ระบบไฮดรอลิก (Hydraulic) คืออะไร?

เป็นระบบส่งถ่ายพลังงานของของไหล เป็นตัวขับเคลื่อนการทำงานในรูปของ อัตราการไหล และความดัน เปลี่ยนเป็นพลังงานกล โดยผ่านตัวกระทำ เช่น กระบอกสูบ มอเตอร์ไฮดรอลิก ในอุตสาหกรรม และงานก่อสร้างต่าง ๆ นิยมใช้ น้ำมันไฮดรอลิก (Hydraulic Oil) เป็นตัวกลาง ในการส่งถ่ายพลังงาน เพราะว่า น้ำมันไฮดรอลิก มีคุณสมบัติสำคัญ คือ ไม่สามารถยุบตัวได้ จึงทำให้การส่งถ่ายพลังงาน มีประสิทธิภาพมากขึ้น

201104-Content-ไฮดรอลิก-คืออะไร-การทำงานเป็นอย่างไร-02


เมื่อดันลูกสูบอันเล็กให้เลื่อนลง ความดันของเหลวในท่อจะเท่ากันหมดทุกที่ เพื่อดันลูกสูบอันใหญ่ให้เลื่อนขึ้นด้วยแรงที่มากกว่าแรงลูกสูบขนาดเล็กหลายเท่า

** ไฮดรอลิก (HYDRAULIC) คำว่า Hydraulic มาจากรากศัพท์ของกรีก จากคำว่า (Hydraulikos) หรือ (Hydor) หมายถึง น้ำ และคำว่า au หรือ (aulos) หมายถึง ท่อวิชาไฮดรอลิก คือ วิชาที่เกี่ยวกับคุณสมบัติทางกลศาสตร์ของการไหลของของเหลวที่ถูกอัดด้วยความดัน กล่าวได้ว่าไฮดรอลิก (Hydraulic) จะคล้ายคลึงกับ นิวเมติกส์ เพียงแต่เปลี่ยนตัวกลางจากลมไปเป็น (Fluid Mechanics) หรือ ของเหลวนั่นเอง **


ระบบไฮดรอลิก มีส่วนสำคัญ
3 ส่วน ดังนี้

👉🏻 แหล่งจ่ายพลังงาน

ทำหน้าที่ส่งพลังงานน้ำมันเข้าสู่ระบบ โดยมี มอเตอร์ไฟฟ้า หรือ เครื่องยนต์เป็นตัวขับ ปั๊มไฮดรอลิกให้หมุน เพื่อที่จะดูดน้ำมันจากถังพักเข้ามาในตัวเสื้อของปั๊ม แล้วส่งออกไปสู่ระบบไฮดรอลิก ซึ่งจะประกอบไปด้วยอุปกรณ์ต่าง ๆ ดังนี้ ปั๊มไฮดรอลิก, มอเตอร์ไฟฟ้า หรือ เครื่องยนต์ขับ, ถังพักน้ำมัน, ไส้กรองน้ำมัน, ที่ดูระดับน้ำมัน, ฝาเติมน้ำมัน ,ระบบระบายอากาศ และประกบเพรา


👉🏻 ระบบควบคุมการทำงาน

เป็นระบบที่ใช้ควบคุมการทำงานของกระบอกไฮดรอลิก หรือ มอเตอร์ไฮดรอลิก ที่ควบคุมทิศทางการไหลของน้ำมันไฮดรอลิก ทำให้กระบอกเคลื่อนที่ เข้า-ออก ได้ เช่น โซลินอยด์วาล์ว ควบคุมความดันของน้ำมันไฮดรอลิกในระบบ เพื่อจำกัดความดัน ให้เป็นไปตามต้องการ ในการใช้งานต่าง ๆ อุปกรณ์ที่ใช้ควบคุมความดัน ได้แก่ วาล์วปลดความดัน หรือ รีลีฟวาล์ว, วาล์วลดความดัน, วาล์วควบคุมลำดับการทำงาน, วาล์วลัดวงจร แต่ระบบควบคุมการทำงานยังต้องควบคุมปริมาณการไหล ของน้ำมันไฮดรอลิกให้เหมาะสม เพื่อให้สามารถควบคุมความเร็ว ของอุปกรณ์ทำงานได้ โดยมีอยู่ 2 ซนิด คือ ชนิดปรับช่องทางออก และ ชนิดเปิดออกช่องทางผ่าน

👉🏻 อุปกรณ์ทำงาน

ทำหน้าที่เปลี่ยนแปลงพลังงานจาก พลังงานไฮดรอลิก เป็น พลังงานกล เพื่อกระทำต่อภาวะโหลด ส่วนใหญ่อุปกรณ์ทำงานจะมี 2 ประเภทใหญ่ คือ กระบอกสูบ จะส่งถ่ายพลังงานในแนวเชิงเส้น และ มอเตอร์ไฮดรอลิก จะส่งถ่ายพลังงานในแนวรัศมี

201104-Content-ไฮดรอลิก-คืออะไร-การทำงานเป็นอย่างไร-05


ข้อดีของระบบไฮดรอลิก

อุปกรณ์ทำงาน (Actuator) มีขนาดเล็ก และน้ำหนักเบากว่าอุปกรณ์ทางไฟฟ้าและกลไก สามารถออกแบบ ให้ตัวเครื่องมีแรงมากได้ เมื่อเปรียบเทียบกับขนาดของเครื่องจักร โดยออกแบบให้แรงดันของ น้ำมันไฮดรอลิก สูง ในกรณีที่ต้องการแรงมาก

ง่ายต่อการควบคุม (Easy to Control) เพราะระบบการควบคุมในทางกลไกนั้น จะต้องมีจุดหมุน จุดต่อต่าง ๆ มาก อาจต้องใช้ข้อต่อ และโซ่มากมาย ทำให้ยากต่อการสร้างแก้ไข และดัดแปลง

201104-Content-ไฮดรอลิก-คืออะไร-การทำงานเป็นอย่างไร-06


ง่ายต่อการควบคุมโหลด (Easy to Load Control) ถ้าหากติดตั้งวาล์วปลดแรงดัน (Relief Valve) ลงไปในวงจร ก็สามารถช่วยป้องกันแรงดันที่สูงผิดปกติในวงจรได้ และควบคุมแรงดันได้เป็นอย่างดี ป้องกันความเสียหายที่จะเกิดกับอุปกรณ์ไฮดรอลิกที่เกิดจากแรงดันสูง และควบคุมแรงดันให้คงที่ได้

ง่ายต่อการเพิ่มอุปกรณ์ทำงาน สามารถที่จะเพิ่มอุปกรณ์ทำงานได้ง่ายเพียงแค่เพิ่มจุดต่อพ่วงแล้วก็ใส่อุปกรณ์ (Actuator) ทำงานพ่วงไปก็สามารถใช้งานได้ทันทีโดยไม่ต้องแก้ไขทั้งหมดของวงจรให้ยุ่งยาก

201104-Content-ไฮดรอลิก-คืออะไร-การทำงานเป็นอย่างไร-04


ปัจจุบัน ไฮดรอลิก เป็นระบบที่ใช้งานกันอย่างกว้างขวาง และสิ่งที่ต้องการนำไปใช้ ก็คือ งาน หรือแรง ที่เกิดจากระบบไฮดรอลิก เช่น การเอาแรงจากกระบอกไฮดรอลิคไปกด อัด หรือตัดชิ้นงาน และการขับ ดังนั้นหากผู้อ่านมีความรู้พื้นฐาน เกี่ยวกับส่วนประกอบของระบบไฮดรอลิค ก็ทำให้สามารถเข้าใจการทำงานของระบบไฮดรอลิก และใช้งานจากระบบไฮดรอลิก ได้อย่างมีประสิทธิภาพ


รู้หรือไม่ :
มีการค้นหลักฐานว่า วิชาไฮดรอลิก (Hydraulic) ถูกนำมาใช้งานทางชลประทาน ขุดคลองเข้าไปในแผ่นดินที่อยู่ไกลเพื่อการปลูกพืชมาตั้งแต่ต้นๆของสมัยประวัติศาสตร์ (Historial Age)คือสมัยที่ มนุษย์รู้จักเขียนตัวอักษร โดยชาวเมโสโปเตเมียและชาวอียิปต์อายุราวๆ 6,000 ปีก่อนคริสต์ศักราช

201104-Content-ไฮดรอลิก-คืออะไร-การทำงานเป็นอย่างไร-07


ในยุคเดียวกับชาวจีนก็มีกาชลประทาน และมีการพัฒนาอาศัยแรงดันจากน้ำไหล หมุนล้อไม้ตักน้ำขึ้นจากคลอง และต่อมาก็ทำกลไกอาศัยล้อหมุนด้วยแรงน้ำไปบีบเครื่องเป่าลม เข้าไปในเตาถลุงโลหะด้วย ชาวกรีกและโรมัน ก็มีการขุดคลองชลประทาน ส่วนชาวโรมันก้าวหน้าไปกว่าด้วยการก่อสร้าง ท่อส่งน้ำ (Aqueduct) จากภูเขาใกล้กรุงโรมนำน้ำเข้ามาใช้ในตัวเมืองโรมให้พลเมืองใช้อย่างสะดวกถูกอนามัย ?


ข้อมูล : เว็บไซต์SciMath.org / เว็บไซต์บ.นิวแอนด์ไฮด์จำกัด