ELECTROMECANIC
TEHNICIAN ELECTROMECANIC
ACTIONARI HIDRAULICE SI PNEUMATICE
Actionarile hidraulice si pneuamtice au fost
utilizate de om cu mult inaintea actionarilor electrice.Bineinteles ca
actualele instalatii de actionare hidraulica si pneumatica nu au mai pastrat de
la primele instalatii cunoscute decat puritatorii de energie si anume apa si
aerul,carora li s-au adaugat cu timpul uleiul in actionarile hidraulice si
--mai rar--unele gaze in cazul actionarilor pneumatice.
Cap1:Notiui
introductive
Asa
cum amintim,pentru actionarea unor mecanisme si masini
industriale adeseori se folosesc si actionari hidraulice sau pneumatice,datorita
avantajelor pe care le ofera,comparativ cu actionarile electrice.Asemenea
actionari au insa o raspandire mai redusa datorita unor dezavantaje pe care le
prezinta.
Faptul ca actionarile
hidraulice si pneumatice se intalnesc si astazi destul de frecvent in numeroase
instalatii de actionare electrica,se datoreste unor
avantaje pe care le prezinta acestea.
Avantaje
Principalele avantaje ale actionarilor hidraulice sunt :
- gabarit si greutate reduse pe unitatea de
putere ;
- permite o reglare simpla a
vitezei in limite largi ;
- timp de rasuns scurt ;
- sunt silentioase ;
se preteaza usor a fi
automatizate.
Principalele avantaje ale
actionarilor pneumatice sunt
- greutatea
si gabarit mai redus,comparativ cu instalatiile de
actionare electrica ;
- pot preula suprasarcini
importante,fara pericol de avarii ;
- prezinta pericol redus de
accidente in comparatie cu instalatiile electrice ;
- posibilitati de reglare rapida
si in limite largi a vitezei ;
- nu polueaza mediul inconjurator,atunci cand purtatorul de energie este aerul
comprimat ;
Dezavantaje >>
Actionarile
hidraulice prezinta si unele dezavantaje :
- pierderi de lichid la
imbinari ;
- pierderi de presiune a
lichidului pe conducte,cea ce duce la scaderea
randamentului instalatiilor ;
- in cazul unor presiuni mari,creste pericolul de avarie ;
- scaparile de ulei pot duce la
poluare mediului sau la impurificarea matarialelor ce se prelucreaza,diminuand astfel calitatea produselor ;
- in afara motoarelor hidraulice,aceste instalatii contin un numar relativ mare de elemente
auxiliare ;
- tehnologoia de fabricatie a
elementelor componente este complicata,ccea ce duce la
cresterea pretului de cost al instalatiei.
Principalele
dezavantaje ale actionarilor pneumatice sunt urmatoarele :
-
apar pierderi de presiune a areului,ceea ce conduce la
scaderea randamentului instalatiei,care se poate evalua cam la 15-20% ;
-
deschirea brusca a orificiilor de trecere a aerului comprimat este urmata de
depuneri de picaturi fine de apa,care sunt cauza
corodnarii destul de rapide a instalatiei ;
-
suparveghereasi inlaturarea neetanseitatilor instalatiilor duce la necesitatea
unei exploatari atente si costisitaore ;
Cu
toate dezavantajele mentionate pentru instalatiile de actionare hidraulice si
pneumatice,avantajele pe care le prezinta sunt uneori
hotaratoare pentru utilizarea lor in actionarea unor instalatiii industriale.
Actionarile
pneumatice sunt intalnite si la masinile-unelta,masini
de ridicat si transportat,masini minere ,scule de mana,in aviatie,pe nave etc.
Cap2:Elementele componente
ale instalatiilor de actionare hidraulica
Orice sisteme de actioanre hidraulica este formata din mai multe elemente
hidraulice asociate intre ele intr-o anumita oridine,determinata
de scopul functional al masinii sau instalatiei respective.
Aceste elemente sunt:
-pompele si motoarele hidraulice
-aparatele de distributie
-aparatele de reglare a
presiunilor si debitelor
-transformatoare de presiune
-blocuri si elemente de
asamblare.
Elementele
de actionare hidraulica
Folosesc
ca agent motor lichide sub presiune,de obicei uleiuri
minerale si sunt utilizate cand sunt necesare forte si viteze mari.
Actionarile
hidraulice au fost primele mecanisme din tehnica reglarii automate destinate
reglarii proceselor, prin dezvoltarea sistemelor electrice de reglare,
folosirea elementelor hidraulice a scazut datorita neajunsurilor elementelor
hidraulice (lipsa posibilitatii de comanda la distanta, necesitatea etansarii
ingrijite a corpurilor si conductelor, dependenta caracteristicilor de
variatiile de temperatura ale mediului ambiant si necesitatea unei surse
hidraulice).
In
ultimul timp, elementele hidraulice cunosc o larga raspandire, intrucat
prezinta unele avantaje fata de cele electrice, de exemplu: banda mare de
trecere (frecvente ridicate de lucru), raport putere/gabarit maxim, lipsa in
majoritatea cazurilor a unui reductor de iesire si varietatea mare a formelor de miscare a axului de iesire
(rotativ, oscilant, liniar).
Caracteristicile
statice principale ale elementelor de actionare hidraulice sunt caracterizate
de viteza si de forta care determina viteza de iesire si forta dezvoltata de
motorul de executie in functie de elementul de comanda. Folosind presiuni
inalte se pot comanda EE pana la 200m, fara pierderi importante de presiune.
Deosebit
de eficienta este hidraulica atunci cand trebuie actionate, in acelasi timp,
mai multe EE (de exemplu: macazurile folosite in transporturi etc.).
Pompele si motoarele hidraulice :
Sunt utilizate ca elemnte de
trasformare a energiei si aunme :pompele
trasforma energia mecanica in presiune hidrostatica,iar motoarele tarsforma
presiunea hidrostatica in energie mecanica.Pompele folosite in actionarile
hidraulice se deosebesc,in genera,de pompe obisnuite folosite in alimentarile
cu apa, in hidramelioratii.
Motoarele
hidraulice sunt de doua feluri : rotative si liniare.Cele roatative
asigura viteza de la cate rotatii pe minut.
Din
punct de vedere constuctiv,atat pompele cat si
motoarele hidraulice rotative pot fi cu pistoane axiale sau radiale,cu
palete.Motoarele hidraulice liniare pot fi si cu miscare liniara sau cu miscare
oscilanta.
Pompe si motoare
|
Pompe
|
Motoare
|
Pompe si motoare
|
Cu debit constant, nereversibile
|
|
|
|
Cu debit constant,
reversibile
|
|
|
|
Cu debit variabil, nereversibile
|
|
|
|
Cu debit variabil, reversibile
|
|
|
|
Aparate de distributie :
Au
rolul de a dirija lichidul de lucru de la sursa de presiune spre organul activ
de lucru sau spre alte elemente ale sistemului si de a asigura evacuarea
acestuia spre rezervor.Principial,un distribuitor
hidraulic este format dintr-un cilindru in care se deplaseaza unul,doua sau mai
mute pistoane ce imping lichidul spre diferite orifici de iesire intr-o anumita
succesiune.
Aparatele de reglare a debitului :
Servesc
la reglarea vitezei motorului prin modificarea cantitatii de lichid ce intra in
motor in unitatea de timp. Acestea sunt dispozitive ce premit reglarea
sectiunii de admisie a lichidului,pe principiul unor
robinete de constructie speciala.
Echipamentul de reglare a debitului
|
Simbolizare in schema
|
Rezistenta hidraulica fixa
|
|
Rezistenta reglabila (drosel) de traseu
|
|
Drosel de panou in paralel cu o
supapa de sens unic
|
|
Aparate de reglare a
presiuni :
Denumite supape,valve
sau ventile,au rolul de a mentine presiunea la o anumita valoare constanta sau
de a o modifica dupa un anumit program dinainte stabilit.Din punct de vedere
constructiv,supapele pot fi de mai multe feluri :
-cu bila
-cu scaun plat
-cu bila si element de ghidare
-cu supapa sferica
-cu supapa si scanu conic.
Din punct de vedere functional,supapele pot fii :
-de siguranta si deversare
-de retinere sau de sens unic
-de retinere sau multiplicare
-supape limitatoare de debit.
- relee de presiune
Supapa de presiune
|
Simbolizare in schema
|
Supapa
de presiune normal inchisa
|
|
Supapa
de presiune normal deschisa
|
|
Supapa
de presiune cu comanda diferentiala
|
|
Supapa
de siguranta (limitator de presiune cu actiune directa)
|
|
Supapa
de deversare (de descarcare)
|
|
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.
Au rolul de a acumula si de a
furniza energie hidraulica in perioade de consum maxim,precum
si de a mentine in sistemul hidraulic un anumit echilibru de presiune.O alta
functie a acumulatoarelor poate fi de amortizare a oschilatiilor si scocurilor
hidraulice.
Acumulator
Acumulator cu greutati: Acumulator cu arc:
1-greutati; 2-pistonase; 3-cilindru. 1-capac; 2-arc; 3-corp; 4-piston
Acumulator cu piston: Acumulator cu membrana:
1-gaz;
2-piston; 3-corp; 4-lichid. 1 si 3-corp; 2-membrana; 4-supapa.
Acumulator cu burduf
Rezervoarele :
are rolul de
a furniza agentul motor schemei hidrostatice precum si de a limita
temperaturile de functionare ale acesteia.Indeplinesc functia de inmagazinare a lichidului
utilizat in sistemul de actionare.Ele pot fi libere,atunci cand functioneaza la
presiune atmosferica,sau de forta - atunci cand functioneaza sub presiune.
Rezervor
Filtrele :
Sunt
elemente hidraulice care asigura puritatea lichidului.Impuritatile din
lichid,fie de natura mecanica,fie de natura chimica,pot duce la inrautatirea
sistemului de ungere,la blocarea cailor de acces al lichidului,la uzura rapida
a partilor componete ale insalatiei.Din punct de vedere constructiv filtrele
pot fi :
-cu
sita metalica
-din
elemente textile
-din
hartie
-magnetice
-electrostatice
si centrifugale.
Filtru
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
Manometru
|
Debitmetru
|
Termometru
|
|
|
|
Cap3:Clasificarea
actionarilor hidraulice
Aceasta clasificare se poate face
dupa mai multe criteri :
Dupa
principiul de functionare :
- Sisteme
de actionare de tio hidrosatatic : care au
la baza folosirea energiei potentiale a lichidului,sub forma de presiune
hidrostatica.Sistemele de actionare hidrostatice sunt mai simple din punct
de vedere constructive si corespund mai bine cerintelor de functionare la
viteza stabila sau de modificare a vitezei,comparativ cu alte sisteme de
actionare hidraulice.
- Siteme
de actionare de tip hidrodinamic,in care se
dezvolta dorte produse de presiunea hidrodinamica.Ele pot indeplini doua
functiuni distincte :
de
cuplare a arborelui conducator cu cel condus
de
variatie a vitezei arborelui condus
Dupa criteriul cinematic
Dupa destinatia sau funcia
indeplinita
Cap4:Elementele componente
ale instalatiilor de actionare pneumatica
O instalatie de actionare
pneumatica se compune,in general,din urmatoarele
elemente sau gruprari principale de elemente :compresor,element de
actionare propriu-zis sau element pneumatic de executie,aparatujul pneumatic.
- Copresorul : este masina care transforma energia mecanica
primita in energie pneumatica,prin reducerea volumului specific al
aerului,adica oprin cresterea presiunii.
- Elementul
de executie pneumatic : il
constituie cilindrul pneumatic.Acesta poate fi de doua feluri : cu
piston si cu membrana.Constructia si forma cilindrilor pneumatici difera
in functie de masina actionata.
- Aparatul
pneumatic : este de format de totalitatea elementelor care au rolul
de a conduce aerul comprimat si de a asigura functionarea unei
instalatii pneumatice.Elementele principale din aceasta categorie
sunt :
distribuitoarele ;
supapele ;
rezistentele
pneumatice.
Distrubuitoarele :
asigura distributia aerului comprimat pe anumite circuite ale instalatiei,in functie de comenzile primite.
Supapele :regleaza functionarea instalatiei prin modificarea presiuni aerului comprimat din
circuite,in functie de conditiile impuse actionarii.
Sunt de 2 feluri :
de presiune
de sens.
Rezistentele
pneumatice: au rolul de a realize caderi de presiune in anumite puncte ale
circuitelor pneumatice.Ele sunt de 2 feluri :
dorsale ;
regulatoare
de presiune.
- Elementele
auxiliare : au rolul de a pregati aerul compriamt si de a interveni
asuprea acestuia in vederea asigurari functionari in bune conditi a
intregi instalatii.
Principalele elemente auxiliare ale unei instalatii
pneumatice de actionare sunt :
filtrele ;
ungatoarele ;
rezervoarele ;
amortizoarele
de zgomot.
Cap5:Clasificarea
si posibilitatile de utilizare ale actionarilor pneumatice
5.1.Tipuri de sisteme de
actionare pneumatica :
Intr-un sistem de actionare pneumatica,elementele de actionare propriu-zisa sunt elementele
pneumatice de executie,cu rol de a transforma energia potentiala.Pentru acest
motiv,clasificarea actiunilor pneumatice se face in functie de elementele
pneumatice de executie,dupa 2 criterii principale :
- Dupa
criteriul cinematic :
siteme
pneumatice rotative ;
siteme
pneumatice liniare.
siteme
pneumatice cu cilindri cu piston ;
siteme
pneumatice cu camera cu membrana.
5.2.Posibilitati de
utilizare :
- Sistemele
pneumatice rotative : au ca element de executie motorul
rotativ.Astfel de motoare pneumatice se pot utiliza si ca unitati
independente,pentru actionarea unor masini de
lucru la care folosirea motorului electirc nu este indicata datorita
pericolului de explozie sau de incendii.
- Sistemele
pneumatice liniare : au ca element de executie motorul pneumatic
liniar sau cilindrul penumatic.
- Cilindri pnematici cu piston : sunt de diverse tipuri au o
gama larga de utilizari,cum ar fi, de
exemplu,pentru actionarea performatoarelor,la masini de ridicat si
transport si la actionare preselor.
- Camerele cu membrana : se utilizeaza,in
special,la actionarea unor dispozitive la masini-unelte,la
stangeri,pentru orpratii de stantare,la actionarea unor elemente de
distributie si reglare,cum ar fi valvele,regulatoarele de presiune.etc.
Supapa de
siguranta :
Compresoare
pneumatice
Filtru hidraulic :
Acumulatoare hidraulice :
Motoare
hidraulice :
Cilindru pneumatic liniar
:
Pompa pneumatica cu membrana :
|
C -capsula
M - membrana
D - disc metalic
T - tija
R
- resort antagonist
|
Elementele
de actionare pneumatice cu membrana
|
|
|
|
Elementele
cu piston cu o fata a pistonului activa
|
Elementele cu piston cu ambele fete ale
pistonului active
|
Corp element de actionare;
Resort;
Tija de actionare;
Piston ;
Orificiu intrare aer.
|
Corp element de actionare;
Piston ;
Tija de actionare;
Orificiu intrare aer
|
|
1
- disc fix
2-
piston axial
3
- corp cilindru
4-
bloc cilindru
5
- ax
|
Element
de executie hidraulic
|
|
Cuprins :
Cap 1 : Cap1:Notiui introductive
Avantaje
Ø Principalele avantaje ale actionarilor hidraulice
Ø Principalele avantaje ale actionarilor pneumatice
Dezavantaje >>
Ø
Actionarile hidraulice prezinta si unele
dezavantaje
Ø
Principalele
dezavantaje ale actionarilor pneumatice
Cap2:Elementele componente
ale instalatiilor de actionare hidraulica
Pompele
si motoarele hidraulice
Aparate
de distributie
Aparatele
de reglare a debitului
Aparate
de reglare a presiuni
Rezervoarele
Filtrele
Aparatele
de masura si control
Cap3:Clasificarea
actionarilor hidraulice
Dupa
principiul de functionare
Dupa
criteriul cinematic
Dupa
destinatia sau funcia indeplinita
Cap4:Elementele componente
ale instalatiilor de
actionare pneumatica
Cap5:Clasificarea
si posibilitatile de utilizare ale
actionarilor
pneumatice
Anexe
Bibliografie
Bibliografie :
Vasiliu,
N., Catana, I. - Transmisii hidraulice si
electrohidraulice. Vol. I - Masini
hidraulice volumice, Editura Tehnica, Bucuresti, 1988.
Vasiliu,
N., Vasiliu, D., Catana, I., Theodorescu, C. - Servomecanisme hidraulice si pneumatice. Vol.I, Editura U.P.B., 1992.
Catana,
I., Vasiliu, D., Vasiliu, N. - Actionari
hidraulice si electrohidraulice - Aplicatii, Editura U.P.B., 1993.
Vasiliu,
D., Vasiliu, N. - Actionari si comenzi
hidropneumatice in energetica, Editura U.P.B., 1993.
Vasiliu,
N., Vasiliu, D. - Actionari hidraulice si
pneumatice, Vol.I, Editura Tehnica, Bucuresti, 2005.