Acționări hidrostatice

În cadrul acestui capitol autorul își propune să prezinte câteva dintre aparatele cele mai reprezentative ce intră în componența sistemelor de acționare hidrostatice, să facă cunoscută terminologia utilizată în acest domeniu precum și modul de simbolizare a aparaturii prin semne convenționale.

1.1.Elemente teoretice

Sistemele de acționare hidrostatice , figura 1.1, au următoarea componență: pompa PH aparatura pentru distribuție, reglare și control (ACRC), motorul hidrostatic MH și aparatura auxiliară. Pompa PH, antrenată de motorul electric ME cu cuplu Mi și turația ni, aspiră lichidul din rezervorul Rz trimițându-l către motorul hidraulic rotativ MHR sau liniar MHL cu o presiune pp și un debit Qp. Motorul acționează asupra unui element de execuție EE căruia îi transmite o mișcare de rotație caracterizată de momentul Me și turația ne sau o mișcare de translație caracterizată de forța F și de viteza v. De la motorul MH lichidul purtător de energie este retrimis către pompa PH prin intermediul rezervorului Rz.

Practic, într-un astfel de sistem au loc trei conversii energetice. Prima electro-mecanică la nivelul motorului electric ME in care energia electrică exprimată prin cei doi parametri U(tensiune) și I(intensitate) se transformă în energie mecanică exprimată prin parametri Mi(moment) și ni(turație). Cea de a doua mecano-hidraulică la nivelul generatorului hidrostatic, pompa PH, când are loc conversia energiei mecanice exprimată prin parametri Mi și ni în energie hidraulică exprimată prin parametri pp(presiune la pompă) și Qp(debit la pompă). Cea de a treia conversie este hidro-mecanică și are loc la nivelul motorului rotativ MHR sau MHL liniar când energia hidraulică exprimată prin presiunea și debitul de alimentare a motorului(pm, Qm), de alimentare a hidromotorului, se retransformă în energie mecanică uleiului exprimată prin parametri caracteristici mișcării de rotație Me și ne sau de translație F(forță) și v(viteză), transmiși elementului de execuție EE. Este evident că în acest caz randamentul transmisiei hidrostatice va trebui să stea prioritar în atenția proiectantului unei astfel de instalații.

M i ,ni

ME

Q P ,PP

PH

ACRC

QM,PM

MHR

Me ,ne

EE

MHL

F,v

EE

Rz

Fig. 1.1 Schema generală a unui sistem hidraulic

Principalele componente ale sistemelor de acționare hidrostatice sunt:

- Cilindrii hidraulici (motoarele hidraulice liniare) - sunt organe de execuție de largă utilizare în construcția de mașini, care recepționând energia hidrostatică produsă de o pompă volumică (presiune×debit) o transformă în energie mecanică de translație ( forță ×viteză);

- Motoare hidrostatice rotative - sunt organe de execuție care, recepționând energia

hidrostatică produsă de o pompă volumică (presiune ×debit) o transformă în energie mecanică de rotație (moment×turație) pe care o transmite mecanismelor acționate;

- Pompele volumice - sunt organe de generare a energiei hidrostatice - generatoare de

debit - de largă utilizare, care recepționează energie mecanică produsă de o mașină de forță (moment×turație) și o transformă în energie hidrostatică pe care o imprimă mediului hidraulic de lucru (presiune×debit);

- Acumulatoare hidro-pneumatice - sunt aparate destinate înmagazinării unei energii

hidrostatice (pe o durată mică sau mai mare) după transformarea acesteia într-o energie pneumo- statică;

- Distribuitoarele - sunt aparate ce au rolul de a repartiza debitul fluidului de lucru pe diferite circuite, în conformitate cu ciclul de lucru al motoarelor alimentate;

- Supapele de presiune - sunt aparate ce au rolul de a limita presiunea în circuitele instalației, sau de a realiza succesiunea automată (prin nivele de presiune) a unor faze din ciclul de lucru al instalației;

- Droselele și regulatoarele de debit - sunt aparate având rolul de a realiza reglarea debitului pe circuitele de lucru, prin modificarea suprafeței de trecere a agentului hidraulic;

- Supapele de sens - sunt aparate care permit circulația lichidului numai într-un anumit

sens;

- Amplificatoarele hidraulice - sunt aparate cu funcții ca cea de înmagazinare a energiei

hidraulice sau de amortizare a pulsațiilor de presiune și debit ale pompelor volumice;

- Servovalvele hidraulice - sunt distribuitoare hidraulice cu funcționare proporțională, care se folosesc la sistemele de reglare automată ce utilizează elemente de reacție integrală plasate la nivelul mecanismului acționat;

- Filtrele - sunt aparate ce au rolul de a reține corpurile impurificante din mediul hidraulic, care pot fi atât de natură mecanică cât și chimică;

- Conductele, plăcile și blocurile modulare - sunt elemente auxiliare ale sistemului de acționare hidrostatică care asigură legătura între aparate având funcția de vehiculare a agentului hidraulic ;

- Rezervoarele - sunt elemente auxiliare ale sistemului care au funcția de înmagazinare a agentului hidraulic și de asigurare a temperaturii de funcționare pentru acesta;

- Manometrele, debitmetrele, traductoarele de presiune și debit - sunt aparate care în cadrul sistemului de acționare hidrostatică au funcții de control a valorii parametrilor hidraulici și implicit a celor mecanici.

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

În tabelele ce urmează sunt prezentate unele dintre semnele convenționale ale principalelor aparate ce intră în componența sistemelor de acționare hidrostatică.

1.2.Elemente aplicative

- Vor fi reproduse principalele funcții ale aparaturii ce intră în componența sistemelor de acționare hidrostatică;

- Vor fi discutate particularitățile constructiv-funcționale ale fiecărui aparat în parte particularități care au stat la baza reprezentării simbolice;

- Vor fi analizate diferite scheme hidraulice în sensul recunoașterii și notării aparaturii care le compun;

Pompe

Cu volum geometric constant și un sens al fluxului

Cu volum geometric constant și două sensuri ale

fluxului

Cu volum geometric variabil și un sens al fluxului

Cu volum geometric variabil și două sensuri ale

fluxului

Motoare

Cu volum geometric constant și un sens al fluxului

Cu volum geometric constant și două sensuri ale fluxului

Cu volum geometric variabil și un sens al fluxului

Cu volum geometric variabil și două sensuri ale fluxului

Cilindri hidraulici

Cu simplă acțiune, cu piston și tijă

Cu simplă acțiune, cu piston și plunjer

Cu dublă acțiune și tijă simplă

Cu dublă acțiune și tijă dublă

Telescopice, cu simplă acțiune și deplasare unilaterală

Telescopice, cu simplă acțiune și deplasare bilaterală

Telescopice, cu dublă acțiune și deplasare unilaterală

Transformatoare de presiune

Multiplicatoare de presiune cu un singur fel de

fluid,

pv > px

Px Py

Multiplicatoare de presiune cu două feluri de

fluid (transformă presiunea pneumatică

px în

presiune hidraulică

pv :

pv > px )

Px Py

Schimbător de presiune (transformă o presiune

pneumatică

px într-o presiune hidraulică pv

Px Py

Py Px

sau invers; teoretic

px = pv )