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
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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;
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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);
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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)
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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).
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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).
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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,
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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;
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
28
- tine seama de cerintele ergonomice si de sanatate ale angajatorului;
- este adaptat conformatiei purtatorului.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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).
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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.
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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
Studiul constructiv al motoarelor hidraulice liniare şi oscilante
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
Top Related