Aparatura ce intra in componenta sistemelor de actionare hidrostatica si simbolizarea ei

Calificarea : tehnician mecatronist

LUCRAREA NR. 1

Aparatura ce intra in componenta sistemelor de actionare hidrostatica si simbolizarea ei

1.1. Obiectivul lucrarii

Lucrarea prezinta cele mai reprezentative elemente care intra in componenta sistemelor de actionare hidrostatica, rolul acestora, precum si modul de simbolizare a lor prin semne conventionale.

Lucrarea urmareste sa permita studentilor intelegerea si interpretarea schemelor de actionare hidrostatica.

1.2. Aspecte teoretice

Actionarea hidrostatica este actionarea care asigura o dubla conversie energetica, transformand energia mecanica in energie hidraulica si apoi din nou in energie mecanica la alti parametri cinematici si dinamici fata de cei de la intrare. Scopul acestei transformari este acela de a realiza miscarea, la iesirea din motorul hidraulic, in conditii de forta sau cuplu impuse si cu viteze impuse.

Sistemele de actionare hidraulice se impart in doua mari categorii:

hidrostatice, care inmagazineaza in agentul motor energie potentiala de tip hidrostatic caracterizata prin presiunea mediului hidraulic. In acest caz, energia potentiala a agentului motor se dezvolta pe o suprafata creand miscare si forta;

hidrodinamice, care vehiculeaza agent motor incarcat cu energie cinetica, materializata prin viteza acestuia, energie care se produce intr-o pompa de tip centrifugal si care se transforma in energie mecanica intr-un motor de tip turbina.

Prezenta lucrare va analiza doar structura si simbolurile elementelor ce alcatuiesc sistemul de actionare hidrostatic.

Sistemele de actionare hidrostatica se compun in general dintr-o pompa P_H (figura 1.1.), elemente de distributie, reglare, control si protectie (EDRCP) si un motor hidraulic M_H. Pompa P_H , antrenata de motorul electric ME la cuplul M_i si turatia n_i, aspira agentul motor din rezervorul R_z trimitandu-l spre elementele de directionare si reglare cu presiunea p_p si debitul Q_p. Elementele de reglare modifica presiunea si debitul agentului furnizat de pompa la alti parametri p_m si Q_m care sunt necesari actionarii motorului hidraulic M_H pentru a se putea obtine la iesire cuplul M_e sau forta F_e cu turatia n_e sau viteza v_e, utile actionarii organului de lucru OL. De la motorul M_H agentul motor este retransmis la rezervorul R_z.

Practic, intr-un astfel de sistem au loc trei conversii energetice:

electro-mecanica, la nivelul motorului electric ME;

mecano-hidraulica, la nivelul generatorului hidrostatic (pompa P_H);

hidro-mecanica, la nivelul motorului hidrostatic M_H.

Figura 1.1. Sistemul de actionare hidrostatica

1.3. Desfasurarea lucrarii

In cadrul lucrarii vor fi prezentate principalele elemente care intra in componenta sistemelor de actionare hidrostatica.

Pentru intelegere, va fi facuta o analiza de principiu a modului lor de functionare si se va stabili simbolizarea utilizata in schemele de actionare.

Terminologia folosita in domeniul sistemelor de actionare hidrostatica este reglementata de STAS 6965 iar semnele conventionale folosite la reprezentarea in scheme a elementelor de actionare sunt reglementate de STAS 7145.

Principalele componente ale sistemelor de actionare hidrostatice sunt:

Pompele volumice (P_H) - sunt ansamble care imprima mediului hidraulic de lucru energie hidrostatica caracterizata prin presiune (p_P) si debit (Q_P). Ele receptioneaza energia mecanica produsa de o masina de forta si caracterizata de momentul M_i si turatia n_i si o transforma in energie hidrostatica. Aproape toate pompele sunt actionate in miscare de rotatie.

Motoarele hidrostatice (M_H) - sunt ansamble care primesc energia hidrostatica produsa de pompa (presiune X debit) si o transforma in energie mecanica de rotatie (moment X turatie) la motoarele rotative sau de translatie (forta X viteza) la motoarele hidraulice liniare (cilindri de forta), pentru antrenarea mecanismului actionat (OL).

Uneori aceleasi ansamble pot fi atat pompe cat si motoare, depinzand de modul in care sunt montate. Unele pot functiona intr-un singur sens (nereversibile), altele in ambele sensuri (reversibile).

Din punct de vedere a variabilitatii debitului vehiculat se disting pompe si motoare cu debit constant si cu debit variabil.

Simbolizarea pompelor si motoarelor rotative hidrostatice este in tabelul 1.1.

Motoarele hidraulice rectilinii (cilindri hidraulici) sunt din punct de vedere constructiv de tip cilindru - piston, motiv pentru care se mai numesc si cilindri de forta.

Tabelul 1.1.

Din punctul de vedere al modului in care se realizeaza actionarea, respectiv al modului in care agentul motor actioneaza pe fetele pistonului, cilindri de forta pot fi: cu simplu sau cu dublu efect.

Din punct de vedere al raportului dintre diametrul tijei si a pistonului, pot fi:

cu diametrul pistonului mai mare decat diametrul tijei;

cu diametrul pistonului egal cu cel al tijei, adica cu pistoane plunjer.

Simbolizarea cilindrilor hidraulici este indicata in tabelul 1.2.

Tabelul 1.2.

Elementele de distributie au rolul de a dirija agentul motor spre diferitele conducte ale schemei hidraulice. Echipamentul de distributie al actionarii hidrostatice este constituit din: robinete distribuitoare, distribuitoare cu bila, distribuitoare cu sertar (sertarase distribuitoare) si supape de sens unic (supape de blocare).

Sertarasele distribuitoare sunt cele mai raspandite elemente de distributie din sistemele de actionare hidrostatica si se intalnesc intr-o gama variata de solutii constructive de aceea, simbolizarea lor va cuprinde pe langa simbolul propriu-zis si un cod numeric exprimat printr-o fractie ordinara unde la numarator se va inscrie numarul cailor hidraulice racordate la distribuitor iar la numitor, numarul fazelor de lucru pe care le poate realiza distribuitorul. Astfel ca 4/3 inseamna ca distribuitorul are 4 cai de racordare si 3 faze de lucru.

In tabelul 1.3 este indicata simbolizarea distribuitoarelor.

Tabelul 1.3.

Simbolizarea comenzii pentru comutarea distribuitoarelor in alta faza de lucru, se face printr-un dreptunghi alipit simbolului de baza (tabelul 1.4.), in dreapta sau in stanga lui.

Tabelul 1.4.

Supapele de blocare asigura transmiterea debitului intr-o singura directie pe conductele pe care se monteaza. Sub aspect constructiv, supapele de blocare se intalnesc in varianta cu scaun. Pe scaun poate presa o bila sau un taler conic.

Simbolizarea acestor supape de sens este indicata in tabelul 1.5.

Tabelul 1.5.

Supapele de presiune sunt destinate asigurarii presiunii dorite pe anumite circuite hidraulice. Ele pot fi in pozitie normala, neactionate, normal inchise sau normal deschise. Cele normal deschise au rol de supape de deversare (de descarcare) iar cele normal inchise au rol de supape de siguranta.

Simbolizarea acestor supape este redata in tabelul 1.6.

Tabelul 1.6.

Echipamentul de reglare a debitului pe circuitele hidraulice consta in montarea unor rezistente fixe sau reglabile (drosele) pe circuit, care lamineaza debitul de agent motor, fractionandu-l si administrandu-l la valoarea dorita motorului hidraulic.

Din punct de vedere constructiv si al pozitiei de montare in schema hidraulica, droselele sunt de doua categorii:

drosele de traseu, care se monteaza direct pe conductele schemei hidraulice si care pot fi cu sau fara supapa de sens;

drosele de panou, care se monteaza pe panoul de comanda al instalatiei hidraulice si care sunt intotdeauna insotite de supape de sens.

Simbolizarea acestor elemente de reglare a debitului este data in tabelul 1.7.

Tabelul 1.7.

Echipamentul auxiliar al schemelor hidraulice se compune din: conducte, filtre, acumulatoar, rezervor (tanc), schimbator de caldura.

Conductele asigura circulatia agentului motor catre diferitele elemente ale schemei. Simbolizarea lor este redata in tabelul 1.8.

Tabelul 1.8.

Filtrele sunt elemente destinate purificarii agentului motor. Ele au rolul sa retina atat particulele mecanice cat si produsele de oxidare din agent. Intr-o schema hidraulica trebuie sa existe minim trei filtre si anume: filtrul de umplere si aerisire, filtrul pe conducta de aspiratie a pompei si un alt filtru montat in schema hidraulica.

Acumulatoarele sunt elemente care inmagazineaza o parte a energiei hidrostatice furnizata de pompe, constituind pentru schema hidraulica o rezerva de energie hidrostatica. Acestea se monteaza pe o derivatie a conductei de refulare a pompei. Scopul acumulatoarelor hidraulice este de a prelua volume de lichid sub presiune si de a le restitui ori de cate ori este necesar.

Rezervorul (tancul) are rolul de a furniza agentul motor schemei hidrostatice precum si de a limita temperaturile de functionare ale acesteia.

Simbolizarea acestor elemente este redata in tabelul 1.9.

Tabelul 1.9.

Aparatele de masura si control au rolul de a masura si indica parametrii de lucru ai agentului motor: presiunea se masoara cu manometrul, debitul cu debitmetrul iar temperatura cu termometrul. Simbolizarea acestor aparate este indicata in tabelul 1.10.

Tabelul 1.10.

In cadrul lucrarii se va analiza schema din figura 1.2. atat ca pozitie a elementelor in schema cat si a rolului lor.

Figura 1.2. Schema hidraulica a ciclului de lucru avans rapid - avans lent - retragere rapida