CUPRINSCURS ACTIONARI HIDRAULICE Generalitati Sisteme de actionare hidraulica

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

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 ÎNT LNITE 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 5 m/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.