EAHP_C1 (1)

Echipamente de Automatizare Hidraulice s, iPneumatice

Curs 1: Introducere

S, .l.dr.ing. Ionut, Muntean

Departamentul de AutomaticaUniversitatea Tehnica din Cluj-Napoca

Ionut, Muntean (UTCN) EAHP 26.02.2014 1 / 40

Cuprins

Aspecte organizat,ionaleCalendarEvaluare

IntroducereCe este hidraulica?Avantaje/Dezavantaje -sisteme hidraulice/pneumaticeEx: modelarea unui sistem pneumaticAplicatii

Continutul cursurilorContinutul cursurilorExemple de propuneri de lucrari de licenta

Referinte


Aspecte organizat,ionale

Cuprins




Referinte


Aspecte organizat,ionale Calendar

Calendar

Cursuri -356 26 Februarie 5, 12, 19, 26, 31 Martie 2, 9, 16, 30 Aprilie 23 Aprilie (Vacant,a de Pas, ti -liber!) 7, 14, 21, 28 Mai 4 Iunie

Laboratoare -C13Ing. Pll [email protected]


Aspecte organizat,ionale Evaluare

Activitati didactice si evaluare

Activitat,i didacticeCursuri Opt,ionale (prezent,a e recomandata)

Laboratoare Obligatorii

EvaluareExamen final 80 %Laboratoare, sau Proiect (ales pna n sapt. 4) 20 %Prezent,a cursuri 10 % (Bonus -pentru mai mult de 10 prezent,e)


Introducere

Cuprins




Referinte


Introducere Ce este hidraulica?

Efectul de prghie si hidraulica

PrghiaSe aplica o forta F n capatul stngal prghiei. Deoarece lungimeasectiunii din stnga e dubla fata desectiunea din dreapta, fortatransmisa la capatul din dreapta vafi 2F.

HidraulicaHidraulica se bazeaza pe acelasi principiu: o forta aplicata ntr-unpunct se transmite ntr-un alt punct al sistemului prin intermediul unuifluid incompresibil, de cele mai multe ori pe baza de ulei.



Legea lui Pascal

Aria celor doua pistoane esteS = pi r2

Forta aplicata pe primul piston F1 va fitransmisa n cel de-al doilea piston caF2 = F1 S2S1 . Astfel, forta esteamplificata cu patratul raportuluidintre razele (diametrele) celor douapistoane (F2 = 9 F1).

Pistonul din stnga va trebui, nsa,comprimat pe o distanta mult maimare pentru a obtine o deplasare deo unitate n pistonul din dreapta (9inch pentru o deplasare de 1 inch apistonului din dreapta).



Sistem de frnare

F1 = 4 F F2 = 9 F1 = 36 F Obs: sistemul amplifica forta

piciorului cu un factor de 36! Obs2: ntr-un sistem

hidraulic/pneumatic presiunea esteutilizata pentru controlul fortei, iardebitul pentru controlul vitezei.



Hidraulica/Pneumatica Intre cele doua exista multe asemanari, dar si deosebiriAsemanari Principii

Legile fizice Echipamente

Conducte Senzori Actuatori



Hidraulica/Pneumatica II

Diferente Compresoare

Hidraulice Pneumatice

Mediul de transmisie Gaze sisteme pneumatice Lichide sisteme hidraulice

Forte transmise Prin intermediul gazelor pneumatica

500 Pa pna la 600 KPa Compresibile

Prin intermediul gazelor hidraulica 600 KPa pna la 35 MPa Incompresible



Integrarea sistemelor hidraulice si pneumatice

Utilizarea sistemelor hidraulice/pneumatice pentru transferul energiei:Sursa de energie: Electrica Mecanica Hidraulica/pneumatica

prin intermediul Hidraulicii

Sisteme cu lichide Pneumaticii

Sisteme cu gazajunge la destinatie sub forma Mecanica Electrica



EchipamenteSenzori Debit Presiune Nivel

Actuatori Valve Regulatoare Relee

Elemente de conexiune Conducte

Surse Surse pneumatice Surse hidraulice

Alte elemente Filtre Uscatoare gaz



TehnologiiConexiunea elementelor Analogice

Elemente continue Valve proportionale Amplificatoare Membrane

Communicatia Ex. 4-20 mA

Digitale Elemente discrete

Porti logice (AND, OR, XOR) Numaratoare

Comunicatia Fieldbus Modbus Profibus

Combinate Convertoare electro-pneumatice HART


Introducere Avantaje/Dezavantaje -sisteme hidraulice/pneumatice

Argumente pentru sistemele hidraulice si pneumatice

Echipamente hidraulice Cea mai mare densitate de energie Forta specifica mare (electromagnet 22 daN/cm2 vs. hidraulice

300 daN/cm2) Realizarea cu usurinta a unor forte si puteri mari cu mecanisme

simple Posibilitatea deservirii centralizate a unui grup de masini Raport putere/greutate mare

Echipamente pneumatice Siguranta n functionare n medii dificile (cu pericol de explozie,

incendiu, cmpuri termice si magnetice) Greutate redusa a motoarelor Suprancarcare fara pericol de avarii Posibilitatea reglarii n limite largi a vitezei si fotei Posibilitati de stocare a energiei


Introducere Avantaje/Dezavantaje -sisteme hidraulice/pneumatice

Dezavantaje/compromisuri

Echipamente hidraulice pierderi liniare si locale de presiune n sistem Influenta temperaturii asupra vscozitatii Consum de energie mai ridicat Viteza si distanta de transmitere a semnalului limitata

Echipamente pneumatice Precizie redusa n pozitionare la sarcini mari datorita

compresibilitatii mari a aerului Viteza si distanta de transmitere a semnalului mult mai mica


Introducere Ex: modelarea unui sistem pneumatic

Sistem pneumatic

Un exemplu tipic de cilindru cu dublaactiune

DAC example



Modelarea n Simulink

Toolbox-ulSimHydraulics



Simboluri ISO -hidraulica


Introducere Aplicatii

Industria automotive

Sistem de frnare include si tehnologia ABS



Sisteme hidraulice hibride pentru autovehicule

O alternativa ieftina lasistemele hibride electrice.

Pot recupera pna la 70 %80% din energia de frnarecomparativ cu 25 % pentruautovehiculele hibrideelectrice.



Industria aeronautica

Manipularea flapsurilor, rotiloretc.



Transportul lichidelor

ntre locul de extractie si loculde prelucrare sau ntre diferitelocatii de prelucrare (industriapetrochimica, farma, etc)



Manipulatoare

Bazeaza pe legea lui Pascal Variatia presiunii produsa

ntr-un punct al unui lichidaflat n echilibru n cmpgravitational se transmiteintegral n toate puncteleacelui lichid.



Masini unelte

Diferite motoare pentruoperatii speciale



Robotica

Motoare pentru bratelerobotilor



Alte aplicatii

Le ntlnim n fiecare zi...



Perspectivele energiei hidraulice

Inroducerea microelectronicii Mecatronica Robotica

Noi fluide de lucru Fluidele pe baza de petrol sau minerale sunt cele mai utilizate n

prezent. Fluidele pe baza de apa sunt utilizate n sisteme rezistente la foc. Fluidele sintetice sunt lubrifianti artificiali si ofera caracteristici

excelente n aplicatii cu presiuni si temperaturi nalte.

Miniaturizare (etansare)


Continutul cursurilor

Cuprins




Referinte


Continutul cursurilor Continutul cursurilor

Proprietati caracteristice fluidelor

Compresibilitatea Vscozitatea Curgerea laminara si turbulenta Aplicatie: interpretarea grafica a ecuatiei lui Bernoulli Calculul pierderilor de energie Aplicatie: Determinarea pierderii de presiune dintr-o conducta Aplicatie: relatia lui Saint-Venant Aplicatie: calculul debitelor cu ajutorul diafragmei



Elemente analogice de circuit

Compensarea deplasarilor si a fortelor Elemente pasive de circuit

Resistenta Fixa Variabila

Condensatorul Fix Variabil

Bobina



Elemente active si elastice

Elemente active Divizor de presiune Amplificator cu ajutaj Amplificator pneumatic Amplificator de putere pneumatic

Elemente elastice Circuite RC Comparatoare Circuite pneumatice de calcul

Element de extragere a radacinii patratice Divizor



Echipamente pneumatice cu actiune continua

Regulatoare pneumaticeTraductoare pneumaticeElemente de executie pneumaticaElemente auxiliare Indicatoare / nregistratoare Masurare si control Prepararea aerului instrumental



Echipamente pneumatice cu actiune discreta

1 Amplificator cu turbulenta Anger2 Elemente logice cu orientarea jetului3 Bistabile4 Generatoare de semnal5 Elemente de ntrziere6 Trigger Schmidt fluidic



Aplicatii

Sinteza circuitelor Studii de caz (acumulatorul hidraulic, motoare hidraulice etc.)



Interfete

Interfete analogice 420 mA 01 bar

Interfete digitale Fieldbus HART Profibus Modbus


Continutul cursurilor Exemple de propuneri de lucrari de licenta

Propuneri proiecte diploma 2013/2014

Overview asupra senzorilor pneumatici Masina de sortare cu cilindrii pneumatici Controlul presiunii prin compensarea temperaturii Proiecte din domeniul roboticii

Perceptia Concursul Digilent, BattleLab Robotica


Referinte

Cuprins




Referinte


Referinte

Referinte

Gh. Lazea, R. Robotin, S. Herle, C. Marcu, Echipamente deAutomatizare Pneumatice si Hidraulice, Editura U. T. Press,Cluj-Napoca 2006.

Gh. Lazea, Echipamente de automatizare pneumatice sihidraulice, Lito Institutul Politehnic, Cluj-Napoca, 1986.

Gh. Lazea, Echipamente de automatizare pneumatice sihidraulice.Lucrari de laborator, Lito Institutul PolitehnicCluj-Napoca, 1982.


Referinte

Format electronic si date de contact

Laboratoare: rrg.utcluj.ro/eahp [email protected]


Aspecte organizationaleCalendarEvaluare



Referinte

EAHP_C1 (1)

Documents

Transcript of EAHP_C1 (1)