HİDROLİK VE PNÖMATİK

1.BÖLÜM

HİDROLİĞİN TANIMI VE TARİHÇESİ:

Hidrolik, temel anlamda basınçlı sıvılar ile gücün üretimi, kontrolü ve iletimi ile ilgili teknolojiyi ifade eder.

Hidrolik, Yunanca su anlamına gelen hydro ile boru anlamına gelen aulos kelimelerinden türetilmiştir.

Modern hidroliğin temelleri 1650 yılında Pascal’ın kendi adı ile anılan PASCAL

YASASI’nın keşfi ile başlamıştır. Daha sonra bir boru hattında akan bir akışkanın enerji konumunu ifade eden BERNOULLI DENKLEMi ile 1750 yılında devam etmiştir. Akışkanlar

Mekaniği adı altında yürüyen bu bilim 1850 yılında İngiliz teknoloji devrimi ile hayat bulmuştur. 1870 yılında buhar basıncı ile sıkıştırılan sıvılar vinçlerde, perçinleme makinelerinde, ekstrüzyon makinelerinde kullanımı gerçekleşmiştir.

Akışkanlar mekaniği ‘Hidrodinamik’ ve ‘Hidrostatik’ olarak iki temel ilgi alanına odaklanmıştır. Hidrodinamik, hareket halindeki akışkanların mekaniği ile ilgilenirken,

hidrostatik durağan akışkanların mekaniği üzerinde yoğunlaşmıştır. 1870’lerden sonra ilk hidrolik sistem uygulaması 1906 yılında savaş gemilerinde

olmuştur. Bu tarihten itibaren sızdırmazlık elemanları konusundaki teknolojik buluşlarla 1926

yılında ilk hidrolik güç ünitesi üretilmiştir. 1936 yılında ilk emniyet valfi icat edilmiştir. Sonra ard arda tüm hidrolik devre elemanları 1950 yılında lastik ayırıcılı biriktiricide kullanılmıştır.

1958’de elektro hidrolik servovalf icat edilmiştir.

Endüstrideki Yeri Ve Önemi

Hidrolik sistemlerin uygulama alanı olarak taşıtların fren ve direksiyonları, yağlama istasyonları, hidrolik kaldıraçlar, damperli kamyonlar ve iş makineleri örnek gösterilebilir.

Hidrolik sistemler pek çok endüstriyel tesiste yaygın olarak kullanılmaktadır. Krikolar,

asansörler, vinçler, takım tezgâhları, vites kutuları, test cihazları, sanayi tipi robotlar gibi pek çok uygulama alanı vardır. Son dönemde elektroniğin hızla gelişmesine paralel olarak

uygulama alanları çok hızlı bir şekilde genişlemiştir ve buna bağlı olarak yeni makineler geliştirilmiştir.

Metal endüstrisinde tüm makinelerde hidrolik sistemler uygulanmaya başlanılmıştır

Hidrolik sistemlerde güç iletimi kolaylaştığından tercih nedeni olmuştur. Hidrolik kontrollu makineler düzgün ve titreşimsiz çalışmakta olup kontrol edilmesi çok kolaydır. Dairesel,

doğrusal hareketler ile otomatik ve mekanik hareketler hidrolik sistemle kolay bir şekilde elde edilmektedir.

Hidrolik sistemler kontrol kolaylığı, ekonomik olması ve az yer kaplamalarından dolayı

geniş bir uygulama alanı bulmuştur.

Hidroliğin Uygulama Alanları

Deniz ve Havacılıkta • Gemi güverte vinçlerinde • Gemilerin yük doldurma ve boşaltma işlerinde • Gemi yön kontrol sistemlerinde • Uzay teleskoplarında • Uçak yön kontrol sistemlerinde • Uçakların iniş kalkış sistemlerinde

Endüstriyel Üretim Alanlarında • İş tezgâhlarında • Preslerde • Enjeksiyon preslerinde • Kaldırma araçlarında • Ağır sanayi makinelerınde

Enerji Üretim Alanlarında • Barajların kapaklarının açılıp kapatılmasında • Türbinlerde • Nükleer santrallerde • Maden üretiminde • Demir ve çelik üretiminde • Hareketli mobil alanlarda • Taşıtlarda • Tarım makinelerinde • İş makinelerinde • Vinçlerde

Hidrolik Sistemlerin Üstünlükleri ve Olumsuz Yönleri

Hidroliğin Avantajları:

Hidrolik yöntemle daha yüksek kuvvet veya tork elde etmek mümkündür.

Hidrolik sistemlerde enerji depo edilebilir. Sıvıların çok az sıkıştırılabilir olmasından dolayı çok hızlı ve çok yavaş hareketlerin yüksek

hassasiyetle sağlanabilir olması.

Durgun haldeyken tam yükle harekete geçmek mümkündür.

Aşırı yükten korunmaların mümkün olması.

Kuvvet veya tork sabit tutulabilir.

Diğer sistemlere göre sessiz ve gürültüsüz çalışırlar.

Hidrolik enerjinin elde edilmesi, denetimi ve kontrolu kolaydır.

Uzaktan kontrol edilebilir

Bakımı, tamiri ve onarımı kolaydır.

Basınç yükselmelerinde devre otomatik olarak kontrol edilir.

Küçük basınçlarla büyük güçler elde edilebilir.

Rahatlıkla yön değiştirilebilir. Sistem çalışma sırasında kendi kendini yağlar.

Parça ömrü uzundur.

Isıtma ve soğutma kendiliğinden gerçekleşir.

Otomatik kumanda sistemi ile tek merkezden kontrol edilebilir.

Elektrikli ve elektronik kontrol sistemleri ile yeni makineler tasarlanabilir.

Daha az yer kaplarlar

Hidroliğin Dezavantajları:

Hidrolik gücünün çok uzun mesafelere taşınamaması.

Hidrolik yağlarının çevreye zarar vermesi.

Sıvıların yüksek ısılara ulaşması ile yağ kaçakları oluşabilir ve verim düşebilir. Akışkan sıcaklığının 50 C’yi geçmesi istenmez.

Bağlantı ve rakorlarda yüksek basınçtan kaynaklanan kaçak ve sızıntı oluşabilir.

Sistem montajı sırasında borularda fazla kıvrım verilirse verim düşer.

Elemanlar iyi seçilmez, sistem iyi monte edilmez ise verimi düşer.

Hidrolik Akışkanlar ve Özellikleri Hidrolik akışkanlar, hidrolik gücün iletilmesinde kullanılır. İlaveten de hidrolik devre elemanlarının yağlanmasını ve soğutulmasını sağlar. Hidrolik akışkan olarak suyun kullanılmasında korozyon, kaynama noktası, donma noktası ve düşük viskozite gibi sorunlarla karşılaşılır. Bu sorunları ortadan kaldırmak için bazı karışımlar (yağ, glikol gibi) eklenir. Madenî yağlar, en çok kullanılan akışkandır. İçerisine katkı maddeleri eklenerek dayanıklığı ve kullanım süresi artırılır.

Viskozite: Akışkanların akıcılık özelliklerini ifade eder. Yağların akmaya karşı gösterdiği zorluktur. Kalın yağlarda akmaya karşı direnç fazla, ince yağlarda akmaya karşı direç azdır. Kalın yağların viskozitesi yüksek ince yağlarda küçüktür.

Oksidasyon: Hidrolik yağın bileşimindeki hidrokarbonların havanın oksijeni ile kimyasal reaksiyona girerek çamur veya sakız şeklinde tortuların meydana gelmesi olayına oksidasyon denir. Meydana gelen çamurlar, metal yüzeylerde korozyona neden olur.

Yağlama Yeteneği: Uygun seçilen yağlar, metal yüzeylerde bir film tabakası meydana getirerek çalışan elemanların hareketlerinin kolaylaşmasını ve sürtünme direncinin azalmasını sağlar.

Köpüklenme: Yüksek basınçtaki akışkan sistem içinde yüksek hızda hareket ederken hava molekülleri ile yağ moleküllerinin çarpışması sonucunda meydana gelen şoklar, köpüklenmeye yol açar. Bunu engellemek için boru hattında sızdırmazlık sağlanmalıdır. Yağ üreticileri, yağın içine köpüklenmeyi önleyici katkı maddeleri ilave eder.

Akma Noktası: Yağın akıcılığını kaybedip katılaşmaya başladığı sıcaklığa denir.

Alevlenme Noktası: Standart yağlarda alevlenme sıcaklığı 180ºC ile 210ºC arasındadır. Hidrolik sistemlerde 50 ºC’nin üzerine çıkılmadığı için herhangi bir problem çıkmaz.

Polimerleşme: Birden fazla aynı cins yağ moleküllerinin artık vermeden birleşmesi ve yeni bir molekül meydana getirmesidir. Yağın özelliğini değiştireceği için istenmeyen bir durumdur.

Fiziksel Birimler, Büyüklükler:

Hız (V) : Birim zamanda (t), alınan S yolu V = S / t m / sn

İvme (a): dt zamanında , hızdaki değişim dv a = V / t m / sn2

Kuvvet (F) : Newtonun hareketsel yasasından kütle ile ivmenin vektörel çarpımı F= m.a , F= p.A 1N = 1kg.m/sn2

(kp= kilopond) , 1kp=9,81N , 1N = 0,102kp

Ağırlık (FG) : Yerçekimi ivmesinin (g), kütleye kazandırdığı kuvvet.

1kg’lık bir kütle 9,81N’luk bir kuvvet meydana getirir. FG = m.g , FG = A.h.p.g , g = 9,81N = 1kg-f

Basınç ( P): Kuvvetin (F), alana A etkisi P = F/A (Pa) 1Pa=1N/m2

1 bar = 105 Pa = 105 N/m2 = 10 N/cm2 1 bar = 100KPa

1N/cm2 = 1Pa =10-5bar 1kp/cm2 =0,981 bar

1bar =1,02 kp/cm2

İş ( W) : Kuvvetin (F) ve etki ettiği yolun (S) vektörel çarpımı W = F.S (Joule) , 1J = 1N.m = 1kg.m2/s2

Potansiyel Enerji (WP) : Ağırlık (FG) ve yüksekliğin (h) vektörel çarpımı WP = FG.h

Kinetik Enerji (Wcin) : Bir kütleyi (m) , bir hızda (v) hareket ettiren enerji. Wcin = m.v2/2

Basınç Enerjisi (WT) : Sıkıştırılmış gazda depolanmış enerji

WT =P.v Güç (P): Belli bir zamanda (t), yapılan iş (W).

P = W/t (watt)

Hidrolik Güç (PH) : Basıncın (P) ve debinin (V) vektörel çarpımı. PH = P.V

Debi (V) : Kesit alanı (A) ve hızın (v) vektörel çarpımı V = A.v m3/sn

V=Q psi : pounds per square inch lb/in2 kg/cm2 lb : pound

(inch kare başına düşen ağırlık) kg-f/ cm2 1 lb : 454 gr

1bar = 100KPa= 14,7 psi’dır. Pa = N/m2 , N = kg-f / s2 (SI birim sisteminde) Debi: Hidrolik veya pnomatik sistemde belirli bir akış kesitinden belirli bir sürede geçen

akışkan miktarı debi olarak tanımlanır. Debinin birimi litre/dakika veya cm³/saniye olarak belirtilir.

Basınç: Belirli bir kesitte sıkıştırılan akışkan Paskal prensibine göre, içinde bulunduğu kapalı bir kabın bütün çeperlerindeki her birim kesite aynı değerde bir kuvvet uygular ve buna basınç denir. Birimi bar’dır. 1 bar = 1 kg/cm² Efektif Bas ınç: Manometrede okunan basınç değerine denir. Mutlak Bas ınç: Manometrede okunan basınç değerine bir atmosfer basıncı ilave edildiğinde meydana gelen basınç değeridir.

Şekil 1.1: Bas ınç yayılımı

Hidrolik Prensipler M.Ö 282 ‘de Arşimet, 16 yy. da Pascal, 1738 yılında ise Toriçelli ve Bernoulli hidrodinamik ve

suların akış ve hareketlerini araştırdılar. Akışkanların sahip oldukları enerjilerin tespitini yapmışlardır. Akışkanların sahip oldukları prensipleri iki maddede inceleyeceğiz.

Hidrostatik prensipler

Hidrodinamik prensipler

Hidrostatik Prensipler: Durgun sıvıların sahip oldukları davranışları inceleyen prensiptir.

Hidrostatik Basınç: Bir sıvı sütununun tabanındaki basınç, sıvının yüksekliğine (h), sıvının

yoğunluğuna (ρ) ve yerçekimi ivmesine (g) bağlı olup Kabın ŞEKLİNDEN ve HACMİNDEN bağımsızdır.

Basınç, sıvı sütunun yüksekliğine bağlıdır. P1=P2=P3=P4 diye belirtilir. P =ρ×h×g P =Sıvının kabın tabanına yaptığı basınç ( kg/cm² ) h =Sıvı yüksekliği ( m )

ρ=Özgül kütle (kg/m³ ) g =Yerçekimi ivmesi ( m/s² ) ÖRNEK: Bir hidrolik presin yağ deposu presin üst kısmındadır. Kullanılan hidrolik yağının özgül kütlesi 0,75 gr/cm³’ tür.Yağın üst seviyesi ile pompa girişi arasındaki yükseklik 100 cm olduğuna göre pompanın girişindeki statik basınç ne kadardır?

Çözüm: P=h×q×g= 1×750×9,81

P=7357,5 Pascal’dır.

Kapalı Bir Baptaki Sıvıya Kuvvet Uygulandığında Sıvının Davranışları: Kapalı bir kaptaki sıvıya uygulanan kuvvet sonucu kuvvetin meydana getirdiği basınç, kuvvetin

şiddeti ile doğru ve yüzeyi ile ters orantılıdır. Kuvvetin alana etkimesi olarak da tanımlanabilir. Şekil. 1.2 de görüldüğü gibi P=F/A= N/m

2 [Pa]

Burada:

P=Meydana gelen basınç ( Pa ) F=Pistona uygulanan kuvvet (N)

A=Piston yüzey alanı =π.d2 /4 ( m² )

ÖRNEK: Çapı 5 cm olan pistona uygulanan kuvvet 150 N’dur.Uygulanan kuvvetin sonucunda oluşan basınç nedir?

Çözüm:

Paskal Kanunu: Yer çekimini ihmal edecek olursak, kapalı bir kaba etki eden kuvvetin sonucunda meydana gelen basınç, sıvı tarafından kabın her noktasına aynı şiddette etki eder. F=P x A F=Kuvvet (kgf) P=Basınç (kgf/cm²) A=Alan (cm²)

Bu prensiplerin en önemli özelliği ise sisteme uygulanan küçük bir kuvvetin büyük kuvvetlere

dönüşmesi olarak tanımlanmasıdır.

Bu yasa mekanik sistemlerdeki kaldıraç mantığı ile aynıdır.

Hidrolik sistemlerde basınç her yöne eşit yayılır. Kabın şeklinin önemi yoktur.

A1: Alan , F1: Etki eden kuvvet , S1: Sıvının yer değiştirmesi, d1:kabın çapı

A2: Alan , F2: Doğan kuvvet , S2: Sıvının yer değiştirmesi, d2: kabın çapı

P1= F1/ A1 Bu basınç A2 alanında F2= P1*A2 kuvvetinin doğmasına neden olur.

Bu durumda sıvının A2 kesitinde S2 kadar yer değiştirmesi gözlenecektir.

P= F1/A1 veya P= F2/A2

Kuvvetler oranı alanların oranına eşittir. (F2/F1) = (A2/A1)

Katedilen yollar ile alanların ilişkisi (S1/S2) = (A2/A1)

Kuvvet pistonu ile yük pistonunun yaptığı işler eşittir. Pascal prensibine göre şu eşitlikleri yazmak mümkündür:

W1= F1*S1 , W1= W2 , W2= F2*S2 , F1*S1=F2*S2

Aynı mantıkla BASINÇ ARTTIRMAK istersek;

Örnek: Küçük pistona uygulanan kuvvet 40 N ve piston kesit alanı 5 cm²’dir.Büyük piston kesit alanı 200 cm² olduğuna göre büyük pistona uygulanan kuvveti bulunuz.

A1=5 cm² 0,0005 m

2

A2=200 cm² 0,02 m

2

Akış Yasaları:

Süreklilik Yasası: Bir borunun içinden geçen akışta, bir kesitte birim zamanda geçen kütle miktarı sabittir.

Enerjinin korunumu yasası:

Tıpkı yukarıdaki örnekte olduğu gibi akışkan sistemlerinde de;

Basınçtan kaynaklanan potansiyel enerji PE (P)

Seviye farkından kaynaklanan potansiyel enerji PE (ρ*g*h)

Buna genel BERNOULLİ DENKLEMİ denir.

BERNOULLİ PRENSİBİ :

Tanım: Sürekli, sürtünmesiz, sıkışmaz ve sabit debili bir akışta akım çizgisi boyunca toplam enerji

sabittir.

Boru çapı küçüldükçe akışkan hızı artar, basıncı düşer; boru çapı büyüdükçe akışkan hızı azalır basıncı

artar şeklinde de ifade edilebilir.

Bernoulli; boru, kanal ve nehirlerde suların akışını inceledi ve debiyi sabit kabul etti.

Prensibinde,akışkan potansiyel ve kinetik enerjiye sahiptir.

Debi: Belli kesitten birim zamanda geçen akışkan miktarına denir.

Kinetik Enerji: Akışkanın hareket halinde iken sahip olduğu enerjidir. Akışkan hızlı hareket ettikçe

daha fazla enerji kullanılması gereklidir.

Potansiyel Enerji: Akışkanın basıncı sonucunda oluşan enerjidir.

Akışkanın enerjisi potansiyel ve kinetik enerjinin toplamıdır.Toplam enerji sabittir,de denilebilir.

Toplam enerji=Potansiyel enerji+Kinetik enerji+Basınç kuvvetinin yaptığı iş olarak da tanımlanabilir.

Bernoulli ile süreklilik denklemini bir arada incelersek:

A1=0.0005 m2 A2=0.0001 m2

V1= 5 (m/s) ρ=800 kg/m3 P1= 10000000 Pa h1=h2 P2=?

Süreklilik denkleminden :

A1 x v1 = A2 x v2 ‘den v2= (0.0005x5)/0.0001 = 25 m/s

Bernoulli Denkleminden:

h1=h2 olduğundan P2= (10 000 000+0.5x800x25) -(0.5x800x625)

P2=9 760 000 Pa bulunur. Bu basınç ideal durum için böyleydi.

Oysa;

Sıvı viskozitesi

Boru ve bağlantı kayıpları gibi kayıplarla kullanılabilecek enerji ısı enerjisine dönüşerek kaybolur.

O zaman Bernoulli denklemi:

Örnek 1: Çapı 3cm olan borudan geçen hidrolik akışkanın ortalama hızı 3 m/s dir. Aynı sistem içinde akışkan 6

cm’ lik boru çapından geçerken hızı ne olur?

Örnek : Farklı çapları d1=10 cm , d2=5 cm, d3=15 cm olan bir borudan geçen akışkanın debisi

7 l/dak.’ dır. Farklı çaplara göre akışkan hızları ne olur?

Kayıplardan (ΔP)

1) Sürtünmenin neden olduğu basınç düşümü sürekli kayıpları 2) Yerel kayıplar (bağlantı elemanları, valfler, silindirler, kesit daralmaları vs. etkin rol oynar.

Akış halindeki bir akışkana iki farklı kuvvet etkir: 1) Ataletsel kuvvetler 2) Viskoz kuvvetler

Bu iki kuvvetin birbirine oranı Reynold Sayısı’nı verir.

v: Hız (m/s) D: Boru kesit çapı (m) ע:kinematik viskozite (m2/s) Eğer Re = 2300 ise statik akış Re < 2300 ise durgun akış Re > 2300 ise türbülanslı akış söz konusudur. Hidrolik tesisat hattındaki basınç kaybı Hidrolik tesisat hattındaki basınç kaybı;

μ: sürtünme katsayısı , L: hat uzunluğu , D: boru iç çapı , ρ: yoğunluk v: akış hızıdır.

AKIŞKANLARIN DOĞASINDAN KAYNAKLANAN 4 ÖNEMLİ NOKTA 1) Bir akışkan sisteminde direnç yoksa basınç oluşmaz. 2) Akış daima düşük basınç kaybı ile akabileceği hattı tercih eder 3) Akışın sürmesi için akışın önündeki tüm dirençleri yenebilecek bir basınç oluşturması gerekir. 4) İki nokta arasında basınç oluşabilmesi için mutlaka bir basınç farkı olmalıdır. HİDROLİK AKIŞKANLAR Hidrolik devrelerde küçücük bir kol ile tonlarca yük çok önceleri su ile kaldırılırken petrol ürünlerinden sonra yağlar suyun yerini almıştır. AKIŞKANLARLA İLGİLİ ÖNEMLİ TERİMLER 1)Viskozite: Akışkanın ince veya kalın oluşunu ifade eder. 2)Kinematik Viskozite: Belirli basınç, belirli sıcaklık ve belirli hacimdeki bir akışkanın kalibreli bir memeden boşalma zamanıdır. Birim stoktur. Stokun yüzde birine SENTİSTOKE denir. 1 St = 1 cm2/s = 100 mm2/s 3) Mutlak Viskozite (Dinamik Viskozite): Hareket eden yüzeyler arasında kalan sıvı film tabakasında iç sürtünmeyi yenmek için gerekli kuvvet şeklinde tariflenir. Birimi (Ns/m2) dir.

Hidrolik devrelerde 50oC’de ortalama viskozite 15-40 cst olmalıdır. Soğuk havalarda 800-1000 cst

hatta bazen 2000 cst’ye kadar kabul edilebilir. Buradan viskozitesi düşük yağlar İNCE yağ, viskozitesi yüksek yağlar KALIN yağlardır sonucu elde edilmektedir.

4) Sıkışabilirlik: Basınç altında kalan akışkanın hacim değiştirmesine sıkışabilirlik denir. Örneğin 1000

mm uzunluğunda yağla dolu bir silindirin pistonu itilerek içindeki basınç 50 bar’a yükseltilirse piston

ilerlemesi ΔL=10xβxΔPxL

ΔL=10x0.000007x50x1000=3.5 mm‘dir. Burada β sıkışma sayısıdır ve madeni yağlar için 0.000007-0.000008 değerleri alınır. -Yararı: Ani basma yükselmelerinde sönümleme bakımından faydalı olur. -Zararı: Hassas ilerleme gerektiren yerlerde zararl ıdır. 5) Sıcaklıkta Hacim Değişimi: Akışkanların hacimleri sıcaklıkla artar. Yağlar için bu değer 1oC sıcaklık

artışı için (%0.07.V) dir. Örneğin 10 litre yağ 20oC’den 80oC’ye yükselirse hacim değişmesi ;

ΔV=Vo*λ*ΔT = 10*0.0007*(80-20)= 0.42 litre artar. 6) Yağ İçindeki Hava Ve Köpürme: - 1 litre yağ atmosfer basıncında 0.009 litre havayı erimiş olarak bünyesinde tutabilir.

- 300 bar’da 27 litre havayı erimiş halde tutabilir

Kabarcık haldeki hava, sistem için tehlikelidir.

Aşırı gürültü olur. Güç iletimi ve kontrol zorlaşır.

Pompa girişinde düşük basınç olacağından kabarcıklar büyür.

Pompa çıkışında ani sıkışmadan dolayı KAVİTASYON hasarına benzer yıpranmalar meydana gelir.

Akışkan içinde kabarcık halindeki hava, sızdırmazlık elemanlarına zarar verir. Kabarcığın ani sıkışması noktasal aşırı sıcaklığa neden olur, bu da keçeleri yakar.

Köpüren yağın yağlama özelliği kalmaz. 7) Oksidasyona Dayanıklılık: Havanın içindeki oksijen yağ içindeki hidrokarbonlarla reaksiyona girer ve yağ okside olur. Aşırı sıcaklıkla Cu, Pb, Zn gibi metalik kalıntılarla bu oksitlenme hızlanır. Oksitlenen yağın ömrü az olur, özelliğini kaybeder. Viskozitesini arttırır. Amaç yüksek sıcaklıkta “viskozite değişimi” az olan yağları tercih etmektir.

Hidrolik Devrelerin Ana Kısımları

Hidrolik devrenin ana kısımları şunlardır:

Yağ deposu

Hidrolik pompalar

Hidrolik silindirler

Hidrolik motorlar

Valfler

Hidrolik akümülatörler

Bağlantı elemanları Sızdırmazlık elemanları

Manometreler

YAĞ DEPOSU:

Depo akışkanı barındırır. Borularda ısınmış olan akışkan depoda soğur. Küçük kabarcıklar halinde yağla birlikte bulunana hava depoda ayrılır. Borulardan yağla birlikte depoya dönen kirler, pislikler deponun dibine çöker. İyi bir deponun:

Tabanı eğimli olur.

En alt tarafında kolay boşalmasını sağlayacak tıpa bulunur.

Hacmi 40 lt’den büyük olan deponun yerden yüksekliği 1.5 m olmalı ki, hava dolaşımı ve soğutma iyi yapılmış olsun.

Yağ düzeyini dışarıdan görmek için bir gösterge olmalıdır.

Kirlerin kabarıp, temiz tarafa geçmemesi için arada perde olmalıdır.

Yağ sıcaklığı normalde 45 C civarında olmalı, 65 C’nin üzerine çıkılmamalıdır.

FİLTRELER

Hidrolik sistemlerde meydana gelen arızaların %70-80’i rulmanlarda ise %50’si hidrolik akışkan içindeki kirleticilerden ileri gelir. Bu kirleticiler: - Katı kirleticiler: Pas, talaş, fiber, atık, boya vb. - Sıvı kirleticiler: Su veya hidrolik akışkan içinde farklı bir sıvı. - Gaz Kirleticiler: Hava olabilir. Kirletici unsurlar hidrolik sisteme; tank havalandırma kapakları vasıtasıyla girebilir. Kum , toz, cüruf, talaş, su ve benzeri kirleticiler hidrolik devreye zarar verirler. Montaj esnasında kaynak kalıntıları,

hortum lastiği, metal talaşları ve toz kaçabilir. Devreye alma anında ilk alınan kirleticiler sistem çalışırken aşınma sonucu katı partiküllere dönüşebilir. Görüldüğü gibi sisteme hemen hemen her yerden girebilmektedir. Hidrolik sistemleri korumak için filtreler kullanılır. Filtreler iki grupta incelenir.

Yüzeysel Filtreler: Partikül ayrışması doğrudan filtre elemanın yüzeyinde olur. Bu filtreler tek katmandan oluşur. Hassas filtreleme yapılamadığından emiş hattında tercih edilirler.

Derin Filtreler: Temizlenecek akışkanın filtre yapısından geçen tozları, filtrenin derin tabakalarında tutulur. Tutulan pislik miktarı arttıkça filtre tıkanır, değiştirmek gerekir. Derinlik filtreleri cam elyafı, selülozik elyaf, sinterli metal elyaflarından yapılırlar. Yüksek kir tutma kapasiteleri sebebiyle basma hattı ve dönüş hatlarında kullanırlar.

FİLTRELERDE β DEĞERİ

Uluslar arası standartlarda ISO4572 β değeri kullanılır. Şöyle ki filtreye girişteki partikül sayısının, çıkıştaki partikül sayısına oranını ifade eder. Bu kriter filtrenin partikül ayırma kabiliyetini yansıtır.

Yüksek β değeri bu filtrenin parçacık tutma kabiliyetinin yüksek olduğunu gösterir.

EMİŞ HATTI FİLTRELERİ Pompaya yönelik hasar tehlikesini bertaraf etmek için emiş filtreleri konur. Emiş filtreleri düşük maliyetlidirler. Fakat kaba filtreleme yaparlar. Gövdeli ve gövdesiz olacak şekilde monte edilirler.

BASINÇ HATTI FİLTRELERİ Pompadan sonra gelen hassas elemanların zarar görmemesi için kullanırlar. Bu filtreler korunacak elemanın hemen önüne monte edilir. (Bak. Şekil). Yüksek kir tutma özelliğine sahiptirler. Aynı zamanda gövdeleri yüksek basınçlara (100, 280, 420 bar gibi) dayanacak şekilde sağlamdır. Bu filtreler çok kritik bir elemanın önünde ise tıkanması halinde bypass sistemi ile takviye edilmelidir.

DÖNÜŞ HATTI FİLTRELERİ Bu filtreler genellikle dönüş hattının sonuna tank üzerine yerleştirilecek şekilde tasarlanmışlardır. Amaç devreden dolaşan yağın kirden arınmış olarak depoya dönmesidir. Bu filtrelerin çek valfı olması gerekir.

YAĞA SUYUN KARIŞMASI Yağı kirleten ve bozan en önemli ortamlardan birisi de sudur. Su, havadaki nemin sıcaklıkla yoğunlaşmasından, arızalı soğutuculardan, hasarlı keçelerden kaynaklanabilir. Yağa karışan su yağın yaşlanmasına, sonuçta servis ömrünün azalmasına, rulmanlarda aşınma ve gürültüye neden olur. Yağdan su ancak AQUAMICRON adı verilen filtre elemanı ile veya su ayırma cihazlarıyla ayırılır.

Yağ Isıtıcıları: Hidrolik sistemin çalışma ortamına göre, bilhassa kış aylarında veya ortam sıcaklığının düşük

olması durumunda, depodaki yağ sıcaklığı düşebilir. Yağ sıcaklığının sıfır derecenin altına düşmesi yağın akıcılığını azaltıp viskozitesini arttırır. Verim düşer, sistem çalışmaz. Örneğin uçaklarda hassas devre elemanları soğuk ortamlarda ısınınıncaya kadar beklenir.

Reziszanslı yağ ısıtıcıları , elektrik devresi hareket alırlar. Rezistans ile ısıtma sağlanır ve

sıcaklık ayarı yapılabilir. Hidrolik devreli düzenler genel olarak +80 o

C ile - 50 o

C arasında çalı-şabilecek şekilde tasarlanmışlardır.

Yağ ısıtıcıları emiş hattına pompadan önce depo üzerine, uç kısmı depo içinde kalacak şekilde monte edilir.

Yağ Soğutucuları: Soğuk ortamların tersine çok sıcak ortamlarda çalışan hidrolik devrelerde akışkanın

sıcaklığı yükselir. Yağın viskozitesi düşer, akıcılık oranı artar. Bundan dolayı sürtünen, beraber

çalışan parçalar arasında yağ filmi tabakası azalır. Hatta yağ kaçakları ve sızıntılar olabilir. Sürekli olan yağ kaçakları, sistemde yağın azalmasına ve verimin düşmesine neden olur

Bu sakıncayı ortadan kaldırmak için yağ soğutucuları kullanılır. Soğutucuların montajı depodaki dönüş borusu üzerine yapılır. Sistemde dolaşan yağ böylece soğutulmuş olur.

İki çeşit soğutucu vardır:

a-Su ile çalışan soğutucular. b-Hava üflemeli soğutucular.

a-Su İle Çalışan Soğutucular: Soğutucu düzeninin içinde akışkan yan yana sıralanmış çok sayıda boru içinden geçerken

boruların dış yüzeylerinde soğuk suyun dolaşması sağlanır. Böylece akışkanın soğuması

sağlanmış olur. Hidrolik sistemlerde su ile çalışan soğutucular yaygın olarak kullanılır.

b-Hava Üflemeli Soğutucu Hidrolik sistemlerde borunun içinden geçen akışkana, vantilatör ile hava üfleyerek soğuma

gerçekleştirilir.

MANOMETRELER Hidrolik sistemlerde genellikle basınç hattına takılarak basınç ölçme görevi yaparlar. Tezgâh

veya makine çalışırken çalışma basıncı değerleri manometrelerden takip edilir. Belirli noktalara takılarak o bölgenin basıncı kontrol altına alınmış olur. Manometrelerin gösterdiği basınç efektif basınçtır.Bu basınç atmosfer basıncının üzerinde bir değerdir.Aşırı basınç yükselmeleri meydana geldiğinde elektrik sinyali gönderip kontağın atmasını sağlar ve meydana gelebilecek kazalar önlenmiş olur. Hidrolik devrenin basıncını ölçmek için manometreler kullanılır. 3 tipi mevcuttur.

a) Bourdon Tüplü Manometre: Bu tip manometre sıvı akışkan ve gaz akışkan ortamlarda çalışır. Viskozitesi yüksek sıvıların basıncını ölçmede ve Cu ile reaksiyona giren akışkan ortamlarında kullanılmazlar.

b) Diyaframlı Manometre: Bu tip manometreler titreşime karşı daha hassastırlar. Ayrıca kirli ve yüksek viskoziteli ortamlara daha uygun manometrelerdir. ( Beton ve çimento pompaları, çamur pompaları vb.)

c) Fark Basıncı Manometreleri: Bu tip manometreler iki çalışma basıncı arasındaki farklı basınçları ölçer. Bu cihazlar darbe ve titreşimin olduğu yüksek dinamik yük altındaki test noktalarının basınçlarını ölçmede de kullanılır.

Manometre Seçiminde Dikkat Edilecek Noktalar: Çalışma basıncı ile iş basıncı uygun olmalıdır (ölçüm aralığı).

Çalışma basıncına bağlı olarak bağlantı vidası ölçüsü ve dış çapı uygun olmalıdır.

Manometre her zaman gerçek değerleri göstermelidir.

Hassasiyetleri O - 0,1 bar değerinde olmalıdır.

BORULAR VE HORTUMLAR

Hidrolik devrelerde basınçlı sıvının depodan başlayarak alıcılara ve çalışma hatlarına kadar iletmekte kullanılırlar. Hidrolik sistemlerde borular ve bezli lastik hortumlar kullanılır. Borular, korozyona dayanıklı dikişsiz olarak yumuşak çeliklerden yapılır. Hidrolik sistemlerde kullanılacak çelik boruların özellikleri DIN 2391, TS 301' de ifade edilmiştir.

Basınçlı sıvının çalışan alıcılara iletilmesinde bezli lastik hortumlar kullanılır. Bezli lastik hortumlar, 1000 bar basınca dayanıklı, üç kat tel tabaka ile örülmüş esnek hortumlardır (Şekil 9.7).

Lastik hortumların çalışma sıcaklıkları - 40 o

C ile + 90 o

C arasındadır. Çelik borular ve bezli lastik hortumlar kullanılacakları ölçülere göre standartlarIa belirlenmiştir.

Boruların, yerine monte edilmeden iç kısımlarının su veya kimyasal maddelerle temizlenmesi gerekir. Borular ve lastik hortumlar, oksijen kaynağından ve elektrik cihazlarından uzak çalıştırılmalıdır. Çalıştıkları yerlerde metal talaşları olmamalıdır. Metal talaşları lastik hortumlara zarar verir. Boruların takılıp sökülmeleri, bakımı ve tamiri kolay olmalıdır.

Boru Seçiminde Ve Montajında Dikkat Edilecek Noktalar:

1. Boruların iç yüzeyleri pürüzsüz ve temiz olmalıdır. 2. Takıldıkları yerlerde kıvrım sayısı az olmalıdır. 3. Sisteme uygun çapta ve uzunlukta olmalıdır. 4. Üzerine yeterince hava alma musluğu takılmalıdır. 5. Gereksiz eklerden kaçınılmalıdır. 6. Basınç hattında kesit daralmamalıdır. 7. Sızdırma ve kaçak yapmamalıdır. 8. Boru bağlantılarında hata yapılmamalıdır.

Hidrolik Boru Çaplarının Hesaplanması: Hidrolik sistemlerde kullanılacak boruların dayanıklı, sızdırmaz ve güvenli olabilmeleri için ölçüleri

uygun değerlerde belirlenmelidir. Pompanın debisi, ortalama hızı, ve çalışma hattının özellikleri

bilinerek hesap yapılmalıdır.

Bu özellikler :

Bu formüllerde Q = Akışkanın (pompanın) debisi (I /dk.) V = Ortalama akış hızı (m/sn) d = Boru iç çapı (mm)

A = Boru kesit a/am (mm2) dır.

Formülleri ile hesaplanır. Örnek: Bir hidrolik devrede debisi 40 I/dk olan akışkanın ortalama hızı 6 m/sn' dir. Sistemde kullanılacak boru iç çapı ne olur?

Rakorlar: Hidrolik devrelerde boruların devre elemanlarına bağlanması için kullanılan aparatlardır. Sızdırmazlığı sağlamaları için özel imalat yöntemleri vardır. Boruların birbirlerine bağlanmaları vida ve somun yardımıyla olur. Sızdırmazlığı sağlamaları için vidaların alın yüzeylerine conta konulur. Rakor iç kesitleri, basınçlı akışkanın geçişine engel olmayacak şekilde imal edilmişlerdir.

Hidrolik Pompalar

Elektrik motorundan aldığı hareketle depodaki yağı emerek büyük bir basınç üretip mekanik

enerjiyi hidrolik enerjiye çeviren elemanlardır. Pompalar hidrostatik prensiplere göre çalıştıklarından akışkanı depodan emerek büyük bir basınca dönüştürürler.

Pompalar, hidrolik sistemin özelliklerine ve çalışma sistemlerine göre yapılır. Hidrolik sistemin ihtiyaçlarına göre kapasiteleri farklı biçimde tasarlanır.

Akışkanın debisi ve çalışma basıncı önceden hesaplamalar yapılarak bulunur. Böylelikle sistemin ve piyasanın isteklerine cevap verilmiş olur.

Pompa seçimi yapılırken sistemin ihtiyaçlarına uygun olanı seçilmelidir. Aksi halde sistem verimli çalışmaz.

Hidrolik Pompa Sembolü Pompalar çalıştıklarında iki temel görevi yerine getirirler.

a) Vakum yaratmak, akışkanı emmek (10.5 m’den sonra problemli) b) Akışkanı sisteme basmak Emilen akışkan içerisinde yaklaşık %10 (hacimsel olarak) hava çözünmüş halde bulunur. Emme esnasındaki vakum basıncı, akışkanın buharlaşma basıncını geçtiği anda hava erimiş halden kurtulup buhar haline geçer. Baloncuk oluşturur. Pompanın basma tarafındaki yüksek basınca maruz kalınca

erozyona, aşınmaya neden olan KAVİTASYON’a sebebiyet verir. Bunun için;

Ya depo yüksekte yar almalı, vakum basıncı olmamalı.

Ya emme yüksekliği en az seviyeden düşük olmalıdır. Sisteme karışan hava da pompalar için problem teşkil eder. Emme esnasında yetersiz bağlantı yapılması nedeniyle boru içine giren hava, pompa çıkışında sıkıştırıldığında bir hava yastığı oluşturur. Akışkan köpürür, sistem ısınır, piston-silindir hareketinde kontrol kaybolur. Pompalar üreticiler tarafından; a) En yüksek çalışma basıncı (kPa veya Bar) b) Pompa devri (dev/dak) c) Bastığı debi Q (lt/dak)

d) Bastığı hacim V (lt, m3……) Parametreleri tespit edilerek üretilirler. Bu parametreler belirlendikten sonra, aşılmaları halinde pompanın ömrü kısalır, hasar görmeler başlar.

Pompa Seçerken Dikkat Edilecek Hususlar a) En yüksek sistem basıncı nedir? b) Sistemde AKÜMÜLATÖR varken, ortalama akış nedir? c) Pompanın performansı nasıldır? d) Çalışma güvenilirliği, bakımı nasıldır? e) Pompa gürültüsü var mı? Alış fiyatı ne kadardır? f) Sabit debili mi yoksa değişken debili pompa mı gereklidir?

POMPALARIN SINIFLANDIRILMASI

Sabit Debili Pompa-Değişken Debili Pompa

Sabit debili pompadan kasıt; pompanın her devri için (düşük, orta, yüksek) geçen akış miktarı (Q) sabittir. Yani, akışkanın geçtiği alanda bir değişme olmaz. Ancak pompa düşük devirde farz edelim 10 lt/dak akışkan gönderiyorsa, yüksek devirlerde 150 lt/dak akışkan gönderir. Yani hız artarsa pompa debisi ancak artar (dişli pompalar). Değişken debili pompadan kasıt; hidrolik sistemin (devrenin) ihtiyacına göre, akışkanın geçtiği alan hemen değişebilir.

sabit debili pompa

değişken debili pompa

Endüstride kullanılan pompaların tamamı ”POZİTİF YÖN DEĞİŞTİRMELİ” yani teorik olarak pompaya çekilen akışkanın tamamı, çıkıştan tahliye olmalıdır. Endüstride kullanıla pompalar POMPALAMA MEKANİZMALARINA göre;

Dişli Pompalar (Sabit Debili)

Kanatlı Pompalar (Sabit-Değişken Debili)

Pistonlu pompalar (Sabit-Değişken Debili) şeklinde gruplara ayrılırlar. Sabit Kapasiteli Pompalar Depodan aldığı akışkana hiç değişmeksizin sabit debide basınç yaptırarak çalışan pompalardır. Pompalar çalıştıkları sürece sabit debide basınç elde etmek için kullanılırlar.

Dişli Pompalar Şekilde görülen bir dişli pompa basit olarak üzerinde giriş ve çıkış delikleri bulunan gövde, biri tahrik motoruna bağlı çeviren dişli, diğeri çevrilen dişliden oluşur. Motor çeviren dişliyi döndürdüğünde, diğerini de alarak diş boşlukları ile gövde arasına giren akışkan, her iki taraftan taşınarak basma bölgesinde toplanır. Yağı sisteme basarlar. Dişler her iki dişlinin dışında olduğundan DIŞTAN DİŞLİ POMPA olarak adlandırılır. Dişli tipleri düz, helisel ve V-tipi olabilir. Pompa çıkışında akışkan herhangi bir nedenle engellenirse basınç artar, dişleri dıştan çapraz bir şekilde pompa girişine doğru zorlar. Böyle bir durumda basınç, kuvvet dengesizliği daha büyük oranda olur. Bu dengesizlik sürtünmeyi ve dişli yataklarına gelen yükü arttırır. Avantajları : * Hızları yüksektir, normal basınca sahiptirler, * Nisbeten normal seste çalışırlar * Tasarımda malzeme kısıtlaması yoktur. Dezavantajları : * Sıvının nakledildiği alanda 4 yatak gereklidir, * Yüksek yoğunluklu maddeleri basamazlar, * Boşluk gerektiren değerleri sabitlik gerektirirler. Uygulama alanları : * Çeşitli yakıt ve madeni yağların taşınmasında, * Kimyasal katkı ve polimerlerin aktarılmasında, * Asit ve kostiklerin taşınmasında, * Düşük hacimlerin naklinde

Dişli Çarklı Pompaların Özellikleri:

1400 - 2800 dev/dak ile çalışabilirler.

Orta basınçlarda düşük hacimlerde büyük güç elde edilebilir.

Helisel dişli çarklar ve bilyeli yataklamalarla sessiz çalışır.

Basit yapılı oldukları için maliyetleri düşük, bakımı kolaydır.

Tozlu ve kirli ortamlarda rahatlıkla çalışır.

35 - 100 cm3/dev. debi ile çalışır.

30 - 250 bar çalışma basıncında çalışır.

Dişli çarklar aşınmaya karşı sementasyon çeliğinden yapılır. Dişli çarklı pompaların, içten dişli çarklı pompalar ve içten eksantrik dişli çarklı pompalar,

olmak üzere iki çeşidi vardır:

İçten dişli çarklı pompalar

Birbiri içinde çalışan iki dişli çarktan oluşur Şekil 5.9’ görüldüğü gibi.Elektrik motoru, miline bağlı dişli çarkın dönmesi ile kendi etrafındaki dişli çarkı döndürür. Depodan emilen sıvı, basınçla sisteme pompalanmış olur.

İçten Dişli Çarklı Pompa Kesiti

İçten Eksantrik Dişli Çarklı Pompalar: Elektrik motoruna bağlı dişli çark ve çevredeki dişli çark farklı eksenlerde bulundukları için

eksantrik bir şekilde çalışır. Dişler arasına giren akışkan, sisteme basınçla gönderilir

İçten Eksantrik Dişli Çarklı Pompa İçten eksantrik dişli çarklı pompalar, düşük basınç ve yüksek debi ile çalışması gereken sistemlere uygulanır. Dönüş yönü değişebildiği için emiş ve basınç yönleri de değişebilir.

Dişli Pompa Seçiminde Önemli Faktörler: Çalışma basıncının sisteme uygunluğu,

Pompanın debisi, gücü ve devir sayısı,

Çalışma sıcaklığının uygunluğu,

Ekonomik olup olmadığı,

Gürültüsüz ve titreşimsiz oluşu,

Bakım, onarım ve montaj kolaylığı, Boyutlarının uygunluğu vb. gibi faktörler göz önünde bulundurulur.

Dişli Çarklı Pompalarda Debi Hesaplanması Dişli çarklı pompalarda debi, diş genişliğine dişlerin yüksekliğine, bölüm dairesinin çapına ve

devir sayısına bağlı olarak değişmektedir. Dişli çarklı pompalarda debi, şu formülle bulunur:

Örnek : Dişli Çarklı bir pompada pompa mili 1400 dev/dk ile dönmektedir. Dişlinin bölüm dairesi çapı

75 mm ,diş genişliği 30 mm ve diş yüksekliği 10 mm' dir. Pompa debisi ne olur?

İçten Eksantrik Dişli Çarklı Pompalarda Debi Hesabı:

İçten eksantrik dişli çarklı pompalarda debi hesabı değişik formülle bulunur. Her iki dişli çarkın

çapları farklı olduğu için dönme hızları da farklı olacağından :

Paletli Pompalar:

Dairesel bir rotorun içerisine yerleştirilen eksantrik bir kovan ve paletlerden oluşur. Paletler rotorun etrafındaki kanallara uygun bir toleransla alıştırılmışlardır. Rotor döndükçe kanalların içindeki hareketli paletler, merkezkaç kuvvetinin tesiri ile kendi kanalları içinde eksantrikliğe uygun olarak,ok yönünde hareket ederler.

Sabit ve Değişken Kapasiteli Paletli Pompalar

Dönen paletler, beraberinde getirdikleri akışkanı da sürükleyerek basınç hattından sisteme gönderirler.

Basılan akışkanın hacimsel küçülme ile basılması prensibi yönünden dişli çarklı pompalardan farkları yoktur. Yalnız yapılışlarının hassas oluşu ve işçiliklerinin fazla olmasından dolayı pahalıdır.

Orta basınçta çalışması gereken yerlerde başarı ile uygulanırlar.

Pompa Çeşitleri: Paletli pompalar, sabit ve değişken kapasiteli, olarak iki tipte yapılırlar. Sabit olan tiplerin

rotor kısmı sabit olduğu için, sabit kapasiteli, denilmiştir. Değişken olan tiplerin rotor ekseni değişebilmektedir . Dolayısıyla değişken tiplerin debileri de değişkendir.

Paletli Pompada Debi Hesabı ve Elemanları

Paletli Pompa Özellikleri:

Çalışma basınçları 160 bar ve debileri 180 - 450 l/dk' dır.

Devirleri 1000 - 3000 devir/dk.' dır.

Boyutları küçüktür.

Gürültüsüz ve titreşimsiz çalışma özellikleri vardır.

% 70 verimle çalışırlar.

Sürtünmeden dolayı kayıplar fazladır.

Devreye uygun yağ kullanmak gerekir.

İşçilikleri fazladır. Pompa iç yapısından dolayı kaçaklar fazladır.

Paletli Pompalarda Debi Hesabı:

Pompanın bir devirde bastığı akışkan miktarı ise şu formülle bulunur:

Örnek: Devir sayısı 1400 devir/dk. olan paletli pompanın rotor çapı 20 cm paletin kursu 10 cm' dir.Pompa % 70 verimle çalışmaktadır. Palet eksen kaçıklığı 10 cm,genişliği 20 cm ve kalınlığı 0,1 cm olup gövde iç çapı 30 cm' dir. Buna göre : a) Paletli pompanın debisini, b) Paletli pompanın bir devirde bastığı akışkan miktarını bulunuz.

Pistonlu Pompalar: Pistonlu pompaların üç çeşidi vardır:

• Eksenel pistonlu pompalar, • Radyal pistonlu pompalar, • Pistonlu el pompaları,

Eksenel Pistonlu Pompalar: Pistonlar bir gövde içinde yataklanmış ve dönme hareketleri yapan bir. piston bloku içerisinde

hareket ederek çalışırlar. Pistonların kursları büyütülüp küçültülerek, debileri istenilen değerlere ayarlanabilir. Piston blokunun açısı ayarlanabilir.

Eksenel pistonlu pompalar, değişik kapasitelerde yapılmalarına rağmen, 1200 bar' a kadar değişebilen basınç üretirler.

Radyal Pistonlu Pompalar: Eksantrik olarak dönen bir milin etrafına pistonlar dikey olarak yerleştirilmiştir.Şekil 5.16

görüldüğü gibi Eksantrik milin kaçıklığı kadar pistonlarda kurs ayarı yapılabilir. Radyal pistonlu

pompalarda debi ayarı, eksen kaçıklığı ölçüsü azaltılarak veya artırılarak yapılabilir.

Pistonlu El Pompaları: El pompaları, ani elektrik kesilmeleri ya da sistemin devre dışı kalması gibi durumlarda

kullanılırlar. Dişli çarklı pompalara paralel olarak takılırlar. Örneğin tezgahlarda işlerin yarım kalması, uçaklarda iniş takımlarının açılmaması durumlarında faaliyete geçirilerek kazalar önlenmiş olur.

El pompalarının yapıları basit olup emme-basma esasına göre çalışırlar. Kriko, el presleri ve çeşitli basit mekanik uygulamalarda başarı ile kullanılır.

El pompalarının kolu hareket ettirildiği zaman emiş hattından gelen sıvı bilyenin açılması ile

basınç hattına geçerek oradan basınçla gönderilir.

Pompaların Çalışma Prensibi: Pompalar, elektrik motorundan aldıkları mekanik enerji ile çalışırlar. Elektrik motorunun

dönmesi ile dişleri arasına aldıkları akışkanı basınç yaparak sisteme gönderirler. Burada meydana gelen basınç, hacimsel büyüme veya hacimsel küçülme esasına dayanır. Akışkanın depodan emilmesi hacimsel büyüme, sisteme basınçla gönderilmesi sonucu hacimsel küçülme olduğundan, basınç meydana gelir.

Akışkanın sisteme basınçla gönderilmesi sırasında boru çaplarının büyük veya küçük olması basınca etki eder. Boru çapları küçüldükçe basınç artar.

Pompayı monte etmeden ve çalıştırmadan bazı kontroller gerçekleştirilmelidir. Bu kontroller şunlardır: a) Pompanın içinde hava düşmesini önlemek için pompayı çalıştırmadan önce basınç borusu

kısmından 1 - 1,5 litre kadar yağ konulmalıdır. b) Elektrik motoru dönüş yönü ile pompanın dönüş yönüne, montaj sırasında dikkat edilmelidir. c) Sistemdeki emiş ve dönüş hattındaki valfler açık olmalıdır.

d) Filtrelerin temiz olmalıdır.

Pompalarda Verimlilik: Pompaların verimli çalışması için üretici firmaların önerilerine uyulmalıdır. Genel olarak

pompaların verimleri % 70 - 98 civarındadır. Pompalar çalışma esnasında birbiri üzerinden kayarak veya sürtünerek çalıştıkları için sürtünme

verim kaybına neden olur. Bu yüzden elektrik motorundan elde edilen gücün bir kısmı kaybolur. Pompaların parçalarının hassas toleranslarla alıştırılmış olması ve düzgün monte edilmesi verim

kaybını önleyecektir. Ayrıca depo ile pompa girişi arasındaki mesafenin iyi ayarlanmış olması, basınç düşmesini önleyecek ve verimi arttıracaktır.

Pompalarda verimlilik hesaplanması yapılırken aşağıdaki değerler göz önünde bulundurulur.

Örnek: 160 bar çalışma basıncı ile çalışan pompanın debisi 40 l / dk dır. Pompaya bağlı elektrik

motorunun gücü 16 kW' tır. Pompanın verimi ne olur ?

Pompa ve Akışkan Uyumu: Pompa ve akışkanın birbirine uyum sağlayabilmesi, kullanılan akışkanın viskozitesine

(akıcılığına) bağlıdır. Pompanın verimli ve uyumlu çalışabilmesi için akışkanda aranan özellikler şunlardır:

Pompada kullanılan akışkanın film dayanıklılığı (yapışkanlık özelliği) istenilen değerlerde olmalıdır.

Sistemde yeterli soğutmayı sağlayabilmelidir.

Sistemde meydana gelebilecek basınçlara karşı dayanıklı olmalıdır.

Uzun süre özelliklerini yitirmeden çalışabilmelidir.

Viskozitesi uygun olmalıdır.

Pompa Seçimi: Hidrolik sistemlerde pompa seçimi yapılırken sistemin ihtiyaçlarına cevap veren pompalar

seçilmelidir.

Hidrolik pompa seçimi yapılırken dikkat edilecek noktalar şunlardır: a) Pompanın gücünün yeterli olması, b) Pompanın debisinin yeterli olması, c) Pompanın çalışma basıncı, ç) Pompanın devir sayısı ve dönüş yönü, d) Çalışma ortamı sıcaklığının uygunluğu, e) Gürültüsüz çalışması, f) Boyutlarının az yer kaplaması, g) Ekonomik olup olmadığı,

h) Bakım, onarım ve montajının kolay olması gerekmektedir.

Pompalarda Debinin Tanımı: Debi : Hidrolik sistemde pompanın birim zamanda sisteme göndermiş olduğu akışkan miktarına denir.

Hidrolikte debi birimi olarak cm3/dk. , dm3/dk. veya l/dk. kullanılır.Borunun belli kesitinden1 dakikada 1 litre akışkan geçmesi durumunda, akışkanın debisi l/dk. dır denilir.

HİDROLİK SİLİNDİRLER

Görevleri ve Sembolü: Hidrolik sistemlerde doğrusal hareket elde etmek için kullanılan devre elemanlarıdır. Hidrolik

enerjiyi doğrusal olarak mekanik enerjiye dönüştüren elemanlardır. Düzenli biçimde ileri - geri

hareket ederek çalışırlar. Bildiğimiz kamlı dişli çarklı biyel - manivelalı mekanik doğrusal hareketleri

hidrolik sistemlerde basınçlı akışkanın gücü ile alternatif doğrusal harekete dönüştürürler.

Hidrolik Silindirin Elemanları:

a) Silindir gömleği b) Piston c) Piston kolu d) Sızdırmazlık elemanları

e) Kapaklar

PİSTON :

Yapısı: Silindir gömleği içinde sızdırmazlık elemanı ile beraber çalışan, piston koluna bağlanmış bir

elemandır. Hareketleri ileri - geri şeklinde çalışan hidrolik silindirin önemli bir elemanıdır. Çapları (d) silindir gömleği iç çapından (d1) biraz küçük tutulur. Sürtünme ve aşınma olmaması için üzerine sızdırmazlık elemanları geçirilerek bir noktadan sürtünmesi sağlanır. Kolay hareket ederek çalışırlar.

Sürekli yağlandıklarından korozyona karşı kendiliğinden korunmuş olurlar.

Piston ve Piston Kolu Kesiti

Gereçleri genel olarak alüminyum, bronz ve pirinçten imal edilirler. Büyük ölçülü olanları dökme demir veya dökme çelikten üretilirler.

Piston üzerine takılan sızdırmazlık elemanlarının aşınması durumunda yağ kaçakları artmaya başlar ve verim düşerek güç kaybı oluşur. Aşınan, yıpranan sızdırmazlık elemanları yenisi ile değişimi sağlanır.

Piston Hızı: Piston hızı, silindire giren akışkanın miktarı ya da pompanın debisine göre ayarlanır. Pistonun

hızlı hareket etmesi için silindire giren akışkanın miktarını artırmak gerekir.

Akışkanın viskozitesi de piston hızına etki eder. Eğer akışkan düzensiz akıyorsa sürtünmeden

dolayı kayıplar artar ve pistonun hızı düşer.

Örnek Problem: Pompa debisi 10 l / dk olan bir pistonun çapı 40 mm ve piston kolu çapı 10 mm 'dir. Pistonun

hareketli durumdaki hızı ne olur?

Verilenler: İstenilenler:

Q = 10 lt/ dk = 10000 cm3 V1 =? d1 = 40 mm = 4 cm V2 = ? d2 = 10 mm = 1 cm. A1 = 0,785×d2

A2 = 0,785×( d12 - d22 )

olarak bulunur.

Pistonun Kursunu Tamamlama Zamanı

Pistonun kursunu ne kadar zamanda tamamlayacağı şu formülle bulunur.

Örnek:

Debisi 15 l/dk olan bir silindirde pistonun taradığı hacim 7 dm3

tür. Piston, kursunu ne kadar zamanda tamamlar?

Piston Kolu Silindirik çubuk şeklinde olup pistona bağlanarak çalışır. Pompanın ürettiği basınç kuvvetini iş

yapılmak istenilen yerlere iletir.

Hidrolik Silindir Çeşitleri: Hidrolik devrelerde kullanılan silindirler, kullanıldıkları yerin özelliklerine ve çalışma şartlarına

göre geliştirilmişlerdir. Çalışma şartlarına göre silindirler şöyle çeşitleri: a)Tek etkili silindir b) Çift etkili silindirler c) Teleskopik silindir d) Yastıklı silindir e) Tandem silindir

Tek Etkili Silindir Sembolü

Tek Etkili Silindir: Sıvı, silindire bir taraftan girer ve pistonu hareket ettirir. Piston koluna bir iş yaptırmış olur.

Pistonun diğer tarafında basma yayı bulunduğundan akışkanın basınç etkisi kalkınca yayın itme gücü ile piston eski konumuna gelir Tek etkili silindirler, bir yükün yukarı kaldırılması ve indirilmesi amacı ile pres tezgahlarında sıkma - bükme, taşlama tezgahlarında puntanın geriye çekilmesi işlemlerinde kullanılır. Yükün yukarı

kaldırılmasından sonra basıncın etkisi kalkınca yükün ağırlığı ile kendiliğinden ilk konumuna gelir.

Çift Etkili Silindir: Çift etkili silindirlerde basınçlı sıvı bir taraftan girer diğer taraftan depoya döner Basınçlı

sıvının silindire girişi ile piston hareket eder ve işlem yapılmış olur. Silindirin diğer tarafındaki sıvının yolu depoya açıktır.

Çift etkili silindirlerin bir çeşidi de çift piston kollu silindirlerdir. Bunlara çift kollu, çift etkili

silindir denilir. Çift etkili silindirler 2 yönlü çalışma yeteneğine sahiptir. Pistonun hem ileri gidişinde

hem de geriye dönüşünde iş yapılmış olur.

Bu iki tip piston silindir yapısı dışında özel silindirler de mevcuttur. Bunlar; Teleskop Silindirler: Birbiri içine geçmiş birden fazla silindirden oluşur. Tek ve çift etkili olarak çalışma yeteneğine sahiptir. Bunlardan başka bayrak direği olarak, gemilerin dümenlerinin iniş - çıkışlarında vb. yerlerde kullanılır. Tandem Silindirler : İki veya daha fazla pistonun bir piston blokuna (aynı mil) bağlanması ile yapılan silindir şeklidir. Hidrolik silindirde, basınç iki taraftan çift yüzeye etki ettiği için, büyük itme kuvvetlerinin gerektiği yerlerde tercih edilir.

Örneğin: Tek piston silindirde 50barx100cm2=5 ton Çift tandemde 50x185=9.25 ton Üçlü tandemde 50x270=13.5 ton elde edilecektir.

Yastıklı Silindir: Hidrolik sistemlerde silindirlerin sessiz, gürültüsüz, ve titreşimsiz çalışması gereken yerlerde

tercih nedenidir. Bu silindirlerde piston, silindirin uç kısımlarına yaklaştığı zaman uç kısımlardaki yataklamalardan dolayı yavaşlama sağlanmaktadır. Bu yatak yuvalarına “yastıklama” denilmektedir .

Yastıklama neticesinde pistonun silindir uçlarına yaklaşıp geriye dönerken hızları kontrol altına alınır. Genel olarak elektronik sanayisinde, uçak sanayisinde ve hassas işlem gören endüstrilerde

yaygın olarak tercih edilir.

Silindirlerde Piston Itme Kuvveti

Hidrolik silindirlerde pistona giren basınçlı sıvı, piston yüzeyine kuvvet uygular. Bu kuvvet

piston yüzeyinin büyüklüğüne bağlı olarak değişir. Piston kesit alanı küçüldükçe meydana gelen

kuvvet küçülür. Pistonun çalışması esnasında verim kaybı da olabileceğinden hesaplamaları ona göre

yapmak gerekmektedir. Tek kollu silindirlerde iki tarafın kesit alanları farklıdır. Giriş tarafındaki itme

kuvveti (F1) büyük olacaktır.

Örnek: Çapı 150 mm olan bir pistonun piston kol çapı 50 mm' dir. Verimi % 70 olan tek kollu çift etkili

silindirin çalışma basıncı 800 bar’dır. Pistonun her iki tarafında oluşacak itme kuvvetini bulunuz.

HİDROLİK VALFLER

Valfler, hidrolik sistemlerin en önemli elemanlarındandır. Elektroniğin gelişmesine paralel olarak programlanabilen, uzaktan kumanda edilebilen valfler hizmete sunulmuştur. Robot sistemli çalışan makineler, uçaklarda otomatik olarak yapılan hareketler,makinecilikte el değmeden yapılan

otomasyon işlemleri örnek olarak gösterilebilir.

Valflerin Görevleri: Valfler ,hidrolik sistemlerdeki sıvının basıncını, yönünü ve debisini kontrol eder. Hidrolik

sistemlerde akışkanın basıncını ayarlamak, yolunu açıp kapamak, yönünü kontrol etmek için kullanılan devre elemanlarıdır. Hidrolik sisteme gönderilen basınç oranı valfler yardımı ile ayarlanır.

Hidrolik sistemlerdeki silindirlerin istenilen yönde çalışmalarını, sıvının istenilen yöne yöneltilmesini, hidrolik motorların istenilen yönde dönmesini kontrol eder. İşlemini tamamlayan sıvının depoya geri dönüşünü gerçekleştirir.

Valf Çeşitleri: Hidrolik sistemlerde kullanılan valfler yaptıkları işlere göre a) Yön kontrol valfleri, b) Basınç kontrol valfleri, c) Akış (hız) kontrol valfleri,

d) Çek valfler olarak çeşitlendirilir.

Yön Kontrol Valfleri: Yön kontrol valflerinin hidrolik sistemlerdeki görevi, sıvının yönünü kontrol etmektir. Çalışan,

iş yapan elemanların istenilen yönde çalışmalarını sağlar. Sisteme istenilen yönlerde sıvı gönderir. Hidrolik sistemlerde hidrolik silindirlerin hareketini ileri-geri, hidrolik motorların dönme yönlerini sağa - sola yönlendirmekte kullanılırlar. İstenildiği an yön değiştirme kolaylığı sağlar.

Teknolojinin gelişmesiyle birlikte otomatik kumandalı devrelerde, uzaktan kumandalı elektromanyetik valfler, elektro - hidrolik valfler ve servo valfler üretilmiştir. Endüstriyel hidrolikte en çok kullanılan yön kontrol valfları sürgülü tipteki valflardır. Şekilde böyle bir valf görülmektedir.

Valf Konumları

Sürgülü Valfin Elemanları

2 KONUMLU 4 YOLLU VALF Dikkat edilirse valfin gövdesindeki deliklerden birisi pompaya diğeri depoya olan (POMPA=P, TANK=T) bağlantı vardır.A ve B delikleri ise silindirin giriş ve çıkışına bağlanmıştır.Bu yön valfi 2 KONUMLU 4 YOLLU bir yön valfidir.Bu valfin hidrolik devredeki çalışması Şekilde görülmektedir.İki konumun çalışması simgeleri ve valfin sürgüsünün konumu ile birlikte Şekilde gösterilmiştir.

2 Konumlu Valfin Konumları Ve Simge İle Gösterimi

2 KONUMLU 3 YOLLU VALF Bu valfin silindire bağlanan tek deliği vardır.Tek etkili bir silindirin çalışmasında kullanılır.Silindiri hareket ettirmek,pompa ile olurken iş bittikten sonra depoya (T) dönüş AĞIRLIK ya da YAYLA geri çekilerek gerçekleşir.Şekilde böyle bir valfin kullanılışı ve yapısı simgesiyle beraber görülmektedir.

3 YOLLU VALFİN TEK ETKİLİ SİLİNDİRLE BİRLİKTE KULLANILMASI

2 KONUMLU 2 YOLLU VALF Bu valfin gövdesinde yalnızca iki delik vardır.Bu deliğin birisi silindire gider.Diğeri pompa basma deliğine karşılık gelir.Bu valf, akışkan yönünü AÇIK veya KAPALI tutmak için kullanılır.Şekilde bu valfin simgesi iç yapı konumu ve devredeki kullanımı görülmektedir.

2 yollu sürgülü yön valfi

2 YOLLU VALF KONUMLARI

YÖN VALFİ SÜRGÜLERİ

Daha önce yön valflerinin iç yapısı, bir sürgüden ibaret olduğu söylenmişti.Sürgü üzerinde çıkıntılar vardır.Bu çıkıntılara KADEME adı verilir.Şekilde bu kademeler görülmektedir.En çok kullanılan tip 4 KADEMELİ sürgülerdir.

Normalde açık: Valfe dışarıdan bir etki olmadan akışkanın önü P açık ve akışkan valfden geçerek bir elemana gidiyorsa bu tip valflere normalde açık valf denir. Normalde kapalı: Valfe dışarıdan bir etki olmadan akışkanın önü P kapalı ve akışkan valfden geçemiyorsa bu tip valflere normalde kapalı valf denir.

YÖN KONTROL VALFİ UYARICILARI Valfler 5 temel yöntemle uyarılırlar: 1)Elle 2)Mekanik 3)Elektrik 4)Hidrolik 5)Pnömatik ELLE Kontrol Yönteminde: a)Levye b)Buton (Düğme) c)Pedal (El veya Ayak Kumandalı)

Elektriksel kontrol yönteminde; alternatif veya doğru akımla çalışan hava boşluklu veya yağa daldırılmış SELENOİDLER kullanılır.

VALFİN MERKEZİ KONUMU Yön kontrol valflerinin merkez konumları özel istekleri ve koşulları karşılamak amacıyla tasarlanmıştır.

1)TAM AÇIK MERKEZ Bu konum Şekilde gösterilmiştir.Pompanın bastığı akışkan, düşük basınçta tekrar depoya gönderilir.Silindir pistonu ise, dış kuvvetlerin sürüklemesine göre dalgalanacağı anlamına gelir.

2) TAM KAPALI MERKEZ Bu konum, hareketli elemanları bir an için merkezi konumda kilitleyebilir. Bu konumun olumsuz yanı, sızıntının olması ve pompanın bastığı yağın, yön valfi üzerinden depoya geri gönderilememesidir.

3.SERBEST MERKEZ

Bu konum;P giriş bloke durumunda iken A ve B yollarını depoya bağlar.Silindir içindeki

pistonun serbestçe hareketine izin verir. Olumlu yanı A ve B rahatça depoya boşaltma dorumunda olduğu için basınç oluşmaz.

4.TANDEM MERKEZ

Bu konum, yalnızca silindire giden ve B deliklerini bloke eder.Kısa bir süre durdurmak için kullanılır.Olumlu tarafı, pompanın akışkanı depoya göndermesidir.Seri olarak bağlanabilme

olasılığı vardır. Böylece silindirler bir anda eş zamanlı çalışabilirler.

VALFLERİN GENEL SINIFLANDIRILMASI Hidrolik akışkanın akış yönünü belirleyen, akışkanın basıncını ve debisini istenilen sınırlar içinde tutan devre elemanıdır. Hidrolik valflerle aşağıdaki harfler ve konumlar kullanılır: P: Pompadan gelen akışkanın bağlandığı yer R, S, T: Depoya dönüş hattının bağlandığı yer A, B, C: Silindir veya motora giden boruların bağlandığı yer L: Sızıntı hattının bağlandığı yer. X, Y, Z: Akışkanın uyarı sinyali olarak kullanıldığı pilot hattı.

ÇEK VALF

Çok özel yön kontrol valflerinden biridir. Yalnızca bir yöndeki akışına izin verir.Diğer

yöndeki akışa engel olur. Kaçaksız bir kapama sağlarlar. Kapama elamanı olarak genellikle bilye veya kapakçık

kullanılır.(1) kapakçık, (2) yay, (3) oturma gövdesi.Çek valflerin açılma basınçları (0.5-3) bar arasında değişir.Yüksek basınçta açılan çek valflerde vardır. Örneğin, hidrolik devrelerde dönüş filtrelerinin önüne konulur. Filtre tıkanınca sistem zarar

görmez . Çek valfler yaysız ise; kesinlikle düşey olarak bağlanmalıdırlar.

DOĞRULTUCU:

4 çek valf uygun şekilde dizilirse doğrultucu denilen

eleman yapılabilir. Doğrultucunun özelliği, ileri veya geri yönde akış olsa bile orta bölüme hep aynı yönde bir akış vardır.

Ortadaki akış ayar valfi tek yönde çalışır. Şekilde ÇEK VALF’in tipik bir uygulaması

görülmektedir.Bu uygulamada çek valf, otomobilleri kaldırmak için kullanılan hidrolik krikoda

akışkanın akış yönünü kontrol eder.

ÖN UYARILI ÇEK VALF ( KİLİTLEME VALFİ )

Bu valfin basit çek valften farkı, uyarı verildiğinde ters yönde de akışa izin

verilebilmesidir.Kullanılma nedeni; basınç altındaki devrelerde sızdırmazlık sağlaması, boru veya hortumlar patladığı zaman yükün düşmesinin engellenmesi amacıyladır. Uyarı sinyali

alındığında, sağ taraftaki çek valf açılır. Ters taraftan akışın gitmesi sağlanır. İki şekilde yapılır. Sızıntı, deliği olan ve olmayan şekilde ön uyarılı çalışan çek valfler için tipik uygulama görülmektedir

ÇİFT ÇEK VALF

İki kilitleme valfi tek bir gövde içerisine yerleştirilerek çift çek valf elde edilir. A’dan A 1’e B’den B 2 ‘ye serbest akış vardır.Tersi bir akış yoktur. Şayet uyarı pistonu ( 3 nolu) sağa

hareket ederse; (2) nolu sürgüyü iter ve B 1’ den B’ye akış gerçekleşir.çift çek valf uygulamasında silindirin her iki yanı da kilitlenir.Dış kuvvetler bile silindiri hareket ettiremezler. Tam bir kilitleme için A ve B uçları basınçsız olması gerekir. Bu da ancak yön

valfinin ORTA konumda her iki uç depoya bağlanmakla olur.

MEKİK VALFİ VEYA FONKSYON VALFİ

Mekik valfi özel bir çek valftir.Sızdırmaz koni veya sızdırmaz bilya olabilen tek elamanı vardır. Veya fonksiyon valfinin iki giriş bir çıkışı vardır.P 1 sinyali ile A’dan geçerken ,

P2’den geçiş önlenmiştir.Tersi olduğunda P 2 geçişi, A’dan çıkarken P 1 girişinden geçiş önlenmiştir. Veya fonksiyonlu valf uygulamaları aşağıdaki şekilde görülmektedir. Silindir piston ilerleyebilmesi için sinyali, başlatma buton valfinden alır.Veya başlatma 2

buton valfinde alır.Mekik valfi, diğer başlatma valfinin depo yolundan HİDROLİK SİNYAL’in boşalmasını ( kesilmesini ) önler.

Mekik Valfi

BASINÇ KONTROL VALFLERİ

Hidrolik sistemlerde pompanın bastığı sıvının basınç değerini belli sınırlar arasında tutar. Basınç hattı üzerine montajı yapılır. Hidrolik devreyi ve çalışan elemanları korur. Devrenin

çalışma basıncının belli bir değerin üzerine çıkmasını engelleyerek sistemin düzenli ve güvenli çalışmasını sağlar. Basınç kontrol valfleri çalışma fonksiyonları bakımından dört çeşittir:

Emniyet valfleri,

Basınç düşürme valfleri,

Basınç sıralama valfleri,

Boşaltma valfleri.

EMNİYET VALFİ ( Normalde Kapalı )

Bu valf ayar vidası ile ayarlanır. Hidrolik sistemi ani basınç yükselmelerine karşı koruyan devre elemanıdır. Normalde kapalı olan valf, basınç yükselmesi durumunda açılarak fazla akışkanı depoya göndererek basıncı normal seviyesine düşürür.

Bu valf hidrolik devrelerde emniyet görevine ilave olarak;

a) SIRALAMA VALFİ olarak iş yapar. Bir sıkma, bir de delme işinin yapılacağı bir devrede önce;iyice sıkma işlemini gerçekleştirdikten sonra delme silindirine akışkan

geçebilir.Sırasıyla delme işi en son yapılır. Böylece işler sıraya konulmuş olur. b) KARŞI DENGELEME VALFİ olarak iş yapar.Bu valf bir presin tablosunun önüne

konularak hızla aşağıya düşmesini engeller.Yavaş bir hızla inmesini sağlar.Bu iş bir karşı dengeleme işidir.Ve normalde kapalı emniyet valfı ile sağlanır.

EMNİYET VALFİ UYARI TİPLERİ

Emniyet valflerinin üç çeşidi vardır:

Doğrudan etkili emniyet valfi

Dolaylı etkili emniyet valfi

Pilot kontrollü emniyet valfi

Doğrudan Etkili Emniyet Valfi:

Hidrolik devrelerdeki akışkanın basıncını önceden belirlenmiş değerler arasında tutarak sistemi emniyete alır. Böylece yüksek basınçlardan devre elemanları korunmuş olur. Ayar vidası ile basınç

istenilen değerlere ayarlanabilir.

Dolaylı Etkili Emniyet Valfi: Hidrolik devrelerde basınç hattına takılarak sistemin basıncını kontrol eden valflerdir. Bu valflerde basınçlı sıvı (P1) basıncı ile pistonu iterken, sıvının bir kısmı da (P2) basıncı ile diğer pistonu kapatmaya zorlar. Böylece pompadan gelen basınçlı sıvı ile valf içindeki sıvı dolaylı olarak orantılı bir

şekilde ayarlanmış olur.

Pilot Kontrollü Emniyet Valfi:

Bu valfler, yüksek basınçlı düşük debili sıvıya yol verme yöntemi ile çalışırlar. Emniyet valfinin

üzerine ayrıca pilot kontrol (uyarı) valfi bağlanarak emniyet valfin de erken açılma olmamasını sağlar.

BASINÇ DÜŞÜRÜCÜ VALF ( Normalde Açık Valf )

Hidrolik sistemlerde birden fazla motor veya silindirin kullanıldığı yerlerde çalışırlar. Silindirlerden

birinin basıncının diğerinden düşük olması gerekebilir. Değişik çalışma basınçları elde etmek için

silindir veya motorlardan önce bağlanır. Takıldıkları yerlerde sisteme daha düşük değerde basınç

gönderme görevi yaparlar. Çalışma prensibi olarak giriş kısmından valfe giren basınçlı sıvı, çıkış

kısmında belirli değerlere indirgenir.

Çeşitleri: İki yollu basınç düşürme valfi

Üç yollu basınç düşürme valfi

Basınç Sıralama Valfleri:

Hidrolik sistemlerde, birden fazla hidrolik motor veya hidrolik silindirin değişik zamanlarda devreye

girmesi, ve farklı işlemler yapması istenilen durumlarda tercih edilir. Pompadan gelen basıncın sırası

ile silindirlere ve motorlara gönderilmesi işlemi düzen içinde gerçekleştirilir. Normalde kapalı

konumda olurlar. Basınç düşürme işlemi önceden ayarlanır. Çalışma sırasında (P1) basıncı (P2)

basıncından fazla olduğu zaman pistonu hareket ettirerek sıvıya yol verir.

Boşaltma Valfleri:

Hidrolik devreli sıkma ve bağlama kalıplarındaki silindirlerde tercih edilir. Boşaltma valflerinin

çıkışları depoya bağlıdır. Normalde kapalı olan valfe gelen sıvı (X) sinyali ile kendiliğinden açılır ve

sıvı depoya geri gelir

AKIŞI DENETLEYEN VALFLER (AKIŞ KONTROL VALFLERİ)

Akış denetleyen valflerin görevi, pompanın bastığı yağ miktarını, bir bölüme veya devreye verirken azaltmak veya çoğaltmaktır. Böylelikle silindir veya motorların hızını istenilen oranlarda ayarlama görevini yerine getirirler. Bu özelliklerinden dolayı evlerdeki muslukların yaptıkları görevleri yaparlar. Bu valflerde açma kapama bir vida, kol, kamlı düzen ya da otomatik olarak değişik şekillerde dizayn

edilebilir.

Akış denetim valflerini; 1)Sabit kısma valfi

2)Ayarlanabilir kısma valfi ( iğne valfi ) 3)Akış ayar valfi, olarak sınıflandırabiliriz.

1-SABİT KISMA VALFİ Hidrolik sistemlerde hidrolik motorlar veya silindirlere gönderilecek sıvının miktarını azaltmak ve kontrol etmek için sabit kapasiteli akış kontrol valfleri tercih edilir. Sıvının geçtiği kesit sabittir. Değiştirilmesi olanaksızdır . Sabit akış kontrol valflerinde belirli bir kesitten geçen akış miktarı ayarı yapılamadığından, sıvı belirli bir değerde geçer. Bu valfte delik sabittir.Buradan geçen akışkan; 1)Bu deliğin; büyük veya küçük oluşundan, 2)Bu deliğin önündeki ile çıkış tarafındaki basınç farkından, 3)Sıvının sıcaklığından etkilenir.

2-AYARLANABİLİR AKIŞ KONTROL VALFİ: (İĞNE VALFİ ( Kesit Değişken )) Hidrolik motorlar veya silindirlerde akışkanın hızının değişken, ayarlanabilir olması gereken durumlarda tercih edilir. Bu valf, kullanışlı oluşu yüzünden çok tercih edilen bir valftir. Kesit ayar vida ile değiştirilir.

Örnek vericek olursak;

a)Akış kesiti çok küçültülürse; Çok az yağ silindire gideceği için piston hızı ( 2.5 cm/s ) olur.

b)Akış kesiti orta seviyede tutulursa; Piston hızı ( 5 cm/s )’ye yükselir.

c)Akış kesiti büyük tutulursa; Piston hızı 10(cm/s)’ye çıkar.

BASINÇ FARKI çıkışı etkilemektedir.Basınç farkı az, orta ve yüksek seviyelerde

olabilir.Buna bağlı olarak da piston hızı az, orta ve yüksek hızlarda olur.

3-AKIŞ AYAR VALFİ

İğne valfleri basınç değişmelerine karşı duyarsızdır. Daha hassas denetleme için

akış ayar valfleri kullanılır.İki tip akış ayarı valfi vardır.

İki yollu akış ayar valfi

Üç yollu akış ayar valfi

AKIŞ BÖLÜCÜ VALFLER

Tek bir kaynaktan beslenip, iki tane silindir önlerindeki yüke bağlı olmaksızın eşit hızla hareket ettirilmesi istendiğinde akış bölücü valfler kullanılır. Pratikte SERVO DİREKSİYON

veya SERVO FREN düzeneklerinde kullanılır. Birinci örnekte motorlar tek yöne dönebilen tiptedir ve bölücü her ikisine de eşit miktarda yağ gönderir.İkinci örnekte motorların ters yöne dönüşlerinde çıkan yağ çek valf üzerinden boşalır.( Motorlar farklı hızda dönebilirler. )

Akışkanın Kontrol Edilmesi: Hidrolik sistemlerde akışkanın kontrol edilmesi üç şekilde olur .

1. Hidrolik silindire giden sıvının kontrolü: Pompa ile silindir arasına akış kontrol valfi

yerleştirilerek çift etkili silindirlerin kontrolu sağlanır. 2. Hidrolik silindirden çıkan sıvının kontrolü: Silindirden çıkan akışkanın kontrolü silindirden

hemen sonra akış kontrol valfi takılarak sağlanır. 3. Silindire giden ve bir kısmı yağ deposuna dönen sıvının kontrolü: Akışkan, silindire girmeden bir kısmı akış kontrol valfinden geçerek depoya dönerken yapılan kontroldür.

HİDROLİK AKÜMÜLATÖRLER

Hidrolik sistemlerde gerektiği zaman kullanılmak için bulundurulan, hidrolik enerjiyi basınç altında depolayan elemanlara denir.

Görevleri ve Sembolü : a) Çalışma basıncını kontrol eder. b) Sistemde oluşabilecek ani şokları ortadan kaldırır. c) Sızıntılardan kaynaklanan verim kayıplarını karşılar. d) Isı yükselmelerinde sıvıyı soğutur.

e) Pompa arızalarında ve elektrik kesilmelerinde sistemi kısa bir süre besleyerek hareketin

tamamlanmasını sağlar.

Akümülatör Çeşitleri: 1. Ağırlıklı akümülatörler, 2. Yaylı akümülatörler, 3. Diyaframlı akümülatörler, 4. Balonlu akümülatörler,

5. Pistonlu akümülatörler.

Ağırlıklı Akümülatörler: Üstü açık silindire doldurulan akışkanın üzerine ağırlık konularak dengeleme yapılan akümülatör çeşididir. Sabit basınç ve büyük hacim gereken yerlerde tercih edilir. Devredeki sıvı basıncının düşmesi durumunda ağırlığın etkisiyle akümülatör içindeki sıvının devreye basılması ile sistemin bir

süre daha basınç normale dönünceye kadar çalışmasını sağlar.

Yaylı Akümülatörler: Yaylı akümülatörlerde silindirin içine giren sıvının basıncı, yayı yukarı doğru iter. Hidrolik devrelerde

basınç düştüğü zaman dengeleme sağlanmış olur.

Diyaframlı Akümülatörler: Bir silindir içindeki azot gazı diyaframı 1/10 oranında sıkıştırarak akışkanın basıncını artırır. Küçük

hacimli işlemler için uygulanır.

Balonlu Akümülatörler: Kapalı bir silindir içine esneme özelliğine sahip (balon görünümlü ) bir eleman monte edilir.İçerisine azot gazı konularak dengeleme işlemi gerçekleştirilir. Gazlı akümülatörler de denilir. Gazların

sıkıştırılması prensibi ile çalışır.

Pistonlu Akümülatörler: Bir silindirin içinde pistonun üzerine azot gazı doldurularak imal edilir. Pistona gelen basınçlı

sıvının pistonu itmesi ile azot gazı sıkışır ve böylece basınç artar. Büyük hacimli çalışmalar için tercih nedenidir .

Pistonlu akümülatörler akışkan bölümü ile gaz sızdırmazlığına sahip ayırma elemanı olarak kullanılan pistonlu bir gaz bölümünden oluşurlar. Gaz kısmı önceden azot ile doldurulmuştur. Akışkan bölümü hidrolik devreye bağlıdır. Böylece, basınç yükseldiğinde pistonlu akümülatör dolar ve gaz sıkıştırılır. Basınç düştüğünde, sıkıştırılan gaz genişler ve depolanan akışkanı devreye verir. Pistonlu akümülatörler her konumda monte edilebilirler. Ancak tercih edilen konum, piston contalarının akışkandaki toz parçacıklarının oluşturacağı tortudan korunduğu, gaz bölümünün yukarıda olduğu

dikey konumdur.

HİDROLİK YAĞLAR

Görevleri : Hidrolik devrelerde kullanılan sıvılardır. Hidrolik enerjinin çalışan elemanlara iletilmesinde kullanılan sıvıların hidrolik akışkan olabilmesi için birtakım özelliklerinin olması gerekir. Hidrolik sistemlerde verimin alınabilmesi ve çalışan elemanların ekonomik ömrünün uzun olması için hidrolik yağlar

kullanılır.

Akışkan Çeşitleri: Su, Doğal yağlar,

Sentetik (yapay) yağlar olarak üç gruptur.

Su: Hidrolik sistemlerin bulunduğu ilk dönemlerde akışkan olarak su kullanılmıştır.

Günümüzde de yüksek ısılı çalışma ortamlarının olduğu yerlerde, hidroelektrik santrallerinde ve türbinlerde su kullanılmaktadır. Fakat su paslanmaya (korozyon) sebep olduğundan mutlak kullanılması gereken yerlerde gliserin ya da pas önleyici kimyasallar katılarak kullanıma sunulmaktadır .

Doğal Yağlar: Su kullanımının paslanmaya yol açması ve bazı olumsuzluklarının görülmesi

sonucu, bitkilerden elde edilen ayçiçek yağı ve zeytinyağı hidrolik sistemlerde kullanılmaya başlanmıştır. Fakat yüksek basınçlarda uzun süre çalışması gereken yerlerde istenilen verime ulaşılamamıştır. Bu nedenle üreticiler sentetik yağ arayışına yönelmişlerdir.

Sentetik (Yapay) Yağlar: Petrol ürünlerinden elde edilen yağlardır. Hidrolik sistemlerde akışkan olarak sentetik yağ

kullanmanın amacı, hareket eden parçaların sürekli yağlanması nedeniyle oluşabilecek ısınma ve aşınmaları yok etmektir. Petrol ürünlerinden elde edilen yağlar yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklılığı yüksek yağlardır. Hidrolik sistemlerde kullanılan yağlar, çalışan iki metal arasında bir yağ filmi tabakası oluşturarak aşınmayı azaltır. Verimin artmasına ve çalışan kısımların kendi-liğinden yağlanmasına yardımcı olur.

Uzun süre yüksek basınç altında çalışabilecek ısıya dayanıklı, ihtiyacı karşılayabilen sentetik yağlar üretilmiş ve kullanıma sunulmuştur.

ISO 6071 'e göre yağların çeşitleri şöyledir: HFA = Yağın su ile yaptığı (emüIsiyon) karışımdır. % 20 sentetik yağ ile % 80 su karışımından

meydana gelir. HFB = Suyun yağ ile yaptığı (emülsiyon) karışımdır. % 60sentetik yağ ile % 40 su karışımından

meydana gelir. HFC = İki veya daha fazla yağın su ile yaptığı (emülsiyon) karışımdır. % 60 'ı çeşitli sentetik

yağlar, geriye kalan % 40 'ı sudur. HFD = İki veya daha fazla değişik özellikteki yağın (emülsiyon) karışımından meydana gelir. ISO 6071 'e ve SAE (Amerikan Mühendisler Birliği) standardına göre üretilen yağlar kış ve yaz

mevsimlerine göre sınıflandırılırlar. Kış şartlarına göre; W10, W20, W30 gibi isimler alırlar. Bu rakamlar viskoziteyi ifade eder. W 10 düşük, W 40 yüksek viskozite anlamına gelir. Bu rakamlar yükseldikçe yağlar katılaşır, akıcılığı güçleşir. Hidrolik devreler için W10 - W20 numaralı yağlar, en iyi verimle çalışan yağlardır .

Hidrolik Yağlarda Aranan Özellikler: Hidrolik yağlarda bazı özelliklerin bulunması şarttır. Rastgele yağların kullanılması sistemde

olumsuzluklar meydana gelmesine neden olur. Bu özellikler şunlardır:

Viskozite,

Köpüklenme,

Yağlama yeteneği,

Polimerleşme,

Oksidasyon,

Akma noktası,

Isıl genleşme,

Özgül ağırlık,

Film dayanımı,

Alev alma noktasıdır Bu özellikleri genel olarak sıralamak gerekirse;

Güç iletme özelliği bulunmalıdır.

Devre elemanlarını ve çalışan kısımları yağlama özelliği bulunmalıdır.

Sistem ısındığında soğutma yapmalıdır.

Yapışkanlık özelliğinden ötürü sızdırmazlık sağlamalıdır.

Çalışan elemanlarda paslanma sorun olduğundan paslanmaya karşı koruyucu olmalıdır.

Yağların oksijenle birleşmesi yağın ekonomik ömrünü kısaltır. Bu yüzden oksijenle birleşmeye karşı direnci yüksek olmalıdır.

Yağlar, içindeki hava ve suyu kolayca dışarı atabilmelidir. (Su pasıanmaya neden olur. Hava kabarcıkları ise kavitasyon oluşturur. Sistemin düzensiz çalışmasına neden olur.)

Yüksek basınçlarda çalışırken ısıya karşı özelliklerini kaybetmemelidir.

Bir biri üzerinde hareket eden parçalar arasında film tabakası oluşturmalıdır.

Güç kaybına neden olmamalıdır.

11.Çalışma şartlarından ötürü sistemin içine girebilecek pislikleri süzme özelliği olmalıdır.

Viskozite: Sıvıların akmaya karşı gösterdiği dirence viskozite denir.

Yağların viskozitesi çalıştıkları ortamın sıcaklığına göre değişir. Isı yüksel-dikçe viskozitesi

azalır. Isı azaldıkça viskozitesi artar. Yağın viskozitesinin sıcaklığa bağlı olarak değişmesine viskozite indeksi denir.

Yaz ve kış ortamına göre çalışabilecek viskozitesi uygun hidrolik yağlar tercih edilmelidir.

Yağların ısı ortamlarında viskozitesi, viskozimetre ile ölçülür. Şekil 10.1 de bir saybolt viskozimetresi görülmektedir.

Yağların viskozitelerinin yüksek ve düşük oluşları hidrolik devrelerin çalış-tıkları ortamda sorun çıkarır. Hidrolik sistemler için çalışma ortamları ve ısıları iyi hesapla-narak yağ tercihi

yapılmalıdır. Yüksek viskozitede ısı yükselir, basınç düşer, hareket yavaşlar ve yüksek direnç

oluşur. Viskozite düşük olduğunda ise pompa verimi düşer, sızıntı artar, aşınma olur ve hız azalır.

Viskozite Çeşitleri:

Mutlak Viskozite: Birbiri üzerinde kayan akışkanların kendi hareketleri arasında oluşan dirençtir. Akışkan hareket halinde olduğu için dinamik viskozite de denir.

Birimi (Poise) dir. 1 Poise = 1 cm kalınlıktaki yağ filmi tabakasının kendi yağ tabakaları arasında bir saniyede bir cm hızla hareket edebilmesi için gereken kuvvete denir.

Kinematik Viskozite: Akışkanın mutlak viskozitesinin kendi yoğunluğuna olan oranıdır. Birimi (Stoke) dir.

1 St (Stoke) = 100 mm2

/s. Köpüklenme:

Hidrolik devrelerde yağın içine hava karışmasıyla meydana gelen durumdur. Kö-püklenme, sistemin verimsiz ve titreşimli çalışmasına sebebiyet verir. Sistemin basıncı da azalır. Boruların kıvrım biçimi köpüklenme nedeni olabilir.

Bu olumsuzluğu ortadan kaldırmak için; borular keskin (90°) köşeli bükülmemelidir. Büyük kavislerle bükülmelidir. Kesitleri birdenbire daraltılmamalı, iç yüzeyleri düzgün olmalıdır. Depo içinde sisteme uygun filtre seçilmeli ve boruların ağzı (45°) eğik kesilmeli, emiş ve dönüş hattı arasına ara perde konularak türbülansa izin verilmemelidir .Bunun için devrede hava alma elemanları olmalıdır Yağlama Yeteneği: Hidrolik devreler için iyi bir yağ, çalışan parçaları yağlamalıdır. Yağlama yete -neğinin iyi olması, çalışan parçaların hareketini rahatlatır, güç kaybını azaltır.Hareket eden parçalar arasında yağ filmi tabakası oluşturur. Hidrolik yağlarda aranan bu nitelikler; yağın viskozitesine, akıcılığına, viskozite indeksine ve içinde yabancı madde barındırmamasına bağlıdır. Polimerleşme: Hidrolik devrelerde, yüksek basınç ve ısıda yağın özelliğini korumasıdır. Yağ bu olumsuz şartlarda bozulmuyor ve moleküllerine ayrışmıyorsa polimerleşme özelliği iyidir. Oksidasyon: Polimerleşme nedeni ile oluşan olumsuz durum, hidrolik devre elemanla-rında oksit ve paslanma oluşturur. Ayrıca yağın içindeki suyun da ayrışması veya çeşitli bölgelerden içeri giren oksijen, metal kısımların oksitlenmesine neden olur. Bunun için hava ve suyun hidrolik devreden dışarıya atılması gerekir. Akma Noktası: Hidrolik devre yağlarının akıcılık özelliğini kaybedip koyulaşmaya başladığı ısıya "akma noktası" denir. Hidrolik devrelerde yağın çalışma sıcaklığı 50°C ila 100°C arasındadır. Çalışma ısıları düştükçe yağın viskozitesi artar yani akıcılığı azalır. Böyle durumlarda sistemin verimi de azalır. Yağların akma noktası ve özellikleri üretici firmalar tarafından belirtilir.

Hidrolik devrelerde yağın ısısının artması ile yağda ısıl genleşmeler meydana gelir. Isıl genleşme neticesinde yağın hacmi artar. Hacmi artan yağ, sistemde sıkışma oluş-masına neden olur. Bu nedenle depoya doldurulacak yağ miktarı, ısıl genleşme sonucu hacminin artacağı hesaplanılarak

doldurulmalıdır. Yağ, 1 o

C sıcaklıkta bulunduğu hacminin 0,0007 katı oranında artış gösterir. Artış şu formül ile hesaplanır:

Δt =t2

– t1 ,

V= V0

×Δt×α , V=V0

+ V1

Δt =Yağın ısı sonucu artma miktarı 0C

t2 = Son sıcaklık 0C

t1 = İlk sıcaklık 0C

V1 = Yağın hacim olarak artışı ( l ) V0 = Yağın ilk hacmi ( l ) V = Yağın son hacmi ( l ) α = Yağın genleşme oranı ( 1

0C da 0,0007 kat artış gösterir.)

Özgül Ağırlık: Hidrolik yağların 20°C ısıda birim hacminin ağırlığıdır. N/dm3 veya kgf /dm3 birimleri ile ölçülür.

Genel olarak hidrolik yağların özgül ağırlıkları 0,90 - 0,95 N/dm3 olarak ifade edilir.

Film Dayanımı: Yağın çalışan parçalara yapışma ve katman oluşturma özelliğidir. Hidrolik devre-lerde birbiri ile

çalışan parçalar arasında aşınma olmaması için yağ filmi tabakası meydana getirilir. Yağların film dayanımı özelliğinin iyi olması güç kaybını azaltır. Sistemin, ömrünü uzatır. Alevalma Noktası: Yağların 160°C - 200°C arasındaki ısılarda toz halinde (pülverize) püskürtüldükleri zaman yanmaya

başladığı noktadır.

Hidrolik Devre Elemanlarının Sembol Bilgisi,

ISO 1219 Normuna Göre Devre Elemanlarının Sembollerinin Tanıtımı Hidrolik ve Pnömatik İçin Genel Semboller:

Hidrolik Pompa ve Motorlar:

Hidrolik Silindirler:

Hidrolikte Basınç Kontrol Valfleri:

Hidrolikte Yön Kontrol Valfleri:

Akış Kontrol Valfleri:

Hidrolik Valflerin Uyarı (Kumanda) Yöntemleri:

HİDROLİK DEVRELER:

Bir hidrolik devre şeması, HİDROLİK DEVRE’nin nasıl oluştuğunu gösterir.Devrenin her bir elamanı simgelerle gösterilir ve birbirine bağlanır.Boru bağlantıları da çizgilerle gösterilir.

Hidrolik sistemin işlev sırası devre şemasından görülebilir.Büyük devre şemalarında iş sıralarının zamanlarının tam saptanmasında hareket ve kontrol diyagramlarından

yararlanılabilir.Eğer büyük bir devre şemasını inceleyecek olursak; bu devrenin TEMEL BAZI DEVRELERİN bir çok kez tekrardan ibaret olduğunu görürüz.

STANDART DEVRELERİN BAZILARI

1) AÇIK DEVRE 2) KAPALI DEVRE :Bu iki devrenin sabit yön ve değişken yönler için çalışması mevcuttur.

3) SABİT DEBİLİ DEVRE 4) SABİT BASINÇLI DEVRE

5) YÜKE DUYARLI DEVRE şeklinde sınıflandırılabilir. Bir devrenin AÇIK ya da KAPALI olması hidrolik pompa ve hidrolik motor durumuna bağlı

iken SABİT DEBİLİ, SABİT BASINÇLI veya YÜKE DUYARLI devre olması, çeşitli kullanım merkezleri olan silindirlerin, motorların birden fazla olduğu yerler için düşünülür.

TEK YÖNLÜ AÇIK VE KAPALI DEVRELER

1) AÇIK DEVRE

Bu devrede pompa yağı depodan emer hidrolik motora verir.Buradan tekrar yağ depoya döner.Hidrolik motor tek yönde döner.Devre oldukça basit bir devredir.

KAPALI DEVRE

Pompa yağı yüksek basınç hattından hidrolik motora iletir.Yüksek basınca sahip yağ,

enerjisini harcadıktan sonra yağı HİDROLİK POMPANIN emiş yaptığı boruya iletir. Yüksek basınç hattında sıkışma olursa emniyet valfi ( EV ) açılır.Alçak basınç hattında yağ azalırsa

emniyet valfi ( EV ) açılarak takviye yapar.Sabit akış yönünde hem pompa hem de hidrolik motor tek yönlü döner. Bu devre açık devreden farklı olarak bir adet ( BP ) besleme pompası içermektedir.Bu

devrede yön kontrol valfi ( YKV ) yoktur.Ayrıca iş gören akışkanın döneceği yağ deposu ( YD ) yoktur.

DEĞİŞKEN YÖNLER İÇİN AÇIK VE KAPALI DEVRELER:

1) AÇIK DEVRE

Bu devrede pompa, yağı depodan ( yağ deposu=YD ) emer.Yön kontrol valfine gönderir.Bu valf, hidrolik motoru ( HM ) hem düz, hem ters çalıştırır.Hidrolik depoya çıkan yağ ( YKV ) üzerinden depoya döner. Sistemde herhangi bir sıkışma durumunda 2 adet emniyet valfi (EV )

vardır.

2) KAPALI DEVRE

Hidrolik motoru ters yönde çalıştırmak için çift yönlü hidrolik pompadan ( HP ) yararlanılmıştır.Çalışma durumuna göre (YB ) yüksek basınç hatları ( AB ) alçak basınç

hatları değişir.Alçak basınç hattı için 2 adet CEK VALF, yüksek basınç hattı için 2 adet emniyet valfi (EV ) gereklidir.Devre kapalı bir devre olduğundan eksilen yağı takviye etmek

amacıyla besleme pompası (BP) gerekeceği açıktır. Aşağıdaki değişik şekillerde iş gören devreler sıralanmıştır.

Akış Tahriki İçin Komple Bir Kapalı Devre

Kapalı bir hidrostatik sistem

3) SABİT DEBİLİ DEVRE

Pompanın devir sayısı SABİT iken, bastığı debide sabit olacaktır.Devre açık devre şeklinde çalışır.Silindirlerin pistonlarındaki hızlar ancak akış ayar valfleri ile arttırılır veya

azaltılır. 4) SABİT BASINÇLI DEVRE

Bu devre, basınç ayarlı, değişken debili bir pompa içerir. Kısmalı yön kontrol valfi

sayesinde basıncı sabit tutacak debi geçirilir.

YÜK’E DUYARLI DEVRE

Bu devre DEBİNİN ve BASINCIN birlikte ayarlandığı bileşke bir devredir.Bu

devrenin kumandası kısmalı yön kontrol valfinde yapılmaktadır.Bu valf debi ayarlayıcı valf ile ilişkidedir.Bu sayede YÜK’e duyarlı yön kontrol valfindeki (P) basınç farkı her çıkış kesiti için sabit tutulmaya çalışılır.Maksimum basınca erişilirse o zaman üst basınç valfi devreye

girer ve hidrolik pompanın strok hacmini küçültür. Hidrolik pompa basıncı, yük basıncından yukarıda olduğu sürece debi, kısmalı yön kontrol valfi üzerinden gönderilir.KYKV’nin çıkış

kesiti büyütülürse (P) basınç farkı azalır.Debiyi ayarlayıcı valf pompanın strok hacmini, KYKV deki (P) basıncı tekrar valfin ayarlı yay kuvvetine eşit oluncaya kadar büyütür.

DEVRELERİN KARŞILAŞTIRILMASI

SABİT DEBİLİ devrelerde (P) basıncı kullanıcıya bağlı olarak ayarlanabilmektedir. Örneğin, teleskobik bir silindirle iş görme esnasında farklı yüklere uğrayan birden fazla silindirlerin

tahrik edilmesinde, önce en küçük yüke maruz silindirin pistonu hareket eder. O piston son pozisyona eriştikten sonra, diğer piston harekete geçer.Basit ve ucuz devrelerdir. SABİT BASINÇLI devreler masraflı ve pahalı devrelerdir.Devrede basınç sabittir. Kullanılacak

merkezlerin dışındaki yerlere giden basınçlar, yön kontrol valflerinde kısılmaya uğrar.Bu ise enerji kaybı oluşturur.Farklı farklı basınç gerekli çok sayıda silindir bu tip devre ile aynı anda

tahrik edilebilir. YÜKE DUYARLI devrelerde debi ile birlikte basınçta isteğe göre ayarlanabilmektedir. Farklı basınç ve debilerde çalışan büyük hidrolik tesislerin çalıştırılmasında bu tip devreler büyük üstünlük sağlar.Oldukça pahalı devrelerdir.

HİDROLİK DEVRE TASARIMI YAPMAK

Hidrolik Devre Çizim Bilgisi

Hidrolik Devre Çizimlerinde Elemanların Numaralandırılması Grupların numaralandırılması Grup 0:Enerji besleme biriminin tüm elemanları Grup 1.,2.,3.,: Her silindir için bir grup numarası

Sırayla numara sistemi .0 : İş elemanı 1.0, 2.0 gibi .1 : Son kontrol elemanı 1.1, 2.1 gibi .4 : İş elemanının ileri hareketini etkileyen tüm elemanlar (çift rakamlar) 1.2, 1.4, 2.2 gibi .3;5 : İş elemanının geri hareketini etkileyen tüm elemanlar (tek rakamlar) 1.3, 1.5, 2.3 gibi .01.02. : İş elemanı ile son konum elemanı arasındaki elemanlar 1.01, 1.02 gibi

Fonksiyon Blok Diyagramı Kontrol tekniğinde hareketlerin birbiri ile bağlantılı olarak akışını göstermede kullanılır.

Hidrolik Devre Çizim Kuralları Altta enerji besleme birimi, ortada enerji kontrol birimi, üstte tahrik birimi yerleştirilir. Yönlendirme valfleri, mümkün olduğunca yatay çizilir. İletim hatları, doğrusal ve kesişmeyecek şekilde çizilmelidir. Elemanların ilk konumları gösterilmelidir. Birden fazla iş elemanı var ise her iş elemanı, ayrı bir kontrol zinciri olarak ele alınmalıdır.

Hidrolik Kumanda Bilgisi Konuma Bağlı Kontrol

İşi yapacak olan makinenin durumunu, konuş şeklini gösteren şekildir. Örnek bir konuma bağlı kontrol için şekil yukarıda gösterilmiştir.

Hıza Bağlı Kontrol Hidrolik silindir ya da motorun istenilen hız ya da devirde dönmesini bu değerleri istenildiğinde değiştirmek için ayarlanabilir akış kontrol valfleri kullanılır.

Saymaya Bağlı Kontrol Sayıcı röle kullanılarak istenilen sayma işlemi gerçekleştirilir. Silindir çıkışına bağlanacak kızıl ötesi sensör, manyetik sensör, optik sensör, indüktif sensör, kapasitif sensörlerden her- hangi birinden alınan palsler, sayıcı röleye iletilir. Sayma işlemi gerçekleştirilir. Sensör, ayarlanan değeri sayınca elektromanyetik kumandalı valfin enerjisini keser ve sistem durur.

Zamana Bağlı Kontrol Zaman sayıcı akış kontrol valfleri ayarlanarak zaman ayarı da gerçekleştirilir.

Basınca Bağlı Kontrol Basınca bağlı kontrol, basınç ayar valfleriyle gerçekleştirilir. Bu valfle gelen basınç değeri, istenilen değere düşürülür ve basınç sabit tutulur. Sıkma ve bağlama işlerinde basıncın sabit kalması istenir.

Kontrol Problemlerinin Çözümünde Uygulanacak Yöntemler: 1. Kontrol, hangi işlemleri yerine getirmesi gerekiyor. Bunlar belirlenir. Bunun için şu sorulara cevap aranır: i.Hareket türü (doğrusal-döner hareket) ii.İş elemanı sayısı iii.Hareketlerin birlikte etkisi İstenilen kuvvetlerden veya momentlerden, hızlardan veya devir sayısından gerekli olan hacimsel debi ve basınç bulunur. Enerji besleme birimi hesaplanır. 2. Hidrolik devre elemanları seçilir. Seçmeye silindir ve motorlardan başlanır ve boyutları belirlenir. Devre şeması çizilir. Parça listesi çıkarılır. Parçalar numaralandırılır. 3. Devre şemasına ve yapım için takip edilecek sıra numarasına göre yapıma başlanır.

Burada güvenlik çok önemlidir. Boru ve hortum bağlantıları gerçekleştirilir. Cihazlar, verilen değerlere ayarlanır. 4. Sistem çalıştırılmadan önce bağlantılar ve yapı elamanları son defa kontrol edilir. Sistem işletmeye aşağıdaki işlemler yapılarak alınır:

Yağ miktarı kontrol edilmelidir. Filtre kullanılmalıdır.

Tahrik motorunun dönme yönü kontrol edilir.

Valfler, başlangıç konumuna alınmalıdır.

Basınç kontrol ve akış kontrol valfleri küçük değerlere ayarlanmalıdır.

Sistemin havası alınmalıdır.

Akışkan seviyesi, tekrar kontrol edilmelidir.

İlk işlemin testi, düşürülmüş basınç ve hacimsel debi ile yapılmalıdır.

İşletme değerleri ayarlanmalıdır.

Bundan sonra işlemlerin testine ve ölçmelere başlanabilir.

Yol-Adım Diyagramının Çizilmesi Birden fazla silindirin kullanıldığı sistemlerde silindirlerin hareketlerini gösteren diyagramdır. Sistem tasarısı yapılırken önce bu plan yapılır. Elemanlar buna göre yerleştirilir. Diyagram çizilirken şunlara dikkat edilir:

Silindir hareketleri, tabloya göre daha kalin çizilmelidir. Her silindire bir numara verilmelidir.

Silindirin ileri hareketi, 0’dan 1’e egik çizgiyle gösterilir. Silindirin sabit konumlar yatay çizgiyle gösterilir.

Silindirin geri hareketi, 1’den 0’a egik çizgiyle gösterilir.

HİDROLİK SİSTEM KURMAK VE ÇALIŞTIRMAK Proje Okuma Bilgisi Tek Etkili Silindirin Kumandası

Basınç hattından gelen hidrolik akışkan, 3/2 yön kontrol valfine basılınca valften geçer. Silindiri ileri iter. Valfin ilk konumuna gelmesini sağlayınca silindir yer çekimi sayesinde ilk konumuna gelir. Çift Etkili Silindirin Kumandası

1- Tek piston kollu çift etkili silindir 2- 3/2 yön kontrol valfi 3- Hidrolik pompa 4- Elektrik motoru 5- Filtre 6- Basınçölçer 7- Emniyet valfi 8- Yağ seviye ölçer 9- Depo (tank) Basınç hattından gelen hidrolik akışkan, 4/2 valfinin B ucundan geçerek valfi geri konumda tutar. Valfin konum değiştirmesini sağladığımızda A ucundan geçen akışkan, silindirin ileri gitmesini sağlar. Valf tekrar konum değiştirdiğinde silindir geri konumuna gelir.

VE Valfi Uygulamaları Şekildeki hidrolik sistemde 3/2 valflerine beraber basılmadığı sürece silindirimiz ileri hareket etmez.

Silindir ileri itildikten sonra valflerden biri ya da ikisine de uygulanan baskı kalkması durumunda

silindir, yay sistemi sayesinde geri gelir. Silindirin ileri gitmesini sağlayan hidrolik akışkandır.

VEYA Valfi Uygulamaları Pompadan çıkan akışkan, 3/2 yön kontrol valflerine gelir. Yön kontrol valflerinin birine uygulanacak baskı ile veya valfi içindeki mekanizma diğer yöne itilir. Silindirimiz ileri itilir. Bu durum, iki valf için de aynıdır. Silindirimiz yay sistemi sayesinde valfler ilk konumlarına döndüğünde gelen akışkan kesileceğinden geri gelir.

Birden Fazla Silindirin Kontrolü

Yol-Adım Diyagramının Çıkarılması

Projedeki Hidrolik Elemanlar Listesinin Çıkarılması

UYGULAMA FAALİYETİ

1-Karton Kutularının Transferi Karton kutular, bir pnomatik silindir tarafından kaldırılır; diğer bir silindir tarafından bir konveyöre itilir. A silindiri, geri döndükten sonra, B silindiri geri hareketine başlar. Her yeni sinyal, yeni bir işlemi başlatacak şekilde başlama sinyali bir düğmeli valf ile sağlanmalıdır.

Devre Çözümü: Çevrimin adımları yazılır. Devrenin fonksiyon planı çizilir. Devre çiziminde önce çalışma elemanları olan çift etkili silindirler çizilir. Çift etkili silindiri ileri/geri hareket ettiren 5/2 yağa uyarılı valfler çizilir. Güç devresinin hatları, yön denetim valflerinin çıkışından silindirlere bağlanır. Güç devresinin yön denetim valflerinin uyarı hatlarının3/2 N.K. Sinyal elemanları çizilir, hava bağlantıları sağlanır. Çalışma elemanları; silindirlere ve silindirleri çalıştıran güç ve kumanda devrelerinin devre elemanlarına, usulüne uygun birer numara verilerek adlandırılır.Buna göre bir grup teşkil eden ve her silindiri çalıştıran sinyal elemanları ,silindirin piston kolunu ileri hareket ettiren elemana aynı grubun içinde çift (1.2,1.4), geri hareket ettiren elemana tek sayı verilir (1.3,1.5). Çevrimin adımları takip edilerek sinyal elemanlarının gerçek yerleri tespit edilir. Buna göre: 1 adım A+. A silindirini piston kolunu ileri hareket ettiren 1.1 nu.lu valfin sol tarafındaki uyarı hattına 1.2 butonlu valf vasıtasıyla basınçlı hava iletildiği taktirde valfin sürgüsü sola kayar, A silindiri konum değiştirir.1.2 nu.lu valfin butonuna 1 kez basılıp bırakılır. 2. Adımın gerçekleşmesi, 1. adımın tamamlanmasına bağlıdır. 1. Adımın tamamlandığı noktada 2.2 sınır anahtarı, A silindirinin piston kolu tarafından uyarılır, güç devresinin 2.1 yön denetim valfinin sol tarafındaki uyarı hattına basınçlı hava gönderir,2.1 nu.lu valfin sürgüsü, sola hareket ederek B silindirinin piston kolu ileri hareket alır. B+ tamamlanır. 3. adımının gerçekleşmesi, 2. adımın tamamlanmasına bağlıdır. 2. Adımın tamamlandığı noktada 1.3 sınır anahtarı B silindirinin piston kolu tarafından uyarılır. Güç devresinin 1.1 nu.lu yön denetim valfinin sağ tarafındaki uyarı hattına basınçlı hava gönderir. 1.1 nu.lu valfin sürgüsü sağa hareket ederek A silindirinin piston kolu geri hareket alır, A tamamlanır. 4. adımın gerçekleşmesi, 3.adımın tamamlanmasına bağlıdır. 3. Adımın tamamlandığı noktada 2.3 sınır anahtarı, A silindirinin piston kolu tarafından uyarılır. Güç devresinin 2.1 yön denetim valfinin sağ tarafındaki uyarı hattına basınçlı hava gönderir. 2.1 nu.lu valfin sürgüsü, sağa hareket ederek B silindirinin piston kolu geri hareket alır, B tamamlanır. Devredeki silindirlerin piston kollarının son konumu dikkate alınarak sınır anahtarlarının son durumu (uyarılmış veya uyarılmamış) gözden geçirilir, devre bağlantılarında gerekirse düzeltmeler yapılır.

Sinyal çakışmasının var olup olmadığı kontrol edilerek konum/adım diyagramı çizilir. Güç devresinin yön denetim valflerini çalıştıran sinyal elemanları 1 adım süresince aynı anda uyarılmadığı için sinyal çakışmasının olmadığı anlaşılır. Ek talepler varsa devreye ilave edilir.Örneğin çevrim. B silindiri geri konuma geldikten sonra çalışsın koşulu aranıyorsa, B silindirinin geri konumuna 1.4 sınır anahtarı ilave edilir ve start konumuna koşul gösterilir. Devreye VE işlem elemanı ilave edilerek son talep de gerçekleştirilir.

2- Bir tablaya bağlanan lama, iki operasyonla bükülecek. A silindiri ile birinci bükme

operasyonu, B silindiri ile ikinci bükme operasyonu gerçekle ştirilecek.

PNOMATİK

Basınçcı, kontrol edilebilen, durumu değiştirilebilen hava ve gazlar ile çalışan sistemlere

pnömatik sistemler denir. Basınçlı hava (sıkıştırılmış hava), insanların fiziksel gücünü arttırmak için kullandığı bilinen

en eski enerji iletim türüdür. Kesin olarak bilinen ilk basınçlı hava uygulamasını Yunanlı Ktesibios 2000 yıl kadar önce yaptığı basınçlı hava mancınığı ile gerçekleştirmiştir. Pnomatik, Yunanca “nefes alıp verme‟ anlamına gelen “pneuma‟ kelimesinden türetilmiştir.

Hava basıncı veya vakum etkisi ile çalışan makineler, aletler ve sistemlerin özelliklerini içeren bilim dalına pnomatik denir.

Gerçek anlamda Pnomatik uygulamaları 1950 yılından sonra başlamıştır. Daha önceleri sadece maden endüstrisinde, yapı endüstrisinde ve demir yollarında (Havalı fren) kullanılmaktaydı.

Pnömatiğin endüstriye asıl girişi ve yayılması seri üretimlerde modernleşme ve otomasyona ihtiyaç duyulmasıyla başladı. Başlangıçta bilgisizlikten kaynaklanan karşı çıkmalara rağmen kullanım sahası her geçen gün daha da artmış olup bugün artık çok değişik endüstriyel uygulamalarda bile pnomatik cihazlar tercih edilmektedir.

Pnömatiğin Önemi

Pnömatik sistemlerin elektrikli ve hidrolik sistemlere göre çeşitli avantajlarının olması bu sistemlere olan talebi arttırmıştır. Pnömatikte temel enerji üretimi ve iletimi hava ile sağlanır. Hava; her yerde kolayca bulunabilen, iletimi basit, basınçlandırıldığında rahatça depo edilebilen bir akışkandır. Aynı zamanda sıcaklık değişikliklerine karşı hassas bir davranış göstermez bu da yüksek sıcaklıklarda bu sistemlerin kullanılmasını kolaylaştırır.

Özel gazlarda böyle bir durum söz konusu değildir. Gazlar depolanır. Kullanıldıktan sonra tekrar depolanır. Ancak başka bir gaz yada gazlara dönüşmüş olarak dışarı atılır.

Güç kaynağı olarak havanın kullanılması emniyetlidir. Parlama, patlama ya da yanma gibi riskler söz konusu değildir. Pnömatik sistemlerde başka bir güvenlik unsuru da aşırı yük varlığında sistemin kendini durdurmasıdır. Aşırı yük unsuru ortadan kalktığında çalışma devam eder.

Tüm teknik kurallara uygun tasarlanmış bir pnömatik sistem, inanılandan çok daha hızlı harekete geçer. Sistemin hızı eşdeğer hidrolik ve elektrik veya hidroelektrik sistemden yüksektir. Pnömatik bir devrede havanın akışına yön veren ve kontrol eden değişik yapılarda valfler kullanılır. Valflerin görevi basitçe, hava akışına isteğe göre izin vermek ve engellemektir. Pnömatikle çalıştırılan bir valf, sinyal ulaştıktan sonra 2 ile 5 milisaniyede harekete geçer.

Pnömatik sistemlerin tercih edilmesinin bir başka sebebi de basınçlı hava sistemlerinin yüksek hızlara ulaşmasıdır. Ayrıca pnömatik sistemlerle doğrusal, dairesel ve açısal hareketler mekanik sistemlere göre kolayca elde edilebilmektedir.

Pnömatik sistemlerin kurulumları kolaydır. Pnömatik elemanlar hidrolik elemanlara göre hafif, oldukça ucuz, bakımları ise hidrolik sistemlere göre az maliyetli ve zahmetsizdir.

Pnömatiğin Dezavantajları Hava; sıkıştırılabilirliği yüksek bir akışkan olduğundan pnömatik bir sistem ekonomik bir

şekilde kuvvet oluşturmada hidrolik bir sistem kadar performans gösteremez. Aynı sebepten dolayı konumlamada hassasiyet azalır, sabit ve düzgün bir hız elde edilmesi zorlaşır.

Havanın sıkıştırılması kompresörler aracılığı ile yapılır. Kompresörden çıkan havanın, kullanılmadan önce temizlenmesi ve neminin alınması için kurutulması ve filtrelenmesi gerekir, hatta kullanım yerine göre havanın yağlanmasına ve şartlandırılmasına da ihtiyaç duyulabilir. Bu da beraberinde enerji sarfiyatını yani maliyet artışını getirir.

Pnömatik sistemler uygun donanımla (örneğin: susturucu) kullanılmazsa oldukça gürültülü çalışırlar. Gürültü probleminin işçi sağlığını olumsuz olarak etkilediği çalışma ortamlarında özellikle uygun teçhizat kullanılmadığında pnömatik sistem dezavantajlı hale gelir.

Pnomatik, Hidrolik, Elektrik Sistemlerinin Karşılaştırılması:

Pnömatik Hangi Alanlarda Kullanılır? Pnömatik sistemler günümüzde her sanayi dalında kendine yer bulmuştur. Aşağıda öne çıkan birkaç sanayi dalı ve uygulama yer almaktadır.

Tekstil sanayinde

Gıda, kimya, ilaç ve maden sanayinde

Haddeleme, bükme ve çekme gibi şekil verme işlemlerinde Otomasyon sistemleri ve elektronik sanayinde

Robot teknolojilerinde

Malzeme taşımacılığında

Takım tezgâhları ve el aletlerinde

Boya, sprey ve vernik işlemlerinde

Havanın Özellikleri: Atmosferik hava, çeşitli gazların belirli oranlardaki karışımıdır. Havanın içerisinde yaklaşık olarak % 78 azot, %21 oksijen, % 1 oranında karbondioksit, hidrojen, azotdioksit, karbonmoksit, helyum, argon, neon, kripton gazları bulunmaktadır. Deniz seviyesindeki referans atmosferik basınç altındaki ( Atm ) havanın bazı fiziksel özelliklere sahiptir

Basınçlı Havanın Temel Özellikleri

Atmosfer Basıncı: Deniz seviyesinde havanın yeryüzüne yapmış olduğu basınçtır. Gerçek değeri 1,033 kg/cm2 dir. Pratikte ve hesaplamalarda 1 ( bir ) kg/cm2 alınır. Kısaca 1 bar olarak kabul edilir.

Vakum: Herhangi bir ortam da hava basıncının atmosferik basınçtan düşük olmasına vakum denir. Havanın Sıkıştırılabilme Özelliği Hava moleküllerinin birbirinden uzak olması nedeniyle tüm gazlar gibi kolaylıkla sıkışıp genleşebilir. Sıvılar gibi içinde bulundukları kabın şeklini alırlar. Üzerlerine uygulanan kuvveti her yöne eşit basınçta iletirler.

Basınçlı Hava Teorisi Pnömatik sistemlerle ilgili mühendislik hesapları havanın davranışlarını açıklayan birkaç gaz kanununa dayanır. . Boyle – Mariotte Yasası: Sabit sıcaklıkta, sabit miktardaki gazın hacmi, basıncı ile ters orantılıdır. Buradan elde edilecek sonuç ise sabit sıcaklıktaki bir gaz kütlesinin basıncı (P) ile hacmi (V) nin çarpımı sabittir.

Gay – Lussac Yasası: Sabit basınçta, herhangi bir miktardaki ideal gazın sıcaklığı arttıkça hacmi artar; sıcaklığı azaldıkça hacmi azalır. Burada gazların sıcaklığı mutlak sıcaklık değerine göre alınır. Mutlak sıcaklık değeri 1 0K cinsinden alınır.

Gazın cinsi ve basıncı ne olursa olsun gazın sıcaklığı artırılacak olursa, hacmi sıcaklığın artışı oranına eşit oranda artar. V1= İlk hacim V2= Son hacim t1= Kelvin cinsinden ilk sıcaklık t2= Kelvin cinsinden son sıcaklık T1= Derece cinsinden ilk sıcaklık T2= Derece cinsinden son sıcaklık

Örnek: 4 m3 hacmindeki hava T1= 50

o sıcaklıktan T2 = 80o sıcaklığa kadar ısıtılmaktadır. T2

sıcaklığındaki hacim:

Sabit Hacim Altında Genleşme Sabit hacim altındaki gazın basıncı değiştirilecek olursa gazın sıcaklığı basıncı ile orantılı olarak değişir. Sıcaklık artırılırsa aynı oran geçerlidir. Diğer bir şekilde açıklanacak olursak, gazın cinsi ve hacmi ne olursa olsun, gazın sıcaklığı artırılacak olursa basıncı, sıcaklığın artışı oranına eşit oranda artar. P1= İlk basınç P2= Son basınç t1= Kelvin cinsinden ilk sıcaklık t2= Kelvin cinsinden son sıcaklık T1= Derece cinsinden ilk sıcaklık T2= Derece cinsinden son sıcaklık Örnek: Bir aracın lastiğinin içindeki basınç 11 atmosfer basıncında ölçülüyor. Bu sırada 10 oC lık sıcaklığa sahiptir. 200 km’lik yol alındıktan sonra lastiğin sıcaklığı 300C olarak ölçülüyor. Lastiğin basıncı:

Kütlesi sabit bir gaz; bir kap içinde sıkıştırılacak olursa sıcaklığı sıkıştırma oranına paralel artar. Bu prensipten yararlanılarak içten yanmalı motorların çalışmaları düzenlenmiştir. Dizel motorlarında yakıtın yanması sıkıştırılan havanın kazandığı sıcaklıkla gerçekleşir.

Pnomatik Devre Elemanları Yapısı ve Çalışma Özellikleri: Basınçlı Havanın Hazırlanması Pnomatik sistemlerde kullanılan basınçlı hava kompresörler tarafından karşılanır. Basınçlı hava üretimi genellikle merkezi bir basınç kaynağından sağlanır ve sisteme boru ya da hortumlarla iletilir. Böylece her kullanıcı için ayrı bir basınç kaynağı kullanmaya gerek kalmaz. Yer deği ştiren makine ya da el aletleri için seyyar kompresörlerden yararlanılır. Kompresör seçiminde tesisin hava ihtiyacının belirlenmesi (kapasite tayini) seçimi etkileyen önemli bir etkendir. ihtiyaçtan daha düşük kapasiteli bir kompresör seçimi, üretim verimini düşürdüğü gibi kompresörün sürekli devreye girip çıkması nedeniyle ömrünü de etkiler. ihtiyacın çok üzerindeki bir kompresör seçimi ise yatırım ve işletme maliyetini arttırır.

Basınçlı Hava Dağıtımı

Pnömatik ana elemanlarını üç grupta toplamak mümkündür. 1- Basınçlı hava hazırlama elemanları, 2- Hava ya da gaz depolama sistemleri, 3- Kontrol ve kumanda elemanları, 4- Tüketiciler, 5- Boru tesisatı, hortumlar ve bağlantı elemanları

Basınçlı Havanın Hazırlama Elamanları 1- Hava emiş filtreleri, 2- Hava susturucusu,

3- Kompresör, 4- Güç kaynağı, 5- Manometreler, 6- Çıkış soğutucuları, 7- Nem ayırıcılar, 8-Otomatik tahliyeler, olarak sıralamak mümkündür.

Kompresörler: Pnömatik sisteme ihtiyacı alan tüm kuruluşlarda bulunması zorunlu ana elemandır. Havanın basınçlı bir şekilde alınıp depolanması için gerekli basınca ulaştıran makinelerdir. Kısaca tanımlanacak olursa; Pnömatik sistemler için gerekli olan basınçlı havanın elde edilmesini sağlayan makinelere kompresörler denir. Kompresör Sembolü

Kompresör Çeşitleri Kompresörler çok değişik şekillerde sınıflandırılabilir. 1- Güç kaynaklarına göre; a) Elektrik motorundan güç alan kompresörler. b) Dört zamanlı benzinli ve dizel motorundan güç alan kompresörler. c) Bir türbinden güç alan kompresörler, d) Vakum odacıklarından güç alan kompresörler. Küçük işletme ve endüstri kuruluşlarında elektrik motorundan güç alan motorlar daha çok kullanılmaktadır. Otomobillerde ise direk motordan dişliler, V kayışları yardımı ile güç alan kompresörler daha çok kullanılmaktadır. Bunun yanında eksoz manifoldu üzerine yerleştirilen türbin tipi ( salyangoz ) düzenekten güç alan, eme manifoldu vakumu ile çalışan, düşük basınçlı pnömatik pistonlar da vardır. Kullanım amacına göre kompresörler çeşitlilik gösterir. Bunlar;

Pistonlu kompresör: Bu tip kompresörlerin kullanımları oldukça yaygındır. Kompresörün krank kollarının hareketi ile emme hareketinde havayı alır basma hareketinde ise emdiği havayı sıkıştırır. Yüksek basınçlara çıkılabilir. Ancak yüksek basınçlarda kademe sayısı artar.

Vidalı kompresör: Havanın basınçlandırılması birbirlerinin tersi yönünde dönen iki helis dişli

rotorun arasında havanın sıkıştırılması ile sağlanır. Genelde 7-13 bar arası çalışırlar.

Diyaframlı kompresör: Tıpkı pistonlu kompresörlerdeki gibi kompresörün krank kolu ile ileri-geri hareketi gerçekleşir. Kola bağlı bir diyafram da ileri-geri hareketini emme ve basmaya dönüştürerek basınçlı havayı üretir. Yağsız çalıştıkları için genelde gıda, kimya, ilaç

ve tekstil sektöründe kullanılırlar.

Kayar kanatlı (paletli) kompresör: Bir rotora yerleştirilen kanatlar (paletler) dönüş hareketinde merkezkaç kuvvetiyle cidarlara doğru savrulurlar. Kanatlar arasındaki havanın hacmi eksantriklik nedeniyle azalır böylelikle hava sıkıştırılır. Genelde sessiz çalışan

kompresörlerdir.

Roots tipi kompresör: Pompa gövdesinde birbiriyle ters dönen iki rotor mevcuttur. Her rotor basma ağzına açıldığında basma hattından geriye doğru bir direnç oluşur. Havanın

basınçlandırılması bu şekilde gerçekleşir. Düşük basınçlarda çalışan bu kompresörler vakum

pompası olarak kullanılırlar.

Türbin kompresör: Yüksek devirde dönen bir rotor üzerine kanatlar açılmıştır. Bu kanatlar havayı emer ve havayı aralarında sıkıştırarak basınçlandırır.

Vidalı kompresör Pis tonlu kompresör Kayar kanatlı kompresör Tek kanatlı türbin kompresör

Pnömatik sistemlerde basınçlı hava hazırlanırken kompresörle beraber birkaç ekipman daha kullanılır. Bu ekipmanlar sayesinde sistemin ihtiyacı olan uygun hava sisteme gönderilmiş olur. Kompresör: Havayı sıkıştırarak basınçlandırır. Hava tankı: Hava tankı, basınçlandırılırmış havayı depo eder. Böylelikle sisteme sabit debili ve sürekli hava temini sağlanmış olur. Ayrıca havanın içinde bulunan ve yoğuşan nem de hava tankının altında bulunan kondensat tahliye ventilleri aracılığı ile atılır. Bunun dışında tankın basınca karşı güvenliğini sağlayan emniyet valfi, manometre, kontrol deliği, boşaltma (drenaj) deliği gibi aparatlar da bulunmalıdır.

Basınçlı hava dağıtımı

Havanın Nem Miktarının Ayarlanması ve Hesaplanması: Havanın içerisinde şartlara bağlı nem ve su buharı vardır. Su buharı ve içinde yoğunlaşarak suya dönüşür. Sistemdeki su zararlıdır. Korozyona sebep olur. Korozyon hassas pnömatik elemanlara çok büyük zararlar verecektir. Bağıl ( Nisbi ) Nem: Herhangi bir zamanda, havanın içinde salınım halinde bulunan su buharı mikterının, havanın neme tamamen doymuş durumdayken sahip olduğu su buharı miktarına oranıdır. Yüzde ( % ) ile ifade edilir. Doyma (Çiğlenme) Noktası: Havanın soğutulması sırasında su buharının yoğunlaştığı sıcaklıktır.

Havanın Nem Miktarının Ayarlanması: Havadaki nem miktarını bulmak için şekil’deki tablodan yararlanılır. Hava sıcaklığı ve bağıl nem oranı biliniyorsa, oklar dorultusunda hareket edilerek havadaki su miktarı gr/cm3 olarak bulunur.

Örnek: Hava sıcaklığı 250C bağıl nem oranı % 80 olarak verilmektedir. Buna göre tablodan havanın içindeki su miktarı 18 gr/cm3 olarak bulunur.

Kurutucu: İçinde nem bulunan hava, hem sistemdeki devre elemanlarını (silindir, yön denetim valfi vb.) aşındırır ve ömürlerini azaltarak bakım onarım masraflarını arttırır hem de sistemi koruyan yağlayıcıların kimyasal yapısını bozar. Bunun için dağıtımı yapılmadan önce hava, kurutuculardan geçirilir. Kurutucular üç şekilde kurutmayı gerçekleştirir. Fiziksel kurutma, kimyasal kurutma ve soğutarak kurutma.

Fiziksel kurutmada (adsorbtion yöntemi), küçük tanelerden oluşan bir kurutma maddesinin üstünden geçirilen hava, nemini bu tutucu taneciklere bırakır. Bir süre sonra tuttuğu nemle doygunlaşan kurutucu madde sıcak hava ile rejenere edilerek tekrar kullanılır hale getirilir. Ancak hava akışı kurutucu maddeyi aşındırdığından bu tür kurutucuların çıkışına küçük parçaları tutan filtre konulmalıdır.

Kimyasal kurutma çok sık olarak kullanılmayan bir yöntem olsa da (absorbtion yöntemi) prensip olarak fiziksel kurutmaya benzer. Nem tutucu madde havanın nemi ile bileşime girerek sıvı hale gelir. Oluşan sıvı tankın alt kısmında birikir ve düzenli olarak ortamdan uzaklaştırılmalıdır. Ancak atık madde oluşacağı ve bu maddeyi elden çıkarmanın da ayrı bir maliyet getireceği göz önüne alınmalıdır. Ayrıca kimyasal maddenin miktarı zamanla azalacağından takviye edilmesi şarttır.

Soğutarak kurutmada ise çiğlenme noktasının altına kadar soğutulan havanın içinde bulunan nem yoğuşur ve su tutan bir kapta biriktirilir. Biriken suyun arada sırada boşaltılması gereklidir. Hava kurutma yöntemlerinden en çok tercih edileni soğutarak kurutmadır.

Soğutma Yöntemi Hava içerisindeki su buharının yoğuşma sıcaklığına kadar soğutulması esasına dayanır. Girişteki hava önce bir ısı değiştirgecinden geçerek bir miktar soğutulur. Daha sonra bir soğutucudan geçirilerek yaklaşık 1,7-5 °C sıcaklığına kadar soğutulur. Soğutmayla birlikte içerisindeki su buharı yoğuşarak ayrılır. Soğutulan bu hava girişteki havanın soğutması için de kullanılır. Soğutulmuş havayı

içerisindeki pislik ve yağ taneciklerinden ayırmak için filtre kullanılır. Bu yöntemde basınçlı hava içerisindeki kompresörden kaynaklanan yağ miktarının % 80-90‟ı tutulur. Ekonomikliği yönünden en çok kullanılan kurutma yöntemidir. Bu tür kurutma yöntemlerinde 20

C ile 50 C’lik çiğlenme noktasına ulaşılabilir.

DİKKAT: Su alma işlemi sırasında, hava basıncına dikkat ediniz, Pnömatik sistem çalışırken su alma işlemi yapılması zorunlu ise emniyet tedbirlerini alınız ( Koruyucu eldiven, gözlük, maske kulanınız) .

Şartlandırıcı (Hava Hazırlayıcı): Dağıtılan basınçlı havanın kullanılacak devre elemanına girmeden önce istenilen özellikleri kazanması amacıyla kullanılır. Bir hava şartlandırıcı temel olarak üç parçadan oluşur. Havayı temizleyen bir filtre, havanın basıncını devre elemanına göre ayarlayan bir basınç regülatörü ve yağlama işlemini yapacak bir yağlayıcı. Bir hava hazırlayıcı eleman kısaca FRY (Filtre, Regülatör, Yağlayıcı‟nın baş harfleri) olarak da isimlendirilebilir.

Şartlandırıcı Hava dağıtımının tasarımı yapılırken öncelikle kompresörün tipi ve amaca uygunluğu belirlenmelidir. Dikkat edilmesi gereken iki değişken kompresörün debi ve basınç değerleridir. Sonrasında tüm pnömatik elamanlar düşünülerek yeterli kapasitede hava tankı seçilmelidir. Hava tankında gereken teçhizatın bulunmasına dikkat edilmelidir. Havanın kurutulması için satın alınacak kurutucu seçilirken yine kapasite, maliyetler ve işletmenin şartları göz önüne alınmalıdır. Havanın, devre elemanlarına gönderilmeden önce filtrelenmesi, yağlanması (sürtünmeleri azaltmak, çok hızlı çalışan sistemler ya da büyük çaplı silindirler kullanılması gibi durumlarda) ve de basıncının ayarlanması gerektiğinden devre elemanlarının önüne bir hava hazırlayıcı eklenmelidir. Bunların dışında önemli bir konu ise hava gönderdiğimiz sistemin tasarımı yapılırken kullanacağımız boru ve bağlantı elemanlarının en verimli kullanılabilecek şekilde seçilmesidir. Dağıtım şebekesinin yanlış tasarlanması, çok ince ya da uzun borular, hortumlara göre küçük seçilmiş bağlantı elemanları, bağlantı parçalarının fazla olması basınç kayıplarını beraberinde getirir. Hattın sonunda basınç yeterli gelmiyorsa bu unsurlar gözden geçirilmeli ayrıca hatlarda kaçak olup olmadığı mutlaka kontrol edilmelidir.

Pnömatikte Kullanılan Devre Elemanları Pnömatikte hava sayesinde güç iletimi gerçekleştirilirken gücü kullanan, kontrol eden, sınırlayan devre elemanları pnömatik sistemleri oluşturur. Bunlar:

Filtreler

Valfler

Silindirler

Filtreler: Hava hazırlayıcının ilk elemanıdır. Basınçlı hava içindeki yabancı maddeler ile suyun ayrılması amacıyla kullanılırlar. Bu yabancı maddeler toz, katı parçalar, su ya da yağ olabilir. Genellikle sistemin en başında şartlandırıcı kombinasyonunun şekline göre hava regülatörü ve yağlayıcılarla birlikte kullanılırlar. Zamanla kirleneceklerinden değişimleri ya da temizlikleri yapılmalı ayrıca altta biriken (kondens) su boşaltılmalıdır. Emiş filtreleri kuru ve ıslak tip emiş filtreleri olmak üzere iki çeşittir.

Kuru Tip Emiş Filtreleri Tel yumağı, elek, delikli plastik veya metal gövde içine yerleştirilen pamuklu, keçe, sünger elemanlı filtrelerdir. Filtrelerin belirli aralıklarla temizlenmesi gerekir. DİKKAT: Bu tür filtrelerin temizlenmesi sırasında benzin ve tiner kullanmayınız.

Islak Tip Emiş Filtreleri Metal elemanlı filtrelerdir.Hava, emiş kanalından sıvı içerisine akar. Sıvının içinde üzerindeki bir kısım kirleri bırakır. Sıvı çıkışında filtre elemanına girerek biraz daha temizlenir. Otomotiv sektöründe

kuru tip ve kağıt elemanlı filtreler kullanılmaktadır. Bunlar kirlendiğinde yenisi ile değiştirilmeleri daha verimli çalışmalarını sağlayacaktır.

Basınç Regülatörü (Basınç Düşürücü) : Her pnomatik devre için belirli bir optimal çalışma basıncı vardır. Gereğinden yüksek bir basınç enerji kaybına ve çabuk aşınmalara, gereğinden düşük bir basınç ise fonksiyonun yerine getirilmemesine veya en azından verimin düşmesine neden olur. Kompresör deposundaki hava basıncı sürekli değiştiğinden bu dalgalanmayı sisteme aktarmamak için bir basınç düşürücüye (regülatör) ihtiyaç duyulur, regülatöre giren havanın basıncı değişse bile çıkan havanın basıncı regülatör üzerindeki manometreden okunabilen ayarlanan sabit değerde kalacaktır. Regülatörler tahliyeli ve tahliyesiz olmak üzere ikiye ayrılır.

Yağlayıcı Pnomatik sistemlerde kullanılacak havanın bir miktar yağlanması şu avantajları sağlar: Aşınmaların en aza inmesi

Sürtünme nedeniyle oluşan kayıpların en aza indirilmesi Korozyona karşı koruma Yağlayıcılar genellikle Venturi ilkesine göre çalışırlar. Dar bir kesitten geçen havanın hızı artarken basıncında bir düşme meydana gelir. Bu kesitte bulunan ince yağ borusundan emiş yaparak yağın hava içine damlamasını sağlar. Ancak damlamanın başlayabilmesi için hava debisinin bir minimum değerin üzerinde olması gerekir. Aksi halde basınç düşümü çok az olacağından yağ emilemez. Genellikle uygun bir yağlama için yağlayıcı üzerindeki ayar vidasından 1–12 damla/1000 lt olacak şekilde ayarlanır. Yağlayıcılarda kullanılan yağın 20°C‟deki yapışkanlığı 10–50 cSt. civarında olmalıdır. Şartlandırıcı ile en uzak kullanıcı arasındaki mesafe 5 m‟yi aşmamalıdır. Daha fazla ki uzaklıklarda hava içerisine püskürtülen yağın etkisi kaybolur.

Pnomatik Elemanların İç Yapıları Çalışma Prensipleri ve Bağlantıları:

Pnomatik Silindirler: Pnomatik silindirler basınçlı hava enerjisini doğrusal itme veya çekme hareketine çevirirler. Bir pnomatik silindir ön ve arka kapak, silindir borusu, piston kolu ve sızdırmazlık elemanlarından meydana gelir. Konstrüksiyonuna göre temelde ikiye ayrılır:

Tek etkili silindir: Bu tip silindirde basınçlı hava tek yönde etkir. Yani hava giriş ve çıkışı için bir tek delik mevcuttur. Böylece sadece bir yönde çalışma elde edilir. Piston kolunun geri dönüşü ya bir yayla ya da bir dış kuvvetle (örneğin yükün kendi ağırlığıyla) sağlanır. Silindire giren hava pistonu iterek hareket ettirir, hareket bittiğinde de; silindir dikey konumda ise yerçekiminin etkisiyle, yatay konumda ise yayın etkisiyle geri döner.

Çift etkili silindir: Bu tip silindirde hava basıncına ve piston yüzeyine bağlı olarak elde edilen kuvvet piston kolunu iki yönde hareket ettirir. Böylece iki yönde iş yapılabilir. Her iki yöndeki kuvvet basıncın etkidiği yüzeylere bağlı olarak farklı değerdedir. Silindir üzerinde iki adet giriş ve çıkış deliği bulunur. Çift etkili silindir özellikle piston kolu geri dönüş yönünde de iş yapacağı zaman kullanılır. Çalışma esnasında piston tarafına hava verildiğinde piston kolu tarafındaki hava tahliye edilir veya piston kolu tarafına hava verildiğinde piston tarafındaki hava tahliye edilir.

Bazı özel uygulamalar için çift milli, tandem ve döner silindirler de kullanılmaktadır. Çift milli silindirlerde genelin aksine çift piston kolu bulunmaktadır. Tandem silindirlerde ise aynı gövdede birbirine bağlı çift etkili silindirler mevcuttur. Döner silindirlerde de dişli bir çark aracılığı ile doğrusal hareket dairesel harekete çevrilir. Silindirin itme ve çekme hareketi esnasında hareketli piston silindir uçlarına hızla ve darbeli bir şekilde yaklaşabilir. Bunun önlenmesi için silindirlerde yastıklama sistemi uygulanır. Yastıklamada silindir uçlarındaki ayar vidası geliş ve gidişin hızlarını ayarlamayı sağlar; böylelikle silindir darbesiz, gürültüsüz ve titreşimsiz çalışır. Kurulacak sistem için silindir belirlenirken; silindirin ne iş için kullanılacağı, piston çapı (basitçe hidrolikte anlatılan Pascal yasasından bulunabilir), strok, silindirin modeli, silindirin bağlantı tipi ve burulma hesapları göz önüne alınmalıdır

Yastıklı Tip Silindirler Ağır kütleler silindir tarafından hareket ettirilecekse bir darbe veya hasar meydana gelmemesi için strok sonunda bir yastıklama yapılır. Strok sonuna yaklaşmadan önce bir yastıklama keçesi havanın serbestçe tahliye olduğu deliği kapatır. Bu durumda hava sadece çok küçük ve genellikle ayarlanabilen bir delikten tahliye olur. Çabuk boşalamayan hava kütlesi piston ile silindir kapağı arasına sıkışır. Geri dönüşte hava bir cek valften geçerek yoluna devam eder. Yastıklama bir yönde veya iki yönde yapılabilir.

Çift Milli Silindir Bu silindirde her iki tarafa da yataklanmış piston kolu mevcuttur. Bunun sayesinde meydana gelebilecek yanal yükler karşılanmış olur. iki tarafta da yüzeyler aynı olduğu için elde edilen kuvvetler ve hızlar birbirine eşittir.

Tandem Silindir Böyle bir silindirde aynı gövde içinde birbirine bağlı iki adet çift etkili silindir mevcuttur. Her iki silindirin piston kolu taraflarına aynı anda hava verilir. Böylece basınçlı havanın etkime yüzeyi yaklaşık iki katına çıkmış olur. Böylece piston kolundaki kuvvet de artmış olur. Bu silindirler piston çapının büyük ve montaja imkan vermediği hallerde kullanılır.

Çok Konumlu Silindirler Aynı gövde içerisinde arka arkaya monte edilmiş en az iki adet çift etkili silindirden oluşur. Silindirden bir tanesinin piston kolu sabit bir mafsalla bağlı olduğundan iş, diğer silindirin piston kolu ile yapılır. Bazı uygulamalarda silindir sayısı daha da arttırılarak 12 konuma kadar çıkılır.

Döner Silindir Çift etkili silindirin bu çeşidinde piston kolu uç kısmında dişli bir profile sahiptir. Böylece piston kolu bir dişli çarkı tahrik eder ve her iki yönde doğrusal hareket dairesel harekete çevrilmiş olur.(sağa ve sola) Dönme hareketinin açısal değeri için genellikle kullanılan açılar 45°, 90°, 180°, 270°, 720°‟dir. Bu silindirler boruların bükülmesinde, iş parçalarının çevrilmesinde, klima cihazlarının kumandasında ve valflerin kumandasında kullanılır.

Pnomatik Motorlar Hava motorları basınçlı hava enerjisini dairesel dönme hareketine çevirirler. En önemli özellikleri güçlerine göre boyutlarının küçüklüğü ve uygun moment karakteristiğinden dolayı geniş bir hız aralığında kolaylıkla kontrol edilebilmeleridir. Bu motorlar ısı, nem, kir ve titreşim gibi ağır çalışma koşullarında çalışabilirler ve zarar görmeksizin durma noktasına kadar yüklenebilirler. Zehirli gaz yaymazlar ve herhangi bir patlama riski taşımazlar. Farklı uygulamalara adapte edilebilmeleri nedeniyle hava motorları petrol sondaj platformlarındaki büyük vinçlerden küçük motorlu hava tornavidalarına kadar geniş bir alanda kullanılırlar.

Radyal Pistonlu Motorlar Pistonlu motorlarda piston ve krank mili aracılığı ile havanın enerjisi mekanik dönel enerjiye dönüştürülür. Düzgün çalışması için çok sayıda pistona gerek vardır. Motorların gücü giriş basıncına, piston sayısına, piston yüzeyi alanına ve piston hızına bağlıdır.

Eksenel Pistonlu Motorlar Eksenel pistonlu motorların çalışma prensibi de aynıdır. Motorun düzgün çalışması ve dengeli moment dağılımı için iki piston aynı anda basınç altına alınır. Bu tür hava motorları sağa ya da sola dönecek şekilde ayarlanabilir devir sayıları yaklaşık 5000 dev/dk‟dır. Vinç, beton kırma ve delme gibi ağır yükler gerektiren yerlerde kullanılırlar.

Paletli ( Kanatlı ) Hava Motorları Basit yapıda ve düşük ağırlıkta olmaları tercih edilme sebebidir. Kayar kanatlı çeşidi çokça kullanılır. Silindir şeklindeki bir hacme döner göbek merkezden kaçık olarak yerleştirilmiştir. Döner göbek üzerinde bulunan yuvalara kanatlar takılmıştır. Motorun çalışması sırasında kanatlar, merkezkaç kuvvetin etkisiyle silindirik hacim odasının iç çeperine doğru itilirler. Bu şekilde kanatlarla silindir yüzeyi arasında sızdırmazlık sağlanır. Bu motorların devir sayısı 3000 ile 9000 dev/dk arasında değişir. Her iki yönde dönebilirler.

Dişli Hava Motorları Döndürme hareketi; havanın etki ettiği karşılıklı çalışan iki dişli çark aracılığı ile elde edilir. Dişlilerden biri hareket çıkış miline bağlanmıştır. Düz dişli, helisel dişli, çift helisel dişli biçiminde yapılanları vardır. Yüksek güç istenen yerlerde kullanılırlar. Bu özellikleri nedeniyle,

Madencilikte, taşıyıcı bant sistemleri, delme kırma aletlerinde

Petrokimya sanayisinde

Demir çelik endüstrisinde vinç, gezer köprü, karıştırıcılarda

Büyük dizel motorlarının marş sistemlerinde kullanılır.

Türbin Tipi Motorlar Eksenel kompresörlerin çalışma prensinin tersi prensiple çalışırlar. Küçük güç istenen yerlerde kullanılırlar. Devir sayılar çok yüksektir. DiĢçi çarklarında olduğu gibi 500000dev/dak dönebilirler. Elmas kesme, taşlama ve dişçi frezesi olarak kullanılırlar. Hava motorlarının genel özellikleri şunlardır:

Kademesiz devir sayısı, döndürme gücü ayarı yapılabilir.

Çok geniş aralıkta devir sayısı elde edilebilir.

Küçük ve hafiftir.

Aşırı yük emniyetlidir.

Toza, suya, sıcağa, soğuğa karşı dayanıklıdır.

Patlamaya karşı emniyetlidir.

Az bakım ister.

Dönme yönü kolay değişir.

MANOMETRELER Sistemdeki ya da sistemin belirli bölümlerindeki havanın basıncını ölçmeye yarayan ölçü aletleridir. Hava tankları üzerine, sistemde basıncın sürekli gözetim altında bulunması gereken değişik yerlere konulmuştur. Manometrelerin yenilenmesi ve ilk seçimleri sırasında ölçüm alanına, çalışma ortamına, hassasiyetlerine, bağlantı kolaylığına dikkat edilmelidir.

SUSTURUCULAR Pnömatik sistemde kullanılan basınçlı havanın sistem egzozundan ( hava çıkış ünitesi) çıkışı sırasında, sakin dış ortam havasına hızla çarpması sonucunda bir gürültü (ses) oluşur. Bu amaçla kullanılan susturucular, dışarı çıkacak havayı dağıtmak, saptırma ve frenleme usulleriyle oluşacak gürültüyü dayanılabilir bir seviyeye düşürürler. Susturucu içine giren basınçlı hava, bu geniş alana yayılır ve hızı düşürülür, sonra susturucu iç kısmım örten sinterlenmiş yüzeye çarpar ve hava çıkışı hazırlanmış eşit çaplı deliklerden dışarı çıkar.

Susturucuların pnömatik silindirlere zararları vardır. Bu nedenle susturucuların kısıcılı tipleri kullanılmaktadır. Silindire zarar verme etkisi kısıcılı tip kullanılarak azaltılır. Bir başka gürültü azaltma yöntemi, birkaç valfin atık havasını yüksek kapasiteli bir susturucu aracılığı ile dışarı atmaktır.

Basınç Anahtarı Kompresörün elektrik devresini açıp kapamaya yarayan basınçlı hava kontrollu elektro anahtardır. Basınçlı hava, çelik diyafram üzerine etki eder. Diyafram anahtar pistonunu etkiler Pistonun diğer ucunda yay vardır. Yay basıncı gerektiğinde ayarlanabilir. Ayrıca pistonun yay tarafındaki ucuna yakın iletken elektrikli eleman vardır. Anahtara etki eden basınç düşükken, anahtar yay basıncı pistonu iter. Pistonun ucundaki iletken eleman elektrik devresinden uzaklaşır. Elektrik devresi kapanır. Kompresör çalışmaya başlar. Basınç istenilen değere yükselince yay basıncını yener. Piston ucundaki iletken eleman, elektrik devresini açar. Kompresörün çalışması durur. Bu Basınç anahtarı 2 atmosfer basınç toleransı ile çalışır.

VALFLER Basınçlı havanın boşaltılmasını ya da durdurulması işlemini gerçekleştiren, akışının yönünü, miktarını ya da basıncını kontrol eden devre elemanlarıdır. Devre şemalarında sembollerle gösterilirler. Semboller valfin kumanda yöntemini, yol ve konum sayısını gösteren biçimlerle oluşturulmuşlardır. Gördükleri işe göre valfler üç grupta toplanır:

Yön kontrol valfleri

Akış kontrol valfleri Basınç kontrol valfleri

Yön Kontrol Valfleri: Havanın akışına istenilen doğrultuda yön vererek pnömatik kullanıcıların (silindir) istenilen yönde hareket etmesini sağlayan devre elemanlarıdır. Kumanda yöntemi, yol sayısı ve konum sayısıyla değerlendirilirler. Konum sayılarını karelerin sayısı belirlerken yol sayısını ise karelerin üzerindeki giriş ve çıkışların (dışarıdan yapılan bağlantıların) sayısı belirler. Karelerin içindeki oklar ise hava akışının ne yönde gideceğini yani hava bağlantısının nerden nereye olduğunu belirtir. Valf tarif edilirken önce yol sayısı sonra konum söylenir. Örneğin; 2 konumlu 5 yollu bir valf “5/2” olarak adlandırılır ve “5’e 2” şeklinde okunur.

Karelerin sağ ve solundaki semboller ise valfin kumanda şeklini gösterir. Ayrıca valflerde giriş çıkışların ne olduğunu belirlemek için çeşitli rakamlar ve harfler kullanılır. Bu harf ya da rakamlar ISO 5599’de düzenlenmiştir. Bu rakam ve harflerden 1: Besleme havası hattını, 2 ve 4: Çalışma

hatlarını, 3 ve 5: Egzoz hatlarını, 12 ve 14 ise Uyarı (sinyal) hattını gösterir. Rakamların yazıldığı kutucuklar valfin başlangıç pozisyonunu gösterir.

Yukarıdaki şekilde gösterilen valflerden ilki 3/2 elle kumandalı ve yay geri dönüşlü bir valftir. İkincisi ise 5 yollu 2 konumlu bir valftir. Rakamların gösterildiği kutucuk başlangıç pozisyonunu göstermektedir. Yan kutucuğa geçebilmek için bu valfin elektrikle uyarılması gerekmektedir, eski haline dönebilmesi için de pnömatik kontrol seçilmiştir. Yön denetim valfleri çalışma tasarımına göre de çeşitlendirilirler. Örneğin; hava yolunu sınırlandıran parça bir bilye ya da disk ise oturmalı tip valf adını alırken; havanın bağlantılarını bir sürgünün hareketi sağlıyorsa bu valflere sürgülü tip valf denir.

Çeşitleri A)Basınçlı Havanın Geçişine Göre

1.Normalde Açık Valf: Havanın geçişine direk olarak izin veren valflerdir. Kompresörden gelen hava valfe girip çıkış

deliğinden çıkıp sisteme giden valflere normalde açık valfler denir

2.Normalde Kapalı Valf Kompresörden gelen basınçlı hava valfe girip çıkış deliğinden çıkmıyorsa bu valflere normalde kapalı valfler denir. Basınçlı havanın çıkması için bir butona basılması gerekir.

B)Yapılışlarına Göre Yön Kontrol Valfleri Yön kontrol valfleri basınçlı havaya yön verir alıcılara dağıtır. Konum:Basınçlı hava yön kontrol valfına girer. Çıkış bir alıcıya bağlıdır. Bu birinci konumdur. Aynı basınçlı hava ile aynı alıcı ters yönde çalıştırmak için valfin yönü değiştirilir. Buda ikinci konumdur. Valfe giren havanın yönünün değiştirilmesi işlemine konumlama denir. Yön kontrol valflerinde iki konum çokça kullanılır. Şu ana kadar en fazla üç konumlama yapılmaktadır. Kısaca iki ve üç konumlu valfler vardır. Valf sembolünde konum sayısı kare olarak gösterilir. Yol: Herhangi bir konum durumunda havanın gittiği ve gidebileceği yol sayısıdır. Bir valfde bulunan bağlantı deliği sayısı, yol sayısına eşittir.

1.Sürgülü Yön Kontrol Valfleri

2/2 Yönlendirme ( Yön Kontrol ) Valfi 2/2 yönlendirme valfi iki konuma ( açık, kapalı ) iki yola sahiptir. Bu valfin kapalı konumunda dışarı hava atımı yoktur. En sık görülen yapım şekli bilye kapamalı olanıdır.

3/2-Yönlendirme Valfi Yönlendirme valfi ile bir işaret uygulanabilir veya işaret ortadan kaldırılabilir.Bir başka deyişle basınçlı havanın yolu ya açılır ya da kapatılır. 3/2yönlendirme valfi 3 bağlantı ve 2 anahtarlama konumuna sahiptir. Üçüncü bağlantı aracılığıyla sisteme gönderilen basınçlı hava dışarı atılır. Bir yay aracılığıyla bilya valf kapama yüzeyine doğru itilir ve birinci bağlantısında bulunan basınçlı havanın yolu işlemci tarafına geçemeyecek şekilde kapatılır. Bu konumunda işlemci hattı çıkış bağlantısı üzerinden atmosfere açılmış durumdadır.

2.Bilyalı 3/2 Yönlendirme Valfının Çalışması Bir yay aracılığıyla bilya valf kapama yüzeyine oturur ve basınçlı havanın iş elemanına gitmesini engeller. Giriş havası yolu kapatılmıştır. Valfin kumanda edilip ( 2. konumlaması yapılınca ) yay basıncı yenilince hava çıkış kanalı kapatılır. Basınçlı hava iş elemanına gider. Kumanda (konumlama) bırakılınca kullanılan hava valf üzerinden atmosfere açılmış olur. Diskli de havanın giriş ve çıkışı bir disk yardımıyla gerçekleştirilir. 3/2-Yönlendirme Valfının Çeşitleri: 1- Normalde açık, kumandalı, 2- Normalde açık, kumandasız 3- Normalde kapalı, kumandalı, 4- Normalde kapalı, kumandasız, 5- Geri getirme yaylı kumandalı şeklindeki çeşitlerinin yanında kumanda şekillerine göre de el sürgülü, pnömatik kumandalı, ön kumandalı, makaralı ön kumandalı, eletromanyetik kontrollü çeşitleri de vardır.

3/2-Yönlendirme Valfi Normalde Kapalı, Kumandasız Bu tür kumandalı valf normal konumda kapalıdır.

3/2-Yönlendirme Valfi Normalde Açık, Kumandalı Valf açık konumdayken çıkış havası kapatılır.

4/2 Yönlendirme Valfleri İki adet 2/2 valfinin yapabileceği işleri yapabilecek tek valftır. Çift etkili silindirlerin kumandasında kullanılırlar.

4 / 3 Yönlendirme Valfleri Dört yol, üç konumludur.Döner diskli valf en iyi örneğidir. Sadece elle ve ayakla kumanda edilebilirler. Kumanda edilen pistonun kolu istenen herhangi bir açıda sabit tutulabilir. Havanın sıkıştırılabilir olması nedeniyle hassas konumda durdurulamaz.

5/2 Yönlendirme Valfi Beş yollu iki konumludur. Genellikle sürgülü valfler beş yollu iki konumludur. Elle, mekanik, elektrikle, pnömatik olarak kumanda edilebilirler.

5/3 Yönlendirme Valfi 5 yollu 3 konumlu valflerdir. Genellikle hidrolik sistemlerde kullanılmaktadır.

3.Özel Yön Kontrol Valfleri Gelişen endüstride, kendi kendini kontrol edebilen pnömatik sistem devrelerinde kullanılan yön valfleridir. Programlanabilir sistemlerde kullanılmaktadırlar. Çeşitleri: 1- VE valfi, 2- VEYA valfi, 3- Çabuk Boşaltma valfi, 4- Yavaşlatma valfi, 5- Akülü valf,

6- Fıskiyeli Valf.

VE Valfi Pnömatik mantık devrelerde iki basınçlı hava girişinden tek çıkış veren valflere denir. Bu valfler de bir yoldan hava girdiği zaman çıkıştan hava elde edilemez. Hava çıkışı her iki yoldan basınçlı hava gelince gerçekleşir. Eşit basınçta gelirse son gelen basınçlı havasının geçmesine izin verir. Basınçlar farklı olursa düşük basıncın geçmesine izin verilir.

Programlanabilir kontrol sistemlerine bağlı olarak çalışan, pnömatik mantık devrelerinde çok yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Bu tür devrelerde üretim el değmeden yapılır. Pnömatik robotlarda çokça kullanılan valf çeşididir. Bu devrelerde basınçlı hava kontrollü olduğu gibi düşük voltajlı elektrik enerjisi ile de yapılabilir.

VEYA Valfı Bu valf de mantık sistemine göre çalışır. İki girişten birine hava verilirse gelen havayı çıkışa verir. Bir silindir yada kumanda valfının birden fazla noktadan kumanda edileceği zaman kullanılır.

Vakum Kapalı bir kaptan hava taneciklerinin boşaltılması çevredeki atmosfer ile kap arasında bir basınç farkı oluşturur. Kapalı kaptaki basınç düşüşü vakum olarak adlandırılır. Yani atmosfer basıncından düşük basınçlara vakum denir. Genellikle milibar birimi ile ifade edilir. Endüstriyel uygulamalarda oldukça sık kullanılan vakum teknolojisinde düşük, orta ve yüksek vakumlar kullanılır. Yüksek vakum oluşturmak oldukça masraflı olduğundan kaldırma ve taşıma uygulamalarında genellikle yüksek kaldırma kuvveti yaratabilmek için düşük vakum genişletilmiş yüzey alanları ile uygulanır. Vakum oluşturulurken; kaptan tüm hava moleküllerinin boşaltılması imkansız olduğundan mükemmel vakum elde edilemez. Ancak ne kadar hava boşaltılırsa o kadar kuvvetli bir vakum oluşturulur. Vakum oluşturan iki çeşit araç vardır. Bunlardan birincisi vakum pompasıdır. Çalışma prensipleri kompresörlere benzer ancak kompresör atmosferdeki havayı alıp kaba doğru basınçlandırırken; vakum pompaları kaptaki havayı alıp atmosfere boşaltır. Roots tipi, diyaframlı, kuru tip, yağlı tip gibi çeşitleri bulunur. Diğer bir vakum oluşturma aracı ise vakum jeneratörüdür. Kompresörden çıkan basınçlı hava, vakum jeneratörünün daralan kesitinden geçerken vakum oluşmasını sağlar.Alış maliyeti düşük, oldukça da temiz çalışan ve enerji harcamayan elemanlardır. Ancak basınçlı havayı dışarı attığından sisteme enerji maliyeti açısından külfet getireceği göz önünde bulundurulmalıdır. Vakum; kurutma, şişeleme, tüp doldurma, filtreleme, hava alma, buhar ve gaz çekilmesi işlemleri, vakumla şekil verme, gıda ambalajlama, kaldırma, taşıma, tutma ve bağlama gibi birçok alanında kullanılmaktadır.

Basınç Kontrol Valfleri Basınç kontrol valfleri pnomatik sistemlerde nadiren kullanılır. Basınç ayarlayıcı adı verilen elemanı, Şartlandırıcı konusunda anlatmıştık. Burada sadece emniyet valfinden bahsedeceğiz. Emniyet valfi basınç ayarlanan değere geldiğinde havanın atmosfere atılmasını sağlar. Hava kazanları üzerinde kullanılır.

Çek valf Akışın tek yönde geçmesine izin veren devre elemanıdır. Valfin içinde bir yay direnç oluşturmak üzere yerleştirilmiştir. Sol taraftan verilen havanın basıncı yayın direncini yendiğinde yayın ittiği disk ya da kapakçık açılarak havaya yol verir ve geçiş sağlanmış olur. Ancak sağ taraftan hava verildiğinde hem havanın basıncı hem de yayın kuvveti diski ya da kapakçığı kesite doğru ittirerek yolu kapatır. Böylelikle tek yönlü geçiş sağlanır.

Akış Kontrol Valfleri: Hız Ayar Valfi :

Bünyesinde bir çek valf bulunduğu için tek yönde geçiş kesitini daraltarak, çalışma elemanının hızını denetleyen elemandır. Cek valfin geçişe müsaade etmediği yönde akışkan bir ayar vidası ile ayarlanabilen kısma kesitinden geçmeye zorlanır. Ters yönde akış halinde cek valf açılır ve herhangi bir kısma olmadan akışkan yoluna devam eder.

Çabuk Egzoz Valfi Silindirlerde hız arttırmak amacıyla kullanılır. Bazı uygulamalarda silindirin geri dönüşünde bir iş yapılmaz ve bu ölü zamanın kısaltılması istenir. Çabuk egzoz valfi silindire çok yakına bir yere monte edilir. Böylelikle silindirdeki hava yön denetim valfi üzerinden değil de çabuk egzoz valfi üzerinden tahliye olur. Valfin P, A, R gibi üç tane bağlantı deliği mevcuttur. A hattı silindire bağlanır. R hattı atmosfere açıktır. P hattından basınçlı hava verildiğinde iç kısımdaki hareketli sızdırmazlık elemanı R deliğini kapatır, silindire hava dolar. Geri dönüşte A hattında basınçlı hava vardır. Hareketli sızdırmazlık elemanı bu defa P hattını kapatarak silindir içindeki havanın çabucak R deliğinden tahliye olmasını sağlar. İmpuls Ejektör (Ani Hava Üfleyicisi) Basınçlı hava uzun zamandan beri endüstride üfleme ve bant dışına itme problemlerinde kullanılmaktadır. Bunun için büyük bir hava sarfiyatı söz konusudur. Bu yüzden bu tür problemlerin çözümünde Impuls Ejektör kullanılmaya başlanmıştır. Böylelikle hava sarfiyatı da minimuma indirilmiş olur. Impuls Ejektör‟ün bir hava deposu bir de çabuk egzoz valfi vardır. Valfin doldurulmasında normalde açık 3/2 valf kullanılır. Devrede basınçlı hava varsa bu valf sayesinde Impuls Ejektör‟ün deposu dolacaktır. 3/2 valfin konum değiştirmesi ile birlikte doldurma basıncının değerine bağlı olarak depodaki hava hızla R hattından boşalacaktır.

BORULAR Boru Donanımı İhtiyaçları

Bîr pnömatik sistemin diğer bir önemli kısmı da hava dağıtım sistemidir. Bu sistem boruların, hortumların, valflerin tümü ile birlikte tüm diğer sistem aksamını birleştirmek için ihtiyaç olunan bağlantı parçalarının tümünü içine alır. Hava emiş filtresinden kompresöre, soğutucular ve ayırıcılardan hava ile çalışan cihaza kadar olan sistemin tümü, boru donanımı kullanılmasını gerektirir.

Pnömatik sistem kurulurken kompresör, tank, filtreler, ayırıcı ve yağlayıcı gibi sistemin tüm elemanları ihtiyaçlarının tamamı ve gelecekte eklenebilecek yeni eklentilerin tamamı düşünülmelidir. Cihazlar içinde gerekli tolerans bırakılmalıdır.

Pnömatik boru tesisatları genel olarak, boru, hortum, rekor ve diğer bağlantı parçalarından oluşan birleşik ünitelerdir. Boru, hortum ve birleştirme elemanlarının kalite ve dayanım özellikleri en üst seviyede olmalıdır.

Boruların Birleştirilmesi Bir pnömatik sistemde üç ayrı boru bağlama yöntemi uygulanabilir. Bunlar vidalı, kaynaklı ve

flanşlı bağlamadır. Basınçlı hava hatlarında kullanılan bağlantı elemanları, sisteme monte, edilmeden önce basınçlı hava verilerek test edilmelidir.

Kaynaklı Birleştirme Kaynaklı bağlantı elemanlarına sahip hava hatlarında, vida dişi çekilmiş hava hatlarına göre

daha az kaçak meydana gelir. Kaynaklı birleştirme yapılan boru hatlarında basınç düşmesi daha azdır. Kaynaklı boru montajı daha zor ve yeni hat ilave etmek güçtür. Bu nedenlerle küçük çaplı sistemlerde kullanılmazlar. Büyük çaplılarda kullanılırken çıkış yerlerine vida dişi açılır.

Flanşlı Birleştirme Flanşlı bağlantı parçaları, orta ve büyük çaplı boru tesisatı ve cihazı için kullanılır. Büyük

çaplı kompresörlerin, son soğutucuların, ayırıcıların, hava tanklarının çoğu flanşlı bağlantı şeklinde birleştirilmiştir. Pnömatik sistemlerde sadece çelik flanşlar kullanılmalıdır.

Vidalı Birleştirme Hava kaçaklarının fazla olduğu birleştirme biçimidir. Boruların uçlarına vida dişi açılır.

Borunun içine yada dışına açılan bu vida dişleri, yardımcı metal tüp tipi bağlantı elemanları (manşonlar, rekorlar ) kullanılarak birbiri ile birleştirilirler.

Metal Olmayan Tüp Tipi Birleştirme Elemanları ve Hortumlar: Plastik boru tesisatında polietilen, polipropilen veya polivinil klorür malzemeden yapılan

plastik boru tesisatının kullanımı 7 atmosferin altındaki basınçlarla ve 90 °C’den düşük sıcaklıklarda kullanılır.Bununla beraber, plastik boru sisteminin bazı tipleri, 90 °C sıcaklıkta 10 bar basınca kadar kullanılabilir. Kimyasal etkilere karşı direnç göstermesi ve paslanmaya uğramaması ve benzeri üstünlükleri vardır. Plastik Tüp-Tipi Boru Bağlantı Elemanları

Sıkıştırmalı pirinç rekor, sıkıştırmalı rekor, "0" halkalı rekor ve tırtıklı "T" tiplerini içine alır. Sıkıştırmalı rekorlar, plastik boruya destek görevi yaparak boru somuna sıkıldığında borunun çöküntü yapmamasını sağlar. Tırtıklı "T" parçalar ise hat basıncına bağlı olarak kelepçeli veya kelepçesiz olarak kullanılabilir.

Hortumlar Çoğu tesiste, taşınabilir tip havalı cihaz ve aletlerin hat içine monte edilmiş hava besleme

istasyonlarına bağlanabilmesi için hava hortumları kullanılır. Bu hortumlar 1.5 ile 15 m arasındaki bir uzunlukta olabilir. Hortumlar, hareketli ve sabit cihaz parçaları arasında esnek bağlantılar yapmak için de kullanılır.

Hortum Bağlantı Elemanları Çok sayıda sabit geçmeli ve sökülüp takılabilir tip hortum bağlantı elemanları vardır. Bir hortum bağlantı elemanı esas itibariyle iki parçadan oluşur. Bu parçalardan biri hortumu sıkıca kavrar, diğeri ise hortumu bütün olarak bağlantı elemanına bağlar.

Boru İç Çaplarının Belirlenmesi Planlaması yapılmış pnömatik sistemde, hava hattının taşıma hattının çapı, iletilen havanın

hacmi, sistem çalışma basıncı, havanın ulaştırılacağı en son noktaya olan uzunluk ve hat içinde bulunan dirsek ve bağlantı elemanlarının sayısı gibi çeşitli etkenlere bağlıdır. Tesisin büyüklüğü ve kompresörün (veya kompresörlerin) yeri (veya yerleri), havanın ne kadar uzağa iletilmesi gerektiğini belirler. Bazı kuruluşlarda ilgili birimlere ayrı ayrı besleme yapan kısmi sistemler, bazılarında merkezi veya çevrimli sistemler kullanılır. Bazı durumlarda basınç düşmelerini azaltmanın yanında boru çaplarını düşürmek için kompresörden uzak yerlere yardımcı hava tankları yerleştirilir. Boru iç çaplarının belirlenmesinde grafikler kullanılır. Hava sıkıştırılabilir akışkan olduğu için sistem hatlarının ölçülendirilmesi, hidrolik sistem kadar önemli olmayabilir. Gene de belirli sınırlar içinde yeterli dikkat gösterilmelidir.

Borularda Basınç Düşmesi

En az basınç düşmesini sağlayacak boru çapını seçerken diğer bazı etkenlerin de dikkate alınması gerekir. Sistemde hava kullanımı olmadığı zamanlar tüm manometreler aynı değeri gösterecektir. Sistem çalışmaya başladığında aynı hat üzerindeki iki manometrenin gösterdiği değerler arasında farklılıklar olacaktır. Önemli olan bu farkı en aza indirmektir. Metal borularda basınç düşmesi fazla olmayacaktır. Bağlantı hataları nedeniyle sadece ek metal boru tesisatlarında ek yerlerinde düşmeler görülecektir. Ama zamanla boruların içinin kirlenmesi hava akış hızını azaltarak basınç düşmesine sebep olabilir. Bu durum sistemin çalışmasını fazla etkilemez. Plastik borularda borunun esnemesi nedeniyle basınç düşecektir. Bundan sistemin etkilenmesini engellemek için boru boyları kısa, çapları ise boyları oranında büyük olmalıdır.

PNÖMATİK DEVRE ÇİZİMİ Eğer hareket diyagramları ve yardımcı koşullar açık olarak tanımlanmışsa devre diyagramının çizilmesine başlanabilir. Tasarım devre diyagramında, sinyal çakışmasını önlemek için kullanılan yönteme bağlı olarak yürütülür. Basit bir kontrol sistemi istendiğinde sinyal çakışmasını mafsal makaralı valfle önlemenin dezavantajına katlanılabilir. Tüm diğer hallerde sinyal çakışması geri dönüşlü valfler ile çözülmelidir. Devre diyagramının hazırlanmasında kullanılan bu metodik yaklaşım Kaskad yöntemi olarak da adlandırılır. Problemlerin ifadelerini kısaca göstermek amacıyla aşağıdaki yöntem kullanılır

Silindirler birer harf ile gösterilir. Silindirin piston kolunun ileri çıkması <+> , piston kolunun içeri girmesi < - > ile ifade edilir. Birbirini takip eden farklı çalışma adımları art arda, aynı anda gerçekleşen iki hareket alt alta yazılarak gösterilir. ( A+, B+, A-, B-)

Pnömatik Devrenin Çiziminde Dikkat Edilecek Hususlar: 1- Sinyal akışı aşağıdan yukarı olmalıdır, 2- Enerji de aşağıdan yukarıya temin edilir, 3- Elemanların fiziksel düzeni göz ardı edilir, 4- Silindir ve valfler yatay çizilir, 5- Sinyal elemanlarının gerçek yeri düşey bir çizgi ile gösterilir, 6- Tüm denetim devresi gruplara bölünür, 7- Elemanlar başlangıç konumlarında gösterilir, 8- Hatlar birbirini kesmeyecek şekilde düzenlenir. 9- Çizime başlamadan bazı özellikler iyi incelenmelidir.

Çizime Başlamadan Yapılması Gereken İncelemeler: 1) Basınç kriterleri esas alınarak gruplara ayrılmalıdır. 2) Birden fazla değişken varsa; veri toplama ve veri işleme işlevlerinin yerine kumanda devresi elemanları ile birlikte incelenmelidir. 3) Birden fazla değişken varsa; çalışma elemanlarının ve bu elemanlara yön veren ana yön denetim valflerinin, bulunduğu güç devresi ayrı olarak incelenmelidir. 4) Denetim, karmaşık ve birkaç çalışma elemanını içeriyorsa, her bir çalışma elemanı bir grup oluşturacak şekilde bölümlere ayrılmalıdır. Bu bölümler hareket sırasına göre art arda çizilmelidir. 5) Çizim kolaylığı sağlamak için kurallara uygun adlandırma yapılmalıdır.

Elemanların Adlandırılması 1- Numara kullanarak adlandırma, 2- Alfabetik harfler kullanarak adlandırma, 3- Numara ve alfabetik harfleri birlikte kullanarak adlandırma.

Numara Kullanarak Adlandırma 1) Seri Numaralama Yöntemi: Denetimin karmaşık olduğu durumlarda yapılmalıdır. Örnek: 2.5 : 2. grubun 5. Elemanı 2) Grup Sayılarından Oluşan Sıralama Grup 0 : Devreye enerji temin eden bütün elemanlar. Grup1.2.3 : Her bir bağımsız denetim zincirinin tanımı. Her bir silindir yada valf normal olarak bir grup sayısı alır. 3) Gruptaki Seri Numaralardan Oluşan Sıralama 0 : Çalışma elemanları, 1 : Denetim elemanları, 2.4,.6, … :İlgili çalışma elemanlarının ileri hareketinde etkisi olan tüm elemanlar çift sayı alır. .3,.5,.7, … : İlgili çalışma elemanlarının dönüş hareketinde etkisi olan tüm elemanlar tek sayı alır. .01,.02,.03, … : Güç devresindeki yön denetim valfi ile çalışma valfi arasındaki elemanlar. Kısma valfi hesaplar gibi.

Alfabetik Harfler Kullanarak Adlandırma: Alfabetik harfler kullanarak bir dereceye kadar listelemede daha kolay ve çabuk

yapılabilir.Çalışma elemanları büyük harflerle adlandırılır. Sinyal elemanları, sınır anahtarları, küçük

harflerle gösterilir. Daha önceki adlandırmadan farklı olarak sınır anahtarları ve sinyal elemanları etkilendikleri gruba değil, onlara konum değiştiren silindirlere atanır.

A,.B,.C,. çalışma elemanları, a0, b0, c0, A,B,C, silindirlerinin geri konumlarında çalışan sınır anahtarları, a1, b1, c1, A, B, C, silindirlerinin, millerinin ileri konumunda çalışan sınır anahtarları

Numara ve Alfabetik Harfler Kullanarak Adlandırma Rakamlar ve alfabetik harfler birlikte kullanılarak adlandırma yapılabilir. Bağlantı elemanları ve borular benzer şekilde adlandırılır. 4.6p : 4 grubun 6. elemanının P ( basınç ) hattı

Boru Hatları, Genel Özellikleri Boru hatları birbirini kesmeyen doğru çizgiler olarak çizilir. Denetimin karmaşık olmadığı yerlerde, kumanda devresinin hatları kesikli, güç devresinin hatları dolu çizgi ile çizilir.

Elemanların Devre Diyagramları Üzerinde Gösterilmesi Devre diyagramı üzerinde bütün elemanlar, denetimin başlama konumunda gösterilir. Bu kural geçerli değilse uygun bir açıklama ile belirtilmelidir. Eğer valf normal konumda değilse bir ok ile, sınır anahtarı konumunda kam çizerek belirtilmelidir.

Kontrol Teknikleri ve Çeşitlerinin İncelenmesi: Konuma Bağlı Kontrol

Tek Etkili Bir Silindirin Denetimi : Bu denetim işlevi için 3 yollu bir valf silindirin geri dönüşünde piston tarafındaki havayı tahliye etmek için kullanılır.

Çift Etkili Bir Silindirin Denetimi : Burada 4 yollu veya 5 yollu bir valf kullanılabilir. 5 yollu valf kullanıldığında ileri ve geri hareketteki egzost havalarını ayrı ayrı tahliye etmek mümkündür (Hız ayarı).

Tek Etkili Silindirin indirekt (Dolaylı) Denetimi : ġekildeki devre özellikle büyük çaplı ve uzun stroklu silindirlerin kontrolü için avantaj sağlar.

1.1 valfi indirekt olarak 1.2 valfi tarafından kumanda edildiği için 1.1 valfi silindirin kapasitesinde seçilir, sinyal elemanı 1.2 ise küçük boyutlu seçilebilir. Yön valfi ile sinyal elemanı arasındaki bağlantı küçük çaplı bir boru ile yapılır. Sonuçta sinyal elemanının fiziksel boyutunun küçük olması ve anahtarlama zamanının azalması avantajı elde edilir. Çift Etkili Bir Silindirin indirekt (Dolaylı) Kontrolü :

Bu devrede doğrudan denetim olasılığı yoktur. Aslında 1.2 ve 1.3 valfleri silindire bağlandığında pistonun ileri ve geri hareketini sağlayabilirler. Fakat, strok sonlarında hava tahliye edildiği için piston sabit kalmayabilir. Bu nedenle bir silindirin doğrudan ve dolaylı denetimi birbirinden ayırt edilmelidir.

Doğrudan denetim eğer silindirin hacmi çok büyük değil ve işlem tek sinyal elemanı ile denetlenebilirse kullanılır. Dolaylı denetim impuls kontrolü olarak da bilinir. Kullanılan denetim elemanı, uyarı hatlarına basınç uygulandığında konumunu değiştirir. Valfin konumunu değiştirmek için bir impuls yeterlidir. Sürtünme kuvvetinin yardımıyla valf bu yeni konumunu korur. Bu tip bir valf impuls valf olarak da bilinir. (Bellek karakteristiği olan valf)

Makaralı Valf Kullanarak Çift Etkili Bir Silindirin Sürekli Gidiş Gelişi : Geri konumda 1.4‟e basıldığında ileri hareket için bir sinyal sağlanır. Hareketin durdurulması için 1.4‟ün havasının kesilmesi gerekir.

ÖZET Yön denetim valflerinin uygulama ve kullanış alanları; iki yol işlevi: Sadece açma kapama problemleri için Üç yol işlevi: Tek etkili silindirlerin denetimi, basınç uygulayarak konumu değiştirilen valflerin denetimi, ayrıca genel bir işlemi başlatmak için bir sinyal verilip sonra bunun aynı valften tahliye edilmesi gereken herhangi bir yerde kullanılabilir. Dört yol işlevi: Çift etkili silindirlerin denetiminde ve sinyal bağlantı valfi olarak kullanılabilir. Beş yol işlevi: 4 yol işlevinde olduğu gibidir. Fakat 2 tahliye hattı mevcuttur. (her bir çalışma hattı için bir tahliye) Bu tahliye hatları bağımsız olarak da kullanılabilir. (hız ayarı) Doğrudan denetim: Denetim için tek sinyalin yeterli olduğu ve büyük hacimli silindirlerin denetimi söz konusu olduğunda kullanılır. Dolaylı Denetim: Birçok sinyalin olduğu ve denetim elemanları ile sinyal elemanlarının birleştirilemediği yerlerde kullanılır. İmpuls Denetim: Pnomatikte impuls valf olarak kullanılan elemanlar düşük maliyeti ve değeri yüksek denetim elemanları olarak kabul edilir.

Muhafaza Eden Kontrol: Sistemde belirli görevler yüklendiğinde (emniyet, belirli normal konumlar vs.) kullanılır. impuls denetim ile karşılaştırıldığında pahalıdır.

Hıza Bağlı Kontrol:

Hız Azaltma : Kısma valfleri kullanılarak gerçekleştirilir. Hareketin bir yönünde hız ayarı istenirse kısma valfine paralel olarak bir cek valf bağlanır. Eleman tipine bağlı olarak incelenebilecek 3 olasılık vardır:

Sabit Ayarlanamaz Kısma :

Sabit kısma valfleri

Strok Boyunca Sabit Ayarlanabilir Kısma :

Ayarlanabilir kısma valfleri

Strok Boyunca Sürekli Ayarlanabilir Kısma :

Makaralı kısma valfleri

Kısma valflerinin yerleştirilmesine bağlı olarak iki hız ayar yöntemi vardır.

Giriş havasının kısılması

Tahliye havasının kısılması

Hız Arttırma Hız, bir çabuk egzost valfi kullanılarak arttırılabilir. Eğer sadece bu yeterli değilse valflerin boyutları, bağlantı hatlarının değiştirilmesi gibi diğer yöntemler uygulanmalıdır.

Tek Etkili Silindirde Hız Ayarı Tek etkili bir silindirde ilerleme hız sadece giriş havası kısılarak değiştirilebilir. İlerleme anında tahliye olmadığı için çabuk tahliye valfi kullanılarak hız arttırmak imkânsızdır.

Dönüş Dönüş hızı ancak tahliye havasının kısılması ile sağlanır.

Geri dönüş hızının arttırılması için çabuk tahliye valfinin kulanışı yukarıdaki şekilde gösterilmiştir.

İlerleme ve Dönüş İlerleme ve dönüş hızları ayrı ayrı ayarlanabilir.

Çift Etkili Silindirde Hız Ayarı : Çift etkili silindirlerde ileri ve geri harekette giriş ve çıkış havasının kısılması mümkündür. Aynı zamanda kat edilen yola bağlı olarak her iki yönde de makaralı hız ayar valfi kullanılarak hız ayarı yapmak mümkündür. Birer çabuk tahliye valfi her iki yönde de hız arttırabilir.

İlerleme ve geri dönüşte tahliye havasının kısılması ayrı ayrı ayarlanabilir.

Basınca Bağlı Kontrol: Sıralama valfi belirli işlem ve faktörleri kontrol etme amacıyla kullanılmak için geliştirilmiştir. Tasarım özellikleri ve egzost bulunmaması nedeniyle pratikte yön denetim valfi ile birlikte kullanılır. Aşağıdaki şekilde sıralama valfi 1.3 çalışma basıncından bir parça büyük bir değere ayarlanmalıdır. Maksimum basınç, piston silindir içinde hareketsiz kaldığında oluşacaktır. Böylece silindir strokunu tamamladığında basınç oluşacak ve sıralama valfi bir sinyal verecektir. Strok sonuna ulaşıldığından emin olmak için 1.5 Nu‟lu makaralı sınır anahtarı kullanılır. Eğer sınır anahtarı kullanılmazsa silindir strokunun ara bir yerinde bir yükle karşılaştığında geri dönecektir.

Zamana Bağlı Kontrol : Pnomatik zaman röleleri (elemanları) bir yön valfi, bir kısma valfi ve bir tüp yardımı ile kolayca oluşturulabilir. Tüm bu elemanlar tek tek bağlanarak zaman rölesi oluşturulabildiği gibi bu tümleşik bir valfle de olabilir. Zaman rölesinin simgesi, kullanılan elemanların simgeleri birleştirilerek oluşturulur.

Zaman rölesinde kullanılan yön valfi normalde açık olursa; e sinyali verildikten Δt süre sonra a sinyali 0 olur. E sinyali kesildiğinde a‟dan tekrar çıkış alınır.

Zaman Gecikmeli Geri Dönüş:

Hidrolik ve Pnömatik Devrelerin Bakımı Hidrolik ve pnömatik sistemlerde aralıklarla ve her gün aksatmadan yapılması gereken bakımlar vardır. Bu bakımlar zamanında yapılmayacak arızalar oluşacaktır. Arızalanma sistemin durmasına sebep olduğu gibi kazaları da artıracaktır. Arıza: İşin durmasına, kaza sonucu ölüm ve yaralanmalara sebep olmanın yanında çok büyük maddi kayıplara da sebep olacaktır. Bu nedenle bakımlar aksatılmamalıdır., Günlük Bakımlar Günlük bakımlar her gün aksatmadan yapılan bakımlardır.Günlük bakımlarda 1- Bağlantı noktalarında sızıntı kontrolleri yapılır. 2- Filtrelerin, hava tanklarının birikmiş pislik ve suyu alınır. 3- Kompresör motorlarının, güç kaynağı olarak dört zamanlı motor kullanılıyorsa bunların yağ seviyeleri kontrol edilir. 4- Yağlayıcılardaki yağ seviyesi kontrol edilir.

Haftalık Bakımlar Hafta sonu yapılması gereken bakımlardır. Özellikle çalışma yoksa daha dikkatli ve titiz bir bakım yapılmalıdır. Bunlar: 1- Günlük bakım sırasında yapılan tüm bakımlar yapılmalıdır. 2- Sistemdeki hareketli parçalar kontrol edilmelidir. 3- Yağlamalar yapılır. 4- Bozulan, çalışmayan sistem parçaları yenisi ile değiştirilir yada onarılır. 5- Manometreler, yağlayıcılar ve filtreler kontrol edilir.

Aylık Bakımlar 1-Günlük ve haftalık bakımlarda yapılan tüm işlemlerin tamamı yapılır, 2- Filtrelerin temizlikleri yapılır.

6 Aylık Bakımlar 1- Günlük, haftalık ve aylık bakımlarda yapılan tüm bakımlar yapılır. 2- Hareketli sistem parçaları tek tek kontrol edilir, 3- Piston keçeleri kontrol edilir, gerekirse yenisi ile değiştirilir. 4- Sızdırmazlık elemanları kontrol edilir gerekirse yenisi ile değiştirilir. 5- Filtre elemanlarının bazıları (özelliklerine göre ) yenisi ile değiştirilir.

6- Pnömatik sistemlerde basınç düşme kontrolleri yapılır.

Alıştırma 1. Sandık Transferi:

Devre Tasarımı Devre diyagramı tasarımında kabul edilen yöntem sinyal çakışmasının kaldırılması biçimine bağlıdır. En basit devre tasarımı için sinyal çakışması mafsal makaralı valf kullanılarak yapılabilir. Devre tasarımında aşağıdaki yol tavsiye edilir.

Çalışma elemanları çizilir. İlgili son kontrol elemanı çizilir. Uyarı simgesi olmaksızın gerekli sinyal elemanları çizilir. Eğer son kontrol elemanı larak hava uyarılı (impuls) valfler kullanıldı ise her bir impuls valfi için iki sinyal valfi kullanılır.

Enerji girişi çizilir. Kontrol hatları çizilir (bağlanır).

Elemanlara numara verilir. Hareket diyagramı devre diyagramına taşınır. Sinyal çakışması olup olmadığı kontrol edilir. Bu kontrol hareket ve kontrol diyagramında

yapılabilir. Uyarı simgeleri çizilir. Uygulanabilecek yerlere yardımcı koĢullar (ek istekler) yerleştirilir.

Hareket Kontrol Diyagramı Hareket ve kontrol (sıralama) diyagramında silindirler ve valfler için birer satır çizilir. Silindirler için alt satır pistonun geri konumunu, üst satır ileri konumunu gösterir. Valflerde ise alt satır valfin uyarısız normal konumunu, üst satır uyarı aldığında ulaştığı konumunu ifade eder. Silindirlerin stroklarını tamamlamaları valflerin konum değiştirmelerine oranla daha uzun zaman aldığı için kat ettikleri strok (ileri veya geri) eğik bir çizgiyle gösterilir. Hareket adımları diyagramda sütunlarla gösterilir. Aynı son kontrol elemanına ait sinyal elemanları diyagramda alt alta çizilir.

Sinyal çakışması olup olmadığı hareket ve kontrol diyagramında aynı kontrol elemanına sinyal veren iki sinyal valfinin (1.2 ile 1.3 ve 2.2 ile 2.3) çıkışlarının herhangi bir sütunda aynı anda 1 olup olmadığı araştırılarak tespit edilir. Alıştırma 2. Perçinleme Aparatı: İki saç plaka yarı otomatik bir preste perçinle birleştirilecektir. Parçalar ve perçin, presi kullanan kişi tarafından yerleştirilecek, tamamlanan parçalar presten alınacaktır. Çalışma çevriminin otomatik olan bölümü, parçaların tutulması ve sıkılmasını (A silindiri) ve perçinlemeyi (B silindiri) kapsar. Çevrim, başlama düğmesine basıldıktan sonra gerçekleştirilmeli, tamamlandığında tüm silindirler başlama konumlarına dönmüş olmalıdırlar.

Sinyal Çakışmasını Önlemek için Mafsal Makaralı Valf Kullanarak Devre Diyagramının

Kurulması:

Devre diyagramının inşa edilmesinde daha önce verilen kurallara uyulmalıdır. Sinyal çakışması hareket ve kontrol diyagramının yardımıyla tespit edilebilir.

Diyagramda 1. adımda 1.2 ve 1.3 sinyallerinin, 3. adımda 2.2 ve 2.3‟ün çakıştığı görülmektedir. İlk çakışma nedeniyle sistem çalışmaya başlayamaz. İkinci çakışma 2. silindirin geri hareketini engeller. Böylece 1.3 ve 2.2 valfleri, sinyal çakıĢmasını önlemek için mafsal makaralı olarak seçilir.

Bu devrede başlama sinyali kilitlenmediği için çalışma sırasında kontrol devresinde karışıklıklar meydana gelebilir. Bu nedenle en son hareketi gerçekleştiren silindirin geri strokunu tamamladığında kumanda edeceği bir sınır anahtarından alınacak sinyalle başlama sinyalinin kilitlenmesi tavsiye edilir. Kilitlenme işlevi sınır anahtarı ile başlama anahtarını seri bağlamak sureti ile elde edilir. Bu kilitlenme işlevinin tüm çevrim boyunca etkili olup olmadığı hareket ve kontrol diyagramı ile kontrol edilebilir.

Sinyal Çakışmasını Önlemek İçin Geri Dönüşlü Valf Kullanarak Devre Diyagramının

Kurulması:

Sinyal çakışmasını önlemek için mafsal makaralı valf kullanılmayacaksa ilave bir geri dönüşlü valf kullanılmalıdır. Aşağıdaki şekilde bu valf 0.2‟dir. bu çözümde güçlük 0.2‟nin, konumunu uygun zamanda değiştirmesidir. Bu devrede başlama anahtarının kilitlenmesi 1.4 ile sağlanır.

Bu devrede bir sinyal veya enerjinin tek bir noktadan dağıtılması gerekirse bu için devrede dağıtım hatları çizilerek yapılması tavsiye edilir. Böylece devrenin karışması önlenecektir. Ancak bu devrenin bir dezavantajı vardır, iki farklı işlem bir sinyal elemanı (2.3 ve 1.4) tarafından tetiklenebilir. Bunu önlemek için 2.3 ve 1.4 önce 0.2 valfinin konumunu değiştirmeli, onun çıkışı 1.1 ve 2.1 valfini tetiklemelidir.

Güvenilir bir kontrol sistemi kurmanın en basit şekli her sinyali işi tamamlandıktan sonra kesmektir. Son örnek için bunun anlamı; her adımda bir sinyalin kesilmesidir.

Problem: Etiketleme Aparatı

Prizmatik parçalar özel bir makinede etiketlenecektir. Parçalar yer çekimi-beslemeli bir magazinden alınıp makinedeki bir mekanik durdurucuya kadar bir silindir yardımıyla itilir ve sıkıştırılır, ikinci

silindir etiketi basar, üçüncü bir silindir de parçaları bir sepete atar.

Ek İstekler İşlemler otomatik olarak yapılmalıdır. Tek çevrim ve sürekli çevrim şeklinde çalışma seçilebilir

olmalıdır. Başlama sinyali bir başlama düğmesi ile verilmelidir. Besleme magazini bir sınır anahtarı ile kontrol edilmeli. Eğer magazinde parça kalmadıysa sistem

başlama konumunda durdurulmalı ve parça olmadıkça tekrar çalıştırılmaması için kilitlenmelidir. Eğer acil durdurma düğmesi çalıştırılmışsa tüm silindirler bulundukları durumdan başlangıç konumlarına dönecekler ve ancak kilitleme kaldırıldığında tekrar çalıştırılabilecektir.

Yukarıda yapılan açıklamalara göre hareket ve kontrol diyagramı ile devre diyagramını çiziniz.

ÇÖZÜM Önce, devre daha önce bilinen kurallara göre ilave istekler dahil edilmeden çizilir. Öncelikle hareket kontrol diyagramı çizilir. şekil 3.28 devrenin hareket kontrol diyagramını göstermektedir. Diyagramdan sinyal çakışmasını önlemek için 1.3, 2.2, ve 3.2 valflerinin mafsal makaralı seçilmesi

gerektiği tespit edilir.

Aşağıdaki şekilde mafsal makaralı valf kullanılarak kurulmuş bir devre diyagramını göstermektedir.

Aşağıdaki şekildeki devrede 1.2, 1.6 ve 1.8 valfleri 1. şartı gerçekleştirmek için gereklidirler. ikinci istek 1.10 valfi ile sağlanır. Böylece magazinde parça bitince tüm sistem ilk konumunda hareketsiz kalacaktır. Başlama sinyali bloke edilecektir.

Acil durdurma 0.3 valfi kullanılarak silindirlere geri dönüş sinyali verilir ve karşı sinyal önlenir.

UYGULAMALAR: