Lucrarea de laborator nr. 2

Studierea i experimentarea aparatajului hidraulic pentru reglarea i controlul presiunii cu aciune indirect

Scopul lucrri1) de studiat destinaia, construcia, principiul de funcionare i simbolizarea grafic a supapelor de presiune cu aciune indirect;2) de studiat schemele principiale hidraulice tipice cu utilizarea supapelor de presiune cu aciune indirect;3) de efectuat cercetarea experimental a supapei de presiune cu aciune indirect;4) de efectuat ncercarea experimental a supapei de reducie cu aciune indirect.

2.1 Supapele de presiune cu aciune indirecta MCPVSupapele de presiune cu aciune indirect de tipul MCPV sunt fabricate cu racordare cap la cap i prin filet. n fig.7 este prezentat construcia supapei de presiune cu aciune indirect de tipul MCPV cu racordare cap la cap.Supapa este compusa din urmtoarele piese: corp 1, supapa 8, amplasat n cilindrul 10, arcul 9 i supapei auxiliare 3, iar n execuia cu dirijare electric ele suplimentar se completeaz cu sertar pilot instalat n supapa 3. Lichidul din linia de presiune se deplaseaz spre orificiul P din corp i se deplaseaz n linia de evacuare prin orificiul T. Orificiul P prin orificiu de dimensiune mici 11 n supapa 8 este conectat cu cavitatea deasupra supapei 2, de unde lichidul prin supapa 3 poate s se deplaseze n orificiul T pe canalul 7. Dac presiunea n sistemul hidraulic nu depete presiunea de reglare a supapei 3 (se regleaz cu urubul 6, care deformeaz arcul 5 ultimul este nchis, presiunea pe suprafeele frontale ale supapei 8 sunt egale, i el este strns cu arcul 9 de ctre locaul conic al cilindrului 10, deconectnd orificiile P i T. Cnd fora de presiune a lichidului asupra conului 4 al supapei suplimentare depete fora arcului, conul se deplaseaz de la loca i lichidul n cantitate mic din orificiul P prin orificiul mic 11, supapa suplimentar i canalul 7 trece n orificiul T. Din cauza pierderii de presiune n orificiul 11, presiunea n cavitatea 2 se micoreaz i supapa sub aciunea presiunii n orificiul P se deplaseaz n sus, presnd arcul 9 i conectnd orificiile P i T. Deplasarea supapei de sus va fi, pn cnd fora de la presiune n orificiul P nu va echilibra fora de presiune n orificiul 2 i fora arcului 9, dup ce presiunea n orificiul P (n linia de presiune a sistemului hidraulic) se va menine constant automat n diapazon mare al debitelor de lichid n supap. Dac orificiul X de conectat cu linia de evacuare, presiunea n orificiul 2 va scdea, i supapa 8 sub aciunea unei presiuni mici (0,3 MPa) n orificiul se ridic deformnd arcul destul de slab 9 conectnd orificiile T i P (regim de descrcare). n aparatele cu dirijare electric descrcarea se efectueaz prin deconectarea (execuia normal deschis) sau prin conectare (execuiei nchis) ale electromagnetului pilot.)

Fig.7. Construcia supapei cu aciune indirect MCPV pentru montare cap-la-cap (a) i simbolizarea grafic (b)Cnd mprirea evacurii, este necesar, lichidului de dirijare fa de evacuarea de baz n canalul 7 se instaleaz un dop (urub M5), iar n orificiul Y- duz cu filet (vezi fig. 7, vederea A).Schemele hidraulice ale supapelor MCPV i destinaia funcional al acestora sunt expuse n tabelul 2.1.

Tabelul 2.1.Schemele hidraulice ale supapelor de presiune MCPV pentru montare cap-la-cap i montare cu filet

Nr.sche-meiExecuia supapeiSimbolizarea graficFunciilesupapei

2.MCPV/3C2MCPV/3T2Protejeaz sistemul hidraulic de supra-ncrcri, menine presiunea constant, i execut descrcarea la distan, prin conectarea orificiului x cu linia de evacuare.

3.MCPV/3C3MCPV/3T3Protejarea sistemului hidraulic de supra-ncrcri i meninerea presiunii constantei cnd electromagnetul pilot este conectat, descrcarea - cnd este deconectat.

4.MCPV/3C4MCPV/3T4Protejarea sistemului hidraulic de supra- ncrcri i meninerea presiunii constante cnd electromagnetul pilot este deconectat, descrcarea - cnd este conectat.

2.2.Schemele tipice cu utilizarea supapelor MCPV

n fig. 8 sunt expuse schemele tipice cu utilizarea supapelor de presiune cu aciune indirect MCPV pentru meninerea cap-la-cap sau cu filet. n schema principial hidraulic (fig.8,a) uleiul de la pompa hidraulic reglabil 1 prin distribuitorul 4 se deplaseaz n camer pistonului cilindrului hidraulic 5, iar din camera tijei ea se deplaseaz n rezervor. Presiunea lichidului, transmis de pomp hidraulic, se determin de fora care acioneaz asupra cilindrului hidraulic i este controlat de manometrul 2. Supapa de presiune 3, reacioneaz numai n cazul suprancrcrii.

Fig.8. Scheme tipice cu utilizarea supapelor MCPV

Supapa de presiune 3 n schema (fig.8,b) lucreaz n regim de scurgere, deoarece droselul 6 limiteaz debitul lichidului debitat de pompa nereglabil 1 n cilindrul 5, iar partea de lichid rmas prin supapa 3 se scurge n rezervor, i prin aceasta presiunea n sistemul hidraulic se determin prin reglarea supapei i practic nu depinde de sarcina care este aplicat asupra cilindrului.n schema hidraulic (fig.8, c) pompa se descarc de presiune prin deconectarea magnetului supapei 3 cu dirijare electric. ntruct n linia de evacuare este instalat supapa de presiune 7, evacuarea dirijat este scoas n rezervor din orificiul Y. Acesta permite asigurarea presiunii constante n linia P indiferent de reglarea presiunii la admisie. n schem este prevzut posibilitatea descrcrii manuale a pompei cu ajutorului ventilului 8, conectat la orificiul X.n fig.9 este expus codul de marcare a supapelor de presiune MCPV, iar n anexa 3 parametrii lor de baz.MCPV-20/

3C3P2244XL4

Dimensiunile de conectare internaionale

Presiunea nominal 32 MPa (0,36,3) MPa1 10 MPA2 - 20 MPa3 30 MPaDiametrul treceri convenionale Dc: 8, 10, 20, 32, 40, 50mm

Supap de siguran ncadratExecuia dup clim i categoria de amplasare dup STAS 15/50Execuia dup timpul de curent i tensiune:24-24V curent continu;110-110V curent alternativ;220-220V curet alternativ

Execuia dup presiunea nominal:-(0,36,3)MPa1-10MPa2-20MPa3-32Mpa

Ecuaia dup modul de montare; C-cap-la-cap,T - prin filet.

Execuia dup schem (vezi tab.2.1):2 - cu dirijare hidraulic la distan i descrcare;3 - cu dirijare electric, normal deschis;4 - cu dirijare electric normal nchis.

Execuia dup modul de reglare:V-reglare cu urub;R-reglare cu mner;P-cu capac de aprare i plomb;C-de dispozitiv tip lact.

Fig.9. Codul de marcare a supapelor de presiune cu aciune indirect MCPV cu montaj cap-la-cap i cu filet

2.3. Supapele de siguran dup presiune cu aciune indirect dup TU 2-O53-5749043-002-88.

Aceste supape de siguran cu aciune indirect sunt compuse din urmtoarele piese de baz i ansambluri (fig.10): corpul 4, sertar de deversare 5, arcul 9, supap suplimentar 13. Uleiul din linia de presiune se deplaseaz n cavitatea 6 a supapei i se evacueaz din el linia de evacuare prin orificiul 3. Cavitatea 6 prin canalul 2 se unete cu cavitatea 1 i prin orificiul de dimensiuni mici 7 - cu cavitatea 10, de unde uleiul prin supap 13 poate s deplaseze n linia de evacuare pe canalul 11. Dac presiunea n sistemul hidraulic nu depete presiunea de reglare a supapei 13 (se regleaz cu urubul 15, care deformeaz arcul 14) ultimul este nchis, presiunea pe suprafeele frontale ale sertarului este strns cu arcul 9 ctre locul n form de con, deconectnd linia de presiune de cea de evacuare. Cnd fora de presiune a uleiului pe conul 12 a supapei auxiliare depete fora arcului sau conul se deplaseaz de la loc i uleiul n cantiti mici din cavitatea 6 pe canalul 7 i 11 se deplaseaz n linia de evacuare. Din motivul pierderii de presiune n orificiul 7, presiunea n cavitatea 10 se micoreaz i sertarul sub presiune n orificiul 6 i 1 se deplaseaz n jos, comprim arcul 9 i conecteaz linia de presiune cu cea de evacuare. Deplasarea sertarului n jos va fi att timp, pn cnd fora presiunii n orificiile 1 i 6 nu vor echilibra fora presiunii n cavitatea 10 i fora arcului 9, dup ce presiunea n cavitatea 6 (linia de presiune) automat se menine constant.Supapa poate fi folosit pentru descrcarea de presiune. Dac orificiul 8 de conectat cu linia de evacuare, presiunea n cavitatea 10 scade i sertarul 5 sub aciunea presiunii mici (0.3 MPa) n cavitile 1 i 6 se va cobor, deformnd arcul 9 destul de slab i conectnd linia de presiune cu cea de evacuare. Tot lichidul, debitat de pomp, se deplaseaz n rezervor. n supapele cu dirijare electric, descrcarea se efectueaz cu electromagnetul pilotului deconectat, care se instaleaz pe supapa 13.

a)

b)Fig.10. Supapa de siguran dup presiune cu aciune indirect dup TU2-053-05749043-02-88 (a) i simbolizarea grafic (b).n fig.11 este expus codul de marcare a supapelor de siguran, iar n anexa 4 parametrii lor de baz

20-10-1-132

Diametrul trecerii convenionale Dc:10,20 i 31mm

Execuia dup modul de dirijare:11 - cu manual;131- execuie normal deschis cu magnet de curent alternativ 110V;132 - execuie normal deschis cu magnet de curent alternativ 220V:133 - execuie normal deschis cu magnet de curent continuu 24V.

Execuie dup montaj:1- filet metric;1k-filet conic;2- cap la cap.Execuia dup presiunea nominal, MPa:10, 20 sau 32MPa

Execuia

Fig.11. Codul de marcare a supapelor de siguran cu aciune indirect dup UT-053-05749043-002-88.

2.4.Supapele de reducie cu aciune indirect dup UT-053-05749043-003-88.

Supapa de reducie cu aciune indirect dup UT-2-053-05749043-003-88 (fig.12) sunt similare supapelor de siguran descrise mai sus. Ele sunt compuse din aceleai piese (n afar de sertar i corp), dar lichidul din linia de presiune se deplaseaz n acest caz n orificiul 3 i n continuare prin fanta de droselare ntre cilindru i muchia de lucru a sertarului se deplaseaz n cavitatea 6, legat cu linia de evacuare A n care se menine presiune redus P red. Scurgerea uleiului din supap auxiliar este scoas n linie aparte Y. Pe parcursul lucrului supapei lichidului n cantiti mici (1 2 l/min.) permanent curge din cavitatea 6 prin orificiul de dimensiuni mici 7, supapa auxiliar 13 i orificiul 11 n linia de evacuare, (flux de dirijare)

a)b)

Fig.12.Supapa de reducie cu aciune indirect (a); (codul de marcare n textul pentru fig.10), i simbolizare grafic (b)

Presiunea n cavitatea 10, se menine cu supapa 13, va fi mai mic dect presiunile n cavitile 1 i 6 cu mrimea pierderii de presiune n orificiul 7. Existena diferenei de presiune pe suprafaa frontal a supapei sertarului 5 creeaz o for auxiliar, care deplaseaz sertarul n stnga i deformeaz arcul 9. Sertarul cu muchia sa de lucru droseleaz fluxul lichidului, care vine din linia de presiune n cavitatea 6, n rezultatul creia presiunea n linia de evacuare se micoreaz n comparaie cu presiunea din linia de presiune,Valoarea necesar a presiunii de reducie Pred. se regleaz cu supapa 13. Schimbrile ntmpltoare a presiunii de reducie Pred. impun deplasarea sertarului 5 n direcia micorrii greelii. Cnd presiunea se ridic se mrete debitul lichidului prin orificiul 7 i pierderile n el n rezultatul creia sertarul suplimentar se deplaseaz n stnga, acoperind fanta de droselare; n cazul micorrii presiunii arcul 9 deplaseaz sertarul n dreapta, micornd droselarea fluxului de baz. ntruct fluxul de dirijare permanent trece din linia P prin fanta de droselare, orificiul 7 i supapa 13 n linia Y, Pred automat se menine aproximativ constant n tot diapazonul de debituri (de la 0-Qmax). Dac cu ajutorul distribuitorului special orificiul 8 (linia de dirijare X)de cuplat cu linia de evacuare, atunci Pred. cade pn la valoarea minimal (regim de descrcare).

2.5.Scheme hidraulice tipice cu utilizarea supapelor de reducie cu aciune indirecte.

Supapele de reducie frecvent sunt utilizate n maini unelte, destinate pentru operaiuni de strngere, fixare i dirijare unde presiunea trebuie s fie mai mic dect n motoarele hidraulice de deplasare.Examinm cteva scheme tipice cu utilizare supapelor de reducie n dispozitivele de strngere a mainilor unelte.n fig,13,a lichidul de la pompa hidraulic 1 sub presiunea de reglare a supapei 10, care se verific cu manometrul 9, prin distribuitorul 3 se deplaseaz n cilindru 4. Viteza de micare a tijei cilindrului hidraulic 4 se regleaz cu droselul 2. Prin distribuitorul 6 lichidul de lucru se deplaseaz n cilindrul de strngere 7, presiunea n care se determin cu reglarea supapei de reducie 8 i se controleaz cu manometrul 5. n schema din fig.13,b supapa de reducie 3 permite trecerea fluxului de lichid n dou direcii, motorul hidraulic 2 lucreaz sub presiunea reglat a supapei de siguran 1. Prin acionarea pedalei distribuitorului (fig.13,c) lichidul de la pompa 1 prin supapa de presiune 7 liber trece n cilindrul de strngere 6; n continuare se deschide supapa 9 i cilindrul de avans 3 ncepe micarea n stnga cu vitez determinat de reglarea regulatorului de debit 4. Dup eliberarea pedalei dinti se elibereaz cilindrul 3, iar apoi prin supapa 5 lichidul se deplaseaz n cilindrul 6, camera cilindrului creia este conectat cu rezervorul prin supapa 8 i distribuitorul 2. n sistema hidraulic din fig.13,d deplasarea suportului 4 se realizeaz cu cama 3, iar cilindrul hidraulic 5 asigur numai strngerea rolei ctre cam. n timpul deplasrii n stnga lichidului n cilindru vine n supapa de reducie 1, iar n timpul deplasrii n dreapta se distribuie n rezervor prin supapa 2, reglat la presiune mai nalt (pentru evitarea fluxului de lichid din linia de debit n linia din evacuare prin supapele 1 i 2)

Fig.13. Schemele hidraulice tipice cu utilizarea supapelor de reducie cu aciune indirect

n fig.14 este expus codul de marcare a supapelor de reducie cu aciune indirect, iar n anexa 5 parametrii de baz al acestora20-10-1K-UXL4

Execuia dup clim i categoria de amplasare GOST 15/150 UXL 4 sau 04

Diametrul trecerii convenionale Dc: 10, 20, 32mm

Execuia dup presiune nominal: 10, 20,32 MPaExecuia dup conectare:1- cu filet metric;1K - cu filet conic;2 - cap la cap

Fig.14. Codul de marcare a supapelor de reducie cu aciune indirect2.6. Descrierea standului nr.2 pentru cercetarea experimental a aparatajului hidraulic n fig.15 este expus schema principial hidraulic a standului nr.2. Cu el se petrec cercetri experimentale ale urmtoarelor aparate hidraulice; supapei de siguran cu aciune indirect i a droselului reglabil.Standul conine rezervor RZ1 cu ulei mineral, filtrul de aspiraie F1, pomp cu palete PH1, motor electric ME, supapa de siguran SS1, drosel reglabil DR1, monometrul MH1, distribuitor hidraulic DH1 cu dirijare manual i rezervor etalonat RE1.

Pompa cu palete are un debit l/min const

Fig. 15. Schema principial hidraulica a standului 2, pentru cercetarea experimental a aparatajului hidraulic

Scopul cercetrii experimentale - examinarea caracteristicii statice a supapei de siguran cu aciune indirect, deci a relaiei: .Metoda de cercetare este analogic cu cea din lucrarea de laborator nr.1, punct 1.5. 2.7. Ordinea de petrecere a cercetrii experimentale a supapei de siguran cu aciune indirect 1. Distribuitorul hidraulic DH1 de instalat n poziia a , droselul reglabil DR1 de nchis (vezi fig.15).2. De eliberat de efort arcul de reglare, cu ajutorul urubului de reglare, a presiunii supapei de siguran SS1. 3. De pus n funciune pompa. Tot debitul pompei cu presiune minimal prin supapa SS1 se evacueaz n rezervor RZ1.4. Cu urubul de reglare de reglat supapa de siguran SS1 la o presiune de 1,5 MPa (la indicaia profesorului) dup indicaiile manometrului MH1. 5.

De scris parametrii primei probe n tabelul 2.2; ;;6. De deschis lent droselul reglabil DR1, rotind cadranul de diviziuni. De orientat dup diviziunea cadranului, pentru a scoate 5-6 puncte pn la deschiderea complet a droselului.7. Distribuitorul hidraulic DH1 de schimbat n poziia b i n acelai timp de fixat timpul t de umplere a rezervorului de etalonare RE1.De scris mrimea presiunii dup manometrul MH1. Presiunea i timpul de scris n tabelul 2.2.8. Dup umplerea rezervorului etalonat distribuitorul hidraulic DH1 de transferat n poziia a. De scurs uleiul din rezervorul etalonat.9. De repetat poziiile 6-8 pn la deschiderea complet a droselului.10. Cercetrile experimentale de repetat de trei ori: la micorare, la mrire i iari la micorarea debitului de lichid prin supapa de siguran SS1.11. De conectat pompa hidraulic PH1.

Tabelul 2.2.Rezultatele cercetrilor experimentale a supapei de siguran cu aciune indirect.

ParametriiNumrul experienei

123456

Presiunea supapei MPa

Tipul de umplere a rezervorului etalonat, t, s

Debitul prin supapa hidraulic

Debitul mediu prin supapa de siguran

Not:- date primite la deschiderea droselului; - date primite la nchiderea droselului.

2.8 Prelucrarea datelor experimentale la supapa de siguran cu aciune indirect.

1) De calculat debitul lichidului prin supapa de siguran SS1 dup formula 1.2.2) Rezultate calculului de inclus n tabelul 2.2.3) Debitul prin supapa de siguran SS1, dup trei ncercri, de calculat media aritmetic dup formula 1.3.4) De determinat abaterea mediei ptrate de la media primit a valorii experimentale dup formula 1.4.5) De construit graficul dependenii:

2.9.Metodica i ordinea de petrecere a cercetrii experimentale a supapei de reducie cu aciune indirect.

Cercetarea experimental a supapei de reducie se petrece la standul nr.1 (vezi fig.6).Scopul cercetrii experimentale examinarea relaiei presiunii de reducie de presiune de alimentare a supapei, deci:

.Metodica de petrecire a cercetrilor experimentale const n urmtoarele: supapa de reducie se regleaz la presiune joas dup manometrul MH2. Cu ajutorul supapei de presiune SP1 se regleaz diferite valori de presiune. n timpul cercetrii valoarea presiunii n faa supapei de reducie se msoar cu manometrul MH1, iar presiunea redus cu manometru MH2.

Cercetarea experimental se petrece n urmtoarea ordine:

1) De instalat distribuitorul hidraulic DH1 n poziia b, droselul reglabil al regulatorului de debit RD1 de nchis, uruburile de reglare ale supapei de reducie SR1 i supapei de presiune SP1 de slbit complet.2) De pus n funciune pompa hidraulic PH1.3) Cu urubul de reglare de reglat supapa de presiune SP1 la mrimea de presiune 1.5MPa dup manometrul MH2.4) De deschis droselul regulatorului de debit RD1 la un debit minim (3 5 diviziuni ai cadranului).5) Cu urubul de reglare de reglat supapa de reducie SR1 la o presiune 0.5MPa dup manometrul MH2.6)

Pe rnd de reglat supapa de presiune SP1 la urmtoarele valori de presiune 2,0; 1,5; 1,0; 0,5;0.25MPa dup manometrul MH1 i pentru fiecare caz de scris valoarea presiunii de reducie dup manometrul MH2. Valorile presiunii nominale i de reducie de scris n tabel 2.3 7) ncercrile de petrecut trei ori: la scderea, ridicarea i iar scderea presiunii normale.8) De deconectat pompa hidraulic.

Tabelul 2.3Rezultatele cercetrii experimentale a supapei de reducie cu aciune indirect

ParametriiNumrul experienei

12345

Presiunea la intrarea n supapa de presiune , MPa2.01.51.0

0.50.25

Presiunea n supapa de reducie , MPa

Valoarea medie a presiunii de reducie, ,MPa

2.10 Prelucrarea datelor experimentale a supapei de reducie cu aciune indirect.

1) De calculat media aritmetic a presiunii dup rezultatele a trei msurri: (2.1)

2) De determinat abaterea medie ptrate de la media valorilor permite la msurri: (2.2)

3) De construit graficul dependenei: