HİDROLİK
Hidrolik kelimesi (hydraulics) Yunan dilindeki ὑδϱαυλικός (hydraulikos) kelimesinden gelir. Bu kelime de kök olarak su (ὕδωϱ) ve boru (αὐλός) kelimelerinden gelmektedir.
Hidrolik, sıvıların mekanik özelliklerini inceleyen bir mühendislik dalıdır. Sıvı gücünün faydalı bir şekilde disipline edilmesini mevzu edinmiştir. Akışkanlar mekaniği, hidrolik için akışkan özelliklerinin mühendislik kullanımına yönelik olarak kuramsal temeller sağlar. özetlemek gerekirse hidrolik, akışkanlar mekaniğinin mühendislik yaklaşımıyla ele alınıp günlük hayata uygulanmasından ibarettir.
Hidrolik Tarihçe
En eski hidrolik bilimciler Ctesibius ve İskenderiyeli Heron’dur. Bu Antik Çağ mühendisleri daha çok hidroliğin dinsel dinsel tören, tören vb. Konulardaki pratik kullanımları ile ilgilenmişlerdir. çağdaş hidroliğin kurucusu ise Galileo Galilei’nin öğrencisi olan Benedetto Castelli’dir.
Hidrolik Tatbik alanları
Hidrolik biliminin sanayideki uygulamalarına güç hidroliği yada endüstriyel hidrolik adı verilir. Makine mühendisliğinin alaka alanına giren bu ksıcaklıkm güç ve kuvvetihtiyacının olduğu endüstrinin hemen her kolunda kullanılır. Hidrolik enerji ile doğrusal, dairesel ve açısal hareket üretmek için hazırlanan sistemlere hidrolik sistem denmektedir.
Hidrolik Akışkan olarak tazyiklı havanın kullanıldığı sistemlere pnömatik sistemler denir. Hidrolik, büyük kuvvetlerin istendiği ve gücün ön planda olduğu, pnömatik ise minik kuvvetlerin ehil olduğu buna karşılık hızın ön planda olduğu yerlerde tercih edilir.
Hidrolik devrelerde su, korozif olması nedeniyle çok ender durumlar haricinde tercih edilmemektedir. Güç hidroliğinde akışkan olarak petrol türevli yağlar (hidrolik akışkanlar) kullanılmaktadır. Bu yağlardan beklenen en önemli özellik sıkıştırılamaz olması ve sistem elemanlarını korozyondan korumasıdır.
Su hidroliği
Su hidroliği, inşaat mühendislerinin ilgi alanına girer ve inşaat mühendisliğinin alt dalları olan hidrolik ve su kaynakları mühendisliğinin alaka alanı su yapıları, suyun taşınması, arıtılması şeklinde konulardır. Barajlar, su kanalları, su arıtma tesisleri, limanlar, kıyı yapıları, içme suyu, kanalizasyon işleri, yer altı suları, pompalama ve sulama işlemleri, dere aşınmaları, drenaj çalışmaları gibi alanlar hidrolik mühendisliğinin başlıca ilgi alanlarını oluşturmaktadır.
Hidrolik sistemler; sıkıştırılamaz özellikteki akışkanların kullanıldığı, elde edilen basınçlı akışkan yardımıyla çeşitli hareketlerin ve kuvvetlerin üretildiği sistemlerdir. Akışkanların sıkıştırılamaz olmasından dolayı, efsunk güçler hidrolik sistemler ile elde edilebilir. Hava ve gazlar sıkıştırılabildiği için, büyük kuvvetlerin üretilmesinde kullanılmazlar.
Hidrolik devrelerde akışkan olarak genelde su yada yağ kullanılır. Sadece metal yüzeylerde pas yapması nedeniyle, suyun kullanım alanı çok dardır. Bu sebeple hidrolik sistemlerde akışkan olarak genelde madensel yağlar kullanılır.
Tarih süresince insanlar hidrolik enerjiden çeşitli şekillerde faydalanmışlardır. İlk çağlardan beri insanlar akarsulardan, değirmen çalıştırma, yük taşıma vb. Gibi işleri kolaylaştıracak yöntemler kullanarak yararlanmışlardır. Sonraki zamanlarda Pascal, Bernoulli, Arşimet ve Toriçelli’nin ortaya koydukları prensiplerden faydalanılmış, çeşitli hidrolik pres ve hidrolik kriko yapılmatır. Daha sonraları dairesel ve doğrusal hareketlerin üretilmesi için taze fikirler ortaya atılarak günümüzdeki sistemler geliştirilmiştir.
Kullanım Alanları
Günümüzde hidrolik sistemlerin kullanım alanları, sabit sistemler ve hareketli sistemler olarak iki ayrı grupta incelenmektedir.
Durağan sistemler hareket etmeyen, yer değiştirmeyen bir blok üzerine montajı yapılmış sistemlerdir. Hidrolik çözümlerin mekanik sistemlere göre avantajı; imalat endüstrisinde kullanılan enjeksiyon makineleri, CNC tezgahları, tornalar, taşlama tezgahları, frezeler, vargeller, presler şeklinde biroldukça üretim tezgahlarında, hidrolik sistemleri tercih etmelerine niçin olmuştur.
Hareketli sistemler ise çoğunlukla vasıtaların üzerinde bulunan sistemlerdir. Bu sistemler; başta inşaat makineleri olmak üzere, tarım makinelerinde, kepçelerin tutma ve yükleme tertibatlarında, kamyonların damperlerinde, kaldırma ve iletme makinelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Hidrolik direksiyon, arabanın kullanmasını ne kadar kolaylaştırdığını veya insan gücüyle günlerce sürecek bir toprak kazma işleminin, bir kepçe ile ne kadar kısa sürede yapıldığını düşündüğümüz zaman, geniş bir uygulama alanı olan hidroliğin, önemini daha iyi anlatmaktadır.
Hidrolik sistemin diğer sistemlere nazaran avantajları:
Hidrolik sistemler sessizce çalışırlar. Hidrolik akışkanlar sıkıştırılamaz kabul edildiklerinden darbesiz ve titreşimsiz hareket elde edilir. Yüksek çalışma basınçlarına haizdir, bu sayede efsunk güçler elde edilir. Hassas hız ayarı yapılabilir. Hareket devam ederken hız ayarı yapılabilir. Akışkan olarak hidrolik yağlar kullanıldığından aynı zamanda dönem elemanları yağlanmış olur. Emniyet valfleri vesilesiyle sistem emin çalışır. Hidrolik dönem elemanları uzun ömürlüdür.
Hidrolik sistemin diğer sistemlere nazaran dezavantajları:
Hidrolik akışkanlar, yüksek ısıya karşı duyarlıdır. Akışkan sıcaklığı 50°C’ yi geçmemelidir. Yüksek basınçta çalışacakları için, hidrolik devre elemanlarının yapıları sağlam olmalıdır. Bundan dolayı hidrolik dönem elemanlarının fiyatları yüksektir. Hidrolik dönem elemanlarının rabıtaları sağlam ve sızdırmaz olmalıdır. Akışkanlarda sürtünme direnci yüksek olduğu için, hidrolik akışkanlar uzak mesafelere taşınamaz. Hidrolik gücün depo edilebilirliği azdır. Akış hızı düşüktür, devre elemanları düşük hızla çalışırlar. şundan dolayı yüksek hızlar elde edilemez. Hidrolik akışkanlar havaya karşı hassastır. Akışkan içindeki hava gürültü ve titreşime yol açar ve tertipli hızlar elde edilmesini güçleştirir.