MINISTERUL EDUCATIEI, CERCETARII SI TINERETULUI

GRUP SCOLAR INDUSTRIAL CONSTRUCTII CAI FERATE

INTRETINEREA DISTRIBUITOARELOR HIDRAULICE

CUPRINS

ARGUMENT   

CAP 1. NOTIUNI GENERALE   

1.1. UTILIZAREA ACTIONARILOR HIDRAULICE IN DIFERITE RAMURI INDUSTRIALE   

1.2. TIPURI DE LICHIDE HIDRAULICE

CAP 2. DISTRIBUITOARE HIDRAULICE

2.1. PREZENTAREA GENERALA A DISTRIBUITOARELOR HIDRAULICE

PARAMETRI TEHNICO-FUNCTIONALI AI DISTRIBUITOARELOR HIDRAULICE

CAP 3.    INTRETINEREA SI REPARAREA DISTRIBUITOARELOR

3.1. DIAGNOSTICAREA DEFECTELOR

3.2. DEFECTELE CARACTERISTICE INSTALATIILOR HIDRAULICE

3.3. REMEDIEREA DEFECTELOR   

3.4. REMEDIEREA CORPURILOR SI A SERTARELOR DISTRIBUITOARELOR.

BIBLIOGRAFIE

ARGUMENT

Sistemele de actionare si automatizare hidraulice sunt folosite frecvent in cadrul sistemelor mecatronice, punerea in functiune, exploatarea, intretinerea si reparearea acestora fiind sarcini pe care trebuie sa le indeplineasca tehnicianul mecatronist.

Lucrarea "INTRETINEREA DISTRIBUITOARELOR HIDRAULICE" abordeaza tema complexa a detectarii si remedierii defectelor unuia dintre cele mai importante echipamente hidraulice: distribuitorul.

Pentru a putea realiza aceste activitati, tehnicianul mecatronist trebuie sa cunoasca constructia si functionarea distribuitoarelor.

Lucrarea este structurata in trei capitole.

In capitolul 1 sunt prezentate notiuni generale despre hidraulica si despre lichidele utilizate. Hidraulica este stiinta care studiaza legile de echilibru si de miscare a fluidelor din punctul de vedere al aplicatiilor in tehnica. Domeniul de aplicabilitate al hidraulicii s-a extins considerabil in ultimele decenii. La ora actuala nu exista nici o ramura a tehnicii unde sa nu isi gaseasca aplicabilitatea. Lichidele de lucru utilizate in sintemele de actionare hidraulica se pot grupa in trei categorii: apa, uleiuri minerale si lichidele sintetice.

In capitolul 2 sunt clasificate distribuitoarele hidraulice dupa mai multe criterii si sunt prezentati parametrii tehnico-functionali ai acestora. Parametrii principali sunt presiunea nominala si debitul nominal.

In capitolul 3 sunt prezentate defecte posibile ale distribuitoarelor hidraulice si modul lor de remediere. Diagnosticarea defectelor este conditionata de insusirea cunostintelor generale privind actionarile hidraulice si de cunoasterea schemei de functionare a instalatiei defecte si trebuie sa duca la eliminarea rapida si cu minim de efort a defectiunii.

La diagnosticarea defectelor se pleaca de la efectul constatat. Acesta poate fi provocat de unul sau mai multe cauze, care actioneaza independent sau simultan. Se disting doua feluri de defecte: defecte constatate la verificarile periodice si defecte ca urmare a deteriorarii unui agregat.

In procesul de diagnosticare, plecand de la efectul constatat, se definesc un numar 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 defecte 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 impuse de multe ori masuratori de presiune si debit. Instalatia trebuie sa fie prevazuta din proectare cu recorduri pentru manometre si debitmetre.

Creste nivelul de zgomot al instalatiei sau a componentelor este un defect frecvent, care poate sa apara si datorita alimentarii incorecte a pompei, vibratiilor datorata cuplajelor defecte, vibratiilor conductelor, vibratiilor arcului supapelor.

Remedierea componentelor se face in urmatoarele etape: demontare-curatare-diagnosticare-remediere-curatare-remontare-incercare. La demontare trebuie retinuta pozitia diferitelor piese, mai ales a celor simetrice. Pentru a asigura remontarea in aceeasi pozitie, ele vor trebui marcate inca din faza de demontare.

Diagnosticarea corecta a defectelor si a cauzelor care le-au provovcat, precum si efectuarea unor remedieri de buna calitate asigura functionarea in continuare a instalatiei in conditiile initiale, previne repetarea defectului sau a unor defecte derivate si, in cazul inlocuirii unui agregat, ii confera acestuia o durabilitate egala cu cea a celui inlocuit.

CAP 1. NOTIUNI GENERALE

1.1. UTILIZAREA ACTIONARILOR HIDRAULICE IN DIFERITE RAMURI INDUSTRIALE

Hidraulica este stiinta care studiaza legile de echilibru si de miscare a fluidelor din punctul de vedere al aplicatiilor in tehnica.

Denumirea de hidraulica provine din cuvintele grecesti hitra-apa si aulos-tub.

Notiunea a fost initial pusa in legatura cu orga de apa unde caracteristicile sunetelor erau realizate de inaltimea coloanelor de apa.

Hidraulica studiaza in principal lichidele care sunt fluide practic incompresibile, 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.

Domeniul de aplicabilitate al hidraulicii s-a extins considerabil. La ora actuala nu exista nici o ramura a tehnicii unde sa nu isi gaseasca aplicabilitatea.

Exemple:

Industria constructoare de masini: in tehnica automobilului, locomotivei, aviatiei, navalei, in industria usoara si alimentara a-au extins sistemele hidraulice de comenzi, actionari si automatizari,amortizoare,suspensii hidraulice.

Transporturi: principiile de functionare ale celor mai multe mijloace de transport sunt bazate pe legile hidraulicii. Astfel sunt vapoarele si submarinele,avioanele,vehiculele pe perna de aer. De asemenea transportul fluidelor in conducte si canale, transportul hidraulic si pneumatic al diferitelor materiale in suspensie.

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.

Masini hidraulice: reprezinta de asemenea un domeniu vast de aplicabilitate: turbine hidraulice sau eoliene, turbine de foraj, pompe de diferite tipuri.

1.2. TIPURI DE LICHIDE HIDRAULICE

Lichidul de lucru din sistemele de actianare hidraulica este supusa actiunii indelungate a unor temperaturi, viteze si presiuni ridicate, variind in limite largi. In aceste conditii, mediul hidaulic trebuie sa raspunda unor cerinte restrictive dintre care amintim:

Sa aiba bune proprietati lubrifiante;

Sa aiba rezistenta mecanica ridicata a peliculei;

Sa nu degaje vapori la temperaturi obisnuite;

Sa nu fie activ chimic in raport cu elementele sistemului;

Sa aiba o variatie minima a viscozitatii in raport cu temperatura;

Sa aiba punct ridicat de inflamabilitate;

Sa nu absoarba aer si sa nu formeze spuma

Sa aiba un continut minim de impuritati

Lichidele de lucru utilizate in sintemele de actionare hidraulica se pot grupa in trei categorii: apa, uleiuri minerale si lichidele sintetice. Cele mai utilizate lichide sunt uleiurile minerale, care eu o durata de viata ce este determinata de calitatea lor, precum si de conditiile de lucru. Principalele lichide hidraulice fabricate in tara si caracteristicile lor sunt prezentate in tabelele de mai jos.

Pentru cazul unor instalatii care functioneaza la temperaturi ridicate,mediul hidraulic utilizat este metalul lichid care de regula este un aliaj eutectoid compus din 77% natriu si 23% kaliu. Punctul de topire este -12C, iar    cel de fierbere este cca 850.

CAP 2. DISTRIBUITOARE HIDRAULICE

2.1. PREZENTAREA GENERALA A DISTRIBUITOARELOR HIDRAULICE

Distribuitoarele hidraulice au rolul de a dirija fluidul sub presiune pe anumite circuite ca urmare a unor comenzi primite din exterior. Intr-un sistem de actionare distribuitorul indeplineste urmatoarele functii:

- inverseaza sensul de miscare al ansamblului mobil al motorului deservit;

- in anumite situatii poate asigura si oprirea pe cursa a ansamblului mobil al motorului.

Fig.1. Rolul distribuitorului hidraulic

Pentru distribuitorul din figura 1, daca exista comanda:

- C1, distribuitorul stabileste conexiunile:

Pa A si B T

In acest fel se asigura deplasarea ansamblului mobil al motorului in sensul vitezei v₁.

- C2, distribuitorul stabileste conexiunile:

Pa B si A T

In acest fel se asigura deplasarea ansamblului mobil al motorului in sensul vitezei v₂.

Din punct de vedere constructive, distribuitoarele pot fi:

a) cilindric cu miscare de translatie;

b) cilindru cu miscare rotativa;

c) plan cu miscare de translatie;

d) plan cu miscare de rotatie;

e) cu supape cu scaun conic sau bila.

Cele mai utilizate sunt cele cilindrice cu miscare de translatie.

Distribuitoarele pot fi comandate direct, electric, pneumatic sau hidraulic, dar pot fi si pilotate, in care caz un distribuitor mai mic comanda unu mai mare.

Tabelul Simboluri pentru comenzile distribuitoarelor hidraulice

Tipul comenzii	Explicatia simbolului	Simbol
Manuala	1. neprecizata 2. cu buton	1. 2.
Mecanica	1. neprecizata 2. cu resort 3. cu tachet 4. cu tachet cu efect intr-o singura directie	1. 2. 3. 4.
Electrica	1. cu electromagnet cu o singura infasurare 2. cu electromagnet cu doua infasurari 3. cu motor electric	1. 2. 3.
Pneumatica	1. prin cresterea presiunii 2. prin scaderea presiunii	1. 2.
Hidraulica	1. prin cresterea presiunii 2. prin scaderea presiunii	1. 2.
Indirecta sau combinata	Cu electromagnet si distribuitor pilot 1. in pneumatica 2. in hidraulica	1. 2.

Fig. 2. Distribuitor cu comanda directa

Fig.3. Simbolul distribuitorului 4/3, comanda electrica

In cele mai multe aplicatii, distribuitoarele pot materializa trei scheme de distributie diferite, una dintre ele fiind pozitia preferentiala.

Fig.4. Schemele de distributie posibile

PARAMETRI TEHNICO-FUNCTIONALI AI DISTRIBUITOARELOR HIDRAULICE

I. Parametrii principali.

- presiunea nominala reprezinta presiunea maxima de lucru la care distribuitorul functioneaza in bune conditii in regim de durata, cu respectarea tuturor parametrilor tehnici in limite prescrise.

- debitul nominal reprezinta debitul ce trece prin distribuitor si poate fi distribuit de acesta de tipul "tot sau nimic" catre diversele orificii de circuit; de multe ori acest parametru se inlocuieste prin diametrul nominal Dn care reprezinta diametrul unei sectiuni circulare, echivalenta sectiunilor orificiilor de circuit (P, T, A, B ..) si sectiunilor interne de curgere ce se creeaza la deplasarea sertarului.

Diametrul nominal Dn mm poate lua valori din sirul:

Distribuitoarele pot controla debite intre 0,1 600 1000 l/min

Pentru diametrul nominal exista un sir de valori normalizate prezentate in tabelul de mai jos:

II. Parametrii secundari:

- pierderea de sarcina maxima de pe traseul intrare - iesire in conditiile in care debitul prin distribuitor este maxim;

- pierderea totala de debit intre diferitele camere interne ale distribuitorului, care se gasesc incarcate la stari de presiune diferite;

- presiunea minima de comanda este parametru specific distribuitoarelor cu comanda pneumatica sau hidraulica;

- timpul minim de comutatie;

- forta minima de actionare;

- alti parametri ce tin de tipul de comanda al distribuitorului.

CAP 3. INTRETINEREA SI REPARAREA DISTRIBUITOARELOR

3.1. DIAGNOSTICAREA DEFECTELOR

Diagnosticarea defectelor este conditionata de insusirea cunostintelor generale privind actionarile hidraulice si de cunoasterea schemei de functionare a instalatiei defecte si trebuie sa duca la eliminarea rapida si cu minim de efort a defectiunii.

La diagnosticarea defectelor se pleaca de la efectul constatat. Acesta poate fi provocat de unul sau mai multe cauze, care actioneaza independent sau simultan. In practica, de multe ori se confunda cauza cu defectul, fapt care ingreuneaza analiza defectului si stabilizarea masurilor de remediere. In procesul de diagnosticare, plecand de la efectul constatat, se definesc un numar 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 defecte 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 impuse de multe ori masuratori de presiune si debit. Instalatia trebuie sa fie prevazuta din proectare cu recorduri 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 .Se procedeaza la masurari de presiune, care dau informati calitative si, daca se dispune de aparatura adecvata, la masurari de debit.Analiza defectelor este usurata daca traseele de retur si drenare sunt realizate din tuburi transparente, punandu-se astfel aprecia corectitudinea functionarii elementelor si pierderile de drenare

3.2. DEFECTELE CARACTERISTICE INSTALATIILOR     HIDRAULICE

Se disting doua feluri de defecte: defecte constatate la verificarile periodice si defecte ca urmare a deteriorarii unui agregat. In prima categorie se mentioneaza:

a) Neetanseitatile exterioare pe circuitele de presiune; acestea se constata usor, prin aparitia pierderilor de lichid de lucru in exterior.

b) Incalzirea. Un alt defect frecvent al instalatiilor hidraulice este incalzirea excesiva a lichidului de lucru sau a unui element component al instalatiei. Constatarea se face cu un termometru amplasat in rezervor si prin atingere cu mana. Mana suporta temperaturi pana la 50˚C. Verificarea zilnica a instalatiei permite formarea unei idei despre temperatura normala de functionare.

ZGOMOTUL. Creste nivelul de zgomot al instalatiei sau a componentelor este un defect frecvent, care poate sa apara si datorita alimentarii incorecte a pompei, vibratiilor datorata cuplajelor defecte, vibratiilor conductelor, vibratiilor arcului supapelor.

3.3. REMEDIEREA DEFECTELOR

Diagnosticarea corecta a defectelor si a cauzelor care le-au provovcat, precum si efectuarea unor remedieri de buna calitate asigura functionarea in continuare a instalatiei in conditiile initiale, previne repetarea defectului sau a unor defecte derivate si, in cazul inlocuirii unui agregat, ii confera acestuia o durabilitate egala cu cea a celui inlocuit.

Ca o regula generala este respectarea regulilor de acuratete si curatenie in timpul interventiilor. Depasirea cantitatii de impuritati admisa impune curatirea completa a instalatiei. Operatiile de curatire sunt urmatoarele:

. golirea rezervorului si a instalatiei de lichidul de lucru contaminat. Pentru golirea motoarelor se efectuiaza o cursa completa a acestora;

. spalarea circuitelor cu ajutorul unei instalati de spalare si apoi suflarea acestora pana la indepartarea lichidului de spalat. Rezervorul se spala cu aceeasi instalatie si apoi se sterge cu carpa curata;

.inlocuirea sau spalarea filtrelor.

Dupa executarea operatiilor de curatare se porneste instalatia, cu respectarea regulilor enuntate anterior. Daca din analiza lichidului de lucru rezulta o puternica contaminare , se recomanda demontarea si curatarea tuturor agregatelor .

Demontarea agregatelor de pe instalatie se va face in urmatoarea ordine:

. se obtureaza circuitele care pot fi alimentate prin curgere libera sau prin sifonare;

. se demonteaza conductele de legatura:

. se optureaza capetele deschise ale conductelor si agregatelor cu dopuri de protectie;

. se demonteaza mecanic agregatul din instalatie.

Remedierea scurgerilor datorate strangerii insuficiente a suprafetelor de etansare se face prin strangere la cuplu. Daca nu se remediaza scurgerea, atunci defectiunea trebuie cautata la piesele de compus etansare.

Remedierea componentelor se face in urmatoarele etape: demontare-curatare-diagnosticare-remediere-curatare-remontare-incercare.

La demontare trebuie retinuta pozitia a diferitelor piese, mai ales a celor simetrice. Pentru a asigura remontarea in aceeasi pozitie, ele vor trebui marcate inca din baza de demontare.

3.4. REMEDIEREA CORPURILOR SI A SERTARELOR     DISTRIBUITOARELOR

Corpurile se alezeaza si apoi se finiseaza prin honuire la un diametru majorat cu 0,2 mm. Se admit doua trepte de reparatii. Reconditionarea sertarelor se face prin metalizare si apoi prelucrare, sau se executa sertare noi. La rectificarea finala a sertarului, se va respecta jocul cu alezajul din corp prevazut in documentatie. O atentie deosebita se acorda respectarii conditiilor tehnice cu privire la abaterile de forma si pozitie ale sertarului si alezajului din corp. Nu se recomanda rodarea corpurilor cu sertarele, deoarece pasta abraziva este dificila de spalat dupa rodare si poate provoca uzura timpurie a distribuitorului. Dupa remediere, distribuitorul este supus unor probe de etansare si functionare.

Proba de presiune se executa obturand pe rand circuitele de iesire si radicand presiunea la 1,25-1,5 din valoarea normala. Pentru fiecare pozitie se determina debitul de pierderi la drenare si dintr-un circuit de lucru la altul.

Defectiuni si modul de remediere

a) Griparea plunjerului in alezaj datorita impuritatilor din ulei. Se va demonta si spala distribuitorul.

b)Ruperea unui arc de revenire, in care caz se inlocuieste.c) Rizarea

alezajului sau plunjerului. Se rectifica alezajul si se executa un plunjer majorat. Plunjerele pot fi reconditionate si prin metalizare sau cromare. In acest caz, se va executa in prealabil o strunjire, urmata de o sablare sau randalinare in scopul asigurarii unei bune aderente.

Strunjirea prealabila are rolul de a creea posibilitatea depunerii mai mare a stratului metalizat deoarece in caz contrar, acesta se exfoliaza.

Conditii tehnice impuse distribuitorului.

Jocul dintre plunjer si alezaj trebuie sa nu depaseasca 0,008 mm, daca diametrul acestora este de 12 mm si, 0,012 mm, la un diametru de 22 mm.

Ovalitatea si conicitatea plunjerului trebuie sa fie sub 0,003 mm.

Deplasarea plunjerului uns in alezajul sau trebuie sa se realizeze prin greutate proprie.

Pozitia muchiilor plunjerelor trebuie sa corespunda cu acelea ale corpului distribuitorului in cazul celor fara acoperire. Abaterea maxima este de 0,2 mm.

In scopul evitarii griparilor hidraulice, plunjerul este prevazut cu canale circulare. Acestea constituie mici depozite de ulei precum si locuri de depozitare a unor impuritati din acestea.

BIBLIOGRAFIE

1. Avram Mihai: Actionari hidraulice si pneumatice, Echipamente si sisteme clasice si mecatronice, Ed. Universitara, Bucuresti, 2005

2. Dick Doina, s.a.: Mecatronica, Manual pentru clasa a XI-a, Ed. Delta Publishing House, Bucuresti, 2004

3. Dick Doina, s.a.: Mecatronica, Indrumar pentru laborator clasa a XI-a,Ed. Delta Publishing House, Bucuresti, 2005

4. Colectia revistelor "FIS", Festo AG & Co, Esslingen