วงจรไฮดรอลิก (Hudraulic Circuits).
 

ระบบไฮดรอลิกประกอบด้วยอุปกรณ์ดังต่อไปนี้ ชุดต้นกำลัง (Power Unit) วาล์วควบคุมความดัน (Pressure Control Valve)
วาล์วควบคุมทิศทางการไหลของน้ำมัน (Directional Control Valve) วาล์วควบคุมอัตราการไหลของน้ำมัน (Flow Control Valve) อุปกรณ์ทำงาน (Actuator) ระบบท่อทาง (Piping System) และอุปกรณ์ประกอบอื่น ๆ (Accessories)
การนำเอาระบบไฮดรอลิกไปใช้งานกับเครื่องจักรจะต้องนำเอาอุปกรณ์ต่าง ๆ เหล่านี้มาต่อร่วมกัน เพื่อควบคุมการทำงานของ เครื่องจักร
ให้เป็นไปตามวัตถุประสงค์ที่ต้องการ เรียกว่า วงจรไฮดรอลิก การนำวงจรไฮดรอลิกไปใช้งานนั้นมีอยู่หลายรูปแบบด้วยกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของผู้ใช้ว่าต้องการลักษณะการทำงานเป็นแบบใด ถ้าเป็นการทำงานที่ไม่ยุ่งยากซับซ้อน วงจรที่ใช้จะเป็นแบบธรรมดาแต่บางครั้งอาจนำวงจรต่าง ๆ มารวมกันเพื่อควบคุมการทำงานที่ซับซ้อน ซึ่งขึ้นอยู่กับการพิจารณาเลือกใช้วงจรให้เหมาะสมกับลักษณะของงาน

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-1
วงจรพื้นฐานของระบบไฮดรอลิก .

วงจร ไฮ - โล (Hi - Lo)
วงจรทำงานที่ความดันต่ำ
หลักการทำงานมีดังนี้ เมื่อความดันในระบบต่ำกว่าค่าของวาล์ว C และ E วาล์วทั่งสองนี้จึงอยู่ในตำแหน่งปิด น้ำมันที่ออกจากปั๊ม B
จะส่งเข้าไปในระบบผ่านทางวาล์ว E ส่วนน้ำมันจากปั๊ม A ส่งเข้าระบบโดยผ่านทางวาล์ว C,D จากนั้นน้ำมันจากปั๊มทั้งสองตัวรวมกันส่งน้ำมันเข้าไปในระบบ

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-2
วงจรที่ทำงานที่ความดันต่ำ .

วงจรทำงานที่ความดันสูง
รายชื่อของอุปกรณ์มีดังต่อไปนี้
C = วาล์วลดโหลด (Unloading Valve)
E = รีลีฟวาล์ว (Relief Valve)
หลักการทำงานมีดังต่อไปนี้คือ เมื่อความดันในระบบสูงขึ้นจนถึงค่าที่ตั้งไว้ที่วาล์ว C ทำให้วาล์ว C เปิด การเปิดของวาล์ว C นั้นมา
จากความดันด้านปั๊ม B เมื่อวาล์ว C เปิดทำให้การส่งน้ำมันของปั๊ม A ส่งน้ำมันลงถังน้ำมันโดยตรง การส่งน้ำมันเข้าไประบบจึงมาจากปั๊ม B เพียงตัวเดียว สำหรับวาล์ว D มีไว้ป้องกันไม่ให้ความดันด้านปั๊ม B ไหลไปสู่ความดันด้านปั๊ม A ได้
ปกติวาล์ว E จะตั้งค่าไว้สูงกว่าค่าของวาล์ว C ดังนั้นความดันด้านปั๊ม B จึงเป็นด้านความดันสูงแต่ขนาดของการส่งน้ำมันของปั๊มต่ำ
ซึ่งตรงข้ามกับด้านปั๊ม A ที่เป็นด้านความดันต่ำแต่อัตราการส่งน้ำมันได้สูง

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-3
วงจรที่ทำงานที่ความดันสูง .

วงจรการระบายน้ำมันอัตโนมัติ (Automatic Venting)

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-4
จังหวะที่สูบวิ่งออก .

รายชื่อของอุปกรณ์มีดังต่อไปนี้
B = ปั๊ม
F = โซสินอยด์วาล์ว
C = เช็กวาล์ว
G = โรลเลอร์วาล์ว
D = รีลีฟวาล์ว
H = กระบอกสูบ
E = เช็กวาล์ว

- จังหวะลูกสูบวิ่งออก
หลักการทำงานมีดังนี้ เมื่อโซลินอยด์ F ทำงาน ช่องระบายน้ำมันจากวาล์ว D จะถูกปิดกั้นที่วาล์ว G ดังนั้นน้ำมันจากปั๊ม B จะส่งโดย
ตรงผ่าน H ทางด้านลูกสูบ ส่วนน้ำมันทางด้านก้านสูบจะระบายออกโดยผ่านทางวาล์ว F และ C
- จังหวะสูบถอยกลับ
หลักการทำงานมีดังนี้ เมื่อก้านสูบของวาล์ว H วิ่งออกไปแตะลิมิตสวิตซ์ (LS) ทำให้โซลินอยด์ F หยุดการทำงาน น้ำมันจากปั๊มถูกส่ง
เข้าไปยังกระบอกสูบ H ทางก้านสูบ เป็นผลให้ก้านสูบหดกลับ โดยระบายน้ำมันด้านลูกสูบออกผ่านทาง F และ C

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-5
จังหวะที่ลูกสูบถอยกลับ .

- จังหวะสูบหยุดการทำงาน

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-6
จังหวะที่ลูก
สูบหยุดการทำงาน .
Head

หลักการทำงานมีดังนี้คือ เมื่อก้านสูบของกระบอกสูบ H ถอยหลังสุดจะกดวาล์ว G เป็นผลให้ช่องระบายของวาล์ว D เปิด โดยน้ำมันทาง
ผ่านวาล์ว E,G,F และ C ที่ค่าความดันเท่ากับ 50 ปอนด์ / ตารางนิ้ว ซึ่งเป็นค่าของเช็กวาล์ว C ทำให้น้ำมันจากปั๊ม B อยู่ในสภาวะไม่ม่โหลดโดยน้ำมันไหลลงถังน้ำมันทางวาล์ว D ได้ วาล์ว D เป็นรีลีฟวาล์วที่ทำงานแบบไพลอต (Pilot Operated Relief Valve)
- จังหวะเริ่มต้นการทำงาน

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-7
จังหวะ
เริ่มต้นการทำงาน .

หลักการทำงานมีดังนี้คือ การเริ่มจังหวะใหม่ทำได้โดยกดสวิตช์สตาร์ตให้โซลินอยด์ F ทำงานน้ำมันจากปั๊ม B ถูกส่งเข้าไปยังกระบอก
สูบด้านลูกสูบ ในขณะเดียวกันก็ส่งน้ำมันมายังเช็กวาล์ว E ด้วยเป็นผลให้ความดันของวาล์ว E ทั้งสองข้างสมดุลกัน ทำให้ช่องระบายของวาล์ว D ถูกปิดกั้น การส่งน้ำมันของปั๊ม B จึงถูกส่งให้ดันลูกสูบวิ่งออกได้อีกครั้งหนึ่ง

วงจรลดโหลดปั๊มด้วยถังสะสมความดัน (Accumulator)

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-8
จังหวะ
ส่งความดันเข้าถังสะสมความดัน (Accmulator) .

อุปกรณ์ในวงจรมีดังต่อไปนี้
A = รีลีฟวาล์วชนิดทำงานด้วยไพลอต (Pilot Operated Relief Valve)
B = เช็กวาล์ว (Check Valve)
C = ถังสะสมความดัน (Accumulator)
D = สวิตช์ความดัน (Pressure Switch)
E = วาล์วโซลินอยด์ (Solenoid Valve)
- หลักการทำงาน
ก่อนที่จะอธิบายถึงหลักการทำงานของวงจร พิจารณาหน้าที่ของถังสะสมความดันว่าทำงานอย่างไรดังต่อไปนี้คือ
1. ทำหน้าที่รักษาความดันให้คงที่ตลอดเวลา
2. ช่วยส่งความดันของน้ำมันแทนปั๊มได้ระยะเวลาหนึ่ง
3. ข่วยรับความดันที่เกิดจากการช็อก (Shock) ของน้ำมัน
การลดโหลดของปั๊มมีอยู่หลายวิธีด้วยกันและวิธีนี้ก็เป็นวิธีหนึ่งในหลายวิธีที่ช่วยไม่ให้ปั๊มทำงานตลอดเวลา ในการใชัถึงสะสมความดันรับ
ความดันของน้ำมันในระบบไว้ขณะปั๊มทำงานโดยการตั้งค่าความดันที่ A มากกว่า D ในกรณีที่ต้องการอัดความดันของน้ำมันเข้าไปในถังสะสมความดัน ความดันของระบบจะต้องต่ำกว่าค่าความดันสปริงของวาล์ว D เป็นผลให้วาล์ว E ทำงาน ซึ่งเป็นการปิดกั้นน้ำมันจากช่องระบาย (Vent) ของ A จึงทำให้ความดันจากปั๊มส่งเข้าไปในถังสะสมความดันได้ด้วย
- จังหวะที่ปั๊มทำงานโดยไม่มีโหลด

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-9
จังหวะที่ปั๊มทำงานโดยไม่มีโหลด .

วงจรนี้จะทำงานต่อมาจากวงจรที่อัดน้ำมันเข้าถังสะสมความดัน คือเมื่อความดันอัดเข้าไปในถังสะสมความดันจนกระทั่ง จนความดัน
สูงขึ้นถึงค่าของ D (Pressure Switch) จะทำให้วาล์ว E หยุดการทำงานซึ่งเป็นการเปิดช่องระบายของ A นั่นเอง เป็นผลให้ปั๊มส่งน้ำมันกลับถังน้ำมันหรือปั๊มอยู่ในสภาวะไม่มีโหลดโดยมีเช็กวาล์ว B ปิดทางเดินของน้ำมันจาก C เอาไว้ ทำให้ความดันในระบบยังคงมีอยู่เท่าเดิมโดยรับค่าความดันของน้ำมันมาจากถังสะสมความดันน้ำมัน
สวิตช์ความดันจะมีอยู่สองตัว ส่วนหนึ่งตั้งค่าไว้ต่ำอีกตัวหนึ่งตั้งค่าไว้สูง ตัวที่มีค่าความดันต่ำจะทำงานเมื่อความดัน ในระบบต่ำถึงค่า
กำหนด ตัวความดันต่ำจะทำให้ปั๊มทำงานเพื่อส่งน้ำมันเข้าไปในระบบโดยการให้ E ทำงานอีกครั้งหนึ่ง ส่วนตัวมีความดันสูงนั้น ถ้าความดันในระบบสูงขึ้นถึงค่าที่ตั้งไว้มันจะส่งให้ปั๊มหยุดการส่งน้ำมันเข้าในระบบ โดยการให้ E หยุดการทำงานเปิดช่องระบายของวาล์ว A ให้น้ำมันจากปั๊มส่งน้ำมันลงถังน้ำมันโดยผ่านทางวาล์ว E
Head


วงจรระบายน้ำมันออกจากถังสะสมความดันน้ำมัน

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-10
จังหวะทำงานตามปกติ .

- จังหวะทำงานตามปกติ
น้ำมันที่ถูกบรรจุเข้าไปในถึงสะสมความดันนั้น จะต้องถูกระบายออกจากถังสะสมความดันโดยอัตโนมัติเมื่อปั๊มหยุดทำงาน
อุปกรณ์ที่ ประกอบอยู่ในวงจรนี้มีนี้
A = วาล์วเข็ม (Needle Valve)
B = ถังสะสมความดัน (Accumulator)
C = รีลีฟวาล์ว (Relief Valve)
D = วาล์วควบคุมทิศทางการไหลของน้ำมัน (Directional Control Valve)
การทำงานของโซลินอยด์ Db นั้นจะทำงาน (ปิดกั้นทางไหลของน้ำมัน) ตลอดเวลา แต่เมื่อปั๊มหยุดการทำงาน (มอเตอร์หยุด) วาล์ว Db
จะหยุดการทำงานด้วย (เปิดน้ำมันให้ผ่านได้) สำหรับวาล์วเข็ม A มีไว้สำหรับการควบคุมการปล่อยน้ำมันจากถังสะสมเข้าไปยังระบบไม่ให้ไหลออกด้วยความเร็วที่มากเกินไป
- จังหวะปล่อยน้ำมันออกจากถังสะสมความดัน

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-11
จังหวะปล่อยน้ำมันออกจากถังสะสมความดัน .

หลักการทำงานมีดังนี้ เมื่อมอเตอร์ที่ขับปั๊มหยุดการทำงาน จะทำให้วาล์ว Db เปิดทางน้ำมันจาก B ออกไปสู่ถังน้ำมันผ่านทางวาล์ว D
และอัตราการระบายน้ำมันลงสู่ถังน้ำมันจะถูกควบคุมโดยวาล์วควบคุมชนิดปรับค่าไม่ได้ (Fixed Restriction Valve) ที่อยู่ที่ C วาล์ว C นี้ปกติแล้วจะตั้งค่าความดันไว้สูงกว่าความดันสูงสุดของระบบ จุดประสงค์เพื่อให้ความดันที่เกิดขึ้นสูงเกินไป อันเนื่องมาจากการขยายตัวของน้ำมันไหลลงถังน้ำมันได้ ทำให้ความดันที่สูงเกินไปนั้นลดค่าความดันลงมา

วงจรเพิ่มความเร็วของกระบอกสูบ (Regenerative Circuit)

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-12
จังหวะปั๊มทำงานที่ไม่มีโหลด .

- จังหวะปั๊มทำงานที่ไม่มีโหลด
หลักการทำงานมีดังนี้ เมื่อวาล์ว D ยังไม่ทำงาน ทำให้ปั๊มทำงานที่ตัวเปล่า (Unloading) คือน้ำมันจากปั๊มไหลผ่านวาล์ว D โดยทาง
P - T ลงถังน้ำมันที่มีความดันในระบบเท่ากับ 75 ปอนด์ / ตารางนิ้ว ซึ่งเป็นค่าความดันย้อนกลับ จากการที่เช็กวาล์วขนาด 75 ปอนด์ / ตารางนิ้ว
ค่าต่าง ๆ และสูตรการคำนวณ
A = พื้นที่ของลูกสูบ (ตารางนิ้ว)
a = พื้นที่ของก้านสูบ (ตารางนิ้ว)
P = ความดัน (ปอนด์ / ตารางนิ้ว)
V = อัตราการส่งน้ำมันของปั๊ม (ลูกบาศก์นิ้ว / นาที)
ค่าของ K = A/a
- วงจรรีเจนเนอเรทีฟ

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-13
วงจรรีเจนเนอเรทีฟ.

การทำงานมีดังนี้ วงจรรีเจนเนอเรทีฟเกิดจากการที่วาล์ว Da ทำงาน ทำให้ปั๊มน้ำมันจากปั๊มส่งน้ำมันเข้ากระบอกสูบทางด้านลูกสูบ ส่วน
น้ำมันจากด้านก้านสูบจะถูกส่งออกและไปรวมกับน้ำมันที่มาจากปั๊มอีกครั้งหนึ่ง โดยเข้าทางช่อง P ของวาล์ว D ทำให้ความเร็วของลูกสูบเพิ่มขึ้นซี่งสามารถพิสูจน์โดยใช้สูตรดังนี้
ความเร็ว (Speed) (นิ้ว / นาที - in / min) = VK/A
แต่ในกรณีที่มีความเร็วเพิ่มขึ้นนั้นจะได้ค่าแรงของกระบอกสูบลดลงพิสูจน์ได้โดยใช้สูตรคำนวณได้ดังนี้
แรง(Force) มีหน่วยเป็น ปอนด์(Pound) = AP/K
- จังหวะที่ลูกสูบถอยกลับ

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-14
จังหวะที่ลูกสูบถอยกลับ
.

หลักการทำงานมีดังนี้คือ เมื่อโซลินอยด์วาล์ว Db ทำงานจะทำให้น้ำมันจากปั๊มส่งเข้าไปยังกระบอกสูบทางด้านก้านสูบโดยตรง
(ทำให้ลูกสูบถอยกลับ) ส่วนน้ำมันที่ออกจากด้านลูกสูบจะต่อลงถังน้ำมัน โดยทาง A - T และผ่านเช็กวาล์วซึ่งสร้าง ความดัน ย้อนกลับ
ไว้เท่ากับ 75 ปอนด์ / ตารางนิ้ว สำหรับสูตรการหาแรงและความเร็วของลูกสูบในจังหวะสูบถอยกลับมีดังนี้
สูตรการหาแรง คือ แรง (Force) (ปอนด์ / ตารางนิ้ว) - Pound / Square Inch) = {(AP/ K)* (K - 1)}
สูตรการหาความเร็ว คือ ความเร็ว (Speed) (นิ้ว / นาที - Inch / Minute) = [ VK / {A (K - 1)} ]
Head


วงจรการจับยึดชิ้นงาน

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-15
จังหวะปกติ .

- จังหวะปกติ
หลักการทำงานมีดังนี้ การจับยึดชิ้นงานของกระบอกสูบ J ในวงจรนี้ อยู่ในจังหวะที่วาล์ว G และ H ยังไม่ทำงาน ดังนั้นน้ำมันที่ส่งมา
จากปั๊ม C จึงไหลลงถังน้ำมันโดยผ่านทางวาล์ว E, F และ G รายการของอุปกรณ์มีดังไปนี้
F = รีดิวซิ่งวาล์ว (Reducing Valve)
E = ซีเควนซ์วาล์ว (Sequence Valve)
D = รีลีฟวาล์ว (Relief Valve)
- จังหวะจับชิ้นงาน
หลักการทำงานมีดังนี้คือ เมื่อลูกสูบ J จับชิ้นงานโดยการให้วาล์ว Ga ทำงาน ทำให้น้ำมันจากปั๊มส่งเข้ากระบอกสูบ J โดยผ่านทาง P - A
ส่วนน้ำมันอีกด้านหนึ่งของกระบอกสูบจะไหลผ่านทางวาล์ว G ทาง B - T ลงถังน้ำมัน

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-16
จังหวะจับชิ้นงาน .

- จังหวะสูบ K ทำงาน

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-17
จังหวะสูบ K ทำงาน.

หลักการทำงานมีดังนี้คือ เมื่อกระบอกสูบ J จับชิ้นงานแล้ว (รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-16) ทำให้ความดันของน้ำมันด้านกระบอกสูบ
J เพิ่มสูงขึ้น จนใน ที่สุดชนะแรงสปริงของวาล์ว E ทำให้น้ำมันผ่านเข้าไปยังกระบอกสูบ K ให้เลื่อนออกทำงาน สิ่งที่สำคัญคือ ต้องแน่ใจว่าความดันที่ตั้งไว้ที่วาล์ว E นั้นเพียงพอที่จะจับยึดชิ้นงานในระหว่างสูบ K ทำงาน
- จังหวะควบคุมความดันของสูบจับชิ้นงาน

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-18
จังหวะควบคุมความดันของสูบจับชิ้นงาน.

มีหลักการทำงานมีดังนี้คือ ในจังหวะที่สูบ K ทำงานอยู่นั้น ถ้าความดันของระบบเพิ่มสูงขึ้นมากเกินไป จะมีวาล์ว F (รีดิวซิ่งวาล์ว)
ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมความดันของกระบอกสูบจับชิ้นงานนั้นปิดไม่ให้มีความดันน้ำมันเข้าในสูบ J จึงทำให้ความดันของสูบ J คงที่ตลอดเวลา ส่วนวาล์ว D เป็นตัวทำหน้าที่ควบคุมความดันสูงสุดของระบบ
- จังหวะสูบ K ถอยกลับ

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-19
จังหวะสูบ K ถอยกลับ.

หลักการทำงานคือ เมื่อกระบอกสูบ K ถอยกลับ จากการทำงานของโซลินอยด์ Hb นั้น กระบอกสูบ J จะต้องทำหน้าที่จับชิ้นงานอยู่ต่อไป
- จังหวะสูบจับชิ้นงานถอยกลับ

รูปที่ HYDRO-CIRCUIT-20
จังหวะสูบจับชิ้นงานถอยกลับ .

หลักการทำงานคือ หลังจากที่สูบ K ถอยกลับสุดแล้ว โซลินอยด์ H จะหยุดการทำงาน และทำให้สูบ J เริ่มถอยกลับ โดยให้โซลินอยด์ Gb
ทำงาน เมื่อสูบ G ถอยกลับสุดช่วงชักเช่นเดียวกับสูบ K แล้วโซลินอยด์ G ก็จะหยุดการทำงานเช่นกัน จึงทำให้ปั๊ม C ทำงานแบบเดินเบา (Idle Condition) คือให้ปั๊มส่งน้ำมันกลับถังน้ำมันโดยตรงโดยผ่านทางวาล์ว G ซึ่งมีตำแหน่งกลางเป็นชนิด P - T

Head





G. PRECISION ENGINEERING LTD.,PART.

26/27 MOO.9 BYPASS ROAD , TUMBOL NAPA
AMPHUR MUANG ,CHONBURI 20000 THAILAND.
TEL :038-441-348 , 087-9182311 , 081-6446767
FAX : 038-441-349
Website : http://www.Gprecision.net

E-mail : info@gprecision.net