ระบบไฮดรอลิกคือ อีกหนึ่งระบบในอุตสาหกรรมที่ได้รับความนิยมไม่แพ้ระบบนิวเมติก โดยระบบไฮดรอลิกเป็นระบบส่งถ่ายพลังงานที่ใช้ของไหลเป็นตัวขับเคลื่อนการทำงานในรูปแบบอัตราการไหลและความดันเพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานกล อาศัยตัวกระทำ เช่น กระบอกสูบไฮดรอลิก มอเตอร์ไฮดรอลิก รวมถึงในอุตสาหกรรมด้านการผลิตและงานก่อสร้างต่าง ๆ ส่วนมากจะนิยมใช้น้ำมันไฮดรอลิกเป็นตัวกลาง (ของไหล) ในการส่งถ่ายพลังงาน เนื่องจากน้ำมันไฮดรอลิกมีคุณสมบัติสำคัญไม่ยุบตัว ซึ่งช่วยส่งเสริมให้การส่งถ่ายพลังงานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพสูงได้

หลักการทำงานเบื้องต้นและอุปกรณ์ที่สำคัญในระบบไฮดรอลิก (Hydraulic)

แหล่งจ่ายพลังงาน

ส่วนประกอบสำคัญของระบบไฮดรอลิกที่ขาดไม่ได้ มีหน้าที่จ่ายพลังงานในรูปแบบของเหลวเข้าสู่ระบบไฮดรอลิก ซึ่งมีมอเตอร์ไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์คอยปั๊มให้ไฮดรอลิกหมุนทำงาน เพื่อดูดเอาน้ำมันจากถังพัก และไปส่งที่ส่วนอื่น ๆ ในระบบไฮดรอลิกต่อไป โดยอุปกรณ์ของแหล่งจ่ายพลังงานประกอบไปด้วย 3 ส่วน ได้แก่

อุปกรณ์ต้นกำลังไฮดรอลิก เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า และเครื่องยนต์ไฮดรอลิก
อุปกรณ์เก็บและปรับปรุงคุณภาพน้ำมันไฮดรอลิก ได้แก่ ถังน้ำมัน ไส้กรองขาดูดและกรองขากลับ
อุปกรณ์สร้างการไหล เช่น ปั๊มไฮดรอลิกชนิดต่าง ๆ เช่น ปั๊มเฟือง (Gear Pump) ปั๊มในรูปแบบใบพัด (Vane Pump) และปั๊มแบบลูกสูบ (Piston Pump) โดยปั๊มไฮดรอลิกที่มีหน้าที่เปลี่ยนพลังงานในลักษณะหมุนเป็นรูปแบบการขับเคลื่อนพลังงานด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า รวมถึงตัวปั๊มก็จะทำงานร่วมด้วย หากมีการใช้เครื่องยนต์ในระบบเช่นกัน

ระบบควบคุมการทำงาน

ส่วนสำคัญที่มีหน้าที่ในการเปลี่ยนพลังงานรูปแบบของเหลวด้วยการหมุนสำหรับควบคุมทิศทางการไหลของของเหลว

อุปกรณ์ควบคุมการทำงาน ส่วนสมองสั่งการของระบบไฮดรอลิก ประกอบไปด้วย โซลินอยด์วาล์วสำหรับควบคุมกระบอกไฮดรอลิกให้เคลื่อนที่เข้าออก (Solenoid Valve) รีลิฟต์วาล์ว หรือวาล์วปลดความดัน (Relief Valve) สำหรับควบคุมความดันให้เป็นไปตามที่ต้องการในการใช้งาน วาล์วลัดวงจร และโฟลวาล์วหรือวาล์วควบคุมอัตราการไหล (Flow Control Valve) ที่มีหน้าที่ควบคุมปริมาณการไหลและระดับความเร็วของน้ำมันไฮดรอลิก
อุปกรณ์การทำงาน ที่หน้าที่เสมือนกล้ามเนื้อหรืออวัยวะแขนขาในระบบไฮดรอลิก เช่น มอเตอร์ไฮดรอลิก (Hydraulic Motor) สำหรับถ่ายพลังงานในแนวรัศมี กระบอกสูบไฮดรอลิก (Hydraulic Cylinder) สำหรับถ่ายพลังงานในแนวเชิงเส้น ซึ่งแบ่งออกเป็นหลายประเภทด้วยกันตามลักษณะทิศทางของแรงที่กระทำต่อลูกสูบ

ระบบท่อไฮดรอลิก

จุดเชื่อมต่อระบบไฮดรอลิกทั้งหมดเข้าด้วยกัน และทำหน้าที่ลำเลียงของเหลว ซึ่งเป็นตัวกลางทำงานของระบบไฮดรอลิกไปยังกระบวนการต่าง ๆ เช่น ท่อเดินน้ำมัน ข้อต่อชนิดต่าง ๆ และสายไฮดรอลิก เป็นต้น

รูปแบบการใช้งานระบบไฮดรอลิกที่พบได้

ปัจจุบัน ระบบไฮดรอลิกได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้งานกันอย่างแพร่หลายทั้งในภาคอุตสาหกรรมและครัวเรือน แต่ส่วนใหญ่อุตสาหกรรมที่นิยมใช้งานไฮดรอลิกจะเป็นภาคอุตสาหกรรมขนาดกลางไปจนถึงขนาดใหญ่มากกว่า โดยเฉพาะในภาคอุตสาหกรรมเหล่านี้

อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลาสติก บรรจุภัณฑ์ และการพิมพ์
อุตสาหกรรมด้านการผลิตอาหารและยา รวมถึงสินค้าอุปกรณ์และบริโภคต่าง ๆ
อุตสาหกรรมสำหรับผลิตยานยนต์และชิ้นส่วนอะไหล่ต่าง ๆ
งานจราจร งานก่อสร้างถนน หรืองานด้านวิศวกรรมโยธา
งานด้านการเดินเรือ อุตสาหกรรมน้ำมันและปิโตรเลียม ตลอดจนงานสำรวจขุดเจาะน้ำมัน

ข้อดีของระบบไฮดรอลิก

ระบบไฮดรอลิกมีประสิทธิภาพสูงในการส่งถ่ายพลังงาน

ระบบไฮดรอลิกสามารถส่งถ่ายพลังงานได้ไกลผ่านท่อไฮดรอลิก ควบคุมการทำงานได้ง่าย และมีความแม่นยำสูงกว่าระบบนิวเมติกเสียอีก เนื่องจากระบบนี้สามารถควบคุมสั่งการได้เพียงกดปุ่มเพื่อเริ่มทำงาน เร่งความเร็ว ชะลอความเร็ว หรือสั่งหยุด อีกทั้งไฮดรอลิกยังไม่มีเกียร์ รอก หรือคันโยกให้วุ่นวาย จึงทำให้พนักงานใคร ๆก็สามารถทำงานส่วนนี้ได้ ไม่จำเป็นต้องออกแรงรับมือกับน้ำหนัก รวมถึงไฮดรอลิกยังเป็นระบบที่มีแรงทวีคูณ สร้างแรงบิด หรือแรงดันคงที่โดยไม่ต้องคำนึงถึงความเปลี่ยนแปลงของความเร็ว

ระบบไฮดรอลิกง่ายต่อการออกแบบติดตั้งและซ่อมบำรุงเมื่อเกิดชำรุด

ระบบไฮดรอลิกมีขั้นตอนการติดตั้งหรือออกแบบที่เรียบง่ายไม่ยุ่งยาก เพราะใช้ชิ้นส่วนอุปกรณ์เคลื่อนไหวไม่กี่ชิ้นระบบก็สามารถเคลื่อนไหวทำงานได้แล้ว ชำรุดตรงจุดไหนก็เห็นชัดทันที แตกต่างกับระบบเครื่องกลและระบบไฟฟ้าที่มีความยุ่งยากซับซ้อนกว่า ในขณะที่หากต้องการปรับเพิ่มปริมาณแรงขับเคลื่อนไฮดรอลิกก็สามารถทำได้เพียงเพิ่มอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพในการคูณแรงเท่านั้น ที่สำคัญ หากเลือกใช้น้ำมันไฮดรอลิกยังทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานด้วย เพราะน้ำมันไฮดรอลิกจะช่วยลดการสึกหรอของอุปกรณ์ได้ดี

ระบบไฮดรอลิกเป็นระบบที่ประยุกต์ใช้งานได้ง่าย

ไฮดรอลิกถูกนำไปประยุกต์ใช้งานในหลากหลายอุตสาหกรรม เนื่องจากสามารถรองรับแรง (Load) ได้สูงมาก ทั้งในแนวเส้นตรงและแนวหมุน อีกทั้งยังให้แรงที่คงที่ทุกความเร็ว จึงเหมาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตขนาดใหญ่ที่ต้องมีการขนส่งสินค้าหนัก หรือใช้งานเครื่องจักรหนัก ๆ เป็นต้น

ระบบไฮดรอลิกมีความปลอดภัยต่อการใช้งาน

การทำงานของระบบไฮดรอลิกนั้นไม่ก่อให้เกิดประกายไฟ แม้ว่าจะมีการใช้น้ำมันไฮดรอลิกเป็นตัวกลางในการทำงานของระบบก็ตาม จึงทำให้มีความปลอดภัยสูง หรือในกรณีที่เกิดจุดรั่วไหลก็สามารถสังเกตเห็นได้ชัดทันที แตกต่างกับระบบนิวเมติกที่เมื่อเกิดการรั่วไหลก็จะมองเห็นลำบาก เพราะเป็นเพียงแค่ลมที่รั่วออกมา

ข้อควรระมัดระวังขณะใช้งานระบบไฮดรอลิก

ความสะอาดของอุปกรณ์เครื่องจักรและสภาพแวดล้อมในการทำงาน

ระบบไฮดรอลิกนิยมใช้น้ำมันไฮดรอลิกเพื่อเป็นตัวกลาง เมื่อเกิดการชำรุดหรือมีจุดรั่วไหลจะทำให้สกปรกเลอะเทอะได้ อีกทั้งการทำความสะอาดตรงจุดนั้นก็เป็นไปได้ยากลำบากเช่นกัน เพราะจุดรั่วไหลมักเกิดขึ้นในบริเวณที่มีความร้อนเสมอ ที่สำคัญ โรงงานหรืออุตสาหกรรมใดที่ใช้ไฮดรอลิกจำเป็นต้องมีการควบคุมมาตรฐานการบำบัดของเสียก่อนส่งถ่ายออกภายนอกด้วย เพราะของเสียที่ปะปนด้วยคราบน้ำมัน หากไม่บำบัดก่อนจะทำให้สภาพแวดล้อมเสียหาย

ระบบไฮดรอลิกเคลื่อนที่ได้ช้ากว่าระบบอื่น ๆ

แม้ว่าไฮดรอลิกจะสามารถรองรับน้ำหนัก แรงได้สูง เคลื่อนที่ได้ไกลและคงที่ แต่ระดับความเร็วในการเคลื่อนที่ถือว่าช้ากว่าระบบนิวเมติกและระบบไฟฟ้า จึงไม่เหมาะสมกับการใช้งานในส่วนที่ต้องการความเร็ว

จำเป็นต้องระมัดระวังการปนเปื้อนของของเหลวอย่างสม่ำเสมอ

ระบบไฮดรอลิกใช้ของเหลวในการทำงาน ดังนั้นเมื่อเกิดการปนเปื้อนในของเหลวจึงอาจทำให้ระบบการทำงานเสื่อมประสิทธิภาพลงไปทั้งระบบได้เลย จึงจำเป็นต้องติดตั้งส่วนตัวกรองและหมั่นตรวจสอบการปนเปื้อนในของเหลวอย่างสม่ำเสมอ อีกทั้งตรวจสอบประเภทของของเหลวที่ใช้ให้ดี หากใช้งานผิดก็สามารถทำให้ประสิทธิภาพในการทำงานลดลงได้เช่นกัน

แนวทางการบำรุงรักษาระบบไฮดรอลิก (Hydraulic Maintenance)

ปัญหาในการใช้งานระบบไฮดรอลิกที่เกิดขึ้นบ่อย ๆ คงหนีไม่พ้นกับปัญหาด้านการชำรุดของอุปกรณ์และการปนเปื้อนรั่วไหลของน้ำมันไฮดรอลิก เพื่อป้องกันปัญหาที่เกิดขึ้นตามมาในภายหลัง การบำรุงรักษาระบบไฮดรอลิกจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ควรพึงปฏิบัติอย่างสม่ำเสมอ โดยสามารถทำได้ดังนี้

ใส่ใจในการทำ Oil Analysis อย่างสม่ำเสมอ เพื่อตรวจสอบคุณภาพของน้ำมันไฮดรอลิก
ควร Flush ระบบไฮดรอลิกใหม่ก่อนใช้งาน และ Flush ระบบน้ำมันไฮดรอลิกหลังจากซ่อมใหญ่ทุกครั้ง
หมั่นทำความสะอาดและตรวจสอบคุณภาพชิ้นส่วนอุปกรณ์ไฮดรอลิก โดยเฉพาะในส่วนของข้อต่อ แอคชูเอเตอร์ การเคลื่อนไหวของกระบอกไฮดรอลิก
อย่าลืมทำความสะอาดและเปลี่ยนตัวชุดกรองของเหลวหากพบว่าเสื่อมสภาพหลังจากใช้งานเป็นเวลานาน และเปลี่ยนชุดตัวกรองของเหลวทุก ๆ ครึ่งปี
หากพบเจออุปกรณ์ไฮดรอลิกชำรุด ให้ดำเนินการส่งซ่อมบำรุงด้วยช่างผู้เชี่ยวชาญโดยเฉพาะ หรือหาซื้อชิ้นส่วนอะไหล่เพื่อเปลี่ยนใหม่ทันที มิเช่นนั้นอาจทำให้ระบบไฮดรอลิกรวนและชิ้นส่วนอื่น ๆ ชำรุดเสียหายเพิ่มเติมได้