manual hidraulic

MANUAL DE HIDRAULICAPrelucrare: ing. Diana GORGOTEANU

CUPRINS :

CAPITOLUL 1 : ISTORIA HIDRAULICII

CAPITOLUL 2 : SISTEMUL DE UNITATI M.K.S.A.FORMULE MATEMATICE

2.1 Sistemul de unitati M.K.S.A.2.2 Formule matematice

CAPITOLUL 3 : INDICATII PRIVIND MONTAREA SI UTILIZAREA INSTALATIILOR HIDRAULICE

3.1 Etanseitatea circuitelor hidraulice3.2 Fixarea tubulaturii3.3 Racorduri hidraulice3.4 Realizarea tubulaturii3.5 Utilizarea racordurilor flexibile

CAPITOLUL 4 : SECURITATEA INSTALATIILOR HIDRAULICE

4.1 Purjarea4.2 Amorsarea4.3 Securitatea interventiilor asupra instalatiilor hidraulice4.4 Deterioararea uleiurilor hidraulice si intretinerea preventiva4.5 Pierderi de ulei4.6 Uleiul hidraulic

CAPITOLUL 5 : SECURITATEA ELECTRICA IN INSTALATIILEHIDRAULICE

5.1 Notiuni generale5.2 Clasificarea tensiunilor5.3 Protectia muncitorilor5.4 Conditii de utilizare a conectorilor electrici

1


CAPITOLUL 6 : SUPAPE DE PRESIUNE

6.1 Limitatorul de presiune6.2 Supapa de succesiune6.3 Supapa de reductie6.4 Supapa de franare

CAPITOLUL 7 : DISTRIBUITOARE HIDRAULICE

7.1 Notiuni generale7.2 Prezentarea diferitelor tipuri de distribuitoare7.3 Acoperirea la distribuitoarelorcu sertar de tip BOSCH7.4 Diferite tipuri de distribuitoare si modul lor de actionare7.5 Canalele prelucrate in sertar sau in piston la aparatele hidraulice7.6 Distribuitorul cu comanda electrica si pilotare hidraulica7.7 Electrodistribuitorul cu 2 etaje

CAPITOLUL 8 : DROSELUL SI REGULATORUL DE DEBIT

8.1 Droselul8.2 Regulatorul de debit

CAPITOLUL 9 : CLAPETA ANTI – RETUR

9.1 Clapeta anti-retur simpla9.2 Clapeta anti-retur pilotata 9.3 Dubla clapeta anti-retur pilotata9.4 Recomandari

CAPITOLUL 10 : REZERVORUL HIDRAULIC

10.1 Notiuni generale10.2 Montarea electropompei pe rezervor10.3 Montarea controlorului de nivel pe rezervor10.4 Montarea unui controlor electric de temperatura pe rezervor10.5 Montarea pe rezervor a filtrelor cu indicator electric de colmatare

2


CAPITOLUL 11 : FILTRAREA IN HIDRAULICA

11.1 Notiuni generale. Cauzele poluarii11.2 Tipuri de poluare si rolul filtrelor in instalatiile hydraulice11.3 Filtrarea lichidelor hidraulice11.4 Circuite de filtrare11.5 Structura unui element filtrant Beta-micron si coeficientu βx

11.6 Clase de puritate in tehnica fluidelor

CAPITOLUL 12 : CARACTERISTICILE ULEIURILOR HIDRAULICE

12.1 Definirea fluidelor hidraulice12.2 Uleiuri minerale12.3 Caracteristicile fizice ale uleiurilor minerale hidraulice

CAPITOLUL 13 : CURGEREA FLUIDELOR HIDRAULICE PRIN CONDUCTE

13.1 Pierderile de sarcina intr-o instalatie hidraulica13.2 Pierderi de sarcina liniare13.3 Pierderi de sarcina acceptate in conducte

CAPITOLUL 14 : POMPE HIDRAULICE

14.1 Notiuni generale14.2 Pompe volumice 14.3 Pompe rotative14.4 Recomandari pentru montarea diferitelor tipuri de pompe

CAPITOLUL 15 : CILINDRII HIDRAULICI

15.1 Notiuni generale15.2 Clasificarea cilindrilor15.3 Montarea cilindrilor15.4 Etansarea in cilindrii hidraulici15.5 Amortizarea interna in cilindrii hidraulici15.6 Amplificatoare – multiplicatoare hidraulice

3


CAPITOLUL 16 : MOTOARE HIDRAULICE

16.1 Notiuni generale16.2 Tipuri de motoare hidraulice16.3 Cuplul si puterea unui motor hydraulic

CAPITOLUL 17 : ACUMULATOARE HIDRAULICE

17.1 Notiuni generale17.2 Principiul de constructie a acumulatoarelor17.3 Functiile principale ale acumulatoarelor17.4 Alte aplicatii posibile ale acumulatoarelor17.5 Determinarea unui acumulator17.6 Montarea acumulatoarelor17.7 Verificarea presiunii la un acumulator17.8 Conjunctor – disjunctor

CAPITOLUL 18 : SISTEME MODULARE

CAPITOLUL 19 : SISTEME CARTUS

19.1 Notiuni generale19.2 tipuri de valve cartus19.3 Functionare. Constructia unei scheme in sistem cartus

CAPITOLUL 20 : SERVOVALVE

20.1 Notiuni generale20.2 Rolul servovalvelor si domenii de utilizare20.3 Elementele componente ale unei servovalve20.4 Diferite tipuri de servovalve

CAPITOLUL 21 : LECTURA SCHEMELOR HIDRAULICE

21.1 Notiuni generale. Simboluri si scheme hidraulice21.2 Intocmirea si utilizarea ciclogramelor

4


21.3 Exemple si scheme hidraulice21.4 Aplicatii

CAPITOLUL 22 : SIMBOLOGIE

5


CAPITOLUL 1

Istoria hidraulicii

6


7


CAPITOLUL 1 : Istoria hidraulicii

Cuvantul “hidraulica” este un nume utilizat atat ca un adjectiv si se refera la toate fluidele, fiind un cuvant care deriva din limba greaca : ùdor (apa) si aulos (tub/teava).

Hidraulica, pentru transmiterea puterii, la inceput a utilizat apa ca fluid, iar apoi, utilizand uleiul ca fluid de lucru, a fost utilizat termenul de oleo-hidraulica.

Astazi, fluide utilizate sunt foarte complexe si in cele mai multe cazuri sunt uleiuri sintetice.

In China si in Egipt, rotirea apei a fost realizata cu o forma primitaiva de turbina datata acum 5000 ani in urma.

Egiptenii le-au utilizat, de asemenea, pentru irigarea terenurilor lor cultivate.In Franta, in zilele noastre si in unele regiuni, cateva mori de apa inca

functioneaza.In secolul III i.e.n., ilustrul om de stiinta Arhimede a inventat un aparat

pentru pomparea apei: surubul lui Arhimede, care este inca utilizat in zilele noastre. In mecanica, acest principiu are o diversitate de aplicatii : surubul de la masina de tocat, pompe cu surub, etc.

In secolul al XV-lea , Leonardo Da Vinci nu a reusit definira clara a notiunii de presiune, in ciuda faptului ca el a executat numeroase desene de masini hidraulice.

La sfasitul secolului al XVII-lea fizicianul italian Toricelli si fizicianul francez Mariotte au finalizat studiile , experientele si calculele asupra elementelor de presiune sau de forta .

In aceiasi epoca, Blaise Pascal bazandu-se pe descoperirile facute de Toricelli a elaborat legile fundamentale ale hidraulicii. Pentru ca principiul lui Pascal sa fie concretizat in aplicatii practice, el a trebuit sa produca un piston etans in timp. O lege importanta a fost stabilita de Newton. Aceasta lege se referea la frecarea intr-un lichid aflat in miscare. Aceasta lege este prima care se refera la vascozitatea lichidelor si stabileste principul teoretic de similitudine hidrodinamica.

Bazele teoretice ale mecanicii fluidelor si ale hidraulicii au fost puse de matematicienii suedezi Bernoulli si Euler la mijlocul secolului al XVIII-lea.

In 1738, Bernoulli a expus prima sa lege fundamentala de miscare a lichidelor, sub forma unei ecuatii care reuneste intre ele : presiunea, viteza si cota intr-un curent de lichid. Aceasta ecuatie sta la baza intregii mecanici a fluidelor.

Euler a stabilit ecuatiile diferentiale generale de miscare a unui lichid perfect (fara vascozitate). Acestea au stat la baza metodelor teoretice in mecanica

8


fluidelor. In plus, Euler a stabilit ecuatia fundamentala de functionare a tuturor masinilor hidraulice (turbine, pompe si ventilatoare).

Aplicarea principiului lui Pascal nu s-a realizat pana in anul 1795 cand engelezul Joseph Bramah a realizat o presa hidraulica utilizabila. Aceasta presa era constituita dintr-o pompa cu piston legata printr-un tub cu un mare cilindru si o culisa.

La sfarsitul secolului al XVIII-lea si inceputul secolului al XIX-lea, existau in Franta cativa cercetatori experimentali ca : Chezy, Darcy si Poiseuille iar in Germania : Weisbach si Hagen.

In jurul anului 1850, W.G. Armstrong a realizat o macara hidraulica si a inventat acumulatorul hidraulic. In perioada 1850 – 1860, Londres si alti industriasi englezi au fost racordati la sistemul de distributie si de vanzare a energiei hidraulice din statiile centrale de pompare si alimentare a atelierelor individuale. Din 1860 pana in 1900, un numar important de ingineri si cercetatori au creat aparate noi care au fost brevetate. Aceste aparate au fost in mod progresiv utilizate pe prese la forje, macarale, trolii, etc.

Perioada de sfarsit a secolului XIX si de inceput a secolului XX poate fi numita perioada de aprofundare a bazelor teoretice, datorita luarii in consideratie a vascozitatii fluidelor dezvoltandu-se si teoria similitudinii.

Aceasta perioada de dezvoltare a hidraulicii a fost conditionata de cresterea rapida a fortelor de productie, dezvoltarea tehnicii fiind legata de nume de savanti ca :

- G. Stokes (18189-1903) care a pus bazele teoriei de miscarea a lichidelor vascoase.

- O. Reynolds complexe : (1842-1912), el a pus jaloanele teoriei regimului de curgeri complexe : mai precis curgerile turbulente.

- N. Petrov (1836-1920) a demonstrat legea lui Newton referitoare la frecarea in lichide, considerata pana atunci doar o ipoteza. El a elaborat teoria hidrodinamica a ungerii masinilor.

- N. Joukovski (1847-1921) a finalizat studiul loviturii de berbec in conducte, lovituri care stau la baza unui numar mare de avarii in reteaua de distributie a apei.

In cele din urma, in 1906, un sistem de transmisie hidraulica a vitezei a fost perfectionat. Multi au considerat aceasta data ca data de debut in hidraulica moderna, fabricatia de componente hidraulice devenind importanta dupa anul 1920.

Apa a fost apoi utilizata ca lichid de transmisie, dar a fost necesara inlocuirea ei cu un lichid lubrefiant, anticoroziv, care sa nu se evapore sau sa inghete.

Astazi, practic toate msinile functioneaza cu ulei mineral sau de sinteza. Cu toate acestea, cateva prese care functioneaza cu apa sunt inca utilizate in zilele noastre.

9


De-a lungul ultimilor 40 de ani si in particular in timpul celui de-al doilea razboi mondial, utilizarea energiei fluidelor a avut o crestere spectaculoasa si a fost aplicata la masini foarte diverse.

Rolul hidraulicii este mare in constructia de masini, de exemplu, intr-o uzina moderna de constructii de masini, vom gasi o larga utilizare a comenzilor hidraulice la masinilor-unelte , echipament hidraulic la forje, la prese, dispozitive hidraulice de taiere a metalelor, de injectie a materialelor plastice, etc.

O particularitate in constructia aeronautica moderna este importanta cresterii achizitionarii de diferite echipamente pe avioane si in particular echipamente de transmisie hidraulice, sistemele de aducere a combustibilului si uleiului, amortizoare hidro-pneumatice, etc.

Hidraulica este larg utilizata in dispozitivele de lansare a rachetelor si chiar in rachete.

10


CAPITOLUL 2

Sistemul de unitati M.K.S.A.Formule matematice

11


12


CAPITOLUL 2 : Sistemul de unitati M.K.S.A

Formule matematice

2.1 Sistemul de unitati M.K.S.A.

Unitatile de baza sunt :

• Metrul, unitatea de lungime (l), simbol : m• Kilogramul, unitatea masei (m), simbol : kg• Secunda, unitatea de timp (t), simbol : s• Amperul, unitatea de intensitate a curentului electric (I), simbol : A

Suprafata S = l x l , adica : lungime x lungime [m2]Volumul V = l x l x l, adica lungime x lungime x lungime [m3]Viteza

v =

tl

, adica lungimea : timp [m/s]

Acceleratia

a =

tv

, adica viteza : timp [m/s2]

acceleratia gravitationala este g = 9.81 m/s2 Forta F = m x a, adica masa x acceleratia [N]

N = NEWTON

1 NEWTON este forta care , actionand asupra unei mase de

1 kg, ii imprima acesteia o acceleratie de 1 m/s2

( greutatea G = m x g)

Alte unitati: 1 daN = 10N ( decanewton)Lucrul

mecanic

L = F x l, adica forta x lungimea (sau deplasarea) [J]

J = JOULE

1 JOULE este lucrul mecanic dezvoltat de o forta de 1 N

13


deplasata, in punctul sau de aplicatie, cu 1 m, in directia de

actionare a fortei.

Alte unitati: 1 kJ = 1000 J (kilojouli)Puterea P = t

L , adica lucrul mecanic : timp [W]

W = WATT ; alte unitati: 1 kW = 1000 W (kilowatt)

1 WATT este puterea unui motor care furnizeza un lucru

mecanic de 1 Joule intr-o secunda.Presiunea p = S

F , adica, forta : suprafata [Pa]

Pa = PASCAL

1 PASCAL este presiunea exercitata de o forta de 1 newton

pe o suprafata de 1 m2. Deci 1 Pa = 1 N/m2

Alte unitati : daN/cm2

1 bar = 105 pa

Deci : F = p x SMomentul

unei forte sau

cuplul

M = l x F, adica, lungimea x forta [Nm]

Momentul unei forte in raport cu un punct O este egal cu

produsul dintre intensitatea forteisi distanta dintre punctul O

si punctul de aplicatie al fortei.

Alte unitati : m • daN Greutatea

volumicaω = v

G , adica forta gravitationala : volum [N/m3]

Masa

volumicaρ = v

m , adica, masa : volum [kg/m3]

Debitul

volumicQ = t

V , adica volumul : timp [m3/s]

Alte unitati: l/min (litru/minut)

Pentru gaze: - normal metrii cubi/ora [Nm3/h]

- normal litrii/min [Nl/min]

Acesta este volumul de gaz la presiunea atmosferica normala

14


(760 mm Hg) care se scurge intr-o unitate de timp.

2.2 Formule matematice

a) Suprafata unui piston

S = π R2 sau S = π 4

2D exprimat in: [m2] sau

[cm2]

Unde: R = 2D

b) Volumul

Volumul unui cilindru cu diametrul pistonului D si cursa c, va fi :

V = π R2 c sau V = c π 4

2D exprimat in: [m3] sau

[dm3]

Iar 1 dm3 = 1 litru

c) Forta gravitationala

G = m • g exprimata in [N], unde:

m = masa [kg]

g = 9,81 m/s2 = acceleratia gravitationala

d) Presiunea

p = SF , presiunea exprimata in [N/m2], iar:

F = forta [N]

S = suprafata [m2]

Sau: presiunea exprimata in [bar], iar:

15


F [daN] si S [cm2]

Avem conversia:

1 bar = 105 Pa

1 bar = 1 daN/cm2

e) Densitatea

Densitatea relativa d a unui solid sau a unui lichid este egala cu raportul

dintre masa volumica a corpului si masa volumica a apei.

d = masa volumica a corpului

masa volumica a apei

Densitatea uleiului utilizat in hidraulica este de 0,9.

16


CAPITOLUL 3

Indicatii privind montarea si utilizareainstalatiilor hidraulice

17


18


CAPITOLUL 3 :Indicatii privind montarea si utilizarea

instalatiilor hidraulice

3.1 Etanseitatea circuitelor hidraulice

Un studiu efectuat intr-o mare uzina mecanica a pus in evidenta faptul ca

scurgerile din instalatiile hidraulice stau la baza unui consum anual de ulei

hidraulic superior cu 1.600.000 litri.

Consecintele acestor scurgeri sunt multiple:

• Poluarea instalatiilor si a mediului inconjurator;

• Poluarea si degradarea lichidelor de lucru;

• Oprirea accidentala a mijloacelor de productie;

• Cresterea preturilor produselor.

Scurgerle intr-o instalatie sunt repartizate dupa cum urmeaza:

• La tubulatura si racorduri 45%;

• La racordurile flexibile 25% ;

• La receptori 20% ;

• La componente 10%.

Cauzele principale care stau la baza scurgerilor sunt :

• Puneri in functiune defectoase ;

• Socuri hidraulice ;

• Rigiditatea circuitelor ;

• Evenimente exterioare ;

19


• Materiale necorespunzatoare.

Reducerea socurilor hidraulice si o buna montare a elementelor de legatura ,

constituie factorii preponderenti in etanseitatea circuitelor hidraulice.

20


Fig.1

3.1.1 Obiectul si domeniul de aplicatie

Acest ghid precizeaza regulile de realizare a etanseitatii circuitelor hidraulice

intr-o instalatia industriala.

El cuprinde obligatiile care trebuiesc indeplinite, descriindu-se astfel

solutiilor practice necesare , fara insa a fi impuse.

Acest document nu trateaza alegerea materialelor.

Acest ghid se aplica circuitelor hidraulice ale masinilor unelte si ale

masinilor speciale de uzinaj.

3.1.2 Reducerea socurilor

a) Grupul moto-pompa nu trebuie sa genereze socuri hidraulice sau socuri

mecanice.

21


Pentru a evita aparitia socurilor hidraulice :

• Se va monta un accumulator absorbant de socuri in punctele de presiune

(pulsatii datorate loviturii de berbec) ;

• Stapanirea debitului restituit de acumulator ;

• Utilizarea unui limitator de presiune ;

• Circuitul de drenaj al unei pompe autoreglabile trebuie sa respecte

instructiunile furnizorului , astfel incat sa se diminueze punctele de presiune.

De asemenea vor trebui respectate pozitia de motaj, diametrul de trecere,

cicuitul de drenaj.

Pentru a evita aparitia socurilor mecanice :

• Izolarea grupului moto-pompa prin:

- utilizarea amortizoarelor;

- utilizarea conductelor flexibile pe circuitele de presiune ;

- traversarea filtrului de pe circuitul de aspiratie;

- utilizarea conductelor flexibile pe circuitul de drenaj;

- rigidizarea rezervorului pentru a evita transmiterea de vibratii ;

• Realizarea coaxialitatii intre arborele motorului electric si arborele de la

pompa.

22


Fig.2. Defect de izolare a grupului moto-pompa

b) Comutarea aparatelor hidraulice, in particular a distribuitoarelor, nu

trebuie sa genereze socuri

In cazul in care comutarea nu asigura pozitionarea receptorilor

(a cilindrilor), se vor utiliza distribuitoarele: cu:

- cu bobina in baie de ulei;

- cu bobina in curent continuu cu jiglor reglabil;

- cu centru care sa asigure o comutare fara socuri;

23


- cu sertar cu fanta progresiva combinat cu un drosel pe

circuitul de pilotaj exterior printr-un circuit de joasa

presiune;

- cu comanda proportionala.

In cazul in care comutarea asigura pozitionarea receptorilor (a

cilindrilor), se vor utiliza sisteme proportinale, si anume:

- Distribuitor cu comanda proportionala;

- Servo-cilindru si servovalva (se va utiliza doar in caz de

necesitate).

Oprirea intermediara a receptorilor (a cilindrilor) –deci o

miscare reglabila - nu trebuie sa genereze socuri. Pentru aceasta

se vor prevedea:

- Limitatori de presiune pe circuit ;

- Utilizarea de distribuitaoare a caror comutare sa nu

genereze socuri hidraulice ;

- Limitarea vitezei receptorilor aflati in miscare reglabila,

prin variatia debitului pompei.

Utilizarea aparatelor de distributie si de reglare cu clapete nu

trebuie sa genereze socuri hidraulice. Pentru aceasta se vor

utiliza :

- Jigloare de amortizare in cartus ;

- Ciclul va fi astefel realizat astfel incat sa se evite aparitia

socurilor hidraulice ;

- Pilotarea clapetelor prin distribuitoare care sa nu

genereze socuri la comutarea lor.

c) Deplasarea receptorilor nu trebuie sa provoace socuri anormale

24


Deplasarea receptorilor se va face :

- Se va respecta viteza de deplasare permisa de tipul de

receptor ;

- Adaptarea ciclului masinii ;

- Limitarea vitezelor tuturor receptorilor prin utilizarea

limitatorilor de debit accesibili in functionare;

- Utilizarea distribuitoarelor proportionale.

Oprirea receptorilor la cap de cursa se va face:

- Energia cinetica absorbita la final de cursa trebuie sa fie

redusa ca valoare prin :

- reducerea vitezelor ;

- reducerea maselor ;

- franare;

- utilizarea distribuitoarelor proportionale.

- Energia cinetica trebuie sa fie absorbita la final de cursa

prin:

- Amortizoare integrate in cilindru ;

- Amortizoare exterioare (acestea trebuie sa fie

accesibile);

- Utilizarea distribuitoarelor proportionale

d) Mentinerea caracteristicilor fluidului de lucru favorizeaza functionarea

corecta a instalatiei

Fluidele hidraulice utilizate trebuie sa fie in conformitate cu norma:

E02 041 010 R.

Dezaerarea fluidelor, prin :

- Utilizarea unui fluid cu un aditiv anti-spumant;

25


- Echipamentul trebuie sa fie astfel configurat incat sa nu

permita emulsionarea fluidului de lucru si sa permita

purjarea acestuia din circuit ;

- Volumul rezervorului trebuie sa permita dezaerarea

fluidului ;

- Rezervorul hidraulic trebuie sa posede in interior un

perete despartitor care sa realizeze o zona linistita pentru

aspiratia pompei ;

- Tubulatura de retur trebuie sa fie imersata ;

- Se va asigura etanseitatea rezervoarelor pentru a

impiedica penetrarea aerului in interior ;

- In masura in care este posibil, circuitul trebuie sa fie cu

auto-purjare, adica :

- Distribuitorii sa fie dedesubtul receptorilor ;

- Volumul de ulei continut in canalizare trebuie sa

fie inferior volumului de ulei din camerele

cilindrului astfel incat sa asigure revenirea

acestuia si purjarea circuitului ;

- Circuitul trebuie sa fie prevazute cu puncte inalte

de prize de presiune care sa permita purjarea ;

- Se va face purjarea circuitului la pornire si dupa

toate interventiile.

Temperatura fluidului :

- O variatie a temperaturii fluidului nu trebuie sa provoace

o variatie in functionare. Uleiul utilizat trebuie sa posede

aditivi care sa asigure stabilitatea vascozitatii sale ; se va

utiliza curent ulei de tip H.M. si doar in cazuri

exceptionale ulei de tipul H.V.

26


- Temperatura fluidului trebuie sa fie controlata si

mentinuta intre 20° si 60°C prin utilizarea incalzitoarelor,

sau dupa caz a racitoarelor ;

- Rezervorul hidraulic trebuie sa favorizeze schimbul

termic natural cu aerul ambiant ;

- Circuitul trebuie sa fie astfel configurat incat sa se evite

incalzirea uleiului (pompa cu debit variabil, forma

tubulaturii, etc)

Mentinerea continutului de apa din fluid prin:

- Respectarea instructiunilor furnizorilor de fluide ;

- Controlarea periodica a continutului de apa din fluid ;

- Asigurarea etanseitatii rezervorului astfel incat sa se

impiedice penetrarea apei in interior ;

- Protejarea schimbatorului de caldura apa-ulei de

cresterile de presiune in reteaua de apa ;

- Utilizarea preferentiala a filtrelor hidraulice permanente

si schimbarea periodica a cartusului care absorbe apa

existenta in fluid;

Nivelul de poluare sa permita o functionare corecta a instalatiei:

- Pentru hidraulica clasica , nivelul de poluare trebuie sa fie

≤ 18/16 conform ISO 4406 :

- Filtrarea pe retur cu by-pass 25μm, β10 ≥ 75;

o Pierderea la incarcare ≤ 0,5 b.

- Filtrarea pe conducta de presiune cu by-pass

10μm, β10 ≥ 75;


- Buson de filrare si aerisire de 5 μm ;

- Rezervor etans.

27


- Pentru hidraulica cu servo-mecanisme , nivelul de poluare

trebuie sa fie ≤ 15/12 conform ISO 4406 :

- Filtrarea pe retur cu by-pass 5 μm, β5 ≥ 75;


- Filtrarea pe conducta de presiune cu by-pass 5μm,

β5 ≥ 75;


o Buson de filrare si aerisire de 1 μm ;

o Rezervor etans.

Mentinerea nivelului de poluare se va face:

- Prinderea tuturor dispozitivelor astfel incat sa se evite

poluarea in circuit precum si a componentelor, atunci

cand au loc interventii ;

- Nivelul de poluare a fluidului trebuie sa fie cunoscut si

verificat periodic. Pentru aceasta, circuitul hidraulic

trebuie sa fie prevazut cu o priza pentru obtinerea

esantionului ;

- Centrala hidraulica trebuie sa fie echipata cu un racord

rapid pentru a putea utiliza un grup de filtrare in paralel

in cazul puluarii fluidului ;

- Rezervorul hidraulic trebuie sa fie etans pentru a se evita

penetrarea de particule poluante;

- umplerea rezervorului se va face printr-un racord rapid si

prin traversarea unui filtru ;

- Punerea la atmosfera a centralei se face prin intermediul

unei supape prevazuta cu un cartus filtrant a carui finete

de filtrare este mai mica sau echvalenta cu cea din

circuit.

28


Fig.3. Poluarea uleiului datorita unei etansari gresite si a

unui mod gresit de umplere a rezervorului

29


f) Tubulatura nu trebuie sa fie cauza socurilor hidraulice

Viteza fluidului prin canalizari nu trebuie sa genereze socuri

hidraulice si pentru aceasta este necesar ca:

- Diametrul interior al canalizarii (al tevilor, tuburilor)

trebuie sa fie determinat de urmatorii parametrii:

o Debitul maxim de fluid vehiculat;

o Lungimea tubulaturii;

o Presiunea de lucru;

o Pierderile de incarcare maxime admisibile ;

o Vascozitatea cinematica a fluidului utilizat.

- Normele CNOMO E05 90 010N permite determinarea

diametrului interior al canalizarii in functie de acesti

parametrii.

Volumul de fluid dintr-o canalizare nu trebuie sa favorizeze

propagarea de unde si socuri hidraulice :

- Pentru a reduce undele de soc datorate comutarii

aparatelor , lungimea tubulaturii intre distribuitor si

receptor trebuie sa fie cat mai mica posibil.

Forma tubulaturii utilizate nu trebuie sa provoace socuri

hidraulice :

- Trebuie sa fie asigurata continuitatea sectiunii de trecere

la tubulatura ;

- Schimbarea directiei la tubulatura trebuie sa se efectueze

printr-o arcuire a acesteia.

30


31


Fig.4

3.1.3 Transmiterea vibratiilor

Reducerea transmiterii de vibratii hidraulice si mecanice favorizeaza

etanseitatea legaturilor si utilizarea lor pe o perioada mai indelungata.

Pentru aceasta, circuitele hidraulice trebuie sa respecte prescriptiile tehnice

prevazute in norma : E 05 03 135 N.

a) Diminuarea legaturilor catre masini reduc transmiterea vibratiilor.

Organizarea circuitului de distributie in retea reduce numarul

de canalizari :

- Stabilirea precisa a punctelor de colectare : presiune,

retur, dren ;

- Plasarea sistemului de distributie cat mai aproape de

receptori.

Circuitul hidraulic nu trebuie sa transmita vibratii ;

32


Structura generala a retelei trebuie sa impiedice transmiterea de

vibratii :

- Realizarea unei retele de distributie cu auto-purjare,

izolata de masina ;

- Realizarea unei retele de distributie aeriene cu suportii de

distributie solidari cu masina .

Fig.5

Suporturile pentru canalizare nu trebuie sa permita transmiterea

vibratiilor ;

- Fixarea canalizarii trebuie sa se efectueze pe elementele

rigide ale masinii. In cazul in care elementele rigide nu

33


exista se va recurge la utilizarea unor suporti

independenti , capabili sa impiedice transmiterea de

vibratii.

Difeite tehnologii asociate ca : hidraulica, pneumatica, ungerea,

electrica, electronica, etc ;nu trebuie sa transmita vibratii in

retea. Pentru aceasata :

- Se va izola fiecare tehnologie ;

- Fiecare tehnologie trebuie sa posede suporti proprii.

Vibratiile de la centralele hidraulice nu trebuie sa se transmita :

o La circuitul de distributie la masina ;

o La structura masinii ;

o La structura cladirii.

Pentru aceasta se va avea in vedere ca:

- Centrala hidraulica trebuie sa fie izolata de circuit

panouri flexibile de izolare ;

- Centrala hidraulica trebuie sa fie izolata de masina prin

plasarea grupului hidraulic in exteriorul masinii ;

- Centrala hidraulica trebuie sa fie izolata de structura

cladirii.

b) Vibratiile mecanice nu trebuie sa se transmita la circuitul hidraulic

Vibratiile provocate de masina in timpul fazelor de uzinaj nu

trebuie sa fie transmise in circuitul hidraulic. Pentru aceasta :

- se va izola tubulatura supusa la vibratii mecanice.

Elementele mecanice supuse la vibratii de frecvente diferite nu

trebuie sa fie unite intre ele. Pentru aceasta :

34


- Tubulatura nu trebuie sa fie fixata pe elementele supuse

la vibratii de frecvente diferite.

Fig.6

3.2 Fixarea tubulaturii

a) Tubulatura nu trebuie sa fie deformata ca urmare a amplasarii lor

35


Tubulatura nu trebuie amplasata in zone expuse la socuri. Se va

avea in vedere ca :

- Tubulatura sa nu fie amplasata in :

o Zona de miscare a operatorului ;

o Zona de intretinere ;

o Zona de evolutie a utilajelor de spalat.

- Tubulatura nu trebuie sa intre in contact cu podeaua

cladirii ;

- Demontarea elementelor mecanice trebuie sa se execute

fara deteriorarea tubulaturii ;

- Protejarea tubulaturii se va face prin utilizarea unor teci

de protectie.

Tubulatura nu trebuie sa sufere alterari chimice, deoarece poate

duce la coroziunea acesteia, atac chimic sau efectul de « pila ».

Pentru aceasta se va avea in vedere :

- Se va prevedea o protectie exterioara a tevilor prin

vopsire ;

- Se vor utiliza tevi zincate care nu necesita aceasta

protectie (vezi normele CNOMO E 07 13 110 N)

- Prinderea tuturor dispozitivelor se va face evitandu-se

contactul permanent cu tubulatura.

- Se va verifica compatibilitatea intre :

o tubulatura si fluidul vehiculat ;

o tubulatura si mediul inconjurator.

Tubulatura nu trebuie sa fie constransa de componente. De

aceea se va avea in vedere ca :

36


- Aparatele montate in linie, pe tubulatura, trebuie sa fie

mentinute pe pozitie prin intermediul unor suporti rigizi

- Aparatele de distributie si de reglare se vor monta pe

placi proprii.

b) Amplasarea tubulaturii trebuie sa tina seama de problemele de

accesibilitate

Tubulatura nu trebuie sa impiedice accesul la masina. Pentru

aceasta se va avea in vedere ca :

- Tubulatura trebuie sa fie astefel dispusa incat sa permita

accesul la :

o Diferitele organe ale masinii ;

o Elementele de tehnologie

asociate (racorduri electrice, distribuitoare

de ungere etc.) ;

o La mijloacele de intretinere ;

- In cazul in care accesul la organele masinii necesita o

interventie asupra tubulaturii, aceasta nu va fi deformata ,

ci se va demonta, avandu-se grija ca remontarea ei sa se

efectueze corect.

Tubulatura trebuie sa fie accesibila pentru toate modificarile

care pot apare. Astfel :

- Amplasarea se va face astfel incat sa se poata avea acces

usor la tubulatura. Pentru aceasta :

o Tubulatura nu va fi amplasata in batiul

masinii ;

37


o Orice teava (tub) cu o lungime mai mare de

4 m va fi insemnata pentru a putea fi usor

reperata ;

o In zonele inaccesibile se va evita utilizarea

racordurilor mecanice ;

o Legaturile in zonele inaccesibile se vor

realiza prin sudura.

Diferitele tehnologii utilizate pe masina nu trebuie sa impiedice

accesu la aceasta. Astfel, legatura dintre diferitele tehnologii :

hidraulica, pneumatica, electrica, electronica, ungere, etc, se vor

prevedea inca din faza de realizare a masinii.

c) Tubulatura nu trebuie sa produca greutati in procesul de intretinere

Tubulatura trebuie sa nu impiedice accesul pentru inlocuirea

componentelor.Pentru aceasta :

- Tubulatura nu trebuie sa fie amplasata :

o In apropierea componentelor ;

o In apropierea organelor de reglare;

o In apropierea dulapurilor si aparatelor

electrice;

o In apropierea altor elemente care ar putea

necesita o interventie.

- Pentru a putea desface si inlocui componentele, legaturile

trebuie sa fie realizate flexibil.

Tubulatura aeriana nu trebuie golita atunci cand se va face

demontarea componentelor. Pentru aceasta:

38


- Se vor prevedea clapete antiretur sau vane de izolare, ca

in figura de mai jos.

Fig.7

Demontarea componentelor nu trebuie sa provoace scurgeri de

ulei din acesta. Pentru aceasta:

- Componentele trebuie sa fie amplasate la un nivel

superior nivelului de ulei din rezervor ;

- In cazul in care grupul hidraulic este situat pe un suport,

se vor prevedea clapete anti-retur sau vane de izolare.

Fig.8

39


d) Prinderea corecta a tubulaturii asigura longevitatea legaturilor

Elementele de prindere (bridaj) trebuie sa asigure atat fixarea

cat si izolarea. Pentru aceasta :

- Elementele de prindere trebuie sa fie in conformitate cu

norma : E 05 03 105 R.

- Elementul de prindere trebuie sa fie fixat pe un suport

rigid ;

- Utilizarea elementelor de prindere se va face cu coliere

de strangere semi-rigide ;

- Se vor utiliza elemente cu strangere individuala pentru

fiecare teava ;

- Se vor utiliza elemente adaptate la diametrele tevilor.

Fig.9

Prinderea tubulaturii trebuie sa asigure rigiditatea acesteia fara

a genera o fortare a acesteia. Pentru aceasta :

- Distanta intre doua puncte de strangere trebuie sa fie

astfel incat tubulatura sa nu produca vibratii. Aceasta

distanta variaza cu rezistenta mecanica a tevilor, aceasta

diminuandu-se cu diametrul.

40


- Realizarea tubulaturii se va face dupa amplasarea

elementelor de prindere.

- Elementele de prindere a tubulaturii sunt dispuse astfel

incat sa nu genereze o fortare a acesteia.

Fig.10

Prinderea tubulaturii trebuie sa limiteze deformarea acesteiala

variatia de debit sau de presiune. Pentru aceasta :

- Prindrea tubulaturii cu coturi se va face din cot in cot ;

- O tubulatura cu multe schimbari de directie si pozitionata

in mai multe plane, trebuie sa fie prinsa in fiecare plan.

Fig.11

3.3 Racorduri hidraulice

a) Racordurile utilizate in instalatiile hidraulice trebuie sa asigure

durabilitatea si etansetatea acestora

Racordurile utilizate trebuie sa respecte normele :

E 05 03 135 N si E 05 03 105 R

41


Pentru a asigura durabilitatea si etansetatea legaturilor ,

racordurile trebuie sa respecte urmatoarele conditii :

- Presiunea de lucru trebuie sa fie compatibila cu presiunea

in circuitul hidraulic ;

- Mentinerea presiunii in circuitul hidraulic ;

- Asamblarea sa nu necesita materiale sau personal

specializate;

- Compatibilitate cu fluidele utilizate;

- Compatibilitate cu mediul inconjurator;

- Demontare si montare autorizata.

Doua tipuri de racorduri satisfac aceste conditii si asigura o

racordare buna :

- Racorduri cu compresiune ;

- Racorduri cu evazare.

Pentru a asiogura o montare corecta a racordului pe teava , in

cazul unei tevi cu cot, se va prevedea o portiune dreapta la

iesirea din teava cu o lungime mai mare sau cel putin egala cu

de 3 ori diametrul tevii.

Fig.12

b) Racordurile de compresiune

42


Racordurile trebuie sa fie in aceiasi gama de presiune si acelasi material de

baza cu al tevilor pe care se monteaza.

Presiunea de lucru din racordurile de compresiune trebuie sa fie

compatibila cu presiunea din circuit. Astfel :

- Racordurile de compresiune corespund normelor

internationale si exista intr-o gama larga de presiuni :

o Mica : p ≤ 100 bar

o Medie : p ≤ 160 bar;

o Mare: p ≤ 400 bar.

Strangerea inelului pe tub nu trebuie sa genereze imprimarea in

tub, ceea ce ar duce, in timp, la ruptura rapida a acestuia. Pentru

acesata :

- Exista diferite tipuri de inele care se monteaza in

racorduri :

o Inele cu prindere in partea anteioara : inel

ascutit simplu, inel cu crestatura, inel

profilat cu penetrare limitata ;

o Inele cu prindere in partea posterioara : inel

ascutit cu garnitura de etanseitate. Acest tip

de inel prezinta numeroase avantaje,

asigurand o foarte buna etanseitae.

- Singur, ansamblul inel + piulita este interschimbabil cu

acelasi tip de racord.

43


Fig.13

Rationalizare

- Utilizarea unui tip unic de racord limiteaza socurile care

pot apare si se evita erorile de utilizare.

44


Fig.14

45


Montarea corecta a racordurilor de compresiune asigura

durabilitatea si etanseitatea legaturilor. Montarea acestor

racorduri se efectueaza in doua faze distincte :

- Presertizarea racordului pe tub in cazul in care motajul

este definitiv ; se va utiliza un bloc de presertizare.

- Punerea in functiune definitiva a racordului.

Pentru aceasta se vor respecta instructiunile de montaj

prevazute de furnizorii de racorduri :

- Taierea tubului (se va utiliza echerul). Pentru aceasta se

va utiliza un instrument de taiere special si se va avea

grija sa nu se formeze bavuri sau deformatii ale tuburilor.

- Se vor inlatura bavurile interioare si exterioare.

- Ungerea elementelor componente ale racordului, in

vederea presertizarii. Nu se va utiliza unsoare.

- Montarea racordului pe tub ;

- Strangerea cat mai puternic cu ajutorul mainii ;

- Reperarea pozitiei piulitei ;

- In functie de pozitia piulitei se va face strangerea

completa a racordului la cuplul precizat de furnizor.

- Se va verifica daca strangerea a fost bine executata.

- Presertizarea se poate efectua pe masini de presertizat cu

comanda manuala, pneumatica sau electrica.

Pentru realizarea finala a racordarii se va avea in vedere :

- Respectarea instructiunilor preconizate de furnizori ;

- Strangerea definitiva a racordului nu asigura functia de

etanseitate ;

- Cuplul de strangere a racordului este foarte important

deoarece poate provoca ruptura tubului.

46


- Pentru a evita deformarea tubului la strangerea

racordului, se va mentine corpul racordului pe pozitie

prin utilizarea a doua chei, ca in figura. Se vor lua

aceleasi masuri de siguranta si la demontare !

Inlocuirea racordurilor la aparitia defectelor de etanseitate

- In majoritatea cazurilor, aparitia unui defect de

etanseitate, a unei fisuri, vizibila cu ochiul liber sau nu,

apare la nivelul imbinarii dintre racord si tub ;

- Strangerea racordului in aceiasi pozitie pe tub nu face

decat sa duca la accelerarea degradarii tubulaturii. De

aceea se recomandea reinlocuirea tubului.

- In cazul racordurilor de compresiune cu garnitura,

etanseitatea se poate realiza prin simpla inlocuire a

garniturii.

- Inlocuirea unui racord cu inel anterior, cu un racord cu

inel posterior realizeaza, in majoritatea cazurilor,

regasirea etanseitatii racordului.

c) Racorduri cu evazare

Presiunea de utilizare in cazul racordurilor cu evazare trebuie sa

fie compatibila cu presiunea din circuitul hidraulic. Pentru

aceasta :

- Presiunea de utilizarea a racordurilor cu evazare este

determinata de presiunea de utilizare a tubului pe care

este montat racordul;

- Racordul trebuie sa fie in aceiasi gama de presiune si din

acelasi material de baza ca al tevii pe care este montat.

47


Evazarea tevii nu trebuie sa provoace racordului deformatii care

ar putea duce, in timp, la ruptura.

- Pentru acest tip de racord, evazarea curenta utilizata este

corespunzatoare normelor SAE J514, ea fiind de 37° ,

racordul fiind compus dintr-un corp, piulita si o garnitura

tip manseta.

- Etanseitatea si fixarea racordului pe teava sunt realizate

mecanic :

o Teava, evazata in prealabil, este stransa

intre cele doua suprafete conice ale

corpului si mansetei ;

o Manseta suporta si protejeaza teava ,

reducand efectele vibratiilor.

Fig.15

Montarea corecta a unui racord cu evazare asigura durabilitatea

si etanseitatea acestuia.

Montarea acestui tip de racord se va face respectand normele

prevazute de furnizorul de racorduri si se executa in doua faze

distincte.

48


Si anume, pregatireza tevii inainte de motaj :

- Taierea tubului sau a tevii (se va utiliza echerul). Pentru

aceasta se va utiliza un instrument de taiere special si se

va avea grija sa nu se formeze bavuri sau deformatii ale

tuburilor/tevilor.

- Se vor inlatura bavurile interioare si exterioare.

- Curatirea tevilor/tuburilor.

- Ungerea interioara a tevilor /tuburilor. Nu se va utiliza

unsoare.

- Se va monta piulita si apoi manseta pe teava/tub.

- Se va pozitiona ansamblul pe blocul de evazare.

- Se va efectua evazarea tevii/tubului cu un unghi de 37°,

pentru aceasta utilizandu-se o masina de evazat a carei

comada poate fi manuala sau electrica.

- Apoi se demonteaza si se verifica starea evazarii, daca

aceasta prezinta fisuri sau nu este concentrica si

perpendiculara pe tub.

- Diametrul de evazare trebuie sa asigure o distanta

maxima.

- Lungimea tubulaturii trebuie determinata cu precizie ; in

acest sens trebuie sa se prevada o lungime suplimentara

care sa tina seama de evazare.

- In cazul evazaii unei tevi/tub cu un cot , se va prevedea o

lungime dreapta minima de 40 mm in plus.

49


Fig.16

Pentru realizarea finala a racordarii se va avea in vedere :

- Ungerea mansetei, a piluitei si a corpului de racordare ;

- Montarea racordului prin aducerea gulerului in contact cu

conul si efectuarea strangerii la mana ;

- Strangea cu cheia a racordului astfel incat sa se obtina o

perfecta etanseitate metal pe metal, cu respectarea

cuplului de strangere precizat de furnizorul de

racorduri.pentru a se evita deformarea tubulaturii la

strangerea racordului, se va mentine corpul in pozitie cu

ajutorul a doua chei.

Inlocuirea racordurilor la aparitia defectelor de etanseitate.

- Acest tip de racord se poate inlocui.

- La aparitia fisurilor la evazare se va inlocui teava/tubul.

d) Legatura intre tubulatura si restul materialelor se efectueaza prin

intremediul racordurilor filetate

Utilizarea acestor racorduri se va face respectandu-se normele CNOMO

privind prescriptiile tehnice : E 05 03 135N , precum si prescriptiile de materiale

utilizate : E 05 03 105N.

Exista doua tipuri de etanseitate pentru racordurile filetate :

1. Etansetate datorata unor elemente exterioare filetului.

50


Se vor utiliza, in acest caz, garnituri :

- Garnitura in capul racordului ;

- Garnitura torica cu inel anti-extrusiune ;

- Inel metalo-plastic.

Exista mai multe tipuri de filete normalizate utilizate in acest

caz :

- Filet metric cilindric ;

- Filet BSP gaz cilindric ;

- Filet UNF.

Elementele utilizate trebuie sa fie compatibile cu fluidul

vehiculat si cu mediul inconjurator.

Aceste tipuri de filete nercesita realizarea unei degajari pentru

garnitaura. Marimea acesteia este definita in norma CNOMO

E 05 01 180N.

2. Etansarea se va face prin filet.

Acest tip de racordare se executa prin filete conice :

- Filet BSP gaz conic

- Filet NPT “BRIGGS”

Acest tip de racord nu este recomandat pentru presiunile

utilizate in hidraulica;

Etanseitatea metal/metal este obtinuta prin deformarea filetelor;

Etanseitatea trebuie ameliorata prin utilizarea unui produs

vascos, cleios. Se vor respecta recomandarile facute de

furnizori;

Teflonul si canepa pot polua circuitul, de aceea utilzarea lor

este interzisa.

Etanseitatea unui racord filetat trebuie sa fie independenta de

orientarea sa.

51


In cazul utilizarii unui racord cu cot pot fi utilizate :

- Racord rotativ ;

- Racord turnat ;

- Adaptator rotativ.

Alegerea unui tip unic de etanseitate duce la evitarea erorilor in

functionare, a amestecului diferitelor tipuri de filete si la

evitarea formarii de stocuri in magazii.

Racordarea manometrelor si a mano-contactelor se face prin

utilizarea unui racord cu filet BSP gaz cilindric. Etanseitatea

este asigurata printr-o garnitura metalica montata intre partea de

fund a racordului si extremitatea partii filetate a manometrului

sau mano-contactului.

e) Realizarea circuitelor hidraulice prin utilizarea la minim a

racordurilor , in vederea diminuarii riscurilor de scurgeri

Simplificarea unui circuit se face prin utilizarea unui numar

redus de racorduri. Pentru aceasta :

- La realizarea circuitului se va reduce, pe cat posibil,

numarul de canalizari si deci si numarul de racorduri :

- Vom avea doar traseele de: presiune, retur, dren.

- Dispunerea aparatelor de reglare si de distributie cat mai

aproapae de receptori (cilindrii).

Tubulatura trebuie sa fie realizata prin utilizarea unui numar

minim de racorduri. Pentru aceasta :

- Se vor prevedea blocuri de distributie a presiunii ;

- Se vor prevedea blocuri de colectare a circuitelor de retur

si de drenaj ;

52


- Se va respecta continuitatea diametrului tubulaturii ;

- Se va face schimbarea de directie a tubulaturii prin

indoirea acesteia ;

- Se vor utilza placi de baza sau blocuri hidraulice ;

- Se va amplasa aparatura cat mai aproape de utilizatori.

Racordarile trebuie sa se realizeze prin utilizarea unui numar

minim de elemente. Pentru aceasta :

- Se vor utiliza racorduri adaptate ;

- Se vor utiliza reductii ;

- Se va utiliza un singur tip de racord ; se va utiliza un

singur tip de filet.

f) Accesul la racorduri trebuie sa fie usor

Asigurarea accesului la racordurile de pe straturile /

manunchiuri de tubulatura. Pentru aceasta :

- Se va limita numarul de tuburi / tevi intr-un strat (se

recomanda 2);

- Se va respecta o distanta minima de 600 mm intre doua

straturi de tubulatura ;

- Se vor decala racordurile pt a se permite accesul cu

cheia.

- Respectarea unei distante intre tuburi pentru a se asigura

accesul cu cheia.

53


Fig.17

Asigurarea accesului la racordurile de pe panourile de

distributie. Pentru aceasta :

- Accesul la panourile hidraulice trebuie sa se poata face

fie prin fata, fie prin spatele acestora.

- Limitarea numarului de componente montate pe o placa ;

- Regruparea aparatelor de distributie si reglare pe placi

distincte , dispuse cat mai aproape de receptori ;

- Se vor prevedea iesirile din placi pe cat mai multe fete

laterale.

Asigurarea accesului la racordurile de pe placile multiple.

Pentru aceasta :

- Racordarile se vor face astfel incat sa se poata utiliza cu

usurinta cheia.

- Se vor utiliza placi de baza cu orificii decalate ;

- Se va limita la 5 numarul de placi suprapuse ;

54


- Se vor utiliza placi de baza cu orificiile de alimentare si

de refulare dispuse pe cat mai multe fete.

- Dispunerea tubulaturii nu trebuie sa impiedice accesul la

racorduri ;

- Racordarea la placile de baza trebuie simplificata prin

utilizarea unor racorduri adaptate.

Asigurarea accesului la racordurile de pe tubulatura. Pentru

aceasta :

- Tubulatura trebuie sa fie accesibila pe toate directiile ;

- Acolo unde aceasta regula nu se poate respecta, trebuie

avut in vedere ca : In zone inaccesibile nu se vor utiliza

racorduri mecanice. Racordurile se vor efectua prin

sudura.

Fig.18

g) Racordarea tubulaturii cu un diametru ≥ 25 mm trebuie sa se

realizeze cu flanse

Legatura dintre flansa si teava se va realiza prin sudura. Pentru

aceasta se va avea in vedere :

55


- Se va utiliza o flansa de sudura de tip « BUTT-

WELDING »cu o sudura in cap, dupa ce s-a executa o

samfrenare . pentru :

o Ø ≤ 63 se va utiliza o brida SAE, pentru

3000 sau 6000 PSI ;

o Ø ≥ 63 se va utiliza o brida patrata, pentru

250 la 400 bar.

- Flansa poate fi :

o Monobloc;

o Formata din doua parti.

- Garnitura de etanseitate de flansa trebuie sa fie

compatibila cu fluidul vehiculat si cu mediul

inconjurator ;

- Suruburile de fixare a flansei trebuie sa fie in clasa 9-10

si filet metric ;

- Teava utilizata trebuie sa fie din otel pentru hidraulica si

in aceiasi gama de presiune cu cea a flansei ;

- In cazul orificiilor ≥ 1”, racordarea se efectueaza cu

ajutorul gulerelor filetate si a flanselor de legatura.

Calitatea sudurii asigura durabilitatea legaturii si etanseitatea

sa. La alegerea flansei, a garniturii si a tevii care trebuiesc

sudate, se va tine seama de urmatoarele :

- Garnitura se va scoate pentru a se evita topirea ei ;

- Se curata gatul fietat, se va decapa interiorul tevii ;

- Se va executa un sanfren la exteriorul tevii ;

- Se va monta flansa in apropierea gatului ;

- Se aliniaza gatul cu teava ;

56


- Se vor executa 3 puncte de sudura, lasandu-se loc pentru

introducerea garniturii ;

- Se finalizeaza sudura ;

- Se curata sudura ;

- Se va curata teava ;

- Se pune garnitura la locul ei ;

- Se strang suruburile diametral opuse doua cate doua,

respectandu-se cuplul de strangere precizat de furnizor.

Suruburile vor servii numai pentru fixare.

3.4 Realizarea tubulaturii

Tubulatura trebuie sa asigure o legatura definitiva, in conditiile unei realizari

si montari corecte.

Tubulatura trebuie sa respecte prescriptiile tehnice date de normele

CNOMO : E 05 03 135N si E 05 03 105R.

a) Calitatea tubulaturii

Tubulatura utilizata in circuitele hidraulice trebuie sa respecte

urmatoarele :

- Sa fie fara sudura ;

- Sa respecte conditiile admisibile ale metalului utilizat ;

- Sa fie compatibil cu fluidul vehiculat ;

- Sa fie compatibil cu mediul inconjurator ;

- Sa fie protejata la exterior ;

- Sa fie anti oxidanta ;

- Sa fie controlata si marcata pe toata lungimea sa ;

- Sa fie curbata cu o raza minima ;

57


- Sa se poata suda in cazul in care se vor utiliza flanse de

sudura. Tevile electro-zincate nu se vor suda doarece ele

degaja un gaz nociv la sudaura ;

- Sa permita utilizarea racordurilor de compresiune ;

- Sa fie prevazute cu o alungire care sa permita evazarea

tevii.

Normele CNOMO E 07 13 110N se refera la tubulatura cu

Ø ≤ 38 mm, utilizate curent in instalatiile hidraulice.

Normele ISO 4200 sau DIN 2448 definesc tubulatura cu

Ø ≥ 38 mm, utilizate si ele in instalatiile hidraulice.

b) Dimensionarea tubulaturii

Normele CNOMO E 05 90 010N definesc tubulatura utilizata in functie de

utilizarea sa. Vom avea :

Diametrul de trecere , care este determinat in functie de

urmatorii parametrii :

- Q [l/min] = debitul maxim vehiculat

- L [m] = lungimea tubulaturii

- p [bar] = presiunea de lucru

- Δp [bar] = pierderea de incarcare maxima

admisibila

- γ [mm2/s] = vascozitatea fluidului

Grosimea tubulaturii este determinat de presiunea de lucru si de

punctele de presiune din circuit, dar, in egala masura si de

constrangeri mecanice ca :vibratii, miscari relative, etc,

caonstrangeri la care este supusa tubulatura.

Lungimea tubulaturii :

58


- trebuie sa fie readusa printr-o dispunere judicioasa a

materialelor ;

- reducerea lungimii duce la o economie de materiale,

racorduri, supoti, precum si o diminuare a timpului de

montaj precum si a pierderilor de sarcina in circuitul

hidraulic.

c) Pozitionarea tubulaturii

Forma tubulaturii trebuie sa fie definita precis inainte de

realizarea sa ;

Se recomanda utilizarea judicioasa a racordurilor drepte, a

coturilor, a teurilor si a racordurilor rotitoare pentru evitarea

tuturor flexiunilor, torsiunilor, compresiunilor sau alungirii

tubulaturii.

Se recomanda ca tubulatura sa lucreze intr-un numar limitat de

plane ;

Lungimea tubulaturii se stabileste la montaj, dupa ce in

prealabil a fost definita forma acesteia ;

Montarea tubulaturii intre doua puncte fixe sau demontarea

acesteia trebuie sa se executa fara deteriorarea acesteia si fara

interventia vre-unui element din mediul inconjurator.

d) Forma tubulaturii

O curbarea corecta a tubulaturii permite evitarea aparitiei

pliurilor sau a fisurilor la aceasta;

Curbarea tubulaturii se poate executa manual sau cu comanda

pneumatica sau electro-hidraulica pe un post fix;

59


Curbarea tubulaturii trebuie sa se execute la rece ;

Curbarea tubulaturii se va face respectand indicatiile dat de

furnizori, care tin seama de :

- Pozitionarea tubulaturii ;

- Operatia de curbare trebuie sa se execute continuu ;

- Raza de curbare a tubulaturii va tine seama de diametrul

tubulaturii.

Pozitionarea tubulaturii se va face dupa operatia de curbare a

acesteia.

60


Fig.19

3.5 Utilizarea racordurilor flexibile

Utilizarea racordurilor flexibile in circuitele hidraulice trebuie sa asigure o

legatura permanenta in conditiile unui montaj corect a acestora.

Racordurile flexibile trebuie sa respecte:

- prescriptiile tehnice : E 05 03 135N

- prescriptiile de materiale : E 05 03 105N ;

- ghidul de utilizare : GE 07-002R.

Un racord flexibil se compune dintr-un tub si un racord. Aceste doua

elemente trebuie sa fie omogene si sa satisfaca toate conditiile de utilizare.

a) Calitatea tubului

Tubul trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii :

Presiunea de utilizare trebuie sa fie compatibila cu presiunea de

lucru si, eventual, cu presiunea cea mai mare din circuit ;

Sa permita montarea a doua tipuri de racorduri :

- Demontabile ;

- sau nedemontabile.

61


Pentru a evita erorile in functionare si pentru a usura realizarea

racordurilor flexibile, trebuie utilizat un tub pe care se

monteaza un racord nedemontabil ;

Compatibilitatea tubului cu fluidul de lucru utilizat ;

Compatibilitatea tubului cu mediul inconjurator ;

Rezistenta tubului la temperatura fluidului vehiculat ;

Rezistenta tubului la variatiile de temperatura ale mediului

ambiant ;

Rezistenta tubului la interior la particulele poluante din circuit :

- In circuitele hidraulice clasice tuburile flexibile sunt

prevazute la interior cu un strat de elastomeri ;

- In circuitele hidraulice in care se utilizezaza servo-

mecanisme, se vor utiliza tuburi flexibile prevazute la

interior cu un strat de « nailon ».

Rezistenta la conditiile de functionare :

- Torsiune ;

- Tractiune ;

- Compresiune ;

- Flexiune .

Rezistenta mecanica la :

- Socuri ;

- Frecare ;

- Ciupituri ;

- Abraziune/roadere.

Usor deformabil sub efectul presiunii.

Norma E 07 21 105N defineste tuburile necesare in functie de

utilizarea lor.

62


b) Dimensionarea racordurilor flexibile

Diametrul interior al unui racord flexibil trebuie sa fie omogen

cu diametrul nominal al tubului pe care este montat racordul ;

c) Ambutizarea racordului (asamblarea racordului)

Asamblarea prin insurubare :

- Acest tip de asamblare este utilizata in special pentru

racordurile demotabile;

- Ea se compune din:

o Un niplu care patrunde in interiorul

tubului ;

o O bucsa filetata la exteriorul tubului.

- Prinderea racordului se executa prin compresiunea

tubului intre filetul bucsei exterioare si filetul niplului ,

deci prin insurubare ;

- Utilizarea acestui tip de racord nu este recomandata in

circuitele hidraulice pentru urmatoarele motive :

o Riscul unui montaj gresit ;

o Riscul obturarii tubului datorita

particularitatii sale de detasare a sa in urma

insurubarii ;

o Dificultate ala montaj in special pentru

tuburile cu Ø ≥ 16 mm ;

o Timpii de montaj sunt ridicati.

Asamblare prin sertizare :

- Acest tip de asamblare este utilizata in special pentru

racordurile nedemotabile;

- Acest tip de racord se compune din :

63


o Un niplu care patrunde in interiorul

tubului ;

o O bucsa sertizata pe exteriorul tubului, care

poate fi separata de niplu sau presertizata

pe niplu ;

- Este recomandata utilizarea acestui tip de racord in

circuitele hidraulice, in special datorita usurintei montarii

lui ;

- Prinderea racordului se executa prin compresiunea

tubului intre caneluirile de la bucsa exterioara si niplu

prin operatia de sertizare.

Fig.20

d) Montarea corecta a racordurilor asigura durabilitatea legaturilor

flexibile

Asamblarea prin insurubare nu este recomandata;

Asamblarea prin sertizare:

- Alegerea tubului si a modului in care se face asamblarea

este conditionata de modul de utilizare precum si de

cererile facute de utilizatori ; sertizarea se va face

respectand instructiunile date de furnizorii de tubulatura

si de racorduri ;

- Operatia de sertizare se efectueaza astfel :

64


o Pe o presa cu comanda manuala ;

o Pe o presa cu comanda electro-hidraulica .

Stabilirea lungimii tubului flexibil se realizeaza astfel :

- Taierea tubului flexibil la lungimea dorita se executa cu

ajutorul unui fierastrau cu disc neted, ceea ce asigura o

taietura neteda si perfect dreapta ;

- Pentru a obtine lungimea dorita a tubului flexibil, se va

tine cont, la taierea tubului de urmatorii parametrii :

o De lungimea din tubul flexibil care este

prinsa prin sertizare ;

o De lungimea tubului flexibil ramasa dupa

sertizare ;

o De presiunea sub efectul careia se produce

stramtarea tubului ;

o De lungimea tubului flexibil care trebuie

redusa la minim, dar care sa permita o buna

utilizare a lui precum si un montaj usor,

facilitand accesul si la celelate componente

ale instalatiei.

Fig.21

65


Realizarea asamblarii presupune verificarea inainte de montaj

a urmatoarelor :

- starea tubului :

o acesta trebuie sa prezinte o taietura dreapta

si neteda ;

o interiorul tubului trebuie sa fie neted si

curat ;

o tubul nu trebuie sa fie deteriorat la exterior.

- Starea racordului care nu trebuie sa prezinte deformatii ;

- Compatibilitatea intre diametrul tubului si dimensiunea

racordului utilizat.

Ungerea interiorului tubului si a exteriorului niplului ;

Reperarea lungimii din tub care patrunde in interiorul

racordului pentru a se asigura astfel o buna asamblare;

Motarea racordului in interiorul tubului se va face printr-o

miscare de rotaie;

Se va orienta corect racordul cu cot ;

Pentru sertizare se vor respecta cu strictete indicatiile date de

furnizori :

- Pozitionatrea tubului ;

- Pozitionarea racordului ;

- Alegerea bratului de sertizare ;

- Reglarea cotei de sertizare ;

- Stabilirea efortului de sertizare.

- Dupa aceste operatii se verifica vizual calitatea sertizarii.

e) Traiectoria racordurilor flexibile trebuie sa fie adaptata la locul unde

sunt utilizate acestea

66


Pentru o buna utilizare a racordurilor flexibile trebuie sa se tina

seama de :

- Traiectorie adaptata ;

- lungime adaptata ;

- asamblare corespunzatoare ;

- dispozitive de ghidare ;

- dispozitive de mentinere ;

- protectie.

67


Fig.22

f) Utilizarea racordurilor flexibile trebuie sa fie limitata

Racordurile flexibile trebuie utilizate doar in urmatoarele

situatii :

- Pentru evitarea transmiterii de vibratii si zgomote ;

68


- Pentru a usura interschimbabilitatea intre echipamente ;

- Pe elementele mobile ale unei instalatii.

g) Amplasarea racordurilor flexibile trebuie sa permita accesul usor la

acestea, in vederea inlocuirii lor in cazul unei defectiuni

Racordurile flexibile trebuie sa fie amplasate in zone usor

accesibile ;

Introducerea racordurilor flexibile in interiorul unui carter este

interzisa ;

Utilizarea unor racorduri cu tuburi flexibile este recomandata

pentru a se facilita accesul usor la racorduri ;

Racordurile flexibile hidraulice nu trebuie sa serveasca ca

suport pentru cablurile electrice sau alte legaturi.

Fig.23

69


Fig.24

h) Amplasarea racordurilor flexibile trebuie sa asigure o durata de viata

« infinita »

Racordurile flexibile trebuie sa fie amplasate in zone unde

acestea nu sunt expuse la socuri ;

Racordurile flexibile trebuie sa fie amplasate in zone in care sa

nu se afle in contact permanent cu lichidele corozive ;

Evitarea frecarilor intre racordurile flexibile si elementele

mecanice, prin utilizarea unor dispozitive de mentinere pe

pozitie sau de ghidaj;

Evitarea frecarilor a racordurile flexibile intre ele prin utilizarea

unor coliere se fixare si strangere.

i) Amplasarea racordurilor flexibile nu trebuie sa genereze constrangeri

asupra acestora

Strangerea racordurilor pe tub se executa cu ajutorul a doua

chei pentru a evita torsiunea tubului flexibil ;

70


De-a lungul racordului flexibil se vor utiliza elemente de

ghidare si fixare ;

In cazul neutilizarii unui racord flexibil traseul se va obtura cu

ajutorul unui buson de obturare.

71


CAPITOLUL 4

Securitatea instalatiilor hidraulice

72


73


CAPITOLUL 4 : Securitatea instalatiilor hidraulice

4.1 Purjarea

Purjarea se face intotdeauna cu motorul electric oprit !

Pentru aceasta se cunoaste ca:

• Surubul de purjare se afla situat in partea superioara a pompei ;• Purjarea este necesara pentru eliminarea aerului care se gaseste in interior ;• Purjarea poate provoca dezamorsarea pompei si poate provoca vibratii in

circuitul hidraulic.

Fig.1

4.2 Amorsarea

Amorsarea grupului moto-pompa se efectueaza in instalatia fara presiune !

• Suruburile de amorsare sunt situate sub chilase.• Este suficienta o singura rotire a surubului pentru a elimina aerul care se

gaseste in camera de refulare.• Atunci cand uleiul se scurge regulat/lin, fara sa emulsioneze, se

reinsurubeaza surubul de amorsare.

74


Fig.2

Exista pericolul : daca in timpul amorsajului se actioneaza butonul de comanda, uleiul alimenteaza cilindrul si deci presiunea creste. Astfel, uleiul care se scurgea lin prin orificiul surubului de amorsare , se va scurge cu o viteza mai mare, brutal, transformandu-se intr-un jet de ulei periculos.

Fig.3

4.3 Securitatea interventiilor asupra instalatiilor hidraulice

Se vor prezenta cateva reguli elementare, dar capitale care contribiue la minimizarea pericolelor care apar in cadrul interventiilor asupra instalatiilor hidraulice.

Securitatea depanarii instalatiilor hidraulice este evidentiata sub doua aspecte:

1) Interventiile in cazul instalatiilor noi;2) Interventiile in cazul instalatiilor existente.

75


4.3.1 Interventiile in cazul instalatiilor noi

Regulile urmatoare trebuie sa fie respectate:• Acces usor la toate organele de distributie , chiar si in timpul

functionarii masinii.• Acces usor la toate reglajele , chiar si in timpul functionarii masinii.• Aplicarea pancardelor cu anuntul « PERICOL »indicand astfel toate

partile care pot ramane sub presiune dupa golirea circuitului (opriri de cilindrii prin comutarea distribuitoarelor pe pozitia centru inchis, capacitate izolata prin clapeta – antiretur, etc.).

4.3.2 Interventiile in cazul instalatiilor hidraulice de joasa si inalta presiune

Toate regulile prezentate in paragraful precedent raman valabile.

Golirea circuitelor sub presiune inaintea unei interventii trebuie sa se efectueze (mai ales in circuitele care contin un acumulator), in maniera urmatoare :

a) Se intrerupe motorul care antreneaza pompa.b) Se deschide vana de punere la rezervor a circuitului de inalta presiune, daca

el exista, se verifica golirea cu ajutorul unui manometru.• In absenta vanei, reglarea la valoarea 0 a presiunii se face

cu ajutorul unui limitator de presiune, prin desurubarea completa a surubului de reglaj.

• In numeroase cazuri, este imposibila golirea acumulatoarelor ; in acest caz, inainte de orice interventie, se izoleaza circuitul prin vana de izolare, apoi se goleste circuitul de inalta presiune, in modul prezentat mai sus, pentru a verifica etanseitatea vanei de izolare.

In timpul interventiei, se va lasa un responsabil care sa supravegheze vana de izolare, sau aceasta va fi comandata printr-un dispozitiv special.

4.4 Deteriorarea uleiurilor hidraulice si intretinerea preventiva a circuitelor hidraulice

4.4.1 Deteriorarea uleiurilor hidraulice

76


• Principalii factori de deteriorarea a uleiurilor hidraulice sunt impuritatile (lichide sau solide) precum si diversele modificari ale temperaturii.

• Impuritaile din ulei creeaza probleme in functionare precum si deteriorarea aparaturii utilizate.

• Intr-un circuit , uleiul hidraulic se afla intr-o continua miscare si contact cu aerul, el avand tendinta de a se deteriora mult mai rapid odata cu cresterea temperaturii fluidului, de aceea temperatura maxima de functionarea recomandata este de circa 55° C.

4.4.2 Intretinerea preventiva a circuitelor hidraulice

a) Zilnica:

- se verifica nivelul de ulei din rezervor;- se verifica aspectul uleiului (daca este clar si fara spuma);- se va nota inca de la inceput scurgerile care apar in aparate

sau in tubulatura;- verificarea colmatarii filtrelor prin verificarea indicatoarelor

de colmatare;- verificarea presiunii de functionare si corijarea acesteia

atunci cand este cazul;- se verifica, la pompele inzestrate cu drenaj, daca exista vreo

crestere anormala a temperaturii pe tubulatura de dren. Aceasta demonstreaza ca exista scurgeri interne excesive.

b) Saptamanala :

- Se vor preleva esantioane de ulei din rezervor pentru analizarea acestuia si se vor nota numarul de ore de utilizare a acestuia ;

- Se vor curata filtrele montate pe aspiratia pompelor. Pentru filtrele montate pe linia de retur, cartusele filtrante sunt inlocuite dupa 500, 1000 sau 1500 ore de functionarein functie de meiul ambioant in care lucreaza instalatia ;

- Se verifica strangerea elementelor de fixarea a grupului moto-pompa, a aparaturii si a tubulaturii din instalatie ;

- Se va verifica fixarea receptorilor (cilindrii, motoare hidraulice) ;

77


- Se va verifica etanseitatea tuturor tevilor si a racodurilor flexibile.

c) Semestriala :

- Se vor face toate verificarile mentionate si la intretinerea saptamanala ;

- Se va verifica cuplajul elastic intre pompa si motor si se va corija daca exista defecte de aliniere ;

- Daca instalatia are in componenta aacumulator, se va verifica presiunea azotului si se va remedia, daca este necesar.

d) Anuala (sau la perioade mai lungi, in functie de conditiile de utilizare) :

- se va verifica starea de functionare a tuturor aparatelor din circuit ;

- se verifica manometrele ;- pentru pompe : se verifica starea pieselor aflate in miscare si

se vor schimba garniturile si rulmentii ;- pentru supape : se verifica starea scaunului supapei sau a

sertarului acesteia ;- pentru rezervoare : acestea se golesc, se curata si se asigura

ca peretele superior nu prezinta zone de rugina. Se vor schimba garniturile de la fereastra de vizitare.

- pentru circuitele de alarma :se va verifica buna lor functionare ;

- pentru receptori : se vor demonta si verifica, apoi se vor remonta luandu-se toate masurile necesare ;

- pentru tubulatura : in timpul tuturor operatiilor de verificare a aparatelor, este indispensabila inchiderea orificiilor catre tubulatura cu ajutorul unor busoane.

Concluzii :

1) Inaintea interventiei asupra unui aparat cu comandea electrica, a demontarii aparatului de pe masina, se executa urmatoarele operatii:

78


- Cilindrii verticali se aduc in pozitia de jos, fixandu-se ;- Se intrerupe curentul de la dulapul electric, deconectandu-se

si siguranta ;- Se golesc acumulatoarele si se asigura ca nu exista nici o

presiune in circuit.

2) Niciodata nu va plasati in fata unui jet de lichid sau sa probati colmatarea ;

3) Se va curata cat mai repede uleiul care s-a scurs pe sol ;4) Inainte de repunerea in functiune a instalatiei se vor executa

operatiile :

- Se va degaja complet masina de personalul strain ;- Se vor detara (prin desurubare) toate limitatoarele de

presiune, precum si valvele de reducere a presiunii ;- Se va controla daca sensul de rotatie al pompei este cel bun ;- Personele nu se vor plasa pe traiectoria organelor aflate in

miscare de miscare.5) Pentru centralele hidraulice amplasate in locuri neacoperite, expuse la

intemperii, este preferabil a se utiliza ulei hidraulic sau ulei de motor tip SAE 10W al carui punct de solidificare este mai mare cu 30° C.Se va utiliza acest tip de ulei atat pe timp de vara cat si pe timp de iarna.

6) Rezervorul hidraulic nu se va umple cu un ulei diferit de cel utilizat in prealabil. Noul ulei poate fi foarte bun, dar aditivii continuti pot fi incompatibili cu aditivii uleiului utilizat anterior.

7) Se va avea grija intotdeauna ca sistemul hidraulic sa nu se supraincalzeasca, aceasta ducand atat la deteriorarea garniturilor cat si la micsorarea vascozitatii uleiului , reducandu-i-se astfel eficacitatea. Daca in sistem avem si un racitor, asigurati-va ca alimentarea acestuia functioneaza in tip ce sistemul este in lucru.

8) Verificati regulat indicatorul de nivel de ulei de pe rezervor. Daca nivelul de ulei scade foarte repede, verificati toata instalatia pentru a detecta eventualele pierderi de ulei. Verificati ca nivelul de ulei sa fie cat mai aproape de valoarea maxima si nu lasati, in nici un caz, instalatia sa functioneze cu un nivel inferior nivelului minim, caz in care poate patrunde mult aer in sistem.

9) Nu lasati ca sistemul sa functioneze fara supapa de aer.

79


4.5 Pierderi de ulei

O instalatie hidraulica nu trebuie sa prezinte pierderi externe. O pierdere este intotdeauna o sursa de pericol sau de inconveniente.

• Pentru persoane

Prezenta uleiului pe masina sau pe sol determina conditii proaste de lucru. Acestea pot provoca :

- accidente, entorse, contuzii;- boli, iritatii ale pielii sau ale ochilor;- dificultati de intretinere : deraparea masinilor, alunecarea

pieselor care pot provoca accidente ;- deteriorarea incaltamintei sau a imbracamintei din cauciuc ;- murdarirea imbracamintei si a persoanelor.

• Pentru masini si mediul inconjurator

O scurgere este un consum suplimentar de lichid, care duce la cresterea costurilor de functionare ale masinii. Ea provoaca adesea si poluarea apelor din apropierea intreprinderilor.

Atunci cand o masina prezinta scurgeri, pe sol se va pune rumegus sau pudra absorbanta de tip « Porosyl ». Utilizarea rumegusului sau a pudrei absorbante prezinta, pe langa aspectul de mizerie, si alte inconveniente ca :

- amestecul dintre rumegus si ulei prezinta risc de incendiu ;- prezenta rumegusului sau a pudrei absorbante in jurul

rezervorului hidraulic diminueaza capacitatea de evacuare a caldurii, ceea ce duce la cresterea temperaturii lichidului hidraulic,

- circuitul de ungere al masinii risca sa fie poluat.

• Pericole datorate unui jet de lichid sub presiune

- Temperatura ridicata a lichidului poate provoca incendii.- Datorita vitezei foarte mari, un jet de ulei poate cauza deformari importante ale materialelor.

80


4.6 Uleiul hidraulic

O intretinere corecta a instalatiei hidraulice determina obtinerea unui randament maxim precum si o longevitate a masinii.

Uleiul este un element fundamental in toate sistemele hidraulice pentru ca el realizeaza si ungerea in acelasi timp cu transmiterea puterii.

Daca nu se vor respecta conditiile puse de furnizori, instalatia se poate opri, fiind in pana.

Se recomanda, deci, utilizarea de uleiuri minerale, conform tabelului :

Fig.4

- « A » pentru temperatura ambianta de la 0° la 30°C- « B »pentru temperartura ambianta inferioara de 0°C.

81


CAPITOLUL 5

Securitatea electrica in instalatiile hidraulice

82


83


CAPITOLUL 5 : Securitatea electrica

5.1 Notiuni generale

Legea lui OHM:

I [A] = ][][

ΩRVU

unde :

I = intensitatea curentului electric exprimata in AmperiU = tensiunea curentului electric exprimata in VoltiR = rezistenta electrica exprimata in Ohmi

Din punctual de vedere al unui corp uman, putem spune ca:

I este intensitatea care traverseaza un corp uman;U este diferenta de potential aplicata intre doua puncte ale copului uman

(exemplu : intre o mana si picior sau intre doua maini)R este rezistenta unei parti a corpului la trecerea unui curent.

A. Rezistenta unui corp uman

Rezistenta unui corp uman la trecerea unui curent este foarte variabila, ea depinzand de :

diferenta de potential la care este supus corpul, de exemplu :

U = 0 → R = 8.000 ΩU = 250V → R = 1.000 Ω

rezistenta de contact; care va fi tot atat de slaba ca si tipul de contact rezistenta corpului uman poate fi evaluata in jurul valorii de 5.000 Ω ,

dar ea poate cobora la , de exemplu, 500 Ω, atunci cand mainile sunt in contact cu apa sau sunt transpirate, iar picioarele sunt pe sol umed sau pe un sol foarte bun conducator de electricitate.

84


Fig.1

Invers, rezistenta corpului uman poate creste pana la 8.000 Ω atunci cand mainile sunt uscate si cand solul este uscat si nu este bun conducator de electricitate.

Fig.2

B. Doza mortala

Atunci cand intensitatea curentului electric care traverseaza un corp uman depaseste 20 mA, ea poate fi periculoasa. La 40 mA, exista deja riscul de moarte. Moartea este mult mai posibila atunci cand se ajunge la 80 mA.

85


Fig.3

C. Durata de expunere la risc

Pericolul este in stransa legatura si cu durata de expunere. Astfel chair si intensitati relativ slabe, mentinute mai mult timp, pot provoca accidente foarte grave.

Iata un tabel intocmit de cercetatorii americani :

Intensitatea Efectul curentului la traversarea corpului1 – 3 mA O simpla perceptie, fara pericol, contactul poate fi

mentinut.8 mA Efect de soc, pericol de reactii reflexe ( caderi de

exemplu).10 mA Contractii ale muschilor mainii si ale bratelor care se opun

desprinderii piesei din maini (risc de ardere).15 mA Momentul de intrarea a inimii in fibrilatiidaca contactul

este mentinut mai mult de 2 minute.20 mA Mai mult de 60 secunde. Pericol foarte mare in

cazul in care nu se intervine foarte rapid.

30 mA Mai mult de 35 secunde.100 mA Mai mult de 3 secunde.500 mA Mai mult de 110 milisecunde.

86


Plecand de la curenti de ordinul 5 la 10 mA, vom observa o incordarea a muschilor bratului care se opun desprinderii ; apoi plecand de la 15 la 20 mA, contractarea muschilor se generalizeaza, ajungand, in particular si la muschii din cutia toracica, provocand astfel asfixierea la un contact prelungit.

Efectele mentionate pana in prezent sunt in general reversibile, de multe ori fiind nevoie de reanimare prin respiratie artificiala. Peste aceste valori, un fenomen diferit se manifesta, acesta fiind ireversibil in lipsa unui echipament specializat de spital, si anume : fibrilatia ventriculara (inima intra in stop cardiac).

D. Valoarea tensiunii de securitate

Valorile tensiunii de securitate sunt fixate dupa valorile curentului care nu permit desprinderea electrodului (a firului electric) din mana. La randul sau, valoarea curentului care nu permite desprinderea depinde in mod esential de maniera in care o persoana suporta curentul electric.

Astfel, atunci cand o persoana tine in mana un aparat electric, de exemplu, se produce un efect de crispare care impiedica persoana sa-i dea drumul din mana.

Din contra, atunci cand se atinge doar o singura suprafata, persoana este respinsa si contactul este pentru un timp foarte scurt ; pericolul poate proveni, in acest caz, doar in urma unor miscari reflexe care pot provoca socuri electrice, urmate de caderea persoanei in cauza.

Trebuie retinute doua valori ale curentului electric :• 6 mA pentru materialele/aparatele tinute in mana in timpul

functionarii lor ;• 20 mA in alte cazuri.

Acesti curenti corespund tensiunilor de securitate de 25 V si repectiv 50 V, care variaza in functie de rezistenta corpului uman.

5.2 Clasificarea tensiunilor

Valoarea de 50V se va retine ca fiind limita superioara admisibila de tensiune de securitate.

In tabelul de mai jos este prezentata o clasificare a tensiunilor, dupa cum urmeaza :

Clase deTensiuni

TENSIUNEA (in V)Curent alternativ Curent continuu

TBT Tensiune foarte joasa

≤ 50 V ≤ 50 V

BT Tensiune joasa 50 V < U ≤ 430 V 50 V < U ≤ 660 VMT Tensiune medie 430 V < U ≤ 1100 V 660 V < U ≤ 1600 VHT Tensiune inalta U ≥ 1100 V U ≥ 1600 V

87


5.3 Protectia muncitorilor

Decretul din 14 noembrie 1962 se refera la doua aspecte importante, si anume :

• protectia privind riscurile la contact direct cu piesele aflate de obicei sub tensiune ;

• protectia privind riscurile la contact indirect cu aparate aflate accidental sub presiune.

a) Protectia contra riscurilor la contactul direct se realizeaza prin scoaterea de sub forta a pieselor aflate sub tensiune, operatie care se poate realiza in mai multe moduri :

- prin scoaterea din priza a aparatelor, prevenindu-se astfel riscurile de accidente ;

- prin intermediul unor mijloace eficiente si permanente (exemplu : dulapurile electrice);

- prin izolare.b) Protectia contra riscurilor la contactul indirectcu aparate aflate

accidental sub presiune, se realizeaza prin amplasarea posturilor de lucru in zone uscate si cat mai departate de firele electrice/conductoarele electrice.

5.4 Conditii de utilizare a conectorilor electrici

Pentru a impiedica contactul intre fisa de alimentare si utilizator conectorul electric trebuie sa raspunda la numeroase criterii.

Trebuie sa mentionam in primul rand clasele de izolarea a aparatelor.• Conectori de tipul 1 :

Acestia prezinta o izolare functionala si carcasa lor este legata la retea prin intermediul unei brose speciale la priza « tata ».

Fig.4

88


• Conectori de tipul 2 :

Acestia prezinta o dubla izolatie si nu contine dispozitivul care sa permita realizarea legaturii aparatului cu reteaua.

Pe placa este semnalizata prin urmatorul semnal :

Fig.5

• Conectori de tipul 3 :

Acestia sunt utilizati pentru tensiunile foarte joase (TBT).

Trebuie furnizata o tensiune inferiora de 50V, ea fiind obtinuta printr-un transformator de securitate.

Conectorii de tipul 1 si 2 sunt utilizati in cazul lucrului in locuri in care toate masele metalice sunt unite intre ele.

In cazul lucrului in aer liber, sub intemperii, este obligatorie utilizarea conectorilor de joasa tensiune (TBT).

Fig.6

89


Inainte de racordarea aparatelor se va verifica starea cordoanelor de alimentare si a prizelor.

Niciodata nu trebuie sa admitem situatiile prezentate in figura de mai jos :

Fig.7

Niciodata nu se vor utiliza improvizatii ale prizelor si ale prelungitoarelor, deoarece ele pot conduce la accidente foarte grave.

Fig.8

90


CAPITOLUL 6

Supape de presiune

91


92


CAPITOLUL 6 : Supape de presiune

6.1 Limitatorul de presiune

6.1.1 Limitator de presiune cu comanda directa

a) Rol

Limitatorul de presiune cu actiune directa are rol de securitate . Ea limiteaza presiunea maxima intr-un circuit hidraulic la o valoare

prestabilita.Reglata la o anumita valoare a presiunii , ea va functiona atunci cand in

circuitul hidraulic apare accidental o crestere a presiunii peste valoarea reglata.Toate pompele trebuiesc protejate prin utilizarea unui limitator de presiune.

Fig.1

b) Descriere

Acesta se compune dintr-un corp, o clapeta, un resort si un Volant.El are doua orificii :

• Unul unde soseste presiunea (P);• Un altul de retur la rezervor (R).

93


c) Functionare

Presiunea in circuit exercita asupra clapetei o forta care este importanta atata timp cat presiunea este crescuta.

Fig.2

Atunci cand presiunea este suficient de mare pentru a invinge forta din resort exercitata asupra clapetei, apare o deschidere partiala a obturatorului permitand ca o parte din fluidul de lucru sa se verse in rezervor. Aceasta presiune este numita : presiune de deschidere ( P1 ) .

Fig.3

Dupa deschiderea clapetei, presiunea continua sa creasca pana cand sectiunea de trecere devine suficient de mare pentru a permite scurgerea totala a debitului pompei la rezervor.Spunem atunci ca limitatoru este la presiunea de debit plin (P2) , numita si presiunea de reglare.

94


Fig.4

Debitul total ala pompei este disponibil atunci cand limitatorul de presiune este inchis. Presiunea in acest caz se numeste : presiune de inchidere (P3).

Valoarea presiunii P3 este, in general, inferioara cu 1 la 2 bari fata de presiunea P1.

d) Remarca

Diferenta intre presiunea de debit plin (P2) si presiunea de deschidere (P1) este numita « plaja de suprapresiune ».

Se cuoaste ca aceasta plaja depinde de caracteristicile resortului.

Plajele de reglare recomandate sunt :5 la 100 bari ;40 la 160 bari ;100 la 250 bari.

e) Simbol (supapa de siguranta cu un singur etaj) :

95


f) Limitator de presiune – cu actiune directa – VICKERS

Fig.5

Manometrul

Pentru a putea vedea daca reglarea presiunii s-a facut corect, avem nevoie de un aparat pe care sa putem citi care este exact presiunea.

Acest aparat de masura se numeste manometru.Manometrele trebuie sa fie etanse, amortizate in glicerina si protejate printr-

o vana de izolare cu revenire automata in pozitia inchisa si retur de decompresiune la rezervor.

Ele trebuiesc plasate pe pupitrul de comanda, in apropierea grupului generator de presiune, intr-o zona care sa permita accesul usor pentru reglare si depanare.

Fig.6

96


Recomandari si sfaturi practice :• Manometele vor fi controlate sistematic si sunt acceptate atata timp

cat indicatiile lor au o eroare admisa de max 2% din valoarea scalei o precizie mai mare nu se poate obtine cu ajutorul manometrelor.

• La manometrele in baie de glicerina, umplerea cu glicerina nu se face complet, ramanand si un volum de aer. Trebuie avut insa grija ca

compresiunea volumului de aer poate deforma valoarea reala a presiunii. Se recomanda retragerea busonului de punere la atmosfera pentru a putea face masuratori.

6.1.2 Limitator de presiune cu comanda pilotata

A. Limitatorul de presiune cu actiune pliotata cu functie de supapa de siguranta.

a) Rol

Limiteaza presiunea maxima dintr-un circuit hidraulic la o valoare reglata, aparatul ramanad deschis la aceasta presiune.

Aceasata supapa realizeaza evacuarea la rezervor a unei parti din debit sau a intregului debit a pompei fara caderi de presiune in amonte. Energia corespunzatoare este disipata in caldura in aparat.

b) Principiu de constructie

Fig.7

97


c) Descriere

Limitatorul de presiune pilotat se compune din doua parti :• Prima parte permite returul fluidului la rezervor ; ea cuprinde

clapeta principala (Y) mentinuta pe scaunaul sau prin resortul (R2).• A doua parte se compune dintr-un limitataor de presiune cu actiune

directa ; ea cuprinde clapeta pilotata (C2) mentinuta pe scaunul sau prin resortul (R2).

d) Functionare

Clapeta principala (Y) readusa pe pozitia inchisa prin resortul (R1) de o forta relativ slaba (exista o presiune de aproximativ 1 bar intre camerele PA si PB).

Atunci cand presiunea reglata este atinsa, clapeta (C2) se ridica si autorizeaza trecerea fluidului continut in camera (PB) spre rezervor.

Pierderea de incarcare in (Z) are tendinta de a ridica principala contra efectului dat de resort.

Clapeta principala (Y) ocupa atunci o pozitie de echilibru si impune in circuit o presiune maxima egala cu presiunea de reglare a aparatului.

e) Simbol (simbol simplificat, cu comanda de la distanta x) :

in unele carti.

98


Simbolul detaliat va fi :

B. Limitatorul de presiune cu actiune pliotata cu functie de supapa de descarcare

a) Rol

Permite obtinerea returului uleiului la rezervor, la presiune nula, fara laminare, deci fara a se incalzi.

b) Principiul de constructie

Aparatul se compune dintr-un limitator de presiune cu actiune pilotata si care este asociat cu un distribuitor cu doua pozitii.

99


Fig.8

c) Functionare

Atata timp cat electrovana nu este excitata, o parte din fluidul care soseste in P trece prin interstitiul Z si se reintoarce la rezervor trecand prin electrovana.

In acest caz, presiunea in camera B este nula si clapeta principala a limitatorului se ridica, astfel ca fluidul se reintoarce in rezervor la presiune nula.

Atunci cand electrovana este excitata, aparatul joaca rolul unui limitator de presiune.

In acest caz, uleiul nu se reintoarce la rezervor decat daca presiunea de reglare a limitatorului este atinsa.

d) Remarca

Distribuitorul permite selectionarea uneia din cele doua functii: limitator de presiune sau supapa de descarcare.

Ca urmare a functionarii ei ca supapa de descarcare, debitul care traverseaza sertarul principal este foarte slab. Vom utiliza deci un distribuitor de mici dimensiuni pentru realizarea supapei de descarcare.

De mentionat ca, din motive de securitate, pozitia de reapaus a distribuitorului corespunde intotdeauna functionarii ca supapa de descarcare.

100


e) Simbol

101


f) Limitator de presiune pilotat - BOSCH - cu electrovalva

Fig.9

102


g) Limitator de presiune pilotat – RACINE -

Fig.10

103


h) Limitator de presiune pilotat – VICKERS -

Fig.11

Descriere si functionare :

Atunci cand presiunea in circuitul pilotat este inferioara valorii reglate a aparatului, clapeta pilotata (1) ramane fixata pe scunul sau. La fel se intampla si in cazul clapetei principale (2) apasata, pe de-o parte de resortul (3) si din partea opusa de presiunea in (C) care este egala cu presiunea in (A).

Reglarea aparatului se obtine prin comprimarea resortului (4) cu ajutorul manetei (5).

Atunci cand presiunea in circuitul de pilotaj atinge valoarea reglata, clapeta pilotata (1) se ridica. Interstitiul (E) creeaza intre camerele (A) si (C) o diferenta de presiune. Aceasta determina o forta care deplaseaza clapeta principala (2) contra resortului (3). Astfel, excesul de lichid se va scurge de la (A) la (B) trecandu-se de la o presiune egala cu presiunea reglata la o presiune nula.

104


i) Doua etaje de presiune

Acest ansamblu se compune dintr-un limitator de presiune pilotat, un distribuitor si un limitator de presiune cu actiune directa.

Fig.12

Montajul se executa ca in figura. Singura diferenta este ca limitatorul cu actiune directa este montat pe returul la rezervor al distribuitorului.

Astfel, limitatorul de presiune este pilotat de doua capete de pilotare. Selectarea a unuia sau a altuia dintre capetele de pilotare se efectueaza cu ajutorul distribuitorului.

105


Simbolizare :

6.2 Supapa de succesiune

In functie de pozitionarea lor in circuitul hidraulic, aceste supape se numesc :

• Supape de echilibrare ;• Supape de descarcare ;• Supape de reglare cu functii multiple (VICKERS).

a) Rol

Impiedica comunicarea unui circuit hidraulic cu altul, atata timp cat presiunea pilotata nu depaseste valoarea de reglare a aparatului.

106



Fig.13

Aceasta valva este normal inchisa, ea se deschide prin cresterea presiunii in amonte care actioneaza in pilot prin presiune asupra sertarului.

Curgerea este libera daca presiunea pilotata depaseste cu 3 – 4 bari valoarea reglata in valava, dar ea este supusa unei contrapresiuni egala cu cu tarajul aparatului daca circuitul de pilotare nu poate sa echilibreze efortul opus de resortul de reglare ; in acest ultim caz , spunem ca supapa functioneaza ca limitator de presiune.

c) Functionare

• Supapele de succesiune pot fi cu sau fara clapeta anti-retur (C) incorporata ;

• Pilotarea poate fi interioara , exterioara sau auxiliara in functie de utilizarea dorita pentru aparat ;

• Daca admitem pe pistonul (a), prin pilotaj intern sau extern, o presiune determina un efort superior celui exercitat de resort pe

107


sertar, acesta din urma se deplaseaza si permite trecerea fluidului de la P la A ;

• Daca supapa are un pilotaj auxiliar, vom putea suspenda daca dorim efectele determinate prin sistemul de pilotare ; raportul de suprafate intre fundul pistonului si micul piston (a) este de 5 la 18 in functie de dimensiunea aparatului, el fiind deci suficient unei presiuni de pilotare auxiliare foarte slaba in raport cu reglajul aparatului pentru a obtine si mentine aceasta suspendare. In acest caz, orificiul (b) nu se realizeaza in sertar.

6.2.1 Supapa de succesiune cu comanda asistata

a) Principiul de constructie

Fig.14b) Functionare

Principiul de functionarea al acestei valve se bazeaza pe echilibrul hidraulic a pistonului principal care admite, in conditii statice, o presiune egala

108


la fiecare din extremitatile sale si este mentinut pe scaunul sau printr-un resort (1 la 2 bar).

Fluidul din circuit este admis prin orificiul P, e dirijat spre camera (b) la etajul pilotului trecand prin restrictia Z.

Forta din resort mentine clapeta pilotata pe scaunul sau si sistemul este in echilibru izoland trecerea de la P la A.

Atunci cand presiunea atinge valoarea reglata a aparatului, clapeta pilotata se ridica permitand trecerea unui debit mic spre dren sau spre rezervor. Aceasta provoaca o diferenta de presiune in camera (b) determinand un dezechilibru hidraulic a pistonului care se deplaseaza, permitand comunicarea P la A.

Atata timp cat presiunea din circuit este superioara reglajului initial al supapei de succesiune , ea ramane deschisa.

c) Simbolizare

• Fara clapeta anti-retur

Pilotare externa Pilotare interna Pilotare interna Pilotare externaSi auxiliara Si auxiliara

109


• Cu clapeta anti-retur

Pilotare externa Pilotare interna Pilotare interna Pilotare externaSi auxiliara Si auxiliara

110


6.2.2 Supapa de succesiune utilizata ca supapa de echilibrare

a) Exemple de aplicatii :

Fig.15

111


b) Functionare

Distribuitorul D efectueaza miscarea de ridicare si de coborare.Viteza in cazul celor doua miscari poate fi reglata prin intermediul unui

regulator de debit R.Supapa de succesiune S face aici oficiul de supapa de echilibrare. Ca

urmare, aceasta supapa este normal inchisa atata timp cat se efectueaza ridicarea, iar in momentul in care distribuitorul nu este excitat (de exemplu : pana electrica) ea permite cilindrului sa ramana in pozitia in acare se afla si sa nu se deplaseze sub efectul incarcarii care o are.

Pentru comanda de coborare, supapa S este pilotata si se deschide, ceea ce permite fluidului refulat de cilindru sa fie evacuat in rezervor.

Fig.16

112


6.2.3 Supapa de succesiune utilizata ca supapa de echilibrarecu pilotare auxiliara

Fig.17

113


Fig.18

114


6.3 Supapa de reductie

a) Rol

Aceste supape au rolul de a mentine la orificiul de iesire (A) a unei presiuni reduse (P1) constanta, inferioara presiunii de intrare (P0).

Atata timp cat presiunea de intrare (P0) este inferioara presiunii reglate (P1), aparatul ramane deschis.

Utilizarea acestui aparat este indicata atunci cand, plecand de la o sursa unica de presiune, dorim alimentarea a mai multor circuite la presiuni individuale mult mai mici si reglabile.


Fig.19

Distingem doua tipuri de pilotare :• pilotare interna • pilotare externa

115


c) Functionare

• Pilotare interna (y blocat)

Atunci cand presiunea de iesire in A atinge valoarea presiunii reglate P1 a resortului 2, sertarul 3 se ridica prin intermediul pistonului 7.

Sertarul supapei ocupa o pozitie de echilibru diminuand sectiunea de trecere 5, provocand astfel o pierdere de incarcare care face ca presiunea sa scada de la P0 la P1.

Daca debitul se schimba, sertarul va ocupa o noua pozitie de echilibru determinand o noua sectiune de trecere a a fluidului in asemenea masura in cat P1 ramane constanta.

Astfel, presiunea din circuit nu poate fi niciodata superioara presiunii de reglaj P1 data de de supapa de reductie.

• Pilotare externa (prin orificiul y)

Functionarea este identica cu cea desrisa mai sus, dar presiunea de pilotaj este luata dintr-un circuit independent de cel pe care presiunea este reglata.

Altfel zis, acest aparat functioneaza invers decat o supapa de succesiune. In loc sa se deschida, el se inchide atata timp cat presiunea de pilotaj este

aplicata.

6.3.1 Supapa de reductie cu comanda pilotata

a) Principiul de constructie

Fig.20

116


• Pilotarea prin depresiune provocata de clapeta de pilotare (ca limitator de presiune).

• Distingem doua actiuni posibile : pilotare interna sau externa.

b) Functionare

• Pilotare interna (y blocat)

Principiul de functionare a acestei supape se bazeaza pe echilibrul hidraulic al sertarului 3 care revine in pozitia de baza printr-un resort (2) cu o forta echvalenta cu diferenta de presiune de ordinul a 1 bar pe fiecare din extremitatile sertarului 3.

Fluidul din circuit este admis prin orificiul P. Presiunea de iesire (P1) se aplica pe fata inferioara a sertarului 3.

Un debit mic traverseaza interstitiul si atunci cand presiunea de reglaj din resortul (6) este atinsa, clapeta 7 se ridica, ceea ce provoaca deplasarea sertarului 3 si de asemenea diminuarea pasajului de trecere 5.

Se produce astfel o pierdere de incarcare care mentine utilizatorul la o presiune P1 < P0.

P1 este presiunea de reglaj a supapaei de reductie.

• Pilotare externa (doua etaje de presiune)

Fig.21

117


c) Caracteristici functionale generale

• Aparat cu piston de pilotare

Pentru situatia in care este necesara conservarea reducerii de presiune, exista un loc in care se creeaza scurgeri in canalizarea de presiune redusa. Aceasta scurgere permite mentinerea unei pilotari constante si evitarea unei miscari pulsatorii a sertarului.

• Aparat cu comanda pilotata

Un caz particular al exemplului de mai sus este aparatul cu comanda asistata. Scurgerile in acest caz sunt mult mai importante, dar montarea scurgerilor hidraulice este inutila.

Aceste aparate au o scurgere functionala.

d) Simbolizare

- pilotare interna - dren extern

6.3.2 Supapa de reductie – RACINE –

118


Fig.22

6.3.3 Supapa de reductie – VICKERS tip XG –

Descriere si functionare

Presiunea de iesire din aparat (in B) este egala cu presiunea de intrare in aparat (in A) atata timp cat aceasta presiune (in B) este inferioara valorii de reglare.

Atunci cand presiunea de intrare (in A) atinge sau depaseste valoarea de reglaj, clapeta pilotata (1) se ridica. Interstitiul (C) creeaza intre camerele (B) si (D) o diferenta de presiune. Aceasta determina o forta care deplaseaza sertarul (2) contra resortuluide valoare mai slaba (3).

Pasajul de la A la B devine mult mai stramt, dar nu se inchide niciodata compet, lasand sa treaca un debit minimal care este suma dintre debitul util la

119


iesire si debitul necesar pentru deschiderea clapetei pilotate (1). Astfel, la iesire (in B) presiunea nu va depasi niciodata presiunea de reglare.

Debitul necesar deschiderii clapetei pilotate (1) este dirijat spre rezervor prin orificiul de drenaj (E).

Fig.23

6.4 Supapa de franare

a) Rol

Acest aparat creeaza o gatuire locala prin actionarea unui galet care permite inchiderea sau deschiderea progresiva a pasajului de trecere a fluidului, la traversarea aparatului de la A la B.

120



Fig.24

c) Descriere

A = orificiul de intrareB = orificiul de iesireD = orificiul de scurgeri de la sertar1 = corpul aparatului2 = dop3 = capac4 = galet 5 = sertar

121


6 = clapeta anti-retur 7 = resort de mentinere a sertarului8 = orificii de scurgere functionale

d) Functionare

Debitul Q de la A la B :

Cunoscand ca:• S = sectiunea de trecere leaga cursa galetului prins de sertar ;• AP = caderea de presiune intre A si B

Q = kS

eA P2

Q = Sv unde :

Q = debitulk = coeficient de corectie al orificiuluiAP = diferenta de presiunee = masa volumica a fluidului hidraulicS = sectiunea de trecerev = viteza de curgere

Debitul de la B la A :

In cazul acestui aparat echipat cu clapeta anti-retur, curgerea de la B la A este libera.

Debitul la final de cursa:

Pentru acest aparat debitul in final de cursa este nul sau foarte slab.

Supapele de franare pot fi :a. Normal deschise

122


b. Normal inchise

a. Normal deschise

Ele pot fi utilizate pentru franarea unui cilindru care comanda un cap de presat, in momentul trecerii de la avansul rapid la avansul de lucru, sau pentru controlarea presarii.

b. Normal inchise

Aceste tipuri de supape sunt frecvent utilizate in dispozitivele de blocare pentru dirijarea debitului intr-un al doilea circuit, atunci cand receptorul atinge o anumita pozitie.

e) Simbolizare

Supapa normal deschisa

Fara reglarea debitului si Cu reglarea debitului si fara clapeta anti-retur cu clapeta anti-retur

Supapa normal inchisa

123


Fara reglarea debitului si Cu reglarea debitului si fara clapeta anti-retur cu clapeta anti-retur

124


CAPITOLUL 7

Distribuitoare hidraulice

125


CAPITOLUL 7 : Distribuitoare hidraulice


a) Rolul distribuitoarelor

Rolul acestora este de a dirija fluidul, de a stabili (deschide) sau a inchide una sau a mai multe cai de curgere, sub actiunea diferitelor comenzi (manuala, electrica, hidraulica, etc.).


126


Fig.1

c) Descriere

Un distribuitor este alcatuit :

• Un corp fix prelucrat cu mare precizie ;• Un numar bine definit de orificii care permit comunicarea intre

alezaje si cu exteriorul ;• Un sertar a carui suprafata este prelucrata cu foarte mare precizie si

care este mobil in interiorul corpului.

Nota :Electro-magnetii si resorturile lucreaza totdeauna prin impingere.

d) Functionare

Atunci cand electromagnetul este sub tensiune, sertarul este impins catre stanga. Lichdul iese prin orificiul A. (pilotaj in y : P la A si B la R).

Atunci cand electromagnetul nu este excitat, resortul readuce sertarul in pozitia de repaus.

Buntonul manual permite actionarea sertarului in cazul unui incident electric.

127


Atunci cand aparatul are in componenta 2 electromagneti, acestia permit realizarea iesirii in A (prin pilotarea in y), sau in B (pilotare in x), sau pozitia de repaus (in abesnta pilotarii).

e) Caracteristici functionale generale

• Debitul pentru care el a fost conceput;• Presiunea de functionare;• Modul in care este comandat (manual, mecanic, hidraulic, electric,

pneumatic);• Numarul de pozitii stabile ale sertarului.

f) Simbolizare

Regula : o casuta cu sageti = o pozitie a sertarului

Distribuitor cu doua pozitii : -diferitele pozitii pot fi reperate prin cifre ;

Distribuitor cu trei pozitii : - pozitia centrala este pozitia de repaus ;

Distribuitor cu doua pozitii : - cu trecerea printr-o pozitie intermediara.

128


7.2 Prezentarea diferitelor tipuri de distribuitoare

7.2.1 Distribuitoare cu 4 cai si 2 pozitii

Fie ditribuitorul 4/2 definit de simbolul :

• Pozitia de repaus : P→B si A→T

Fig.2

• Dupa actionare : P→A si B→T

Fig.3

Se remarca ca trecerea dintr-o pozitie in alta se face printr-o pozitie intermediara in care toate orificiile sunt, la un moment dat,

inchise sau deschise.

129


Aceaste pozitii sunt figurat prin simbolrile de mai jos si sunt prezentate si in fig.4 si 5.

• Pozitie intermediara cu toate orifiicile inchise :

Fig.4

• Pozitie intermediara cu toate orifiicile deschise :

Fig.5

7.2.2 Distribuitoare cu 4 cai si 3 pozitii

• Distribuitor 4/3 cu centru inchis :

130


Fig.6

• Distribuitor 4/3 centru deschis :

Fig.7

• Distribuitor 4/3, P inchis, A si B →T

Fig.8

• Distribuitor 4/3, A, B inchise, P→T131


Fig.9

7.3 Acoperirea la distribuitoarele cu sertar de tip BOSCH

In cazul unui distribuitor cu sertar culisant, prin acoperire intelegem lungimea de etanseitate de la fanta de strangulare la diferitele camere de presiune.

Distingem doua tipuri de acoperiri : acoperirea in stare de repaus si acoperirea in stare de lucru.

a. Acoperirea in stare de repaus

Asa cum se poate constata si din diagrama, debitul scurgerilor depinde de tipul ajustajului dintre piston si corp.

Fig.10

b. Acoperirea in stare de lucru

132


Putem distinge in acest caz:- Acoperire negativa: In timpul fazei de inversiune, toate canalele de legatura comunica

intre ele pentru scurt timp.Avantaje : absenta socurilor la inversiune ;Dezavantaje : la un moment dat are loc o cadere de presiune.

Fig.11

- Acoperire pozitiva: In timpul fazei de inversiune toate canalele sunt la un moment dat

inchise. Avantaje : nu au loc caderi de presiune.Dezavantaje : eventuale socuri la inversiuni, provocate in punctele

de presiune.

Fig.12

La distribuitoare putem distinge, ca pozitii centrale :

- P A B T inchise- P A B T deschise- P inchis A B T deschise- P A B deschise T inchis- P T deschise A B inchise- P B inchise A T deschise- P A inchise B T deschise- P A T deschise B inchis- P A deschise B T inchise

133


Fig.13

134


7.4 Diferite tipuri de distribuitoare si modul lor de actionare

Descrierea distribuitorului Simbolul distribuitorului3 pozitii, 4 orificii/ cai

Comanda manuala cu levierRevenirea pe pozitia centrala cu ajutorul

resortuluiCentru inchis

2 pozitii, 4 orificii/ cai Comanda electrica

Revenire prin resortTrecerea de la o pozitie la alta nu este

precizata

2 pozitii, 4 orificii/ cai2 comenzi electrice care se pot blocaTrecerea de la o pozitie la alta nu este

precizata

135


7.5 Canalele prelucrate in sertare sau in pistoane la aparatele hidraulice

Aceste canale permit destinderea fluidului.Etanseiatatea este obtinuta prin contact direct dupa rodaj.

Fig.14

• Principiu :

Disparitia aproape completa a asperitatilor si corectia geometrica a suprafetei sunt obtinute prin rodaj.

Ungerea este necesara.Aceasta solutie este costisitoare.

• Realizarea rodajului :

Dupa rectificare, dimensiunile asperitatilor sunt in jurul valorii de 0,02 mm ; prin abraziune cu un corp dur, dimensiunile asperitatilor se reduc la o valoare de aproximativ 0,001 mm.

• Prin suprafete de contact cilindrice :

Variatia diametrelor sub efectul dilatarii nu poate fi admis : apar griparea sau pot apare scurgeri.

Acest mod de etanseitate este utilizat doar in cazul vitezelor mici, a temperaturilor nu prea crescute si constante, precum si pentru diametre mici.

Realizarea este relativ facila.Etanseitatea este asigurata prin contact pe intreaga sa lungime.

136


• Nota :

Executia canalelor permite destinderea fluidului.Diferenta de presiune intre fiecare canal va fi diminuata si poate fi chair

anulata daca numarul de canale este suficient.

7.6 Distribuitorul cu comanda electrica si pilotare hidraulica

fig.15

137


fig.16

a) Descriere

Ansamblul este constituit din :1 – o valva hidraulica principala in care sertarul cilindric este deplasat prin

pilotare hidraulica.2 – o electrovalva “pilotata” incaraca distribuitorul cu ulei de pilotare.

• Un semnal electric de intrare , aplicat asupra electrovalvei, este transformat intr-un semnal de presiune actioneaza asupra sertarului principal.

• Avantajul acestui dispozitiv este de a se evita, in cazul distribuitoarelor de mare capacitate, utilizarea unor electromagneti foarte mari.

b) Functionare Pe valva hidraulica principala este montata electrovalva pilotata. Camerele

de pilotare sunt unite cu orificiile de iesire a1 si a2 a electrovalvei.In urma aplicarii unei unei tensiuni electrice camera de pilotaj dreapta sau

stanga este supusa unei presiuni de pilotare. Atata timp cat bobinele sunt sub tensiune, cele doua camere de pilotaj sunt unite cu orificiul de drenare; deci decomprimate, sertarul principal revenind atunci in pozitia de reapaus fara efectul resortului.

138


c) Exemple de reprezentare

• 2 pozitii, comanda electrica, pilotare hidraulica, alimentare externa:

fig.17

• 2 pozitii blocabile, comanda electrica, pilotare hidraulica, alimentare interna:

139


fig.18

• 3 pozitii, centrare prin resort, pilotare hidraulica, alimentare externa:

fig.19

• 3 pozitii, centrare prin resort, pilotare hidraulica, alimentare interna:

140


fig.20• 2 pozitii, revenire prin resort, comanda electrica :

fig.21

• 3 pozitii, centrare hidraulica, comanda electrica

fig.22

141


7.7 Electro-dstribuitorul cu doua etaje

Un electro-distribuitor cu doua etaje se compune din :• Un electro-distribuitor de comanda ;• O valva hidraulica care constituie etajul de putere ;• Un bloc temporizator care permite reglarea vitezelor de deplasare a

seratrului principal.

In figura de mai jos este prezentata sectiunea unui distribuitor talia 8 Vickers :

Fig.23

142


CAPITOLUL 8

Droselul si regulatorul de debit

143


144


CAPITOLUL 8 : Droselul si regulatorul de debit

8.1 Droselul

a) Rol

Droselul creeaza, pe o conducta de fluide , o restrictie locala reglabila, care permite selectionarea unui debit de fluid care traverseaza aparatul de la A la B si il mentine practic constant, sub rezerva ca :

- caderea de presiune intre A si B nu variaza ;- si vascozitatea fluidului este sensibil constanta.


145


Fig.1Acesta are in componenta :1 – corpul aparatului2 – busonul (capacul) clapetei anti-retur3 – clapeta anti-retur4 – resortul clapetei anti-retur5, 8, 9 – garnituri de etansare6 – corpul sferic al clapetei anti-retur 7 – poanson reglabil10 – piulita de reglare a poansonului

A – orificiul de intrare a fluiduluiB – orificiul de iesire al fluidului

c) Functionare

Atunci cand uleiul patrunde prin orificiul B, acesta ridica bila 6 si clapeta anti-retur 3, careia i se opune resortul 4, reglat la 0,4 bari si are ca efect iesirea uleiului prin orificiul A ; deci trecerea este libera.

Din contra, cand uleiul patrunde prin orificiul A, clapeta anti-retur este impinsa si se sprijina bine pe scaunul sau obligand astfel uleiul sa treaca prin strangularea provocata de poansonul 7, pentru a putea iesi prin orificiul B ; deci trecerea este franata.

Nota :

Pentru toate droselele, debitul depinde de diferenta de presiune din aval si din amontede strangulare :

Q = S • v

Q = k • S • e

p∆2

Unde :Q = debitulk = coeficient de corectie al orificiuluiΔ p = p1 – p2 = diferenta de presiunee = masa volumicaS = sectiunea de trecerev = viteza de curgere

146


In cazul in care presiunea de intrare fluctueaza sau exista o contrapresiune, diferenta de presiune pe strangulare variaza, ceea ce duce la variatia debitului.

d) Explicarea pierderilor de incarcare

In figura de mai jos, presiunea p1 este presiunea din apropierea pompei, iar presiunea p2 este presiunea din apropierea cilindrului.

Daca pe conducta care leaga pompa de cilindru se afla montat un drosel, debitul fluidului Qp este nul daca sectiunea S de trecere este nula, adica droselul este inchis. In aceasta situatia debitul refulat de pompa va traversa supapa limitatoare de presiune.

Fig.2

Daca vom actiona progresiv asupra surubului de reglare a droselului, vom permite trecerea fluidului si deci vom avea debit.

Este evident faptul ca debitul de fluid Qp creste odata cu sectiunea de trecere S pentru aceeasi presiune in amonte de drosel. Cum acest debit nu poate traversa in intregime sectiunea S, rezulta o crestere de presiune in p1, datorata acestei rezistente la curgere, deci, o diferenta de presiune intre p1 si p2.

p1 > p2

Aceasta diferenta de presiune este numita pierdere de incarcare.

Δ p = p1 – p2

147


Aceasta este cu atat mai mare cu cat sectiunea de trecere S este mai mica si debitul este mare. Daca debitul Qp este nul, Δ p este nul.

Concluzii :• Pierderea de incarcare este o cadere de presiune ;• Cu un debit nul, Δ p este nul• Cu cat debitul creste, cu atat Δ p creste.

e) Tipuri de drosele

1. Robinete2. Drosele

Cele mai uzuale drosele sunt robinetii.Acestia pot fi utilizati pentru a permite trecerea sau oprirea lichidului

printr-o canalizare, pentru a regla viteza de curgere.Robinetele cu clapeta si cu ventil (vezi figura de mai jos) sunt similare.

Fig.3

Robinetele cu ventil sunt frecvent utilizate pentru reglarea unor debite foarte mici in comparatie cu robinetele cu clapeta.

Se remarca clapeta anti-retur lichidul hidraulic va trebui sa-si schimbe directia pentru a putea traversa robinetele. Din acest motiv, aceste tipuri de aparate ofera o mare rezistenta la curgere .

Acestea sunt usor de reglat sub presiune si functioneaza perfect si atunci cand sunt partial deschise.

148


Simbolizare:

Vana (robinet) Drosel fix

Drosel reglabil Drosel cu supapa de sens

Diferite tipuri de strangulari reglabile:

Fig.4

149


8.2 Regulatorul de debit

a) Rol

Selectioneaza un debit de fluid care traverseaza aparatul de la A la B si il mentine practic constant, independent de caderile de presiune intre A si B sau de variataia de vascozitate a fluidului.


Fig.5

c) Descriere

1 – strangularea sectiunii ( debit reglabil)2 – surub de reglare (limitator de cursa)3 – drosel4 – resort5 – piston compensator

d) Functionare

Debitul este constant atata timp cat, caderea de presiune dintre amonte si avalul regulatorului de debit se mentine constanta.

150


Pistonul compensator este, pe de-o parte, un element de strangulare a sectiunii de trecere (1) , iar pe de alta parte, un sertar care este supus, dintr-o parte la presiunea p2 (in amonte de regulatorul de debit) si, din partea opusa la presiunea p3 (in aval de regulatorul de debit).

Presiunea (impingerea) datorata resortului aflat in partea in care avem presiunea p3, compenseaza diferenta de presiune intre p2 si p3, astfel incat pistonul compensator este mentinut in pozitie de echilibru.

Atunci cand apar fluctuatiile presiunii de intrare sau contrapresiunea (p1 sau p3), pozitia de echilibru variaza. Deplasarea pistonului compensator provoacareglarea sectiunii de curgere (1) in maniera in care variatia caderii de presiune Δp1-2 corespunde variatiei Δp1-3. Ca urmare, caderea de presiune Δp2-3 la bornele regulatorului de debit ramane constanta.

Din punct de vedere static, vom avea egalitatea urmatoare :p2 •S = p3 •S + Fresort

(p2- p2) •S = Fresort

Δp2-3 = SFresort = constanta

In timpul procesului de reglare, variatia fortei resortului este neglijabila, ea fiind data de rigiditatea resortului , admitandu-se o deplasare totala a resortului de max 4 mm.

Exemplu de functionare :

- Presupunem ca pistonul (5) este in echilibru pentru o pozitie data (3) si pentru valorile date ale presiunilor p1 si p3.

- Daca, de exmplu, presiunea creste in orificiul de iesire , aceasta crestere a presiunii se manifesta instantaneu in camera (U) si antreneaza o crestere a fortei, provocata de presiunea pe suprafata pistonului compensator, iar pistonul este impins spre dreapta, ceea ce provoaca o crestere a sectiunii orificiului variabil (1).

- Pierderile de incarcare antrenate prin acest orificiu se diminueaza si presiunea in camera (X) creste. Aceasta crestere este de asa maniera incat fortele provocate in camera (W) mentin intr-un nou echilibru pistonul compensator si diferenta de presiune intre amonte si aval a regulatorului (3) ramane constanta.

Δp2-3 = SFresort = constanta

Aceiasi demonstratie se poate face si in cazul variatiei presiunii de intrare.

151


Avem doua tipuri de regulatoare :- regulator de debit fara compensare de temperatura ;- regulator de debit cu compensare de temperatura.

e) Caracteristici functionale generale

In absenta curgerii, in regulatorul de debit sectiunea de strangulare (1) este complet deschisa. Pistonul compensator trebuie sa fie in pozitie de echilibru ; un flux important se scurge deci la un moment dat, provocand un salt de pornire (vezi diferenta de presiune in functie de debit).

Avem de asemenea posibilitatea de limitare a deplasarii pistonului compensator (timpi de raspuns 1/10 sec) cu ajutorul unui surub reglabil, (numit si limitator de cursa).

f) Simbolizare

g) Montarea unui regulator de debit intr-un circuit

Amplasarea regulatorului de debit in raport cu receptorul se va face in functie de tipul de reglare dorit :

• Reglare pe intrare ;• Reglare pe iesire ;• Reglare prin diferenta.

h) Constructia unui regulator de debit tip VICKERS

In figura de mai jos este prezentat un regulator de debit cu clapeta anti-retur incorporata si cu compensator hidrostatic.

152


Fig.6

Sectiunea orificiului (Y) variaza in functie de pozitia strangularii (1). Aceasata pozitie este determinata de operator in functie de debitul dorit, prin rotirea butonului plasat in fata aparatului.

Sectiunea orificiului (Z) variazain functie de pozitia pistonului compensator hidrostatic (2). Suprafata mare a pistonului compensator din camera (U)este egala cu suma dintre suprafetele pistonului in camerele (V) si (W). Camera (U) este unita la orificiul de iesire, iar camerele (V) si (W) la camera (X) plasata in amonte de orificiul (Y).

Presiunea din camera (U) antreneaza o forta care vine sa ajute forta data de resortul (3) si aceste doua forte se opun fortei determinate de presiunea dominanta in aval de orificiul (Y) si se aplica in camerele (V) si (W).

Atata timp cat suma celor doua forte aplicate pe pistonul hidrostatic in camera (U) este egala cu suma fortelor egal aplicate pe piston in camerele (V) si (W), pistonul ramane in stare de echilibru.

Daca, de exmplu, presiunea creste in orificiul de iesire , aceasta crestere a presiunii se manifesta instantaneu in camera (U) si antreneaza o crestere a fortei determinata de presiunea pe suprafata mare a pistonului hidrostatic. Pistonul este impins spre dreapta, ceea ce provoaca o crestere a sectiunii orificiului variabil (Z).

Pierderile de incarcare antrenate prin acest orificiu se diminueaza si presiunea in camerele (V), (W) si (X) creste. Aceasta crestere este de asa maniera incat fortele provocate in camerele (V) si (W) mentin intr-un nou echilibru pistonul hidrostatic si diferenta de presiune intre amonte si aval de orificiul (Y) ramane constanta. Dar, noi stim clapeta anti-retur daca caderea de presiune provocata prin orificiul dat este constanta, debitul care traverseaza acest orificiu este constant.

153


Vom obtine, deci, un debit constant in ciuda variatilor de presiune la iesirea din regulator.

Aceiasi demonstratie se poate face si in cazul variatiei presiunii de intrare.

154


CAPITOLUL 9

Clapeta anti-retur

155


156


CAPITOLUL 9 : Clapeta anti-retur

9.1 Clapeta anti-retur simpla

a) Rolul aparatului

Acest aparat trecerea fluidului intr-un singur sens (de la A la B) si impiedica trecerea in celalalt sens (de la B la A).

b) Descriere si functionare

In figura de mai jos este reprezentata o clapeta anti-retur « in linie » si in « echer ».

Fig.1

Clapeta, mai precis spus elementul (2) se poate ridica in corpul (1) contra efectului datorat resortului (3) atata timp cat uleiul care patrunde prin orificiul A exercita o impingere usoara (reglarea normala a resortului «3 » corespunde la 0,4

157


bar). Uleiul impinge elementul (é) si penetreaza in camera (7), apoi in interiorul elementului (2), indreptandu-se spre elementul de iesire B.

Invers, daca uleiul este admis prin orificiul B, acesta va impinge elementul (2) pe scaunul sau si nu va putea sa refuleze prin orificiul A.

Diferite tipuri de montaj :

1. Montaj in echer :

Axele celor doua orificii A si B sunt la 90°. Orificiile sunt filetate in corp.

2. Montaj in linie :

Axele celor doua orificii A si B sunt in prelungire un fata de alta. Aparatele pot fi montate pe teava fara fixare sau cu ajutorul a doua bride de fixare.

3. Montarea pe placa de baza :

Cele doua orificii A si B sunt executate in placa de baza. Cele doua tevi vor fi deci paralele. Aceasta dispunere este avantajoasa pentru montarea aparatelor pe panou.

c) Simbolizare

9.2 Clapeta anti-retur pilotata

a) Rolul aparatului

Acest aparat permite trecerea libera a uleiului de la A la B. In directia de la B la A, trecerea uleiului este posibila doar atunci cand presiunea de pilotaj este aplicata in P1.

158


b) Descriere si functionare

In partea stanga in figura de mai jos, (A, B, 1, 2) sunt echivalente cu cele de la clapeta anti-retur simpla ; uleiul intra prin A, impinge elementul (1) contra presiunii data de arcul (2) si refuleaza prin B.

Daca uleiul intra prin B acesta impinge elementul (1) pe scaunul sau si nu permite trecerea acestuia spre A. Daca presiunea de pilotaj este admisa in P1, aceasta actioneaza asupra pistonului (3) care comprima arcul (4), iar pistonasul (5) vine si deschide clapeta (2), permitand astfel trecerea fluidului de la B la A.

La anularea presiunii de pilotare, arcul (4) face ca pistonul (5) sa revina in pozitia initiala prin deplasarea sa la dreapta, elementul (1) revenind pe scaunul sau si impiedicand trecerea de la B la A.

Circuitul de pilotaj si circuitul principal AB sunt distincte.Orificiul de drenaj « e » realizeaza recuperarea scurgerilor interne din

sistemul de pilotare.

Fig.2

159


c) Simbolizare

Clapeta anti-retur pilotata la deschidere, fara dren

Clapeta anti-retur pilotata la inchidere, fara dren

d) Caracteristicilke functionale generale

Exista doua modele constructive de baza si doua variante :

1) Clapeta pilotata cu dren intern cu si fara decompresor :

Fig.3

160


In acest caz, principiul consta in decomprimarea uleiului in spatele clapetei principale (zona A)inaintea deschiderii acesteia.In aceste conditii se va inregistra o cadere de presiune creeata in strangularea E, presiunea de pilotaj “Px” trebuie sa invinga forta data de presiunea care actioneaza asupra sectiuni « S6 » a clapetei.

2) Clapeta pilotata cu dren extern cu si fara decompresor :

Fig.4

e) Montajul si calculul pistonului de pilotare si a clapetei principale

Este important de verificat raportul dintre sectiunile S3/S4 (fara decompresor) sau S3/S6 (cu decompresor), care trebuie obtinut pentru a deschide clapeta principala.

Presiunea de pilotaj Px poate atinge maximum din valoarea reglata a limitatorului de presiune de pe circuitul principal. Aceasata presiune care actioneaza asupra sectiunii S3 a pilotului, trebuie sa se opuna fortelor care sunt in spatele clapetei principale (reperul 5), adica :

- influenta data incarcarea C (asupra sectiunii S1 acilindrului) ;- influenta data de presiunea P asupra sectiunii S1 a cilindrului).

161


Fig.5

Ecuatia de echilibru fara decompensare este :

[ P ( 12

SS ) + 1S

C ] S4 = Px • S3

Raportul minim de sectiuni S3/S4 va avea valoarea:

43

SS =

PxSC

SSP

11.2 +•

sau simplificat: 43

SS = 1

2SS +

1SPxC•

Presiunea P1 in apropierea tijei va fi:

P1 = P • 12

SS + 1S

C

Presiunea de desfacere in cazul clapetei anti-retur cu drenaj extern va fi:

Px = 3

)54(241S

FSSPSP +−−•

Nota:• Cu decopresor, este suficient a se inlocui S4 cu S6;• O forta F ≤ 1 bar se considera ca fiind neglijabila.

162


f) Montajul si calculul clapete pilotate cu drenaj extern

Functionarea este identica cu functionarea clapetei pilotate cu drenaj intern. Singura diferenta se situeaza la nivelul drenului extern “y” care recupereaza scurgerile de la pistonul pilotat si le returneaza separat in rezervor.

Astfel o presiune P2 este admisa in sistem si care nu actioneaza asupra sectiunii mici S5 a pistonului.

Aceasta particularitate permite montajul droselului R pe traseu, unde e presiunea P2, asa cum este reprezentat si pe schema de monatj.

Fig.6

Presiunea de desfacere

Cu P2 > 0 Px = 341

SFSP +•

9.3 Dubla clapeta anti-retur pilotata

a) Constructie

Dubla clapeta anti-retur pilotata este obtinuta prin combinarea a doua clapete anti-retur pilotate si se monteaza intre distribuitor si organul de comanda (cilindrul de pe masina unealta).

163


Fig.7

b) Simbolizare (sa se completeze)

164


9.4 Recomandari

Functionarea corecta a clapetelor anti-retur depinde de:

• de etanseitatea lor si mai precis de proprietatile uleiului. Impuritatile din ulei se pot depune pe scaun si pot impiedica inchiderea completa a organului de obturare.

• De starea organului de obturare ;• De starea resortului reglat incorporat in aparat ;• De montajul lor corect. Trebuie foarte bine reperate orificiile de

intrare si de iesire, respectandu-se indicatiile date de producator.

Este deci foarte important :

• Mentinerea tuturor elementelor componente intr-o stare buna ;• Corecta montare a tuturor elementelor componente pentru a nu fi

modificate caracteristicile aparatelor ;• Respectarea conditiilor pentru o buna functionare : debit, presiune si

sens de montaj.

165


CAPITOLUL 10

Rezervorul hidraulic

166


167


CAPITOLUL 10 : Rezervorul hidraulic


a) Rol

Acesta trebuie sa permita:

• Mentinerea nivelului de fluid in limite convenabile unui ciclu de functionare corect ;

• Posibilitatea acumularii intregului volum de fluid continut intr-o instalatie in cazul opririi acesteia ;

• Ca aerul si impuritatile sa fie separate de fluid ;• Schimbul termic natural in cele mai multe situatii.

b) Capacitatea

Capacitate rezervorului trebuie sa nu fie mai mica de 3 ori debitul pompei exprimat in l/min.

c) Conceptie

Un rezervor hidraulic trebuie :• Sa fie independent de masina sau de instalatie;• Prin constructia sa, sa asigure etanseitatea absoluta in timp ;• Sa protejeze in interior fluidul continut ;• Sa fie construit din pereti suficient de rigizi pentru a se putea evita

toate deformatiile sau vibratiile care pot apare;• Sa permita curatirea lui usor :

- un fund inclinat spre orificiul de golire ;- un vizor cu usa mobila , accesibila si cu garnituri de etanseitate

care sa suporte numeroase demontari ;• sa fie prevazut cu mijloace de intretinere conform cu

reglementarile in vigoare ;

168


• sa fie prevazut, in cazul instalarii unui acumulator, cu un dispozitiv de siguranta contra suprapresiunii din interior ;

De asemenea trebuie respectate urmatoarele indicatii :• nici o canalizare nu trebuie sa mearga in interiorul rezervorului,

precum si nici un organ de reglare nu trebuie plasat in interiorul rezervorului ;

• nici un aparat hidraulic nu trebuie sa depaseasca suprafata jgheabului in care se face recuperarea fluidului ;

• tevile de aspiratie trebuie sa fie separate de tevile de retur si de drenaj, ceea ce se rezolva prin copartimentarea rezervorului ;

• Volumul rezervorului si a jgheabului de recuperare trebuie sa respecte norma CNOMO E05.17.510.N.

d) Umplerea si golirea rezervoarelor

Umplerea si golirea rezervorului fara demontarea elementelor se realizeaza cu ajutorul racordurilor rapide.

Umplerea se realizeaza prin intermediul unui filtru motata pe grupul hidraulic, printr-un filtru special de umplere sau printr-un fitru din sistemul de fitrare.

Racordul trebuie situat in apropierea indicatorului de nivel.Golirea se poate efectua fie prin partea superioara a rezervorului (1), fie prin

partea prin partea inferioara a rezervorului (2).Doua etichete de reperare : « umplere » si « golire » se vor fixa pe grupul

hidraulic pentru a le putea identifica usor.In cazul variantei (2), ansamblul nu trebuie deplasat deasupra jgheabului de

recuperare ulei.

169


Fig.1

e) Canalizarile utilizate in instalatiile hidraulice

Tubulatura utilizata trebuie sa fie de calitate hidraulica.Cel putin doua orificii de retur suplimentare de diametru G1/2” minim

trebuie sa fie realizate si obturate cu racorduri alese din gama de racorduri omologate.

Trecerea tubulaturii care traverseaza rezervorul trebuie sa se efectueze printr-un sistem etans situat pe bosaj sudat.

Calculul de dimensionare a tevilor de presiune, de retur si de drenaj trebuie sa se efectueze in conformitate cu norma CNOMO E05.90.010.N.

Tubulatura pentru drenaj trebuie sa fie separata de tubulatura de retur.Drenurile aparatelor nu trebuie imersate.Nici o scurgere si nici o priza de aer nu este admisa pe canalizare.Canalizarile nu trebuie sa impiedice reglajele care sunt necesare intr-o

instalatie, asa cum amplasarea aparatelor trebuie sa permita accesul la masina sau la instalatie.

170


f) Componenta unui rezervor hidraulic

Un rezervor trebuie echipat cu :

• Un indicator vizual de nivel si un indicator de temperatura (termometru) care sa permita o lectura continua a nivelului de ulei din rezervor, respectiv a temperaturii din rezervor ;

• Un contolor electric de nivel montat pe rezervor ;• Un controlor electric de temperatura care sa semanlizeze atunci

cand temperatura fluidului din rezervor atinge valoare de 65°C ;• Un filtru de retur cu indicator de colmatare ;• Un filtru de umplere si aerisire ;• Un filtru de presiune, care poate fi echipat cu indicator de

colmatare ;• O electro-pompa ;• Un sistem de racire sau de incalzire a uleiului din rezervor, atunci

cand este necesar;• Un acumulator, atunci cand este necesar.

Fig.2

10.2 Montarea electro-pompei pe rezervor

Nivelul sonor al pompei instalate pe un rezervor nu trebuie sa depaseasca 80 dBA, in conditiile de maxima utilizare.

171


Nivelul de presiune maxim trebuie sa corespunda cu cel din lista materialelor omologate.

Se va avea grija ca montarea pompei cu motorul sa se executa cu autocentrare.

Ansamblul moto-pompa trebuie sa fie montat pe un sistem antivibrator.Tubulatura de refulare a pompei trebuie realizata printr-un tub flexibil

(racordul la 90° este interzis la iesirea din pompa).Pe aspiratia pompei se va utiliza de asemenea o tubulatura flexibila.Utilizarea unei pompe duble se va face respectand indicatiile din caietul de

sarcini.Pompele imersate cu debit fix sunt recomandate pentru rezervoarele de 32 l

si 63 l.Circuitul de drenaj al pompei se va realiza :

- separat de alte circuite ;- imersat ;- orientata pe partea superioara a pompei ;- tevile rigide se vor prelungi in rezervor prin conducte flexibile ;- dimensiunile vor fi in conformitate cu indicatiile date de

furnizori.Montarea pompelor se va face astfel incat sa se permita accesul usor pentru

operatiile de intretinere.Un sistem de izolare a circuitului de aspiratie a pompei este necesar pentru a

se putea interveni asupra pompei. Acest sistem nu trebuie sa puna in pericol pompa la pornire.

Punerea in functiune a unei pompe este conditionata de :- punerea in functiune a circuitului de filtrare in paralel ;- vana de izolare de pe circuitul de refulare trebuie sa fie plasata

in aval de aparatele de protectie sau de reglare astfel incat pompa sa ramana protejata daca vanele sunt inchise ;

- sensul de rotatie al pompei este in general sensul orar, dar el este in general indicat printr-o sageata vizibila.

Pozitionarea grupului moto-pompa fata de rezervor este prezentat in figura de mai jos :

Fig.3

172


10.3 Montarea controlorului de nivel pe rezervor

Montarea controlorului de nivel se executa pe rezervor, acesta semnalizand nivelul minim de ulei din rezervor si deci necesitatea alimentarii acestuia cu ulei.

Conditiile in care se utilizeaza controloarele de nivel reglabile sunt :• temperatura de max 70°C ;• la presiune atmosferica ;• densitate 0.9 ;• cu contact normal inchis. Acesta se deschiude la cresterea nivelului.• Puterea de cuplare : 10W la 48 Vcc sau 15 VA la 110Vca• Cu o lungime variabila : L1 = 200 mm sau 300 mm.

Acesta se va monta intr-un tub a carui etanseitate se realizeaza cu ajutorul inelelor 0.

a)

173


b)

Fig.4

Cota de reglaj CR pentru controlorul de nivel cu L= 200 mm este :

CR = 200 – (HL +

11 0H F

+ 30)

Cota de reglaj CR pentru controlorul de nivel cu L= 300 mm este :

CR = 300 – (HL +

11 0H F

+ 30)

10.4 Montarea unui controlor electric de temperatura pe rezervor

174


Montarea acestuia se va face pe rezervor, el controland temperatura uleiului in rezervor, astfel incat la scaderea temperaturii se comanda pornirea incalzirii, cu ajutorul termoplonjorului, sau la cresterea temperaturii, peste o valoare prestabilita, se va comanda pornirea racirii.

Utilizarea unui termoplonjor sau a unui racitor se va face atat in functie de conditiile date de mediul ambiant in care amplasat rezervorul, cat si de capacitatea rezervorului.

• Termoplonjoare :

Utilizarea termoplonjoarelor se va face doar in cazuri strict necesare date de conditiile de functionarea ale masinii.

Puterea disipata a acestora trebuie sa fie inferioara de 0,7 W/cm2 de suprafata de contact cu flluidul care trebuie incalzit.

Termoplonjorul de tip trifazat trebuie sa fie :- calculat pentru mentinerea temperaturii uleiului in timpul in

care grupul hidraulic este oprit ;- echipat cu un regulator de temperatura ;- montat intr-o teaca etansa ;- protejat la exterior ;- usor de inlocuit , fara a fi necesara demontarea altor elemente.

Fig.5

• Racitoare:

175


Utilizarea unei instalatii de racire se va face acolo unde este necesar. Pentru aceasta, racitoarele trebuie sa fie :

- In apropierea rezervorului ; - Accesibile pentru interventiile care pot apare ;- Echipate cu un regulator termic automat ;- Bine dimensionate, pentru a putea absorbi instantaneuuleiul de

pe circuitul de retur ;- Montate pe circuitul de retur.

In cazul in care se vor utiliza racitoare cu apa, trebuie respectate urmatoarele :

- Apa si uleiul trebuie sa circule in cotra-curent;- Sensul de trecere a fluidelor trebuie sa fie indicat ;- Nu trebuie sa fie dispus deasupra rezervorului ;- Vana termostatica trebuie sa fie dispusa inainte de schimbatorul

de caldura si sa fie protejata de un filtru de apa cu o finete de filtrare de 350 μm ;

- Presiunea maxima in circuitul de apa trebuie sa fie indicata ;- Se va monta o clapeta anti-retur cu by-pas reglata la 4,5 bar in

derivatie cu racitorul pe baza de apa si nici un aparat nu va fi palsat in aval de clapeta anti-retur.

a) tip ulei – apa

176


b) tip ulei – aer

Fig.610.5 Montarea filtrelor cu indicator electric de colmatare pe rezervor

Fitrele montate pe rezervor vor fi prevazute cu indicator electric de colmatare, din motive de securitate.

Indicatorul electric de colmatare devine inoperant atunci cand temperatura fluidului devine inferioara valorii de 30°C.

Filtrul trebuie sa fie montat intr-o pozitie care sa permita demontarea si inlocuirea elementului filtrant, atunci cand indicatorul electric semnalizezaza colmatarea acestuia.

177


178


CAPITOLUL 11

Filtrarea in hidraulica

179


CAPITOLUL 11 : Filtrarea in hidraulica

11.1 Notiuni generale. Cauzele poluarii

Filtrarea este necesara pentru evitarea panelor in instalatiile hidraulice, mai ales ca, 70-80% dintre acestea se datoreaza poluarii uleiurilor hidraulice.

O filtrare corecta va avea ca efect:• evitarea unor costuri fiananciare enorme datorate panelor;• prelungirea duratei de viata a componentelor hidraulice si deci,

diminuarea operatiilor si a costurilor de intretinere.O filtrare corecta se face alegand un sistem de filtrare corespunzator fiecarei

instalatii hidraulice.

a) Poluarea originala :

• Datorita stocarii materialului : in componente , in tubulatura ;• Din fabricatie : rezervor sudat, polizat, sablare, etc.

b) Marea poluare la punerea in functiune a instalatiei :

• Datorita montarii instalatiei ;• Datorita impuritatilor din tuburile flexibile ;• Datorita impuritatilor din cilindrii ;

180


• Datorita garniturilor de etanseitate ;• Datorita impuritatilor din ulei.

c) Poluarea aparuta in timpul functionarii :

• Datorita impuritatilor aparute in timpul reparatilor ;• Datorita impuritatilor care apar la inlocuirea tuburilor flexibile ;• Datorita deteriorarii garniturilor de etanseitate ;• Datorita uzurii;• Datorita adaugarii unui nou ulei peste uleiul vechi, uzat.

11.2 Tipuri de poluare si rolul filtrelor in instalatiile hidraulice

Contaminarea uleiurilor hidraulice se manifesta esential sub patru forme :• Contaminare termica• Contaminare gazoasa • Contaminare lichida• Contaminare solida

Analizele efectuate in diverse intreprinderi au aratat ca cu cat este mai redus numarul de particule solide din lichidul hidraulic cu atat se mareste mai mult durata de viata a agregatului.

Generarea particulelor solide este datorata frecvent suprasolicitarilor mecanice si hidrodinamice. Aceste particule provoaca, atunci cand circula nestingherite prin sistem, uzuri mecanice. Uzura mecanica, provoaca la randul ei cresterea numarului de particule solide.

Reactia in lant la dezvoltarea particuolelor si aglomerarea lor, poate fi diminuata sau prevenita prin folosirea unor filtre bune in instalatie.

Filtrarea eficienta a uleiului este esentiala intr-o buna functionarea a unei instalatii hidarulice.

Efectele contaminarii cu solide se poate observa si in figura 1 :

181


a)

b)

Fig.1

11.3 Filtrarea lichidelor hidraulice

11.3.1 Principiul de filtrare

O filtrare eficienta in instalatiile hidraulice impiedica avariile si mareste simultan durata de viata a unor elemente importante si costisitoare.

Filtrarea nu este un rau necesar, ci este o necesitate imperioasa.La analizarea cauzelor unor avarii din instalatiile hidraulice s-a putut

constata ca marea lor majoritate isi au provenienta intr-o impurificare puternica a uleiurilor hidraulice cu produse solide.

182


Aceasta impurificare provine din lipsa prevederii unui numar insuficient de filtre in astfel de instalatii.

Limitarea cheltuielilor de reparatii este posibila numai aplicand o intretinere preventiva a agregatelor hidraulice.

Printr-un control permanent al uleiului veti putea determina starea curenta a agregatelor. La inrautatirea parametrilor uleiurilor se vor demara imediat contra-masurile care se impun. Astfel se vor minimiza pagubele care pot apare.

La ora actuala, instalatiile hidraulice trebuie echipate cu filtre cu o finete de filtrare de minimum 20 μm.

Instalatiile hidraulicea care lucreaza cu servovalve trebuie sa fie prevazute cu filtre cu o finete de fitrare de 3 μm absolut.

Este necesat ca inca inca din faza de proiectare a instalatiilor sa se efectueze o selectie corecta a elementelor de filtrare.

S-a constatat, in general, ca toate particulele solide provoaca eroziuni la elementele de constructie ale aparatelor.

Aceste eroziuni depind de :- materialul particulelor - marimea particulelor - raportul dintre marimea particulelor si jocul de ajustare- geometria particulelor- presiunea de exploatare

S-a constatat ca particulele dure, minerale, pot conduce, chiar si in cantitati mici, la deteriorari grave.

De asemenea, cu cat presiunea de lucru este mai mare cu atat particulele se comprima mai mult in fanta de trecere si deci cu atat mai mare este avaria.

11.3.2 Impurificarea cu particolele solide la sau inainte de punerea in functiune

Desi agregatele au fost splate dupa montaj, nu se pot indeparta in totalitate particulele murdarie din elementele hidraulice si din conducte. La analize s-au constatat urmatoarele tipuri de impuritati : nisip, resturi de la sudura, span, zgura, fibre textile, rugina, resturi de ambalaj, particolele de vopsea.

Ca agent principal de impuritati se poate considera insa uleiul proaspat de incarcare. De aceea se recomanda inainte de punerea in functiune a intregii instalatii sa se respecte urmatoarele indicatii :

183


• uleiul hidraulic proaspat se va alimenta numai printr-un filtru sau agregat de umplere, astfel incat sa corespunda cu coeficientul de finete de filtrare minim prevazut pentru exploatare instalatiei ;

• uleiul hidraulic din rezervorul de ulei hidraulic fi purificat printr-un agregat separat de filtrare (timp in care pompa hidraulica este scoasa din functiune) ;

• se porneste pompa hidraulica, timp in care agregatul de filtrare continua sa functioneze. Astfel, impuritatile solide din lichidul recirculat se filtreaza in mod suplimentar.

• Dupa periaoada de spalare stabilita in prealabil, se va preleva o proba de ulei si se va determina gradul de impurificare a lichidului. Dupa aceasta analiza se va stabili urmatoarea etapa in care se va face curatirea instalatiei. Lungimea timpului de curatare depinde de dimensiunile rezervorului, de elementele instalatiei , de clasa de puritate dorita a uleiului si gradul de puritate a uleiului nou de completare.

• Curatirea instalatiei devine necesara si la efectuarea unor modificari in sistemul de conducte, lucrari de reparatii sau schimbarea locului de amplasare al instalatiei hidraulice.

11.3.3 Impurificarea cu particolele solide in timpul functionarii instalatiei

Aici impuritatile se impart in doua categorii :• Impurificare interna • Impurificare externa

Prin impurificari interne se inteleg toate particulele de murdarie generate in instalatie in timpul functionarii.de exemplu : particulele de cauciuc din furtune si garnituri, particule de vopsea, produse de oxidare a uleiurilor.

Prin impurificari externe se inteleg toate particulele de murdarie care patrund din exterior prin rezervoare hidraulice prost etansate, filtre de aer neadecvate, garnituri de pistoane.

184


11.4 Circuite de filtrare

11.4.1 Filtre pe circuitul principal

185


fig.2

Aceste filtre filtreaza uleiul hidraulic din circuitul propriu-zis de ulei hidraulic.

Se vor folosi urmatoarele filtre :

a) Filtrul de aspiratie

Aceste filtre se monteaza intre rezervorul hidraulic si pompa ; misiunea lor este de a retine impuritatile grosiere in fata pompei. Pentru a se evita cavitatia

186


pompei, filtrele acestea pot fi echipate cu cartuse de filtrare care sa asigure o filtrare grosiera, aproximtiv 45 μm.

Acestea poarta si numele de sorburi.

b) Filtrul de presiune / refulare

Aceste filtre se amplaseaza intre pompa si elementul hidraulic, fie pe circuitul de presiune, fie pe circuitul de retur. Aceste filtre au o finete de filtrare intre 3 – 10 μm.

Pentru protectia elementului hidraulic filtrele de presiune vor fi prevazute fara ventil de by-pass. Spre deosebire de acestea, filtrele de retur vor fi prevazute cu indicator electric de colmatare.

Ele au misiunea de a asigura clasa de impuritate impusa pentru lichidul hidraulic.

In figura de mai jos este prezentat un filtru de retur tip UCC :

Fig. 3c) Filtrul de recirculare

187


Aceste filtre se instaleaza la capatul conductei hidraulice. Ele au misiunea de a filtra lichidul hidraulic recirculat in rezervorul hidraulic. Alegerea acestui tip de filtru trebuie sa tina seama de cantitatea de lichid recirculat.

d) Filtrul de aerisire

Aceste filtre au misiunea de a retine impuritatile atmosferice din aerul patruns in rezervorul hidraulic. Acestea au o finete de filtrare de aproximativ 10 μm.

11.4.2 Filtrul pe circuitul secundar

Aceste filtre au misiunea de a filtra uleiul hidraulic din rezervorul hidraulic pentru a asigura puritatea de ulei dorita.

Se folosesc de cele mai multe ori sisteme de filtrare compuse din pompa, filtru si racitor de ulei. Avantajul acestei filtrari secundare consta in faptul ca aceste filtre pot lucra independent de ciclul de functionare al instalatiei hidarulice iar elementele de filtrare sunt parcurse permanent de un flux de ulei uniform fara pulsatii.

In afara de aceasta, se incetineste procesul de imbatranire a uleiului hidraulic marind astfel durata de viata a acestuia.

Alte avantaje suplimentare a filtrarii secundare sunt :- imbunatatirea gradului de eficienta a instalatiei hidarulice ;- filtrarea independenta de sistem ;- capacitatea inalta de captare a impuritatilor datorata de un debit

redus, constant, fara pulsatii prin elementele de filtrare ;- curatirea elementelor de filtrare poate avea loc fara oprirea

masinilor ;- economisirea cheltuielilor prin costul redus al materialelor ;- timp redus de intretinere ;- timp redus de oprire ;- elementele de filtrare ieftine.

188


Fig.4

11.5 Structura unui element filtrant Beta-micron si coeficientul βX

Fig.5

189


Asa cum se observa si in figura, un element filtrant Betamicron se compune din mai multe straturi de filtrare:

- tub de sprijin- tesatura grosiera interna- tesatura metalica- strat filtrant din fibre neorganice- un strat de prefiltrare- tesatura grosiera externa

Starturile filtrante care intra in alcatuirea elementelor filtrante se compun din materiale fibroase cum ar fi celuloza, material plastic, sticla, metal. Straturile filtrante astfel obtinute vor avea porozitati diferite.

Acestea genereaza un efect de labirint care separa particule de murdarie de diverse forme si dimensiuni.

Elementele Betamicron au urmatoarele avantaje :- dimensiunea porilor este definita cu precizie ;- datorita suprafetelor specifice de depunere asigura o capacitate

inalte de retentie a particolelor de impuritati ;- au o buna rezistenta chimica ;- protectia deteriorarii elementelor printr-o rezistenta mare de

rupere ;- continutul de apa din lichidul hidraulic nu afecteaza capacitatea

de fitrare.

190


Fig.6

Coeficientul βX este raportul dintre numarul de particule de impuritati numarat inaintea elementului de filtrare si numarul de particule de impuritati numarat dupa elementului de filtrare.

Fig.7

191


11.6 Clase de puritate in tehnica fluidelor

Prin clasa de puritate se intelege murdarirea particulara a unui lichid hidraulic sau lubrifiant.

Ea se stabileste de obicei dupa doua norme NAS 1638 si ISO 4406.Prin norma NAS 1638 se determina selectiv cantitate ade particule , adica se

cumuleaza particulele existente dupa domenii de marime si se numara. Rezultatul va fi practic o distributie de particule in clase de filtrare. De aici rezulta ca, aproape niciodata nu vom gasi o clasa de puritate, deoarece numararea fiecarei grupe de particule va avea drept rezultata o alta clasa de puritate.

Masurarea se face plecand de la un esantion de 100 ml, prelevat dintr-un circuit hidraulicin conditii date.

Norma indica numarul de particule de pe o membrana de filtru de o anumita talie (dimensiune) data.

Se disting astfel 14 clase de puritate, de la 00 la 12, asa cum apare si in tabelul de mai jos. Sistemele hidraulice sofisticate nu depsesc clasa de puritate 3.

Clasele de puritate – Norma NAS 1638

Clasa 5 – 15 μm 15 – 25 μm 25 – 50 μm 50 – 100 μm >100 μm00 125 22 4 1 00 250 44 8 2 01 500 89 16 3 12 1000 178 32 6 13 2000 356 63 11 24 4000 712 126 22 45 8000 1425 253 45 86 16000 2850 506 90 167 32000 5700 1012 180 328 64000 11400 2025 360 649 128000 22800 4050 720 12810 256000 45600 8100 1440 25611 512000 91200 16200 2880 51212 1024000 182400 32400 5760 1024

192


Norma NAS 1638 nu ia insa in considerare particulele cu dimensiuni < 5 μm. In ipoteza in care se produce blocarea sertarului, fara gripare, exista posibilitate de verificare a prezentei de particule foarte fine , cu dimensiuni < 5 μm, in laboratoare speciale .

Alegerea clasei de puritate se va face in functie de tipul de aparatura utilizat intr-o instalatie.

Constructorii de componente hidraulice trebuie sa stabileasca clasa de puritate la care produsele au o functionare optima, eventual chiar coeficientul β corespondent.

Stabilirea clasei de puritate a unui fluid se realizeaza fie cu ajutorul unui numarator automat, fie cu ajutorul unui microscop cu marirea de 90…..100 ori.

a) Pentru analiza microscipica, probele se trec peste o membrana de filtru (de 0,8 sau 1,2 μm). Membrana se compara atunci la micoscop pe baza de fotografii de comparatie (in functie de clasele de puritate).

• Se trensfera fluidul care trebuie controlat pe o membrana de filtru de 0,8 μm, cu ajutorul unei fiole de vid ;

• Se lasa ca uleiul sa se scurga bine prin membrana ;• Se pune membrana la microscop ;• Se face numaratoarea manuala sau automata a particolelor.

Fig.8

193


Fig.9 – Fisa de analiza

b) Numaratoarele automate de particole sunt folosit in laboratoare deoarece este necesara indepartarea apei si a aerului, iar uneori este necesara chiar diluarea probelor.Aceste aparate lucreaza in baza celulelor optice de masura.Principiul consta in masurarea optica, cu ajutorul unui fascicul luminos, a particulelor care traverseaza o fanta de o anumita dimensiune. Particulele care traverseaza aceasta fanta opresc o cantitate de lumina proportinala cu suprafata lor. Aceasata trecere se traduce la nivelul unei foto-diode printr-o cadere de tensiune.

194


Informatiile sunt apoi dirijate la sistemul de inregistrare care permite determinarea clasei de puritate a fluidului, conform normei NAS 1638.Viteza de masurare este de 3 la 4000 particule pe secunda si cu marimi care pot atinge 1 –2 μm. Aceasta metoda prezinta avantajul de a fi rapida si destul de ieftina,

fiind mult mai precisa decat analiza microscopica.Se recomanda efectuarea de masuratori periodice cu acelasi aparat si

de preferinta cu acelasi personal de laborator.

195


Fig.101 = Fanta de trecere a lichidului2 = Lampa 3 = lentila grosiera4 = schener optic5 = distribuitor rotativ6 = pompa cu piston bidirectionala7 = control debit / Δp

196


CAPITOLUL 12

Caracteristicile uleiurilor hidraulice

197


198


CAPITOLUL 12 : Caracteristicile uleiurilor hidraulice

12.1 Definirea fluidelor hidraulice

Fluidele destinate instalatiilor hidraulice trebuie sa raspunda la doua probleme importante:

• Sa transmita energie hidrostatica ;• Sa asigure ungerea pieselor aflate in miscare din interiorul sistemului

hidraulic.

Putem clasifica fluidele hidraulice in trei mari familii :• Uleiuri minerale;• Fluide greu inflamabile;• Fluide biodegradabile.

12.2 Uleiurile minerale

Acestea sunt utilizate in majoritatea instalatiilor hidraulice. Normele AFNORNFE 48600 claseaza uleiurile in patru mari categorii:

HH – uleiuri minerale fara aditiviHL – uleiuri minerale cu aditivi anti-oxidanti si anti-coroziviHM – uleiuri minerale de tip HL care poseda si proprietati anti-uzura particulare

HV – uleiuri minerale de tip HM care poseda si proprietati vascozitate / temperatura ameliorate cu un indice de vascozitate ridicat.

Uleiurile minerale de tip HM si HV sunt cele mai utilizate in hidraulica.

12.3 Caracteristicile fizice ale uleiurilor minerale hidraulice

12.3.1 Vascozitatea

199


Vascozitatea se defineste ca fiind rezistenta la curgere a unui lichid. Ea se concretizeaza prin rezistenta moleculelor la deplasarea lor intr-un lichid.

Un ulei a carei curgere este dificila, este un ulei foarte vascos. Are deci o vascozitate crescuta.

Un ulei a carei curgere este foarte usoara, este un ulei foarte putin vascos. Are deci o vascozitate mica.

Vascozitatea cinematica γ reprzinta expresia fortei de legatura a moleculelor intre ele sau rezistenta pe care o ofera fluidul la curgere.

Vascozitatea cinematica este calculata pornind de la timpii de curgere a unui volum bine determinat de ulei printr-un capilar calibrat, in conditii de temperatura si presiune foarte bine controlate.in industrie se determina vascozitatea unui ulei empiric, in comparatie cu vascozitatea apei pure.

In Europa se utilizeaza vascozimetrul Engler.Vascozitatea Engler este definite ca fiind raportul intre timpul de curgere t

intr-un aparat Engler a 200 cm3 de ulei la o temperatura data (20, 50, 100°C) si durataa t0 de curgere a 200 cm3 de apa la 20°C (t0 = 50..52 secunde).

Vascozitatea Engler se exprima in grade Engler.

1°E = 0tt iar 1°E > 2 cSt

Vascozitatea cinematica se masoara in hidraulica in mm2/s sau in cSt (centi stocks):

1 cSt = 1 mm2/s Variatia vascozitatii cinematice cu temperatura este reprezentata in figura de

mai jos :

200


Fig.1

Vascozimetrul Engler este prezentat in figura :

201


Fig.2

Vascozitatea dinamica μ reprezinta rezistenta care se exercita la curgerea laminara a unui ulei.

Aceasta rezistenta este asemanatoare cu forta pe care o intampinam la extargerea unei foi dintr-un top de hartie.

Fig.3

Ea se masoara in hidraulica in Cp (centipoises)Consideram un lichid a carui curgere este laminara; aceasta curgere se face

prin alunecarea unor plane foarte fine, unele peste altele.

202


Fig.4

Vom avea astfel:- viteza maxima in centrul conductei;- daca consideram doua plane de lichid cu aceiasi suprafata si

distanta dx intre ele, unul va avea viteza V, iar celalat viteza V + dV ;

- deplasarea relativa a planelor necesita o forta Foarte destinata de a invinge rezistenta tangentiala de contact a moleculelor intre ele.

Relatia matematica intre cele doua tipuri de vascozitati este :

γ = ρµ

unde :γ [m2/s]

μ [cP]

ρ [kg/m3] = masa volumica

12.3.2 Variatia vascozitatii cu temperatura

203


Temperatura influenteaza sensibil vascozitatea unui fluid. Astfel, un ulei care are la 40°C o vascozitate de 70cSt, va avea la 80°C o

vascozitate de 20 cSt, iar la –10°C o vascozitate de 1000 cSt.Primordial intr-o instalatie hidarulica este vascozitatea uleiului.

O vascozitate prea ridicata antreneaza frecari interne in fluid ceea ce duce la cresterea rezistentei la curgere in jocurile dintre mecanismele pompei si a aparatelor componente. Aceasta antreneaza cresterea temperaturii fluidului, cresterea pierderilor de incarcare ( Δp), deci o crestere a puterii consumate.

O vascozitate prea mica antreneaza scurgeri interne si externe in aparatele componente, in pompe in particular, ceea ce duce la diminuarea randamentului si la accelerarea uzurii pieselor mobile.

Este foarte importatnt de stiut ca, variatia vascozitatii in functie de temperatura este exprimata printr-un numar conventional numit indice de vascozitate.

De aceea trebuie sa tinem seama de indicii de vascozitate furnizati de constructori, pentru functionarea dispozitivelor hidraulice in regim normal recomandandu-se :

• la joasa presiune : la 50°C, 15 la 30cSt• la presiuni mari : la 50°C, 32 la 68 cSt

204


Fig.5

205


In sistemele hidraulice, vascozitatea maxima este limitata de capacitatea de aspiratie a pompei. Ca regula generala, dupa tipul de material si conditiile de functionare, vascozitatea maxima variaza intre 200 si 1000 cSt.

Vascozitatea minima este dictata de capacitatea fluidului de a realiza ungerea pompelor si a motoarelor hidraulice. Dupa tipul de material si conditiile de functionare, ea variaza intre 10 si 20 cSt.

• Uleiul pe care il veti uitliza este compus : ulei de baza si aditivi.• Rolul aditivilor :

- permit adaptarea uleiului la conditiile de lucru ;- Permit adaptarea uleiului pentru aplicatiile dorite ;- Aditivii ttrebuie sa fie compatibili intre ei ;- Aditivii trebuie sa fie compatibili cu aplicatiile ;- Numarul de aditivi trebuie sa fie intre 3 si 20, intr-o concentratie

de 5 la 30• Masa volumica :

- uleiurile minerale : densitatea < 1- uleiurile sintetice : densitatea > 1

• Vascozitatea uleiului este rezistenta uleiului la curgere.• Evolutia vascozitatii :a) Cresterea vascozitatii :

- Poluare- Oxidari foarte importante ;

b) Scaderea vascozitatii :- Diluarea uleiului ;- Incalzirea uleiului.

• Indicele de vascozitate caracterizeaza variatia vascozitatii in functie de temperatura.

ANALIZA UNUI ULEI

• Examen visual:- Aspect- Culoare- Produse aflate in suspensie- Produse decantate- Miros

• Aspect:- Ulei clar si limpede- Ulei tulbure- Ulei cu apa

206


- Ulei murdar- Ulei murdar cu particule decantate- Aspect nedeterminat

• Miros – Culoare:- Prea inchis : un ulei oxidat;- Prea clar : amestec de uleiuri.

• Vascozitate:- Ulei prea vascos : un ulei oxidat, contaminat ;- Ulei prea lichid : un ulei compromis, in special

amestecuri.• Proprietatea de a nu emulsiona :

Este proprietatea uleiului de a se separa de apa.• Dezaerare :

Este proprietatea uleiului de a se separa de aer.• Continut de apa :

- Pericol pentru ungere- Favorizeaza ruperea filmului de ulei- Accelereaza imbatranirea uleiului- Antreneaza coroziunea

• Continut de apa ( originea acesteia):- Condensare ;- Racire ;- Poluarea uleiului.

• Punct de curgere :Este temperatura de debut de inghet.

• Punct de tulburare :Este temperatura la care apar primele cristale de parafina.

• Continut de cenusa :Este rezidul obtinut dupa calcinare intr-un esntion de ulei.

• Punctul de foc :Este temperatura la care vaporii de ulei se aprind in apropierea unei flame.Acesta permite clasarea produselor petroliere in functie de inflamabilitatea lor.

• Punctul de anilina :Este temperatura la care o solutie din parti egale de ulei si anilina devine tulbure.Acesta permite stabilirea compatibilitatii intre ulei si garnituri.

• Indicele de aciditate :o simptome la cresterea acestuia :

- oxidare207


- amesteco simptome la scaderea acestuia :

- consum de aditivi - amestec

Acesta se compune din 3 elemente :- aciditatea naturala a uleiului de baza care este foarte

slaba (0,02) ;- aciditatea aditivilor care, dupa natura lor, poate fi

foarte mare ;- aciditatea produselor de oxidare.

ULEIURI PENTRU CIRCUITE DE COMANDA

Tabel 1208


ULEIURI PENTRU CIRCUITE DE COMANDA SI DE UNGERE

Tabel 2

209


CAPITOLUL 13

Curgerea fluidelor prin conducte

210


211


CAPITOLUL 13 : Curgerea fluidelor hidraulice prin conducte

13.1 Pierderile de sarcina intr-o instalatie hidraulica

Intr-o instalatie hidraulica distingem doua tipuri de pierderi de sarcina:• pierderi de sarcina liniare (repartizate) de-a lungul unei conducte

drepte de sectiune constanta ;• pierderi de sarcina liniare (locale)datorte fenomenelor locale.

13.2 Pierderi de sarcina liniare

Imaginati-va ca moleculele de ulei sunt asemeni unor mici bile.Presupunem ca avem un tub perfect cilindric si drept plin cu astfel de bile.

La extremitatea cestui tub, noi vom avea un cilindru plin care serveste drept piston.

Fig.1

Daca impingem asupra pistonului, vom furniza un efort care se concretizeaza prin frecarea micilor bile unele fata de altele, a frecarii straturilor interne intre ele, precum si intre peretele tubului si straturile exterioare.

Acest efort va fi mult mai important cu cat noi vom impinge mai rapid asupra pistonului.

Acesta este stabilit prin relatia matematica :

Δ p = ξ • 2

2

2 S

Q•ρ

unde :

ξ = λ DL

Pentru un tronson de conducta de lungime L, pierderea de sarcina liniara este de forma :

Δ p = λ DL • 2

2

2 S

Q•ρ unde:

212


- Δ p = pierderea de sarcina intr-o conducta [N/m2]- L, D = diametrul si lungimea conductei [m]- ρ = densitatea (masa volumica) [kg/m3]- Q = debitul [m3/s]- S = sectiunea conductei [m2]- λ = coefficient de pierderi de sarcina liniare

Coeficient de pierderi de sarcina

Expresia generala de calcul a pierderilor de sarcina contine coeficentul de pierderi de sarcina λ.

Primele experiente au aratat ca valoarea acestui coeficient este in functie de regimul de curgere din fiecare aplicatie practica.

Reynolds a fost cel care a precizat natura regimului de curgere in functie de trei factori :

- Viteza de curgere V- Diametrul conductei D- Vascozitatea cinematica a fluidului ν

Acesti trei factori au fost reuniti intr-o expresie matematica : νDV • , numit

numarul Reynolds Re.

Re = νDV • unde : [V] = cm/s

[D] = cm[ν] = St

Regimurile de curgere sunt :

• Regim laminar, in care curgerea este calma, regulata : Re < 2000

• Regim turbulent, in care curgerea este turbionara si cu vartejuri: 2000 < Re < 3000

• Regim de tranzitie, care se situeaza intre cele doua precizate mai sus si in acest caz curgerea este incerta, instabila, fiind cand laminara cand turbulenta : Re > 3000

Curgere laminara (experiment Reynolds)

213


Fig.2

La intrarea intr-o conducta strabatuta de un curent de apa, introducem un firicel de lichid colorat. Atata timp cat viteza de curgere este slaba, firisorul de lichid colorat isi pastreaza propria sa individualitate.

Vectorul de viteaza a particulelor care se succed in punctul M de curgere este constant in timp.

Repartitia vitezei este prezentat in figura de mai jos.Aceasta curgere nu este la fel in cazurile :

- daca fluidul este suficient de vascos ;- daca viteza este slaba ;- daca dimensiunea H a conductei este mica.

Curgerea uleiului intr-o conducta de diametru mic va fi :

Fig.3

Curgere turbulenta (experiment Reynolds)

214


O mai mare viteza de curgere cauzeaza, la deschiderea robinetului, iesirea din tubul cu lichid colorat a unui fir de lichid colorat, care la inceput are o forma ondulata, ca apoi sa se amestece cu apa.

Repartitia vitezelor in acest caz este conform figurii de mai jos.

Fig.4

Vectorul de viteza la particulele care care se succed in punctul M de curgere nu este constant in ttimp ; el se schimba in functie de directie si de marime. Curgerea nu este deci permanenta, fiind o curgere turbulenta.

Acest tip de curgere este foarte frecventa in special in cazul curgerilor industriale.

Expresii ale numarului Reynolds :

Notatie FormulaV m/sD cmΝ cSt

Re = 104 νDV •

V m/sD mmΝ cSt

Re = 103 νDV •

Q m3/sD cmΝ cSt

Re = 1273 νDQ 105

V m3/hD cmΝ cSt

Re = 353,7 νDQ 102

V m/sD mmΝ cSt

Re = 3537 νDQ 102

13.3 Pierderi de sarcina acceptate in conducte

215


Intentia noastra este de a obtine, pentru o instalatie data, cel mai bun randament posibil. Pentru aceasata este necesara minimizarea, pe cat posibil, a pierderilor de sarcina printr-o dimensionare corecta a tuturor conductelor dintr-o instalatie.

13.3.1 Vitezele de curgere in industrie

a) Conductele de aspiratie:

Pe aceste conducte se va evita fenomenul de cavitatie al pompei care antreneaza distrugerea rapida a acesteia. Curgerea va fi laminara daca viteza va fi cuprinsa intre 0,5 si 1,5 m/s.

Aceasata viteza poate fi ajustata alegand un fluid de o anumita vascozitate, care si ea la randul ei depinde de temperatura (vezi abacul vascozitate temperatura).

Exemplu :

O instalatie hidraulica trebuie sa fie pusa in functionare atunci cand temperatura mediului ambiant este de 20°C. Vascozitatea este de ordinul a 150cSt, trebuie deci aleasa o viteza de curgere de 0,6 m/s.

216


Fig.5217


Vom accepta, pentru totalitatea tronsoanelor de aspiratie, o pierdere de sarcina de 0,1 la 0,2 bar. Vom evita de asemenea lungimile mari de conducte, coturile precum si organele de legatura.

b) Conducte de presiune :

Curgerea in aceste conducte este adesea turbulenta. Se admite ca viteza maxima admisa este de 5 m/s.

Vom putea ajusta valoarea vitezei in functie de valoarea presiunii.

c) Conducte de retur :

Pe o conducta de retur se recomanda o viteza de 2 m/s care poate fi asigurata de de o presiune slaba pe retur.

d) Conducte de drenaj :

Se va evita contra-presiunea care poate fi periculoasa pentru garniturile organelor hidraulice : fabricantii recomanda ca valoare admisibila presiunea de la 1 la 3 bar.

Deci, intr-o instalatie pneumatica se va avea grija sa se dimensioneze corect toatea aceste conducte.

13.3.2 Vitezele critice de curgere

Expresia care defineste numarul Reynolds Re = νDV • , poate fi scrisa sub

forma :

V = Dν•Re

Daca consideram limita superioara a regimului laminar, Re = 2000, vom obtine:

V = Dν•2000

care ne da viteza maxima pentru regimul laminar. Aceasata este viteza critica de curgere pentru o vascozitate si un diametru dat.

218


Aceasat relatie permite, in cazul unei instalatii existente, determinarea unui regim de curgere printr-un simplu examen al vitezei.

Vom putea deduce, in aceiasi maniera, din expresia numarului Re a vascozitatii sau a diametrului critic.

Fig.6

219


Diagrama ne da viteaza critica de curgere in functie de diametru D al tevii si in functie de vascozitatea cinematica exprimata in cSt.

Caracterul incert al regimului de tranzitie il vom asimila, pentru calcule, cu un regim turbulent si deci vom examina succesiv :

a) regimul laminar b) regimul turbulent 13.3.3 Coeficientul pierderilor de sarcina

a) Regim laminar

In regim laminar, coeficientul de pierderi de sarcina λ este determinat printr-o ecuatie fundamentala din mecanica fluidelor :

λ = Re64

Starea suprafetei interioare a conductei nu intervine de loc si, in consecinta, coeficientul λ astfel determinat este valabil pentru toate tipurile de tevi.

Diagarama de mai jos da valoaraea lui λ in functie de numarul Re.

220


Fig.7b) Regim turbulent

Regimul turbulent : Re > 3000.

Starea suprafetei interioare a conductelor joaca un rol important in fenomenele de curgere. Aceasta stare a suprafetelor interioare este caracterizata prin rugozitatea peretilor.

Noi consideram totodata ca influenta rugozitatii este cu atat mai mare cu cat diametrul conductei este mai mic.

Este deci necesara examinarea simultana a celor doi factori si a influentei lor asupra curgerii fluidelor.

Din acest motiv, distingem:• Rugozitatea absoluta k care este mult in fluentata de asperitatile

peretelui ;

221


• Rugazitatea relativa k/D care este raportul dintre rugaozitatea definita mai sus si diametrul conductei, cele doua valori fiind masurate cu aceleasi unitati.

Valorile uzuale ale coeficientului k :

Natura suprafetei interioare Rugozitatea absoluta k in mmCupru, alama, plumb 0,001 la 0,002

Tub de otel din comert 0,045 la 0,09Fonta 0,8 la 1,5Tabla 0,01 la 0,015

Ciment bine finisat 0,3 la 1Ciment brut 1 la 2,5

Lemn lustruit 0,2 la 1Lemn ordinar 1 la 2

Deci :• In regim laminar , starea suprafetei interioarea conductei nu intervine

in calculul pierderilor de sarcina ;• In regim turbulent , din contra, acest factor devine sensibil si influenta

sa in numarul Re este foarte mare.Ca urmare, coeficientul λ este in functie de numarul Re si de rugozitatea k.

222


CAPITOLUL 14

Pompe hidraulice

223


CAPITOLUL 14 : Pompe hidraulice


La o pompa aflata in functiune distingem mai multe fenomene ca :• Prin crearea unui vid partial intern uleiul se deplaseaza din rezervor in

pompa, fenomen numit aspiratie;• Apoi are loc transferul uleiului in pompa spre orificiul de iesire din

pompa, fenomen numit refulare.

Distingem astfel:• Orificiul de aspiratie, este orificiul prin care patrunde uleiul in

pompa;• Orificiul de refulare, este orificiul prin care uleiul iese din pompa.

224


O pompa este cea care vehiculeaza un debit de ulei, dar nu creeaza presiune, aceasta fiind obtinuta prin rezistenta la curgere a uleiului.

Atunci cand intr-un circuit se manifesta o rezistenta la curgere, presiunea uleiului este mai mare la orificiul de refulare fata de orificiul de aspiratie.

Distingem doua tipuri de pompe :

a) Pompe hidrodinamice :Etanseitatea la acestea este practic inexistenta, debitul variind

cosiderabil cu presiunea.

b) Pompe volumice :Exista o etanseitate perfecta, iar debitul variaza foarte putin cu

presiunea. Scurgerile interne sunt practic foarte slabe.

14.2 Pompe volumice

Rol

Pompele volumice sunt aparatele care realizeza transformarea energiei mecanice in energie hidraulica.

In timpul functionarii sale pompa are doua functii importante:• In primul rand, ea creeaza un vid partial pe aspiratie, ceea ce obliga

lichidul din rezervorul hidraulic sa urce prin canalizare pana la pompa ;• In al doilea rand aceasta asigura transportul lichidului pana la orificiul

de refulare.

Principiul de constructie

225


Fig.1


1 – rezervor2 – rotor excentric in raport cu statorul si antrenat in miscare de rotatie

de un motor electric3 – stator4 – resort care impinge paleta catre stator5 – paleta culisanta in rotor.

In timpul rotatiei, paleta creaza un vid partial intre punctele C si D, diminiand cantitatea de aer continut in teava de aspiratie si volumul A.

In momentul trecerii paletei in punctul C, vidul partial este nul, dar in timpul trecerii prin punctul D, vidul partial este maxim.

Presiunea atmosferica care se exercita pe suprafata libera a lichidului continut in rezervor, face ca fluidul sa urce prin tubulatura de aspiratie , pentru compensarea cresterii volumului de aer continut in teava.

Dupa mai multe rotatii ale paletei, se va suprima aerul continut initial in teava de aspiratie, si in volumul A. Sub efectul presiunii atmosferice, lichidul umple teava de aspiratiesi volumul A.

In timplul rotatiei urmatoare, paleta impinge lichidul in volumul B, pana la teava de refulare.

Astfel, remarcam in timplul unei rotatii a paletei :• Volumul A creste, ceea ce determina aspiratia;• Volumul B scade, ceea ce determina refularea.

226


Aceste principii de aspiratie si de refulare sunt valabile pentru toate pompele volumice.

Paramterii principali ai pompelor volumice sunt : presiunea maxima a acestora si debitul (fix sau reglabil) pe care-l pot refula.

Presiunea maxima la care va fi solicitata pompa hotareste tipul acesteia, iar debitul hotareste gabaritul si turatia de antrenare.

14.3 Pompe rotative

Pompele cu organele active in miscare de rotatie avanseaza mediul lichid in mod continuu si se numesc pompe rotatative.

In acest tip de pompa lichidul este transferat printr-o miscare circulara de aspiratie si de refulate.

Pompele rotative sunt clasate in general dupa elementele care deplaseaza efectiv lichidul.

Distingem urmatoarele tipuri de pompe:• Cu angrenaje• Cu lobi • Cu palete• Cu pistoane axiale• Cu pistoane radiale

Aceste pompe pot fi de trei tipuri :1) Cu cilindree constanta2) Cu cilindree variabila3) Cu cilindree auto-anulabila

1) Pompa cu cilindree constanta

227


Fig.2

Examinand figura de mai jos se observa ca atunci cand rotorul efectueaza o, jumatatae de tura, pompa aspira volumul A si refuleaza volumul B. deci, la fiecare tur, pompa refuleaza un volum A +B.

Acest volum refulat la fiecare tura se numeste cilindreea pompei.In cazul nostru, pompa este antrenata de un motor electric astfel incat viteza

de rotatie este fixa prin constructie. Deci ea este constanta.Pentru ca noi nu avem posibilitatea de a regla cilindreea pompei noastre,

debitul acesteia va fi constant. Deci :

O pompa cu debit constant este o pompa la care nu putem modifica debitul atunci cand se modifica viteza de rotatie.

2) Pompa cu cilindree variabila

228


Fig.3

Descriere :(1) = surubul de reglare(2) = stator(3) = rotor(4) = resort(5) = paleta (6) = corpul pompei

Debitul dorit este obtinut printr-un reglaj efectuat asupra unei pompe.In cazul unei pompe cu palete si cilindree variabila, vom modifica pozitia

relativa a axelor rotorului si statorului.In figura de mai jos vom avea :

Fig.4

Surubul 1 este insurubat complet : Debit maxim

229


Surubul 1 este desurubat cu cateva ture : Debit intermediar

Surubul 1 este complet desurubat : Debit nul

Observam ca prin deplasarea statorului in raport cu rotorul putem face varierea debitului de la valoarea maxima pana la anularea completa, prin trecerea printr-un debit intermediar.

Astfel avem realizata o pompa cu debit variabil. Deci :

O pompa cu debit variabil este o pompa la care putem varia debitul fara a schimba viteza de rotatie a rotorului.

Nota : Pompele cu cilindree constanta si variabila trebuie sa fie obligatoriu protejate la refulare printr-o supapa de siguranta, numita si limitator de presiune.

3) Pompa cu cilindree auto-anulabila

Fig.5

Descriere :(1) = surubul de rezglare(2) = compensator de presiune(3) = stator

230


(4) = rotor(5) = paleta(6) = resort (7) = corpul pompei

La acest tip de pompa regasim aceleasi organe ca la pompa cu debit variabil dar, controlul statorului se efectueaza printr-un compensator de presiune.

Conducta de refulare (din interiorul corpului) este unita cu fata inferioara a pistonului.

Un resort reglabil printr-un surub apasa pe suprafata sa superioara, noi putand deci regla efortul de deplasare al pistonului.

Functionarea dispozitivului :

Pompa se roteste si umple cilindrul de la masina. Atunci cand pistonul ajunge la capat, lichidul nu se poate scurge si presiunea in circuit creste, deci in partea de dedesubt a pistonului de comanda a statorului.

Daca aceasata presiune creste suficient pentru a invinge rezistenta resortului, pistonul se deplaseaza si statorul impinge resortul inferior, devenind concentric cu rotorul.

Ne vom gasi atunci in situatia studiata in cazul anterior.Pentru ca nu mai avem debit (debitul este nul), presiunea va inceta sa mai

creasca.Daca presiunea tinde sa se diminueze, resortul obliga statorul sa coboare, deci

pompa va avea din nou debit.

O pompa cu debit auto-anulabil este o pompa la care debitul se anuleaza atunci cand presiunea maxima dorita in circuit este obtinuta.

14.3.1 Pompe cu palete

In figura de mai jos este reprezentata o pompa cu palete simpla de tip neechilibrat. Aceasta pompa este constituita dintr-un rotor prevazut cu canale si antrenat printr-un arbore canelat.

Fiecare canal contine o paleta plata, rectangulara, care se poat misca radial in lungul ei. Rotorul si paletele sunt plasate intr-un carter al carui profil interior este excentric in raport cu axa arborelui de comanda.

Atunci cand rotorul se roteste, forta centrifuga impinge paletele catre suprafata interioara a carterului , astfel incat ele sa urmeze intocmai profilul. Astfel, paletele vor diviza spatiul cuprins intre rotor si carter intr-o serie de alveole.

231


Fig.6

Aspiratia pompei este situata in partea in care alveolele cresc in dimensiuni, astfel creindu-se un vid partial.acest vid este umplut de lichidul hidraulic care este impins in alveolele de la aspiratie de catre presiunea atmosferica care actioneaza in rezervor.

Lichidul retinut intre palete este transportat pana la cota de refulare a pompei.Alveolele din zona de refulare isi diminueaza progresiv volumul astfel ca

uleiul transportat este transmis in orificiul de refulare.Pompa prezentata mai sus nu este echilibrata pentru ca toate actiunile de

pompare se produc in alveolele de pe aceiasi parte a rotorului si a arborelui. Aceasata dispunere incarca radial cele doua piese.

Pompele cu palete cele mai utilizate sunt cele in constructie echilibrata. Pompele contin un inel in care profilul interior este oval si el formeaza doua spatii separate de pompaj plasate la 180° in raport cu axa pompei. Incarcarile radiale aplicate la arbore sunt astfel egale si opuse, deci ele se anuleaza.

A. Gama de pompe cu palete VICKERS

Aceasata gama se compune din patru grupe :

1. Aceste pompe se recunosc foarte usor dupa carterul cilindric , de unde si denumirea de « pompe rotunde »

2. Aceste pompe sunt de forma patrata, de unde si denumirea de « pompa patrata »

3. Aceste pompe poseda palete duble, una gliseaza in cealalta, de unde si denumirea de « pompe intra-vane »

232


4. Aceste pompe au o forma asemanatoare cu pompele din a doua grupa, dar ele sunt recunoscute dupa orificiul lor de admisie de un diametru mult mai mare decat orificiul de refulare. Ele sunt denumite si « pompe cu palete subtitri ».

Pompele cu palete Vickers sunt in constructie echililibrata. Aceasta echilibrare este obtinuta prin creearea a doua zone separate de pompare diametral opuse care fac ca incarcarile radiale sa se opuna si sa se anuleze reciproc.

Fig.7

B. Pompe cu palete DENISON

Functionare :

Arborele motor de la pompa antreneaza un rotor in canalele radiale in care sunt plasate paletele mobile. Fiecare dintre aceste palete este aplicata pe cama circulara printr-un resort. In sectiune cama are forma unei elipse.

Rotorul, paletele si cama sunt stranse intre doua discuri care contin fiecare cate doua orificii plasate la 180°unul in raport cu celalalt.

Orificiile din disc sunt unite de orificiul de aspiratie al pompei si permit uleiului sa patrunda intre rotor si inelul-cama, prin rotirea rotorului, de doua ori pe tur, atunci paletele sunstinute de resorturi se indeparteaza de centrul rotorului.

De asemenea, de doua ori pe tur, paletele expulzeaza uleiul in spatiul cuprins intre rotor si inelul-cama, traverseaza cele doua orificii la alt disc, unindu-se cu orificiile de refulare ale pompei.

233


Fig.8

Echilibrare hidraulica :

Echilbrarea hidraulica a paletelor la pompele DENISON consta in a face ca uleiul sa soseasca sub presiune intre palete si stator.

Doar tensiunea slaba a resortului si forta aplicata paletelor actioneaza asupra camei.

Randamentul mecanic al pompei este crescut (mai mare de 90%), uzura este neglijabila si randamentul, putem spune ca este constant in timp.

Desenul schematic de mai jos prezinta urcarea paletei de-a lungul lungimii unui rotor si apasarea pe fata interioara a camei circulare. Sagetile indica actiunea fortelor hidraulice in jurul unei palete. Paleta nu se poate deplasa in interiorul unui rotor atata timp cata acesta este echilibrat hidraulic si se aplica asupra camei circulare.

Fig.9

• In figura de mai jos este reprezentata o pompa cu debit auto-anulabil si o presiune ≥ 100 bari.

234


Fig.10

Atunci cand presiunea de refulare atinge valoarea stabilita a compensatorului de presiune, sertarul acestui compensator se deplaseaza si provoaca decompresiunea camerei pistonului de control si punerea sa la rezervor in timp ce, presiunea din sistem actioneaza intotdeauna pe pistonul de echilibrare asigurand astfel deplasarea inelului de presiune si mentinerea in pozitia de anulare de debit, pentru ca inelul de presiune si rotorul port-palete sunt atunci practic concentrice.

Pompa nu va refula atata timp cat presiunea in sistem se mentine la o valoare de 100 bari.

Nota :

La pornire, paletele sunt lipite contra statorului de forta centrifuga, dar presiunea de refulare va actiona la baza paletelor, in zonele de comutare aspiratie-refulare.

• In fiogura de mai jos este reprezentata o pompa cu debit maxim si o presiune ≥ 100 bari.

235


Fig.11

Pompele din seria 140 beneficiaza de un nou tip de compensator de presiune.Un piston de control si un piston de echilibraj care comanda deplasarea

inelului de presiune sunt controlate hidraulic in pozitie. Atunci cand presiunea de refulare este inferioara valorii de reglare a

compensatorului de presiune, pistonul de control si pistonul de echilibraj sunt simultan sub efectul acestei presiuni de refulare, ceea ce corespunde debitului maxim al pompei.

Droselele A si B limiteaza debitul de control care se reintoarce in rezervorul hidraulic.

236


14.3.2 Pompe cu angrenaje

Descriere :

Pompele cu angrenaje cu dantura exterioara sunt constituite dintr-un carter (1) si doua pinioane cu dantura dreapta.

Unul dintre pinioane este numit pinion conducator (2) care este motor, fiind solidar cu arborele de antrenare.

Celalalt pinion, numit pinion condus (3) este antrenat in miscarea de rotatie de catre angrenajul danturii.

Fig.12

Functionare :

Uleiul din rezervor ajunge la pompa in punctul A, la aspiratie, el umpland golurile dintre pinioane in partea superioara, partea C.

Odata ajuns si inchis in acea zona, uleiul este transportat de catre pinioane spre stanga si spre dreapta in partea interioara a carterului, fiind impins catre R, adica spre refulare.

Acest ulei nu se poate reintoarce in A, deoarece dintii care angreneaza in E formeaza o perfecta etanseitate intre aspiratie si refulare.

Aspiratia la aceste pompe este provocata de vidul creat la nivelul D unde se realizeaza decuplarea danturii.

237


Aceste pompe se pot roti in cele doua sensuri ; dar se va avea grija ca atunci cand se face inversarea sensului de rotatie, trebuie sa se faca si inversarea conductelor de aspiratie si de refulare.

Fig.13

Distingem doua tipuri de pompe cu angrenaje :• Pompe cu angrenaje cu dantura exterioara• Pompe cu angrenaje cu dantura interioara

Fig.14

Principii de constructie :

Aceste pompe au o constructie foarte simpla. Ele pot lucra la presiuni de pana la 210 bari, dar sunt in general utilizate la

presiuni care variaza in jurul valorii de 100 bari.Aceste pompe sunt cu debite cuprinse intre cativa litrii pana la cateva sute de

litrii pe minut pentru turatii cuprinse intre 500 si 3500 rot/min.238


Calculul cilindreii :

Fig.15

Acesta este un volum de ulei care este refulat la o turatie a arborelui pompei.Astfel, vom avea :

H = 2M – dp = MZ

P = Z

dp π× = Z

M Zπ×

Lungimea circumferintei: dp x π sau P x Z = MπZ

Cilindreea = MπZ x 2M x b

Cilindreea = 2π • M2 • 2b

Unde:M = modulul dintilorZ = numarul de dintib = largimea unui dinte h = inaltimea unui dintedp = diametrul primitivp = pasul

239


Fortele radiale datorate uleiului cuprins in spatiul intermediar C:

• Observatii

Ca urmare a angrenarii, uleiul ramane blocat in camera interioara C formata de dantura rotilor dintate.

Pe masura ce angrenajul se roteste, volumul acestei camere se micsoreaza progresiv, astfel incat presiunea uleiului cuprins in ea creste, putand atinge valori foarte ridicate.

• Consecinte

- Supraincarcarea palierelor si a cailor de rulare.- Solicitarea la incovoiere a arborilor care sustin pinioanele.

Fig.16

• Remedii

a) Prin executia de frezari in garniturile pompei

- o singura frezare in cazul unei pompe cu un singur sens de rotatie;

- doua frezari identice si simetrice in raport cu linia centrelor pentru o pompa cu doua sensuri de rotatie.

240


Fig.17

b) Prin executie

- Gaurirea radiala prin pinionul conducator ;- Executarea a doua crestaturi in arborele fix, sustinut de acelasi

pinion conducator:• prin gaurile radiale si crestatura R, uleiul comprimat in spatial intermediar creat este retrimis in camera de refulare ;•prin gaurile radiale si crestatura A, uleiul venit din rezervor poate depasi vidul partial dintre dintii care se dezangreneaza.

Nota :

Acest dispozitiv este convenabil atat pentru o pompa cu un singur sens de rotatie, cat si pentru o pompa cu doua sensuri de rotatie.

14.3.3 Pompe cu surub

Principiul de constructie :

Pompele cu surub sunt constituite in general dintr-un corp in care sunt prelucrate trei alezaje suprapuse, in care sunt montate trei suruburi axiale paralele.

Filetul la aceste suruburi are forma trapezoidala.Surubul central este conducator sau motor , iar celelate doua suruburi, aflate

de o parte si de alta sunt conduse sau antrenate.

241


Fig.18

Principiul de functionare :

Fluidul debitat nu se roteste, ci se misca rectiliniu. Surubul motor se comporta asemeni unui piston fara sfarsit care se misca in mod continuu antrenand lichidul de la orificiul de aspiratie spre orificiul de refulare.

Caracteristici :

Aceste pompe pot fi asimilate cu pompele cu angrenaje. Performantele lor sunt mult mai ridicate, si anume : nu apar pulsatii de debit chiar la turatii ridicate si nu au numeroase piese in contact reciproc, dar se folosesc la presiuni mici.

Aceste pompe au un randament scazut, dar au avantajul unei functionari silentioase, dand un debit foarte regulat (constant).

242


Aceste pompe au debitul constant, acesta neputand fi modificat in functie de viteza de rotatie.

Pompele cu surub sunt utilizate in industria petroliera si chimica pentru efectuarea refularii lichidelor cu vascozitate ridicata.

14.3.4 Pompe cu pistonase axiale

Sunt cunoscute trei principii constructiv-functionale, si anume : cu disc inclinat, cu corp inclinat si cu disc fulant, toate putand fi cu pozitie fixa sau reglabila a discului sau a corpului.

A. Pompe cu pistonase axiale VICKERS

Fig.19243


Asa cum apare reprezentata in figura, pompa se compune din :- Noua pistoane (1) echilibrate hidraulic : fiecare rotula (2) si

scaunul sau (3) sunt strapunse de o gaura mica pentru ca se formeaza un film de ulei intre scaunul rotulei si discul de sprijin (4) pentru a se obtine echilibrarea hidraulica a pistoanelor si ungerea suprafetele ;

- Un bloc de cilindrii (5) antrenat in miscare de rotatie prin arborele pompei (6) ;

- un etrier (7) supus, intr-o parte, la efort de resortul (8) , iar in paretea opusa de pistonul de comanda (9). Inclinarea sa determina cilindreea pompei, prin realizarea unei miscari alternative a pistoanelor in blocul cilindrilor (5) ca urmare a rotatiei acesteia din urma;

- un capac (10) care are in componenta orificiile de aspiratie si de refulare ca si oglinda de distributie (B);

- un sertar compensator (11) supus la efort de resortul reglabil (12), pe de-o parte, si presiunea de refulare, prin orificiul (A), pe de alta parte.

La pornire, etrierul (7) este mentinut de resortul sau (8) in pozitia care asigura cilindreea maxima.

Atunci cand presiunea de refulare atinge valoarea de reglaj a pompei, pistonul compensator (11) se ridica sub efectul resortului reglat (12).

Uleiul sub presiune este admis in pistonul de comanda al etrierului (9) si provoaca deplasarea acestuia spre dreapta, miscand etrierul (7) contra efectului dat de resortul (8).

Astfel, inclinarea etrierului (7) este diminuata si, ca urmare, cursa pistoanelor (1) se micsoreaza. Cilindreea corespunde astfel unui debit cerut.

Daca se doreste in instalatie un debit crescut, presiunea de refulare se va diminua, sertarul compensator (11) va cobora din nou, uleiul inchis in pistonul de comanda a etrierului (9) este in parte evacuat spre dren prin canalul (C), pana cand etrierul (7) isi gaseste o noua pozitie de echilibru corespunzatoare debitului cerut.

244


Fig.20

Atunci cand debitul furnizat de pompa este inferior debitului dorit in instalatie, presiunea cade si pompa tinde a se bloca pe cilindreea maxima.

Cyl = l•s•n unde:

Cyl = cilindreea pe rotatie l = cursa maxima a unui piston s = suprafata unui piston n = numarul de psitonase

245


Fig.21

Aceasata figura prezinta situatia in care debitul cerut in instalatie este un sfert din debitul maxim al pompei.

Schita de mai jos prezinta oglinda de distribuitie si comutarile intre aspiratie si refulare.

246


Fig.22

B. Pompa cu pistonase axiale si cilindree constanta VICKERS

Exista doua modele de pompe cu pistonase axiale cu cilindree constanta. Primul model, ceva mai vechi, este pompa cu corp inclinat, ca in fig.23 (a) ,

se poate spune ca axa arborelui de antrenare si axa blocului cilindrilor formeaza un unghi.

Alt model, ceva mai nou, este pompa cu corp drept, numita si pompa cu disc inclinat, vezi fig.23 (b) , cand axa arborelui de antrenare se confunda cu axa blocului cilindrilor.

a) b)

Fig.23

247


1. Pompa cu pistonase axiale, cilindree constanta si corp inclinat

Aceasata pompa are un corp format din doua parti (1) si (2), un arbore de antrenare (3) sprijinit prin doi rulmenti (4) si (5) si de un platou de antrenare cilindric (6) in care vin articulate rotulele bielelor (7). Pistonasele (8) sunt articulate prin rotulele din capul bielelor si se deplaseaza in interiorul cilindrilor din blocul cilindrilor (9). Bolcul cilindrilor este antrenat in miscare de rotatie prin legatura unuversala (10), antrenata si ea la randul ei prin arborele de antrenare. Etanseitatea intre blocul cilindrilor, oglinda de distributie (11) si blocul de distributie este asigurata prin resortul (13). Orificiile sunt prevazute pentru trecerea uleiului intre blocul de distributie , oglinda de distributie si blocul cilindrilor.

Fig.24

Blocul de distributie cuprinde doua orificii care asigura comunicarea cu sistemul hidraulic. Garnitura arborelui (14) retine ueliul in interiorul carterului asigurand astefel ungerea. Carterul este astfel construit incat sa mentina fix unghiul format de axa arborelui de antrenare si axa blocului cilindrilor. Prin inlocuirea semi-carterului care contine blocul cilindrilor cu un alt semi-carter cu un alt unghi decat cel precedent, duce la schimbarea cilindreii pompei.

In figura de mai jos este schematizat un grup rotativ montat pe carterul sau.

248


Fig.25

La punctul (a), unghiul de inclinare al carterului este nul. De aceea, cursa (lungimea parcursa de un piston in alezajul sau in timpul unei rotatii a arborelui ) este nula. Atunci cand unghiul de inclinare a carterului creste progresiv (fig. b si c) cursa pistonului creste proportional. Ca urmare, lungimea totala a pistonului si a bielei sale ramane constanta si atunci cand creste unghiul de inclinre, va creste distanta care separa fundul pistonului de fundul cilindrului in pozitia de reintrare minima a pistonului. Cresterea unghiului de inclinare va duce la cresterea cilindreii pompei. Din cauza legaturii dintre blocul cilindrilor si arborele de antrenare , pistonasele sunt actionate ele revenind in alezajul lor atunci cand arborele este antrenat in miscare de rotatie.

Diametrul alezajului, numarul de pistonase si lungimea cursei determina cilindreea totala a pompei.

Una din functiile blocului si a oglinzii de distributie este de a permite trecerea debitului de intrare si de iesire in alezajul blocului de cilindrii. Fiecare orificiu din blocul de distributie strapunge degajarile semicirculare executate in oglinda de distributie. Orificiile de pe oglinda de distributie sunt in prelungirea orificiilor care comunica cu alezajele din blocul cilindrilor. Un spatiu relativ mic separa cele doua orificii, de aspiratie si de refulare. Fiecare piston creeaza un vid in cilindrul sau ;

249


uleiul hidraulic este impins in cilindru sub actiunea presiunii atmosferice in timpul unei semi-rotatii si pistonul refuleaza uleiul prin orificiul de refulare in timpul celeilalte miscari de rotatie.

Efortul exercitat pe pistoane in timpul functionarii lor este transmis la discul cilindric antrenat de arbore prin intermediul bielelor pistoanelor. Impingerile radiale si axilale care actioneaza asupra arborelui de antrenare sunt suportate de rulmenti.

2. Pompa cu pistonase axiale , cilindree constanta si disc inclinat

Fig.26

Aceasata pompa se compune dintr-un carter realizat prin turnare (1), dintr-un grup rotitor compus dintr-un arbore de antrenare (2) sprijinit pe un rulment cu bile (3) instalat in carter si un rulment cu role (4) instalat in blocul de distributie (5). Arborele de antrenare sustine si o rondela sferica (6) solidara cu arborele prin caneluri, un bloc de cilindrii (7) de asemenea solidar cu arborele prin caneluri.

O placa (8) este suport pentru sabotii pistoanelor (9) pivoteaza pe rondelele sferice si apasa pe discul inclinat (10). Acest disc este inclinat formand un unghi cu axa arborelui de antrenare.

Acest unghi determina cursa pistonaselor (11) cilindrii din blocul de cilindrii, determinand astfel cilindreea pompei. Blocul de distributie are suprafata interna nitrurata, aceasta avand in componenta doua deschideri semicirculare care mentin legatura intre orificiile de aspiratie si de refulare si orificiile cilindrilor din blocul de cilindrii. Un resort (12) situat in interiorul blocului de cilindrii este strans la montaj asigurand astfel etanseitatea intre blocul de cilindrii si fundul suprafetei din blocul de distributie, el presand rondelele sferice pe placa de retinere.

Fundul acestei suprafete joaca deci rolul oglinzii de distributie de la pompa cu pistonase axiale si bloc inclinat. O garnitura cu buze asigura etanseitatea inspre rulmentul cu bile. Aceasata pompa poseda , in general, in carterul sau doua orificii

250


(13) si (14). La unul din aceste orificii, plasat in partea superioara a pompei,se monteaza drenul care apoi este legat la rezervor. Functionarea acestor pompe este analoga cu functionarea pompei cu corp inclinat. Dar efectul datorat inclinarii corpului pompei este inlocuit de actiunea inclinarii discului suport. Aceasta placa suports prijina pistonasele in timpul rotatiei lor ceea ce provoaca creearea unei cilindree, deci a unui debit, asa cum se observa si in figurile de mai jos (b si c).

Fig.27Arborele de antrenare antreneaza blocul cilindrilor si pistonasele, ca in fig.

28. Sabotii pistonaselor gliseaza pe discul de presiune pe care se sprijina. Unghiul pe care il face acest disc cu axa arborelui de antrenare determina miscarea de dute-vino a pistonaselor in blocul de cilindrii. Atunci cand pistonul incepe miscarea sa de recul, deschiderea din spate a cilindrului sau se prezinta inaintea deschiderii semicirculare de aspiratie din blocul de distributie si lichidul hidraulic umple cilindrul, aceasta in timpul unei miscare de semirotatie a arborelui de antrenare. Atunci cand cilindrul este complet plin, deschiderea din spate a cilindrului intalneste spatiul inchis situat intre cele doua orificii semi-circulare, de aspiratie si de refulare, apoi deschiderea de la refulare. Pistonul reintra in cilindrul sau, in timpul celei de-a doua semi-rotatii si erxpulzeaza lichidul hidraulic in orificiul semicircular de refulare din blocul de distributie.

Fig.28

251


Functionarea acestor pompe este intrutotu analoga cu cea a pompelor cu corp inclinat, asa cum se observa si din figura de mai sus. Trebuie remarcat faptul ca, ca realizarea mecanica a acestei pompe este mult mai simpla decat a pompei cu bloc inclinat si ca numarul pieselor aflate in miscare este mult mai mare.

14.3.5 Pompe cu pistonase radiale

In figura de mai jos este prezentata o pompa cu pistonase radiale BOSCH.

252


Fig.29

Aceasta pompa este constituita din :• Un rotor (1) solidar cu arborele de antrenare (2) ;• Un sertar cilindric fix (3), pe care se roteste rotorul (1) si care contine

orificiile de aspiratie si de refulare ;• Pistonasele (4) care se sprijina pe inelul excentric (5) prin patinele

hidrostatice (6) si care culiseaza in rotorul (1) in timpul unei rotatii ;• O articulatie a rotulei (7) leaga pistonul (4) de patina sa (6) ;• Ghidajul patinelor (6) pe inelul excentric (5) este realizat prin inele de

mentinere (8) situate de-o parte si de alta a patinelor (6). In timpul functionarii, forta centrifuga si presiunea uleiului lipeste pistonasele (6) pe inelul de frictiune (7) ;

253


• Pistonul de echilibrare (9) si pistonul de control (10), comandate prin sertarul compensator (11), permit centrarea sau descentrarea (creearea unui excentric) inelului de frictiune (5) in raport cu axae rotorului (1) ;

La pornire, arcul (12) a pistonului de control (10) deplaseaza total (realizeaza

excentricul) inelul de frictiune (7). In timpul functionarii, presiunea de refulare actioneaza asupra pistonului (9), pe suprafata S si asupra pistonului (10) pe suprafata 2S (pe acesta din urma prin canalul A). atata timp cata aceasata presiune este inferioara valorii reglate a compensatorului de presiune (14), pompa ramane cu debit plin.

Atunci cand presiunea de refulare atinge valoarea reglata a compensatorului de presiune, sertarul (11) a acestui copmpensatir se deplaseaza comprimand resortul de reglaj (15).

Astfel camera pistonului de control este pusa in legatura cu rezervorul, ca urmare, pistonul de echilibrare (9) centreaza inelul de frictiune (5) pe rotorul (1).

Astfel, presiunea de refulare se mentine la valoarea reglata.

Distingem doua situatii mai importante de functionare a acestui tip de pompa :

a) Pompa functioneaza cu debit total (plin)

Fig.30

254


La pornire, resortul pistonului de control deplaseaza total inelul de frictiune. In timpul functionarii, presiunea de refulare actioneaza asupra pistonului de suprafata S si asupra pistonului de suprafata 2S. atata timp cat presiunea este inferioara valorii reglatea a compensatorului, pompa ramane cu debit total (plin).

b) Pompa functioneza cu anulare de debit

Fig.31

Atunci cand presiunea de refulare atinge valoarea reglata a compensatorului de presiune, sertarul acestui compensator se deplaseaza. Astfel, camera pistonului de control este legata la rezervor, atunci pistonul de echilibraj centreaza inelul de frictiune pe rotor.

Presiunea de refulare este mentinuta astfel la valoarea reglata.Strangularile A si B limiteaza debitul de control care se returneaza la

rezervor.

255


14.4 Recomandari pentru montarea diferitelor tipuri de pompe

• Conductele de aspiratie vor fi cel putin egale cu dimensiunile nominale ale orificiului de aspiratie si nu va exista nici o reducere a sectiunii intre orificiul de aspiratie si filtru.

• Viteza de curgere in conducta de aspiratie trebuie sa fie cuprinsa intre 0,6 si 1,2 m/s.

• Carterul (sau corpul) pompei trebuie complet umplut cu ulei inainte de pornirea acesteia.

• Conducta de drenaj trebuie sa aiba dimensiuni corespunzatoare cu diametrul orificiului de drenaj, ea trebuind sa fie intotdeauna legata de orificiul de drenaj situat in partea superioara a carterului astfel incat carterul sa ramana intotdeauana plin cu ulei. Daca aceasta conducta de drenaj este de lungime mare, sectiunea sa poate fi crescuta pentru a se evita aparitia unor pierderi de sarcina importante (presiunea in interiorul carterului nu trebuie sa depaseasca 0,35 bar).

• Asa cum s-a mentionat si anterior, aceste conducte trebuiesc prelungite in rezervor pentru a se evita efectul de sifonare, care poate avea consecinte ca golirea carterul pompei de ulei si eliberarea uleiului in atmosfera.

14.4.1 Caracteristici functionale generale

Pompele se caracterizeaza prin debitul lor si prin presiunea maxima admisibila.

Debitul este cantitatea de lichid pe care o pompa o poate furniza pe unitatea de timp, la o viteza de antrenare data.

Q = timpVol

unde :

Q = debitul [ l/min ]Vol = volumul [dm3]Timp = [min]

Se va putea scrie:

Q = S • v unde :256


Q = debitul [ l/min ]S = suprafata [dm2]v = viteza de curgere [dm/min]

Schimarile vitezei de antrenare modifica debitul pompei, ducand la modificarea cilindreii pompei.

Cilindreea unei pompe exprimata in cm 3 este volumul teoretic de lichid furnizat pe o rotatie la presiune nula.

Cil. = nQ unde :

Cil. = cilindreea [cm3]Q = debitul [cm3/min]N = turatia [rot/min]

Putem spune astfel ca, o pompa produce un debit ; iar rezistenta la curgere pe care o intampina debitul de lichid in circuit creeaza presiunea.

Exista o limita maxima a presiunii pentru care o pompa poate functiona corect. Aceasta presiune se va exprima in bar sau in Pascali.

1 bar = 105 Pascali

Putem defini astfel relatia dintre debit si presiune:

Debitul unei pompe nu este constant ; acesta se diminueaza cand rezistenta la curgere a uleiului (deci presiunea) creste.

Aceasta diminuare a debitului se datoreaza faptului ca etanseitatea interna a pompei nu este perfecta si o anumita cantitate de ulei trec direct din zona de aspiratie in zona de refulare, in interiorul pompei.

Aceste pierderi apar la toate pompele , aceasata pentru ca debitul unei pompe este dat pentru mai multe presiuni.

De exemplu : La pompa cu palete Vickers, cod : 25V12A-1A10-180, aceasata poate

functiona cu :38 l/min la o presiune de 7 bar , dar si cu 34 l/min la o presiune de 140 bar.

Principalii factori care stau la baza scurgerilor interne sunt :• Presiunea : toate cresterile de presiune duc la cresteri ale scurgerilor

interne.• Caracteristicile uleiului :

- vascozitatea sa : scurgerile interne sunt mult mai importante in cazul uni ulei mai vascos ;

257


- indicele de vascozitate : influenta temperaturii, in general o crestere a temperatirii duce la cresterea scurgerilor interne.

• Gama de viteze : acestea sunt date de limitele maxime si minime ale vitezelor care asigura conditii normale de aspiratie si o durata de viata normala a unei pompe.Vitezele se vor exprima in rot /min.

N =

CilQ

unde :

N = turatia [rot/min]Cil. = cilindreea [cm3]Q = debitul [cm3/min]

Viteza sau mai bine zis turatia nominala este viteza de lucru pentru care pompa este construita, si depinde de masa specifica a umleiului utilizat, de vascozitatea acestui ulei si de depresiunea maxima creeata de pompa.

14.4.2 Durata de viata a unei pompe

Atunci cand verificam o pompa utilizata se constata o crestere a jocurilor dintre elemente ceea ce duce la reducerea debitului util al pompei.

Acest tip de uzura este deobicei cauzat de de functionarea pompei la o presiune diferita de presiunea normala prevazuta de constructori.

Iata cativa factori importanti care determina durata de viata a unei pompe :

a) Fabricantii indica ca durata de viata a unei pompe este invers proportionala cu viteza de rotatie a componentelor.Presupunand ca o pompa cu turatia de 1000 rot/min are o durata de

viata de 2000 ore, se pune intrebarea care este noua durata de viata a pompei daca turatia acesteia creste la 2000 rot/min.

Durata de viata = 200020001000 h× = 1000 h deci durata de viata

a pompei se injumatateste

Atunci cand turatia pompei creste, durata de viata a acesteia se reduce.

258


b) Fabricantii indica ca durata de viata a unei pompe variaza invers proportional cu cubul presiunii de functionare.Presupunand ca o pompa care functioneaza la o presiune de 35 bar are

o durata de viata de 2400 ore, se pune intrebarea care este noua durata de viata a pompei daca presiunea se dubleaza.

Durata de viata = 2400h ( )37035 = 300h

Deci, influenta presiunii este considerabila. Daca avem o crestere a presiunii de 20%, adica 7 bar, durata de viata a pompei va fi :

Durata de viata = 2400h ( )3735

35+ = 1388h

Asa cum se observa, o mica variatie a presiunii are o importanta influenta asupra duratei de viata.

Din experienta practica, se recomanda, pentru un bun reglaj, utilizarea unei pompe cu 25% sau 30% sub presiunea sa nominala.

Formula generala de calcul a duratei de viata este :

Durata de viata = k•Nb•h•e• ( ) ( )3PuPn

VuVn •

Unde:

k = coeficient caracteristic lichidului de lucru, care este egal cu 1 pentru un ulei mineral si intre 0,4 si 0,7 pentru un fluid rezistent la foc.

Nb•h•e = numarul de ore dat de constructor Vn = viteza nominala

Vu = viteza de utilizarePn = presiunea nominalaPn = presiunea de utilizareNormele de securitate pentru o buna functionare a pompelor prevad :

• Robinetii de izolare de pe conductele de refulare trebuiesc plasati in aval de aparatele de protectie sau de reglare, astefl incat pompele sa ramana protejate daca robinetaii sunt inchisi.

• Nivelul de zgomot al unei pompe nu trebuie sa depaseasca 80 dBA, in conditiile de maxima functionare.

• Nici o constrangere, alta decat cuplul, nu trebuie sa fie suportata de arbore.

259


• Orificiul de drenaj al pompei trebuie sa fie orientat spre partea cea mai inalta a acesteia.

• Utilizarea unei pompe duble nu este recomandata decat cu acordul clientului.

Cavitatia este o alta problema importanta la pompe.

Sunt situatii in care debitul de lichid hidraulic este isuficient pentru a permite umplerea in intregime a alveolelor sau a cilindrilor de la pompele volumice.

Presiunea statica absoluta a lichidului poate atunci cobori pana la o valoare egala cu presiunea de vaporizare (presiunea vaporilor saturati). Dar, acesta presiune de vaporizare constituie limita inferioara a presiunii absolute si toate diminuarile suplimentare antreneaza vaporizarea lichidului si formarea de bule umplute cu gaz. Aparitia si evolutia acestor bule (cavitati)costituie fenomenul numit cavitatie.

Aparitia cavitatii este legata de fenomenul de absorbtie a gazelor de catre lichidele cu care vin in contact.

Cavitatia se poate produce si atunci cand viteza lichidului atinge o valoare care antreneaza scaderea presiunii statice, astfel incat presiunea devine inferioara presiunii de vaporizare.

Daca conducta de alimentare a unei pompe are un diametru insuficient sau daca aceasata se stramteaza, apar pierderi de incarcare foarte importante , iar presiunea absoluta devine foarte mica pentru mentinerea unei alimentari normale a ei si cavitatea se poate produce.

Daca presiunea lichidului hidraulic scade sub presiunea de vaporizare, bulele se dezvolta prin evaporarea lichidului ambiant si prin degajarea gazului (aerului infiltrat in sistem datorita neetanseitatilor) dizolvat in lichid, devin sferice si ajung sa cuprinda in interiorul lor particulele solide care le-au adapostit.

Intr-un lichid aflat in misacre, bulele astfel formate pot ajunge intr-o regiune in care presiunea lichidului este mai mare decat presiunea de vaporizare. Se constata atunci un fenomen numit implozie, deci o spargere a acestor bule, proces insotit de o serie de fenomene fizice si chimice cu efecte importantea asupra peretilor corpului pompei.

Cavitatia determina zgomote la pompe, facand sa vibreze tubulatura, determinanad totodata si o proasta functionarea a supaelor si a motoarelor, provocand o uzura rapida a componentelor, prin eroziunea metalului, precum si distrugerea echilibrului hidraulic al pieselor aflate in miscare de rotatie.

Toate aceste se pot evita printr-un studiu judicios al sistemului si prin utilizarea, pe admisia pompei, a unei conducte cu un diametru suficient de mare si evitarea oricarui tip de strangulare pe aceasta zona.

260


Simbolizarea diferitelor tipuri de pompe :

• Pompa cu cilindree constanta

• Pompa cu cilindree variabila

• Pompa cu cilindree auto-anulabila

261


14.4.3 Zgomote la pompe. Cauze probabile si recomandari

Cauze posibile RecomandariConducta de aspiratie sau filtrul de pe aspiratie sunt partial infundate.

Este necesara curatirea circuitului si a filtului. Se va reumple circuitul cu un ulei nou, filtrat in prealabil.

Vascozitatea uleiului este prea crescuta pentru a permite o buna amorsare.

Golirea intregului circuit, reumplerea acestuia cu ulei cu o vascozitate adecvata, filtrat in prealabil.

Patrunderea aerului la garniturile de racordare de pe conducta de aspiratie sau la garniturile de etansare a pompei.

Ungerea garniturilor si a arborelui ; inlocuirea acestora daca este necesar si asigurarea etanseitatii la arborele pompei.

Pompa se roteste foarte repede. Se va verifica care este viteza maxima recomandata de constructor.

Cresterea presiunii in circuit. Se va verifica reglarea supapei de securitate.

O proasta aliniere a cuplului moto-pompa.

Se va corija alinierea cuplului moto-pompa si, daca este necesar, se va schimba garnitura de etansare de la arborele pompei.

Pompa uzata. Demontarea pompei, verificarea si curatirea pieselor interne. Schimbarea pieselor defecte.

Patrunderea aerului in circuit, la aspiratia ueliului din rezervor.

Se va verifica nivelul de ulei din rezervor ; conducta de retur trebuie sa fie imersata si bine separata de partea de aspiratie.Se va completa, la nevoie, cu ulei nou, fitrat in prealabil.

Filtrul este prea mic. Se va schimba filtrul. Capacitatea filtrului trebuie astfel aleasa incat sa asigure o buna filtrare si acesta sa fie suficient de mare.

Priza de aer din rezervor este blocata. Aerul trebuie sa traverseze liber filtrul de

262


aer, de aceea daca este infundat acest se va curata.

Supapa de securitate vibreaza. Se vor verifica garniturile de la racordarile conductei de aspiratie si de la arborele pompei.

Caracteristicile principalelor tipuri de pompe

Tipul pompei

Caracteristici

Pompa cu angrenaje

Pompa cu palete

Pompa cu pistonase radiale

Pompa cu pistonase

axialePresiunea maxima

[bar]175 140 210 ≥ 350

Debitul [l/min] 4 la 600 4 la 360 20 la 750 8 la 580Turatia

[rot/min]min 800 300 750 500

medie 1200 1200 - -max 1800 1800 1800 1800

Randamentul mecanic la viteza

recomandata

0,80 – 0,90 max.0,95 max.0,95 max.0,98

Randamentul volumetric la viteza

recomandata

0,80 – 0,95 max.0,95 max.0,95 max.0,98

Randamentul global la viteza

recomandata

0,64 – 0,85 max.0,90 max.0,96 max.0,96

• Puterea

Puterea P este cantitaea de lucru mecanic L furnizat in timpul t.

P = tL unde: P = puterea [W]

L = lucru mecanic [Joule]t = timpul [sec]

In hidraulica :

P = p • Q unde : P = puterea [W]263


p = presiunea [Pascal]Q = debitul [m3/ sec]

W = watt1 kW = 1000 W

• Randamentul

Randamentul = absorbitaPuterea

utilaPutereaadica : η = Pa

Pu

Sau :

Randamentul = absorbitmecanicLucrul

utilmecaniLucruladica : η = La

Lu

264


CAPITOLUL 15

Cilindrii hidraulici

265


266


CAPITOLUL 15 : Cilindrii hidraulici


Definitie : Cilindrii sunt motoare liniare.

Acestia constituie un mijloc extrem de simplu pentru transformarea miscarii rotative de la sursa de putere ( pompa – motor electric) in miscare liniara, cu viteza controlata si eforturi ridicate.

Principalii constructori de cilindrii, propun o serie standard, o gama de cilindrii cu diametrul cuprins intre 30 si 300 mm, pentru presiuni nominale pana la 300 bar, corespunzand unei incarcari maxime de 300.000 daN.

Cateva firme sunt echipate pentru producerea unor cilindrii cu diametru de pana la 1 m si curse de pana la 10 m.

Domeniile de aplicare a cilindrilor hidraulici sunt extrem de intinse.Alegerea unui cilindru este direct legata de aplicatia avuta.

De exemplu, pentru un cilindru utilizat in agricultura criteriul esential este pretul, spre deosebire de un cilindru hidraulic utilizat in siderurgie unde importante sunt fortele de incarcare care sunt cu socuri, deci faptul ca cilindrul lucreaza intensiv.

In opinia specialistilor este deci foarte important materialul ales pentru constructia cilindrilor.

Este periculos sa ne imaginam ca conceperea si realizarea unui cilindru se limiteaza, in final, la asocierea pur si simplu, a unei gauriri, a unei rectificari , cu o tija cromata cumparata la metru, totul completat cu un dispozitiv de etanseitate, ales la intamplare dintr-unul din numeroasele cataloage care ofera garnituri.

15.2 Clasificarea cilindrilor

Cilindrii se clasifica astfel :

Fig.1

267


• Cilindrii cu simplu efect

• Cilindrii cu dublu efect, care pot fi:- cu tija simpla

- cu tija dubla

• Cilindrii diferentiali

a) Simplu efect

b) Dublu efect si tija simpla

c) Dublu efect utilizat ca simplu efect

268


d) Dublu efect si tija dubla

e) Dublu efect alimentat prin tija

f) Dublu efect cu doua viteze

g) Simplu efect, telescopic

15.2.1 Cilindrii CNOMO

Cilindrii CNOMO raspund recomandarilor facute de Comitetul de Normalizare pentru masini unelte utilizate in industria de automobile.

Acesti cilindrii inlocuiesc cilindrii corespondenti mentionati in normele AFNOR.

Aceste doua tipuri de cilindrii au dimensiuni identice : alezaje, fixari, curse, ceea ce permit in cazul unor defectiuni interschimbabilitatea rapida.

• Gama de alezaje (in mm) este : 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160.

269


• Presiunea maxima de lucru: 160 bar.• In functie de diametru, cursele sunt intre 30 si 1000 mm.• Gama de temperaturi: de la – 10 la + 90°C.

Codificarea acestora se face dupa norma NF E 48 031 si cuprinde , in ordine, urmatoarele caracteristici :

1. seria careia ii apartine cilindrul (presiunea, cu tija simpla sau dubla) ;

2. alezajul (in mm) ;3. diametrul tijei pistonului ;4. tipul de fixare ;5. conditii de utilizare ;6. etanseitatea pistonului ;7. etanseitatea tijei ;8. amortizarea ;9. orificii si tipuri de filete ;10.cursa pistonului (in mm) ;11.extremitatea tijei ;12.pozitia orificiilor ;13.pozitia de fixare;14.alte optiuni speciale

Fixarea: cilindrii sunt interschimbabilisi pentru fixarea lor se utilizeaza

tiranti.Asa cum apare si in figurile de mai jos, distingem :

- cu placa de fixare in fata sau in spate ;- fixarea cu vincluri in fata si in spate ;- fixarea vu articulatii in partea din spate ;- fixare cu pivoti.

Normele NF E 48 501 si 502 precizeaza extremitatile tijei pistonului (cu rotula si capacul corespunzator).

270


Fig.2Componenta unui cilindru CNOMO :

01 = garnitura raclor la tija02 = garnitura de etanseitate la tija03 = garnitura de ghidare04 = cartus de ghidare in partea din fata din fonta05 = garnituri pe partea de alimentare06 = garnituri in partea din fund (spate) a cilindrului07 = garnituri cu buze pe piston08 = bride de alimentare din otel zincat negru09 = inel de amortizare inainte10 = clapeta de amortizre in spate, din bronz11 = inel de oprire a clapetei12 = clapeta de amortizare in fata, din bronz13 = inel de oprire a clapetei14 = segmenti metalici15 = tiranti pentru asamblare16 = tija din otel17 = flansa din fata din otel zincat negru18 = cilindru din otel A56, protejat la exterior prin vopsire19 = piston prevazut cu segmenti20 = piston prevazut cu garnituri cu buze21 = flansa din spate din otel zincat negru

Caracteristici functionale generale :

271


Cilindrii CNOMO pot fi cu:a) tija simpla:

• cu simplu effect• cu dublu effect• normala • diferentiala

b) tija dubla

- Presiunea de lucru : 80bar, 160 bar, etc.- Temperatura: -20°C la 90°C- Presiunea de curgere :

o Pentru Ø 32 : 0,2 baro Pentru Ø160: 1 bar

- Randamentul la 60 bar:o Pentru utilizare statica: 0,9o Pentru utilizare dinamica: 0,8

- Cilindrii pot fi cu amortizare sau fara- Etansarea:

o Garnituri cu buze: pentru mentinerea pe pozitie;o Segmenti : pentru deplasare rapida si pentru viteze mici

si regulate- Vascozitatea uleiului : 2°, 5 °Engler la 50°centigrade- Finetea de filtrare a uleiului : ≤ 200 microni.- Viteza maxima a cilindrului este viteza obtinuta la viteza maxima de

curgere de 5 m/s in orificiile cilindrului.

Ø alezaj 32 40 50 63 80 100 125 160 Ø tija

normal 18 22 22 28 36 45 56 70diferential 28 36 45 56 70 90 110

Lungimea de amortizare

22 22 25 25 30 30 35

Ø orificiu 8 8 12 16 16 20 20 25Viteza maxima m/s

0,3 0,25 0,25 0,3 0,25 0,2 0,1 0,1

Cursa maxima normalizata

250 400 400 630 630 1000 1000 1000

272


Fig.3

15.2.2 Cilindrii speciali

a) Cilindrii pentru presiuni inalte de 500 – 600 bar . Acestia echipeaza presele hidraulice.

b) Cilindrii utilizati in special pe masini unelte. Acestia pot fi :- cu tija simpla si perforata; in acest caz corpul este cel care se deplaseaza.- cu tija dubla ; lungimea unui cilindru cu tija dubla perforata este mult mai mic in raport cu lungimea unui cilindru clasic.

273


Fig.4

c) Cilindrii telescopici. Acestia pot fi :- Cu simplu efect, au o singura alimentare cu ulei, returul prin incarcare exterioara. Iesirea tijelor pistoanelor se face pas cu pas. Astfel, la alimentarea cu ulei acesta actioneaza asupra suprafetei de sectiune S1 (cea mai mare), ducand la iesirea primului piston. La finalul cursei primului piston, uleiul va actiona asupra suprafetei S2, ducand la iesirea celui de-al doilea piston. Returul se realizeaza prin incarcarea exterioara.- Cu dublu efect , cand pentru retur nu este necesara o incarcare exterioara.

Fig.5

15.2.3 Cilindrii rotativi ( sau motoare oscilante )

a) Cu cremaliera

Acestia realizeaza o miscare unghiulara (rotatie de la 45° la 360°) cu cupluri variabile in functie de presiunea de alimentare. Ei sunt caracterizati prin :

• Tipul lor,• Cuplul pentru o presiune data,

274


• Unghiul de rotatie.

Fig.6

b) Cu palete

• Cu o paleta, rotire unghiulara de max 280°• Cu doua palete, rotire unghiulara de max 100°

Fig.7

275


Cuplul obtinut este proportional cu presiunea si cu supafata paletelor. Viteza de rotatie este in functie de debit.

In sectiunea prin cilindrul rotativ cu doua palete avem:1 = corp din fonta2 = suporturi din otel cu garnituri3 = palete cu canale de comunicatii , solidare cu arborele de antrenare.Doua flanse port-paliere inchid acest ansamblu.

Functionare :

Daca uleiul sub presiune intra prin orificiul O, el actioneaza asupra suprafetelor paletelor in 4 si 5. camerele 6 si 7 sunt unite de rezervor prin orificiul O1. Arborele de antrenare se roteste in sens orar.

Daca O1 este alimentata de ulei sub presiune se inverseaza sensul de rotatie al arborelui.

O blocare pe pozitie poate fi obtinuta.

Utilizare :

Pentru toate miscarile unghiulare rotative.

15.3 Montarea cilindrilor

15.3.1 Montarea cilindrilor in paralel

Intrarea si iesirea in fiecare dintre cilindrii este realizata prin aceiasi conducta de intrare A si de iesre B.

276


Fig.8

Teoretic, valoarea presiunii este aceiasi la toate intrarile din cilindrii.Daca cilindrii nu sunt legati mecanic (L) printr-o incarcare, exista

independenta cinematica intre ei. Putem monta, in acest caz, regulatoare de debit, RD, care, dupa reglare asigura un control cinematic.

Legatura mecanica a cilindrilor permite cresterea fortei disponibile.

15.3.2 Montarea cilindrilor in serie

a) A doi cilindrii cu dublu efect

Fig.9

b) A unui cilindru cu dublu efect cu un cilindru cu simplu efect

277


Fig.10

Fig.11

Pu = purja de aerVa = vana de umplere a circuitului izolatLD = limitator de debit (controleaza faza de coborare)CARP = clapeta anti-retur pilotata (permite blocarea sarcinii pe pozitie).

In cazul montarii cilindrilor in serie, conducta de iesire dintr-un cilindru constituie intrarea in cel de-al doilea cilindru. Sincronizarea este hidraulica. Miscarile sunt legate intre ele , ele fiind in acelasi sens.

Volumul de fluid deplasat determina cilindree egale : V1 = V2, deci, alezajele celor doi cilindrii sunt diferite. S1>S3, cu S2 = S3 pentru fig.9 si Sa = St pentru fig.10

278


S2 si Sa sunt suprafete inelareSt este suprafata tijeiDaca cilindrii sunt solicitati de incarcari comune (fig.9 si10 ) sau separat

(fig.11), presiunile din fiecare camera in parte sunt diferite si tind a se aduna. Daca viteza trebuie sa fie controlata printr-un regulator de debit, plasarea

acestuia se va face in amonte de cilindrul A si nu in aval de cilindrul B. Strangularea ar o crestere a presiunii in tubulatura de iesire.

Tubulatura de transfer trebuie bine dimensionatapt a rezista la cresteri ale presiunii in raport cu suprafetele cilindrului A.

Circuitul uleiului in aceasta tubulatura este independenta, un motaj pentru a se realiza umplerea este prevazut in p1. In cazul in care tija cilindrului reintra, vana Va va fi deschisa. Se va actiona, de asemenea si surubul de la purja Pu.

15.4 Etansarea in cilindrii hidraulici

Intr-un cilindru hidraulic exista doua tipuri de etanseitate :

1) Etanseitate la nivelul pistonului : realizeaza etanseitatea intre camera anterioara si cea posterioara

2) Etanseitate la nivelul tijei : realizeaza etanseitatea intre cilindru si exterior

15.4.1 Etansarea pistonului

Pistonul este cel care culiseaza si are in componenta garniturile care asigura etanseitatea intre cele doua camere ale cilindrului. Acest sistem de etansare este diferit in functie de presiunea utilizata.

a) Pentru presiuni < 15 bar b) Pentru presiuni de pana la 200 bar c) Pentru presiuni superioare de 200 bar

a) Pentru presiuni < 15 bar

In aceasata situatie pistonul nu cuprinde nici o garnitura de etanseitate; pistonul fiind doar prelucrat si, pentru a evita blocarea el are canale circulare care au rolul de a distribui uniform presiunea pe toata circumferinta, permitand astfel obtinerea unei centrari automate a pistonului. Etansarea intre piston si cilindru se va face prin jocul radial dintre piston si cilindru.

279


Fig.12

Daca dorim sa obtinem o mai buna etanseitate, vom utiliza atunci garnituri sferice, inele « O » sau segmenti (metalici sau de teflon). Totodata se va tine seama de faptul ca segmentii nu pot fi utilizati pentru presiuni superioare de 20 bar.

b) Pentru presiuni de pana la 200 bar

Pentru o buna etansare la o presiune de pana la 200 bar maxim, se vor utiliza inele « O » cu inele de retinere (numite si contra garnituri) pentru a evita extrudarea si roaderea acestora. Acest sistem de etansare prezinta inconvenientul ca poate fi utilizat pentru viteze mici, de maxim 0,2 m/s.

Fig.13

Pentru viteze mai mari se vor utiliza inele de etansare in forma de « U », cu buze largi. In acest caz pistonul este alcatuit din mai multe parti separate de tija cu care se asambleaza mai apoi in diverse moduri.

280


Fig.14

Fig.15

c) Pentru presiuni superioare de 200 bar

In acest caz pentru o buna etansare se vor utiliza mansete in « V » multiple cu inele de protectie. Acestea asigura o buna etansare, numarul mansetelor utilizate fiind determinat de presiunea de lucru.

Inelele de protectie laterale sunt din tesatura impregnata cu cauciuc, iar mansetele sunt din elastomeri sau o tesatura foarte dura.

Fig.16

281


Fig.17

15.4.2 Etansarea tijei

Etansarea tijei in cazul unui cilindru cu dublu efect se realizeza prin utilizarea unui sistem de etanseitate compus in general din :

• Un inel de ghidare : un cuzinet dintr-un material autolubrefiant (bronz sau teflon) ;• Un sistem de etansare a tijei format din mai multe garnituri ;• O garnitura racloare.

Fig.18

Criteriile de alegere a garniturilor de etansare de la tija sunt aceleasi ca pentru piston.

282


Concluzii :

Se retine aspectul ca sistemele de etansare utilizate sunt diferite in functie de presiune, de etanseitatea dorita si de eforturile care pot apare.

O etanseitate perfecta este dorita atunci cand cilindrul incarcate se poate opri, deci este sub presiune.

O etanseitate ridicata se poate obtine prin utilizarea garniturilor cu buze.Materialul din care se constituie elementele de etansare trebuie sa fie ales si

in functie de natura fluidului utilizat in instalatie.

15.5 Amortizarea interna la cilindrii hidraulici

Amortizarea la final de cursa a pistoanelor poate duce la evitarea tuturor socurile brutale care pot aparea.

Reglarea acestei amortizari se face pentru o masa si o viteza data. Amortizarea este eficace in anumite limite. Pentru viteze crescute si mase importante se vor utiliza alte aparate hidraulice.

O buna amortizare este amortizarea interna, incorporata in cilindru.

Fig.19

Functionare :

Sa ne imaginam iesirea unei tije ; ansamblul mobil porneste si nimic nu-l opreste, astfel ca pistonul va veni in contact cu partea de fund a cilindrului , ducand la aparitia socurilor.

Printr-un sistem destul de simplu noi putem absorbi o partea din energia cinetica. Asa cum este prezentat si in schema de mai jos, se va monta pe piston unul sau doua drosele numite si « conuri de franare » si se va prelucra in partea de fund un alezaj identic cu cel al droselului. In plus, o prelucrare suplimentara ne va permite obtinerea unei strangularii reglabile si, in plus, se va utiliza si o supapa de sens pentru cazul in care strangularea reglabila este inchisa din greseala.

Faza 1:

283


Fig.20

Conul este prezent in alezaj, el obturand orificiul principal de refulare.Inaintea acestei faze, forta F se transforma in intregime in lucru mecanic

exterior, presiunea pe refulare fiind teoretic nula.

Faza 2:

Fig.21

Conul este in intregime in alezaj , orificiul principal de refulare este intrerupt, singurul deschis fiind orificiul de strangulare.

Uleiul aflat sub actiunea masei aflate in miscare nu poate fi refulat usor, ceea ce va duce la cresterea presiunii, aceasata neputand invinge reglajul din supapa de sens interna.

284


Analiza functionarii in diverse situatii

Reperele principale din desenele de mai jos sunt :

1 = pistonul principal2 = piston de amortizare3 = segment de oprire4, 8 = inel flotant5 = surub de reglare a debitului6 = tija pistonului7 = partea din spate a fundului cilindrului9 = partea din fata a fundului cilindrului10 = clapeta anti-retur numita si clapeta de pornire rapida

• In fig.22 alimentarea se face dinspre tija. Pistonul este impins sub efectul presiunii p.

Fig.22

• In fig.23 pistonul de amortizare 2 patrunde in inelul flotant 4, fluidul este astfel blocat intre pistonul 1, fundul 7 si inelul flotant 4. Fluidul nu poate sa se scurga prin orificiul 0 deoarece surubul reglabil 5 inchide ajustajul. Presiunea creste si ea are ca rezultata incetinirea pistonului pe finalul cursei, evitandu-se astfel socul brutal al pistonului cu fundul cilindrului.

285


Fig.23

• In fig.24 la inversarea sensului de curgere a fluidului presiunea p deplaseaza inelul 4 spr e segmentul de oprire 3. Fluidul poate atunci sa se scurga prin orificiul executat in inel. Debitul si presiunea actioneaza pe suprafetele S1 si S2, permitand astfel obtinerea unei forte maxime de alimentare a cilindrului.

Fig.24

• In fig.25 pistonul 1 este impins sub actiunea presiunii p. la finalul cursei de iesire a tijei pistonului inelul 8 se autocentreaza si se ajusteaza in alezajul sau. Fluidul blocat intre 1 si 8 nu se poate scurge prin orificiul 0 (aici nereprezentat) controlat prin surubul de reglare 5. ca urmare se realizeaza o incetinire a miscarii pe final de cursa. Presiunea provocata de fluidul blocat in aceasta camera provoaca deplasarea lui 8 asa cum apare si in figura.

286


Fig.25

• In fig.26, la inversarea sensului de curgere a fluidului, presiunea p deplaseaza pe 8 astfel incat jocul existent sa permita fluidului sa actioneze asupra sectiunii inelare a pistonului 1.

Fig.26

Nota : se remarca faptul ca inelele 4 si 8 functioneaza ca clapete anti-retur.

• In fig.27 este prezentata situatia in care clapeta de pornire rapida este incorporata. Reglarea de amortizare se face cu ajutorul surubului 5. Clapeta 10 obliga astfel fluidul retinut sa refuleze prin orificiul 0.

287


Fig.27

• Pentru pornirea in sens invers, clapeta 10 permite ca fluidul sub presiune sa actioneze pe suprafata inelara S1 mai mare decat suprafata de amortizare S2.

Simbolizare :

15.6 Amplificatoare - multiplicatoare hidraulice

15.6.1 Notiuni generale

Transmiterea presiunii

a) Principiul lui Pascal

In exemplul prezentat in figura, se exercita o forta asupra lichidului continut in recipient.

288


a)

b)

Fig.28

Acest lichid suporta, in toate punctele, o crestere a presiunii egala cu :

p = S1F1

Fundul recipintului trebuie sa reziste la o forta:

F2 = p • S2

Astfel, principiul lui Pascal poate fi enuntat astfel :

Intreaga variatie de presiune produsa intr-un punct dintr-un lichid aflat in echilibru este transmisa integral in toate punctele din lichid.

289


b) Principiul presei hidraulice

Fig.29

Se cunosc diametrele :D1 = 40 mmD2 = 400 mmAtunci, cele doua suprafete sunt :

S1 = 4

D1 2

π =

S2 = 4

D2 2

π =

Se ecercita o forta F1 = 40 daN. Presiunea in lichid va fi :

p =

Forta exercitata pe pistonul mare este egala cu :

F2 =

Concluzia 1 :

Fortele sunt proportionale cu suprafetele pistoanelor.

Presupunand ca se realizeza deplasarea pistonului mic cu l1 = 120 mm, notam cu l2 deplasarea pistonului mare.

290


Volumul de ulei care iese din pistonul mic este egal cu volumul de ulei care intra in cilmindrul mare.

Vom putea scrie :

V2 =

S2 • l2 =

l2 =

Concluzia 2 :

Deplasarile sunt invers proportionale cu suprafetele pistoanelor.

c) Aplicatie

La multiplicatorul de presiune reprezentat in figura de mai jos, diametrele sunt :

D1 = 250 mmD2 = 30 mmSe cunoaste cursa acestuia care este de 710 mm si presiunea de intrare care

este presiunea din reteaua pneumatica, 7x105 Pa.Se cere sa se calculeze presiunea p2 de refulare si volumul V2 de refulare.

Fig.30

Rezolvare :

291


Rol

Amplificatoarele-multiplicatoarele sunt aparate care permit obtinerea in sistemele hidraulice sau pneumatice a unei presiuni mai mari decat presiunea furnizata de pompa sau presiunea din sistemul de aer comprimat.

Principiu de constructie

a) Amplificator hidraulic

Fig.31In acest caz avem un singur tip de fluid.A si B sunt alimentate printr-o valva de inversiune.

292


b) Multiplicator hidro-pneumatic

In acest caz avem doua tipuri de fluide

Fig.32

Raporturile dintre presiunile din camerele A si B este :

p2p1

= S1S2

Presiunea de iesire este :

p2 = p1 • S2S1

Principiu de functionare

293


Amplificatoarele ulei – ulei si multiplicatoarele aer – ulei functioneaza pe acelsi principiu. O presiune de intrare p1 este aplicata pe pistonul de diametru marecare este legat de un alt piston de o sectiune mult mai mica, va produce un efort F, care este transmis lichidului prin intermediul unei sectiuni S2 < S1 , realizand in interiorul lichidului o presiune p2 >p1.

Presiunea inalta p2 este dat de relatia :

p2 = p1 • S2S1

Utilizare

a) Volumul de fluid refulat prin amplificator este slab ; noi vom utiliza acest aparat pentru miscari de mica amplitudine si pentru obtinerea in receptor a unei presiuni ridicate la finalul miscarii.Comanda unui amplificator poate fi pneumatica sau hidraulica,

utilizarea fiind in general hidraulica.

b) Utilizarea unui amplificator de putere se recomanda in situatiile :

o Pentru creerea unor forte hidraulice ridicate atunci cand este necesar, plecand de la un sistem pneumatic alimentat la presiune joasa.

o Atunci cand se doreste cresterea presiunii peste valoarea presiunii de pompare dintr-un sistem, de o maniera economica.

o Pentru cresterea valorii puterii a aparatelor aflate in miscare a caror marime este limitata de spatiul disponibil.

o Pentru cresterea debitului ceea ce permite controlul precis al vitezei aparatelor aflate in miscare.

o In asociere cu o pompa de joasa presiune poate constitui un sistem ideal denumit « Pornire rapida – Avans » sau « Inchidere – deschidere ».

Caracteristici functionale

Caracteristicile functionale ale unui amplificator sunt date de raportul dintre presiuni si dintre volumele de fluid utilizat si refulat.

Produsul dintre presiune si volum este acelasi de-o parte si de alta a pistonului.

294


Totodata, putem amplifica fie presiunea fie volumul in functie de ceea ce consideram a fi marimea de intrare.

Fig.33

Notam :S1 – suprafata pistonului mareS2 – suprafata pistonului micp1 – presiunea micap2 – presiunea mareV1 – volumul mare pe unitatea de cursaV2 – volumul mic pe unitatea de cursa

In acest caz, raportul intrare /iesire este :

p1p2

= S2S1 = V2

V1

Simbolizare

a) In cazul unui singur tip de fluid vehiculat:

b) In cazul a doua fluide vehiculate:

295


Aplicatie

Sa se calculeze care este presiunea de refulare pentru amplificatorul din figura de mai jos.

Fig.34

La amplificatorul prezentat, cele doua diametre sunt : D1 = 150 mm si D2 = 30Se cunoaste presiunea de intrare : p1 = 10 bar

Rezolvare :o Suprafata S1 :

o Suprafata S2 :

o Raportul intrare / iesire : p1p2

= S2S1 p2 =

o presiunea de refulare: p2 =

15.6.2 Amplificatorul “ continuu”

296


Atunci cand o presiune mare trebuie mentinuta pe o perioada de timp mai mare, se va putea utiliza asa numitul amplificator « continuu ».

Acest aparat este de fapt un amplificator dublu, la care, atunci cand una din unitati se incarca cealalta debiteaza uleiul la presiune crescuta.conexiunile dintre cele doua unitati sunt inversate prin valvele din extremitatile curselor amplificatorului.

Un amplificator continuu utilizeaza valve pilotate cu sertar si este prezentat in figura de mai jos.

Fig.35

Principiu de functionare

297


Un amplificator continuu functioneaza automat, realizand amplificarea presiunii intr-un sistem hidraulic pana la o valoare prestabilita, apoi se opreste.

Amplificatorul poate suporta o presiune statica de-a lungul intregii perioade de timp, fara a se incalzii.

Presiunea de intrare la care functioneaza amplificatorul hidraulic depinde de presiunea de utilizare din circuit. Expl. : de la 7 la 100 bar.

Compensatorul lucreaza in timpul inversiunii valvei (30) pentru a se evita caderile de presiune.

Functionarea amplificatorului intr-un circuit hidraulic

Utilizarea acestui amplificator intr-un circuit in care este necesara miscarea unui cilindru hidraulic este schematizata in figura de mai jos.

Fig.36

In aceasta schema, amplificatorul este utilizat pentru a furniza unui cilindru o presiune mare in timpul unei fazei de lucru a unei prese hidraulice.

Astfel, o pompa cu cilindree variabila refuleaza fluid la o presiunea joasa pentru a avansa pistonul unui cilindru. Atunci cand acesta intalneste o rezistenta, presiunea in sistem creste. O valva de secventa (de succesiune) V1 se deschide si permite accesul fluidului cu presiunea crescuta provenit de la amplificator, inchide valva anti-retur pilotata V2 si actioneaza asupra pistonului cilindrului.

298


CAPITOLUL 16

Motoare hidraulice

299


CAPITOLUL 16 : Motoare hidraulice

300



Motoarele hidraulice sunt receptori care transforma energia hidraulica in energie mecanica de rotatie. Motorul hidraulic este deci invers unei pompe.

Motoarele hidraulice sunt utilizate in industrie pentru a inlocui motoarele electrice, datorita urmatoarelor avntaje:

• Puteri importante pentru incarcari destul de mici;• Usurinta in utilizare : limitarea cuplului este data de limitarea presiunii;• Viteze variabile gratie utilizarii unui limitator de dedit;• Posibilitatea obtinerii de viteze foarte mici.

Ca dezavantaje enumeram :

• Alimentarea cu un motor hidraulic necesita o centrala hidraulica, ceea ce duce la cresterea costului instalatiei;

• Pentru puteri foarte mici, inferioare valorii de 5 kW, motoarele hidraulice sunt la concurenta cu motoarele electrice.

Rolul motoarelor hidraulice

Acestea furnizeaza la arbore un cuplu de antrenare in functie de :• Presiunea de intrare ;• Sau de diferenta de presiune dintre amonte si aval de motor.

Principul de constructie si de functionare

In figura de mai jos ne este prezentat un motor hidraulic rotativ cu pistonase axiale.

301


Fig.1

A, B - orificii trecere a uleiului (intrare si iesire)

Debitul de la pompa sub presiune patrunde in motor prin orificiul de intrare, apoi el este dirijat prin oglinda de distributie in alezajul blocului de cilindrii.

Platoul P se poate rasucii in jurul axei xx’. Forta Foarte se exercita pe axa oblica zz’. Aceasata forta F poate fi inlocuita prin doua forte F1 si F2 aplicate in acelasi punct ca si forta Foarte :

• F1 este paralela cu axa de rotatie xx’ ;• F2 este paralel acu axa verticala yy’.

Forta F1 este o forta care tinde sa respinga comanda de iesire.Forta F2 paralela cu axa yy’, aplicata la distanta « e » de centrul platoului,

provoaca rotatia acestuia.

302


Simbolizare

a) Motoare hidraulice cu cilindree fixa

• Cu un singur sens de curgere

• Cu doua sensuri de curgere

b) Motoare hidraulice cu cilindree variabila

• Cu un singur sens de curgere

• Cu doua sensuri de curgere

303


16.2 Tipuri de motoare hidraulice

Motoarele hidraulice se claseaza, in general dupa elementele interne care sunt direct supuse la actiunea debitului.

6.2.1 Motoare hidraulice cu cilindree constanta

Cuplul dezvoltat de aceste motoare este constant, daca diferenta dintre presiunea la orificiul de intrare si cel de iesire este constanta.

Cand se realizeaza varierea debitului se realizeaza varierea vitezei de rotatie.In aceasta categorie se incadreaza :

• Motoarele cu angrenaje (interioare sau exterioare) ;• Motoarele cu palete • Motoare cu pistonase (axiale sau radiale).

a) Bransarea unui motor hidraulic

- pozitia de repaos

- rotire la stanga

304


- rotire la dreapta

Fig.2

b) Limitarea unui cuplu

Vom limita cuplul unui motor prin montarea unui limitator de presiune (de securitate) pe circuitul de alimentare al motorului.

Acest limitator este reglat la o valoare care corespunde cuplului maxim dorit.

c) Oprirea motorului

Vom opri un motor hidraulic intrerupand alimentarea si returul uleiului. Aceasta corespunde pozitiei de mijloc a distribuitorului, asa cum apare si in

figura de mai jos. Debitul de la pompa este trimis, in acest caz, direct la rezervor.

Fig.3

305


d) Returul uleiului in timpul opririi motorului

Atunci cand se intrerupe returul uleiului, inertia pieselor aflate in miscare de rotatie se opune unei opriri instantaneea motorului.

In timpul franarii, motorul refuleaza uleiul,n ceea ce creeaza o crestere a presiunii care risca sa deterioreze tubulatura de retur.

Pentru obtinerea unei franari progresive si pentru protejarea circuitului contra cresterii presiunii, vom monta o supapa de securitate (amortizor) in derivatie cu circuitul de retur.

Fig.4

Vom evacua astfel uleiul refulat de motor in timpul franarii sale.Acelasi fenomen se produce si in celalat sens de rotatie, de unde si

necesitatea de a monta un al doilea amortizor (supapa de securitate).

Fig.5

Stim de asemenea ca motorul are scurgeri interne. Astfel, cantitatea de ulei care vine la amortizor este insuficienta pentru a compensa simultan lipsa de ulei din pistonase si cantitatea de ulei pierduta prin scurgeri.

306


Pentru creearea unei pierderi de incarcare pe circuitul de retur general, vom putea preleva un debit complementar plecand de la returul general. Vom compensa astefel scurgerile interne din motor.

Pierderile de incarcare (max 30 bar) vor fi obtinute printr-o supapa de contra-presiune montata in serie pe returul general. Debitul complementar va merge in circuitul de alimentare trecand prin clapetele anti-retur (cate una pentru fiecare sens de curgere).Numim aceste clapete « clapete de gavaj ». La mers normal, aceste supape impiedica comunicarea intre circuitul de presiune inalta (HP) si circuitul de joasa presiune (BP).

e) Influenta temperaturii asupra motorului

La temperatura joasa, intre doua piese exista un mic joc functional.Daca presiunea creste, piesele de dimensiuni mici se vor dilata mult mai

repede decat piesele mari.Acest fenomen este determinat si de coeficientii de dilatarea a pieselor. Riscam astfel sa apara o strangere intre piese.Aceasta diferenta de dilatare datorata variatiei de temperatura se numeste

« soc termic ».De aceea este necesar ca inainte de a pune in functiune motorul sa avem

aceeasi temperatura pentru toate piesele interne ale acestuia. Aceasta conditie este asigurata in circuitul de mai jos :

Fig.6

Vom aduce piesele interne ale motorului la aceiasi temperatura prin trecerea in carterul motorului a unui debit de ulei prelevat de pe returul general (1).

In acest caz, debitul care vine de la pompa trece mult mai usor prin circuitul 2 intampina mai putina rezistenta) decat prin returul general (1) (intampina rezistenta de la supapa de contra-presiune).

307


Aceasta metoda de aducere a pieselor interne ale motorului la aceiasi temperatura se numeste : irigarea motorului.

Simplificand schema precedenta, vom avea :

Fig.7

A – reprezinta valva de contra-presiuneB – reprezinta irigarea motorului

16.2.2 Motoare cu cilindree variabila

Motoare cu cilindree variabila pot fi cu levier, cu volant, etc.Acestea au cuplul si viteza variabile.Se poate varia cilindreea acestor motoare (debitul furnizat si presiunea raman

constante, deci puterea este constanta), putem ajusta cuplul si viteza lor de rotatie in functie de tipul incarcarii (pentru sarcini importante avem un cuplu important si o viteza mica).

Din aceasta categorie fac parte si motoarele cu pistonase axiale, cu axa dreapta sau inclinata.

16.2.3 Motoare cu cilindree auto-variabila

Ca si in cazul pompelor de acelasi tip, compensatorul de presiune ajusteaza cilin`reea. Daca pentru o alimentare constanta ca d%bit si presiune se cuple`za un motor mai mare, cilindreea va creste ; ca urmare, cuplul308dezvoltat de motor va crestd si in acelasi timp ard loc o diminuare a vitEzei.

308


In aceasta categkrie qe inscRiu si motoarele cu 0istonase axiale, cu axa dreapta sau inchinapa.

16.3 Cuplu si puterea unui motor hidraulic

309


16.3.1 Cuplu unui motor hidraulic

• Definitie:

Momentuh unei forte F in raport cu un punct O situat la o distanta d fata de forta, este :

MF = F • d unde :MF = momentul fortet F [N/m]F = forta [N]d = distanta [m]

Fig.8

• Definitie:

Cuplul este un sistem de doua forte egale, paralele si de sens contrar, aplicate aceluiasi solid.

Fig.9Astfel momentul unui cuplu de doua forte F si F’, aflate la odistanta d este :

M (F,F’) = C = F • d unde :M (F,F’) = momentul cuplului [N/m]F = forta [N]

310


d = distanta [m]

• Cuplul unui motor hidraulic:

Motoarele hidraulice sunt organe destinate de a transforma energia hidraulica sub forma de ulei sub presiune, in energie mecanica sub forma unui cuplu la arborele de rotatie.

Exemplu:Intr-un catalog de componente hidraulice, este prevazut cuplul disponibil al

unui motor la 10 bar ca fiind egal cu 4 Nm. La 70 bar, cuplul va fi :

C = 10704× = 28 N/m

a) In figura de mai jos ne sunt prezentate doua cazuri in care presiunea este direct legata de incarcare, deci de sarcia. Se observa ca daca incarcarea creste, presiunea creste si ea iar efortul produs de motor creste. Acest efort produs de motor se numeste CUPLU.

Fig.10

b) Atunci cand doua motoare de cilindree diferite sunt alimentate la ceiasi presiune, ele produc cupluri diferite. Acest fapt este ilustrat si in figura de mai jos.

311


Fig.11

Se poate spune , deci, ca cuplul este in functie de presiune si de cilindree.

16.3.2 Puterea unui motor hidraulic

In general puterea este definite astfel:

Puterea = timpmecanicLucru

= timplungimea x Forta

= Forta x viteza

a) Miscare de translatie

P = tL = t

lF• = F • v unde:

P = puterea [Watt]L = lucru mecanic [Joule]F = forta [Newton]l = lungimea [m]t = timpul [sec]v = viteza [m/sec]

312


Fig.12

b) Miscare de rotatie

P = tL = t

RF π2• = F • R • tNπ2 = C • ω unde:

P = puterea [Watt]L = lucru mecanic [Joule]F = forta tangentiala [Newton]2πR = deplasarea [m pentru N rotatii ]t = timpul [sec]F•R = C = cuplul [N/m]2πN = unghiul [radiani]N = numarul de rotatiiω = viteza unghiulara [rad/sec]

Fig.13

Deci :

P = C • ω

c) Puterea in hidraulica

P = Q • p unde :313


P = puterea [Watt]Q = debitul [m3/s]p = presiunea [Pa]

314


CAPITOLUL 17

Acumulatoare hidraulice

315


CAPITOLUL 17 : Acumulatoare hidraulice

316



Rol

Rolul principal al acumulatoarelor hidraulice este acela de a inmagazina energie hidraulica pentru a o restitui in sistemul hidraulic atunci cand este nevoie.

Acestea servesc in egala masura la amortizarea suprapresiunii produse de pulsatiile pompei si la absorbirea energiei transmise lichidului de socurile hidraulice provocate de inchiderea sau deschiderea supapelor.

Clasificare

Principalele tipuri de acumulatoare utilizate in sistemele hidraulice sunt :

1. Acumulatoare cu contra-greutate ;2. Acumulatoare cu resort3. Acumulatoare cu gaz :

a) cu fluide comunicanteb) cu fluide separate

- cu piston- cu membrana- cu camera elastica

17.2 Principiu de constructie a acumulatoarelor

17.2.1 Acumulatorul cu contra-greutate

Principiu:

Se va utiliza gravitatia pentru punerea sub presiune a fluidului.

317


Fig.1

Particularitati:

Presiunea la care este supus fluidul este constanta.

Exista avantajele:• de obtinere a unor presiuni importante ;• de dezvoltare a unor puteri importante (utilizarea energiei disponibile

intr-un timp foarte scurt) ;• de a face o variere usoara a presiunii, prin varierea masei de

contrapresiune.

In acelasi timp, acest tip de aparat prezinta cateva dezavantaje :• dificultati de crestere a presiunii de refulare in cazul modificarii

circuitului de receptori ;• masa si gatuirea impiedica mobilitatea ;• sistemul de etanseitate dintre piston si cilindru creeaza forte de frecare

daunatoare care duc la cresterea riscului de uzura.

Presiunea care predomina in acest tip de aparat este constanta, ea depinzand de cantitatea de fluid continut ; ca urmare, presiunea este :

p = S

mg unde :

p = presiunea fluidului din acumulator [Pa]m = masa cotra-greutatii si a pistonului [kg]

318


g = acceleratia gravitationala [m/s2]S = sectiunea pistonului [m2]

17.2.2 Acumulatoare cu resort

Principiu:

Vom utiliza unul sau mai multe resorturi de compresiune pentru a realiza punerea sub presiune a fluidului.

Fig.2

Presiunea produsa in acest tip de aparat depinde de caracteristicile si de incarcarea initiala a resortului. Pe de alta parte, ea nu este constanta ca in cazul acumulatorului cu contr-greutati. Acumulatoarele cu resort elibereaza un volum mic de ulei la o presiune relativ joasa. Acestea tind a deveni repede greoaie si tind sa se blocheze indata ce facem apel la debite si presiuni importante. Longevitatea acestor acumulatoare este limitata de resortul lor.

Utilizarea acestor acumulatoare pentru diferite aplicatii care implica alternari rapide de incarcare si descarcare este nerecomandata, deoarece la aceste regimuri de lucru resorturile obosesc foarte repede, ceea ce face ca aparatele sa devina inoperante.

319


17.2.3 Acumulatoare cu gaz

Acumulatoarele cu gaz, mult mai utilizate decat acumulatoarele cu cotra-greutate sau cu resort, functioneaza dupa legea Boyle-Mariotte.

Legea Boyle-Mariotte :

La temperatura constanta presiunea unui gaz este invers proportionala cu volumul sau.

Revenind la acumulatorul cu gaz, aceasta inseamna ca, daca un volum de gaz este redus la jumatate, presiunea sa se dubleaza, cu conditia ca temperatura sa sa ramana constanta.

Compresia unui gaz

Consideram o masa de gaz inchisa in interiorul unui cilindru de sectiune S.Atunci cand la capatul tijei se actioneaza cu o forta F (fig.3), gazul ocupa

volumul V, atunci presiunea este :

Fig.3

p = SF

Atunci cand la capatul tijei se va actiona cu o forta F’ = 2F, gazul va ocupa

volumul V’= 2V , atunci presiunea va fi :

p’ = SF2 = 2 • p

Remarcam ca : SF • V = S

F2 • 2V , deci p • V = p’• V’

320


In general, putem spune ca:

Produsul dintre presiunea unui gaz si volumul acestuia este constant, daca temperatura este constanta : p • V = constant

Cateva tipuri de acumulatoare cu gaz sunt prezentate in figura de mai jos :

321


Fig.4Acumulatoarele cu gaz se impart si ele in doua mari categorii :

A. Acumulatoare cu gaz cu fluide comunicanteB. Acumulatoare cu gaz cu fluide separate

A. Acumulatoare cu gaz cu fluide comunicante

La aceste acumulatoare gazul ocupa partea superioara si lichidul ocupa partea inferioara a corpului acumulatorului. Gazul este in contact direct cu lichidul fara a exista vre-un element de separatie intre ele.

Fig.5

Avantajul principal al acestor tipuri de acumulatoare consta in marea lor capacitate in lichide. Dezavantajul principal il constituie faptul ca o parte din gaz este absorbit de lichid deoarece nu exista nici un obstacol material intre cele doua.

In plus, atunci cand presiunea in circuitul de utilizare atinge limita sa inferioara, gazul se dizolva in lichidul hidraulic, este transportat de acesta si ramane astfel prins in circuit.

Un alt inconvenient consta in faptul ca trebuie controlata frecventa presiunea de umplere care se diminueaza pe masura ce gazul se dizolva in lichid. Acest tip de acumulator nu poate functiona decat in pozitie verticala, deoarece este singura posibilitate ca gazul sa ramana izolat in partea superioara a aparatului.

Pentru a evita patrunderea gazului in circuit, acumulatorul nu poate fi utilizat la 2/3 din capacitatea sa.

Pentru a remedia acest inconvenient este necesara separarea definitiva a gazului de fluid.

322


B. Acumulatoare cu gaz cu fluide separate

Acumulatoarele cele mai utilizate in practica sunt cele in care o bariera din material separa lichidul, practic incomprsibil, de gaz, a carui elasticitate trebuie sa intervina in realizarea rezervei energetice.

Dupa tipul organului de separare, aceste acumulatoare se impart in trei categorii:

1. Cu piston ;2. Cu membrana ;3. Cu camera elastica.

B1. Acumulatoare cu piston

Aceste acumulatoare sunt constituite dintr-un cilindru in interiorul caruia se deplaseaza un piston prevazut cu garnituri de etansare, necesare pentru asigura separarea gazului de lichid.

Principalul avantaj al acestui tip de acumulatoare consta in insensibilitatea acestora la temperaturi foarte inalte sau foarte joase precum si posibilitatea utilizarii unor agenti chimici diversi, in masura in care acestia nu ataca garniturile de etanseitate de pe piston.

Aceste acumulatoare pot functiona in toate pozitiile.

Fig.6

Dezavantajele principale ale acestor tipuri de acumulatoare sunt determinate de inertia relativa a pistonului ; apar pierderi de energie datorate frecarii, iar uzura garniturilor de etanseitate, sub efectul variatiilor mari de presiune, face ca deteriorarea acestor aparate sa fie destul de rapida, longevitatea acestora fiind

323


destul de redusa si deci, putem spune ca riscul de amestec al gazului cu lichdul exista, el neputand fi eliminat.

De aceea nu se recomanda utilizarea acumulatoarelor cu piston ca amortizoare de pulsatii, din cauza inertiei pistonului si a frecarilor garniturilor.

B2. Acumulatoare cu membrana

Un acumulator de acest tip este adesea costituit din doua semisfere asamblate in partea mediana unde se afla si o membrana care asigura separarea lichidului de gaz.

Fig.7

Deoarece carcasa acestui acumulator nu este monobloc, securitatea sa este mai mica. Alte inconveniente rezulta din necesitatea de a asigura etanseitatea suprafetei de contact care este relativ mare astfel incat exista riscul de ruptura a membranei datorita variatiilor mari de presiune.

Marele avantaj al acestui tip de acumulator consta in greutatea sa redusa in raport cu volumul sau, fiind raspandit in toate aplicatiile aeronautice.

324


B3. Acumulatoare cu camera elastica

Fig.8

1 - Capac de protectie

2 - Supapa de umplere prinsa in camera elastica

3 - Gaz (azot)

4 - Butelie din otel aliat, perfect omogen si fara sudura . Un tratament termic ii confera acestuia elsticitatea necesara preluarii eventualelor pulsatii.

5 - Camera elastica din cauciuc sintetic, destinata incarcarii cu gaz.

6 - Ulei sub presiune

325


7 - Supapa cu resort care se opune extruziunii camerei elastice, permitand exploatarea integrala a volumului acumulatorului.

8 - Orificiu de purjare

9 - Racordul de bransare la circuitul hidraulic.

Aceste aparate au o mare raspandire in industrie datorita numeroaselor sale avantaje in raport cu alte tipuri de acumulatoare.

Avantajele principale ale acestor acumulatoare sunt urmatoarele :• Etanseitate absoluta• Intretinere redusa• Longevitate foarte mare, cu un minim de incidente in functionare care

sa necesite interventii• Adaptabilitate la diferite tipuri de lichide • Securitate in functionare

Acumulatoarele cu camera elastica functioneaza cu diferente de presiuni care pot atinge un raport de 1 la 4.

Conceptia camerei elastice la acest tip de acumulator asigura un randament volumetric maxim.

Greutatea foarte mica a camerei elastice nu pune nici o problema de inertie, facand ca aparatul sa aibe reactii instantanee indispensabile reglarii presiunii de amortizare a pulsatiilor care apar.

Securitatea in constructia acumulatoarelor cu camera elastica

Corpurile acumulatoarelor sunt verificate individual la 1,5 ori presiunea lor maxima de utilizare. Ele sunt realizate pentru a rezista la o presiune de 3 ori mai mare decat aceasta presiune maxima.

Cu toate acestea, daca dintr-un motiv neprevazut, butelia este supusa la o presiune apropiata de presiunea de explozie, deschiderea sa catre circuitul hidraulic se dilata , ceea ce face ca garnitura torica care asigura etanseitatea sa fie inoperanta si deci, excedentul de presiune poate fi disipat prin aceasta deschidere.

Presiunea de explozie este in jur de 4 ori valoarea presiunii maxime de utilizare.

Demontarea aparatului este imposibila atunci cand acesta este sub presiune.

326


Recomandari generale

Acumulatoarele noi sau reparate sunt livrate cu o anumita cantitate de azot pentru a fi protejate in timpul transportului. Inainte de punerea in functiune a acumulatorului acesta trebuie incarcat cu azot la presiunea de umplere p1 prescrisa de costructor. (Culoarea caracteristica a buteliei de azot este negru)

Nu utilizati in nici un caz oxigen sau aer : pericol de explozie .

Nu actionati asupra buteliei acumulatorului cu sudura sau o alta operatie mecanica.

Reparatiile neconforme cu prescriptiile prevazute de fabricant pot fi cauze de accidente foarte grave. Reparatiile acumulatoarelor hidraulice se vor efectua numai de ateliere competente.

Montarea acumulatoarelor cu camera elastica

• Acumulatoarele trebuiesc montate cat mai aproape posibil de aparatul ce utilizeaza presiunea pentru a avea doar un mic tronson de teava cu un diametru capabil de a transmite rapid lichidul de la acumulator spre utilizator. Restul circuitului, si anume canalizarea prin care se incarca acumulatorul, poate fi adaptata caracteristicilor pompei.

• Asa cum se observa si in figura de mai jos, este esential ca montajul acumulatorului sa se faca intr-una din pozitiile : verticala sau orizontala. Nu trebuie , in nici un caz, ca supapa de incarcare sa se situeze sub nivelul inferior al orificiului hidraulic, fiind o greseala ca restul de ulei sa se acumuleze in jurul supapei de incarcare , ceea ce ar duce la o deteriorare rapida a camerei elestice.

Fig.9

• Montarea unui acumulator cu diafragma se face in orice pozitie.

327


• Acumulatoarele trebuie fixate solid. Nu se va vopsi placa pe care sunt notate caracteristicile acumulatorului ; aceasta trebuie sa ramana in permanenta vizibila.

• Fiaxarea acumulatorului trebuie executata de o asemenea maniera incat sa nu fie posibila smulgerea acestuia de pe suportul sau, ca urmare a ruperii conductei de legatura cu circuitul sau in cazul exploziei valvei de gaz.

• Supapa de umplere trebuie sa fie accesibila si protejata. Trebuie utilizat doar azot pentru umplerea acumulatorului.

• Atunci cand acumulatorul nu trebuie sa functioneze cu lichid hidraulic, el trebuie spalat inainte de montaj.

• Va fi prevzuta o clapeta anti-retur intre pompa si acumulator ( asta in cazul in care pompa nu are deja una) ; se va evita astfel returul fluidului la pompa.

• Trebuie sa existe un sistem de amortizare (un drosel cu supapa de sens) pe conducta de legatura cu acumulatorul.

• Acumulatorul va fi prevazut cu o vana de izolare.• Dupa racordarea la conducta hidraulica, se va purja aerul in totalitate

cu ajutorul unui surub de purjare a aerului monatat pe acumulator.

17.3 Functiile principale ale acumulatoarelor

• Ca sursa auxiliara de energie ;• Ca amortizor de pulsatii ;• Pentru amortizarea loviturilor de berbec ;• Pentru mentinerea presiunii.

17.3.1 Utilizarea acumulatorului ca o sursa auxiliara de energie

In acest caz, aparatul inmagazineaza lichidul hidraulic eliberat de o pompa in timpul unei parti din ciclul de functionare a unei instalatii, pentru a restitui un volum de lichid atunci cand in instalatie este nevoie de un debit suplimentar in vederea realizarii unei alte faze a ciclului de functionare. Astfel, acumulatorul intervine ca o sursa auxiliara de energie pentru a ajuta pompa.

328


Exemplu de ciclu de functionare a unui acumulator

Modul in care trebuie sa functionezez instalatia pe o portiune de ciclu :

Debitul furnizat de pompa :

Debitul furnizat de acumulator :

329


Evolutia presiunii in accumulator:

Fig.10

Descriere:

Fig.11

p0 = presiunea de umplere (gonflaj)p1 = presiunea minima a acumulatoruluip2 = presiunea maxima a acumulatoruluipm = presiunea medie de lucruV0 = volumul total de azotV1 = volumul de azot la presiunea p1 V2 = volumul de azot la presiunea p2

ΔV = volumul restituit intre cele doua presiuni p1 si p2

Presiunea p0 de umplere cu azot este , in practica, ≤ 0,9 • p1 pentru ca, camera elestica a acumulatorului sa nu astupe intrarea fluidului in acumulator la fiecare variatie de incarcare, de aceea V0 – V1 ≥ 0,1•V0.

In plus, presiunea maxima p2 trebuie sa respecte conditia p0 ≥ ¼ p2 pentru un volum V2 ≥ ¼ V0, daca nu, in cazul unei compresiuni rapide, temperatura gazului

330


atinge valori foarte ridicate si camera elastica sufera o deformatie foarte importanta.

Atunci cand temperatura circuitului hidraulic este diferita de temperatura de umplere, presiunea de umplere p0 este :

p0 ≤ 0,9 • p1• T/T’ unde :

T = t + 273 = temperatura de umplereT’ = t’ + 273 = temperatura de functionare

T = temperatura absoluta [°Kelvin]T = temperatura [°Celsius]

Exemplu de utilizare a unui acumulator (ca rezerva de energie) :

Schema 1 :

Se cere :• Sa se completeze schema de mai sus• Sa se identifice aparatele• Sa se explice principiul de functionare

331


17.3.2 Utilizarea acumulatorului ca amortizor de pulsatii

Aplicatiile cu presiuni inalte necesita utilizarea unor pompe cu pistonase. Fiecare piston are o miscare sinusoidala si refuleaza de-a lungul a ½ de tur.Debitul util este proportional cu viteza pistonului, aceasta din urma nefiind

constanta. Debitul mediu rezulta dintr-o serie de debite instantanee esalonate de la 0 la debitul maxim.

Variatia debitului este generatoare de pulsatii de presiune.In figura de mai jos ne sunt prezentate diagramele de functionare cu si fara

acumulator, a variatiilor presiunii de functionare intre finalul aspiratiei si faza de debut a refularii unei pompe cu pistonase.

Fig.12

Aceste pulsatii de debit generatoare de pulastii de presiuni sunt daunatoare ele putand sta la originea vibratiilor de pe masina. De asemenea, toate aceste pulsatii duc la obosirea materialelor.

Trebuie deci pozitionat acumulatorul in fata undelor , avand insa grija sa nu supradimensionam volumul sau util. In acest caz, volumul de ulei continut va fi important datorita inertie sale care duce la amortizarea pulsatiilor.

In acest caz, utilizarea elastomerilor este primordiala, datorita slabei sale inertii, precum si datorita coeficientilor de frecare foarte slabi (cauciuc pe lichid), astfel incat timpii de raspuns a acumulatorului, la o solicitare de presiune, sunt foarte redusi.

Ecuatiile urmatoare permit determinarea tipului de acumulator care ne convine pentru obtinerea unei regularitati de 10%.

a) Pompe cu un singur cilindru cu simplu efect :

V0 ≥ nQ5

b) Pompe cu un cilindru cu dublu efect :

332


V0 ≥ n

Q5,2

c) Pompe cu doi cilindrii cu dublu efect :

V0 ≥ nQ3,1

d) Pompe cu trei cilindrii cu simplu si cu dublu efect :

V0 ≥ n

Q45,0

Unde :V0 = volumul acumulatorului, [l];Q = debitul total alpompei, [l/mi];n = viteza de rotatie la arborele pompei.

Daca n > 100, vom avea :

V0’ = V0 • 100n

De asemenea, presiunea initiala de umplere (gonfalj) a acumulatoarelor este in jur de 60% din presiune de functionare normala a pompei.

Pozitionarea acumulatorului anti-pulsatii in schema de principiu se va face ca in figura de mai jos :

333


Schema 2 :

17.3.3 Utilizarea acumulatorului pentru amortizarea loviturilor de berbec

Una din aplicatiile frecvente a acumulatoarelor consta in amortizarea loviturilor de berbec din circuitele hidraulice de inalta presiune.

Originea si influentele loviturilor de berbec

Intr-un punct al unui fluid compresibil inchis intr-o conducta elastica, toate variatiile de presiune sau de viteza se traduc prin creearea unei unde de presiune care se propaga in conducta cu o anumita viteza.

Aceste unde de presiune sunt numite lovituri de berbec.

334


Fig.13

Astfel la inchiderea rapida a unei vane, energia continuta la extremitatea coloanei de lichid este brusc franata. Compresiunea primei parti din coloana de lichid este asimilata cu tasarea unui resort, iar destinderea acesteia comprima coloana a doua de lichid si tot asa,din aproape in aproape. Ultima « tasare a resortului » percuteaza asupra extremitatii instalatiei si fenomenul se propaga in sens invers la o viteza importanta de circa 1300 m/s.

In aceste conditii, peretii conductelor hidraulice au rol de tampon pentru loviturile de berbec. Acest fenomen dispare ca urmare a frecarilor interne dar atenuarea este foarte lenta si zgomotele si vibratiile se mentin, putand duce la distrugerea aparatelor plasate in circuit (manometre, racorduri, etc.).

Principalii factori care influenteaza acest afenomen sunt urmatorii :• Lungimea conductelor dupa aparatele considerate;• Viteza de curgere a fluidului inainte de variatia intervenita;• Densitatea fluidului ;• Elsticitatea conductelor si a fluidului ;• Timpul de inchidere a aparatelor cauzatoare de perturbatii ;• Presiunea de utilizare ;• Presiunea de pilotare a diferitelor distribuitoare.

Consecintele si remediile loviturilor de berbec

Pulsatiile rapide si punctele de presiune inregistrate in sistem pot duce la degradarea pompelor, distrugerea conductelor, distrugerea aparatelor de comanda si de reglaresau a instrumentelor de masura.

In plus, ele pot duce la depasirea presiunii de lucru.Vibratiile, socurile sau oscilatiile datorate loviturilor de berbec se repeta la

fiecare ciclu in interiorul unei instalatii hidraulicesi de aceea este necesara inlaturarea tuturor pericolelor de distrugere :

• Fixarea conductelor se va face foarte bine pentru a se evita scurgerile si pentru a se evita ruptura acestora prin utilizarea unor bride ;

• Se va verifica presiunea de pilotaj a distribuitoarelor, avandu-se grija ca ea sa fie mentinuta la o valoare cat mai mica ;

335


• In final, se recomanda utilizarea unui acumulator care sa fie capabil sa acumuleze cresterile bruste de presiune. Aceasta este varianta cea mai utilizata.

Examinand figura de mai jos, obtinem diagramele de variatie a presiunii in timp, intr-o instalatie cu si fara acumulator.

Fig.14

17.3.4 Utilizarea acumulatorului pentru mentinerea in presiune

Un acumulator poate servi la mentinerea unui cilindru hidraulic sub o presiune statica si la suprimarea variatiilor de presiune datorate utilizarii energiei in alte circuite ale instaltiei date.

Schema 3 :

• Sa se completeze schema de mai jos• Sa se explice principiul de functionare

336


17.4 Alte aplicatii posibile ale acumulatoarelor :

• Ca sursa de energie suplimentara ;• Pentru compensarea scurgerilor ;• Ca sursa de energie pentru circuitele cu etaje de presiune ;• Ca rezerva volumica de lichid ;• Pentru compensarea dilatarii termice ;• Pentru distribuirea de lubrefiant sau de alte lichide ;• Ca bariera de transfer.

17.4.1 Utilizarea unui acumulator ca sursa suplimentara de energie

Securitatea diferitelor sisteme hidraulice impune ca tijele cilindrilor sa revina in pozitia initiala (sa reintre in cilindru) in cazul aparitiei unor defecte mecanice sau electrice a sursei normale de energie hidraulica.

In aceasata situatie, un acumulator hidraulic cu o capacitate convenabila constituie o sursa de energie suplimentara ideala.

In exemplu de mai jos avem:

337


- Un cilindru a carei suprafata inelara este jumatate din suprafata circulara ;

- Atata timp cat electrodistribuitorul este sub tensiune, uleiul debitat de pompa intra simultan in cele doua camere ale cilindrului si in acumulator ;

- Ca urmare a diferentei intre suprafetele pistonului , in timpul ultimului avans acumulatorul se incarca ;

- In cazul opririi pompei, datorita unei pene de curent, electrodistribuitorul revine in pozitia de repaus si uleiul sub presiune inmagazinat in acumulator provoaca reintrarea tijei cilindrului.

Schema 4 :

17.4.2 Utilizarea acumulatorului ca compensator de scurgeri

Acumulatorul poate interveni pentru compensarea surgerilor interne sau externe dintr-un sistem mentinut sub presiune, de-a lungul unei perioade de timp.

In exemplu de mai jos avem:

338


- Pompa incarca acumulatorul si sistemul pana cand presiunea reglata maxima a presostatului este atinsa. Acesta va intrerupe automat motorul de la pompa.

- Sistemul nu ramane sub presiune atata timp cat scurgerile nu sunt disipate de volumul de ulei util din acumulator. In aceste conditii, presiunea din circuit scade la valoarea minima de reglaj a presostatului care determina repornirea motorului de la pompa.

- In timpul functionarii, acumulatorul economiseste energia electrica si reduce incalzirea pe care o suporta uleiul in timpul traversarii limitatorului de debit.

Schema 5 :

339


17.4.3 Utilizarea acumulatorului ca sursa de energie pentru circuitele cu etaje de presiune

In schema functionala de mai jos este prezentat un acumulator intr-un circuit cu etaje de presiune de la o presa.

Schema 6 :

340


In acest caz, acumulatorul furnizeaza debitul de ulei necesar evolutiilor rapide ale pistonului de-a lugul fazei de apropiere si de retur a culisei de la presa, atata timp cat aceasta din urma nu lucreaza efectiv. In aceiasi maniera, durata totala a ciclului functional si puterea absorbita sunt amandoua reduse considerabil.

Sistemul are n componenta doua pompe :- Una de presiune joasa si debit mare : p2 ;- Una de presiune inalta si debit mic : p1.

Atata timp cat sertarul distribuitorului hidraulic cu comanda manuala (1) ocupa pozitia pentru care pistonul cilindrului presei trebuie sa se deplaseze din spate in fata, cele doua pompe si acumulatorul debiteaza impreuna in camera din spate a cilindrului.

Pistonul avanseaza rapid, in regim de joasa presiune. Atata timp cat culisa de la presa intampina rezistenta din partea piesei, presiunea in circuitul hidraulic creste si determina declansarea manocontactorului (3). Acesta pune sub tensiune electrodistribuitorul (2) a carui sertar ocupa atunci pozitia pentru care debitul pompei de joasa presiune va incarca acumulatorul.

Pompa de presiune inalta si debit mic continua sa alimenteze cilindrul de la presa pentru a permite culisei sa-si continue lucrul.

Atunci cand pozitia sertarului distribuitorului hidraulic cu comanda manuala (1) este inversata, debitele celor doua pompe si a acumulatorului sunt disponibile si sunt trimise in camera anterioara a cilindrului astfel ca tija se retrage si culisa de la presa se ridica. Cand culisa ajunge in punctul cel mai de sus al cursei sale, manocontactorul (3) care a fost neactionat in timpul fazei de ridicare rapida a culisei presei este din nou actionat si pune sub tensiune electrodistribuitorul (2). Acesta trimite debitul pompei de joasa presiune spre acumulatorcare se reincarca, astfel ca debitul de la pompa de presiune inalta este utilizat pentru mentinerea culisei presei in partea superioara.

Fiecare circuit de pompare trebuie sa fie echipat cu un limitator de presiune.

17.4.4 Utilizarea acumulatorului ca rezerva volumica de lichid

Intr-un circuit hidraulic inchis, un acumulator poate interveni eficace asemeni unui rezervor de lichid.

Rolul sau consta deci, in a compensa diferentele de capacitate care apar intre camerele anterioare si posterioare sau inelara si cilindrica ale cilindrului.

In figura de mai jos este reprezentat un circuit de acest gen.Atunci cand tija pistonului cilindrului este actionata de o forta exterioara

suficient de mare, uleiul din camera cilindrica a cilindrului, traverseaza regulatorul de debit si patrunde in camera inelara.

341


Regulatorul intervine pentru a incetini miscarea pistonului si pentru a impiedica izbitura in fundul cilindrului. Cum volumul de ulei din camera posterioara a cilindrului este superior celui din camera anterioara, ca urmare a prezentei in aceasta din urma a tijei pistonului, este indispensabil ca uleiul excedentar sa fie impins si pus in rezerva. El este deci deviat spre acumulator in care va provoca o anumita presiune.

Atunci cand tija pistonului nu este supusa unei incarcari exterioare, acumulatorul elibereaza energia inmagazinata si readuce tija pistonului in pozitia extinsa, restituind circuitului uleiul necesar umplerii camerei din spate a cilidrului.

Schema 7 :

17.4.5 Utilizarea acumulatorului pentru compensarea dilatarii termice

Atunci cand un circuit hidraulic inchis este supus unei variatii de temperatura, conductele si fluidul sunt supuse in permanenta fie dilatarii, fie contractiei volumetrice. Coeficientul de dilatare a lichidelor este superior celui al materialelor din care sunt construite conductele , astfel ca excedentul de volum antreneaza variatii importante de presiune in sistem.

Aceasata situatie poate apare :a) In cazul cresterii temperaturii : aducand presiunea din circuit la

depasirea presiunii de securitate ;b) In cazul diminuarii temperaturii : care antreneaza cavitatie in interiorul

conductei. Cea mai mare parte dintre racorduri sunt etanse la presiune dar nu sunt etanse la depresiune. Exista astfel riscul intrarii aerului in interiorul sistemului. Acest inconvenient poate fi remediat prin incorporarea unui acumulator in circuit.

342


Aparatul va absoarbi volumul excedentar de fluid si mentinerea presiunii la o valoare precalculata. Atunci cand temperatura scade, acumulatorul restituie in circuit volumul necesar care sa compenseze contractia lichidului.

Schema 8 :

17.4.6 Utilizarea acumulatorului pentru distribuirea de lubrefiant sau de alte lichide

Lichide foarte diverse, in particular lubrefianti, pot fi stocati intr-un amplificator, avand in vedere distributia lor ulterioara, sub presiune controlata, intr-un anumit numar de puncte de utilizare, cum ar fi palierele unui ansamblu mecanic complex.

Sistemele care necesita o ungere constanta la debit mic, pot fi echipate cu un acumulator care este capabil, pe o perioada lunga de timp, sa asigure ungerea intre doua incarcari succesive.

343


Schema 9 :

17.4.7 Utilizarea acumulatorului ca bariera de transfer

De fiecare data cand se doreste transmiterea integrala a presiunii inregistrate intr-un circuit hidraulic intr-un alt circuit hidraulic care contine lichide diferite, fara a se ivi riscul amestecarii lichidelor, un acumulator cu camera elastica constituie solutia ideala.

In exemplul de mai jos, camera elastica a acumulatorului joaca, intre cele doua lichide sau gaze, rolul de bariere de netrecut, capabila, datorita elasticitatii sale sa raspunda instantaneu si fara nici o pierdere la toate variatiile de stare hidrodinamica.

Este evident ca materialul care constituie bariera trebuie sa fie insensibil la fluidele vehiculate.

Acest gen de sistem este, in general, utilizat in bancurile de incercare a recipientelor sau a aparatelor care lucreaza sub presiune. Presiunea de incercare este aplicata elementelor de transmisie prin intermediul unui lichid special, a carui caracteristici sunt incompatibile cu cele ale grupului hidraulic utilizat pentru producerea presiunii.

344


Schema 10:

17.5 Determinarea/calculul unui acumulator

17.5.1 Utilizarea acumulatoarelor in regim izotermic(temperatura constanta)

Conditiile de functionare ale unui acumulator spunem ca sunt in regim izotermic atunci cand, incarcarea si restituirea se efectueaza, de fiecare data, intr-un timp superior sau egal de 2min 30sec (dupa normele OLEAR). Transformarea fiind izoterma, legea MARIOTTE se aplica:

p1•V1 = p2•V2 = constant

345


ΔV = V1 – V2 = volumul absorbit sau restituit intre presiunile p1 si p2.

V1 = p1p0V0

si V2 = p2p0V0

Deci : ΔV = p1V0p0•

- p2V0p0•

= p0•V0•

•−

1212

pppp

17.5.2 Utilizarea acumulatoarelor in regim adiabatic

Conditiile de functionare a unui acumulator spunem ca sunt in regim adiabatic atunci cand, fiecarea icarcare sau restituire se efectueaza intr-un timp inferior sau egal de 2min 30sec (dupa normele OLEAR).

In acest caz se va utiliza abacul din anexa pentru determinarea acumulatorului care ne convine.

Utilizarea abacului :

Acest abac corespunde reprezentarii grafice a formulelor prezentate mai sus. El este aplicabil pentru problemele in care acumulatoul este utilizat ca rezerva de energie in regim izotermic sau adiabatic (γ = 1,4), atunci cand functionarea este la temperatura constanta si pentru p0 = 0,9•p1

a) Determinarea volumului unui acumulator

Se cunosc : p1 = presiunea minima de utilizare [bar]p2 = presiunea maxima de utilizare [bar]p0 = presiunea de umplere (gonflaj) [bar]ΔV = volumul de restituit [l]Regim de lucru izotermic.

De exemplu, pentru aplicatia din fig.15 se cunosc:

p1 = 210 barp2 = 100 barp0 = 90 barΔV = 14 l

346


Atunci, raportul presiunilor va fi :

12

pp

= 100210 = 2,1 = α

Fig.15

Vom utiliza abacul ( din anexa) astfel:• plecam din punctul 2,1 de pe scala lui α trasam o verticala care

intersecteaza curba de referinta izometrica in punctul A.• plecam de la valoarea14 de pe scara ΔV, trasam o verticala.• Punctul de intersectie dintre aceasta verticala si orizontala care

trece prin punctul A ne va da volumul acumulatorului utilizat = 32 l.

b) Determinarea volumului restituit de un acumulator

Vom determina volumul restituit de acumulator care lucreaza in conditiile urmatoare :

p1 = 100 bar = presiunea minima de golirep2 = 185 bar = presiunea maxima de incarcarep0 = 90 bar = presiunea de umplere

Regim de lucru adiabatic.

Vom utiliza abacul astfel:• Raportul presiunilor α este:

347


12

pp

= 100185 = 1,85

• plecam din punctul 1,85 de pe scala lui α trasam o verticala care intersecteaza curba de referinta adiabatica in punctul B.

• ΔV este dat prin proiectia punctului de intersectie intre orizontala care trece prin punctul B si dreapta de referinta a acumulatorului. Rezulta 3,5 l.

Exemplu de calcul al unui acumulator :

Sa se determine volumul V0 a unui acumulator in conditiile de functionare in regim izotermic, cu caracteristicile :

ΔV = 2 l ; p1 = 80 bar ; p2 = 120bar ; p0 = 0,9 • p1a) prin calcul ;b) cu ajutorul abacului.

17.6 Montarea acumulatoarelor

348


Cu schema:

Fig.16

Pentru o buna racordare a acumulatorului la un circuit hidraulic se va utiliza un un ansamblu de blocuri de decompresie, izolare si reglare. Acest ansamblu de blocuri care este intermediar intre acumulator si circuit, se compune din :

- un bloc de decompresie – izolare ( limtatorul de presiune din acest bloc asigura protectia acumulatorului, dar nu permite suprimarea protectiei din circuit);

- un bloc de reglare care cuprinde un limitator de presiune.Componentele principale sunt :

1. corpuri din otel ;2. robinet cu sfera ;3. limitator de presiune ;4. purjor ;5. placa de obturatie (vezi obtiunea M) ;

349


6. surub de reglare a regulatorului.

Acumulatorul va fi fixat obligatoriu prin colier.

Fig.17350


17.7 Verificarea presiunii la un acumulator

a) Punerea in functiune :- Inainte de toate verificarile si/sau umplerea cu azot, este

obligatorie oprirea pompei si punerea acumulatorului direct la rezervor astfel decomprimandu-se circuitul de lichid ;

- Se va desuruba busonul de protectie a supapei de umplere a acumulatorului ;

- Se va insuruba manual pe supapa aparatul de verificare a umplerii acumulatorului cu ajutorul racordului « D », prevazut si cu garnituri de etansare. Apoi se va strange contrapiulita de etansare « E » dupa ce am pozitionat manometrul pe directia dorita.

b) Utilizare:- Pentru verificare se va insuruba maneta “A” si se controleaza

presiunea cu ajutorul manometrului;- Pentru diminuarea presiunii se va utiliza maneta de purjare

« B » ;- Pentru cresterea presiunii se va bransa printr-un furtun flexibil

butelia de azot de racordul « C ». se va astepta ca schimbul termic provocat de modificarile de presiune sa se stabilizeze, dupa care se va verifica si se va ajusta incarcarea acumulatorului.

- Se va repeta apoi verificarea presiunii de lucru, dupa care se va debransa tubul flexibil.

c) Demontare:- ATENTIUNE : inainte de a desfcae pilitele “D” si “E”, se va

desuruba pana la fund maneta « A »si se va purja cu ajutorul lui « B ».

- Se va monta si se va bloca busonul de protectie al supapei de incarcare a acumulatorului.

351


Fig.18

17.8 Conjunctor – disjunctor

Numita si valva de punere la vid, aparatul permite punerea la rezervor a debitului unei pompe, fara laminare, in urmatoarele conditii :

• La presiunea minima de utilizare, cand pompa debiteaza in circuit ;

• La presiunea maxima de utilizare, cand pompa se descarca la rezervor fara laminare.

Orificiile sunt :

1 = intrarea uleiului in aparat2 = iesirea uleiului din acumulator3 = returul uleiului la rezervor

352


Fig.19


Aparatul se compune din trei parti :• Corpurile care contin pistonul de chilibrare A mentinut pe scaunul sau

de un resort B;• Un cap de pilotaj compus dintr-un surub de reglare, un resort D o

clapeta E si un plonjor F ;• Un bloc care contine o clapeta anti-retur G inzestrata cu un resort slab.

Aparatul este reglat la o presiune prestabilita.Pompa este pusa in functiune

Uleiul intra prin orificiul (1), umple camerele (Z) si (X)si prin canalul (J), ajunge pana la clapeta (E). Clapeta (G) se va ridica si uleiul patrunde in acumulator.

353


Atata timp cat presiunea reglata la aparat nu este atinsa, conul (A) este echilibrat hidraulic deoarece , in camerele (X) si (Z), presiunile sunt egale.

Atunci cand presiunea maxima de lucru in acumulator, determinata prin reglarea resortului (D) este atinsa, clapeta (E) se deschide. Aceasta lasa sa treaca o parte din lichidul hidraulic care se reintoarce la rezervor trecand prin canalul central din conul (A).

Daca presiunea creste, diferenta de presiune inmagazinata in camerele (X) si (Z) provoaca creearea unei forte in resortul (B) si conul (A)se va ridica de pe scaunul sau.

Debitul pompei se va descarca la rezervor si presiunea din camera (Z) scade la o valoarea determinata de forta slaba din resortul (B).

Clapeta anti-retur se inchide si impiedica acumulatorul sa se se descarce.Presiunea din acumulator actioneaza asupra capului plonjor (F) prin

intermediul orificiului din interiorul clapetei anti-retur (G) si a canalului (V). Plonjorul este deplasat spre dreapta si mentine clapeta (E) indepartata de pe

scaunul sau.Pentru a deschide clapeta (E) lichidul sub presiune actioneaza direct asupra

plonjorului (F) de sectiune S1.In functie de tipul aparatului, suprafata S2 este egala cu 85% din suprafata lui

S1.Deci, clapeta (E) se va inchide atunci cand presiunea in acumulator devine

egala cu 85% din presiunea de reglaj a aparatului.Atunci cand clapeta (E) este din nou inchisa, presiunile in camerele (X) si (Z)

se egaleaza si conul (A) este impins pe scaunul sau de resortul (B). Debitul pompei este din din nou dirijat sa traverseze clapeta anti-retur (G)

pentru a reincarca acumulatorul si ciclul reincepe.

Pilotarea exterioara a conjunctorului – disjunctorului se realizeaza prin utilizarea unei prize de presiune din aval de clapeta anti-retur plasata la iesirea din aparat.

Simbolizare

Spre acumulator si circuitul de utilizare

354


In derivatie cu dren

Pozitia conjunctorului –disjunctorului intr-un circuit

• Reprezentarea in linie :

Fig.20

355


• Reprezentarea in derivatie:

Fig.21

Conjunctorul –disjunctorul GURY

La acest aparat, presiunea conjunctorului si presiunea disjunctorului sunt reglate separat.

Presiunea pe dren trebuie sa fie inferioara valorii de 3 bari.

356


• Pentru un debit superior valorii de 20 l/min

Fig.22

• Pentru un debit inferior valorii de 20 l/min

Fig.23357


Utilizarea si reglarea conjunctorului – disjunctorului(C – D)

In exemplul de mai jos, plaja de lucru este intre 35 si 50 bari si presiunea de siguranta de 60 bari.

1. Inainte de punerea in functiune a pompei:a) Verificarile obisnuite;b) Rearmarea manuala a C – D c) Tararea (inchiderea) pana la fund a disjunctorului si detararea totala (desfacerea) conjunctorului;d) Detararea (desfacerea) totala a limitatorului de presiune.

2. Punerea in functiune a pompei:a) Reglarea (tararea) limitatorului de presiune la valoarea de 60 bari (adica cu 10 – 15% peste presiunea de lucru);b) Acumulatorul este incarcat la 60 bari.c) Se detareaza disjunctorul pana ajunge la descarcare la 60 bari (se aud zgomote de la pompa) ;d) Se purjeaza acumulatorul pana la 35 bari, apoi se regleaza (tareaza) conjunctorul pana la incarcarea acumulatorului prin pompa (zgomot al pompei) ;e) Se finalizeaza reglajul disjunctorului prin detararea sa in jurul valorii de 50 bari.

Fig.24

358


CAPITOLUL 18

Sisteme modulare

359


360


CAPITOLUL 18 : Sisteme modulare

Dezvoltarea intr-un ritm accelerat a constructiilor de masini a necesitat utilizarea asmbalarii aparaturii hidraulice in sistem modular.

Utilizarea sistemelor modulare prezinta cateva avantaje deosebit de importante :

• Gabarit redus ;• Pierderi de ulei mici datorita unui consum redus de conducte si

elemente de racordare ; • Flexibilitatea sistemului prin posibilitatea combinarilor aparatelor

modulare ;• Depanare usoara.

Montarea aparatelor modulare se va face pe placi hidraulice modulare, ele permitand realizarea celor mai diverse si complexe scheme hidraulice.

In constructia sistemelor modulare se vor utiliza aceleasi elemente de comanda, reglaj si control intr-o constructie modulara.

a) Supapa de siguranta modulara

- Descriere generala

Aceste aparate reglabile, cu doua etaje, limiteaza presiunea maxima in circuitul pe care il protejeaza. Reglarea acestora se poate face cu ajutorul unor rotite prevazute sau nu cu blocare cu cheie, sau printr-un surub si o contra-piulita.

Functionarea celor doua etaje este fundamental identica cu aparatele clasice cu piston echilibrat descrise in capitolele anterioare.

- Simbolizare

361


Fig.1

b) Droselul


Aceste aparate regleaza debitul prin intermediul unui orificiu calibrat reglabil. Debitul care traverseaza droselul este deci intotdeauna afectat de pierderea de incarcare corespunzatoare reglajului facut orificiului.

Modelele duble cu clapete anti-retur incorporate de fiecare parte a orificiilor de limitare permit o reglare intre intrare si iesire.

Versiunile simple ale acestei executii sunt de asemenea disponibile.Pentru limitarea debitului pe linia de presiune P sau T, sau acolo unde

limitarea debitului in sens invers nu este necesara, exista si modelele fara clapeta anti-retur.

Reglarea se face dupa dorinta cu surub sau cu rotita.

- Simbolizare

362


Fig.2

c) Clapeta anti-retur pilotata


Aceste clapete asigura o functie anti-retur pilotata pe liniile spre utilizatori A si/sau B. Alimentarea pilotului provine de la linia de utilizator opusa.

Atunci cand o linie spre utilizator este presurizata, clapeta de pe cealalta linie spre utilizator se deschide (in conditiile in care presiunie sistem/receptor concorda cu raportul dintre sectiunile apartului).

La un raport de 3 : 1 intre pistonul pilotat si scaunul clapetei principale, aceste aparate pot permite un conexiune de decompresie de 10 : 1.

- Simbolizare

363


Fig.3

364


Exemplu de sistem modular :

Fig.4

Avand aceiasi oglinda exista posibilitatea montarii pe placa a aparatelor cudiverse functii.

365


fig.5

Exemple de scheme :

a)366


b)

Fig.6

367


CAPITOLUL 19

Sisteme cartus

368


369


CAPITOLUL 19 : Sisteme cartus


Numim clapete logice aparatele de distributie cu clapeta, 2 cai/2 pozitii, integrate intr-un bloc.

O clapeta logica se compune dintr-un cartus de revolutie care se integreaza intr-un bloc, care se acopera cu un capacde inchidere.

Dimensiunile exterioare ale cartusului si ale capacului sunt normalizate in DIN 24 342. Etanseitatile cu blocul doar statice si sunt realizate cu inele O.


In cazul unei clapete logice 2 cai/2 pozitii, cartusul este constituit dintr-o camasa (3) si o clapeta (4) sau (5), impinsa pe scaunul sau prin resortul (7).

Cartusul poseda 3 orificii realizate in 3 camere, de sectiuni diferite.Sectiunea A1 a scaunului este considerate 100%. Orificiul A realizat in partea

inferioara a clapetei creeaza o sectiune inelara A2. Aceasta din urma reprezinta intre 7% si 50% din suprafata A1.Orificiul X realizat in partea superioara a clapetei, realizand o sectiune totala A3 egala cu 107% pana la 150% din A, numita si suprafata de pilotaj.

Aplicand o presiune in orificiile A sau B, apare tendinta de a ridica clapeta si de a actiona asupra resortului, astfel clapeta anti-retur atunci cand se aplica o presiune in X ceasta tinde sa apese clapeta pe scaunul sau.

Deschiderea clapetei nu va avea loc atata timp cat dezechilibrul de presiuni aplicate in A, B, si X creeaza asupra acesteia un efort resultant superior celui din resort.

Un debit poate atunci circula de la A la B sau de la B la A. atunci cand dezechilibrul este intrerupt si clapeta este impinsa pe scaunul sau, se realizeaza inchiderea etansa intre A si B.

Din contra, jocul functional existent intre clapeta si camasa cilindrica, creeaza o scurgere lejera intre B si X, functioneaza ca o diferenta de presiune care domina intre cele doua camere.

370


Fig.1

Simbolizare:

Capacul este fixat cu ajutorul mai multor suruburi,intr-un bloc perforat si astfel imobilizeaza cartusul.

Exista diferite tipuri de capace :- Capac standard ;- Capac cu limitare de cursa mecanica ;- Capac cu supapa.

371


Alegetea tipului de clapeta

• Pentru reductoarele de presiune, trebuie utilizate elemente speciale la sertare.

• Pentru distribuitoarele cu 2 cai, cu un singur sens de curgere :- Clapete la 7% in sensul de curgere de la A la B, care prezinta avantajul de a fi sensibil la deschidere atunci cand se aplica o presiune in B.- Clapete la 50% in sensul de curgere de la B la A, care sunt perfect etanse in sensul de la B la A. ca urmare, nici o scurgere nu poate lega X de A si nici B de A (etanseitate absoluta).

Controlul timpilor de raspuns

Timpiii de deschidere sau inchidere a clapetei corespund timpilor necesari pentru a goli sau a umple camera X.

Acesti timpi pot fi controlati prtintr-un drosel (jiglor).Alegerea droseluilui este caracteristica fiecarui constructor.

Functii utilizate

• Clapeta anti-retur

Fig.2

372


• Distribuitor cu 2 cai (supapa de sens unic) si limitator de debit

Fig.3

• Supapa de reductie

Fig.4

• Regulator de debit

373


Fig.5Avantajele sistemelor cartus

- Debite crescute ;- Presiune inalta ;- Gabarit redus ;- Circuite complexe ;- Timpi de raspuns mici ;- Nivel de zgomot redus ;- O buna rezistenta la contaminanti.

19.2 Tipuri de valve cartus

374


fig.619.3 Functionare Constructia unei scheme in sistem cartus

375


376


Schema circuit 1 :

377


Schema circuit 2 :

378


Schema circuit 3 (Starea de repaus – blocaj):

379


Schema circuit 3 (actinarea bobinei S2): - iesirea tijei cilindrului cu vitza constanta

380


Schema circuit 3 (actinarea bobinei S3 si bobina S2 mentinuta actionata): - iesirea tijei cilindrului la putere maxima

381


Schema circuit 3 (actinarea bobinei S1):- reintrarea tijei cilindrului

382


Schema circuit 4:

383


Schema circuit 5:

384


Schema circuit 6:

385


386


387


CAPITOLUL 20

Servovalve

388


389


CAPITOLUL 20 : Servovalve


Definirea unui sistem in bucla

Pentru inceput, intr-un sistem distingem comanda in bucla deschisa care apare schematiza in diagrama de mai jos privind pilotarea unui avion:

Intrare Sistem de Modificarea Avion IesirePozitia mansei comanda directiei schimbarea

carmei directiei

Acest lant se mai numeste in egala masura lant de actiune, existand o legatura directa intre intrare si iesire. Aceasta comanda se poate face cu sau fara amplificarea puterii.

Luand exemplul unui planor, mansa este actionata de pilot si este legata direct de carma, pentru a permite schimbarea directiei. Toata puterea necesara acestei comenzi este furnizata de catre pilot.

In cazul in care noi avem de pilotat un avion de mare tonaj, efortul pe care trebuie sa-l depuna pilotul pentru a modifica directia este mult mai mare, deci el va trebui comandat de un sistem hidraulic care, prin intermediul unui cilindru, va face o miscare a carmei proportionala cu efortul exercitat. In general, energia de comanda nu are o masura comuna cu energia dezvoltata in sistemul de comanda.

Diagrama se transforma astfel :

Pompa

Intrare Distribuitor Debit Cilindru Pozitia Avion DirectiePozitia mansei carmei

O comanda in bucla deschisa, astfel realizata, este intotdeauna influentata de perturbatiile care vin sa modifice raportul existent intre iesire si intrare.

De exemplu :

- Modificarile debitului pompei duc la modificari ale vitezei de rotatie , la schimbari ale vascozitatii uleiului ;

390


- Modificari ale caracteristicilor de raspuns a cilindrului in functie de temperatura uleuilui ;

- Rafalele care actioneaza asupra avionului, intervin la toate nivelele de transmisie a comenzii.

Schema de principiu a unui circuit in bucla inchisa.

Fig.1391


Schema de legatura electro-hidraulica de pozitie, in bucla inchisa, este urmatoarea :

Distribuitor electro-hidrauliccomanda salt amplificatoare si examinatoare Servo valva Receptor i sau v i-i’ I debit Q

i’sau v’ Contol retur

Semnal de retur Pozitie Detector de pozitie

Organul principal care permite realizarea trecereii intre electricitate si hidraulica, este un distribuitor electro-hidraulic numit servovalva.

20.2 Rolul servovalvelor si domenii de utilizare

Rol

Servovalva este un mijloc hidro-electric care permite reglarea de la distanta cu o mare precizie a vitezei, acceleratiei, pozitiei si fortei unui receptor hidraulic.

Aceasta transforma curentul electric de alimentare intr-un curent hidraulic transformat in debit si in presiune.

Cele trei caracteristici : curent electric, debit si presiune sunt legate si dependente de tipul servovalvei utilizate.

Servovalva este deci, un element de circuit care poate functiona in bucla inchisa sau deschisa.

Domenii de utilizare

Servovalvele sunt utilizate in diverse domenii de aplicatii ca :- Siderurgie- Foraj - Injectie de mase plastice- Masini unelte- Roboti, manipulmatoare- Simulari- Intretinere- Intretinere- Lucrari publice

392


- Sectorul militar- Aeronautica- Aviatie

Servovalvele se utilizeaza in domenii de aplicatii in care este necesara obtinerea unei precizii ridicate, timpi scurti de raspuns si utilizari frecvente.

20.3 Elementele componente ale unei servovalve Functionare

Fig.2

Acest sistem se compune din doua tuburi A si B. Diametrele celor doua tuburi sunt cuprinse intre 0,1 si 0,5 mm.

La centru noi avem paleta C care sete solidara cu cuplul motor, cursa paletei fiind in jur de 25 μm atunci cand distanta dintre cele doua tubulete este de 100 μm.

393


Fig.3

Ca urmare a excitarii bobinelor cuplului motor, paleta se deplaseaza intr-un sens sau in altul, provocand o crestere a presiunii in A sau in B.

Atunci cand paleta se apropie de unul dintre tuburi, ea se indeparteaza de celalalt si creeaza astfel o presiune diferentiala. Aceasta diferenta de presiune va fi transmisa la un receptor sau la un alt etaj al servovalvei.

Fig.4

Comparatia intre intrare si iesire trebuie deci facuta in permanenta, noi avand atunci o bucla inchisa, sau el apare ca elemente :

- De control a returului care permite a se observa iesirea plecand de la intrare (numit si lant de reactie) ;

- De comparatie , care compara ordinea executiei ;

Schematic, acest lant de reactie se prezinta :

Fig.5

394


In acest sistem cu bucla inchisa apar doua conditii esentiale :- Comanda buclei se face prin diferenta intre comanda de intrare si cea

de iesire ;- Puterea necesara pentru a actiona la iesire provocata de o sursa

exterioara si nu prin intrare.

Circuit in bucla deschisa

In figura de mai jos este reprezentata schema de principiu care desrveste un circuiot in bucla deschisa. Semnalul de comanda poate proveni de la o cartela perforata , de la un potentiometru sau de la un tahometru, etc.

Acest semnal este amplificat printr-un amplificator si poate astfel alimenta un cuplu motor de la servovalva.

Schema functionala simpla va fi :

Sistem de Servo Servo Motor Incarcarecomanda amplificator valva sau cilindru

Sistem cu deviere a jetului

Acest sistem este compus dintr-un injector C care este unit cu cuplul motor si cu cele doua tuburi receptoare A si B.

Jetul de ulei sub presiune este divizat in doua jeturi secundare. La curent nul, nu exista nici o diferenta de presiune : pA = pB.

Fig.6

O deviere a jetului catre unul sau altul dintre tuburi provoaca o presiune diferentiala.

Cu acest sistem, exista succesiv transformarile de energie :395


- La interiorul injectorului (presiune) ;- La iesirea din injector (viteza);- In cele doua canale A si B (presiunea).

Fig.7

Sistem deflector

Acest sistem este compus dintr-un injector fix C si doua receptoare A si Bsi un deflector D.

Deflectorul este legat de cuplul motor. Daca acest din urma nu este alimentat de nici un curent, noi avem aceeasi presiune in receptorii A si B.

Ca urmare adeplasarii deflectorului, o presiune diferentiala se va stabili intre A si B.

396


Fig.8pA = presiunea la receptorul A pB = presiunea la receptorul B

Cuplul motor

Acesta este constituit din doua bobine, doua piese polare si o armatura.Cuplul motor deplaseaza un tub sau o paleta.Aceasata miscare foarte slaba provoaca un dezechilibru de presiune la nivelul

celor doua orificii variabile, care va avea ca consecinta deplasarea sertarului servovalvei.

Cuplu obtinut la motor este proportional cu intensitatea curentului. Bobinele motorului pot fi montate in paralel, in serie sau diferential.

Fig.9397


Motajul electric al cuplului motor :

• Motaj in paralel : el permite functionarea cuplului motor si atunci cand una din bobine nu functioneaza.

• Motaj in serie : el ete cel mai utilizat (in 95% din instalatii) si permite utilizarea unui curent de mai mica intensitate.

• Motaj diferential : in acest tip de montaj B si C sunt unite cu + si A − . Pentru a avea deplasarea armaturii cuplului mobil, trebuie sa avem o diferenta de curent intre cele doua bobine A si B. Daca semnalele pe fiecare bobina sunt identice, nu exista nici o miscare a cuplului motor.

Fig.10

Tipuri de sertare

• Sertar cu centru inchis

Simbol :

398


a) Acoperire nula : ceea ce inseamna ca intre sertar si camasa exist a un contact muchie pe muchie. La aparitia unui curent de mica intensitate care actioneaza asupra bobinelor cuplului motor, exosta o deplasare a sertarului si o alimentare, fie catre A fie catre B.

Fig.11

b)Acoperire pozitiva: acoperirea sertarului corespunde distantei X care se regaseste si la orificiul P si la T. Atunci cand sertarul se deplaseaza, el nu permite trecerea de la P spre A sau B decat dupa ce se parcurge distanta X. Aceasta corespunde unei intensitati a curentului. Acesti parametrii pot varia in functie de nevoile din circuit.

Fig.12

399


• Sertar cu centru deschis

Acest aparat este putin utilizat.

Fig.13

20.4 Diferite tipuri de servovalve

20.4.1 Servovalve fara contra-reactii

a) Servovalva cu un etaj si fara contra-reactii

Debitul care soseste in P va traversa cele doua orificii calibrate (fixe) O1, O2 si trecerea spre racordul T catre rezervor se va face trecand prin alte doua restrictii reglabile O3, O4. Intre orificiile fixe si reglabile se gasesc alimentarile P0 si P1.

Orificiile variabile sunt de tipul tuburi – paleta sau sistem cu deviatie de jet a carui principiu de functionare a fost expus in paragraful precedent.

La functionarea cu diferenta de presiune intre P0 si P1, vom avea deci o miscare a receptorului.

Deplasarea receptorului bransat la capatul lui P0 si P1, nu avem nici o reactie asupra orificiilor calibrate.

Din acest motiv acest sistem este numit sistem fara contra – reactie.

400


Fig.14

b) Servovalva cu doua etaje si fara contra-reactii

Aceasta este compusa dintr-un prim etaj identic cu cel prezentat anterior. Cele doua alimentari P0 si P1 vor pilota un distribuitor. Ca urmare a variatiei de presiune intre P0 si P1, sertarul principal se va deplasa intr-un sens sau in altul in functie de sensul de comanda.

In acest sistem, la variatii mici de presiune, sertarul se deplaseaza pe toata cursa sa determinand astfel un debit complet de la P la A sau la B.

Fig.15

20.4.2 Servovalve cu contra-reactii

a) Servovalva cu contra-reactie mecanica

Plecand de la schema servovalvei cu 2 etaje fara contra-reactie, se va adauga la nivelul sertarului principal un levier de restrangere. Acesta din urma permite

401


reducerea progresiva a diferentei de presiune creata de orificiile variabile O3 si O4.

Atunci cand aceasta devine nula, sistemul este in echilibru si sertarul distribuitorului este imobilizat intr-o anumita pozitie.

Fig.16

b) Servovalva cu contra-reactie electrica

Pincipiul de functionare a acesteia este similar cu al servovalvei fara contra-reactie, singura diferenta constand in adaugarea unui captor de pozitie la extremitatea sertarului principal.

Acest potentiometru converteste deplasarea distribuitorului in tensiune electrica.

Atunci cand semnalul afisat este in echilibru cu cel al captorului de pozitie, sertarul este imobilizat.

Fig.17402


c) Servovalva cu contra-reactie hidraulica

In cazul acestei servovalve, sertarul principal va fi pilotat la cele doua extremitati ale lui. Una dintre extremitati este legata de orificiul de alimentare A. ca urmare a deplasarii sertarului, fie intr-un sens fie in celalalt sens, presiunea de refulare va permite punerea in echilibru a aparatului.

Aceasta servovalva nu permite decat o singura iesire cu presiune controlata.Mai avem si cazul servovalvei cu doua iesiri cu presiune controlata.Acest tip de servovalva se mai numeste si servovalva de presiune.

Fig.18

20.4.3 Servovalva cu doua etaje tip tub plaeta cu contra-reactie mecanica – tip MOOG –

Aceasta servovalva se compune dintr-un cuplu motor de curent continuu si din doua etaje amplificate hidraulic. Armatura cuplului motor se prelungeste in intrefierul circuitului magneticconstituit din polii inferiori si superiori.

Aceasta armatura, legata de paleta, este mentinuta in pozitie printr-un tub flexibil.

Pe acest tub este montata o garnitura de etanseitate separata de partile electromagnetice si hidraulice ale valvei.

Cele doua bobine fixate de-o parte si de alta a tubului flexibil inconjoara armatura.

Paleta din primul etaj de amplificare, fixata la centrul armaturii, traverseaza tubul flexibil. Extremitatea sa este fixata intre cele doua tuburi, realizand astfel doua orificii de sectiune variabila. Un semnal electric provoaca un camp magnetic care antreneaza deviatia ansamblului armatura – paleta. Deplasarea acesteia din

403


urma cu tubul flexibil este de asemenea ca urmare a cresterii unuia din orificii si micsorarea celuilalt. Presiunea diferentiala astfel creata actioneaza asupra celor doua extremitati ale sertarului provocand deplasarea acestuia.

Sertarul poseda 4 orificii de control clapeta anti-retur toate sertarele de distribuitoare cu 4 cai in constructie clasica. Debitul care le traverseaza, pentru o cadere de presiune data, e proportinal cu deplasarea sa pornind din de la pozitia de zero (pozitia de mijloc).

Un resort fixat pe paleta este angajat intr-o fanta din centru sertarului. Deplasarea acestuia din urma intinde resortul care creeaza astfel un cuplu care actioneaza asupra ansmblului armatura paleta si se opune celui dat de semnalul de intrare.

Sertarul inceteaza a se deplasa atata timp cat cele doua cupluri sunt in echilibru.

Ca urmare, cursa sertarului este direct proportionala cu curentul de comanda care traverseaza cuplul motor.

404


Fig.19Prezentam in detaliu functionarea primului etaj :

• Daca se aplica un curent de comanda i sensul de rotire a armaturii este cel orar, cu unghiul θ care depinde de raza tubului flexibil si de tija, pivotul nu poate inca sa se miste, paleta va veni si va micsora orificiul de trecere al tubului A si va mari orificiul de trecere de la tubul B, astefel incat echilibrul dintre cele doua presiuni p1 si p2 este distrus.• Deoarece sectiunea de trecere la A este diminuata si cea de la B creste,

presiunea p1 va creste , iar presiunea p2 va scadea. Deci, sertarul distribuitorului se va deplasa catre dreapta, antrenand pivotul care va deplasa tija si paleta catre dreapta pana cand echilibrul presiunilor este restabilit. Aceasta stare este atinsa atunci cand paleta este revenita in pozitia de mijloc. Cuplul asupra tubului flexibil este atunci nul si cuplul de la motor este echilibrat de cuplul de la sertar. Aceasta stare corespunde unei pozitii a sertarului.

Deci, deplasarea sertarului este proportionala cu curentul aplicat bobinelor.

405


Fig.20Functionarea acestei servovalve se poate explica de asemenea prin diagrama

functionala de mai jos.

Intensitate pozitie pres.diferentiala debit

Cuplul Paleta Sistemul p1–p2 Sertar Orificii motor tuburi suprafete A-B

paleta sertare

Parghie retroactive

Intensitatea aplicata la motor creeaza un cuplu Cm asupra paletei care determina, in functie de pozitia sa in raport cu axa tuburilor, o presiune diferentiala. Aceasta presiune, actioneaza asupra sectiunilor extreme ale sertarului, deplasandu-l si descoperind orificiile de alimentare si trimitand astfel debitul corespondent.

Prin deplasarea sa, parghia retroactiva creeaza un cuplu de retinere Cr care este diferit de Cm si aceasta pana la echilibrare.

Acest cuplu Cr readuce paleta in pozitia neutra.Alte forte externe se exercita asupra setarului : forte dinamice permit trecerea

libera a debitului de la P la A sau B, forte de frecare sau forte de legatura. Aceste forte pot fi pozitive actionand in acelsi sens, fie de apropiere fie de departare.

In fiecare caz, parghia retroactiva este cea care asigura echilibrul.

406


407


CAPITOLUL 21

Lectura schemelor hidraulice

408


CAPITOLUL 21 :Lectura schemelor hidraulice

21.1 Notiuni generale Simboluri si scheme hidraulice

O schema de principiu a unui circuit hidraulic este unul din documentele cele mai importante care insotesc masina.

Indicatiile care apar pe scheme hidraulica sunt esentiale pentru o buna intelegere a functionarii masinii, precum si pentru a asigura instalarea si depanarea acesteia.

Schemele hidraulice curente sunt de trei tipuri diferite :• In sectiune,• In vedere, • Schema de principiu.

Tipul de schema utilizat depinde de cantitatea si de genul de informatii care este necesar a fi transmis.

Cele trei tipuri de scheme sunt reprezentate in figurile de mai jos, fiecare dintre ele reprezentand acelasi circuit.

409


Fig.1

Fig.2

410


Fig.3

Fig.1 reprezinta schema in sectiune a unui sistem hidraulic in care iese tija unui cilindru H a carui viteza de iesire este reglata prin regulatorul de debit F si cu revenire rapida, cand regulatorul de debit este ocolit fluidul trecand prin clapeta anti-retur G. Aceasta schema prezinta sectiuni prin toate aparatele din sistemul hidraulic si reprezinta un model pedagogic foarte bun.

Circuitul are in coponenta un distribuitor cu pozitia centrala deschisa.Alte scheme pot fi utilizate pentru a reprezenta alte faze ale ciclului de

functionare.

Fig.2 reprezinta acelasi sistem hidraulic sub forma de imagine / vedere.Aparatele sunt reprezentate in vedere si orificiile sunt unite intre ele prin linii

care reprezinta tevile.Aceasta schema prezinta toate tevile necesare in sistem si legaturile cu

aparatele hidraulice.

Fig.3 reprezinta acelasi sistem hidraulic prin utilizarea simbolurilor, fiind numita si schema de principiu.

Acest tip de schema este preferat de catre tehnicieni pentru studierea circuitelor si stabilirea cauzelor defectelor care pot aparea in timpul functionarii.

21.2 Intocmirea si utilizarea ciclogramelor

411


Ciclograma se prezinta sub forma unui tabel, ca in fig. de mai jos, in care sunt inscrise :

• Pe coloana ① sunt inscrise in ordine fazele delucru si organele receptoare care executa miscarile respective ;

• Pe coloana ② sunt inscrise organele de comanda in actiune (buton pornire – oprire hidraulic sau electric, semnal de final de cursa, contacte electrice de presiune, relee, etc.). Acestea vor fi plasate pe aceeasi line cu organul receptor pe care il actioneaza.

• Pe liniile ③ sunt inscrise organele de distributie cu comanda manuala sau electrica (electrodistribuitoare).

Fig.4

Reperele prezentate in tabel trebuie sa se regaseasca in schema deprincipiu.

Valorile de informatie :1 – prezenta comenzii0 – absenta comenzii

Lectura ciclogramei se va face conform exemplelelor prezentate mai jos :

Exemplul 1 :

FAZE Comanda 1D 2D1YVA 1YVB 2 YVA

Repaus 1S0 0 0 0

Explicatie : Contactul 1S0 este actionat, nu apare nici o informatie la organele de distributie

Exemplul 2 :


412


Reintrarea cilindrului 1C la viteza maxima

1S1 0 1 0

Explicatie : Intrarea cilindrului 1C este realizata prin comanda 1S1 (contact de final de cursa de exemplu) care pune sub tensiune

bobina 1YVB de la electrodistribuitorul 1D.

Exemplul 3 :


Iesire cilindru 2C la viteza mica

1S51S2→KA (1)

1 0 1

Explicatie : Pentru iesirea cilindrului 2C cu viteza lenta contactul 1S5 pune sub tensiune bobina 1YVA. 1S2 (care poate fi un semnal de final de cursa) actioneaza releul KA, care este pus sub tensiune (1), ceea ce duce la mentinerea sub tensiune a bobinei 2YVA a electrodistribuitorului 2D.

Concluzie :

Tabelul permite citirea miscarilor secventiale a unui ansmblu de mai multi receptori, prin citirea pe verticala in coloana ① a fazelor, apoi pe fiecare faza se identifica modul de comanda si aparatul de comanda.

Tabelul ciclogramei este foarte util in depanari :

Daca o miscare nu se executa se emite ipoteza defectarii apartului de comanda care se va verifica cu ajutorul unor aparate de control.

Luam exemplul 2, prezentat anterior, in care nu se realizeaza reintrarea cilindrului 1C. Conform tabelului, comanda 1S1 pune sub tensiune bobina 1YVB dela distribuitorul 1D.

Se va verifica daca bobina 1YVB este sub tensiune, si daca da, atunci distribuitorul 1D se verifica daca se deplaseaza. Daca bobina 1YVB nu este cauza , se va verifica comanda 1S1. Daca aceasta functioneaza se verifica daca mecanismul este bun.

Pe scheme se regaseste si diagrama de functionare. Diagrama ne va indica care sunt miscarile cilindrilor.

413


21.3 Exemple de scheme hidraulice

21.3.1 Miscarea unui cilidru cu dublu efect si a unui motor hidraulic cu un singur sens de rotatie

Schema :1

414


Conditii de functionare :

• Rotirea motorului nu se va obtine daca cilindrul este mentinut la final de cursa. Este necesar, deci sa se regleze supapa de secventa (succesiune)2RA la o valoare superioara presiunii care este necesara cilindrului 1C si inferioara valorii de regalaj a limitatorului de presiune 1RP, de 90 bari (se va face calculul pentru verificare).

• In functie de debitul pompei de antrenare de la grupul moto-pompa (1WP), de cilindreea motorului hidraulic 2M si de scurgerile L, se poate calcula turatia n. Sensul de rotatie a motorului 2M este orar (+).

• Reglarea droselului 1QA pentru o viteza de reintrare a tijei cilindrului 1C va fi controlata prin debitul de la pompa.

21.3.2 Circuit cu doua etaje de presiune

Schema :2

415


Avem un circuit cu doua etaje de presiune in care se doreste blocarea cilindrului cu incarcare pe o pozitie.

Se calculeaza :- presiunea de reglaj a limitatorului de presiune 1RP pentru o incarcare

F de 3000daN ;- presiunea de reglaj a supapei de reductie 1RB pentru o incarcare F’ de

2000 daN (cu un η total de 0,8) ;- viteza rapida VR a cilindrului 2C la presiune inalta si la presiune

joasa ;- viteza de retur necesara pentru a evita cavitatia, ceea ce necesita o

reglare a droselului 2QB.

Cunoscand datele din figura vom obtine :

416


F = p x S1 x η ⇒ p = x S1 ηF

unde :

S1 = 3,14 x 4 x 4 = 50,24 cm2 F = 3000 daNη = 0,8

deci : p = 8,024,503000

× = 75 bar

Presiunea de reglare a supapei de reductie 1 RB va fi :

p* = 8,024,502000

× = 50 bar

Se cunoaste debitul ca fiind :

qV = 15 l/min = 6015000 = 250 cm3/s

Viteza rapida VR a cilindrului va fi :

V = ]2[1]/3[

c mSsc mq v

= 2 4,5 0

2 5 0 = 5 cm/s

Viteza de retur va fi :

V’ = ]2[21

]/3[c mSS

sc mq v−

= 5 4,3 4

2 5 0 = 7,2 cm/s

Cand se cunoste ca :

S1 – S2 = suprafata inelara = π (R2 – r2) = 3,14 (16 – 5) = 34,54 cm2

Unde :R = 4 cm (la suprafata pistonului)R = 2,25 cm (la suprafata tijei)

417


Se va regla droselul unidirectional 2QB pentru a obtine o obtine o viteza inferioara rezultatului obtinut.

Ciclograma :

FAZE ComandaDistribuitor 2D :

pozitii1D

1 0 2 1YVAIntrarea tijei cilindrului 0 1 0 0

Iesire tija cil. 2C cu viteza rapida VR la presiune joasa BP

manuala 1 0 0 0

Iesire tija cil. 2C cu viteza rapida VR la presiune inalta HP

2S0→KA (1) 1 0 0 1

Intrarea tijei cil. 2C cu viteza lenta VL si presiune joasa

Manuala2S1→KA (0)

0 0 1 0

Cele doua presiuni sunt obtinute cu ajutorul limitatorului de presiune 1RP si al supapei de reductie 1RB in functie de pozitia distribuitorului 1D, care permite iesirea tijei cilindrului 2C care va actiona asupra contactelor 2S0 si 2S1.

In cursul deplasarii cilindrului 2C, daca distribuitorul 2D este pozitionat pe pozitia de mijloc (absenta presiunii) supapa de sens pilotata 2NB blocheaza cilindrul 2C, solicitata de incarcarea F , oprindu-l (vezi presiunea la manometrul 2GB).

In faza de retur, droselul unidirectional 2QB regleaza viteza VL , iar pentru a evita cavitatia supapa pilotata 2NB se va deschide, permitand returul uleiului la rezervor.

418


21.3.3 Echilibrarea unei incarcari

Schema :3

Ciclograma :

FAZE ComenziDistribuitor 1D :

pozitii2D

1YVA 1YVB 2YVB Pozitie de repaus 1S0→KA (0) 0 0 0

Iesire tija cil. la viteza lenta v1 m→a 1 0 0

Iesire tija cil. la viteza rapida v2 m→a1S1→KA (1)

1 0 1

Intrarea tijei cil. cu viteza lenta v3

m→r1S2→KA (0)

0 1 0

Intrarea tijei cil.cu viteza rapida v4

m→r1S1→KA (1)

0 1 1

419


• vitezele v1 si v2 se vor obtine prin reglarea droselului 1QB, v1 < v2, v3< v4, v1 = v3 = 2 cm/s

• se calculeaza viteza rapida v2 (cm/s)• se calculeaza viteza rapida v4 (cm/s) ; se va pozitiona limitatorul 1S1

la mijlocul distantei dintre limitatorii 1S2 si 1S0.

Cunoscand caracteristicile cilindrului, precum si faptul ca ca pompa este identica cu cea de la exemplul anterior, vom avea :

v2 = 5 cm/sv4 = 7,2 cm/sv1 si v3 = 2 cm/sv2 , v4 sunt vitezele rapide maxim posibile.Se observa ca vitezele lente v1 si v3 sunt identice datorita reglarii droselului

1QB.Presiunea de reglare teoretica a limitatorului de presiune 1Rpva fi :

p = S1F = 24,50

2000 = 40 bar

Ca urmare a reglarii, observam ca cilindrul nu efectueaza intreaga sa cursa. Aceasta se datoreaza faptului ca nu s-a tinut cont de randament. Considerand ca randamentul este : η = 0,8, valoare presiunii de reglaj a limitatorului de presiune va fi = 50 bar.

Pentru echilibrarea sarcinii F, supapa de echilibrare 1RB se va regla la valoarea teoretica:

p = S1F = 24,50

2000 = 40 bar

Supapa se va regla la aceasta valoare, apoi in cursul ridicarii cilindrlui 1C se va trece distribuitorul 1D pe pozitia de centru si se va regla supapa pana la stabilirea pozitiei de echilibru a incarcarii (se va urmarii valoarea data de manometrul 2GB).

Daca cilindrul inainte de a-si finaliza cursa de ridicare se opreste, inseamna ca exista un echilibru al fortelor pe suprafetele pistonului, se va actiona asupra limitatorului de presiune 1RP pentru a creste presiunea de lucru pana la ridicarea completa a cilindrului.

420


21.4 Aplicatii

21.4.1 Exercitiul 1 : Deplasarea orizontala a unei incarcari

Schema :4

Schema prezinta un dispozitiv care permite transportul unor lazi cu suporti la masina de sudura in puncte.

Dispozitivul mecanic are o masa de circa 8000 kg.Legatura mecanica incarcare – cilindru se realizeaza astfel incat efortul

furnizat de cilindru este dublul efortului de antrenare al transferului si viteza de transfer este dubla fata de viteza cilindrului.

Deplasarea se face pe galeti si rezistenta neglijabila.Cilindrul are o cursa de 1,9 m, un piston cu Ø 88 mm si tija de Ø 60 mm.

421


Timpul de intrare a tijei cilindrului este de 6 s.Durata de acceleratie este de 0,6 s.Acumulatorul din sistem este utilizat pentru a impiedica aparitia loviturilor de

berbec in cazul opririi accidentale a cursei cilindrului.

Sa se calculeze :

1. Efortul necesar demararii transferului ;2. Presiunea de alimentare a cilindrului, in timplul pornirii, daca

randamentul cilindrului este de 0,8 (avansul transferului este obtinut prin reintrarea tijei);

3. Presiunea minima la intrarea in regulatorul de debit 1, daca acesta are o presiune diferentiala de 6 bar;

4. Debitul necesar deplasarii;5. Dimensiunile tevii din apropierea tijei, daca timpul de retur este

sensibil egal cu timpul pe tur.

Datele cunoscute :

- Masa care este deplasata : m = - Cursa cilindrului : l =- Diametrul pistonului : D =- Diametrul tijei : d =- Timpul de deplasare : t1 =- Durata de accelerare : t2 =- Presiunea diferentiala la 1 : Δp =- Randamentul cilindrului : η =

1. Efortul necesar demararii transferului (F1 ):

- Viteza de deplasare (v) :

- Acceleratia de demaraj (γ) :

- Efortul (F1) :

2. Presiunea de alimentare a cilindrului (p) :

- Suprafata inelara Si :

422


- Efortul furnizat de cilindru F2 :

3. Presiunea minima la intrarea in regulatorul de debit (pm):

pm =

4. Debitul necesar deplasarii (Q):

Q =

5. Dimensiunile tevii din apropierea tijei :

- Viteza maxima de curgere: vc =

- Sectiunea interioara minima: Si =

423


21.4.2 Exercitiul 2

Schema :5

• Completati schema conform nomenclatorului :

1 : Supapa de decelerare cu clapeta anti-retur2 : Supapa de decelerare fara clapeta anti-retur

424


3 : Drosel cu clapeta anti-retur4 : Regulator de debit cu clapeta anti-retur5 – 9 : Manometre6 – 10 : Robinet pentru manometru7, 8, 13: Clapeta anti-retur11 : Robinet de punere la rezervor12 –14 : Limitator de presiune15 : Pompa cu cilindree constanta, Bp16 : Pompa cu cilindree constanta, Hp17 : Filtru retur18 : Filtru de aspiratie cu indicator de colmatare19 : Controlor de nivelV : Cilindru diferential Ø 80, cursa 400 mm, Ø tija 56 mmA, B, C : Contacte electriceE : Electro-distribuitor, 3 pozitii, centru deschisD : Electro-distribuitor, 3 pozitii, centru inchis (P), distributie deschisa pe ABT

• Indicati care sunt comenzile pentru distribuitoare pentru a obtine :o Un avans rapid ;o Un avans lento Un retur rapid

425


21.4.3 Exercitiul 3

Schema :6

• Completati schema conform nomenclatorului :

1 – 2 : Regulator de debit cu clapeta anti-retur3 : Acumulator4 – 5 : Supapa de reglare cu clapeta anti-retur6 – 9 : Regulator de debit7 – 8 : Clapeta anti-retur10 : Electro-distribuitor cu 2 etaje, 3 pozitii, centru inchis

426


11 : Electro-distribuitor cu 3 pozitii, centru inchis12 : Manometru13 : Robinet pentru manometru14 : Clapeta anti-retur reglata 5,3 bar15 : Robinet de izolare16 : Pompa auto-reglabila17 : Filtru de aspiratie cu indicator de colmatare18 : Filtru de retur19 : Filtru magneticV : Cilindru

• Stabiliti modul de functionare al circuitului dupa ciclul prezentat mai jos :

- Comanda pornire ; ATL = 1- FRT = 1 ; ATR =1- RAT =1 ; ATR =0- FAT =1 ; ATL = 0- RTL = 1- apoi RTR = 1- RRT =1; RTR = 0- FRT = 1; RTL = 0

427


21.4.4 Exercitiul 4

Schema 7 si ciclograma :

428


429


430


CAPITOLUL 22

Simbologie

431


432

manual hidraulic

Documents