Hidrolik nedir, hidrolik sistemler nasıl çalışır? Hidrolik sistemlerin özellikleri, çalışma prensibi, hakkında genel bilgi.
HİDROLİK
Hidrolik, güç dağıtmanın ve bir sıvı kullanarak az bir kuvvetten en iyi faydalanmanın en etkin yoludur. Herhangi bir sıvanın molekülleri zaten birbirlerine mümkün olduğu kadar yakın düzenlenmişlerdir, ve daha sıkı istiflenmeleri artık mümkün değildir. Bir miktar sıvı, sabit çaplı ve bir sıvıyla dolu bir borunun bir ucundan zorlandığı vakit, öbür uçtan tam aynı miktarda sıvı çıkacaktır.
Katı bir cisim üzerine bir kuvvet uygulandığı vakit, cisim bu kuvveti aynı doğrultuda iletir (meselâ bir bilardo ıstakasının bir bilyayı itmesi halini göz önüne alınız). Fakat bir sıvı üzerine bir kuvvet uygulandığı vakit, sıvı bu kuvveti bütün doğrultularda eşit olarak iletir. Bunun pratik terimlerle anlamı çok hayret vericidir. Eğer sıvı dolu bir borunun kesiti bir uçta bir santimetre kare ve öbür uçta 100 santimetre kare ise, dar uca uygulanan 12 kilogramlık bir kuvvet, sıvı tarafından bütün doğrultularda eşit olarak iletilecektir.
Bunun anlamı, sıvının her santimetre karesinin 12 kilogramlık bir kuvvet uygulayacağıdır, ve geniş ucun kesiti 100 santimetre kare olduğuna göre, orada etkiyen toplam kuvvet 1200 kilogram olacaktır. Böylece, eğer sıvı dar kesitte 12 kilogramlık bir kuvvetle aşağıya doğru itilirse, borunun geniş ucundaki sıvı üzerinde bulunan 1200 kilogramlık bir ağırlık hareket ettirilebilecektir.
İşte bu sebeple hidroliğin pek çok faydalı uygulamaları vardır:
Sayısız hallerde büyük bir ağırlığın hareket ettirilmesi gerekir ve bunu yapmak için emre amade kuvvet pek küçüktür. Basit bir misal olmak üzere, elle çalıştırılmış bir hidrolik kriko ile, bir adamın bir arabanın bir köşesini; kaldırması mümkündür. Bu aygıt, bir ucu öbüründen daha geniş olan bir nevi sıvı dolu boru gibidir. Sıvı (özel bir yağ) bir piston vasıtasıyla, borunun dar kısmı boyunca itildiği vakit, borunun (silindir) geniş kısmındaki yağ üzerinde bulunan ve üzerinde araba bulunan bir tablo hareket edebilir.
Hidroliğin bize, sadece 12 kilogramlık bir kuvvetle 1200 kilogramlık bir ağırlığı kaldırma imkânını vermesi, bedavadan bir şey elde etmenin bir yolu gibi görünmektedir. Fakat hidrolik krikoya biraz daha yakından bakarsak bu düşünüşün yanlış olduğunu görürüz. Eğer tablayı ihtiva eden silindir, pistonu ihtiva eden borudan 100 defa daha büyük olursa, piston üzerine uygulanan 12 kilogramlık bir kuvvet, yağ tarafından tablaya 1200 kilogramlık bir kuvvet uygulanmasına sebep olacaktır (tabla da bu kuvveti, kendi üzerinde bulunan cisme uygular).
Fakat eğer piston tarafından, dar boru içerisine 10 santimetre yağ sokulursa, silindirdeki tabla 10 santimetre hareket etmeyecektir. Silindir borudan 100 defa daha geniş olduğundan, borudan çıkan 10 santimetrelik yağ, silindir içindeki sıvı düzecini ancak 1/10 santimetre yükseltecektir. Başka sözlerle, tablanın 1/10 santimetre hareket etmesi için pistonun 10 santimetre itilmesi gerekir. Bu durum, kuvvet koluna göre 100 defa daha uzun olan koluna 100 defa daha büyük bir yük konmuş olan bir levyeninkine benzer. Eğer kuvvet 10 santimetre hareket ederse yük sadece 1/10 santimetre hareket eder.
İş Birimi
Pratikte kullanılan iş birimi kilogrammetredir. Bir kilogrammetre, bir metre yol giden bir kilogramlık bir kuvvet tarafından yapılan iştir. Bu ölçme metodu hidrolik krikoya uygulanabilir. Bir tarafta 12 kilogramlık bir kuvvet 10 santimetre (0.1 metre) hareket ediyor, ve böylece makineye verilen iş 1.2 kilogrammetre (12 kilogram defa 0.1 metre) dir. Öbür tarafta sıvı, tabla üzerine 1200 kilogramlık bir kuvvet uygulamakta, fakat bu kuvvet sadece 1/10 santimetre (1/1000 metre) yol gitmektedir, ve böylece makinenin verdiği iş de 1.2 kilogrammetreye eşittir (1200 kilogram defa 0.001 metre). Böylece, hidrolik makinelerle (ve bu cins başka bütün makinelerle) verdiğinizden daha fazla iş elde edemezsiniz. Bunların değeri, bir cins gayreti, belirli bir maksada daha uygun olan başka bir şekle çevirmelerindedir.
Hidroliğin önemli birçok uygulamalarından biri, traktörlerin hidrolik sistemlerinde bulunur. Bunların temel görevi, çeşitli cihazların traktöre gövdeden bağlı kalmalarına müsaade etmektir. Esas üstünlüğü de şudur ki, bağlı cihaz, parmakla itilen bir kontrol vasıtasıyla yükseltilip alçaltılabilir. Ayrıca ağır bir yük fazla yukarı çıktığı vakit arkaya doğru devrilme tehlikesini de azaltır. Hidrolik çalışmanın temel prensipleri çok basittirler. Cihazı yükseltmek için, yağ, dar bir transfer borusu içinden pistonlar vasıtasıyla basınç altında ve hızla, geniş şahmerdan silindiri içerisine pompalanır ve orada toplanıp şahmerdan silindirini geriye doğru iter. Düzenek o tarzdadır ki, şahmerdan pistonunun bu hareketi, cihazın yükseltilmesine sebep olur. Alçaltma için, yağın sistemden geri çekilmesine müsaade edilir. Bu takdirde şahmerdan cihazın ağırlığı altında silindir içine geri çekilir.