Mașini hidraulice și pneumatice

Cunoaşterea construcţiei, funcţionării şi exploatării maşinilor hidropneumatice utilizate la bordul navelor reprezintă obiectivul principal al cursului nostru. De asemenea, însuşirea depriderilor inginereşti privind proiectarea şi funcţionarea maşinilor hidraulice şi pneumatice ca şi pregătirea cursanţilor pentru îndeplinirea sarcinilor de inginer sau ofiţer de cart (maşină) atât la mal cât şi pe mare, pot fi considerate deziiderate majore ale ecestui curs.

Sistemele de acţionare hidropneumatică transmit energia mecanică de la un element conducător la unul condus prin intermediul fluidelor.

Faţă de sistemele mecanice sau electrice, sistemele de acţionare hidropneumatică prezintă o serie de avantaje:

- greutate şi gabarit, raportate la putere reduse;

- fiabilitate şi funcţionare silenţioase;

- posibilităţi importante de automatizare, tipizare, normalizare, modulizare;

- reglarea continuă a vitezei;

- intrare rapidă în regimul normal de funcţionare;

- oprirea funcţionării în timp scurt;

- posibilitatea realizării unor forţe şi momente importante, ca şi a unor puteri mari în condiţiile în care comanda şi controlul se fac cu uşurinţă;

Sistemele hidropneumatice prezintă şi unele dezavantaje:

- grad înalt de precizie în execuţia elementelor componente ceea ce presupune o tehnologie de fabricaţie complexă;

- posibilităţi de obliterare (înfundare) a orificiilor;

- funcţionare la presiune cu pericolele care decurg din acest lucru;

- confecţionarea elementelor din materiale de bună calitate, deci preţ de cost destul de ridicat.

Cursul este destinat inginerilor din domeniul naval şi ofiţerilor de marină, de aceea s-a pus accent pe acele tipuri de echipamente hidropneumatice utilizate la nave.

Cursul se bazează pe însuşirea cunoştinţelor de mecanica fluidelor în care, prin prisma interpretãrii fenomene teoretice, s-a încercat dezvoltarea gândirii tehnice în ceea ce priveste funcţionarea instalaţiilor.

6

1. Generalităţi

În funcţie de modul de transmitere al energiei, sistemele de acţionare hidropneumatice se pot clasifica în:

- sisteme hidropneumatice de tip hidrostatic;

- sisteme hidropneumatice de tip hidrodinamic;

- sisteme hidropneumatice de tip sonic.

La sistemele hidropneumatice de tip hidrostatic, prin intermediul fluidelor se transmite energia potenţială.

În figura 1.1 este prezentat schematic un astfel de sistem. Generatorul hidraulic GH, de fapt o pompă volumică, preia energia mecanică transmisă de motorul electric ME, o transformă în energie hidraulică potenţială şi o transmite prin intermediul conductelor şi a altor aparate de comandă, control, reglare la motorul hidraulic MH, care este tot de tip volumic. Acesta, la rândul său transformă energia hidraulică în energie mecanică utilizată în organul de lucru OL.

Fig.1.1.

Sistemele de acţionare de tip hidrodinamic utilizează energia cinetică a fluidului. Ele se mai numesc turbo-cuplaje sau turbo-transmisii. În figura 1.2 este prezentată schema unei turbo-transmisii. Energia mecanică primită de la arborele 1 este transformată de pompa hidrodinamică 2 în energie cinetică. În turbina 3 este transformată energia cinetică în energie mecanică care este preluată de arborele 4.

Acest sistem de acţionare are în afara rolului de cuplare şi un rol variator de turaţie. Inventată în 1904 de către profesorul Fotinger, turbo-transmisia era destinată să cupleze arborele unui motor Diesel naval cu elicea realizând şi o reducere substanţială a turaţiei.

Sistemele de acţionare de tip hidrodinamic sunt sisteme de puteri mari.

7

Fig.1.2

Sisteme de acţionare de tip sonic se bazează pe propagarea undelor de presiune

furnizate de un generator sonic mono sau trifazat(un cilindru hidraulic la 120o), către un

receptor (motor) sonic mono sau trifazat.

Prin deplasarea pistonului în mişcare alternativă se creează o zonă de înaltă presiune

care se transmite de-a lungul conductei până la pistonul motor 3 (Fig. 1.3). deci, la fel ca la

sistemele precedente, energia mecanică se transformă în energie hidraulică(de data aceasta

hidro-sonică) şi apoi în energie mecanică.