پنج تفاوت اصلی هیدرولیک با پنوماتیک

در سال‌های ابتدایی ورودم به دنیای شیرین صنعت، پس از اینکه کمی با مفاهیم اولیه «هیدرولیک» و «پنوماتیک» آشنا شدم و دستگاه‌های مختلفی را دیدم که با این سیستم‌ها کار می‌کردند، سؤالی همیشه در ذهنم بود و آن اینکه با وجود شباهت‌های زیادی که سیستم‌های «هیدرولیک» با سیستم‌های «پنوماتیک» دارند، چرا در بعضی دستگاه‌ها از «هیدرولیک» استفاده می‌شود و در بعضی‌ها «پنوماتیک»؟ تفاوت‌های این دو نوع سیستم در چیست؟

بنابراین با گذشت زمان و انجام مطالعات بیشتر و کسب تجربیات عملی به پاسخ این سؤال رسیدم و اکنون در این مقاله قصد دارم پاسخ این سؤال را با شما که احتمالاً علاقه‌مند به مباحث «هیدرولیک» و «پنوماتیک» هستید و شاید این سؤال برای شما هم پیش آمده باشد در میان بگذارم.

نمی‌دانم اطلاعاتتان در مورد سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک چقدر است؟ ولی شک ندارم که به‌عنوان یک مهندس مکانیک حتماً آشنایی با این نوع سیستم‌ها دارید. حداقلش این است که در مورد این سیستم‌ها چیزهایی شنیده‌اید. شاید این سؤال برایتان پیش آمده باشد که تفاوت سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک چیست؟ چون این دو نوع سیستم، شباهت‌های بسیاری با هم دارند و در اغلب موارد افراد کم‌اطلاع را به اشتباه می‌اندازند. در این مقاله می‌خواهم ۵ تفاوت مهم این دو سیستم را برایتان مختصراً شرح دهم.

۵ تفاوت سیستم‌های هیدرولیک با سیستم‌های پنوماتیک این‌ها هستند:

۱- عنصر عامل (ماده اصلی عمل‌کننده)

عنصر عامل در سیستم‌های هیدرولیک «روغن هیدرولیک» (Hydraulic oil) است که در واقع یک سیال مایع تراکم‌ناپذیر است. روغن هیدرولیک در انواع مختلف وجود دارد که هریک برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما عنصر عامل در سیستم‌های پنوماتیک «هوای فشرده» (Compressed air) است که به‌شکل یک نوع گاز ست و می‌دانیم که هوا تراکم‌پذیر است. البته در موارد خاصی ممکن است به‌جای هوای فشرده از گازهای مخصوص دیگری در سیستم پنوماتیک استفاده شود.

۲- مدار باز یا مدار بسته

مدارهای سیستم‌های هیدرولیک به‌شکل «مدار بسته» یا «سیکل بسته» عمل می‌کنند؛ به این صورت که در سیستم‌های هیدرولیک یک تانک یا مخزن وجود دارد که روغن هیدرولیک در آن به مقدار معین نگهداری می‌شود. این روغن به‌واسطه پمپ‌های هیدرولیک تعبیه‌شده در سیستم از مخزن مکش شده و به درون سیستم پمپاژ می‌شود و پس از انجام کار لازم در عملگرها (جک‌های هیدرولیک یا هیدروموتورها یا …) از طریق مسیرهای برگشت، دوباره به مخزن برمی‌گردد و بنابراین به‌شکل یک سیکل بسته عمل می‌کند.

اما در سیستم‌های پنوماتیک موضوع متفاوت است. در سیستم پنوماتیک کمپرسورهایی وجود دارند که هوای محیط را مکش کرده و آن را متراکم و فشرده ساخته و آن را به‌ داخل سیستم هدایت می‌کنند؛ اما هوای فشرده پس از انجام کار در عملگرهای پنوماتیک (جک‌ها یا موتورهای پنوماتیکی) از مجراهای خروجی که معمولاً در خود جک یا در شیرهای کنترل‌کننده تعبیه شده است به محیط تخلیه می‌شود و دوباره به سیستم برنمی‌گردد! این یعنی که مدار سیستم پنوماتیک یک «مدار باز» یا «سیکل باز» است. و بنابراین در سیستم‌های پنوماتیک مخازنی که مقدار معینی از هوا را نگهداری کند (مثل مخازن هیدرولیک در سیستم‌های هیدرولیک) وجود ندارد.

۳- محدوده فشار کاری

به‌ این دلیل که هم در هیدرولیک و هم در پنوماتیک با یک سیال سر و کار داریم، یکی از پارامترهای مهم در این سیستم‌ها پارامتر «فشار کاری» سیستم است که معمولاً هم بر حسب bar (1bar=100 Kpa) سنجیده می‌شود. سیستم‌های پنوماتیک معمولاً در رنج فشارهای کاری پایین‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند. به‌طور معمول می‌توان گفت سیستم‌های پنوماتیک برای فشارهای کاری تا حدود ۱۶bar مناسب‌ترند.

اما فشار کاری در سیستم‌های هیدرولیک معمولاً بسیار بالاتر از سیستم‌های پنوماتیک است و از حدود ۵۰bar تا ۳۰۰bar را در بر می‌گیرد و گاه در موارد خاص می‌توان از سیستم‌های هیدرولیک تا فشارهای کاری ۴۰۰bar و حتی ۷۰۰bar و بیشتر نیز استفاده کرد.

۴- دست‌یابی به موقعیت دقیق برای عملگرها

عملگرهای نهایی در سیستم‌های هیدرولیک و پنوماتیک در اغلب موارد همان جک‌ها و موتورهای هیدرولیک یا پنوماتیکی هستند که به‌واسطه توان هیدرولیک و پنوماتیک، کاری را در سیستم انجام می‌دهند. به‌عنوان مثال در یک دستگاه بالابر هیدرولیک، عملگر سیستم همان جک هیدرولیک است که به کابین متصل می‌شود و آن را حرکت می‌دهد؛ یا در یک دستگاه پرس ظروف که با سیستم پنوماتیک عمل می‌کند، عملگر سیستم همان جک‌های پنوماتیکی هستند که قالب سنبه را حرکت می‌دهند و بالا و پایین می‌برند تا عملیات پرس و شکل‌دهی ظروف انجام شود.

حال در مثال بالابر، با توجه به هیدرولیک بودن سیستم و توجه به این مطلب که روغن هیدرولیک تراکم‌ناپذیر است، حرکت جک هیدرولیک را می‌توان با دقت زیادی در موقعیت‌های مختلف کورس جک (پوزیشن‌های مختلف) تعیین کرد و نتیجه دلخواه را به دست آورد. به‌عنوان مثال، اگر فرض کنیم ارتفاع کورس بالابر هیدرولیک که در بالا گفتیم، مثلاً ۴ متر باشد، در ارتفاع‌های ۱ متری و ۲ متری و ۳ متری نیز می‌توانیم یک نقطه توقف برای بالابر تعیین کنیم تا با رسیدن به این نقاط، کابین بالابر هیدرولیک دقیقاً در نقطه تعیین‌شده توقف کند. اما در مورد جک‌های پنوماتیک، نمی‌توان این کار را انجام داد؛ زیرا به دلیل تراکم‌پذیر بودن هوا، حرکت جک پنوماتیک معمولاً همراه با نوسان و بریده‌بریده حرکت کردن است و توقف آن نیز با کمی تأخیر انجام خواهد شد. توضیح اینکه اگر به‌جای جک هیدرولیک در مثال بالابر از جک پنوماتیک فرضی بتوانیم استفاده کنیم، موقعیت‌های ۱ متری و ۲ متری و ۳ متری را نمی‌توان دقیقاً تعیین کرد؛ زیرا معلوم نیست که جک پنوماتیک فرضی ما بتواند دقیقاً در نقاط تعیین‌شده توقف کند و چه‌بسا از نقطه تعیین‌شده عبور کند! این تفاوت به‌دلیل تفاوت ماهیت روغن هیدرولیک و هوای فشرده است که اولی یک سیال تراکم‌ناپذیر و دومی یک سیال تراکم‌پذیر است.

۵- کاربرد در صنایع تمیز و عاری از آلودگی

سیستم‌های پنوماتیک به‌دلیل استفاده از هوای فشرده که به‌طور طبیعی در محیط موجود است و آلودگی خاصی را هم به همراه ندارد برای استفاده در صنایعی مناسب‌ترند که تمیز بودن محیط، رکن اساسی آنهاست (مثل صنایع غذایی یا صنایع بهداشتی) و معمولاً در این‌گونه صنایع از سیستم‌های پنوماتیک استفاده می‌شود. چرا که درصورت استفاده از سیستم‌های هیدرولیک احتمال بروز آلودگی محیط به‌واسطه بروز احتمالی نشتی روغن از لوله‌ها و اتصالات و اجزای سیستم هیدرولیک به‌شدت وجود دارد و از این رو گزینه مناسبی برای این صنایع نیست.

 

26 thoughts on “پنج تفاوت اصلی هیدرولیک با پنوماتیک

  1. علیمرادیان says:

    متشکرم مهندس ، رشته من الکترونیک است و از توضیحات مختصر ولی مفهوم و گویای شما بسیار استفاده کردم.

  2. امیرحسین قهرمانی
    امیرحسین قهرمانی says:

    باعرض سلام خسته نباشیدمهندس سیفی من کتاب قدم صفرهیدرولیک تو همین سایت آچارطلاخریدم وکتاب خیلی خوب بود یعنی اونایی که خیلی مهم بودنکته برداری کرده بودندومن خودم رشتم برق است به شدت علاقه کردم حتمااین دروه روببینم چون درآینده به درد می خوره
    بازم تشکراززحمات آقای مهندس سیفی خیلی ممنون واقعاارزش داشت

  3. Muhammad javad says:

    سلام مهندس خیلی خیلی مفید و کامل و بدون اتلاف وقت توضیح دادید واقعا تشکر
    جک های هیدرولیک و پنوماتیک فرقشون فقط در ماده سیال است؟ینی طبق ماده سیال نامگذاری میشن که مثلا این جک هیدرولیک است یا پنوماتیک؟

    • ایمان سیفی
      ایمان سیفی says:

      سلام.
      ممنون از اظهار لطف شما.
      بله. به طور کلی تفاوت اساسی هیدرولیک با پنوماتیک در سیالی است که در این سیستم‌ها عمل می‌‌کنه. به زبان ساده هیدرولیک با «روغن» کار می‌کنه و پنوماتیک با «هوای فشرده».

  4. زهرا says:

    من رشتم معماری ولی به تازگی در این زمینه کاری وارد شدم و توضیحاتتون رو خیلی دوس داشتم.ممنونم

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Solve : *
28 + 30 =