2 Motoare hidraulice

download 2 Motoare hidraulice

of 13

  • date post

    23-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    2.665
  • download

    8

Embed Size (px)

Transcript of 2 Motoare hidraulice

Cap. VII MOTOARE HIDRAULICE7.1. Generaliti, clasificareMotoarele hidraulice realizeaz transformarea energiei poteniale a lichidului, de putere NH = p Q,n putere mecanic, acionnd direct, sau prin intermediul unei transmisii mecanice, organul de execuie.Dupcaracteristicileenergieimecanicefurnizate, motoarelepotficumicarederotaiesaucumicarede translaie.Motoarele cu micare de rotaie asigur un moment M la o vitez unghiular i pot fi cu micare de rotaie continu sau de tip oscilant.Motoarele cu micare de translaie (cilindri hidraulici sau motoare hidraulice liniare) asigur o for F pentru o vitez liniar v.Simbolizarea motoarelor hidraulice este prezentat n tabelul 5.1.7.2. Motoare hidraulice rotativengeneral toate pompele hidraulicedescrisencapitolul 6pot funcionateoretic ca motoare dac sunt alimentate cu ulei sub presiune.nacionareahidraulicsunt utilizatenspecial motoaredeturaiimedii inalte(clasice)careprovindin pompele hidraulice cu pistoane axiale, radiale i cu angrenaje.Sunt utilizate deasemenea construcii speciale cu performane deosebite, respectiv motoare de turaii joase i motoare de poziionare.Din categoria motoarelor hidraulice rotative de construcie special fac parte motoarele de tip HARTMAN, ROLLSTAR, DONZELLI, HYDROMATIC, motoare pas cu pas, motoare de turaii joase DANFOSS.Motoarele DANFOSS, figura 7.1, realizeaz o micare de rotaie stabil ntre 10 i 1500 [rot/min]. Rotorul 2, cu 9 lobi cu profil cicloidal, angreneaz cei 10 dini conjugai de pe statorul 1.Figura 7.1. Motoare de turaie joas de tip DANFOSS1 2 3Cu plunjerMotor oscilantAlte tipuriNediferentialCu revenireprin apasareCu revenireprin arcCilindri cu simplu efectCursareglabilaDiferentialCilindri cudublu efectCu dubluefectCu simplu efectCilindri telescopiciCilindri cu batiu fixCILINDRIHIDRAULICICu articulatie la PMSCu articulatietip fusCu articulatie la PMICu articulatietip flansaCilindri cu batiu tip articulatieACIONAREAHIDRAULICAMAINILORUNELTECapitolul VII7.3. Motoare hidraulice cu micare de translaie7.3.1. Clasificarea motoarelor hidraulice cu micare de translaien figura 7.2 este prezentat o clasificare a motoarelor cu micare de translaie (cilindri hidraulici).Figura 7.2 Clasificarea motoarelor hidraulice cu micare de translaieCilindrii hidraulici sunt utilizai nacionareahidraulicpentrurealizareamicrii detranslaie, ct i n combinaii mecanice de transformare, pentru micri de rotaie.7.3.2. Construcia cilindrilor hidraulicinfigura7.3sunt prezentatedoutipuri constructivedecilindri hidraulici cupiston, respectivcilindrul nediferenial (S1 = S2) figura 7.3 a i cilindrul diferenial (S1 S2) figura 7.3 b . Principalele elemente constructive sunt cilindrul 1, pistonul 2, tija 3, capacul 4, etanarea tijei 5, etanarea pistonului 6, etanarea capacului 7, prinderea tijei 8.96ACIONAREAHIDRAULICAMAINILORUNELTECapitolul VIIFigura 7.3 a, b Cilindru hidraulic. a) nediferenial ; b) diferenialCilindrii cu plunjer etaneaz organul motor (tija) n ghidaj spre camera de unic presiune.Cilindrii telescopici, figura 7.4, sunt formai dintr-un multiplu de plunjere concentrice care, n funcionare, se desfoar progresiv de la diametrele mari spre cele mici datorit creterii n trepte a presiunilor necesare pentru a deplasa aceeai sarcin prin aciunea lichidului asupra unor suprafee active mereu mai mici.Figura 7.4 Cilindru telescopic pentru viteza constantn figurile 7.5, 7.6 i 7.7 sunt prezentate trei seciuni corespunztoare unor cilindri hidraulici n care sunt puse n eviden principalele elemente constructive.97Q2b )S1 S2a )Q13 6 2 4 1 81 4V2S1 S2V15 7Cilindrutelescopicpentruvitezaconstant a9 4 1 6 2 3 8 4 7 5ACIONAREAHIDRAULICAMAINILORUNELTECapitolul VIIFigura 7.5Cilindru hidraulic diferenial. 1- corpul cilindrului; 2- piston;3 - tij; 4- capac; 5- garnitur de etanare a tijei; 6- garnitur de etanare a pistonului; 7- garnitur de etanare capac; 8- filet pentru prinderea tijei; 9- filet pentru fixarea cilindruluiFigura 7.6Cilindru hidraulic cu alimentare prin capacFigura 7.7Cilindru hidraulic cu alimentare prin tijAlimentarea cu lichid hidraulic se realizeaz prin guri practicate n cilindru, figura 7.5 sau n capace, figura 7.6. Pentru varianta prezentat n figura 7.7, alimentarea motorului se realizeaz prin eava 2 din interiorul tijei 3, iar partea din dreapta prin spaiul 1, cuprins ntre eava 2 i tija 3.Cilindrii cu piston pot fi executai n varianta fr frnare la capt de curs sau n varianta cu frnare la un capt de curs, figura 7.8 a, sau cu frnare la ambele capete, figura 7.8 b.nfigura7.8aesteprezentatsoluiaconstructivaunei pri dintr-unmotor cufrnareapistonului i a organului antrenat la capt de curs, pentru a se evita astfel ciocnirea repetat a pistonului de capac i consecinele sale, de natur hidraulic sau mecanic.982 1 3ACIONAREAHIDRAULICAMAINILORUNELTECapitolul VIIFigura 7.8 a, b Cilindrii cu piston cu frnare la capt de cursCnd cepul 1 al pistonului intr n alezajul 2, fluidul este mai nti droselizat prin spaiul de control n scdere, dintre partea conic a cepului i alezaj (poriunea A B), dup care evacuarea lichidului din camera 3 ctre instalaie nu se mai poate face dect prin droselul cu ac 4 reglat corespunztor vitezei ce se dorete a fi obinut (poriunea B O). La deplasarea motorului n sens invers, alimentarea cu fluid se face prin supapa 5 i alezajul 2.nfigura7.8b, estereprezentatschematicsoluiaconstructivdescrismai sus, realizatnslaambele capete ale motorului.7.3.3. Calculul de proiectare al cilindrilor hidraulicinacionrilehidraulicesefolosescnspecial cilindri hidraulici dinseriauoarcarelucreazlapresiuni nominale pn = 6,3 MPa.n tabelul 7.1 sunt prezentai principalii parametri funcionaliEtapele de dimensionare i soluiile de proiectare sunt elaborate n conformitate cu STAS 8535 83.Tabelul 7.1.NrcrtDenumirea parametrului funcional Simbol Unitatea de msur1Presiunea nominalPn2cmdaN, bar2Dimensiuni principale- diametrul pistonului (suprafaa)- diametrul tijei (suprafaa)- raportul suprafeelor active ale pistonului pentru cilindrii difereniali- cursa total a pistonuluiD (S)d (s)s SS Lmm (mm2)mm (mm2)-mm3 Fora nominal de mpingere F daN4 Viteza medie a pistonului (Debitul) v (Q)minm

,`

.|min15 Randamentul total%6 Masa cilindrului m kg99lfdDA30BC4VtA B2 5 1ACIONAREAHIDRAULICAMAINILORUNELTECapitolul VIIParametrii principali ai cilindrilor hidraulici sunt:pn - presiunea nominal;D - alezajul nominal.Dimensionarea cilindrului const n determinarea alezajului nominal D, respectiv a debitului Q necesar pentru a realiza deplasarea pistonuluicu viteza v impus.Datele iniiale de proiectare sunt:Fm [daN] fora necesar deplasrii organului mobil; p [MPa] presiunea nominal de lucru;v [m / min] viteza de deplasare a pistonului;M [kg] masa organelor care trebuiesc deplasate.a. Calculul preliminar al forei de mpingere, FFora de mpingere este o mrime care rezult din presiune i suprafaa activ a pistonului i este determinat de suma forelor rezistente pe care trebuie s le nving pistonul n deplasarea sa.F = pn sn Fm + Ff + Fa + Fc(7.1.)Fm fora necesar pentru deplasarea organului mobil;Ff forele de frecare dintre organele cilindrului. Ele sunt provocate, de obicei, de frecrile dintre piston i cilindru i dintre tij i garniturile de etanare din capac. Pentru calculul preliminar se consider Ff = 0,25 Fm.Fa = a M forele de inerie produse de masele n micare ale sistemului, reduse la tija cilindrului, n care a acceleraia pieselor n micare i M suma maselor pieselor n micare. Pentru determinarea acceleraiei pieselor aflate n micare este necesar s se cunoasc modul de variaie a vitezelor. n cazul deplasrii rectilinii, variaia vitezei de demarare este de obicei parabolic. Acceleraia la pornire este:[ ]2 maxs / mtv 2a (7.2)n care t [s] timpul de demarare (se adopt n funcie de viteza de deplasare a organului mobil);vmax [m/s] se adopt conform tabelului 7.2.Tabelul 7.2.V[m/min] 2 5 10 15 20 25 30t [s] 0,05 0,08 0,1 0,15 0,25 0,35 0,5Fc [N] fora datorat compresiunii lichidului, pe faa opus sensului de deplasare al pistonului, n conducta de ntoarcere a lichidului n rezervor. Aceasta se determin n funcie de parametrii circuitului hidraulic: Fc = p Sc(7.3.)n care: p [MPa] cderea de presiune pe circuitul de intrare la rezervor; Sc [m2] seciunea efectiv a cilindrului n partea opus suprafeei active.Cdereadepresiunesealege p=0,3 1[Mpa] i estenfunciedevitezadecurgereauleiului i de rezistenele din circuit.Seciunea Sc n partea opus suprafeei active se determin cu relaia:p 10F 5 , 1Smc (7.4)Cu aceste valori ale forelor rezistente se calculeaz fora de mpingere F.b. Calculul seciunii cilindruluiSeciunea cilindrului (alezajul) se calculeaz n funcie de modul de lucru a tijei.1) n cazul cnd tija lucreaz la compresiune, seciunea cilindrului este dat de relaia:pFS (7.5)2) n cazul cnd tija lucreaz la ntindere, seciunea cilindrului rezult din relaia:100ACIONAREAHIDRAULICAMAINILORUNELTECapitolul VIIpFs S (7.6)Pentru determinarea seciunii cilindrului S se folosete relaia:s SS (7.7)Valorile coeficientului se adopt n funcie de grosimea tijei: = 1,12 tije subiri= 1,14 1,16 tije groase= 2 tije foarte groasenlocuind, se obine seciunea cilindrului: PFS (7.8)Dup obinerea valorilor pentru seciunea cilindrului S, se determin diametrul D .S 4D [mm] (7.9)Mrimea alezajului D astfel determinat se rotunjete la una din valorile prezentate n urmtorul ir de mrimi normalizate D 30, 32, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 701, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 140, 150c. Calculul diametrului tijeiSeciunea s a tijei se calculeaz din relaia 7.7, n care valoarea (raportul seciunilor) se adopt n funcie de grosimea tijei.Se determin diametrul tijei d.s 4d (7.10)Valoarea d astfel obinut se rotunjete la una din urmtoarele mrimi normalizate: d 8, 10, 12, 15, 18, 20, 22, 25, 28, 30, 35, 38, 40, 45, 48, 50, 55, 60, 65, 70.d. Calculul debitului necesar.Debitul de alimentare se calculeaz pentru:1) cazul n care tija lucreaz la compresiune: ]]]

mincm v SQ3vM(7.11)2) cazul n care tija lucreaz la ntindere: ( )]]]

mincm v s SQ3vM(7.12)n care : S, s [cm2