Actionări Hidraulice și Pneumatice

LUCRAREA NR. 1

Aparatura ce intră în componenţa sistemelor de acţionare hidrostatică şi simbolizarea ei

1.1. Obiectivul lucrării

Lucrarea prezintă cele mai reprezentative elemente care intră în componenţa sistemelor de acţionare hidrostatică, rolul acestora, precum şi modul de simbolizare a lor prin semne convenţionale.

Lucrarea urmăreşte să permită studenţilor înţelegerea şi interpretarea schemelor de acţionare hidrostatică.

1.2. Aspecte teoretice

Acţionarea hidrostatică este acţionarea care asigură o dublă conversie energetică, transformând energia mecanică în energie hidraulică şi apoi din nou în energie mecanică la alţi parametri cinematici şi dinamici faţă de cei de la intrare. Scopul acestei transformări este acela de a realiza mişcarea, la ieşirea din motorul hidraulic, în condiţii de forţă sau cuplu impuse şi cu viteze impuse.

Sistemele de acţionare hidraulice se împart în două mari categorii:

- hidrostatice, care înmagazinează în agentul motor energie potenţială de tip hidrostatic caracterizată prin presiunea mediului hidraulic. În acest caz, energia potenţială a agentului motor se dezvoltă pe o suprafaţă creând mişcare şi forţă;

- hidrodinamice, care vehiculează agent motor încărcat cu energie cinetică, materializată prin viteza acestuia, energie care se produce într-o pompă de tip centrifugal şi care se transformă în energie mecanică într-un motor de tip turbină.

Prezenta lucrare va analiza doar structura şi simbolurile elementelor ce alcătuiesc sistemul de acţionare hidrostatic.

Sistemele de acţionare hidrostatică se compun în general dintr-o pompă PH (figura 1.1.), elemente de distribuţie, reglare, control şi protecţie (EDRCP) şi un motor hidraulic MH. Pompa PH , antrenată de motorul electric ME la cuplul Mi şi turaţia ni, aspiră agentul motor din rezervorul Rz trimiţându-l spre elementele de direcţionare şi reglare cu presiunea pp şi debitul Qp. Elementele de reglare modifică presiunea şi debitul agentului furnizat de pompă la alţi parametri pm şi Qm care sunt necesari acţionării motorului hidraulic MH pentru a se putea obţine la ieşire cuplul Me sau forţa Fe cu turaţia ne sau viteza ve, utile acţionării organului de lucru OL. De la motorul MH agentul motor este retransmis la rezervorul Rz.

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

- electro-mecanică, la nivelul motorului electric ME;

- mecano-hidraulică, la nivelul generatorului hidrostatic (pompa PH);

- hidro-mecanică, la nivelul motorului hidrostatic MH.

Figura 1.1. Sistemul de acţionare hidrostatică

1.3. Desfăşurarea lucrării

În cadrul lucrării vor fi prezentate principalele elemente care intră în componenţa sistemelor de acţionare hidrostatică.

Pentru înţelegere, va fi făcută o analiză de principiu a modului lor de funcţionare şi se va stabili simbolizarea utilizată în schemele de acţionare.

Terminologia folosită în domeniul sistemelor de acţionare hidrostatică este reglementată de STAS 6965 iar semnele convenţionale folosite la reprezentarea în scheme a elementelor de acţionare sunt reglementate de STAS 7145.

Principalele componente ale sistemelor de acţionare hidrostatice sunt:

- Pompele volumice (PH) – sunt ansamble care imprimă mediului hidraulic de lucru energie hidrostatică caracterizată prin presiune (pP) şi debit (QP). Ele recepţionează energia mecanică produsă de o maşină de forţă şi caracterizată de momentul Mi şi turaţia ni şi o transformă în energie hidrostatică. Aproape toate pompele sunt acţionate în mişcare de rotaţie.

- Motoarele hidrostatice (MH) – sunt ansamble care primesc energia hidrostatică produsă de pompă (presiune X debit) şi o transformă în energie mecanică de rotaţie (moment X turaţie) la motoarele rotative sau de translaţie (forţă X viteză) la motoarele hidraulice liniare (cilindri de forţă), pentru antrenarea mecanismului acţionat (OL).

Uneori aceleaşi ansamble pot fi atât pompe cât şi motoare, depinzând de modul în care sunt montate. Unele pot funcţiona într-un singur sens (nereversibile), altele în ambele sensuri (reversibile).

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

Simbolizarea pompelor şi motoarelor rotative hidrostatice este în tabelul 1.1.

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