1. ปั๊มไฮดรอลิก มีหน้าที่ทำให้น้ำมันไฮดรอลิคมีแรงดัน
2. วาล์วไฮดรอลิกหรืออุปกรณ์สำหรับควบคุมแรงดัน ควบคุมทิศทางและปริมาณการไหลของ น้ำมันไฮดรอลิค
3. ไฮดรอลิคมอเตอร์ ชุดลูกสูบ-กระบอกสูบ เป็นอุปกรณ์สำหรับเปลี่ยนแรงดันน้ำมันไฮดรอลิค ให้เป็นพลังงานกล
4. ท่อไฮดรอลิค เพื่อส่งผ่าน น้ำมันไฮดรอลิค ไปยังอุปกรณ์อื่นๆ
5. ถังน้ำมันไฮดรอลิค เป็นอุปกรณ์เก็บและพักน้ำมันไฮดรอลิก
6.น้ำมันไฮดรอลิค ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการถ่ายทอดแรงอัดไปยังส่วนต่าง ๆ ของระบบ ไฮดรอลิค หล่อลื่นปั๊มและแบริ่ง ตลอดจนทำหน้าที่เป็นชีล และช่วยระบายความร้อน น้ำมันไฮดรอลิค ที่ดียังจะต้องมีสารป้องกันการเกิดฟองป้องกันปฎิกิริยาอ็อคซิเดชั่น ป้องกันสนิมและการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังต้องสามารถแยกตัวจากน้ำได้ดี
อุปกรณ์และส่วนประกอบของระบบไฮดรอลิก
อุปกรณ์ไฮดรอลิกหรือส่วนประกอบของระบบไฮดรอลิก คือส่วนที่นำมาประกอบกันเป็นระบบไฮดรอลิกซึ่งที่สำคัญ ๆ ก็มีดังต่อไปนี้
1. ปั้มไฮดรอลิก (Hydraulic Pump)
ปั้มไฮดรอลิกคือ อุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานจากการหมุนซึ่งขับโดยเครื่องยนต์หรือมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นแรงดันน้ำมันไฮดรอลิกเข้าสู่วงจรไฮดรอลิก ปั้มที่ใช้เครื่องยนต์หรือมอเตอร์ไฟฟ้าขับโดยตรง เมื่อใดก็ตามที่เครื่องยนต์หรือมอเตอร์หมุนปั้มก็จะทำงานไปด้วยดังรูปที่ 1
รูปที่ 1 ปั้มไฮดรอลิก
ชนิดของปั้มไฮดรอลิก
* เกียร์ปั้ม (Gear Pump) เป็นปั้มที่นิยมใช้งานมากในปัจจุบัน จุดเด่นของปั้มชนิดนี้คือ
– มีโครงสร้างง่าย ๆ ไม่สลับซับซ้อน
– มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา
– ไม่ค่อยเสีย และง่ายต่อการดูแลรักษาและซ่อมบำรุง มีหลายรุ่นให้เลือกตั้งแต่แรงดันน้อย ๆ จนไปถึงแรง ดันมาก ๆ และราคาไม่แพง
เกียร์ปั้มยังแบ่งเป็นประเภทต่าง ๆ ได้อีกดังต่อไปนี้
– External Gear Pump คือ ปั้มที่มีเกียรสองตัวโดยที่ฟันของเกียร์ทั้ง สองตัวนั้นขบกัน
– Internal Gear Pump คือปั้มที่เกียร์จะขบอยู่กับตัวเรือนปั้มดังรูปที่ 2
รูปที่ 2 เกียร์ปั้ม (Gear Pump) แบบต่าง ๆ
* ปั้มแบบลูกสูบ (Displacement Volume Pump) คุณลักษณะที่สำคัญของปั้มลักษณะนี้มีดังนี้
– มีประสิทธิภาพสูงเพราะว่าปั้มแบบนี้มีการรั่วที่เกิดขึ้นภายในน้อย
– ปั้มบางแบบสามารถที่จะปรับปริมาณการไหลได้โดยที่ใช้ความเร็วรอบเท่าเดิมเหมาะกับงานที่ต้องการแรงดันสูงและน้ำมันที่รั่วต่อรอบน้อยกว่า
รูปที่ 3 ปั้มแบบลูกสูบ (Displacement Volume Pump) แบบต่าง ๆ
* Cam Plate Pump
จะมีใช้กับเครนไฮดรอลิกมาก หลักการทำงานของปั้มแบบนี้ก็เหมือนกับปั้มแบบลูกสูบธรรมดา ชิ้นส่วนที่บังคับให้ลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นลงก็คือ แผ่นเอียงหรือ (Cam Plate) ซึ่งจะหมุนไปรอบ ๆ เมื่อส่วนที่สูงของแผ่นเอียงไปสัมผัสกับด้านล่างของลูกสูบมันก็จะดันลูกสูบขึ้น กลายเป็นจังหวะอัดของลูกสูบ เมื่อแผ่นเอียงหมุนต่อไปจนถึงส่วนที่ต่ำของแผ่นเอียงสัมผัสกับด้านล่างของลูกสูบ ก็จะทำให้ลูกสูบเริ่มเคลื่อนที่ลงกลายเป็นจังหวะดูดของลูกสูบ การทำงานก็จะสลับอย่างนี้เรื่อยไป
รูปที่ 4 Cam Plate Pump
* ปั้มแบบใบเวน (Vane Pump)
คุณลักษณะที่สำคัญของปั้มลักษณะนี้มีดังนี้
1. สามารถทำงานได้ที่ความเร็วรอบสูง
2. เหมาะสำหรับงานที่ใช้แรงดันต่ำจนถึงแรงดันขนาดปานกลาง
3. ราคาถูก
หลักการทำงานของเวนปั้มก็คือเมื่อปั้มหมุนก็จะสลัดใบเวนให้ออกมาสัมผัสกับตัวเรือนปั้ม โดยที่แกนของใบพัดจะติดเยื้องศูนย์อยู่ภายในตัวเรือนปั้ม จากการที่แกนของใบพัดที่ติดตั้งอยู่อย่างเยื้องศูนย์จึงทำให้เวลาที่ใบพัดของปั้มหมุนไปรอบ ๆ เรือนปั้ม ปริมาตรช่องว่างระหว่างใบพัดของแต่ละช่วงไม่เท่ากัน โดยที่ในช่วงจังหวะดูดช่องว่างของใบพัดจะถูกขยายออกจนกระทั่งช่องว่างมากที่สุด หลังจากนั้นช่องว่างจะเริ่มลดลงก็เป็นจังหวะอัด การทำงานของปั้มชนิดนี้จะเงียบ ไม่มีเสียงดัง
รูปที่ 5 ปั้มแบบใบเวน (Vane Pump) แบบต่าง ๆ
อุปกรณ์ทำงาน (Actuator)
คืออุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานจากแรงดันของน้ำมันไฮดรอลิกไปเป็นเคลื่อนที่ในเชิงเส้นดังรูปที่ 17 หรือการหมุนดังรูปที่ 18 อุปกรณ์ทำงานเป็นเสมือนกับกล้ามเนื้อแขนขาในร่างกายของคนเรา อุปกรณ์ทำงานในระบบไฮดรอลิกก็คือ กระบอกสูบ (Hydraulic Cylinder) และมอเตอร์ไฮดรอลิก (Hydraulic Motor)
รูปที่ 6 อุปกรณ์ทำงานที่มีการเคลื่อนที่เชิงเส้น (Hydraulic Cylinder)
รูปที่ 7 อุปกรณ์ทำงานที่มีการเคลื่อนที่เชิงมุมหรือหมุน (Hydraulic Motor)
2. กระบอกสูบไฮดรอลิก (Hydraulic Cylinder)
กระบอกไฮดรอลิกนั้นเราสามารถที่จะแบ่งได้เป็นสองประเภทตามทิศทางของแรงที่กระทำบนลูกสูบคือ Single Acting Cylinder และ Double Acting Cylinder
* Single Acting Cylinder
กระบอกสูบไฮดรอลิกชนิดนี้มีรูทางเข้าและทางออกของน้ำมันไฮดรอลิกนั้นมีเพียงรูเดียวหรือมีรูที่ด้านเดียวของกระบอกสูบ แรงที่เกิดจากการกระทำของแรงดันของน้ำมันไฮดรอลิกนั้นเกิดในทิศทางเดียวดังรูป การกลับสู่ตำแหน่งเดิมของลูกสูบจะใช้แรงดันของสปริงหรือน้ำหนักของโหลดที่ดันกลับดังรูปที่ 8
* Double Acting Cylinder
ลูกสูบชนิดนี้จะมีรูเข้าออกของน้ำมันไฮดรอลิกสองทางหรือทั้งสองด้านของลูกสูบ ทิศทางการเคลื่อนที่ไปมาของลูกสูบไฮดรอลิกในกระบอกสูบนั้นเป็นผลมาจากแรงดันของน้ำมันทั้งสองทางดังรูปที่ 9 ส่วนประกอบหลัก ๆ ของกระบอกสูบไฮดรอลิกนั้นจะประกอบด้วย ลูกสูบ, กระบอกสูบ, ก้านสูบ, Oil Seal, Packing, และตัวกันฝุ่น (Dust Seal) ดังรูปที่ 10
รูปที่ 8 กระบอกสูบแบบ Single Acting
รูปที่ 9 กระบอกสูบแบบ Double Acting
รูปที่ 10 ส่วนประกอบหลักของกระบอกสูบไฮดรอลิก
3. มอเตอร์ไฮดรอลิก (Hydraulic Motor)
มอเตอร์ไฮดรอลิกคือ อุปกรณ์ทำงานที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแรงดันของน้ำมันไฮดรอลิกไปเป็นการหมุน ส่วนโครงสร้างภายในจะเหมือนกันกับปั้มไฮดรอลิก แต่การทำงานจะกลับด้านหรือตรงกันข้ามมอเตอร์ไฮดรอลิกคือจะเปลี่ยนแรงดันเป็นพลังงานกล แต่ปั้มไฮดรอลิกเปลี่ยนพลังงานกลเป็นแรงดัน
รูปที่ 11 มอเตอร์ไฮดรอลิกแบบต่าง ๆ
4. ถังน้ำมันไฮดรอลิก
คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่กักเก็บน้ำมันไฮดรอลิกเพื่อใช้หมุนเวียนในระบบ
หน้าที่ของถังน้ำมันไฮดรอลิก
1. กักเก็บน้ำมันไฮดรอลิกไว้เพื่อจ่ายให้แก่ระบบอย่างเพียงพอกับความต้องการ
2. กำจัดสิ่งสกปรกและสิ่งปนเปื้อนที่มีอยู่ในน้ำมันไฮดรอลิก
3. กำจัดน้ำออกจากระบบไฮดรอลิก ระบายความร้อนให้กับน้ำมันไฮดรอลิก
ในระบบขนาดเล็กปริมาณของน้ำมันจะมากขึ้นเมื่อก้านสูบหดตัว และจะลดลงเมื่อก้านสูบหดตัว
รูปที่ 12 ถังน้ำมันไฮดรอลิก
อุปกรณ์ตัวหนึ่งที่จะต้องมีควบคู่กับถังน้ำมันไฮดรอลิกคือตัวระบายอากาศ (Air Breathe) มีไว้เพื่อให้อากาศเข้าและออกเพื่อทดแทนกับปริมาณน้ำมันที่ลดลงและเพิ่มขึ้นตามจังหวะการทำงานของลูกสูบและลดแรงต้านทานการเคลื่อนที่ของลูกสูบ
สรุป
จากบทความที่กล่าวมาในรายละเอียดของระบบไฮดรอลิกเบื้องต้น หลักการทำงานของระบบ อุปกรณ์ที่สำคัญ ๆ ในบางส่วนในฉบับหน้าจะกล่าวถึงเรื่องอุปกรณ์ที่สำคัญของระบบไฮดรอลิกที่เหลือ เช่น กรอง วาล์วชนิดต่าง ๆ ตลอดจนน้ำมันไฮดรอลิก
