ACTIONAREA, COMANDA SI CONTROLUL INSTALATIILOR PORTUARE DE OPERARE

ACTIONAREA, COMANDA SI CONTROLUL INSTALATIILOR PORTUARE DE OPERARE

VARIANTE DE ACTIONARE A MECANISMELOR IPO

1. Actionarea hidraulica de volum a mecanismelor IPO

Alegerea modului de reglare a actionarii hidraulice a mecanismelor instalatiilor portuare de operare ia in considerare urmatoarele:

1) Posibilitatea motorului primar de a prelua momentul de miscare in cazul coborarii sau franarii mecanismelor, prin manevra incarcarii. Reglajul volumic este rational pentru puteri mai mari de 5 kW.

2) Datorita inertiei sarcinii sau disiparii energiei de catre actionare in cazul mecanismelor de translatie si de rotire, reglarea actionarii este necesara numai in procesul de franare.

3) Motorul hidraulic este reprezentat de diferite hidromasini care sunt ireversibile deoarece in caz contrar transformarea energiei de catre sistemul de actionare devine imposibila.

4) Aparatul de distributie, reglare si control tine cont de puterea nominala, debit si presiune precum sui unele elemente constructive, etc.

Actionarea si reglarea mecanismelor de ridicare a sarcinii

Elementele componente ale schemei mecanismului cu actionare hidraulica fig. 1.. cu reglare volumica (cantitativa) sunt:

electromotor de actionare;

rezistenta reglabila (drosel);

filtru;

amplificator hidraulic de modificare a debitului pompei 12;

ventil invers;

cilindru hidraulic de franare (desfranare);

dispozitivul de laminare de corelare a functionarii cilindrului hidraulic G;

hidromotor;

supapa de siguranta;

distribuitor;

ventile de prealimentare;

pompa cu debit variabil;

electromotor de actionare;

supapa de siguranta de mentinere constanta a presiunii in sistemul de prealimentare;

pompa de prealimentare de umplere a sistemului hidraulic;

rezervor de alimentare

Mod de functionare

La pornirea electromotorului 1 are loc umplerea cu lichid de lucru a sistemului hidraulic de catre pompa 15 si prin filtrul 3 si ventilele de prealimentare 11. Presiunea in sistem este mentinuta constanta de supapa de siguranta 14. Debitul pompei principale 12 este practic zero in momentul cuplarii electromotorului 13, debitul de fluid refulat este mic si trece prin distribuitoare ocolind hidromotorul 8, care in acest caz este franat. Datorita acestor cauze pornirea electromotorului se face fara sarcina.

Pentru deplasarea sarcinii distribuitorul se comuta in pozitia de lucru si intregul flux de lichid este dirijat spre hidromotor.

In acelasi timp cilindrul 6 asigura desfranarea actionarii. Dispozitivul de laminare 7 va asigura corelarea timpului de la comutarea distribuitorului si punerea in functiune a cilindrului 6.

Modificarea debitului pompei 12 este realizata de amplificatorul hidraulic care primeste impulsul de comanda. Droselul 2 regleaza viteza de prelucrare a amplificatorului limitand accelerarea rotirii hidromotorului si sarcinile dinamice in mecanism.

Pentru intreruperea procesului de coborare a cotadei de marfa debitul pompei scade iar distribuitorul este comutat de catre ventilul invers 5 si are loc cuplarea rapida a franei.

In faza de coborare motorul hidraulic 8 lucreaza in regim de pompa si intrucat in circuitul hidraulic presiunea scade, apare pericolul scaderii presiunii la intrare.

Pentru micsorarea pierderilor hidraulice se recomanda o linie de legatura intre pompa si motor care sa ocoleasca distribuitorul.

Schema actionarii hidraulice a mecanismului de ridicare cu reglare prin laminare

Elementele schemei, fig. 2. sunt:

cilindrul hidraulic de franare;

motorul hidraulic;

supapa de flux care prin intermediul unui arc de reglaj stabileste presiunea la distribuitorul 7;

regulator de flux;

supapa de sens;

rezistenta hidraulica;

distribuitor cu 4 cai;

ventile pentru comanda de inalta presiune;

distribuitor general;

ventile pentru comanda de joasa presiune;

ventil de descarcare la rezervorul 15;

filtru;

pompa cu debit constant;

electromotor de actionare;

rezervor.

Observatii

In pozitie neutra a distribuitorului camerele motorului hidraulic conduc la franare.

Daca distribuitorul este deplasat spre stanga (ridicarea sarcinii) lichidul ajunge la supapa 4 iar apoi la hidromotorul 2.

Daca distribuitorul este deplasat spre dreapta (coborarea sarcinii) lichidul ajunge de la pompa in motorul hidraulic, la regulatorul de flux si distribuitorul 7.

Mod de functionare

In pozitia neutra a distribuitorului 7 camerele motorului hidraulic sunt inchise, circuitul hidraulic trece prin ventilul de descarcare 11, filtrul 12 fiind returnat in final in rezervorul 15. In aceasta varianta de lucru cilindrul de franare 11 este cuplat la golire si nu este in functionare.

In cazul in care distribuitorul functioneaza in pozitia din partea stanga, corespunzatoare de exemplu variantei de ridicare a cotadei de marfa, sectiunea distribuitorului se modifica lin, agentul hidraulic trece prin supapa de sens unic 4, o decshide si pune in functiune motorul hidraulic 2. Distribuitorul 7 asigura si cuplarea camerei de comanda a ventilului de decsarcare 11 cu linia de presiune a motorului hidraulic. Datorita presiunii hidraulice existente in sistem cilindrul de franare 1 se afla in functionare. Surplusul de agent se scurge prin ventilul de descarcare 11 sub presiunea dictata de greutatea sarcinii de lucru.

Pentru varianta in care distribuitorul functioneaza in pozitia din partea dreapta, corespunzatoare de aceasta data variantei de coborare a cotadei de marfa, lichidul de la pompa unidirectionala cu debit constant 13 ajunge la motorul hidraulic 2. De aici prin intermediul regulatorului de flux 4, implicit al supapei de flux 3, lichidul ajunge la distribuitorul 7 intr-o cantitate proportionala cu sectiunea de trecere. In aceasta varianta ventilul de descarcare 10 este pus in comunicatie cu scurgerea iar presiunea in camera de comanda a ventilului de descarcare 10 este determinata numai de reglarea acestuia. Cilindrul de franare 1 va functiona cu aceeasi presiune cu care functioneaza ventilul 10. Referitor la varianta a doua de functionare a circuitului hidraulic trebuie sa mentionam ca presiunea cu care lichidul ajunge la distribuitorul 7 este determinata de reglarea arcului supapei de flux In acelasi sens cantitatea de lichid scursa prin supapa de descarcare 11 este determinata de presiunea de reglaj a ventilului 10.

2.Schema de comanda si control a sistemului hidraulic de actionare a mecanismului de ridicare a sarcinii pentru o macara portuara deplasabila de capacitate mare

Elementele schemei din fig. sunt:

motor termic de antrenare;

pompa cu debit variabil prevazuta cu o sectiune de descarcare in care se afla fluidul hidraulic 2a;

rezervor hidraulic;

4, 5 linie de legatura;

6. motor cu debit constant;

motor cu debit variabil;

arbore de legatura dintre transmisia cu roata dintata cu 9;

toba de ridicare;

ambreiajul de cuplare dintre 8 si 9;

frana exterioara cu banda;

actionare manuala a franei (pedala de actionare);

maneta de control a miscarii tobei la ridicare si coborare cu viteza redusa;

distribuitor pneumatic;

linia de control a ridicarii;

supapa;

releul de comunicare cu variatorul de presiune;

variator de presiune;

dispozitivul de comanda conectat la linia 15;

dispozitiv de comanda si control al debitului la motorul 7, functionarea fiind determinata de pozitia arcului interior 20a;

sectiune pneumatica;

sectiune hidraulica;

29 liniile de legatura;

supapa operator;

linie hidraulica;

supapa de control;

supapa normal inchisa deschisa prin supapa 24;

linie de conectare a sectiunii pneumatice cu dispozitivul de comanda 20;

linie pneumatica de control;

legatura inversa automata de control;

supapa de aer;

sectiune hidraulica conectata prin linia 33 la returul 4.

Motorul 1 antreneaza pompa cu debit variabil 2 care are o sectiune de descarcare 2a in care se afla fluidul hidraulic de la rezervorul Motoarele hidraulice 6 si 7 deservite de catre pompa 2 sunt cuplate mecanic prin intermediul unei roti dintate la arborele 8 al tobei de ridicare 9, cuplarea fiind asigurata de ambreiajul 10. Franarea mecanismului este realizata de frana exterioara cu banda 11 ce se poate actiona manual de la pedala 12.

Controlul miscarii tobei la ridicare si la coborare cu vitezp redusa se face prin intermediul manetei 13 care asigura si operarea distribuitorului pneumatic 14.

A. OPERATIUNEA DE RIDICARE CU VITEZA REDUSA

Pentru pozitia corespunzatoare a manetei 13 distribuitorul 14 permite trecerea aerului sub presiune in linia de control a ridicarii 15 prin supapa 16 si releul 17 care comunica cu variatorul de presiune 18. Pentru comanda ambreiajului 10 la motorul de antrenare a tobei se descarca pompa cu debit variabil iar dispozitivul de comanda 19 este conectat la linia 15.

Dispozitivul de comanda 19 este fixat in pozitia de debit zero, iar presiunea de aer la linia 15 se apropie de valoarea pozitiva a debitului maxim in timpul operatiei de ridicare.

In acest fel fluidul hidraulic prin linia de retur de la motorul cu debit fix si cu debit reglabil 6 si 7 va antrena toba 9.

1.1 Controlul debitului la motorul hidraulic 7

- Este asigurat de dispozitivul de comanda 20 care in momentul in care debitul variabil al motorului se apropie de debitul maxim permite transmiterea cuplului maxim la toba.

- Daca debitul motorului se apropie de valoarea zero fluidul hidraulic este directionat catre motorul cu debit constant 6 iar viteza de ridicare creste.

- Functionarea dispozitivului de comanda 20 este asigurata la pozitia de debit zero de pozitia arcului interior 20a si de sectiunea pneumatica 21 care se opune tendintei arcului de reducere a ariei efective a sectiunii hidraulice.

- Daca motorul diesel este accelerat presiunea din linia 4 este transmisa prin linia 23 la sectiunea hidraulica 22. Forta corespunzatoare presiunii de lucru este echilibrata de catre forta elastica din arcul dispozitivului de comanda 20 in conditii de debit maxim.

1.2 Functionarea cu viteze mici de ridicare

Prin intermediul manetei 13 pozitionata corespunzator aerul este directionat de la distribuitorul 14 prin linia 15 la distribuitorul de comanda 19 care asigura reglarea pompei.

Fluidul din dispozitivul de comanda 20 este adus in pozitia de debit maxim de catre presiunea din sectiunea hidraulica 22 a motorului 6.

In acest timp motorul hidraulic 7 opereaza la cuplul si la viteza masurata din exterior de pompa 2 comandata de dispozitivul 19 reglat de la maneta 1

1.3 Functionarea cu viteze mari de ridicare

Operatiunea este realizata prin dirijarea fluidului de la pompa 2 catre motorul 6. In acest timp presiunea din linia 15 actioneaza supapa operator 24 care se opune variatiei de presiune de la linia 25 la o presiune constanta de la supapa de control 26.

Prin actionarea supapei 24 se deschide supapa normal inchisa 27 care permite presurizarea aerului de la linia 15 la trecerea prin supapa 27 si linia 28 conectate la dispozitivul de comanda 20.

Presiunea in sectiunea pneumatica 21 este bazata pe actiunea arcului 20a si reglarea dispozitivului de comanda 20 la pozitia zero a debitului.

1.4 Ridicarea sarcinilor grele

Presiunea in linia hidraulica 4 este comunicata dispozitivului 20. Presiunea in sectiunea 22 creste si se opune fortei elastice din arcul 20a pentru ca reglarea dispozitivului 20 sa se faca la debit maxim.

Daca debitul motorului 7 creste presiunea liniei este redusa pana cand conditia de echilibru este restabilita.

B. OPERATIUNEA DE COBORARE

Cand sarcina este coborata maneta 13 este reglata in pozitie stanga si trimite presiunea de la supapa 14 prin liniile 29 si 23 la pompa 2 reglata pentru functionarea reversibila sau la debit redus. Daca presiunea in linia 4 este foarte mica supapa operator 24 este reglata de catre presiunea din linia 25 iar supapa operator 24 este reglata de catre presiunea din linia 25 iar supapa 27 va fi normal inchisa.

Presiunea aerului este realizata de linia 28 la sectiunea pneumatica 21 prin dispozitivul 20 al motorului 7 si din sectiunea hidraulica 22.

2.1 Coborarea inceata a sarcinilor grele

In timpul acestei operatiuni sarcina actioneaza toba 9 care are tendinta sa antreneze motorul 6 si 7 presurizand astfel linia 4 care acum este linia de retur la pompa 2.

Sarcina este coborata incet, presiunea din linia 4 misca pompa 2 iar motorul hidraulic supratureaza motorul termic. Actionarea rapida a franei 11 nu preintampina supraturarea motorului 1 intrucat cotada de marfa continua sa fie accelerata.

2.2 Prevenirea supraturarii motorului diesel

Fenomenul este prevenit de catre legatura inversa automata de control 30 interpusa in linia pneumatica 29.

In cadrul acestei legaturi sectiunea supapei 31 este operata hidraulic de sectiunea 32 conectata la linia de retur 4.

In timpul coborarii incete a sarcinii grele presiunea in liniile 4 si 33 creste iar dispozitivul hidraulic 32 inchide aerul in sectiunea 31 prin legatura inversa 30 conectata prin linia 29 la dispozitivul de comanda al pompei 19.

La coborarea inceata dispozitivul 19 se afla in pozitie neutra, debitul pompei 2 este descarcat iar motorul 1 aplica in moment mic la pompa.

Actionarea mecanismelor de deplasare a instalatiilor portuare de operare

Schema reprezentata in fig.4. este cu reglare volumica constructia fiind analoaga cu schema utilizatapentru mecanismul de ridicare.

Caracteristicile schemei:

liniile hidraulice care leaga motoarele cu pompa trec prin distribuitor;

hidromotoarele se cupleaza intre ele dupa o schema paralela, avand ca rezultat utilizarea unei statii de pompare si asigurarea franarii de catre actionare.

Actionarea mecanismelor de rotire

Schema de actionare a mecanismelor de rotire, fig.4. , a unei instalatii portuare de operare cu reglare volumica cuprinde:

motor hidraulic;

cutia cu supape;

filtru;

cilindru de franare;

monometru;

distribuitorul;

motor hidraulic de turatie mare;

reductor;

mecanism de rotire;

rezervor de completare

E1, E2 - electromagneti de rotirea macaralei

Actionarea motoarelor hidraulice

a) Formule de dimensionare

1. Motoarele destinate actionarii:

(1)

2. Motoarele destinate franarii

(2)

p - presiunea de lucru, daN/cm²

V - volumul de lichid absorbit, cm³

Δp - presiunea de reglaj a supapei, daN/cm²

Debitul necesar Q pentru dezvoltarea turatiei n este:

(3)

Puterea hidraulica consumata:

(4)

Puterea mecanica produsa:

(5)

b) Alegerea pompelor hidraulice

Momentul necesar pentru dezvoltarea presiuni p

(6)

Puterea mecanica consumata de antrenare:

(7)

Puterea hidraulica produsa

(8)