ระบบไฮดรอลิค และ ปั๊ม สำหรับระบบการผลิตแบบอัตโนมัติ Hydraulic System and Pumps for Automate Manufacturing System

HYDRAULICS

Fluid
โดยปกติใช้ Petroleum-based fluid (Hydrocarbons, mineral oils)
บางกรณีใช้ Non-petroleum-based ( In case of Danger of fire or contamination due to leakage)
คุณสมบัติที่ดีของน้ำมันไฮดรอลิก

ป้องกันการสึกหรอและการไหม้
มีเสถียรภาพด้านการผสมกับออกซิเจน (ป้องกันน้ำมันจากการทำให้วัตถุเกิดออกไซด์และเมือกที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของน้ำมันโดยความร้อน ออกซิเจน และโลหะ
มีเสถียรภาพด้านความร้อน ลักษณะคุณสมบัติที่ควบคุมการทำให้เกิดส่วนที่เหลือของคาร์บอน อันเนื่องมาจากการกลายเป็นออกไซด์ของน้ำมันโดยอุณหภูมิที่สูง
มีเสถียรภาพด้านการเฉือน ป้องกันไม่ให้ความหนืดต่ำลงเนื่องจากการเฉือนของอนุภาคของน้ำมันที่เชื่อมต่อกัน
ลักษณะคุณสมบัติของการไม่เกิดฟอง
ป้องกันการเกิดสนิม หรือลักษณะของการปกคลุมผิวโลหะเป็นแผ่นบางเพื่อกันน้ำและออกซิเจนผ่านเข้าไปที่ผิวโลหะ
มีจุดอะนิไลน์ที่สูง ลักษณะคุณสมบัติที่ไปละลายวัสดุที่เป็นกันซึมจำพวกยาง ยิ่งน้ำมันมีจุดอะนิไลน์ต่ำ ยางจะละลายได้มากขึ้น
ควรมีความหนืดไม่มากเกินไป (ทำให้เสียกำลังงานในการขับเคลื่อน) และไม่น้อยเกินไป(ทำให้เกิดการรั่วได้ง่าย)

การสังเกตลักษณะน้ำมันเสื่อมสภาพ สีของน้ำมันเสื่อมจะเข้มขึ้นเป็นสีน้ำตาลดำ ความใสลดลง และมีกลิ่นเหม็น และเป็นเมือก
การพิจารณาการมีน้ำผสมอยู่ในน้ำมัน สังเกตได้สองวิธีคือ 1 สังเกตความขุ่นมัวของน้ำมัน หากมีน้ำผสมอยู่จะมีความขุ่นมาก และ 2 นำน้ำมันไปหยดลงบนโลหะร้อน หากมีน้ำผสมอยู่ น้ำจะระเหยและเกิดเสียงขึ้น
Hydraulic Systems

Hydraulic System
ระบบไฮดรอลิคส์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 3 ส่วนด้วยกันคือ

อุปกรณ์ทำงาน (Actuators or Effector) กระบอกสูบ มอเตอร์ เป็นต้น
อุปกรณ์ควบคุมชนิดต่าง ๆ (Control Mechanism)
- วาล์วควบคุมอัตราการไหล (Flow control valves)
- วาล์วควบคุมทิศทาง (Directional control valves)
- วาล์วควบคุมความดัน (Pressure control valves)
ระบบส่งกำลัง (Prime mover) เช่น ปั๊ม (Pump) มอเตอร์ (Motors) ถังเก็บ (Reservor)และถังกรอง (Filter)

ระบบส่งกำลัง (Prime mover)
โดยมากมักจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้า (อาจใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในก็ได้) เป็นตัวส่งกำลังไปขับปั๊มเพื่อปั๊มของเหลวจากถังเก็บให้ไหลเข้าสู่ระบบ ปั๊มที่ใช้มีหลายประเภทขึ้นอยู่กับความดันและอัตราการไหลที่ต้องการ โดยความดันอาจอยู่ในช่วงตั้งแต่ 500 จนถึง 6500 psi
โดยปกติจะสามารถจำแนกประเภทของปั๊มได้เป็นสองประเภทหลัก ๆ ตามลักษณะการทำงาน ได้แก่ปั๊มที่ทำงานด้วยการบีบอัด (positive displacement pump) และปั๊มที่ทำงานด้วยการหมุนของใบพัด (dynamic pump) โดยที่ positive displacement pump สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทดังรูป

การจำแนกประเภทของปั๊ม
Positive displacement pump (PD pump)
โดยหลักการแล้ว PD pumps จะมีการบีบ-อัดของเหลวปริมาตรหนึ่งๆในแต่ละการหมุนรอบของชิ้นส่วนของ pump (i.e., gears, rotors, screws, vanes). PD pumps จะทำงานโดยอาศัยหลักการบีบอัดของเหลวที่เข้ามาอยู่ในช่องว่างของ pump ในแต่ละรอบการหมุนของ pump ซึ่งจะทำให้ปริมาตรช่องว่างใน pump ลดลงทำให้ ความดันของเหลวเพิ่มขึ้นและไหลออกจากตัวปั๊ม

Gear Pump
ประกอบด้วยเฟืองในโครงหุ้ม pump โดยมีหลักการทำงาน คือ ใช้การหมุนขบกันของเฟืองสูบของเหลวเข้ามาแล้วอัดของเหลวในช่องว่างระหว่างเฟือง จากนั้นจึงอัดของเหลวออกจาก ตัว pump pump แบบนี้ใช้มอเตอร์เพียงหนึ่งตัวหมุนเฟืองนอก โดยสามารถแบ่งได้ออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ

 external gear pump มีเฟืองนอก (external gear) สองตัวขบกัน

ปั๊มประเภทนี้จะมีขนาดกะทัดรัดและราคาถูก นอกจากนี้ยังมีส่วนที่เคลื่อนที่(moving part) น้อย Gear ที่ใช้อาจใช้ Spur Gear และในบางครั้งอาจใช้ Helical gear เพื่อลดเสียงทีเกิดขึ้น มีความแข็งแรงต่อการเสื่อมสภาพของน้ำมันไฮดรอลิกบางชนิดมีแผ่นแรงดันเพื่อป้องกันการรั่วภายใน
 internal gear pump มีเฟืองนอกหนึ่งตัวและเฟืองใน internal gear หนึ่งตัวขบกัน แบบเฟืองใน internal gear pump

Lobe Pump บางครั้งเรียก Trochoid Pump
ปั๊มแบบ Trochoid Pump มีรูปร่างกะทัดรัดและน้ำหนักเบา ความเร็วค่อนข้างต่ำ สึกหรอน้อย และเสียงเบาเนื่องจากไม่มีข้อจำกัดทางคุณลักษณะแรงดัน

Crescent Pump
Crescent pump มีการสั่นน้อย การสึกหรอต่ำ

Piston pump
ประกอบด้วยลูกสูบที่เคลื่อนที่ขึ้นไป – กลับ โดยจะใช้วาล์วเข้าและวาล์วออกควบคุมการไหลของของเหลว ทำให้ของเหลวมีความดันเพิ่มขึ้น แล้วไหลออกจาก pump

ปั๊มแบบลูกสูบนี้เป็นปั๊มที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดแต่ราคาแพงที่สุด สามารถใช้กับความดันสูง ๆ ได้ ปรับค่าความจุของน้ำมันได้ง่าย และมีวิธีการควบคุมได้หลายแบบ

Vane pump
ประกอบด้วยลูกเบี้ยว (cam) ที่มีร่องให้ครีบเคลื่อนที่ขึ้นลงได้ ครีบจะดันผนังของโครงหุ้มปั๊มเสมอ ดังนั้นมันจึงทำหน้าที่กักเก็บของเหลวที่ไหลเข้ามาของเหลวนี้จะถูกบีบอัดโดยการหมุนของลูกเบี้ยว ดังรูป