Proiectarea unui servomotor de acționare a unui aparat director de turbină, cu diametrul pistonului 300

Capitolul I

SERVOMOTOARE

1.1 GENERALITĂŢI.

Servomotoarele sunt aparate pentru transformarea energiei hidraulice sau pneumatice în energie mecanică. În general piesele tip „servomotor”, după natura acţionării se împart în două categorii:

-servomotor pneumatic;

-servomotor hidraulic.

Acţionarea servomotoarelor pneumatice se face cu ajutorul aerului comprimat pe când acţionarea servomotoarelor hidraulice se face cu ajutorul uleiului hidraulic folosit în industrie în toate ramurile economiei.

Fig. 1.1 Servomotor hidraulic

În figura 1.1, se prezintă construcţia unui servomotor hidraulic folosit la acţionarea porţilor buscate ale ecluzelor hidrocentralelor.

Din punct de vedere constructiv un servomotor are trei componente principale:

-cilindrul hidraulic sau pneumatic;

-pistonul de acţionare;

-tija pistonului.

1.2 CONSTRUCŢIA ŞI FUNCŢIONAREA SERVOMOTOARELOR PNEUMATICE ŞI HIDRAULICE.

Servomotorii pneumatici se utilizează în general la utilajele de turnătorie, având diametrul pistoanelor de 50 – 300 mm şi lungimea cursei până la 1400 mm (se mai folosesc şi diametre mai mari). Construcţia cilindrului determină în mare măsură tipul de etanşare, la diametre date ale pistonului şi tijei. Pentru etanşarea unui piston cu garnituri 4 în formă de L sunt suficiente două asemenea garnituri. Pentru etanşarea cilindrilor cu diametrul peste 120 mm, au început să fie utilizate cu succes la utilajele de turnătorie segmenţii de piston, executaţi dintr-o bandă de cauciuc cu profil special. Doi segmenţi se introduc în canelurile inelare ale pistonului, al căror fund se leagă de camerele cilindrului printr-o serie de orificii.

În acest fel la orice cursă a pistonului, presiunea lucrează sub unul din segmenţi, realizându-se astfel etanşarea atât pe perimetrul cilindrului, cât şi pe lăţimea canelurii.

Utilizarea acestor segmenţi simplifică construcţia cilindrului şi uşurează condiţiile de exploatare, deoarece prin aceasta se micşorează nomenclatura pieselor de schimb. În prezent segmenţii se execută din benzi cu lăţimea de 10 şi 16 mm.

Pentru etanşarea tijelor se utilizează atât presgarnituri cu umplutură de etanşare, cât şi garnituri de piele şi cauciuc. Aceste garnituri asigură condiţii mai bune pentru exploatarea maşinilor, deoarece nu este necesară strângerea până la uzarea aproape completă a garniturii. De aceea , deşi construcţia este simplă, este raţional să se renunţe la etanşarea tijelor cu ajutorul presgarniturii cu umplutură. Majoritatea cilindrilor care lucrează cu oprirea pistonului au în capac un dispozitiv pentru micşorarea vitezei de deplasare a pistonului spre sfârşitul cursei, pentru a se obţine o funcţionare fără şocuri, ceea ce se realizează constructiv prin utilizarea unui piston în trepte, sau a unui piston de acelaşi diametru. Frânarea se realizează în ambele cazuri prin închiderea canalului de evacuare a aerului din camera cilindrului şi prin evacuarea acestuia printr-o deschizătură inelară a cărei secţiune de trecere se reglează cu ajutorul unui ac special.

Pistonul în trepte se utilizează cu scopul de a se evita folosirea orificiilor pentru introducerea aerului pe suprafaţa activă a cilindrului, întrucât acestea micşorează durabilitatea garniturilor în formă de L. De aceea, cu toate că realizarea constructivă este mai complicată, se recomandă utilizarea unui piston în trepte. În unele cazuri când amortizarea cu dispozitivele din interiorul cilindrului nu asigură funcţionarea fără şoc, se utilizează dispozitive de frânare speciale. Pentru a se realiza mişcare de translaţie alternativă se utilizează cilindrii fixaţi pe gheare, iar pentru a se realiza mişcări oscilatorii, cilindrii cu fixare articulată a corpului.