Acţionarea hidraulică a maşinilor unelte

CUPRINS

PREFAŢĂ ..................................................................................................................................................................................... 8

1. NOŢIUNI INTRODUCTIVE ASUPRA SISTEMELOR DE ACŢIONARE HIDRAULICĂ ................................................................................................................. 111.1. Generalităţi ................................................................................................................. 111.2. Avantajele acţionărilor

hidraulice ............................................................................... 111.3. Structura generală şi clasificarea sistemelor de acţionare hidraulică ......................... 12

2. MEDIUL HIDRAULIC .................................................................................................. 132.1. Cerinţele impuse mediului

hidraulic ........................................................................... 132.2. Proprietăţile fizice şi chimice ale mediului hidraulic ................................................. 13

2.2.1. Presiunea. Forţe care acţionează asupra mediului hidraulic .......................... 132.2.2. Densitatea şi greutatea specifică .................................................................... 152.2.3. Compresibilitatea şi elasticitatea ................................................................... 152.2.4. Vâscozitatea ................................................................................................... 172.2.5. Mişcări laminare şi turbulente ....................................................................... 192.2.6. Cavitaţia ......................................................................................................... 202.2.7. Proprietăţi termice ......................................................................................... 222.2.8. Proprietăţi chimice ......................................................................................... 22

2.3. Fluide hidraulice de utilizare curentă ......................................................................... 232.3.1. Uleiuri minerale .............................................................................................. 232.3.2. Lichide hidraulice sintetice ............................................................................ 242.3.3. Apa utilizată ca mediu hidraulic .................................................................... 242.3.4. Alegerea lichidelor hidraulice ........................................................................ 242.3.5. Aerul ca fluid hidraulic .................................................................................. 24

3. LEGILE FUNDAMENTALE ALE MECANICII FLUIDELOR APLICATE ÎN ACŢIONAREA HIDRAULICĂ ............................................................................... 273.1. Legea lichidului hidrostatic ........................................................................................ 273.2. Legea conservării masei. Ecuaţia de continuitate

....................................................... 293.3. Legea echilibrului energetic în dinamica fluidului ideal. Ecuaţia lui Bernoulli ........ 303.4. Legea conservării impulsului. Forţa hidrodinamică ................................................... 31

4. PIERDERI ENERGETICE DE PRESIUNE ŞI DEBIT ÎN SISTEMELE DE ACŢIONARE HIDRAULICĂ ....................................................................................... 354.1. Ecuaţia de echilibru energetic. Pierderi hidraulice ..................................................... 35

4.1.1. Pierderile de presiune la curgere laminară în regim permanent prin conducte circulare drepte. Mişcarea Hagen- Poiseuille ................................. 36

4.1.2. Pierderi de presiune la mişcarea prin conducte în regim nepermanent datorită accelerării volumului de lichid .......................................................... 38

4.1.3. Pierderea de presiune necesara comprimării mediului hidraulic. Debit de compresibilitate .............................................................................................. 39

4.1.4. Pierderea totală de presiune de-a lungul unei conducte în regim de curgere nepermanent ................................................................................................... 41

4.2. Pierderi de debit prin fante plane înguste şi fante inelare .......................................... 414.2.1. Pierderi de debit prin fante plane înguste ....................................................... 41

4.2.1.1. Pierderi de debit prin fante cu pereţi plani neparaleli .............................. 444.2.2. Pierderile de debit prin fante inelare concentrice ........................................... 454.2.3. Pierderi de debit prin fante inelare excentrice ................................................ 464.2.4. Influenţa presiunii asupra pierderilor de debit prin fante înguste .................. 47

4.3. Pierderi de presiune prin rezistenţe hidraulice locale, în regim de curgere turbulent 484.4. Curgerea prin obliteraţii ............................................................................................. 55

5

Cuprins

5. MAŞINI HIDRAULIE VOLUMICE 575.1. Noţiuni fundamentale. Principiul de luncţionare al maşinilor hidraulice volumice.

Simbolizare .................................................................................................................. 575.2. Parametrii funcţionali ai maşinilor hidraulice volumice ............................................ 59

5.2.1. Parametrii funcţionali ai pompelor volumice rotative ................................... 595.2.2. Parametrii funcţionali ai motoarelor volumice rotative ................................. 59

5.3. Pierderi, randamente şi puteri la maşinile hidraulice volumice. Caracteristici statice 595.3.1. Pierderile de debit. Randamentul volumic ..................................................... 60

5.3.1.1. Pierderile de debit. Randamentul volumic la pompele hidraulice rotative ..................................................................................................... 60

5.3.1.2. Pierderile de debit. Randamentul volumic la motoare hidraulice rotative ..................................................................................................... 60

5.3.2. Pierderi hidraulice. Randamentul hidraulic .................................................... 625.3.3. Pierderile mecanice, randamentul mecanic. Caracteristici statice ................. 63

5.3.3.1. Pierderile de debit. Randamentul volumic la pompele hidraulice rotative ..................................................................................................... 63

5.3.3.2. Pierderile de debit. Randamentul volumic la motoarele hidraulice rotative ..................................................................................................... 63

5.3.4. Randamentul total .......................................................................................... 645.3.2. Puterea maşinilor hidraulice volumice .......................................................... 65

6. POMPE VOLUMICE ...................................................................................................... 696.1. Generalităţi .................................................................................................................. 696.2. Energia de pompare ..................................................................................................... 696.3. Clasificarea pompelor .................................................................................................. 706.4. Pompe cu roţi dinţate ................................................................................................... 73

6.4.1. Generalităţi ..................................................................................................... 736.4.2. Pompe cu roţi dinţate cu angrenare exterioară ................................................ 73

6.4.2.1. Calculul debitului ..................................................................................... 766.4.2.2. Momentul şi puterea de antrenare la axul roţii conducătoare .................. 816.4.2.3. Probleme specifice funcţionării pompelor cu roţi dinţate ........................ 816.4.2.4. Probleme de calcul şi proiectare la pompele cu roţi dinţate .................... 836.4.2.5. Caracteristici statice ale pompelor cu roţi dinţate cu angrenare

exterioară ................................................................................................. 846.4.3. Pompe cu roţi dinţate cu angrenare interioară ............................................... 856.4.4. Pompe cu şuruburi .......................................................................................... 87

6.5. Pompe cu palete radiale ............................................................................................... 886.5.1. Construcţie, funcţionare ................................................................................. 886.5.2. Calculul debitului la pompe cu palete radiale cu simplă acţiune ................... 90

6.6. Pompe cu pistoane radiale ........................................................................................... 946.6.1. Construcţie funcţionare .................................................................................. 946.6.2. Calculul debitului ........................................................................................... 966.6.3. Calculul coeficientului de pulsaţie ................................................................. 976.6.4. Calculul momentului şi puterii de antrenare .................................................. 986.6.5. Elemente constructive şi tehnologice ............................................................. 99

6.7. Pompe cu pistoane axiale ............................................................................................ 1006.7.1. Construcţie, funcţionare ................................................................................. 1006.7.2. Pompe cu disc rulant ...................................................................................... 1006.7.3. Pompe cu pistoane axiale rotative .................................................................. 100

6.7.3.1. Pompa cu pistoane axiale şi disc înclinat ................................................ 1016.7.3.2. Pompa cu pistoane axiale şi bloc înclinat ................................................ 1026.7.3.3. Probleme specifice pompelor cu pistoane axiale ..................................... 104

7. MOTOARE HIDRAULICE ........................................................................................... 1077.1. Generalităţi, clasificare ................................................................................................ 107

6

Acţionarea hidraulică a maşinilor unelte

7.2. Motoare hidraulice rotative ......................................................................................... 1077.3. Motoare hidraulice cu mişcare de translaţie ................................................................ 108

7.3.1. Clasificarea motoarelor hidraulice cu mişcare de translaţie ........................... 1087.3.2. Construcţia cilindrilor hidraulici .................................................................... 1087.3.3. Calculul de proiectare al cilindrilor hidraulici ............................................... 1117.3.4. Motoare oscilante ........................................................................................... 118

7