در هر مدار هیدرولیکی، انتخاب و نصب درست تجهیزات، تضمین‌کننده‌ی عملکرد مطمئن و بدون نشتی است. یکی از قطعات کلیدی که شاید در نگاه اول ساده به نظر برسد اما نقش بزرگی در پایداری سیستم دارد، زیر شیری هیدرولیک (Hydraulic Subplate یا Manifold Base Plate) است.

بلوک زیر شیری‌ها به‌عنوان پایه‌ی نصب شیرهای هیدرولیکی عمل می‌کنند و با طراحی دقیق کانال‌های داخلی خود، مسیر عبور روغن را مدیریت می‌کنند. استفاده از این قطعات باعث می‌شود نصب شیرها سریع‌تر، مطمئن‌تر و با احتمال نشتی کمتر انجام گیرد. علاوه بر این، زیر شیری‌ها امکان سرویس‌پذیری و تعویض راحت شیرها را بدون نیاز به بازکردن کل لوله‌کشی فراهم می‌سازند.

در این مقاله به بررسی جامع ساختار، انواع، استانداردها، کاربردها، مزایا و نکات انتخاب زیر شیری هیدرولیک می‌پردازیم و همچنین برندهای مطرح این حوزه را معرفی خواهیم کرد. هدف این است که خواننده دیدی کامل نسبت به اهمیت و کارکرد این قطعه به دست آورد.

زیر شیری هیدرولیک چیست؟

زیر شیری هیدرولیک که در منابع فنی به آن ساب‌پلیت (Subplate) یا پایه شیر (Base Plate) هم گفته می‌شود، یک قطعه‌ی واسط است که شیر هیدرولیک روی آن نصب می‌شود. این قطعه در ظاهر یک بلوک فلزی ساده به نظر می‌رسد، اما درون آن کانال‌های دقیقی تعبیه شده که جریان روغن هیدرولیک را به ورودی‌ها و خروجی‌های شیر هدایت می‌کند.

نقش اصلی

• ایجاد بستری مطمئن برای نصب شیرهای هیدرولیکی (Directional, Pressure, Flow).

• هدایت جریان سیال بین شیر و لوله‌کشی سیستم از طریق کانال‌های داخلی.

• حذف نیاز به اتصالات پیچیده و کاهش طول لوله‌ها.

• تسهیل تعمیر و تعویض شیر بدون نیاز به باز کردن کل مدار.

اهمیت در مدار هیدرولیک

اگر زیر شیری استفاده نشود، نصب شیر به‌طور مستقیم روی لوله‌کشی انجام می‌گیرد. این روش سنتی علاوه بر زمان‌بر بودن، احتمال نشتی، خطای نصب و اشغال فضای بیشتر را به همراه دارد. به همین دلیل، در طراحی‌های مدرن تقریباً همیشه از زیر شیری برای نصب شیرهای هیدرولیک استفاده می‌شود.

ویژگی‌های کلیدی

• جنس: معمولاً از فولاد کربنی، چدن یا آلومینیوم ساخته می‌شود.

• استاندارد ابعاد: مطابق با کدهای CETOP یا ISO طراحی می‌شود تا هر شیر استانداردی روی آن قابل نصب باشد.

• انواع سایز: متناسب با دبی و فشار سیستم در سایزهای NG06، NG10، NG16، NG25 و بالاتر تولید می‌شود.

ساختار و اجزای بلوک زیر شیری هیدرولیک

بلوک زیر شیری هیدرولیک، با وجود ظاهر ساده‌اش، طراحی دقیقی دارد تا بتواند فشار بالا و دبی قابل توجه روغن هیدرولیک را مدیریت کند. اجزای اصلی آن شامل موارد زیر است:

۱. بدنه (Body)

• جنس: معمولاً از فولاد کربنی سخت‌کاری شده، چدن یا آلومینیوم ساخته می‌شود.

• ویژگی: بدنه باید استحکام کافی برای تحمل فشار سیستم (گاهی تا ۳۱۵ بار) داشته باشد. انتخاب جنس مناسب به شرایط کاری بستگی دارد؛ فولاد برای فشارهای بالا و آلومینیوم برای سیستم‌های سبک‌تر مناسب است.

۲. کانال‌های داخلی (Internal Passages)

• طراحی شده‌اند تا جریان روغن را بین پورت‌های ورودی، خروجی و پورت‌های کنترلی شیر هدایت کنند.

• این کانال‌ها مطابق با استانداردهای CETOP یا ISO ماشین‌کاری می‌شوند تا هماهنگی دقیق با شیر هیدرولیک داشته باشند.

۳. سطح نصب (Mounting Surface)

• سطحی صاف و دقیقاً ماشین‌کاری شده است تا شیر روی آن بدون نشتی قرار گیرد.

• سوراخ‌های رزوه‌ای برای پیچ‌های نصب روی این سطح تعبیه شده‌اند.

۴. اتصالات رزوه‌ای یا فلنجی

• برای ورود و خروج روغن به مدار استفاده می‌شوند.

• متداول‌ترین نوع اتصال در زیر شیری‌ها، رزوه‌ای (BSP یا NPT) است، اما در سایزهای بزرگ‌تر ممکن است از اتصال فلنجی هم استفاده شود.

۵. اورینگ‌ها و شیارهای آب‌بندی

• در محل تماس شیر و زیر شیری شیارهایی تعبیه شده که اورینگ‌ها در آن قرار می‌گیرند.

• این اورینگ‌ها از نشتی روغن در فشارهای بالا جلوگیری می‌کنند.

انواع زیر شیری هیدرولیک

زیر شیری‌ها بر اساس طراحی، سایز و جنس در دسته‌های مختلفی قرار می‌گیرند. انتخاب نوع مناسب آن‌ها وابسته به فشار کاری، دبی سیستم و نوع شیر هیدرولیک مورد استفاده است.

۱. بر اساس سایز و استاندارد

• NG06 (CETOP 03): پرکاربردترین سایز در مدارهای کوچک و متوسط.

• NG10 (CETOP 05): برای دبی بالاتر و فشار بیشتر مناسب است.

• NG16، NG25 و بالاتر: برای ماشین‌آلات سنگین و سیستم‌های با توان بالا.

۲. بر اساس جنس بدنه

• فولادی: مقاومت بالا در برابر فشار و مناسب برای سیستم‌های سنگین صنعتی.

• چدنی: تحمل فشار متوسط و قیمت پایین‌تر، اما سنگین‌تر.

• آلومینیومی: سبک، ارزان و مناسب برای سیستم‌های کم‌فشار یا ماشین‌آلات کوچک.

۳. بر اساس تعداد خانه (Stations)

• تک‌خانه: فقط برای نصب یک شیر استفاده می‌شود.

• چند‌خانه (Manifold): امکان نصب چند شیر روی یک بلوک مشترک را فراهم می‌کند. این نوع در خطوط تولید و سیستم‌های اتوماسیون کاربرد فراوان دارد و باعث صرفه‌جویی در فضا و اتصالات می‌شود.

۴. بر اساس نوع اتصال

• رزوه‌ای (Threaded): رایج‌ترین نوع برای زیر شیری‌های سایز کوچک و متوسط.

• فلنجی (Flanged): در سیستم‌های با دبی بالا یا فشار زیاد استفاده می‌شود.

• بلوک چندمنظوره: طراحی خاص برای پروژه‌های سفارشی که نیازمند ترکیب چند مدار هستند.

مزایا و کاربردهای بلوک زیر شیری هیدرولیک

بلوک زیر شیری هیدرولیک تنها یک پایه فلزی ساده نیست؛ در واقع یک راهکار مهندسی‌شده است که هم بهره‌وری سیستم را افزایش می‌دهد و هم مشکلات عملیاتی را کاهش می‌دهد.

مزایا

• نصب سریع و آسان: شیر هیدرولیک به‌راحتی روی سطح ماشین‌کاری شده‌ی زیر شیری نصب می‌شود و نیازی به لوله‌کشی پیچیده نیست.

• کاهش احتمال نشتی: به‌جای اتصالات متعدد، جریان از طریق کانال‌های داخلی هدایت می‌شود که خطر نشتی را به حداقل می‌رساند.

• مدیریت بهینه فضا: به‌ویژه در مدل‌های چندخانه (Manifold) امکان نصب چند شیر در یک بلوک فراهم است، که حجم و فضای سیستم را کاهش می‌دهد.

• سهولت سرویس و تعمیر: تعویض یا باز کردن یک شیر بدون تغییر در کل لوله‌کشی امکان‌پذیر است.

• افزایش دوام سیستم: به دلیل کاهش اتصالات خارجی و مسیرهای پرپیچ‌وخم، افت فشار کمتر و راندمان بالاتر خواهد بود.

کاربردها

• ماشین‌آلات صنعتی: در پرس‌ها، دستگاه‌های تزریق و خطوط مونتاژ برای نصب شیرهای کنترل جهت.

• سیستم‌های هیدرولیک سنگین: مثل ماشین‌آلات راه‌سازی، معدنی و کشاورزی که نیاز به چند مدار کنترلی دارند.

• نیروگاه‌ها و صنایع انرژی: در سیستم‌های کنترل و تجهیزات جانبی.

• صنایع نفت و گاز: استفاده از زیر شیری‌های استاندارد CETOP برای نصب شیرهای فشار قوی در محیط‌های حساس.

• اتوماسیون صنعتی: در بلوک‌های چندخانه برای مدیریت همزمان چند شیر و ساده‌سازی سیستم.

استانداردها و کدگذاری زیر شیری هیدرولیک

برای اینکه شیر هیدرولیک و زیر شیری بدون مشکل روی هم سوار شوند، باید بر اساس استانداردهای جهانی طراحی و تولید شوند. این استانداردها ابعاد، محل سوراخ‌ها، قطر کانال‌ها و حتی عمق شیارهای اورینگ را مشخص می‌کنند تا همه‌ی قطعات از برندهای مختلف با هم سازگار باشند.

استاندارد CETOP

• پرکاربردترین مرجع در طراحی زیر شیری‌ها.

• ابعاد نصب شیرها را با کدهایی مثل NG06 (CETOP 03)، NG10 (CETOP 05)، NG16 (CETOP 07) و … مشخص می‌کند.

• هر کد نشان‌دهنده‌ی سایز و دبی مجاز شیر و زیر شیری است.

استاندارد ISO

• استانداردهای بین‌المللی ISO 4401 به‌طور گسترده در کنار CETOP استفاده می‌شوند.

• این استانداردها تضمین می‌کنند که شیر و زیر شیری حتی اگر از دو برند مختلف باشند، باز هم قابلیت نصب روی هم داشته باشند.

کدگذاری و نام‌گذاری رایج

• معمولاً زیر شیری‌ها با ترکیبی از کد سایز (NG06، NG10 و …)، نوع اتصال (رزوه‌ای BSP/NPT یا فلنجی) و جنس بدنه (AL برای آلومینیوم، ST برای فولاد) مشخص می‌شوند.

• برای مثال: Subplate NG10 BSP AL یعنی زیر شیری سایز NG10، با رزوه‌های BSP و جنس آلومینیومی.

اهمیت رعایت استاندارد

• امکان استفاده از شیر و زیر شیری از برندهای مختلف بدون مشکل سازگاری.

• کاهش خطای نصب و افزایش اطمینان سیستم.

• سهولت در تعویض قطعات یدکی و نگهداری بلندمدت.

مقایسه زیر شیری با روش‌های دیگر نصب شیر

مهندسان برای نصب شیرهای هیدرولیکی دو راه اصلی دارند: یا مستقیماً شیر را به لوله‌کشی متصل کنند، یا از زیر شیری (ساب‌پلیت) استفاده کنند. تفاوت این دو روش در چند نکته‌ی کلیدی است:

نصب مستقیم روی لوله‌کشی

• نیازمند استفاده از اتصالات متعدد رزوه‌ای یا فلنجی است.

• زمان نصب طولانی‌تر و هزینه لوله‌کشی بالاتر خواهد بود.

• احتمال نشتی در اتصالات بیشتر است.

• تعویض یا سرویس شیر دشوار است و معمولاً کل مدار باید باز شود.

نصب با زیر شیری هیدرولیک

• شیر به‌راحتی روی سطح ماشین‌کاری‌شده‌ی زیر شیری قرار می‌گیرد.

• جریان روغن از طریق کانال‌های داخلی هدایت می‌شود و نیازی به لوله‌کشی پیچیده نیست.

• احتمال نشتی بسیار کمتر است، چون تعداد اتصالات خارجی کاهش می‌یابد.

• تعویض یا تعمیر شیر تنها با بازکردن چند پیچ امکان‌پذیر است و کل سیستم دست‌نخورده باقی می‌ماند.

نتیجه مقایسه

• برای سیستم‌های مدرن و پرکاربرد، استفاده از زیر شیری تقریباً یک استاندارد محسوب می‌شود.

• روش نصب مستقیم شاید در پروژه‌های کوچک و موقت ارزان‌تر باشد، اما در بلندمدت هزینه‌های نگهداری و توقف خط تولید را افزایش می‌دهد.

نکات مهم در انتخاب زیر شیری مناسب

انتخاب زیر شیری هیدرولیک یک موضوع صرفاً ساده‌ی “یک قطعه فلزی” نیست. اگر اشتباه انتخاب شود، می‌تواند کل سیستم را دچار افت فشار، نشتی یا حتی شکستگی سازه‌ای کند. هنگام انتخاب باید این موارد بررسی شوند:

فشار کاری و دبی سیستم

• زیر شیری باید تحمل فشاری برابر یا بالاتر از فشار نامی سیستم داشته باشد (اغلب ۲۱۰ تا ۳۱۵ بار).

• سایز آن باید متناسب با دبی عبوری باشد؛ سایز کوچک باعث افت فشار و سایز بزرگ هزینه اضافه ایجاد می‌کند.

سازگاری با نوع شیر هیدرولیک

• شیرهای کنترل جهت (Directional Control)، کنترل فشار (Pressure Control) و کنترل دبی (Flow Control) هر کدام زیر شیری مخصوص به خود دارند.

• باید مطمئن شد سوراخ‌ها و کانال‌های داخلی با طراحی شیر هماهنگ هستند.

جنس و پوشش بدنه

• فولادی: مناسب فشار بالا و محیط‌های سخت صنعتی.

• آلومینیومی: سبک‌تر و اقتصادی‌تر، مناسب فشارهای پایین تا متوسط.

• چدنی: انتخابی بینابینی، با مقاومت مکانیکی خوب اما وزن زیاد.

• پوشش‌های فسفاته، گالوانیزه یا رنگ الکترواستاتیک برای جلوگیری از خوردگی در محیط‌های مرطوب توصیه می‌شوند.

استاندارد ابعادی

• انتخاب زیر شیری بر اساس CETOP یا ISO 4401 ضروری است تا شیرهای برندهای مختلف روی آن بدون مشکل نصب شوند.

• نمونه‌های NG06، NG10 و NG25 از رایج‌ترین سایزبندی‌ها هستند.

شرایط محیطی

• در محیط‌های دارای رطوبت یا گردوغبار شدید، زیر شیری با آب‌بندی قوی و سطح مقاوم به خوردگی باید انتخاب شود.

• در سیستم‌های متحرک (مثل ماشین‌آلات راه‌سازی) بهتر است زیر شیری با بدنه‌ی سبک‌تر انتخاب شود تا وزن اضافی ایجاد نکند.

نگهداری و عیب‌یابی زیر شیری هیدرولیک

زیر شیری‌ها به دلیل فشار بالا و نقش واسطه‌ای‌شان در سیستم هیدرولیک، باید به‌طور منظم بررسی و سرویس شوند. غفلت از نگهداری می‌تواند به نشتی، افت راندمان یا حتی خرابی کل مدار منجر شود.

نگهداری پیشگیرانه

• بازرسی دوره‌ای سطح نصب: هرگونه خط‌وخش یا خوردگی روی سطح زیر شیری می‌تواند باعث نشتی بین شیر و بلوک شود.

• کنترل رزوه‌ها و اتصالات: شل شدن اتصالات رزوه‌ای یا ترک‌خوردگی رزوه‌ها رایج است؛ این بخش‌ها باید مرتب سفتی و سلامتشان بررسی شود.

• بررسی اورینگ‌ها: اورینگ‌های بین شیر و زیر شیری باید سالم و انعطاف‌پذیر باشند. تعویض دوره‌ای آن‌ها توصیه می‌شود.

• تمیزکاری کانال‌های داخلی: تجمع ذرات و آلودگی می‌تواند مسیر روغن را مسدود کند و افت فشار ایجاد کند.

عیوب رایج

• نشتی روغن: معمولاً به‌دلیل خرابی اورینگ یا آسیب سطح نصب رخ می‌دهد.

• ترک‌خوردگی بدنه: در فشارهای بسیار بالا یا استفاده از جنس نامناسب اتفاق می‌افتد.

• فرسودگی رزوه‌ها: نصب و باز کردن مکرر اتصالات می‌تواند رزوه‌ها را ضعیف کند.

• انسداد کانال‌ها: ورود ذرات فلزی یا آلودگی روغن عامل اصلی این مشکل است.

راهکارهای پیشگیرانه

1. استفاده از روغن هیدرولیک تمیز و فیلتر باکیفیت.

2. انتخاب جنس زیر شیری متناسب با فشار و محیط کاری.

3. سفت‌کردن پیچ‌ها با گشتاور استاندارد (نه کمتر، نه بیشتر).

4. استفاده از کیت‌های تعمیرات اصلی در صورت نیاز به تعویض اورینگ یا پیچ‌ها.

برندها و تولیدکنندگان مطرح زیر شیری هیدرولیک

بازار زیر شیری‌های هیدرولیک هم مثل سایر اجزای این صنعت، پر از برندهای بین‌المللی معتبر و عرضه‌کنندگان داخلی است. انتخاب برند درست، هم عمر مفید سیستم را تضمین می‌کند و هم هزینه‌های تعمیر و توقف خط تولید را کاهش می‌دهد.

برندهای بین‌المللی

• Rexroth Bosch (آلمان): زیر شیری‌های این برند به دقت ماشین‌کاری بالا، استانداردهای کامل CETOP/ISO و دوام در فشارهای بالا شهرت دارند.

• Parker (ایتالیا): یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان تجهیزات هیدرولیک. زیر شیری‌های پارکر هم در مدل‌های فولادی و هم آلومینیومی عرضه می‌شوند و تنوع بالایی دارند.

• Atos (ایتالیا): تخصص ویژه در شیرها و زیر شیری‌های هیدرولیک. محصولات آتوس برای سیستم‌های دقیق و خطوط تولید خودکار بسیار پرکاربردند.

• Yuken (ژاپن): زیر شیری‌های این برند به‌خاطر قیمت مناسب و کیفیت قابل اعتماد در ماشین‌آلات صنعتی و راه‌سازی بسیار استفاده می‌شوند.

• Hydac (آلمان): علاوه بر فیلترها و اجزای جانبی، زیر شیری‌های مقاوم برای مدارهای فشار قوی تولید می‌کند.

تولیدکنندگان و عرضه‌کنندگان داخلی

در ایران نیز چندین شرکت زیر شیری‌های هیدرولیک را وارد یا تولید می‌کنند. اغلب محصولات داخلی در سایزهای پرکاربرد (NG06 و NG10) موجودند و از نظر قیمت رقابتی‌ترند. البته کیفیت ماشین‌کاری و آب‌بندی باید به‌دقت بررسی شود.

معیارهای انتخاب برند مناسب

1. رعایت کامل استاندارد CETOP یا ISO برای سازگاری با شیرهای مختلف.

2. کیفیت سطح ماشین‌کاری و اورینگ‌ها برای جلوگیری از نشتی.

3. موجودی قطعات یدکی و پشتیبانی فنی از طرف سازنده یا نمایندگی.

4. سابقه‌ی استفاده در صنعت مربوطه (مثلاً Rexroth در نفت و گاز یا Yuken در ماشین‌آلات صنعتی).