Transcript CUPRINS-CURS ACTIONARI HIDRAULICE Generalitati. Sisteme

CUPRINS-CURS ACTIONARI HIDRAULICE
• Generalitati. Sisteme de actionare hidraulica,
aspecte generale
• Studiu comparativ al actionarilor/comenzilor
hidraulice, pneumatice si electrice
• Simboluri si notatii utilizate in hidraulica
• Agregate hidraulice
• Lichide hidraulice
• Fenomene speciale intilnite in hidraulica
• Cilindri hidraulici
• Reglarea vitezei motoarelor hidraulice
• Punerea in functiune a instalatiilor hidraulice
• Depanarea si repararea instalatiilor hidraulice
• Descriere functionare scheme hidraulice
Cap. 1. Generalitati. Sisteme de actionare
hidraulica, aspecte generale
•
•
•
•
•
•
•
1. AVANTAJE SI DEZAVANTAJE ALE ACTIONARILOR
HIDRAULICE
Acţionările şi comenzile hidraulice au câştigat din ce în ce mai
multă importanţă în decursul timpului datorită avantajelor pe care
le prezintă în raport cu sistemele mecanice sau electrice. Cele mai
importante avantaje sunt:
gabaritul şi greutatea redusă pe unitatea de putere, forţe şi
momente mari la volume constructive mici;
calităţi dinamice excepţionale (un motor hidraulic de 5 – 7 KW are
timpul de accelerare 0,03…0,04 sec.);
adaptare automată la forţă;
posibilităţi largi de realizare a unor cicluri de funcţionare
automatizate;
posibilitatea de reglare continuă a vitezei în limite largi şi după
orice lege, sau menţinerea ei constantă;
protecţie simplă la suprasarcini;
largi posibilităţi de unificare şi tipizare a elementelor componente
ale sistemelor hidraulice ceea ce permite realizarea de sisteme
modulare miniaturizate.
Deşi transmisiile hidraulice oferă numeroase avantaje câteva dezavantaje tind să
limiteze utilizarea lor:
• transmisiile hidraulice sunt scumpe deoarece includ, în afara pompelor şi
motoarelor, elemente de comandă, reglare şi protecţie, elemente de stocare,
filtrare şi transport a lichidului de lucru.
• pierderile de putere datorate transformărilor energetice din instalaţia
hidraulică, precum şi cele datorate curgerii lichidului de lucru între
componentele instalaţiei micşorează randamentul global al utilajului deservit.
• transmisiile hidraulice sunt poluante datorită scurgerilor prin neetanşeităţi.
Ceaţa de lichid, formată în cazul curgerii sub presiune mare prin fante şi fisuri,
este foarte inflamabilă datorită componentelor volatile prezente în fluidul
respectiv.
• pericolul autoaprinderii sau pierderii calităţilor lubrifiante limitează superior
temperatura de funcţionare a transmisiilor hidraulice. Acest dezavantaj poate
fi evitat utilizînd lichide de înaltă temperatură sau, mai nou, lichide ignifuge.
• contaminarea lichidelor constituie principala cauză a ieşirii din funcţiune a
transmisiilor hidraulice. Dacă contaminantul este abraziv performanţele
sistemului se reduc continuu. Pătrunderea aerului în lichidul sub presiune
generează oscilaţii care limitează performanţele dinamice ale sistemelor
hidraulice.
• întreţinerea, depanarea şi repararea transmisiilor hidraulice solicită personal
cu calificare superioară, de specialitate.
Cap. 2. SISTEME DE ACŢIONARE HIDRAULICĂ,
CLASIFICARE
• După principiul de funcţionare distingem:
-sisteme hidraulice de acţionare de tip hidrostatic (volumic) care se bazeaza pe
folosirea energiei potenţiale a lichidului, sub formă de presiune hidrostatică.
-sisteme hidraulice de acţionare de tip hidrodinamic, în care se foloseşte energia
cinetică (de mişcare) a lichidului.
Transformarea energiei într-o instalaţie hidraulică de tip hidrostatic poate fi
prezentată astfel: Fig.1
Acţ ionare
Motor elect ric sau
cu ardere int ernă
Energie t ermică
şi elect rică
P ompă
hidraulică
Energie
mecanică
Mecanisme
comandă şi
reglaj
Energie
hidraulică
Consumat or
Cilindru sau
mot or rot at iv
Energie
hidraulică
Element de pus
în mişcare
Energie
mecanică
Proprietati specifice uleiurilor hidraulice
•
Proprietăţi termice şi termodinamice
-Punctul de solidificare (congelare) – este temperatura la care uleiul nu mai curge (-25 grade)
-punctul de curgere- este temperatura la care uleiul prezintă o uşoară curgere (cu 3 grade peste temp. de
congelare)
-Punctul de inflamabilitate - este temperatura la care uleiul dezvoltă vapori care se aprind la o sursă
termică, dar care se sting dupa dispariţia sursei (180-210 grade)
Punctul de ardere - este temperatura la care uleiul continuă să ardă (220-270 grade)
Punctul de autoaprindere - este temperatura la care vaporii de ulei se aprind în contact cu aerul
(aprox.250 grade)
•
Proprietăţi termochimice şi chimice
Stabilitatea termică - este temperatura critică la care uleiul se degradează chimic (se descompune
părin cracare (ruperea moleculelor))
Stabilitatea la oxidare – păstrarea proprietăţilor fizice si chimice in contact cu aerul, atunci când
temperatura creşte
Stabilitatea hidrolitică – proprietatea uleiurilor de a rezista la umezeală (absorţia de lichide pe la
neetanşeităţi –formare emulsie ulei-apă)
- Conţinutul de aer si capacitatea de dizolvare a gazelor- absorţia unei cantităţi suplimentare de aer peste
limita admisibilăş capacitatea de dizolvare creşte cu creşterea presiunii pana la 30 MPa.
Proprietăţi de lubrifiere (onctuozitatea : capacitate ulei de a forma straturi de molecule aderente pe
supraf solide în scopul reducerii frecării în regimul de ungere la limită)
Coroziunea şi protecţia anticorozivă - capaciatea de a rezista la coroziunea chimică
Desemulsionarea si spumarea
Cauzele apariţiei spumării sunt următoarele:
Neetanşeităţi ale conductei de aspiraţie a pompei; în această situaţie, pompa
aspira aer din atmosferă şi îl dizolvă în lichidul de lucru.
Absenţa peretilor despartitori- liniştitorului care delimitează zona de aspiraţie din
rezervorul de ulei; rolul liniştitorului este chiar de a linişti uleiul din rezervor,
permiţând astfel separarea aerului dizolvat eventual in ulei înainte de aspirarea
acestuia în instalaţie.
Completarea lichidului din rezervor cu ulei spumat în timpul funcţionării pompei.
Pornirea utilajului (după un timp îndelungat sau la punerea în funcţiune) fără a
dezaera în prealabil instalaţia hidraulică.
Se poate spune ca spumarea este, de fapt, o contaminare a lichidului de lucru; în
urma acestei contaminări rezultă un amestec bifazic, lichid - gaze, proprietăţile
şi comportarea sa în exploatare suferind modificări majore: lichidul devine
compresibil, îi scade viscozitatea.
Prezenţa spumării se manifestă prin funcţionare zgomotoasă, şocuri şi oscilaţii ale
presiunii, încălzire excesivă, mişcarea elementelor de execuţie cu viteză
neuniformă, iar în cazul sistemelor precise de poziţionare / urmărire se
constată abateri nepermis de mari de la toleranţele admise.
Aparatura auxiliară
Rezervorul de ulei- soluţie constructivă
Air Bag
Stops contamination from
outside the reservoir.
Return Line Diffuser Reduces
velocity of the return oil and
prevents turbulence.
Mesh separator encourages bubbles
to combine together and disperse
more easily.
-Filtrabilitatea şi compatibilitatea
-
Toxicitatea
Proprietăţi organoleptice (incolor sau transparent pentru reperarea
impurităţilor; inodor-plăcut mirositor)
Aciditatea şi alcalinitatea
Cifra de cenuşă – indică posibilitatea depunerilor de cărbune
FENOMENE SPECIALE ÎNTÂLNITE ÎN HIDRAULICĂ
1. Griparea hidraulică - considerăm un sertar cilindric circular drept,
alimentat cu o presiune oarecare. Fenomenul descris mai sus se numeşte
gripare hidraulică şi se explică printr-o distribuţie asimetrică a presiunii pe
umerii sertarului, al cărei efect este lipirea acestuia de bucşă. Timpul necesar
producerii gripajului şi dispariţiei acestuia corespunde timpului necesar
strivirii filmului de ulei, respectiv refacerii acestuia.
2. Şocul hidraulic - regimul permanent se întâlneşte foarte rar în conductele
transmisiilor hidraulice deoarece debitul real al pompelor volumice variază
periodic cu frecvenţă mare, ciclurile maşinilor de lucru acţionate impun variaţii
de viteză sau inversări ale sensului de mişcare, forţele şi momentele rezistente
sunt frecvent variabile, etc.
- Singura cale de reducere a presiunii este micşorarea vitezei iniţiale
prin mărirea diametrului conductei. În practică , viteza lichidului în
conducte se limitează la 5m/s, o suprapresiune de 50 bar
considerându-se acceptabilă pentru presiuni de lucru de 200 - 300 bar.
- Efectele şocului hidraulic se limitează cu ajutorul acumulatoarelor
hidropneumatice. De asemenea, se vor evita variaţiile bruşte de
secţiune şi sudurile in circuitele hidraulice.
- Pentru evitarea rezonanţei dintre pompa şi sistem, cauzată în special
de supapele de presiune, la punerea în funcţiune mai sunt necesare
modificări ale lungimilor unor conducte sau schimbarea poziţiei unor
acumulatoare.
3. Cavitaţia - este un fenomen hidraulic complex, ce se produce
într-un lichid aflat în mişcare şi constă în formarea unor bule (cavităţi)
de vapori şi gaze, ca urmare a scăderii presiunii locale sub o valoare
numită presiune critică.
– În cazul instalaţiilor hidraulice, cavitaţia se manifestă prin zgomot mare în
funcţionare, temperaturi mari, performanţe scăzute ale instalaţiei, uzura
prematură a unităţilor de pompare.
- Pentru evitarea apariţiei cavitaţiei este necesar ca presiunea
lichidului de lucru la aspiraţia pompelor să nu scadă sub presiunea de
vaporizare pv; pentru ulei mineral, pv = 0,66 bar.
- Creşterea presiunii la aspiraţie se obţine prin presurizarea
rezervorului, plasarea pompei sub nivelul lichidului din rezervor,
folosirea filtrelor grosiere la aspiraţie, dimensionarea corectă a
conductei de aspiraţie sau folosirea de pompe auxiliare.