar verdikten sonra strok uzunluğu yardımıyla hız hesaplanır. Hızdan hareketle pompanın debisi aşağıdaki eşitlikler kullanılarak hesaplanır. Çeşitli firmaların pompa kataloklarından yararlanarak hesaplanan değer en yakın debi ve basınç sınırına sahip pompaya karar verilir.

V _ hız (m/s)L – Yol (m)T- Zaman (s)

Q- Debi (l/min)A _ piston alanı (cm2)- Pompa verimi (0.80-0.95)

CETOP Standardına göre silindir ve mil çapları listesi.Silindir Çapı (mm)

32 40 50 63 80 100 125 140 160 180 200 220 250

Mil çapı (mm)

18 22 22 28 28 36 36 45 45 56 56 70 70 80 80 90 90 100 100 110 110 120 120 140 140 160

Dıştan dişli pompa listesi (