← Ünite 12
Makina ve Teçhizat

Ünite 12: Hidrolik ve Pnömatik Sistemler

ISO 1219 Standartları
Hidrolik ve pnömatik devre elemanları karmaşık iç yapıları yerine uluslararası ISO 1219, DIN 24300 ve TS 1306 standartlarına uygun sembollerle gösterilir. Bu sayede hazırlanan projeler dünyanın her yerinde ortak teknik dille okunabilir.
Pnömatik Akışkan Hız Limitleri
Pnömatik sistemlerde kullanılan basınçlı havanın hızı saniyede 50 ila 100 metreye kadar ulaşabilir. Bu yüksek hız, pnömatik silindirlerin saniyede 1-2 metre gibi yüksek hızlarda çalışabilmesini sağlar.
Hidrolik Akışkan Hız Limitleri
Hidrolik sistemlerde kullanılan yağın boru hatlarındaki akış hızı saniyede 4 ila 6 metre arasındadır. Bu düşük akış hızı nedeniyle hidrolik silindirlerin çalışma hızları saniyede ortalama 0.2 metre civarında kalmaktadır.
Çalışma Basıncı Karşılaştırması
Standart endüstriyel uygulamalarda pnömatik sistemler genellikle 6-8 bar gibi düşük basınçlarda çalışırken, hidrolik sistemler 5 bar ile 700 bar arasındaki çok yüksek basınç değerlerinde güvenle görev yapabilirler.

Anahtar Kavramlar

HidrolikAkışkanların mekanik hareketlerini inceleyen bilim dalıdır. Endüstriyel anlamda basınçlandırılmış yağın kontrol edilerek mekanik harekete dönüştürülmesini kapsar.
PnömatikSıkıştırılmış atmosferik havanın mekanik özelliklerini, davranışlarını ve bu havanın gücüyle çalışan sistemleri inceleyen bilim dalıdır.
Pascal PrensibiSıkıştırılamayan sıvıların, kapalı bir kapta üzerlerine uygulanan basıncı her yöne ve tüm yüzeylere dik olarak aynen iletmesi ilkesidir. Krikolar bu prensiple çalışır.
Bernoulli PrensibiDaimi ve sürtünmesiz bir akışta, akışkanın bir akım çizgisi boyunca toplam enerjisinin sabit olduğunu belirten akışkanlar mekaniği ilkesidir.
ViskoziteBir akışkanın akmaya karşı gösterdiği iç dirençtir. Hidrolik yağlarda sıcaklık arttıkça viskozite değeri düşer ve yağ incelir.
Viskozite İndeksiHidrolik yağların sıcaklık değişimlerine karşı viskozite kararlılığını gösteren ölçüdür. Yüksek indeksli yağlar sıcaklık değişimlerinden daha az etkilenir.
KavitasyonAkışkan içindeki yerel basınç düşüşleri nedeniyle oluşan buhar kabarcıklarının, yüksek basınç bölgesine geçince aniden patlayarak metal yüzeylere zarar vermesi olayıdır.
Dinlendirme Levhası (Perde)Hidrolik depoda emme ve dönüş odalarını birbirinden ayıran, yağın dinlenmesini, soğumasını ve yabancı maddelerin çökmesini sağlayan delikli plakadır.
Yön Kontrol ValfiBasınçlı akışkanı istenen hatlara yönlendirerek silindirlerin hareket yönünü veya motorların dönüş yönünü belirleyen devre elemanıdır.
Basınç Kontrol ValfiSistemdeki akışkan basıncını belirlenen emniyet sınırları içerisinde tutan veya belirli bir değerin altına düşüren koruyucu devre elemanıdır.
Çek ValfAkışkanın sadece tek bir yönde geçişine izin veren, ters yöndeki akışı ise tamamen bloke eden tek yönlü akış kontrol elemanıdır.
Akış Kontrol ValfiSistemdeki akışkanın debisini ayarlayarak hidrolik silindirlerin veya motorların çalışma hızlarını kontrol eden elemandır.
Çift Etkili SilindirBasınçlı akışkanın pistona her iki yönden de etki edebildiği, böylece hem ileri hem de geri yönde iş üretebilen silindir çeşididir.
Hidrolik MotorPompa tarafından üretilen hidrolik enerjiyi (basınç ve debi) dairesel mekanik harekete dönüştüren iş elemanıdır.
Hidrolik AkümülatörSistemde basınç düşüşü veya kesintisi yaşandığında, depoladığı basınçlı akışkanı devreye vererek sistemi kısa süreliğine destekleyen elemandır.
ManometreHidrolik veya pnömatik sistemlerdeki hatlarda anlık olarak oluşan akışkan basıncını ölçmeye yarayan gösterge cihazıdır.
KompresörAtmosferden aldığı havayı sıkıştırarak basıncını artıran ve pnömatik sistemlerde enerji kaynağı olarak kullanılan makinedir.

Diğer Önemli Bilgiler

İletilen Kuvvet Kapasiteleri

Pnömatik silindirlerle elde edilebilecek maksimum kuvvetler genellikle 3000 kg sınırının altındayken, hidrolik silindirler ve motorlar yardımıyla 10000 kg değerinden çok daha büyük kuvvetler kolayca üretilebilir.

Enerji Taşıma Mesafeleri

Elektrik enerjisi sonsuz mesafelere taşınabilirken, pnömatik sistemlerde basınçlı hava 1000 metre mesafeye kadar iletilebilir. Hidrolik sistemlerde ise yüksek basınç kayıpları nedeniyle bu mesafe 100 metre ile sınırlıdır.

Depo Tabanı Eğim Standardı

Hidrolik depolarda biriken yabancı partiküllerin ve metal aşınma tozlarının emme hattına gitmesini önlemek amacıyla, depo tabanı tahliye tıpasına doğru %10 ila %15 arasında bir açıyla eğimli üretilir.

Dönüş Borusu Yerleşim Kuralı

Hidrolik depolarda dönüş borusunun çıkış ucu ile depo tabanı arasında, türbülansı ve köpürmeyi önlemek amacıyla boru anma çapının en az 2 ila 2.5 katı kadar boşluk bırakılması zorunludur.

Depo Yerden Yükseklik Standardı

Isınan hidrolik yağın doğal hava sirkülasyonuyla kolayca soğuyabilmesi için hidrolik depo gövdesinin tabandan 15-20 cm yüksekte konumlandırılması standart bir mühendislik kuralıdır.

Mineral Yağların Viskozite İndeksi

Hidrolik sistemlerde yaygın olarak kullanılan standart mineral esaslı yağların viskozite indeksleri 100 civarındadır. Çok yüksek sıcaklıklarda çalışan sistemlerde ise bu değerin 150 indeks seviyesinde olması istenir.

Bağlantı Elemanları Standartları

Hidrolik sistemlerde kullanılan dikişsiz çelik boruların ve yüksek basınca dayanıklı hortumların malzeme ve boyut özellikleri DIN 2391 ve TS 301 standartları ile güvence altına alınmıştır.

Pnömatik Enerji Tüketim Maliyeti

Pnömatik sistemlerde kullanılan basınçlı havanın üretimi oldukça maliyetlidir. Endüstriyel kompresörlerde 1 metreküp havanın basınçlandırılması için yaklaşık olarak 8 kW elektrik enerjisi harcanmaktadır.

Sınavda Dikkat Et

  • Pascal Prensibi formüllerine ve krikolardaki kuvvet-alan ilişkisine dikkat edin; sınavlarda küçük kuvvetle büyük yük kaldırma mantığı sıkça sorulur.
  • Hidrolik ve pnömatik sistemlerin hız ve kuvvet karşılaştırmasını iyi öğrenin; hidrolik yüksek kuvvet/düşük hız, pnömatik ise düşük kuvvet/yüksek hız sunar.
  • ISO 1219, DIN 24300 ve TS 1306 standartlarının devre sembollerini temsil ettiğini unutmayın; elemanların kesit resmi yerine sembolle gösterilmesi zorunluluktur.
  • Hidrolik depodaki dinlendirme levhasının (perde) işlevlerini ezberleyin; türbülansı önleme, partikül çöktürme ve soğutma gibi çoklu görevleri vardır.
  • Viskozite ve sıcaklık arasındaki ters orantı ilişkisini unutmayın; sıcaklık arttıkça yağın viskozitesi düşer, bu da sızıntılara ve verim kaybına yol açar.
  • Pnömatik sistemlerde havanın sıkıştırılabilirlik özelliğinin hassas konumlandırmayı zorlaştırdığı bilgisini aklınızda tutun; bu durum en klasik sınav sorularından biridir.