جک هیدرولیک در واقع از نوع تحریک‌کننده (Actuator) هیدرولیک است. جک تحریک‌کننده خطی است که انرژی در روغن هیدرولیک را به شکل فشار دریافت می‌کند و آن را تبدیل به نیرو و حرکت در راستای خط مستقیم می‌نماید.
تحریک‌کننده هیدرولیک
سیلندر هیدرولیک
جک‌های هیدرولیکی به طور کلی به گروه یک طرفه و دو طرفه و همینطور انواع اختلاف فشاری و غیر اختلاف فشاری تقسیم می‌شوند.
انواع جک‌های هیدرولیک
- جک‌های یک‌طرفه پیستونی
- این جکها ساده‌ترین و متداول‌ترین تحریک‌کننده هیدرولیکی هستند. تنها یک محفظه روغن دارند و در یک جهت نیرو اعمال می‌کنند. اکثرا عمودی نصب می‌شوند و برای بازگرداندن پیستون به درون محفظه از وزن بار استفاده می‌کنند. برای کورس‌های بلند مثلا در برخی آسانسورها و یا برای بلندکردن اتومبیل در گاراژها استفاده می‌شوند.
Ram Type Cylinder
- جک‌های یک‌طرفه تلسکوپی
- این جکها وقتی استفاده می‌شوند که جک یک‌طرفه فضای کافی ندارد و با محفظه بلند امکان استفاده ندارند. در واقع همان کار جک یک‌طرفه را انجام می‌دهند و تا پنج پیستون درون‌رو داخل آن قرار دارند. معمولا از نوع یک‌طرفه هستند اما بعضی اوقات به صورت دوطرفه نیز عرضه می‌شوند.
Telescoping Cylinders
- جک‌های دو طرفه استاندارد
- این جکها بدین سبب دوطرفه نام دارند چون می‌توانند نیروی روغن هیدرولیک را در هر دوسمت اعمال کنند و حرکت کرده و کار انجام‌دهند.
- جک‌های دو طرفه دارای دو کورس نیرو هستند که نوع استاندارد آن‌ها در زمره جک‌های اختلاف فشاری طبقه‌بندی می شود، چرا که یک سمت اهرم، از سطح مقطع زیادتری برخوردار است همین اختلاف سطح سبب می‌شود که سرعت جابه‌جایی و همینطور مقدار نیروی تولید جک، در رفتن اهرم به یک سمت، بیشتر، از زمانی باشد که به سمت دیگر حرکت می‌کند. در این جکها، اهرم به کندی جابه‌جا می‌شود اما در هنگام بازگشت هم قادر است، بار را با نیرویی زیادی، همراه خود بکشد.
- جک‌های دو سر (دوطرفه)
- این جکها جزو جک‌های دو طرفه هستند اما در شمار انواع غیر اختلاف فشاری طبقه‌بندی می‌شوند. چون دو وجه اهرم دارای سطحی مساوی هستند. لذا این نوع جکها می‌توانند سرعت جابجائی یکسان و همینطور قدرت و نیرویی یکسان در ضمن حرکت به هر طرف منتقل کنند. هر نوع جک دوطرفه را می توان با ارتباط دادن یک سمت آن به مخزن، به یک جک یک‌طرفه تبدیل کرد.
ساختمان جک‌های هیدرولیکی به چه صورت است؟
هر جک هیدرولیکی از بخش‌های زیر تشکیل می‌شود:
- محفظه (سیلندر Cylinder)
- سیلندر یک استوانه خالی استیلی است که هیچگونه درزی ندارد و جداره داخلی آن با دقت بالا ماشین‌کاری شده‌است.
- پیستون
- پیستون از جنس استیل یا چدن یا برحسب نیاز جنس‌های دیگر است که با دقت بالا ماشین‌کاری و صیقلی می‌شوند.
- میله پیستون در پوشش‌های دو سمت سیلندر
- سیل‌های مربوط به آب‌بندی
- بر روی جدار خارجی، تعدادی سیل برای آب‌بندی و کاهش نشت روغن قرار دارند. بعضی اوقات مشابه رینگ‌های فلزی مشابه اتومبیل‌ها نیز استفاده می‌شود که مقدار محدودی نشت را اجازه می‌دهند. برای جلوگیری کامل از نشت باید از رینگ‌هایی خاص استفاده کرد.
پایه‌های اتصال سیلندر یا Cylinder Mounting
از مهم‌ترین مسائل جکها ، محکم‌بودن جک در محل استقرار خود است. متناسب با کار شکل‌های متنوعی خواهند داشت، از جمله:
- فلنج مربع‌شکل برای اتصال
- فلنج مستطیل‌شکل برای اتصال
- پایه و گیره برای اتصال مرکزی
- پیچ‌خورهای خزانه‌ای برای اتصال
- قلاب برای اتصال
- مفصل افقی برای اتصال
- دو سر میله پیستون جهت اتصال
- پیچ‌های طویل سرسیلندر برای اتصال
- مفصل میانی برای اتصال
(برای تصویر این بخش، عبارت hydraulic Cylinder Mountings را در گوگل بزنید، تصویر زیاد هست اما با کیفیت مناسب نیافتم)
مقیاس درجه‌بندی جکها چیست؟
جکها براساس ابعاد جک و مقدار فشار مجاز درجه‌بندی (Rating) می‌شوند که به آن اندازه جک هم می‌گویند.
با اینکه ابعاد جکها مقادیر استاندارد دارد از نظر جنس و آلیاژ به گروه‌های زیر تقسیم می‌شوند:
- استاندارد یا Standard
- فوق استاندارد یا Intermediate
- بسیار بادوام یا Heavy Duty
منظور از ابعاد جکها، قطر پیستون آن و حداکثر جابجایی (کورس پیستون) است.
محاسبات نیروی جک معمولا براساس آزمایش‌های دقیق است که شرکت سازنده همراه با جک منتشر می‌کند. اما به طور کلی عوامل موثر بر نیرو و فشار جک را در زیر می‌توانید ببینید:
| متغیر | فشار مورد نیاز برای انجام کار | سرعت جابجایی پیستون | نیروی قابل تولید |
| افزایش تنظیم حداکثر فشار ورودی روغن به جک | بی‌تاثیر | بی‌تاثیر | افزایش |
| کاهش تنظیم حداکثر فشار ورودی روغن به جک | بی‌تاثیر | بی‌تاثیر | کاهش |
| افزایش دبی به جک | بی‌تاثیر | افزایش | بی‌تاثیر |
| کاهش دبی به جک | بی‌تاثیر | کاهش | بی‌تاثیر |
| افزایش قطر جک | کاهش | کاهش | افزایش |
| کاهش قطر جک | افزایش | افزایش | کاهش |
جدول ارتباط بین عوامل موثر در نیروی تولیدشده در جک ( با این فرض که نیروی مقاوم ثابت است)
سایر تجهیزات بر روی جکها
تجهیزاتی در جهان هستند که برای بهبود عملکرد برحسب نیاز بر روی جک قرار داده می‌شوند.
- استفاده از رینگ های فلزی بر جداره پیستون (برای جک‌هایی که دارای حرکت رفت و برگشتی سریعی هستند).
- استفاده از بالشتک‌های کاهش‌دهنده سرعت برای مرحله پایانی کورس پیستون.
- با این روش از اثر مخرب ضربه‌زدن پیستون به درپوش جکها جلوگیری می‌نمایند.
- عمل کند‌شدن سرعت حرکت، زمانی که نوک مخروطی شکل بالشتک وارد کانال خروجی روغن می‌شود و مانع تخلیه روغن محفظه از طریق آن کانال می‌شود، سرعت حرکت کند می‌شود.
- برای آنکه پیستون بتواند قسمت آخر کورسش را طی کند، باید تمامی روغن حبس‌شده به تدریج از کانالی دارای اورفیس که روزنه آن قابل تنظیم است، عبور کند و همین امر موجب می‌شود که پیستون، بخش پایانی کورس خود را به آرامی طی کند.
- شیر یک‌طرفه‌ای نیز با وظیفه عبور یا بای‌پس کانال اوریفیس‌دار در هنگام برگشت پیستون نیز موجود است.
- به کارگیری بوش‌های بلند فاصله‌گزار بر روی میله پیستون (برای از اعمال نیروی
شعاعی غیرمجاز برروی بوش‌های اصلی جکها)
- برای جک‌هایی با کورس طویل یک تیوب فاصله‌گذار به شکل لوله ولی متصل به میله پیستون، نصب می‌کنند.
- تیوب فاصله‌گذار، در پایان کورس، مینیمم فاصله بین پیستون و بوش اصلی جک (در درپوش سیلندر) را افزایش می‌دهد برای همین تکیه‌گاه مناسبی برای میله پیستون در برابر نیروی برشی بوجود می‌آورد پس تخریب بوش اصلی جک را به حداقل می‌رساند.
