HİDROLİK SİSTEMLER NEDİR?

Hidrolik, akışkanların mekanik özelliklerini inceleyen bir bilim dalıdır. Hidrolik terimi, eski Yunanca’ da su anlamına gelen hydor ile boru anlamına gelen aulis kelimelerinden türetilmiştir. Günümüzde hidrolik akışkanlar vasıtasıyla kuvvet ve hareketlerin iletimi ve kumandası anlamında kullanılmaktadır.

Hidrolik sistemler; sıkıştırılamaz özellikteki akışkanların kullanıldığı, elde edilen basınçlı akışkan yardımı ile çeşitli hareketlerin ve kuvvetlerin üretildiği sistemlerdir. Akışkanların sıkıştırılamaz olmasından dolayı, büyük güçler hidrolik sistemler ile elde edilebilir. Hava ve gazlar sıkıştırılabildiği için, büyük kuvvetlerin üretilmesinde kullanılmazlar.

Hidrolik devrelerde akışkan olarak genelde su veya yağ kullanılır. Ancak metal yüzeylerde pas yapması sebebiyle, suyun kullanım alanı çok dardır. Bu sebeple hidrolik sistemlerde akışkan olarak genelde madensel yağlar kullanılır.

Tarih boyunca insanlar hidrolik enerjiden çeşitli şekillerde faydalanmışlardır. İlk çağlardan beri insanlar akarsulardan, değirmen çalıştırma, yük taşıma vb. gibi işleri kolaylaştıracak yöntemler kullanarak yararlanmışlardır. Sonraki zamanlarda Pascal, Bernoulli, Arşimet ve Toriçelli’nin ortaya koydukları prensiplerden faydalanılmış, çeşitli hidrolik pres ve hidrolik kriko yapılmıştır. Daha sonraları dairesel ve doğrusal hareketlerin üretilmesi için yeni fikirler ortaya atılarak günümüzdeki sistemler geliştirilmiştir.

İnsan gücünün yetersiz kaldığı her durumda makinelerden yardım alınır. Makineler ağır şartlarda, insan gücünün yetmediği ve insan hızının yeterli olmadığı durumlarda işi kolayca yapabilmeyi sağlamaktadır. Günlük hayatta pek içli dışlı olmasak da, inşaat, tersane, fabrika, taşıma işleri vb. sektörlerde iş makinelerine çok fazla ihtiyaç duyulmaktadır. Peki bu mükemmel işleyişi ile iş makineleri nasıl çalışmakta gücünü nereden almaktadır bunu inceleyelim.

İş makinelerinden en çok iş yapmasına tanık olduğumuz vinçler, kamyonlar, asansör sistemleri gibi bir kol ve onu iten, yönlendiren küçük bir başka kol mekanizmasından oluşmaktadır. Motor sistemleri dışında temel hareket ve güç sağlayan kısımları hidrolik sistemlerdir. Hidrolik sistemler basit bir resim ile çalışma prensibi açıklanabilir ama insan hayatı için tehlikeli olabilecek durumları ortadan kaldırmak için resme bakmak yeterli değildir.

Hidrolik sistemler genelde iç içe rahatça girip çıkabilen iki silindirin, hava ve sıvı sızdırmadan hidrolik sıvısı ile hareket ettirilmesidir. Geniş bir pompa yardımı ile dar yapılı hidrolik silindirleri tonlarca ağırlığı itebilecek şekilde güç sağlamaktadır. Tonlarca ağırlık kaldıran dev vinçlerin kollarını hareket ettiren 1 veya 2 tane hidrolik sistemler herkesin dikkatini çekmiştir. Bu silindirik uzun borular tüm hareketi bir pompa ile itilerek iç kısmını dolduran hidrolik sıvısı sayesinde yapmakta, ayrıca uzaktan kontrol avantajı ve az yer kaplaması ile tam bir tasarım harikasıdır. Sıvı olarak genelde yağ kullanılır. Bilindiği gibi sıvıların sıkışma durumu söz konusu değildir. Sıvıların sıkışmaması özelliği bu sistemin temelini oluşturur ve hava veya başka gazlara oranla çok daha güvenilir olmaktadır. Eğer esnek bir sistem(yay mekanizması) oluşturulması istenilseydi sıvı yerine herhangi bir gaz kullanımı daha uygun olurdu.

Hidrolik sitemler sıvıyı depo eden bir bölüm ve buraya basınç uygulayan düşük enerjili başka bir sistem ile çalışmaktadır. Ana depoda basınç yapan silindirik sistem, itici güç yapan diğer sitemden daha geniş bir yüzeye sahip olmalıdır. Genişlikten dara doğru giden sıvı daha etkin ve kontrollü bir basınç uygulamaktadır.

Bu sitemler kurulum açısından pahallı sistemlerdir, fakat tamir durumlarında çok daha makul fiyatlardan söz edilmektedir. Az yer kaplaması, sessiz çalışması, hafif bir güçten yüksek efor isteyen güçler elde etmesi gibi birçok avantajları vardır. Avantajlarının yanı sıra tehlikeli de olabilmektedirler. Eskiden sistemlerde ani güç kesintilerine karşı yapılmış bir önlem bulunmuyordu. Çalışmakta olan bir makine aniden durunca boşalan hidrolik sıvısı bir vinç veya bir asansörde ciddi can kayıpları verilmesine sebep olabiliyordu. Bilindik bir kaza ise itfaiye erlerinin bir yangına müdahalesi sonucu aracın, hem su pompalama hemde havalı merdiven sistemini kullanmasından dolayı karşılanmayan güç yüzünden, yüzlerce yükseklikten düşen itfaiyecilerin ölümü ile sonuçlanmıştı. Bu durum için valf adında bir sistem geliştirildi. Valf basınç ile itilen sıvıyı hazneye alıyor fakat tek yönlü hareket sağlıyordu. Herhangi bir güç kaybında veya makine çalışmayı durdurduğunda valf’tan tekrar depoya gidemeyen sıvı sistemin içinde kalıyor ve güvenle çalışmasını sağlıyordu.

Günümüzde arabalarda da kullanılmaya başlanan bu sistemler araçta güvenli sürüş içinde çok büyük avantaj sağlamakta ve sert direksiyon dişli sitemleri yerine sıvı hareketi ile kolayca kullanılabilen direksiyonların elde edilmesini sağlamıştır. Aynı zamanda arabalarda fren sistemlerininde hidrolik olarak saniyede 8-12-16 defa diske vuruşu ile aracı kolayca ve kaydırmadan durdurması da ABS sisteminin temelini oluşturmaktadır.

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. Yani basınç oluşturulur. Basınç altındaki akışkan iletildiği yerde tekrar 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.

Hidrolikte, sıvıların sıkıştırılamama özelliğinden dolayı yüksek çalışma basınçları kolayca sağlanırken buna paralel olarak ağır işler için ihtiyaç duyulan büyük kuvvetler de elde edilmiş olur. Pnömatiğin aksine; hidrolik büyük kuvvetlere ihtiyaç duyulan buna rağmen hassas konumlamanın gerektiği uygulamalar için çok idealdir. Böylelikle sistem için belirlenen hız ve kuvvetler de kademesiz ve hassas olarak ayarlanabilir.

Hidrolik sistemlerin çalışma esnasında kontrolleri kolaydır. Doğrusal, dairesel ve açısal hareket üretmek oldukça basittir. Özellikle ters yönlü ani hareketlerin mümkün olabilmesi hidroliğin tercih edilme sebeplerinden biridir. Hidrolik sistemlerin çalışma esnasında kontrolleri kolaydır. Doğrusal, dairesel ve açısal hareket üretmek oldukça basittir. Özellikle ters yönlü ani hareketlerin mümkün olabilmesi hidroliğin tercih edilme sebeplerinden biridir.

Hidrolik makinalar; mekanik ve pnömatik makinalara göre titreşimsiz ve gürültüsüz çalışırlar. Bu da işletmedeki ses seviyesinin kontrolünü kolaylaştırır. Ayrıca bu sistemler mekanik elemanlara göre oldukça az yer kaplarlar. Hidrolik sistemlerde akışkan olarak genelde yağ kullanılması, sistemin kendi kendini sürekli yağlamasını ve sürtünmenin etkilerinin azalmasını sağlar. Yağın sistem içindeki hareketi, ısıtma ve soğutmanın da kendiliğinden gerçekleşmesini sağlar. Bu yüzden kullanılan akışkanın temiz olması şartıyla hidrolikteki devre elemanları daha uzun ömürlüdür.

Günümüzde hidrolik sistemlerin kullanım alanları, sabit sistemler ve hareketli sistemler olarak iki ayrı grupta incelenmektedir.

Sabit sistemler hareket etmeyen, yer değiştirmeyen bir blok üzerine montajı yapılmış sistemlerdir. Hidrolik çözümlerin mekanik sistemlere göre avantajı; imalat endüstrisinde kullanılan enjeksiyon makineleri, CNC tezgahları, tornalar, taşlama tezgahları, frezeler, vargeller, presler gibi birçok üretim tezgahlarında, hidrolik sistemleri tercih etmelerine neden olmuştur.

Endüstrideki yeri ve önemine gelince; Hareketli sistemler ise çoğunlukla araçların üzerinde bulunan sistemlerdir. Hidrolik sistemler; başta inşaat makineleri olmak üzere taşıtların fren ve direksiyonları, kepçelerin tutma ve yükleme tertibatları, yağlama istasyonları, hidrolik kaldıraçlar, damperli kamyonlar, ve iş makinelerinde kaldırma ve iletme makineleri gibi endüstriyel tesislerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca krikolar, asansörler, vinçler, vites kutuları, test cihazları, sanayi tipi robotlar gibi pek çok uygulama alanına sahiptir. Hareketler hidrolik sistemle kolay bir şekilde sağlanmaktadır. Hidrolik direksiyon, arabanın kullanımını ne kadar kolaylaştırdığını veya insan gücüyle günlerce sürecek bir toprak kazma işleminin, bir kepçe ile ne kadar kısa sürede yapıldığını düşündüğümüz zaman, geniş bir uygulama alanı olan hidroliğin, önemi daha iyi anlaşılmaktadır.

Endüstriyel Hidrolik

Hidrolik biliminin sanayideki uygulamalarına güç hidroliği ya da endüstriyel hidrolik denir. Hidrolik makine mühendisliği’ nin ilgi alanına girer. Güç ve kuvvet ihtiyacının olduğu endüstrinin her kolunda kullanılır. Hidrolik enerji ile doğrusal, dairesel ve açısal hareket üretmek için hazırlanan sistemlere hidrolik sistem denir.

Akışkan olarak basınçlı havanın kullanıldığı sistemlere pnömatik sistemler denilir. Hidrolik, büyük kuvvetlerin istendiği ve gücün ön planda olduğu, pnömatik ise küçük kuvvetlerin yeterli olduğu buna bağlı olarak hızın ön planda olduğu yerlerde tercih edilir.

Hidrolik devrelerde su, korozif olması nedeniyle çok nadir durumlar dışında tercih edilmez. Güç hidroliğinde akışkan olarak petrol türevli yağlar (hidrolik akışkanlar) kullanılır. Bu yağlardan beklenen en önemli özellik sıkıştırılamaz olması ve sistem elemanlarını korozyondan korumasıdır.

Hidrolik hemen hemen tüm alanlara girmiştir. Uygulama alanlarını aşağıdaki gibi sıralanabilir:

Enerji Üretiminde

Enerji santallerinde

Barajlarda

Türbinlerde

Hareketli Hidrolik Araçlarda

Yol, inşaat ve kazı makinelerinde

Tarım makinelerinde

Taşıtlarda

Trenlerde

Endüstriyel Alanlarda

Takım tezgahlarının yapımında

Ağır sanayi makinelerinde

Pres ve çeşitli kaldırıcılarda

Plastik enjeksiyon makinelerinde

Denizcilik ve Gemicilik Endüstrisinde

Limanlarda yükleme ve boşaltma araçlarında

Gemilerde dümen kontrolünde

Güverte krenlerinde

Özel Alanlarda

Teleskoplarda

Kıtalar arası haberleşme uydularında

Uçakların dümen ve iniş takımlarında

Konveyörlerde taşıma işlerinde

Demir Çelik ve Madencilikte

Çelik haddehanelerinde

Maden ocaklarında

TÜRK SANAYİSİNE DEĞER KATIYORUZ ATILIM HİDROLİK