در سیستمهای هیدرولیکی که بر اساس انتقال نیرو از طریق روغن تحت فشار کار میکنند، هماهنگی و کنترل جریان از اهمیت بالایی برخوردار است. در بسیاری از مدارهای صنعتی، لازم است چند سیلندر یا موتور هیدرولیک بهصورت همزمان و هماهنگ با یکدیگر حرکت کنند. اما به دلیل تفاوتهای جزئی در بار، اصطکاک یا فشار مسیرها، این هماهنگی بهصورت طبیعی اتفاق نمیافتد. در چنین شرایطی، قطعهای به نام فلودیوایدر هیدرولیک یا تقسیمکننده جریان به کمک مهندسین میآید.
فلودیوایدر با تقسیم دقیق جریان ورودی پمپ به نسبتهای مشخص، باعث میشود تا عملگرهای مختلف با سرعتی متناسب و همزمان کار کنند. بدون وجود این قطعه، سیستمهای چندسیلندری یا چندموتوره دچار ناهماهنگی در حرکت شده و عملکرد کلی مدار دچار مشکل میشود. در ادامه بهصورت کامل بررسی میکنیم که فلودیوایدر چیست، چگونه کار میکند، چه انواعی دارد و در چه موقعیتهایی به کار گرفته میشود.
جهت اطلاع از قیمت محصولات AZ برروی لینک مربوطه کلیک نمایید.
فلودیوایدر هیدرولیک چیست؟
فلودیوایدر که در زبان انگلیسی Flow Divider نامیده میشود، یکی از اجزای کلیدی در مدارهای هیدرولیکی است که وظیفه آن تقسیم جریان روغن از یک ورودی به دو یا چند خروجی با نسبت مشخص است. این نسبت میتواند ثابت یا قابل تنظیم باشد و بر اساس طراحی داخلی قطعه تعیین میشود. هدف اصلی از استفاده آن، هماهنگی عملکرد بین عملگرهاست.
به عنوان مثال فرض کنید در یک دستگاه بالابر، دو سیلندر هیدرولیک وظیفه بالا بردن سکو را بر عهده دارند. اگر از فلودیوایدر استفاده نشود، کوچکترین تفاوت در مقاومت بار یا اصطکاک باعث میشود یکی از سیلندرها سریعتر حرکت کند و سکو به حالت کج بالا رود. اما وقتی جریان به وسیله فلودیوایدر به طور دقیق بین دو سیلندر تقسیم میشود، هر دو در یک زمان و با سرعت یکسان عمل میکنند و حرکت یکنواخت و ایمنی ایجاد میشود.
جهت اطلاع از قیمت محصولات AirMod برروی لینک مربوطه کلیک نمایید.
ساختار و نحوه عملکرد فلودیوایدر
فلودیوایدر از اجزای اصلی شامل یک ورودی روغن، چند خروجی، مکانیزم تقسیم جریان و محفظه اصلی تشکیل شده است. جریان روغن که از پمپ وارد میشود، در داخل دستگاه توسط چرخدندهها، پیستونها یا روزنههای خاص به چند بخش مساوی یا نسبی تقسیم میشود. در مدلهایی که دقت بالا مدنظر است، سیستم جبران فشار داخلی نیز وجود دارد تا در صورت تغییر فشار در خروجیها، نسبت جریان همچنان ثابت باقی بماند.
فرایند کار به این صورت است که با ورود روغن به فلودیوایدر، انرژی مکانیکی به قسمت تقسیمکننده منتقل میشود. این بخش متناسب با طراحی خود، جریان را به چند شاخه تقسیم کرده و هر بخش را به خروجی خاصی هدایت میکند. در مدلهای دقیقتر، حتی در شرایطی که یکی از مسیرها دچار افزایش فشار یا انسداد جزئی شود، سیستم داخلی دستگاه به گونهای عمل میکند که اختلاف جریان را جبران کرده و تعادل برقرار شود.
بیشتر بخوانید : معرفی آکومولاتور هیدرولیک و انواع آن
انواع فلودیوایدر هیدرولیک
فلودیوایدرها بسته به طراحی داخلی و روش تقسیم جریان به چند نوع مختلف تقسیم میشوند. در صنایع هیدرولیک معمولاً از سه نوع اصلی استفاده میشود که هرکدام ویژگیها، مزایا و محدودیتهای خاص خود را دارند.
نخستین و متداولترین نوع، فلودیوایدر دندهای است. در این مدل از دو یا چند چرخدنده که درون پوستهای محکم قرار گرفتهاند، برای تقسیم جریان استفاده میشود. روغن با عبور از میان چرخدندهها باعث چرخش آنها میشود و به تناسب حجم چرخدنده، جریان به قسمتهای مختلف هدایت میشود. دقت این نوع معمولاً خوب است و برای فشارهای بالا مناسب میباشد. با این حال، نسبت به آلودگی روغن حساس بوده و در طول زمان افت فشار بیشتری نسبت به مدلهای دیگر ایجاد میکند.
نوع دوم، فلودیوایدر پیستونی است. در این مدل از پیستونهای رفتوبرگشتی برای تقسیم جریان استفاده میشود. دقت عملکرد این نوع بسیار بالاست و در سیستمهایی که هماهنگی دقیق میان عملگرها حیاتی است، مانند دستگاههای قالبگیری، بالابرهای حساس یا ماشینآلات CNC، کاربرد فراوان دارد. البته قیمت بالاتر و نیاز به نگهداری دقیق از معایب این نوع به شمار میرود.
مدل سوم، فلودیوایدر اوریفیسدار است که در آن تقسیم جریان با استفاده از روزنههای کوچک انجام میشود. این نوع ساختار سادهتری دارد و برای سیستمهای کمفشار یا کاربردهای سبک مناسب است. با وجود قیمت پایین، دقت آن نسبت به مدلهای قبلی کمتر بوده و به تغییر ویسکوزیته روغن حساس است.
در برخی کاربردها نیز از مدلهای ترکیبی استفاده میشود که علاوه بر تقسیم جریان در یک جهت، قادر به ترکیب جریان در جهت مخالف نیز هستند. این ویژگی بهویژه در مدارهایی که روغن در دو جهت جریان دارد، مانند سیلندرهای دوطرفه، بسیار مفید است.
بیشتر بخوانید : صفر تا صد پمپ دنده خارجی هیدرولیک
کاربردهای فلودیوایدر در صنایع
فلودیوایدرها در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، کشاورزی، ساختوساز، ماشینآلات صنعتی و سیستمهای بالابر مورد استفاده قرار میگیرند. در جرثقیلها و لیفتهای هیدرولیکی، برای اطمینان از حرکت همزمان بازوها از فلودیوایدر استفاده میشود. در نوار نقالهها، این قطعه وظیفه هماهنگ کردن سرعت چرخش چند موتور هیدرولیک را بر عهده دارد.
همچنین در سیستمهای کشاورزی که چند عملگر مانند باز و بسته شدن بازوهای تراکتور باید با یک پمپ تغذیه شوند، فلودیوایدر نقش مهمی در تقسیم دقیق جریان بین بخشهای مختلف ایفا میکند. حتی در برخی ماشینآلات سنگین معدنی، این قطعه باعث جلوگیری از فشار بیش از حد بر یک بخش خاص میشود و عمر مفید تجهیزات را افزایش میدهد.
بیشتر بخوانید : تفاوت الکتروموتور و ژنراتور چیست؟ ( ۰ تا ۱۰۰)
مزایا و چالشهای استفاده از فلودیوایدر
استفاده از فلودیوایدر هیدرولیک مزایای متعددی دارد. این قطعه موجب حرکت هماهنگ و یکنواخت عملگرها شده و از ایجاد فشارهای ناخواسته یا سایش زودرس در بخشهای مختلف سیستم جلوگیری میکند. با تقسیم متعادل جریان، کنترل سیستم سادهتر میشود و در عین حال ایمنی افزایش مییابد.
البته باید توجه داشت که فلودیوایدرها بدون چالش هم نیستند. یکی از مشکلات اصلی، افت فشار در مسیر روغن است که بهدلیل وجود مکانیزم داخلی تقسیم جریان ایجاد میشود. از سوی دیگر، حساسیت این قطعات به آلودگی روغن نیز قابل توجه است و در صورت استفاده از روغن نامناسب یا بدون فیلتراسیون دقیق، احتمال خرابی بالا میرود. همچنین در مدلهای دقیقتر، هزینه خرید و نگهداری بالاتر است.
نکات مهم در انتخاب فلودیوایدر
انتخاب فلودیوایدر مناسب برای یک سیستم هیدرولیک نیاز به دقت زیادی دارد. مهندس طراح باید ابتدا نسبت تقسیم جریان مورد نیاز را مشخص کند. نسبتهای ۵۰/۵۰ یا ۶۰/۴۰ از رایجترین نسبتها هستند، اما در برخی سیستمها نیاز به نسبتهای خاصتر وجود دارد. فشار کاری سیستم نیز عامل مهمی در انتخاب است، چرا که هر فلودیوایدر تنها تا فشار مشخصی عملکرد پایدار دارد.
ظرفیت عبور جریان بر حسب لیتر در دقیقه نیز باید متناسب با خروجی پمپ انتخاب شود. همچنین نوع مدار باید بررسی شود؛ اگر سیستم دارای مسیر برگشتی روغن است، بهتر است از مدلهایی استفاده شود که توانایی ترکیب جریان در مسیر معکوس را نیز دارند. در نهایت کیفیت روغن و شرایط دمایی محیط نیز باید در نظر گرفته شود، زیرا ویسکوزیته روغن بر عملکرد فلودیوایدر تأثیر مستقیم دارد.
بیشتر بخوانید : مهندسی معکوس پمپهای هیدرولیک + مزایا، چالشها و راهکارها
نگهداری و سرویس فلودیوایدر
برای افزایش طول عمر و حفظ دقت عملکرد فلودیوایدر، سرویس و نگهداری منظم ضروری است. استفاده از فیلترهای دقیق و تمیز نگه داشتن روغن مهمترین اقدام پیشگیرانه محسوب میشود. در صورت بروز نشتی یا کاهش دقت در تقسیم جریان، لازم است دستگاه بازبینی شده و در صورت نیاز تعمیر یا تعویض شود. نصب فلودیوایدر باید بدون تنش مکانیکی و در موقعیتی انجام شود که دسترسی به آن برای سرویسهای بعدی آسان باشد.
یکی از اشتباهات رایج در نگهداری سیستمهای هیدرولیک، بیتوجهی به تمیزی محیط نصب است. ورود گردوغبار به مدار میتواند باعث سایش سریع اجزای داخلی فلودیوایدر و کاهش دقت تقسیم جریان شود. بنابراین پیشنهاد میشود در زمان تعمیر یا تعویض قطعه، محیط کاملاً تمیز باشد.
برندهای معروف تولیدکننده فلودیوایدر
برخی از برندهای معتبر جهانی در زمینه تولید فلودیوایدر عبارتاند از:
- HYDROCONTROL
- EATON
- BOSCH REXROTH
- HYDAC
- PARKER Hannifin
- BUCHER Hydraulics
همچنین در ایران نیز شرکتهایی مانند هیدرومک، پارس هیدرولیک و فلوکنترل صنعت اقدام به تولید و مهندسی معکوس انواع فلودیوایدر با کیفیت قابلقبول کردهاند.
سخن پایانی
فلودیوایدر هیدرولیک از جمله قطعات حیاتی در سیستمهای پیچیده صنعتی است که عملکرد آن نقش مستقیمی در کارایی، ایمنی و هماهنگی عملگرها دارد. این دستگاه با تقسیم جریان روغن به نسبت مشخص، از بروز ناهماهنگی در حرکت سیلندرها یا موتورهای هیدرولیک جلوگیری میکند و عملکرد یکنواخت و مطمئنی را برای سیستم فراهم میسازد. انتخاب صحیح نوع و ظرفیت فلودیوایدر، استفاده از روغن تمیز و نگهداری منظم میتواند عمر مفید سیستم هیدرولیک را بهطور قابل توجهی افزایش دهد.
پرسشهای متداول
فلودیوایدر دقیقاً چه کاری انجام میدهد؟
این قطعه جریان روغن را از یک ورودی به چند خروجی با نسبت مشخص تقسیم میکند تا عملگرهای مختلف بهصورت همزمان و هماهنگ حرکت کنند.
آیا فلودیوایدر فشار را نیز کنترل میکند؟
خیر. وظیفه فلودیوایدر تنها تقسیم جریان است. برای کنترل فشار از شیرهای مخصوص فشار استفاده میشود.
در چه سیستمهایی فلودیوایدر کاربرد بیشتری دارد؟
در سیستمهایی که چند سیلندر یا موتور باید بهطور همزمان کار کنند، مانند بالابرها، نوار نقالهها و دستگاههای کشاورزی.
آیا میتوان فلودیوایدر را تعمیر کرد؟
در مدلهای سادهتر مانند نوع دندهای امکان تعمیر وجود دارد، اما در مدلهای پیچیده و پیستونی معمولاً باید قطعه بهصورت کامل تعویض شود.
چرا فلودیوایدر دچار افت فشار میشود؟
به دلیل وجود چرخدندهها یا پیستونها در مسیر روغن، مقداری افت فشار طبیعی است که باید در طراحی مدار لحاظ شود.
