Hidrolik Şanzıman: Artıları, Eksileri ve Uygulamaları

I. Hidrolik Transmisyonun Avantaj ve Dezavantajları

1. Ana Avantajlar

Mekanik transmisyon, elektrik transmisyonu ve pnömatik transmisyon ile karşılaştırıldığında, hidrolik transmisyon aşağıdaki avantajlara sahiptir:

• Hidrolik şanzıman, uygun hız ayarı ve 100:1 ila 2000:1'e ulaşan nispeten geniş bir hız aralığı ile çalışma sırasında kademesiz hız düzenlemesi sağlayabilir.
• Aynı güç koşulları altında, hidrolik aktarım cihazları küçük boyutlu, hafif, düşük atalete ve kompakt bir yapıya sahiptir (örneğin, bir hidrolik motorun ağırlığı, aynı güce sahip bir elektrik motorunun ağırlığının yalnızca 10% ila 20%'si kadardır) ve büyük kuvvetleri veya torkları iletebilir.
• Hidrolik şanzıman nispeten sorunsuz çalışır, hızlı tepki verir, küçük bir etkiye sahiptir ve yüksek hızlarda başlayabilir, fren yapabilir ve geri gidebilir. Hidrolik iletim cihazlarının geri dönüş frekansı, dönme hareketi için dakikada 500 kez ve ileri geri doğrusal hareket için 400 ila 1000 keze ulaşabilir.
• Hidrolik transmisyon cihazlarının kontrolü ve ayarı nispeten basittir, operasyon rahattır ve emek tasarrufu sağlar ve elektrik kontrolü ile otomasyon ve koordinasyon sağlamak kolaydır, böylece karmaşık sıralı eylemler ve uzaktan kumanda gerçekleştirilir.
• Hidrolik iletim cihazlarının aşırı yük koruması elde etmesi kolaydır. Sistem aşırı yüklenirse, yağ taşma valfi aracılığıyla tanka geri döner. Çalışma ortamı olarak yağ kullanıldığından, kendi kendini yağlayabilir ve böylece uzun bir hizmet ömrüne sahip olur.
• Hidrolik şanzımanın standartlaştırılması, genelleştirilmesi ve serileştirilmesi kolaydır, bu da tasarımını, üretimini ve tanıtımını kolaylaştırır.
• Hidrolik şanzımanın hem döner hem de doğrusal hareket elde etmesi kolaydır ve bileşenlerin düzenlenmesi ve yerleşimi esnektir.
• Hidrolik şanzımanda, güç kaybından kaynaklanan ısı akan yağ tarafından uzaklaştırılabilir ve böylece sistemin belirli yerel alanlarında aşırı sıcaklık artışı önlenir.

2. Ana Dezavantajlar

• Çalışma ortamı sıvıdır, bu da sızıntıya eğilimlidir ve yağ sıkıştırılabilir, bu nedenle doğru bir aktarım oranının gerekli olduğu durumlarda kullanılamaz.
• Hidrolik şanzımanın mekanik kayıpları, basınç kayıpları ve sızıntı kayıpları vardır, bu da daha düşük verimlilikle sonuçlanır, bu nedenle uzun mesafeli iletim için uygun değildir.
• Hidrolik şanzıman yağ sıcaklığındaki ve yükteki değişikliklere karşı hassastır, bu da onu düşük veya yüksek sıcaklıklarda kullanım için uygun hale getirmez ve ayrıca kirlenmeye karşı da hassastır.
• Hidrolik iletim ayrı bir güç kaynağı (hidrolik pompa istasyonu gibi) gerektirir ve hidrolik enerji elektrik enerjisi gibi uzaktan iletilemez.
• Hidrolik bileşenler yüksek üretim hassasiyeti gerektirir ve pahalıdır, bu nedenle özel üretim organize edilmelidir.
• Bir hidrolik iletim cihazında bir arıza meydana geldiğinde, nedenini izlemek ve hızlı bir şekilde ortadan kaldırmak kolay değildir.

Genel olarak, hidrolik şanzımanın birçok avantajı vardır ve dezavantajları, üretim teknolojisinin gelişmesiyle birlikte yavaş yavaş aşılmaktadır. Bu nedenle, hidrolik şanzıman modern üretimde geniş gelişme olanaklarına sahiptir.

II. Hidrolik Transmisyon Uygulamaları

Hidrolik şanzımanın birçok avantajı nedeniyle, ulusal ekonominin çeşitli sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, hidrolik şanzımanın kullanım nedenleri farklı sektörler arasında değişiklik göstermektedir. Örneğin, mühendislik makineleri ve basınçlı makineler basit yapısı ve büyük çıkış kuvveti nedeniyle kullanırken, havacılık endüstrisi hafifliği ve küçük boyutu nedeniyle kullanmaktadır.

Takım tezgahlarında, hidrolik şanzıman esas olarak kademesiz hız değişimi sağlayabildiği, otomatikleştirilmesi kolay olduğu ve sık sık geri dönüş hareketleri gerçekleştirebildiği için kullanılır. Bu nedenle, hidrolik şanzıman genellikle aşağıdaki takım tezgahlarında kullanılır.

1. Besleme Hareketi İletim Cihazı

Bu uygulama en yaygın olarak takım tezgahlarında kullanılır: taşlama makinelerinin tekerlek kafası; yatay tornaların, taret tornalarının ve otomatik tornaların takım direği veya tareti; taşlama makinelerinin, delme makinelerinin, freze makinelerinin ve planyaların çalışma tablası veya mesnedi; kombinasyon makinelerinin güç kafası ve kızağı, vb. hepsi hidrolik şanzıman kullanabilir. Bu bileşenlerden bazıları hızlı hareket, bazıları yavaş hareket (2 mm/dak) ve bazıları da hem hızlı hem de yavaş hareket gerektirir.

Bu bileşenlerin çoğu geniş bir hız düzenleme aralığı ve çalışma sırasında kademesiz hız düzenlemesi gerektirir; bazıları sürekli besleme gerektirir, bazıları aralıklı besleme gerektirir; bazıları değişen yükler altında sabit hız gerektirir ve bazıları iyi bir geri vites performansı gerektirir. Tüm bu gereksinimler için hidrolik şanzıman en uygun olanıdır.

2. Pistonlu Ana Hareket İletim Cihazı

Bir portal planya makinesinin çalışma tablası ve bir şekillendirici veya kanal açıcının koçu, gerekli yüksek hızlı ileri geri hareketi elde etmek için hidrolik şanzıman kullanabilir. İlki 60 ila 90 m/dak hıza ulaşabilirken, son ikisi 30 ila 50 m/dak hıza ulaşabilir. Bu durumlarda, hidrolik şanzımanın kullanılması geri dönüş etkisini azaltma, enerji tüketimini düşürme ve geri dönüş süresini kısaltma açısından faydalıdır.

3. Döner Ana Hareket İletim Cihazı

Bir torna tezgahının iş mili, döner ana hareket için kademesiz hız değişimi elde etmek için hidrolik şanzıman kullanabilir, ancak bu uygulama henüz yaygın değildir.

4. Profil Oluşturma Cihazı

Torna tezgahları, freze makineleri ve planyaların profil işlemesi, 0,01 ila 0,02 mm hassasiyetle hidrolik servo sistem kullanılarak gerçekleştirilebilir. Ayrıca, taşlama makinelerindeki şekillendirme çarkı düzeltme cihazı ve standart kurşun vida düzeltme cihazı da bu sistemi kullanabilir.

5. Yardımcı Cihazlar

Sıkıştırma cihazları, hız değişim kontrol cihazları, kılavuz vida somun boşluğu giderme cihazları, dikey hareketli parçalar için dengeleme cihazları, indeksleme cihazları ve takım tezgahlarındaki iş parçaları ve takımlar için yükleme, boşaltma, taşıma ve depolama cihazlarının tümü hidrolik şanzıman kullanılarak uygulanabilir. Bu yaklaşım, takım tezgahı yapısının basitleştirilmesine ve takım tezgahının otomasyon seviyesinin iyileştirilmesine yardımcı olur.

6. Kademeli İletim Cihazı

Çalışma masasının doğrusal veya döner adımlama hareketi CNC makine araçları, elektrik sinyallerine dayalı bir elektro-hidrolik servo sistem ile hızlı ve doğru bir şekilde elde edilebilir. Açık döngü sistemler daha düşük konumlandırma doğruluğuna (<0,01 mm) sahiptir ancak uygun maliyetlidir; kapalı döngü sistemler ise daha yüksek konumlandırma doğruluğuna ve maliyete sahiptir.

7. Hidrostatik Yatak

Ağır hizmet tipi, yüksek hızlı ve yüksek hassasiyetli takım tezgahlarındaki rulmanlar, kılavuz raylar ve kılavuz vida somun mekanizmaları, hidrostatik rulman için hidrolik bir sistem kullanılırsa yüksek çalışma kararlılığı ve hareket doğruluğu elde edebilir.

Hidrolik transmisyonun çeşitli endüstrilerdeki uygulamaları Tablo 1'de gösterilmiştir.

Tablo 1 Hidrolik Transmisyonun Çeşitli Sektörlerdeki Uygulamaları