Forum Makina

Hidrolik piston ve imalatı hakkında bilgiler (makale)

Hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştüren hidrolik pistonlarına dayanıklılık katan birden fazla etmen vardır. Malzeme kalitesi, kullanılan nutringler, oringler, kaliteli keçelerdir vb. vb. Biz bu yazımızda bu etmenlerin en bilinmediklerine değineceğiz. Sert krom kaplama ve silindirik taşlama.

Kısaca; hidrolik enerji, silindir içerisinde hareket eden pistonların uyguladığı basınç kuvvetidir. Bu basınç kuvveti hidrolik pistonlar vasıtasıyla mekanik enerjiye dönüştürülmektedir.

Hidrolik pistonlar; hidrolik silindir, hidrolik mili, piston, piston keçesi, boğaz yataklaması, toz keçesi, o-ring, boğaz ve silindir tabanından oluşmaktadır. Hidrolik silindirin çapı büyüdükçe uyguladığı kuvvette doğru orantılı olarak artacaktır. Hidrolik silindir içerisinde hareket eden piston diğer ara elemanlar ile basıncı sızdırmaz hale gelir ve doğrusal olarak kuvvet uygular.

Ayrıca silindir içerisinin devamlı harekete bağlı olarak aşınmasını engellemek ve sağlıklı biçimde çalışmasını sağlamak için farklı yöntemler kullanılmaktadır. Özellikle hidrolik mile uygulanan silindirik taşlama işlemi ve sonrasında sert krom kaplama sayesinde hidrolik pistonlar daha uzun ömürlü kullanılabilmektedir.

Hidrolik silindirler uyguladıkları kuvvet alanlarına göre 5 farklı çeşide ayrılmaktadırlar.

* Silindir içerisinde yer alan pistonun sadece tek yöne kuvvet uyguladığı tek etkili hidrolik silindirler

* Hidrolik sıvısının iki yönden pistona etki ederek ileri ve geri kuvvet uygulamasını sağlayan çift etkili hidrolik silindirler

* İç içe geçen farklı çaptaki pistonların uyguladıkları kuvveti kullanan teleskopik hidrolik silindirler. Uyguladıkları yüksek kuvvet iş makinelerinde kullanılmaktadır.

* Silindir içerisinde kuvvet uygulayan pistonun silindire vereceği hasarı yok etmek için kullanılan yastıklı hidrolik silindirler

* Açısal motor olarak da isimlendirilen ve 90, 180, 270 ve 360 derecelik açılara hareket edebilen döner silindirler bulunmaktadır. Bu tip silindirler dişli ve kanatlı olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.

Hidrolik piston hangi alanlarda kullanılır?

Hidrolik pistonun kullanım alanları oldukça fazladır. Pistonun uyguladığı kuvvete göre makinelerin birçoğunda hidrolik pistonlar kullanılmaktadır. Tekstil makineleri, baskı makineleri ve inşaat makineleri en çok kullanılan makinelerin başında gelmektedir. Modern üretim alanlarında kullanılan hidrolik pistonlar pek çok işletmenin ilk tercihi konumundadır.

Kullanım alanlarına göre sabit ve hareketli olarak sınıflandırılan hidrolik sistemler mekanizmaların hareket etmesini sağlayan en önemli faktörlerdendir. Sabit hidrolik sistemler belirli bir yere bağlı olarak çalışırlarken hareketli hidrolik sistemler tekerlek ve palet gibi hareketli mekanizmalarda kullanılırlar. Sabit hidrolik sistemler, hareketli hidrolik sistemlere göre daha sık kullanılmaktadır. Sabit hidrolik sistemler her türlü imalat yapan makinelerde, transport sistemlerinde, kaldırma mekanizmalarında, preslerde ağırlıklı olarak kullanılır. Bunların dışında ayrıca basınçlı döküm makineleri, asansörler ve ambalajlama makineleri sabit hidrolik mekanizmaların kullanım alanlarıdır. Hareketli hidrolik sistemler ise inşaat makineleri, kepçe mekanizmaları, tutma ve yükleme sistemleri ve tarım makinelerinde sıklıkla kullanılır.

Yukarıda da görüldüğü üzere hidrolik mekanizmalar hayatımızın pek çok alanında karşımıza çıkmaktadır. Devamlı çalışır halde bulunan bu mekanizmaların uzun ömürlü kullanımı için imalatının ve bakımlarının kaliteleri şekilde yapılması gerekmektedir. İmalatları esnasında sert krom kaplama ve silindirik taşlama uygulanan hidrolik mekanizmaların daha uzun ömürlü kullanımları bilinen bir gerçektir.

Hidrolik piston çalışma mantığı nedir?

Hidrolik piston sistemlerin çalışma prensiplerinden kısaca bahsedecek olursak; silindir içerisinde yer alan hidrolik sıvısının piston kuvveti ile ittirilerek mekanik kuvvete dönüştürülmesi şeklinde çalışmaktadır. Hidrolik mekanizmalar pistonlar vasıtasıyla elde edilen mekanik kuvveti silindir yolu ile doğrusal kuvvete çevirmektedir.

Hidrolik mekanizmaları en basit şekilde örneklendirmek gerekirse şırınga örneğiniz vermek yanlış olmayacaktır. Şırıngalar hidrolik mekanizmalarla benzer şekilde çalışmaktadır. Şırınganın parmağımızla bastırdığımız kısmı pistona, dışı ise hidrolik silindire benzetmek mümkündür.

İlk olarak hidrolik pompa, hidrolik sıvıyı basınçlandırır ve sisteme iletir. Sistem içerisinde yer alan sıvı valfler vasıtasıyla hidrolik silindirin içerisine güvenli olarak geçer. Hidrolik silindirler ise hidrolik sıvının basıncı ile beraber mekanik kuvvetin oluşmasını sağlar. Hidrolik silindir çeşidine göre itme ve çekme işlemi gerçekleştirebilir.

Hidrolik piston sistemlerinin sağlıklı biçimde çalışabilmesi için doğru şekilde tasarlanması gerekmektedir. Uygulanmak istenilen kuvvetin doğru biçimde hesaplanması hidroliğin en güzel şekilde çalışmasını sağlayacaktır.

Basit bir çalışma prensibine sahip olan hidrolik sistemler son derece güvenilir biçimde çalışmaktadır. Hidrolik mekanizmalarının en sağlıklı biçimde çalışabilmesi için silindir içerisinde pistonun rahat biçimde çalışabilmesi gerekmektedir. Sert krom kaplama ve silindirik taşlama işlemleri uygulanan hidrolik mekanizmalar daha uzun soluklu çalışma sağlarlar.

Ayrıca sistemin sorunsuz olarak çalışabilmesini sağlamak için sızdırmazlık işlevi gören ön kapağın bakımlarının güzel biçimde yapılması gerekmektedir. Aksi takdirde hidrolik sıvısının boşalması ile beraber mekanizma boşa çıkacak ve kullanılamayacak hale gelecektir.

Hidrolik piston imalatı nasıl yapılır?

Hidrolik mekanizmaların en dış kısmını oluşturan hidrolik silindir, ST52 olarak isimlendirilen çelik malzemeden imal edilir. Bu malzeme yapılacak olan işin direncine göre değişebilmektedir. Sistem içerisinde çalışacak olan pistonun uygulayacağı basınca göre çeliğin et kalınlığı hesaplanarak uygulanır.

Hidrolik silindirin et kalınlığı hesaplanarak üretildikten sonra hidrolik mili üretimine geçilmektedir. Genellikle miller için Ck45, 4140 ve ıslahlı 4140 gibi saf çelik malzemeler kullanılmaktadır. Bu saf çeliğe sertlik kazandırması için tornalama işleminin sonrasında indüksiyon işlemi uygulanır. Sonrasında ise silindirik taşlama işlemi ile saf çelik kullanım için uygulanır ve sert krom kaplama işlemi ile mekanizma içerisinde kullanılabilir hale getirilir.

Malzeme üzerinde uygulanan tornalama işlemi ile malzeme üzerinde yer alan çapak gibi istenmeyen çıkıntılar kaldırılır. Ayrıca bu işlem ile çelik inceltilerek istenilen ölçüye getirilir. Ardından silindirik taşlama ile çeliğin yüzey pürüzsüzlüğü arttırılır ve ince uygulamalar için elverişli hale gelir. Sert krom kaplama işlemi ile çelik daha sert bir hale getirilir, direnci arttırılır ve sürtünme büyük oranda yok edilir. Kayganlık sağlanır, mukavemet artar, yüzey pürüzsüzlüğü minimum seviye indirilir.

Hidrolik silindir içerisinde hareket eden piston içi honlanarak imal edilmektedir. Yapılacak olan hidrolik pistonun ebatları uygulamada kullanılacak olan işin strok ve basınç isteğine göre ayarlanmalıdır. Bunun dışında sızdırmazlık işi görecek olan ara ürünler pistonun çapına göre tercih edilmelidir.

Hidrolik silindir ve piston çaplarının yanlış hesaplanması ve kullanıma bağlı bozulmalar, piston rod bakımı ile düzeltilmelidir. Hidrolik mekanizmanın hesaplamaları ve kontrollerinin dikkatli şekilde yapılması gerekmektedir.

Hidrolik piston imalatında nelere dikkat edilmelidir?

Hidrolik piston sistemleri pek çok ara ürünün bir araya gelmesi ile meydana geldiği için sistemi oluşturan bütün unsurların en sağlıklı şekilde monte edilmesi gerekir. Bu unsurlar aynı doğrusal düzlem üzerinde dikkatli biçimde monte edilmelidir. Düzlem üzerinde hafif bir kayma hidrolik mekanizmanın sağlıklı çalışmamasına ve kısa sürede kullanılamaz hale gelmesine sebep olur.

Kovan olarak da bilinen hidrolik silindirin yüzey kısmının pürüzsüz olması gerekmektedir. Bu yüzeyde pürüz olduğu takdirde sızdırmaz keçelerin deforme olması ve doğal olarak sistemin sağlıklı çalışmasını engellemektedir.

Rot ya da milin montajı esnasında yatak ile milin arasına talaş veya çapağın girmemesine özen gösterilmelidir. Bunun dışında kep olarak isimlendirilen ön kapağın montajında alaşımlı çelik tercih edilmelidir. Çünkü aynı özellikteki iki malzemenin birbiri ile teması ısınmaya ve doğal olarak aşınmaya sebep olacaktır.

Hidrolik içerisindeki pistonun montajından önce hesaplamalarına dikkat edilmelidir. Burada meydana gelecek olan küçük tolerans sapmaları bütün sistemi riske atabilir. Arka kapağın montajında ise kapak ve pistonun birbirine tam paralel şekilde monte edilmesine dikkat edilmelidir. Tam paralel olmadığı takdirde hidrolik mekanizması sağlıklı olarak çalışmayacaktır.

Hidrolik silindirin ve sızdırmazlık elemanlarının montajı esnasında kesinlikle sivri uçlu tornavida kullanılmamalıdır. Yüzeyde meydana gelecek en ufak deforme sistemin çalışmamasına sebep olabilir. Sızdırmazlık aparatları takıldıktan sonra diğer ürünlerle rahat çalışabilmesi için mutlaka yağlanmalıdır.

Uzkar Makina`ya teşekkür ederiz.