Descrierea si functionarea sistemelor hidraulice


Descrierea si functionarea sistemelor hidraulice

Marime:
Descarcari: 48

Descrierea si functionarea sistemelor hidraulice 1.Mediul hidraulic Mediul hidraulic, agentul motor sau lichidul de lucru sunt denumiri atribuite frecvent fluidului utilizat in sistemele hidraulice de acţionare. Acest fluid este supus, in timpul funcţionării sistemului, unor condiţii de lucru deosebit de grele pentru transmiterea mişcării şi efortului, cum sunt: variaţia intr-un domeniu larg a temperaturii, presiunii şi vitezelor de lucru, condiţii in care trebuie să-şi menţină propietăţile fizico-chimice şi mecanice pe o perioadă determinată. 1.1.Cerinţe impuse mediului hidraulic şi tipuri de medii utilizate Condiţiile grele de lucru expuse ridică restricţii deosebit de severe şi impun o selectare riguroasă a categoriilor de fluide care să corespundă la majoritatea cerinţelor ce se impun acestora. Dintre cele mai importante cerinţe care se impun şi pe baza cărora se aleg aceste lichide de lucru, se menţionează următoarele: bune propietăţi lubrifiante şi inaltă rezistenţă mecanică a peliculei de lichid; inaltă rezistenţă şi stabilitate chimică şi termică spre a prevenii oxidarea, descompunerea şi degradarea acestuia; variaţie minimă a vascozităţii cu temperatura; să nu degaje vapori la temperaturi obişnuite de funcţionare şi să nu conţină impurităţi care să faciliteze degajare de vapori; să nu conţină, să nu absoarbă şi să nu degaje aer peste cantitatea admisa de prescripţiile tehnice; să nu provoace corodarea şi deteriorarea elementelor de etanşare; să aibă un punct ridicat de inflamabilitate şi cat mai scăzut de congelare; conţinut minim de impurităţi mecanice si tehnice. Lichidele care corespund cel mai bine la aceste cerinţe şi care au căpătat o largă răspandire sunt uleiurile minerale. in afară de acestea se folosesc şi o serie de lichide de sinteză precum şi alte medii, in condiţii speciale de funcţionare. 1.1.1.Uleiuri minerale Uleiurile minerale se obţin din ţiţei prin extragerea unor fracţiuni conţinand hidrocarburi grele. Hidrocarburile parafinice, naftinice şi aromatice, conţinute in ţiţei, se găsesc fie independent, fie legate intre ele. in afară de hidrocarburi, in materia primă se mai găsesc şi alţi componenţi, care, pe langă carbon şi hidrogen, mai conţin şi sulf, dand naştere unor substanţe asfaltoase, răşini, acizi naftenici etc., substanţe care urmează a fi eliminate, fiind dăunătoare funcţionării sistemului de acţionare. Metamorfoza la care este supus ţiţeiul pentru obţinerea uleiului mineral este compusă dintr-o serie de faze succesive, după cum urmează: distilarea; rafinarea cu acizi sau cu solvenţi pentru eliminarea compuşilor asfaltoşi; neutralizarea, in vederea eliminării rămăşiţelor de acizi de la operaţia precedentă, ultima operaţie fiind tratarea cu pămanturi decolorante pentru asigurarea transparenţei şi puritatea necesară produsului finit. Pentru ameliorarea calităţii uleiurilor minerale se folosesc diverse procedee de suprarafinare, hidrorafinare şi hidrotratare cu care se obţin indici de viscozitate pană la 120 şi chiar superiori. O altă metodă de creştere a calităţii uleiurilor minerale o constituie aditivitatea acestora cu aditivi antioxidanţi, antiuzură, anticorozivi, antispumanţi, anticongelanţi, antirugină etc. Dintr-un număr mare de tipuri de uleiuri minerale se recomandă, pentru acţionările hidraulice, uleiurile hidraulice din grupa H pentru solicitări uşoare. Uleiurile din această grupă, H19 H72, se recomandă pentru cazul unor solicitări uşoare pană la presiuni de 50 daN/cm2, la temperaturi de maximum 50o grade C si minimum de -5o C. Pentru solicitări 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 şi 85o C. 1.1.2.Lichide de sinteză şi alte medii utilizate in cazul se cere o mare stabilitate a viscozităţii si a inerţie chimică se recomandă a se utiliza lichide sintetice din polimeri ai oxidului de siliciu, compuşi pe bază de eteri sau alte lichide de sinteză. Din motive de protecţie a muncii, ecologice şi tehnice se constată o tendinţă de revenire la utilizarea apei in acţionarea hidraulică. Motivaţia tehnică se referă atat la factori tehnico-economici legaţi de costurile lichidului cat mai ales de rigiditatea superioară a acesteia, in comparaţie cu uleiul mineral sau alte lichide de sinteză. La presiuni ridicate se poate folosi un amestec de ulei de transformator cu petrol care rezistă la presiuni pană la 10 kbar şi temperaturi cuprinse intre 0o - 100o C. De menţionat, ca la presiuni ultraridicate de peste 30 kbar şi temperaturi nu prea ridicate toate lichidele se solidifică. in aceste condiţii se recomandă utilizarea unor medii solide transmiţătoare de presiune cum sunt: polifluoretilena, clorura de argint, pirofilitul, talcul etc. 2.Principiul de funcţionare a sistemelor de acţionare hidraulică 2.1.Sisteme de acţionare de tip hidrostatic Sistemele hidrostatice sau volumice au, drept element primar al transformatorului TT, generatorul de presiune hidrostatică (pompă) GH, care transformă energia mecanică primită de la motorul electric ME in energie potenţială a fluidului, pe care o transmite apoi elementului secundar care este motorul hidraulic rotativ MHR sau liniar MHL. Acesta reconverteşte energia hidrostatică in energie mecanică, pe care o livrează apoi organului de execuţie OE al maşinii acţionate. Variaţia parametrilor mişcării se realizează cu ajutorul aparatajului de comandă şi de reglare ACR sau direct prin variaţia capacităţii generatorului sau a motorului. Aceste sisteme au o arie largă de răspandire datorită unor calităţi deosebite ca: simplitate constructivă, uşurinţă in reglarea vitezelor, şi a realizării stabilităţii acesteia, gabarit redus, randament ridicat etc. 2.2.Generatorul hidraulic 2.2.1.Pompe cu pistoane axiale Pompele cu pistoanele axiale reprezintă o altă variantă a pompelor cu piston in care pistoanele sunt dispuse axial, deci paralel cu axa de rotaţie a rotorului (blocului), mişcarea activă a pistoanelor realizandu-se fie de un disc inclinabil sau fix, fie de o camă frontală. Dispunerea in acest fel a pistoanelor are marele avantaj de a reduce mult gabaritul pompei şi a obţine in acelaşi timp un moment de inerţie constant, prin simetria maselor de rotaţie, ceea ce permite funcţionarea acestora la viteze unghiulare mult superioare altor tipuri. Avand in vedere aceste calităţi, la care se adaugă o bună stabilitate a mişcării la turaţii joase, precum şi uşurinţa reglării volumului activ, se acordă prioritate acestora, fiind cele mai răspandite tipuri de maşini volumice utilizate in acţionarea hidraulica, lucru valabil şi pentru sistemele de acţionare a maşinilor-unelte. Parametri principali ai acestor tipuri de pompe sunt: presiuni cuprinse intre 150 şi 500 de bar şi chiar mai mari, momente pană la 800 - 900 daN  m, puteri pană la 3500 kW, debite pană la 900 l/min, turaţii maxime la pompe pană la 3000 - 4000 rot/min. 2.2.2.Pompe cu pistoane radiale Pompele cu pistoane radiale sunt pompe de debite şi presiuni mari, iar motoarele de momente şi puteri ridicate. A cestea se folosesc pentru presiuni pană la 300 bar, debite pană la 8000 l/min, momente pană la 5000 daNm, puteri pană la 4000 kW, motoare cu acţiune multiplă putand funcţiona la turaţii stabile sub 1 rot/min. De menţionat ca acest tip de pompe au făcut obiectul primelor modele de maşini hidraulice volumice rotative cu piston, că intre timp au apărut pompele cu pistoane axiale, ca variantă imbunătăţită a primelor şi care s-au extins mai mult decat pompele cu pistoane radiale. in prezent, insă, se constată o revitalizare a acestora, nu numai la puteri şi cupluri mari, unde răman metodele de bază, dar şi pentru parametri obişnuiţi. Cauzele acestor reconsiderări constau in apariţia unor modele noi imbunătăţite, cu gabarite reduse (inerţie mică) in special, cu acţiune multiplă, cu pistoane cilindrice sau sferice. La construcţiile obişnuite, debitul se reglează deplasarea relativă (manual sau automat cu servovalvă) a statorului faţă de rotor. La modele noi, cu acţiune multiplă, această reglare se face discret, prin una din metodele: 1)variaţia secţiunii active a pistonului 2)variaţia numărului active de pistoane 3)variaţia numărului de randuri de pistoane De remarcat că, prin aceasta, pompele cu acţiune multiplă nereglabilă pană acum se transformă in sisteme reglabile, aşa-zisa reglare comutativă. Considerand că la inceputul mişcării pistonul se află in poziţia A, iar după o rotire in sens orar cu unghiul , ajungand in punctul B, se va deplasa inspre axa de rotaţie O2, in raport cu rotorul cu distanţa x, care reprezintă diferenţa dintre segmentul O2A-R=e+l-R.

DESCARCA