Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare si oscilante

TEMA PROIECTULUI

STUDIUL CONSTRUCTIV

AL MOTOARELOR

HIDRAULICE LINIARE

ŞI OSCILANTE

Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante

2

CUPRINS

Cap. I Argument

Cap. II Consideratii generale

- II. 1 Caracteristici si performante ale motorelor hidraulice.

- II. 1.1 Caracteristici

- II. 1.2 Performante

- II. 1.3 Avantaje/ dezavantaje ale actionarilor hidraulice .

- II. 1.4 Generalitati, solutii constructive-functionale

Cap. III Motoare hidraulice liniare

- III. 1 Elemente constructive ale motoarelor

- III. 2 Motoare hidraulice rotative

Cap. IV Motoare hidraulice oscilante

Cap. V Mediul hidraulic

-V. 1 Cerinte impuse mediului hidraulic

-V. 2 Uleiuri minerale

-V. 3 Uleiuri de sinteza si alte medii utilizate

Cap. VI Punerea in functiune si intretinerea instalatiilor hidraulice

-VI. 1 Conectarea instalatiei hidraulice

-VI. 2 Alimentarea cu lichid de lucru

-VI. 3 Pornirea instalatiei

Cap. VII Asigurarea calitatii motoarelor hidraulice liniare si oscilante

-VII.1 Curatirea instalatiei

-VII.2 Dezaerarea instalatiei

-VII.3 Reglarea instalatiei

-VII.4 Intretinerea instalatiilor hidraulice

-VII.5 Diagnosticarea defectelor

Cap. VIII Norme tehnice de securitatea muncii

Cap. IX Anexe

Cap. X Bibliografie


3

ARGUMENT

Hidraulica este stiinta care studiaza legile de echilibru si de miscare a fluidelor din

punct de vedere al aplicatiilor in tehnica.

Denumirea de hidraulica provine din cuvintele grecesti hidro-apa si aulos-tub.

Notiunea a fost pusa initial in legatura cu orga de apa(instrument muzical din Grecia

antica)unde caracteristicile sunetelor erau realizate de inaltimea coloanelor de apa.

Hidraulica studiaza in principal lichidele care sunt fluide practic incomparabile , ele

nu au forma proprie ci sunt perfect plastice la efortul de compresiune. Lichidele in cantitati

mici iau forma sferica , iar in cantitati mari iau forma recipientului, prezentand o suprafata

libera.

Hidraulica are un vast domeniu de aplicabilitate. Apa fiind un element indispensabil

vietii, primele asezari omenesti au fost conditionate de prezenta ei. In timp au aparut primele

lucrari hidrotehnice: diguri, stavilare, apeducte, sisteme de irigatii. Mai tarziu rezervele mari

de apa stranse in lacuri de acumulare sau canale au putut fi utilizate dupa dorinta pentru

irigatii, navigatie, pentru scopuri industriale sau energetice.

Domeniul de aplicabilitate al hidraulicii s-a extins considerabil. La ora actuala nu

exista nici o ramura a tehnicii unde sa nu isi gaseasca aplicabilitate.

Exemple:

- Industria constructoare de masini:in tehnica automobilului, locomotivei, aviatiei,

navale , in industria usoara si alimentara s-au extins sistemele hidraulice de comenzi,

actionari si automatizari, amortizoare, suspensii hidraulice etc.

- Transporturi: principiile de functionare ale celor mai multe mijloace de transport

sunt bazate pe legile hidraulicii. Astfel sunt vapoarele si submarinele, avioanele etc.

De asemenea transportul fluidelor in conducte si canale, transportul hidraulic si

pneumatic al diferitelor materiale in suspensie(pulberi, paste, grane).

- Metalurgie: siderurgie, in industria grea, de o importanta deosebita este problema

apei de racire la furnale, laminoare, dispozitive hidraulice de turnare a metalelor si

maselor plastice, echipamente hidraulice ale forjelor si preselor etc.

- Masini hidraulice: reprezinta de asemenea un domeniu vast de aplicabilitate: turbine

hidraulice sau eoliene, turbine de foraj, pompe de diferite tipuri etc.

Tinand seama de costul relativ ridicat al instalatiilor de actionare hidraulica domeniul

de utilizare cu maxima eficienta economica a acestui mod de actionare a dispozitivelor, il

constituie productia de serie mare si de masa. Dar, avand in vedere ca marea majoritate a


4

masinilor unelte moderne poseda instalatii hidraulice proprii pentru actionarea miscarilor, care

permit racordarea motoarelor pentru actionarea dispozitivelor, precum si realizarea

centralizata a subansamblurilor si ansamblurilor hidraulice normalizate, ofera posibilitatea

utilizarii economice a actionarii hidraulice si in productia de serie mica si mijlocie. O larga

raspandire a capatat utilizarea acestui mod de actionare in constructia dispozitivelor pentru

masini-unelte agregat.

Pana acum am incercat sa arat de ce am fost interesat de alegerea acestei teme, prin

care eu doresc sa prezint mai detaliat unele aspecte interesante ale acestui domeniu, des

intalnit in industrie, pentru o serie de avantaje, care o fac sa fie aleasa pentru actionarea

diferitelor utilaje.

În ultimele decenii piata mondialã înregistreazã o crestere a diversificãrii produselor

destinate atât aplicatiilor industriale cât si cele de cercetare. Simultan cu diversificarea

produselor , o tendintã a pietei mondiale este reprezentatã de cresterea performanþelor tehnice

ale produselor colaborate cu reducerea pretului de cost. O altã tendintã a pietei mondiale este

aceea de conservare a mediului ambiant, o componentã importantã a acestui deziderat fiind

reducerea consumului de materii prime.

Prin acest proiect am incercat sa caracterizez echipamentele hidraulice prin

prezentarea unei clasificari a motoarelor hidraulice, a modului de functionare, o serie de

avantaje si dezavantaje, a mediului de transmitere a fortelor, precum si unele actiuni auxiliare

care deservesc instalatia hidraulica fara de care aceasta nu ar putea functiona.

Tot in acest proiect am calculat modul de alegere a unui motor si principalele marimi ce

caracterizeaza acest sistem.

Nu in ultimul rand am adus in atentie faptul ca trebuie respectata legislatia in vigoare

privind sanatatea si securitatea la locul de munca precum si prevenirea si stingerea

incendiilor, toate aceste masuri fiind de o importanta majora deoarece au in vedere siguranta

muncitorului cat si a intregului proces tehnologic.


5

CAP. II CONSIDERATII GENERALE Motoarele hidraulice transforma energia potentiala a lichidului, de putere hidraulica PH

=p·Q in putere mecanica PM= F·v pentru miscarea de translatie si

PM = M ·ω pentru miscarea de rotatie, facand parte din grupul generator-transformator de

energie hidraulica. Dupa natura fizica a miscarii realizate se disting urmatoarele categorii de

motoare:

- motoare cu miscare de rotatie,miscare ce poate fi realizata in mod continuu (cu

autoinversare) si discontinuu, alternativ (fara autoinversare). Prin autoinversare se intelege

posibilitatea motorului de a realiza o rotatie completa de 360°; prin comparatie se intelege ca

un motor este fara autoinversare daca nu este capabil, datorita particularitatilor sale

constructive sa realizeze o rotatie completa. Motoarele hidraulice rotative sunt rareori folosite

ca elemente bipozitionale; la puteri mici sunt folosite in actionari cu viteza constanta in timp

ce la puteri mari, servesc si la actionari cu viteza variabila;

- motoare cu miscare de translatie, care pot fi: bipozitionale si pentru reglare continua a

vitezei, pozitiei sau vitezei. In prima categorie scopul actionarii consta in realizarea cursei

complete cu invingerea unei anumite rezistente, dar fara ca viteza sau stabilitatea miscarii sa

reprezinte criterii importante ce se au in vedere in proiectare si utilizare; pentru cea de-a doua

categorie in afara realizarii cursei, caracteristicile cinematice si dinamice constituie, din

contra, criterii valorice de performanta.

Referindu-ne la ansamblul instalatiilor in care isi gasesc aplicatie sistemele hidraulice

de executie acestea pot fi grupate in functie de obiectivul urmarit, astfel:

- in instalatiile din industriile chimice, aerospatiale etc. in scopul reglarii debitelor

fluidelor cand actioneaza ventile, clapete etc., pentru reglarea cantitatilor de lichid;

- in instalatiile din industria materialelor de constructii la actionarea alimentatoarelor

cu banda, cu surub melcat etc. in scopul reglarii cantitatilor de material lichid;

- in instalatiile mai complexe pentru reglarea directiei sau pozitiei (instalatii de carma

la avioane, vapoare, sistem de urmarire in general);

- in alte instalatii din industria constructoare de masini-unelte, utilaje pentru

constructii etc.


6

II.1 Caracteristici si performante ale motoarelor

hidraulice

II.1.1 Caracteristici

Caracteristicile motoarelor hidraulice definesc, indiferent de solutia lor

constructiva regimul tranzitoriu, si intr-o anumita masura regimul stationar al functionarii lor.

Dintre caracteristicile motoarelor, cele mai importante sunt:

- caracteristici statice hidraulice care definesc legaturile ce se stabilesc intre marimile

presiune si debit;

- caracteristici statice mecanice: se definesc ca legaturi intre marimile forta (cuplu) si

viteza (viteza unghiulara) la iesirea din element pe toata gama de viteze pe care le

poate furniza;

- caracteristici de pierderi mecanice sau hidraulice.

II.1.2 Performante

Precizia cu care motorul deplaseaza organul de lucru intereseaza in unele cazuri

(sisteme de urmarire de diverse tipuri etc.) si ea este asigurata pentru sisteme de actionare in

circuit informational inchis de ansamblul motor hidraulic-traductor de pozitie-comparator;

pentru sisteme de actionare fara reactie, precizia actionarii nu constituie un parametru

important intrucat nu sunt folosite la miscari de pozitionare.

Frecventa de actionare limita sau de taiere este o caracteristica importanta; ea este

frecventa proprie a organului actionat pentru care se obtine o viteza de raspuns data, valoare

pentru care organul actionat are asigurata functionarea in conditiile impuse aprioric. Motorul

hidraulic trebuie sa aiba, pentru o functionare corecta o frecventa proprie superioara cu (2....3)

[Hz] frecventei proprii a organului actionat.

Performantele tranzitorii constau in realizarea unei durate a regimului tranzitoriu, t,

la trecerea de la un regim stationar de lucru la altul, fie datorita unei comenzi date prin debit,

fie datorita unei perturbatii determinate de modificarea fortei sau a cuplului rezistent. Tot aici

un anumit interes prezinta si abaterea maxima u, care reprezinta depasirea maxima a marimii

stationare finale obtinute in noul regim pentru comanda prin debit sau prin forta (cuplu).

Stabilitatea statica si stabilitatea dinamica sunt deasemenea doua performante

importante ale motoarelor hidraulice.Stabilitatea statica reprezinta capacitatea motorului


7

hidraulic de a restabili un nou regim stationar la modificarea fortei sau a cuplului rezistent

fara ca timpul sa joace un rol important.Stabilitatea dinamica reprezinta proprietatea

motorului de a restabili prin actiunea sa un nou regim stationar atunci cand a fost scos dintr-

un regim stationar anterior, atat din cauza comenzii prin debit sau marime de comanda cat si

din cauza perturbatiei de tip forta sau cuplu, indiferent de legea de variatie a acestora (de tip

teapta, rampa, armonica sau aleatoare);in acest caz timpul are o semnificatie importanta.

II.1.3 Avantajele/dezavantajele actioanarii

hidraulice

Actionarea hidraulica reprezinta un mod de actionare mecanizata a dispozitivelor,

caracterizat prin aceea ca forta de actionare este realizata de catre uleiul sub presiune ce

actioneaza asupra pistoanelor unor motoare hidraulice.

In comparatie cu actionarea pneumatica, actionarea hidraulica are oserie de avantaje,

dintre care mai importante sunt:

-realizeaza presiuni de lucru ridicate (de la 20 pana la 100daN/cm²) si deci forte de

actionare mari, cu motoare usoare si cu gabarit redus, fapt ce permite utilizarea lor la fixarea

simultana a unui semifabricat in mai multe puncte sau a mai multor semifabricate in acelasi

dispozitiv, precum si reducerea gabaritului dispozitivelor, ce duce la cresterea rigiditatii

sistemului tehnologic, la eliminarea unor surse de vibratii si deci la cresterea preciziei si

calitatii suprafetelor prelucrate de asemenea, se usureaza transportul, prinderea si

desprinderea pe si de pe masina-unealta si depozitarea;

-durata de exploatare este mult mai mare, deoarece uzura este mult mai redusa, datorita

faptului ca toate elementele instalatiilor sunt unse din abundenta;

-fortele de actionare dezvoltate se transmit linistit, fara socuri, datorita faptului ca uleiul

mineral utilizat in aceste instalatii (de turbina sau de transformator) este practic ,

incompresibil; acest fapt permite realizarea de deplasari si opriri la cota, largind, astfel,

posibilitatile de mecanizare si automatizare a dispozitivelor.

Dezavantaje:

-randament global mai scazut decat in cazul actionarilor electrice;


8

-necesitatea existentei unor instalatii speciale de preparare a agentului hidraulic, fapt ce

mareste complexitatea si ridica costul;

-necesitatea conductelor si furtunelor de alimentare, precum si problemele pe care le

ridica etansarile elementelor;

II.1.4 Generalitati, solutii constructive-functionale

Motoarele hidraulice au rolul de a converti energia hidraulica de presiune a uleiului in

energie mecanica de translatie(motoare liniare), sau de rotatie(motoare rotative), prin

invingerea fortelor de translatie, F, sau a cuplurilor de rotatie, M. Motoarele hidrostatice

liniare se numesc cilindri hidraulici.

Cilindrii hidraulici sunt motoare liniare (elemente de executie) de larga utilizare in

constructia de masini. Acestia primesc energie hidrostatica produsa de la o pompa

volumica(presiune•debit) pe care o transforma in energie mecanica de translatie (forta•viteza)

necesara actionarii diferitelor mecanisme.

Pentru a putea utiliza limbajul de specialitate, vom defini principalele elemente ale

miscarii unui cilindru hidraulic, considerand cilindrul cu dublu efect din figura de mai jos:

figura 1

C: cursa cilindrului, este spatiul maxim pe care il pot parcurge tija sau pistonul;

CR sau(-): deplasarea pistonului pe cursa de retragere(retragere);

CA sau(+):deplasarea pistonului pe cursa de avans(avans);

PM: pozitia mediana, este pozitia ocupata de piston la jumatatea cursei;

CCR sau (0): capatul de cursa pe retragere, este pozitia extrema ocupata de piston cand este

retras;

CCR sau (1): capatul de cursa de retragere, este pozitia extrema ocupata de piston la avans;

Camera activa: este camera in care cilindrul primeste lichid (volumul ei se mareste prin

deplasarea pistonului);


9

Camera pasiva: este camera care se goleste de lichid (volumul ei se micsoreaza tot datorita

deplasarii pistonului);

Numarul directiilor in care cilindrul efectueaza deplasarea sub actiunea energiei

hidrostatice, precum si constructia organului motor(piston, plunjer simplu sau multiplu)

determina urmatoare clasificare:

a) Cilindri cu simpla actiune (cu simplu efect) care pot efectua cursa activa numai pe o

singura directie, pe avans:

-Cilindrul ci simplu efect cu revenire cu arc, la care avansul se face hidraulic iar

revenirea pistonului se realizeaza cu ajutorul unui arc

figura 2

-Cilindru cu simplu efect cu piston, la care deplasarea pistonului spre dreapta are loc la

alimentarea cu presiune prin racordul extern, pentru revenire fiind necesara o forta

exterioara.

figura 3

-Cilindru cu simplu efect cu plunjer: la acest tip de cilindru, caracterizat de obicei de

diametrul mic, pistonul si tija sunt unul si acelasi element, iar etansarea se realizeaza prin

ajustajul si prelucrarea suprafetelor corespunzatoare.

figura 4


10

b)Cilindri cu dubla actiune (sau cu dublu efect) care efectueaza cursa activa in ambele

directii, pot fi:

-Cilindrul cu dubla actiune, cu tija de o singura parte a pistonului (tija unilaterala).

Alimentand cilindrul prin orificiul A tija pistonului avanseaza si revine cand lichidul patrunde

prin orificiul B. Deoarece suprafetele active ale pistonului sunt diferite si fortele dezvoltate

vor fi: maxime- la avans, minime- la revenire. Deasemenea, vitezele de deplasare ale tijei

sunt: minime- la avans, maxime- la revenire.

figura 5

-Cilindrul cu dublu efect cu tija bilaterala. Datorita prezentei tijei de ambele parti ale

pistonului suprafetele active sunt egale pe ambele directii. Deci, pentru forte si viteze vor

rezulta valori egale in ambele directii.

figura 6

-Cilindrul telescopic, care poate fi cu simplu efect sau cu dublu efect. Utiliarea acestui

tip de cilindru permite ca un volum mic de montaj sa se realizeze curse lungi. Inaltimea de

montaj este numai cu putin mai mare decat o treapta. Cilindrul telescopic este format dintr-un

multiplu de punjere care se desfasoara progresiv, de la diametre mari spre cele mici.

figura 7


11

CAP. III Motoare hidraulice liniare Motoarele hidraulice liniare transforma energia potentiala a agentului de lucru exprimata

prin relatia puterii PH = pM · QM, in energie mecanica, descrisa similar de

PM = F·v, unde pM este presiunea fluidului la intrarea in motorul hidraulic [N/m²];

QM- debitul volumic al fluidului introdus in motor[m³/s]; F –forta mecanica invinsa [N] si v-

viteza de deplasare a elementului mobil al motorului (cilindru sau pistonul)[m/s].

Deplasarea organului de lucru se face in doua moduri dupa cum cilindrul sau pistonul

motorului sunt solidare cu acesta si anume: pistonul este mobil impreuna cu organul de lucru

deplasat de motor, iar cilindrul este fix la partea imobila a constructiei; cilindrul se deplaseaza

cu organul de lucru si pistonul este fix.

In figura 8 sunt prezentate schematic motoarele intalnite in practica. Cu cifre de la 1 9 s-

au notat principalele zone constructive ale motorului si anume: 1-cilindru; 2-piston; 2-plonjor;

3-tija; 4-capac; 5-etansarea tijei; 6-etansarea pistonului; 7-etansarea capacului; 8-prindera

tijei; 9-prinderea cilindrului.

figura 8


12

III.1 Elemente constructive ale motoarelor III.1.1 Cilindrul motorului hidraulic se construieste din teava de otel laminat si are o

forma constructiva adecvata ansamblului. Pentru reducerea frecarilor intre cilindru si piston

suprafata interioara se finiseaza prin honuire sau prin rectificare; in alte situatii se aplica un

strat de crom care esate mai dur. In scopul reducerii greutatii proprii, la motoarele sistemelor

de actionare de la constructiile aerospatiale, se foloseste un aliaj de aluminiu.

III.1.2 Capacul realizeaza inchiderea si etansarea cilindrului, iar in majoritatea

cazurilor permite alimentarea cu fluid a motorului prin spatii si cai de curgere special

prevazute in el pentru acest scop. Prinderea capacului se realizeaza in numeroase moduri

printre care remarcam: sudarea capacului; prinderea ambelor capace specifica cilindrilor

scurti; prinderea capacului pe o flansa infiletata pe o portiune corespunzatoare a cilindrului;

prinderea cu suruburi direct de cilindru sau prin filet in capac.

III.1.3 Tija motorului hidraulic realizeaza transmiterea miscarii la organul de lucru sau

rigidizarea la constructia fixa de care se prinde rigid, sau cu doua grade de libertate de rotatie.

Intre cele doua puncte de prindere tija traverseaza capacul motorului in care este prevazuta

calea de trecere impreuna cu etansarea , a carei existenta este impusa de prezente in cele doua

parti ale capacului a doua presiuni diferite.

III.2 Motoare hidraulice rotative

Se utilizeaza pentru actionarea in miscare de rotatie continua, iar in lanturile

cinematice de avans, pentru fazele de pozitionare, pe spatii unghiulare limitate, uneori chiar

sub 360º. Privite prin prisma regimului de turatii de lucru, ele sunt motoare de turatii medii si

mari si motoare de turatii joase. Din punct de vedere al presiunilor de lucru, motoarele de

rotatie sunt de presiuni: joase , medii si ridicate.

Pentru actionarea masinilor unelte moderne, cu comanda numerica inclusiv, se

folosesc motoare de constructie speciala, electro-hidraulice, cu comanda digitala.

Motoarele hidrostatice rotative trebuie sa asigure o mare stabilitate a miscarii intr-un

domeniu larg de variatie a marimilor de iesire si un mare raport intre cuplul motor si cel de

inertie. Acestea sunt deosebirile fata de motoarele liniare care trebuie sa asigure o viteza

constanta a organului de lucru si o mare frecventa de inversare.

In mod frecvent se utilizeaza :motoare cu pistoane radiale, motoare cu pistoane axiale,

motoare hidraulice cu roti dintate, motoare hidrostatice cu palete glisante s.a.


13

Motoarele hidrostatice (in special cele rotative) si pompele hidrostatice sunt in

majoritatea cazurilor reversibile, in sensul ca pot indeplini functia de generator sau motor.

Sectiune printr-un motor cu pistoane radiale cu mecanism de antrenare de tip biela-

manivela :

Fig 9


14

Cap. IV Motoare hidraulice oscilante

Motoarele hidraulice oscilante au caracteristic faptul ca organul de iesire, un arbore,

are o miscare de rotatie alternative pe un unghi limitat. In structura sistemelor de actionare

hidraulice aceste motoare sunt mai putin intalnite decat cele rotative sau cele liniare. Ele se

utilizeaza pentru reglarea cilindreei pompelor si motoarelor cu pistoane axiale, pentru

antrenarea mecanismelor cu cliché la lanturile cinematice de avans intermittent, pentru

actionarea robotilor industriali si manipulatoarelor, pentru inchiderea si deschiderea vanelor,

precum si pentru diverse servocomenzi.

Dupa modul in care se genereaza miscarea de rotatie alternative, motoarele oscilante

se pot grupa in doua categorii:

Motoare cu palete (fig 10)

Motoare cu cilindru si mecanism de transformare a miscarii de translatie alternative in

miscare de rotatie alternative; cele mai intalnite constructii de asemenea motoare sunt

cele la care mecanismul de transformare este de tipul pinion-cremaliera (fig 11)

(fig 10)


15

(fig 11)

In figurile 12 si 13 sunt prezentate doua constructii de motoare hidraulice oscilante.

Constructia din figura 12 reprezinta un motor hydraulic oscilant cu o paleta. Acest motor are

in componenta sa urmatoarele elemente:

- Un carter format din corpul 1 si capacele laterale 2 si 3

- O paleta 4 rigidizata de arborele motorului 5 prin surubul 6

- Un perete despartitor 7 ce delimiteaza cele doua camera de lucru ale motorului, fixat

de corpul motorului cu suruburile 8

- Rulmentii radial – axiali 9 ce lagaruiesc arborele motorului.

Constructia din figura 13 reprezinta un motor hidraulic oscilant cu mecanism de

transformare de tip pinion – cremaliera. Acest motor are in component sa urmatoarele

elemente:

- Corpul 1 in care sunt prelucrate alezajele celor doua motoare liniare

- Pistoanele 2 pe care sunt prelucrate cele doua cremaliere

- Arborele de iesire 3 al motorului, corp comun cu pinionul mecanismului de

transformare


16

- Cei doi rulmenti radial – axiali 4 ce lagaruiesc arborele

Aceste motoare pot fi folosite in aplicatiile unde momentul necesar nu trebuie sa

depaseasca 200 [daN - cm]. Momentul theoretic dezvoltat de un motor oscilant cu z palete are

expresia:

Unde b reprezinta latimea paletei.

Pentru motoarele cu mecanism de transformare expresia momentului teoretic este:

Pentru ambele expresii reprezinta diferenta de presiune dintre camerele de

alimentare si evacuare ale motorului si care, in cazul cand , se poate aproxima

.

Motoarele cu o singura paleta asigura unghiuri de rotatie de pana la 3000 insa rotorul

format din arborele central si paleta este neechilibrat hidrostatic, ceea ce determina solicitari

puternice ale lagarelor.

Motoarele cu doua sau trei palete au lagarele descarcate de eforturi radiale, dar

unghiurile de rotatie sunt mai mici .

Etansarile periferice si frontale ale paletelor mobile si ale peretilor de separate sunt de

regula de tip metal pe metal, dar exista si constructii la care se folosesc elemente de etansare

nemetalice (teflon, textolit, cauciuc).


17

CAP V. Mediul hidraulic

Mediul hidraulic, agentul motor sau lichidul de lucru sunt denumiri atribuite frecvent

fluidului utilizat in sistemele hidraulice de actionare. Acest fluid este supus, in timpul

functionarii sistemului, unor conditii de lucru deosebit de grele pentru transmiterea miscarii si

efortului, cum sunt: variatia intr-un domeniu larg al temperaturii, presiunii si vitezelor de

lucru, conditii in care trebuie sa-si mentina proprietatile fizico-chimice si mecanice pe o

perioada determinata.

V.1 Cerinte impuse mediului hidraulic

Conditiile grele de lucru expuse ridica restrictii deosebit de severe si impun o selectare

riguroasa a categoriilor de fluide care sa corespunda la majoritatea cerintelor ce se impun

acestora. Dintre cele mai importante cerinte care se impun si pe baza carora se aleg aceste

lichide de lucru, se mentioneaza urmatoarele:

- bune proprietati lubrifiante si inalta rezistenta mecanica a peliculei de lichid;

- inalta rezistenta si stabilitate chimica si termica pentru a preveni oxidarea,

descompunerea si degradarea acestuia;

- variatie minima a vascozitatii cu temperatura;

- sa nu degaje vapori la temperaturi obisnuite de functionare si sa nu contina

impuritati care sa faciliteze degajare de vapori;

- sa nu contina, sa nu absoarba si sa nu degaje aer peste cantitatea admisa de

prescriptiile tehnice;

- sa nu provoace corodarea si deteriorarea elementelor de etansare;

- sa aiba un punct ridicat de inflamabilitate si cat mai scazut de congelare;

- continut minim de impuritati mecanice si tehnice.

Lichidele care corespund cel mai bine la aceste cerinte si care au capatat o

larga utilizare sunt uleiurile minerale. In afara de acestea se folosesc si o serie de lichide de

sinteza precum si alte medii, in conditii speciale de functionare.


18

V.2 Uleiuri minerale

Uleiurile minerale se obtin din titei prin extragerea unor fractiuni continand

hidrocarburi grele. Hidrocarburile parafinice, naftinice si aromatice, continute in titei, se

gasesc fie independent, fie legate intre ele. In afara de hidrocarburi, in materia prima se mai

gasesc si alti componenti, care, pe langa carbon si hidrogen, mai contin si sulf, dand nastere

unor substante asfaltoase, rasini, acizi naftenici etc., substante care urmeaza a fi eliminate,

fiind daunatoare functionarii sistemului de actionare.

Metamorfoza la care este supus titeiul pentru obtinerea uleiului mineral este

compusa dintr-o serie de faze succesive, dupa cum urmeaza: distilarea, rafinarea cu acizi sau

cu soloventi pentru eliminarea compusilor asfaltosi; neutralizarea, in vederea eliminarii

ramasitelor de acizi de la operatia precedenta, ultima operatie fiind tratarea cu pamanturi

decolorate pentru asigurarea transparentei si puritatea necesara produsului finit.

Pentru ameliorarea calitatii uleiurilor minerale se folosesc diverse procedee de

suprarafinare, hidrorafinare si hidrotratare cu care se obtin indici de vascozitate pana la 120 si

chiar superiori.

O alta metoda de crestere a calitatii uleiurilor minerale o constituie aditivarea

acestora cu aditivi antioxidanti, antiuzura, anticorozivi, antispumanti, anticongelanti,

antirugina etc.

Dintr-un numar mare de tipuri de uleiuri minerale se recomanda, pentru actionarile

hidraulice, uleiurile hidraulice din grupa H pentru solicitari usoare.

Uleiurile din aceasta grupa, H19...H72, se recomanda pentru cazul unor solicitari

usoare pana la presiuni de 50 daN/cm², la temperaturi de maximum 50º C si minimum de -5º

C.

Pentru solicitari mai grele se folosesc uleiuri aditivate din grupa H12...H38, care pot

fi folosite la presiuni de maximum 300 daN/cm² la temperaturi cuprinse intre 25º si 85º C.


19

V.3 Uleiuri de sinteza si alte medii utilizate

In cazul in care se cere o mare stabilitate a vascozitatii si a inertiei chimice se

recomanda a se utiliza lichide sintetice din polimeri ai oxidului de siliciu, compusi pe baza de

eteri sau alte lichide sinteza.

Din motive de protectie a muncii, ecologice si tehnice se constata o tendinta de

revenire la utilizarea apei in actionarea hidraulica. Motivatia tehnica se refera atat la factori

tehnico- economici legati de costurile lichidului cat mai ales de rigiditatea superioara a

acesteia, in comparatie cu uleiul mineral sau alte lichide de sinteza.

La presiuni ridicate se poate folosi un amestec de ulei de transformator cu petrol

care rezista la presiuni pana la 10 Kbar si temperaturi cuprinse intre 0º - 100º C.

De mentionat, ca la presiuni ultraridicate de peste 30 Kbar si temperaturi nu prea

ridicate toate lichidele se solidifica. In aceste conditii se recomanda utilizarea unor medii

solide transmitatoare de presiune cum sunt: polifluoretilena, clorura de argint, pirofilitul,

talcul etc.


20

CAP VI. Punerea in functiune si intretinerea

instalatiilor hidraulice

Inainte de a apasa pe butonul care alimenteaza motorul electric de antrenare a pompei,

si deci de a porni efectiv instalatia hidraulica, este necasara cunoasterea modului ei de

functionare, a documentatiei de instalare si punere in functiune.

Punerea in functiune are loc in doua etape:

-in prima etapa se verifica respectarea schemei hidraulice ( vezi anexa 2). Se efectueaza

conectarea si curatirera instalatiei, verificarea la presiune si alimentarea cu lichid;

-in etapa a doua, se porneste instalatia, se aeriseste si se regleaza, dupa care se verifica

corectitudinea functionarii.

VI.1 Conectarea instalatiei hidraulice

Daca instalatia hidraulica este antrenata de motoare electrice de curent alternativ,

se face conectarea la retea (cu pornire directa pentru motoare cu puterea mai mica de 10 KW

si prin conectare stea-triunghi pentru motoare mai mari) si se vor executa toate legaturile

electrice necesare conectarii aparatelor hidraulice comandate electric precum si conecsiunle

senzorilor, traductorilor, aparaturii de control si semnalizare.

Pentru utilaje mobile, conectarea instalatiei inseamna de fapt, conectarea pompei la

motorul termic de antrenare prin intermediul prizei de putere. Ea poate fi antrenata permanent

sau prin intermediul unui cuplaj decuplabil (ambreiaj).


21

VI.2 Alimentarea cu lichid de lucru

Alimentarea cu lichid de luru se face conform documentatiei tehnice, cu tipul de

ulei indicat. La alimentare se va urmari umplerea conductelor si aparatelor, desfacand pe rand

capetele circuitelor hidraulice. Este util sa existe dopuri de aerisire. Umplerea corecta

usureaza aerisirea.

VI.3 Pornirea instalatiei

Pornirea se face de regula "in gol", evitand astfel varfurile de solicitare la pornire.

Pornirea "in gol" se poate realiza pe mai cai, funtie de natura actionarii si de schema de

functionare a instalatiei. Daca instalatia o permite, se recomanda crestera treptata a debitului,

ceea ce ar evita pierderile de lichid de lucru datorita unor neetansitati.

La pornire se executa urmatoarele verificari:

-corespondenta sensului de antrenare a motorului cu cel al pompei – se verifica prin

porniri scurte (5 secunde). Daca antrenarea este electrica, schimbarea sensului se executa cu

motorul decuplat de la reteaua electrica:

• prin schimbare polaritatii (la motor de curent continuu);

• prin schimbarea intre ele a doua faze (la motor trifazat de curent alternativ).

In cazul motoarelor termice, se va alege o pompa hidraulica cu sensul de rotatie

pentru functionare corespunzator sensului motorului.

- corectitudinea circuitului de aspiratie a pompei se verifica masurand presiunea la

intrarea in pompa. Daca aceasta are valori pozitive, nu sunt probleme de functionare.

Daca insa se inregistreaza o depresiune ce depaseste indicatia tehnica a fabricantului

de pompa, atunci trebuie luate masuri dee modificare a circuitului de aspiratie, in

ideea micsorarii caderilor de presiune.


22

Cap. VII Asigurarea calitatii motoarelor hidraulice

liniare si oscilante

VII.1 Curatirea instalatiei

Se recomanda ca inainte de pornire, sa se faca curatirea intregii instalatii de

impuritatile care au patruns la montaj. Aceasta se face cu un stand de serviciu, echipat cu o

pompa cu debit reglabil.

Standul lucreaza cu acelasi fel de lichid de lucru ca cel al instalatiei ce urmeaza a

fi spalata.

Reglarea debitului se face astfel ca prin instalatie sa circule lichid cu v> 7m/s.

Pentru filtrare se folosesc filtre de hartie, cu finete de 10 μm, cu semnalizator de imbacsire.

Aceasta operatie de curatire se face ininte de cuplarea motoarelor hidrostatice cu

mecanismele ce trebuie actionate. Daca instalatia are una sau mai multe supape de siguranta,

acestea se vor regla la pminim.

VII.2 Dezaerarea instalatiei

Operatia se face lasand instalatia sa functioneze sub sarcina. In timpul acestei

operatii, daca este posibil, se micsoreaza debitul pompei la jumatate, fie prin reducerea

turatiei de antrenare, fie prin modificarea cilindreei pompei.

La instalatiile dispuse sub nivelul rezervorului (anexa 6), aerisirea se face de la

sine, in timpul functionarii. Daca sunt agregate amplasate peste nivelul rezervorului, este

necesar sa se prevada dopuri de aerisire care se slabesc pentru evacuarea aerului apoi se strang

la loc.

Dupa 5-10 minute de functionare, instalatia se opreste si se verifica lichidul de

lucru:

- daca a spumat, se asteapta 10-20 minute pana se dizolva spuma;

- daca a scazut nivelul sub cel admis, se completeaza cu acelasi tip de ulei.

Dupa dizolvarea spumei, se repeta aerisirea. Daca si la sfarsitul acestuai lichidul de

lucru este spumat, atunci este necesara o verificare a etanseitatii conductei de aspiratii.


23

VII.3 Reglarea instalatiei

Aceasta faza cuprinde operatii de reglare a marimilor hidraulice, legate de

functionarea instalatiei, cat si a unor marimi mecanice legate de functionarea utilajului

actionat.

La efectuarea reglajelor, se incepe cu cele de presiune, si apoi cu cele de debit,

putere si temperatura ( vezi anexa 3) .

Reglarera supapelor se face imediat dupa verificarea presiunii.

Reglarea debitelor se face variind turatia de antrenare a pompei, modificand

cilindreea pompei sau cu ajutorul regulatoarelor de debit ajustabile.

VII.4 Intretinerea instalatiilor hidraulice

Scopul intretinerii este mentinerea utilajului in stare de functionare, la parametri

proiectati, pe o durata de functionare cat mai lunga.

Intretinerea cuprinde operatii de inspectie, revizie, alimentari si reparatii.

Proiectantul instalatiei trebuie sa aiba in vedere operatiile de intretinere inca de la conceptie si

trebuie sa le includa in documentatia tehnica a masinii, astfel incat utilizatorul sa le poata

efectua usor si eficient.

In prima perioada de functionare (50-100 ore) trebuie efectuate o serie de lucrari de

intretinere, importante pentru durabilitatea instalatiei.

La sfarsitul perioadei se verifica toate reglajele, se inlocuieste lichidul de lucru care

este verificat in laborator pentru a aprecia gradul de contaminare si a se gasi cauzele.

Se verifica deasemenea:

- fixarea corecta a conductelor si starea lor;

- fixarea conductorilor electrici;

- fixarea limitatoarelor de cursa;

- scurgerile de drenaj;

- etansarea racordurilor;

- incalzirea agregatelor hidraulice si in special a celor ce realizeaza miscare;

- starea suprafetelor la piesele cu rol de etansare;

- sistemul de oprire in caz de avarie.

In perioada de exploatare normala se executa lucrari generale, care se aplica tuturor

instalatiilor hidraulice dar si lucrari specifice instalatiei date.


24

Volumul si frecventa operatiilor de intretinere fiind strans legate de parametri de

fiabilitate, sunt determinate de gradul de defectabilitate admis.

In cadrul operatiilor de intretinere trebuie acordata o importanta deosebita eliminarii

scurgerilor, deoarece acestea favorizeaza impurificarea instalatiei(prin operatia de completare)

si mareste consumul de lichid de lucru.


25

VII.5 Diagnosticarea defectelor

Diagnosticarea defectelor este conditionata de insusirea cunostintelor generale privind

actionarile hidraulice si de cunoasterea schemei de functionare a instalatiei, de defecte si

trebuie sa duca la eliminarea rapida si cu minim de efort a defectiunilor.

La diagnosticarea defectelor se pleaca de la efectul constatat. Acesta poate fi

provocat de una sau mai multe cauze, care actioneaza independent sau simultan. In practica,

de multe ori se confunda cauza cu efectul, fapt care ingreuneaza analiza defectului si stabilirea

masurilor de remediere.In procesul de diagnosticare plecand de la efectul constatat, se

definesc un numar mare de cauze posibile care se elimina metodic, astfel ajungandu-se la

cauza primara, cautata.

Analiza superficiala a defectiunilor constatate si stabilirea eronata sau incompleta a

cauzelor care le-au generat sunt de natura sa conduca la repetarea defectului initial sau

accentuarea unor efecte asociate.

La diagnosticarea defectelor trebuie analizate sursele de zgomot si de temperatura

anormale, deoarece, in general defectele sunt insotite de aceste doua fenomene. Odata

defectul localizat, stabilirea cauzei impune de multe ori masuratori de presiune si debit.

Instalatia trebuie sa fie prevazuta din proiectare cu racorduri pentru manometre si debitmetre.

Localizarea defectiunii se face prin verificari succesive ale elementelor

componente. Ordinea de verificare se stabileste consultand schema hidraulica si ciclograma

instalatiei atunci cand defectul se manifesta la o anumita faza a ciclului luand in considerare

interdependenta elementelor hidraulice din instalatie. Cand defectul se manifesta pe tot

parcursul ciclului, atentia trebuie indreptata catre elementele care functioneaza in permanenta

(de exemplu, agregatul de pompare). Se procedeaza la masurari de presiuni, care dau

informatii calitative si, daca se dispune de aparatura adecvata, la masurari de debit (ofera

informatii cantitative). Analiza defectelor este usurata daca traseele de retur si drenare sunt

realizate din tuburi transparente, putandu-se astfel aprecia corectitudinea functionarii

elementelor si pierderile de drenare.


26

CAP. VIII Norme tehnice de securitatea muncii

Prevenirea si stingerea incendiilor in domeniul

hidraulic

In cadrul actionarilor hidraulice trebuie respectate o serie de norme tehnice de sanatate si

securitate a muncii, precum si prevenirea si stingerea incendiilor:

1- La prelucrarile anadomecanice se folosesc substante care unele sunt toxice. Aceste

substante lichide trebuie manevrate cu atentie, folosindu-se manusi de cauciuc si

ochelari de protectie.

2- Inainte de prelucrarea propiu-zisa a pieselor se va verifica amanuntit reglajul masinii;

acest lucru este deasemenea obligatoriu dupa orice intrerupere mai indelungata a

lucrului.

3- Supravegerea functionarii acestor masini va fi incredintata personalului special instruit

in acest scop.

4- La constatarea unor eventuale dereglari in functionarea masinii-unelte aceasta se va

opri imediat, anuntandu-se persoana care a efectuat reglajul masinii; in nici un caz cel

care deserveste masina nu va interveni pentru depistarea defectului sau pentru

refacerea reglajului.

5- In unele situatii, pornind de la faptul ca unele masini de copiat lucreaza, dupa un ciclu

automat, muncitorului i se incredinteaza pentru supraveghere mai multe asemenea

masini (2-3). Desi masinile sunt dotate cu sisteme de oprire automata, la sfarsitul

prelucrarii, este necesar ca si cel care le supravegheaza sa treaca periodic pe la toate

aceste masini si sa se convinga ca prelucrarea continua sa decurga normal.

6- Temperatura din interiorul atelierului trebuie sa fie optima pentru desfasurarea

activitatii( temteratura ridicata micsoreaza atentia si perceptia, iar cea scazuta

micsoreaza mobilitatea lucratorilor).

7- Curatirea aerului de gaze, praf si aburi prin ventilatie.

8- In toate locurile de munca este asigurata in mod special si protectia impotriva

incendiilor. In locuri vizibile este afisat planul de evacuare al incintei in situatii limita

si sunt prevazute stingatoore de incendiu.

9- Dintre masurile generale de protectie impotriva producerii incendiilor

mentionam:interzicerea fumatului in locurile care nu sunt amenajate in acest scop,

depozitarea substantelor inflamabile in recipiente speciale, dimensionarea corecta a

instalatiilor electrice, asigurarea protectiei la scurtcircuite cu o apararatura adecvata,


27

verificarea periodica a legaturilor, a izolatiilor, a aparaturii.Tablourile generale de

distributie vor fi inchise si neaccesibile persoanelor neautorizate.

10- Actiunea de stingere sau de localizare a incendiilor se realizeaza concomitant cu

protejarea sau cu evacuarea bunurilor folosindu-se stingatoare de incendiu cu

substanta lichida si cu zapada carbonica.

11- In baza legislatiei este organizata in fiecare intreprindere o comisie tehnica de

prevenire si de stingere de a incendiilor care, impreuna cu sefii de compartimente,

coordoneaza si asigura instruirea intregului personal incadrat in munca, privind

stingerea si mai ales prevenirea incendiilor.

10 - In toate situatiile de accidente intervenite in procesul de exploatare a ,

echipamentelor si masinilor se va acorda primul ajutor.

11- In cazul arsurilor provacate de foc, se imobilizeaza accidentatul acoperindu-l cu

paturi sau alte obiecte de lana care ard greu si astfel se stinge focul.

12 -In toate situatiile de accidente intervenite in procesul de exploatare a

echipamentelor si masinilor se va acorda primul ajutor.

Echipamentul individual de protectie reprezinta totalitatea mijloacelor cu care este dotat

fiecare participant in procesul de munca si constituie un element foarte important in protejarea

impotriva factorilor de risc.

Echipamentul se acorda obligatoriu si gratuit tuturor salariatilor precum si altor categorii

participante la procesul muncii, in conformitate cu Normativul-cadru de acordare si utilizare a

echipamentului individual de protectie, elaborat de Ministerul Muncii, Solaridatii Sociale si

Familiei si aprobat prin Ordinul nr. 225/ 1995. Pe baza acestuia, angajatorul este obligat sa

intocmeasca lista interna de dotare cu EIP

(echipament individual de protectie) adecvat executarii sarcinilor de munca in conditii de

securitate.

Prevenirea accidentelor de munca si a bolilor profesionale se face prin introducerea pe

piata si doar prin utilizarea acelor echipamente individuale de protectie care mentin sanatatea

si care asigura securitatea utilizatorilor, fara a afecta sanatatea si securitatea altor persoane,

animalelor domestice ori bunuri, atunci cand sunt intretinute adecvat si utilizate conform

scopului prevazut.

Utilizarea EIP este permisa daca:

- este conform reglementarilor tehnice aplicabile;

- este corespunzator riscurilor pe care le previne, fara a induce el insusi un risc

suplimentar;

- raspunde conditiilor existente la locul de munca;


28

- tine seama de cerintele ergonomice si de sanatate ale angajatorului;

- este adaptat conformatiei purtatorului.


29

CAP. IX ANEXE

Anexa 1 Semne conventionale. STAS 7145-86

Anexa 2

Instalatie individuala cu pompa de joasa presiune si acumulator hidraulic, ce asigura

compensarea pierderilor de ulei din instalatie si, deci mentinerea presiunii normale de lucru.


30

Odata cu cresterea presiunii din instalatie, are loc si incarcarea acumulatorului hidraulic A.

Pierdrile de ulei din instalatie sunt compensate automat, prin trecerea unei cantitati

echivalente de ulei din acumulator in instalatie.


31

Anexa

3

Anexa 4

Dacă considerăm un sistem hidraulic având schema de principiu de mai jos, acesta

este format din pompă, motor şi echipamentul de comandă şi reglare (EC).


32

Anexa 5- Tipuri de sisteme hidraulice (a – deschise; b –

închise)

1 – motor de antrenare; 2 – pompă hidraulică; 3 – rezervor; 4 – aparatură de distribuţie,

reglare şi control; 5 – motor hidraulic;6 – organ de execuţie.


33

Anexa 6

1 – rezervor de ulei; 2 – motor electric; 3 – şurub; 4 – şaibă; 5 – piuliţă; 6 – capac acţionare; 7

– garnitură şi capac; 8 – şurub; 9 - şaibă; 10 - distanţier; 11 – placă pompă; 12 – piuliţă; 13 –

şaibă; 14 – roată conducătoare; 15 – pană paralelă; 16 – roată condusă; 17 - pompă; 18 –

şurub; 19 – şaibă; 20 – piuliţă; 21 – racord refulare pompă; 22 – şurub; 23 – capac refulare; 24

– instalaţie hidraulică; 25 – lanţ


34

CAP. X BIBLIOGRAFIE

1. Manual mecatronica, clasa a XII-a, editura Delta Puplishing

2. Botan, M. V., Botan, C., Papadache, I., Actionari si automatizari. Manual

pentru licee industriale si de matematica-fizica, clasa a XII-a, si scoli profesionale; Editura

Didactica si Pedagogica Bucuresti 1981;

3. Voicu, M., Szel, P., Ghilezan, R., Utilajul si tehnologia meseriei. Prelucrator

prin aschiere, manual pentru clasa a XI-a si a XII-a, Licee industriale cu profil de mecanica

si scoli prifesionale; Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti 1995.

4. Hilohi, Sabina; Aries, Ioana; Ghinea, Doinita, Manual pentru cultura de

specialitate pentru Scoli de Arte si Meserii- domeniul electromecanic; Manual pentru

clasa a XI-a; Editura Didactca si Pedagogica, Bucuresti 2006;

5. Electrotehnica Aplicata, Liceul tehnologic, profil tehnic, manual pentru clasa a

X-a, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti 2005.

6. Ionescu, Florin; Dumitru, Catrina; Dorin, Alexandru. Mecanica fluidelor si

actionari hidraulice si pneumatice pentru subingineri. Editura Didactica si Pedagogica

Bucuresti.

7. INTERNET

Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare si oscilante

Documents

Transcript of Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare si oscilante