Hydraulics RO

Hidraulica

[1] Utilizare in industrie

Industria constructoare de masini este aria in care sunt cele mai multe aplicatii ale hidraulicii. La masinile unelte moderne piesa este fixata in bacuri cu ajutorul unui sistem hidraulic. Transmiterea miscarii de rotatie si avansul pot fi de asemenea realizate hidraulic.

[2] Presa hidraulica

Aplicatii ale hidraulicii isi gasesc locul in situatiile in care este nevoie de realizarea unor forte deosebit de mari, de exemplu prese hidraulice de mare putere.

In general actionarile hidraulice sunt preferate pentru diverse tipuri de echipamente utilizate in industrie.

[3] Hidraulica mobila: Excavator

La acest excavator hidraulic, nu numai miscarea bratului (motoare liniare) dar chiar si propulsia vehicolului (motoare rotative) sunt realizate hidraulic. Motorul principal al excavatorului este Diesel dar transmisia puterii este realizata HIDRAULIC.

[4.1] Structura unui sistem hidraulic

Aceasta schema bloc simplificata arata impartirea sistemului hidraulic intr-o sectiune de control al semnalului si o sectiune hidraulica. Sectiune de control este utilizata pentru actionarea valvelor din sectiunea hidraulica.

[4.2] Etajele unei actionari hidraulice

Etajele unei actionari hidraulice sunt alaturate in aceasta imagine cu schema circuitului hidraulic pentru a inlesni corelarea dintre diferitele functii ale sistemului; Unitate de furnizare a puterii este compusa dintr-o pompa hidraulica si un motor electric precum si din componentele care au rol in stocarea si pregatirea fluidului hidraulic. Sectiunea de control a energiei este compusa din valve si distribuitoare care au rolul de a controla si regla debitul, directia si presiunea fluidului. Sectiunea de realizare a miscarii este compusa din cilindrii hidraulici si motoare hidraulice care au rolul de a transforma energia hidraulica in miscare.

[5a] Interactiunea componentelor

Aceasta animatie ne arata interctiunea componentelor intr-un circuit hidraulic simplu - butonul de activare si resortul distribuitorului cu 2 pozitii si 4 cai, miscarea efectuata de cilindrul cu dubla actiune precum si inchiderea sau deschiderea supapei de presiune.

[5.1a] Interactiunea componentelor(animatie)

Distribuitorul este in pozitia de repaos

Cilindrul este retras

Supapa de presiune este deschisa


Distribuitorul este actionat





Supapa de presiune se inchide




Supapa de presiune este inchisa

Cilindrul este actionat



Supapa de presiune se deschide



Distribuitorul revine in pozitia de repaos






Cilindrul revine in pozitia initiala

[7] Simboluri ale circuitului de transfer al fluidului hidraulic (1)

Aceste simboluri sunt utilizate pentru realizarea schemelor hidraulice utilizate pentru transmiterea si prepararea fluidului hidraulic .

Din motive de claritate a circuitelor ar fi indicat sa fie reprezentate pe cat posibil fara intesectare.

[8] Simboluri ale circuitului de transfer al fluidului hidraulic (2)

Directia sagetilor din simbolurile utilizate pentru racitoare sau incalzitoare corespunde directiei fluxului de caldura (energie termica).

[9] Simboluri ale circuitului de transformare a energiei

Pompele hidraulice sunt reprezentate printr-un cerc si doua linii care reprezinta arborele motorului. Triunghiurile din cerc indica directia fluidului. Triunghiurile sunt reprezentate pline (negre) pentru circuitele hidraulice.

Daca mediul presurizat este gazos (aer comprimat), precum in cazul pneumaticii, triunghiurile sunt reprezentate goale (albe).

[10] Reprezentarea motoarelor hidraulice rotative

Simbolurile pentru reprezentarea motoarelor hidraulice se disting de cele ale pompelor hidraulice prin directia sagetii care arata directia fluidului, spre interior in cazul motoarelor hidraulice, spre exterior in cazul pompelor.

[11] Reprezentarea cilindrilor hidraulici simpla actiune

Cilindrii cu simpla actiune au o singura conexiune, presiunea fluidului poate fi aplicata doar pe o parte a pistonului. La acesti cilindrii cursa de revenire se realizeaza prin aplicarea unei sarcini exterioare sau a unui resort.

[12] Reprezentarea cilindrilor hidraulici cu dubla actiune

Cilindrii hidraulici cu dubla actiune au doua racorduri hidraulice iar presiunea fluidului poate fi aplicata pe ambele parti ale pistonului. In acest caz nu mai este nevoie de aplicarea unei forte exterioare pentru revenirea pistonului, ambele curse pot fi efectuate hidraulic, datorita existentei tijei pe una din partile pistonului, in general, suprafetele nu sunt egale ceea ce se traduce prin realizarea de viteze diferite la acelasi debit de fluid.

[13] Reprezentarea valvelor pentru control directional (distribuitoare) (1)

Pentru descrierea corecta distribuitoarelor hidraulice intotdeauna se noteaza prima data numarul de porturi (orificii) si abia apoi numarul de pozitii de comutare.

Distribuitoarele hidraulice au intotdeauna cel putin doua porturi si cel putin doua pozitii de comutare.

Numarul de patrate arata numarul de pozitii de comutare. Sagetile din patrat arata directia fluidului. Liniile arata cum sunt conectate porturile intre ele. Codificarea si reprezentarea arata intotdeauna daca distribuitorul este normal inchis sau normal deschis.


Acesta ilustratie arata reprezentare unor distribuitoare 4/2 cai- si 5/2 cai.

Sunt in general doua metode de a nota porturile, utilizand literele P, T, R, A, B si L ori utilizand la rand literele A, B, C, D etc.; prima metoda este preferata deoarece este standardizata


Acesta ilustratie arata reprezentare unor distribuitoare 4/3 - cai cu diferite interconectari ale porturilor in pozitia de mijloc (neutra).

[16] Simboluri utilizate pentru reprezentarea actionarii manuale a distribuitoarelor

Schimbarea pozitiei unui distribuitor poate fi realizata prin diverse metode. Simbolul va fi reprezentat de asa maniera incat sa poata fi dedus modul de comutare, schimbarea pozitiei poate fi realizata manual, electromagnetic, hidraulic sau combinat, poate exista un resort pentru mentinerea intr-o anumita pozitie sau revenirea se realizeaza prin actionarea voita in sens opus.

[17] Simboluri utilizate pentru reprezentarea actionarii mecanica a distribuitoarelor

Ilustratia ne arata reprezentare unor diverse tipuri de actionari mecanice ale distribuitoarelor: Resort Rola Tija(palpator)

[18] Simboluri pentru reprezentarea diverselor tipuri de regulatoare de presiune

Regulatoarele de presiune sunt figurate cu ajutorul unui patrat. Sensul fluidului este indicat de o sageata. Pozitia sagetii in patrat indica daca regulatorul este normal inchis sau normal deschis. Regulatoarele ajustabile sunt reprezentate cu ajutorul unei sageti in zona resortului. Regulatoarele de presiune sunt impartite in doua mari categorii: Regulatoare care se

deschid la cresterea presiunii

Regulatoare care se inchid la cresterea presiunii

[19] Reprezentarea droselelor pentru controlul debitului fluidului

Droselele utilizate pentru controlul debitului pot fi fixe sau ajustabile, cele ajustabile au suplimentar figurata o sageata care indica acest lucru.

In functie de constructie ele pot fi sau nu pot fi afectate de vascozitatea fluidului

[20] Reprezentarea supapelor de sens

Supapele de sens pot fi cu sau fara resort. De asemenea ele pot deblocabile sau comandate.

Sensul fluidului intotdeauna din directia A spre B, portul de comanda sau deblocare este notat cu X.

[21] Dispozitive si aparataj de masura

Dispozitivele si aparatajul utilizat in hidraulica poate da informatii despre valoarea unor parametrii ca: Presiune - manometre. Temperatura -

termometre. Debit - debitmetre Nivel - indicatoare de

nivel.

[22] Presiunea hidrostatica

Presiunea hidrostatica este presiunea creata de un anumit nivel al fluidului ca urmare a masei respectivului lichid. Presiunea hidrostatica nu este dependenta de forma recipientului dar este afectata de nivelul si densitatea coloanei de lichid.

Presiunea hidrostatica este mica in raport cu presiunea utila si este in general ignorata in calcule hidraulice uzuale.

[23] Propagarea presiunii

Daca o forta F actioneaza asupra unei suprafete A a unui recipient care contine un fluid, o presiune P va fi generata in toata masa fluidului (Legea lui Pascal).

Presiunea hidrostatica este ignorata.

Termenul de propagarea presiunii se refera la viteza impulsului in mediul fluid (approx. 1000 m/s).

[24] Transmiterea puterii

Daca o forta F_1 este aplicata pe suprafata A_1 a fluidului, rezulta o presiune P. In acest caz, presiunea actioneaza asupra suprafetei A_2, o forta F_2 mai mare poate fi mentinuta. Daca A_2 este de trei ori mai mare decat A1, atunci F_2 va fi de trei ori mai mare decat F_1.

Transformarea fortei hidraulice poate fi comparata cu legea mecanica a pirghiilor.

[25.1] Principiul transmisiilor hidraulice (1)

Daca pistonul F_1 se deplaseaza pe distanta s_1, un volum de fluid va fi vehiculat. Acelasi volum de fluid va deplasa pistonul F_2 pe distanta s_2. Daca suprafata pistonului F_2 este de trei ori mai mare decat a pistonuli F_1, distanta s_2 va fi de trei ori mai mica decat distanta s_1.

Miscarea cauzata de o forta hidraulica poate fi comparata cu legea mecanica a pirghiilor.

[25.2] Principiul transmisiilor hidraulice (2)

[26.1] Transferul presiunii (1)

Presiunuea fluidului p_1 exercita o forta F_1 pe suprafata A_1 care este transferat catre suprafata A_2 prin intermediul tijei dintre pistoane. Forta F_1 actioneaza asupra suprafetei A_2 si produce presiunea p2 . Deoarece suprafata A_2 este mai mica decat suprafata A_1, presiunea p_2 va fi mai mare decat presiunea p_1.

Transferul presiunii (amplificarea presiunii) este utilizata in sistemele hidraulice in care este nevoie de presiuni extrem de mari pe care pompele nu le pot realiza.

[26.2] Transferul presiunii (2)

Efectul de transfer al presiunii apare in general la cilindrii hidraulici cu dubla actiune cu o singura tija.

Acest efect cauzeaza ceva probleme in hidraulica. Din cauza suprafetelor A1 si A2 diferite rezulta viteze si presiuni diferite intre cele doua curse ale cilindrului. La debit constant:

V1 < V2 La forta constanta pe tija:

p2 > p1

p1p2

V2 V1

[27] Tipuri de curgere

Trebuie facuta o distinctie intre curgere liniara si curgerea turbulenta. In cazul unei curgeri liniare, fluidul hidraulic se misca prin conducta in straturi liniare concentrice. Daca viteza fluidului depaseste o anumita viteza critica, fluidul din zona centrala va tinde sa se duca spre peretii tubulaturii si vor apare turbulente.

Curgerea turbulenta trebuie evitata in circuitele hidraulice, aceasta se poate realiza prin dimensionarea corecta a sectiunii conductelor.

[28a] Efectul Diesel

In punctele de restricţionare a sectiunii poate apare o scădere a presiunii pana la nivelul de vacuum, provocând precipitarea aerului dizolvat în ulei. Când presiunea creşte din nou, uleiul se aprinde în bulele de gaz şi poate să produca aprinderea amestecului aer/ulei.

[29] Cavitatia

Pentru a mari viteza fluidului in punctele de restrictionare a sectiunii este nevoie de energie suplimentara. Aceasta energie va fi obtinuta prin scaderea presiunii in punctul de minima sectiune, daca vacuumul care rezulta este mai mic de -0.3 bar aerul dizolvat in ulei se precipita. Cand presiunea va creste din nou ca urmare a cresterii sectiunii , uleiul se va aprinde in bulele de ulei.

Cavitatia este cauza cea mai importanta care reduce uzura la nivelul conexiunilor in general.

[29a] Cavitatia

Varfuri ale presiunii pot apare in zonele cu cavitatie. Acesata cauzeaza eroziunea de particule mici din peretii conductelor imediat dupa zona de reducere a sectiunii, conducand la uzuri si chiar ruperea materialului. Acest efect (cavitatia) este insotit de un zgomot caracteristic destul de puternic.

[30] Randamentul puterii la actionarile hidraulice

Numeroase pierderi de energie pot apare la diferite etaje ale sistemului hidraulic. Acestea pot fi pierderi mecanice (frictiune), prin caldura, electrice si pierderi de volum.

Randamentul sistemului este dat de randamentul fiecarei parti componente

[31] Statia hidraulica

Statia hidraulica furnizeaza energia hidraulica necesara actionarii diverselor componente prin transformarea energiei (electrice sau termice) in energie hidraulica. Cele mai importante componente sunt reservorul (tancul) , motorul de actionare (electric sau termic), pompa hidraulica, regulatorul de presiune, filtre si schimbatorul de caldura. Statia hidraulica mai poate contine si valve de sens si distribuitoare precum si manometre sau debitmetre

[32] Rezervorul (tancul de ulei)

Rezervorul (tancul) are rolul de a inmagazina fluidul necesar functionarii sistemului hidraulic. In tancul de ulei apa si particolele solide se separa datorita densitatilor diferite iar aerul sub forma de bule iese la suprafata .

Dimensiunea tancului este in directa legatura cu aplicatia la care este utilizat; pentru sistemele stationare, volumul de fluid ar trebui sa fie de ajuns pentru 3-5 minute de functionare. La sistemele mobile pe de alta parte volumul de fluid este exact cat este necesar pentru functionare.

[33.1] Pompa cu roti dintate (cu angrenaje)

Cresterea de volum cauzata de miscarea rotilor dintate creeaza un vacuum in zona de absobtie.

Fluidul hidraulic este transportat spre zona de refulare in spatiul dintre dinti.

In zona de presiune fluidul este fortat sa iasa spre conducta de refulare din pompa .

[33.2] Pompa cu pistonase axiale

Cresterea de volum cauzata de deplasare axiala a pistonaselor creeaza un vacuum in zona de admisie.

Fluidul hidraulic este transportat spre zona de refulare in interiorul cilindrilor .

In zona de presiune fluidul este fortat sa iasa spre conducta de refulare din pompa.

Aceste pompe pot fi construite atat in varianta cu debit constant cat si cu debit variabil.

[33.3] Pompa cu palete

Cresterea de volum cauzata de marirea volumului dintre paletii rotorului in zona de admisie forteaza fluidul sa intre in spatiul dintre palete.

Fluidul hidraulic este transportat spre zona de refulare in spatiul dintre palete.

In zona de presiune fluidul este fortat sa iasa spre conducta de refulare din pompa din cauza micsorarii volumului. .

[34] Circuit hidraulic: filtrul montat pe retur

Un filtru de ulei montat pe conducta de retur catre tanc are avantajul ca permite ca in tanc sa intere numai ulei curat.

Ca dezavantaj ar fi faptul ca filtrarea se realizeaza dupa ce uleiul trece prin tot circuitul hidraulic.

Aceasta configuratie este cea mai utilizata.

Filtru

[35] Circuit hidraulic: filtrul montat pe admisia pompei

La acesta configuratie pompa este protejata impotriva contaminarii. In anumite situatii filtrul poate fi dificil de inlocuit.

Daca acest filtru este foarte fin, pot apare probleme de absobtie sau fenomenul de cavitatie.

Filtru

[36] Circuit hidraulic: filtrul montat pe refularea pompei

In acesta situatie filtrele utilizate pot fi mai fine; Ele realizeaza protectia elementelor de comanda prin retinerea eventualelor impuritati provenite din pompa.

Pe de alta parte aici presiunea fiind foarte mare in anumite situatii carcasa filrului trebuie sa fie construita corespunzator presiunii maxime.

Filtru

[37] Indicatorul de contaminare a filtrului

Este foarte important sa cunoastem gredul de contaminare a unui filtru. Gradul de contaminare poate fi masurat prin valoarea caderii de presiune; pe masura ce gradul de contaminare creste, presiunea la intrarea in filtru va creste. Presiunea va actiona tija unui piston. Pe masura ce presiunea va creste tija pistonului va iesi mai mult in afara.

Sunt mai multe metode de a face vizibil gradul de contaminare, se poate face chiar si prin transformarea presiunii in semnal electric cu ajutorul unui traductor de presiune.

[38] Schimbatoarele de caldura cu lichid

La acest racitor schimbul de caldura se realizeaza la nivelul peretilor tubulaturilor interioare care sunt racite la exterior de un flux continuu de lichid de racire (apa) .

Temperatura instalatiilor hidraulice nu ar trebui sa depaseaca 50 - 60ºC, daca se intampla acest lucru vascozitatea uleiului scade drastic, ceea ce duce la imbatrinirea rapida a uleiului si accelerarea gradului de uzura. In comparatie cu racirea cu aer, costurile sunt mai mari si poate aparea si coroziunea. Diferente de temperatura de ~ 35 ºC intre intrare si iesire pot fi realizate.

[39] Schimbatoarele de caldura cu aer

Fluidul hidraulic este racit la trecerea prin conducte fine supuse unui flux continuu de aer realizat de in ventilator.

Avantajul este simplitatea instalatie si costuri mai reduse.

Acest sistem nu este la fel de eficient ca racirea cu lichid. Gradul de racire este dependent de temperatura mediului ambiant iar vara cand temperaturile sunt ridicate eficienta racirii scade drastic.

[40] Elemente de incalzire

Rezistentele de incalzire sunt utilizate pentru a ridica rapid temperatura la regimul normal de functionare.

Daca vascozitate este prea mare, in special in anotimpul rece, uleiul trebuie incalzit deoarece pot apare suprasolicitari ale componentelor sistemului hidraulic.

[41] Reprezentarea blocurilor de componente

Imaginea arata in detaliu un grup hidraulic.

In general cand avem grupate mai multe componente, o linie punctata este figurata imprejur sugerand ca este vorba de un bloc compact.

[42] Forta de actionare – compensarea presiunii

La anumite tipuri de valve cu supapa, forta de actionare, care este dependenta de suprafata si presiune, poate fi foarte mare.

Pentru a evita acest neajuns, este utilizata metoda de compensare a presiunii dintre cele doua parti ale supapei prin intermediul unui canal intern care permite presiunii sa se manifeste si deasupra supapei.

[43] Principiul functionarii valvelor tip supapa

Valvele functioneza pe principiul supapei sau pe principiul pistonului. La valvele tip supapa, o bila, un con sau un disc sunt presate de un resort sau un surub pe un lacas pe care aceste il obtureaza.

Presiune mare creata pe zona de contact asigura etanseitatea valvei. Imaginea prezinta mai multe tipuri de valve supapa.

[44] Principiul functionarii valvelor tip piston (culisante)

Ilustratia arata principiul de functionare a unei valve tip piston. Pentru a permite miscare pistonului este nevoie cu siguranta de un joc minim intre piston si alezaj. Canale circulare asigura crearea unui film de ulei si echilibrarea presiunilor . Pistonul poate lucra cu pierderi minime datorate frictiunii.

Acest tip de valve nu pot asigura o etanseitate perfecta, cea ce inseamna ca vor exista scurgeri de ulei care trebuiesc recuperate.

[45] Suprapunerea pistonului (plungerului) Caracteristica de schimbare a

caii este afectata de gradul de suprapunere a pistonului.

Suprapunerea poate fi: pozitiva negativa, neutra (zero).

In cazul suprapunerii pozitive portul este acoperit complet de piston, in timp ce la cea negativa nu este acoperit complet portul. In cazul suprapunerii neutre, dimensiunea portului este exact egala cu a pistonului .

In cazul unui distribuitor in functie de tipul constructiv pot exista combinatii ale acestor tipuri de suprapuneri.

[46] Schimbarea cailor la un distribuitor cu suprapunere negativa

In cazul suprapunerii negative, fluxul de la A la T nu este complet inchis cand portul P este deschis. Aceasta inseamna ca presiunea spre portul A creste progresiv si schimbarea se va face cursiv.

In reprezentare din documentatiile producatorilor suprapunerea este figurata cu linie punctata intre cele doua pozitii de lucru.

[47] Schimbarea cailor la un distribuitor cu suprapunere pozitiva

In cazul suprapunerii pozitive, portul P nu este deschis pana ce calea de la A la T nu este complet izolata. Presiunea va scade si va creste brusc in instalatie cea ce creaza socuri in instalatie, se utilizeaza acolo unde se doreste schimbarea brusca a directiei.

[48] Regulatorul de presiune (1)

Acest regulator functioneaza pe principiul supapei, de notat este ca forta resortului este variabila, ea poate fi controlata prin actionarea surubului de reglaj.

Fluxul de fluid poate circula doar intr-un singur sens P A

Cand presiune este mica nu poate invinge forta arcului si supapa este inchisa

[49] Regulatorul de presiune (2)

Imediat ce presiune incepe sa depaseasca o anumita limita, reuseste sa invinga forta arcului si supapa se deschide.

In acesta situatie supapa este deschisa si intreg fluxul de fluid circula din directia portului P spre T.

[50.1] Regulator utilizat pentru limitarea presiunii unui circuit hidraulic

Imaginea arata pozitionarea unui asemenea regulator in cadrul unei scheme hidraulice simple, de exemplu actionarea unui cilindru cu dubla actiune.

Este pozitionat in circuit astfel incat sa nu permita cresterea presiunii peste o anumita valoare care poate fi citita pe manometru, la cresterea presiunii deschide calea fluidului spre tanc (vezi topicul 5 “Interactiunea componentelor”).

[50.2] Regulator utilizat pentru limitarea presiunii unui circuit hidraulic

Aceasta ilustratie ne arata pozitionarea unui regulator de presiune [0V2] in cadrul unui circuit identic cu cel anterior doar ca aici am inlocuit imaginea cu simbolul caracteristic acestei componente.

[51] Circuit hidraulic fara supapa de franare

Regulatorul de presiune poate fi utilizat ca supapa de franare pentru a limita momentele inertiale care apar cand un distribuitor este brusc inchis.

Cand distribuitorul revine in pozitia de mijloc in timpul deplasarii cilindrului se creeza o forta inertiala M.

[51.1] Circuit hidraulic fara supapa de franare

[52] Circuit cu supapa de franare

Acest circuit rezolva problema prezentata in circuitul anterior.

Acest circuit utilizeaza un regulator de presiune [1V3] pe post de supapa de franare si o supapa de sens [1V1] care permite absorbtia unei cantitati de ulei din tanc in timpul vacuumului creat de inchiderea brusca a circuitului.

[53] Circuit cu supapa de franare

Imaginile urmatoare au rolul de a arata modul in care functioneaza supapa de franare in cadrul circuitului

Necesitatea montarii unei supape de franare apare acolo unde instalatia functioneaza cu socuri la schimbarile de directie.

[53.1] Circuit cu supapa de franare

[53.2] Circuit cu supapa de franare

[54] Limitarea presiunii prin montarea unei supape de franare pe returul cilindrului

Aceasta imagine arata montarea unei supape de franare [1V2] pe conexiunea dinspre tija a cilindrului cu rol de a realiza franarea miscarii de impingere a cilindrului.

La miscarea de retragere, fluxul de ulei este deviat prin supapa de sens [1v3].

Supapa de franare in acest caz va trebui sa fie cu compensare de presiune datorita faptului ca lucreaza la presiuni mari (vezi topicul 42).

[55] Regulator de presiune controlat intern

La acest tip de regulator presiunea actioneza asupra pistonului care este racordat la portul P prin intermediul unor canalizatii interioare. Acest sistem permite deschidera rapida si inchderea lenta a supapei ceea ce se traduce prin o functionare mai lina a regulatorului.

Socurile de presiune pot apare and pompa porneste si instalatia este goala sau la schimbarea brusca a pozitiei distribuitoarelor.

[56.1] Regulator de presiune controlat extern(1)

Acest regulator realizeaza comunicatia dintre portul P si T numai cand asupra portului de comanda X este aplicata o presiune. Aceasta presiune se opune presiunii exercitate de un resort al carei forte poate fi modificata.

Calea dintre P si T ramane inchisa atata timp cat nu se aplica nici o presiune asupra portului X.

[56.2] Regulator de presiune controlat extern(2)

Presiunea este alimentata prin portul X, imediat ce forta presiunii invinge forta resortului, pistonul este deplasat, permitand circulatia fluxului de fluid.

[57.1] Utilizarea regulatorului comandat extern ca valva de secventa

Imaginea prezinta utilizarea unui regulator de presiune comandat extern ca valva de schimbare a secventei de lucru.

Cand distribuitorul [1v1] este inchis presiunea pe portul X al valvei [0V2] creste ceea permite circulatie spre tanc al fluidului de la pompa [0Z2].

La deschiderea distribuitorului [1v1] presiunea pe portul X al valvei [0V2] scade, regulatorul se inchide si permite circulatia fluidului de la pompa [0Z2] in sistem.

[57.2] Utilizarea regulatorului comandat extern ca valva de secventa


[58.1] Regulator de presiune

Imaginea unui regulator de presiune.

[58.2] Regulatorul de presiune

Exemple de regulatoare de presiune reglabile.

[59.1] Regulatorul de presiune normal deschis(1)

Acesta regulator este normal deschis, daca presiunea nu este mai mare decat limita la care poate invinge forta arcului si nu reuseste sa deplaseze pistonul, fluxul de fluid este maxim.

Aceste regulatoare sunt utilizate pentru limitarea presiunii la o anumita valoare. Sunt utilizate in instalatiile unde avem presiune diferentiala.


Cand presiunea pe portul (A) creste, reuseste sa invinga forta resortului si pistonul se depaseaza limitand circulatia fluidului. Acesta cauzeaza o cadere de presiune la portul A.

In cazul acestor tipuri de valve, prin modificarea muchiilor pistonului (practicarea unor canale frezate) in asa fel incat inchiderea sa ne se realizeze brusc, reglarea presiunii poate fi facuta foarte precis.


Cand presiunea pe portul (A) este maxima, reuseste sa invinga forta resortului si pistonul se depaseaza complet obturand circulatia fluidului de la portul P spre A.

Deschiderea se va realiza numai dupa scaderea presiunii la portul A.


In acest circuit datorita efortului la tija cilindrului [1A] presiunea la portul A creste si tinde sa inchida circulatia fluidului prin regulatorul [0V2]. Presiunea la portul A al regulatorului va fi mai mica decat ceea de la portul P si va fi constanta.


Pistonul cilindrului ajunge la capatul cursei. Presiunea la portul A este maxima iar regulatorul este complet inchis. Scaderea presiunii in acest caz se va face doar dupa schimbarea pozitiei distribuitorului [1V], moment in care cilindrul revine sub actiunea unei forte externe (cilindru simpla actiune).

[60] Regulatorul de presiune normal deschis


[61] Regulatorul de presiune normal deschis

Un exemplu de utilizare al unui asemenea tip de regulator.

Avem aici o pompa [0Z1] care alimenteaza doua circuite, cilindrul [1A] si motorul hidraulic [2M].

Prin deschiderea distribuitorului [2V1] sunt alimentate ambele circuite, dar presiunea la portul A al regulatorului [1V2] va fi constanta ceea ce va crea o forta F constanta la cursa de retragere a cilindrului. In timpul cursei de avans regulatorul [1V2] va fi ocolit prin supapa de sens [1V3].

[64.1] Valva de cale 2/2 (distribuitor cu 2 orificii si 2 pozitii) (1)

Acest distribuitorul 2/2 are doua porturi A si P precum si un port de drenaj L. In cazul acestui exemplu, fluxul de fluid de la P spre A este inchis in pozitia normala.

Portul L de drenaj are rolul de a colecta uleiul scurs pe langa pistoanele plunjerului.

[64.2] Valva de cale 2/2 (2)

Cand valva este actionata permite circulatia fluidului intre porturile A si P.

Valva de cale 2/2 poate fi construita si in varianta normal deschisa, caz in care actionata fiind va inchide fluxul de fluid.

[65.1] Valva de cale 2/2 utilizata ca valva de ocolire (by-pass)

Acest exemplu arata pozitionarea unei valve de cale 2/2 ca valva de ocolire; cand valva este deschisa, robinetul de reglare [0V2] este ocolit permitand cilindrului sa lucreze cu viteza maxima.

[65.2] Valva de cale 2/2 utilizata ca valva de ocolire (by-pass)

Aceasta ilustratie ne arata pozitionarea unei valve de cale 2/2 [0V3] in cadrul unui circuit identic cu cel anterior doar ca aici am inlocuit imaginea cu simbolul caracteristic acestei componente.

[66] Valva de cale 2/2 utilizata ca valva de control final

In starea initiala cilindrul este actionat. Daca valva 2/2 [0V1] este actionata, tot fluxul de fluid se va scurge in tanc si cilindrul revine inapoi sub actiunea unei forte exterioare. Daca [0V1] nu este actionata, presiunea va creste si regulatorul [0V2] se va deschide limitand presiunea in sistem.

[66] Valva de cale 2/2 utilizata ca valva de control final

Aceasta animatie arata modul de lucru al unei valve de cale 2/2 si cilindrului actionat.

[66.1] Valva de cale 2/2 utilizata ca valva de control final

[66.2] Valva de cale 2/2 utilizata ca valva de control final

[68] Distribuitor de cale 3/2, bazat pe principiul supapelor

Distribuitorul 3/2 are un port de lucru A, un port de alimentare P si un port de retur T. Fluxul de fluid poate fi rutat de la portul A spre T in pozitia normala,iar cand este actionat pune portul P in legatura cu A. Al treilea port ramane intotdeauna inchis. In pozitia normala, P este inchis iar fluidul circula de la A la T.

[69] Distribuitor de cale 3/2, bazat pe principiul supapelor

Cand distribuitorul este actionat; fluxul este deschis dinspre P spre A, iesirea T este inchisa

Distribuitoare 3/2 cai pot exista si in constructie normal deschis.

[70] Distribuitor de cale 3/2 tip supapa

Schema unui circuit in care un distribuitor 3/2 comanda functionarea unui cilindru simpla actiune.

[70.1] Distribuitor de cale 3/2 tip supapa


Aceasta ilustratie ne arata pozitionarea unui distribuitor de cale 3/2 [1V] in cadrul unui circuit identic cu cel anterior doar ca aici am inlocuit imaginea cu simbolul caracteristic acestei componente.

[71.1] Distribuitor de cale 3/2 culisant

Distribuitorul 3/2 are un port de lucru A, un port de alimentare P si un port de retur T. Fluxul de fluid poate fi rutat de la portul A spre T in pozitia normala,iar cand este actionat pune portul P in legatura cu A. Al treilea port ramane intotdeauna inchis. In pozitia normala, P este inchis iar fluidul circula de la A la T.

[71.2] Distribuitor de cale 3/2 culisant

Cand distribuitorul este actionat; fluxul este deschis dinspre P spre A, iesirea T este inchisa

Distribuitoare 3/2 cai culisante pot exista si in constructie normal deschis.

[72] Distribuitor de cale 3/2 utilizat pentru comutarea directiei fluxului de fluid

Acest tip de distribuitor poate fi utilizat pentru schimbarea caii fluidului in cadrul unui circuit .

De exemplu transfera fluxul de fluid spre racitor sau spre incalzitor, sau poate face schimbarea catre doua cai reglate diferit cu ajutorul unor drosele variabile.

[73.1] Distribuitor 4/2 cu doua pistoane

Distribuitorul 4/2 are doua porturi de lucru A si B, un port de alimentare P si un port de retur T.

Fluxul de fluid poate fi rutat de la portul P spre B si A spre T in pozitia normala.

Spre deosebire de distribuitoarele 4/2 cu 3 pistoane acestea nu necesita port de drenaj (vezi topic 74.1).

[73.2] Distribuitor 4/2 cu doua pistoane

Cand distribuitorul este actionat pune portul P in legatura cu A iar portul B in legatura cu T.

[74.1] Distribuitor 4/2 cu 3 pistoane

Distribuitorul 4/2 cu trei pistoane are doua porturi de lucru A si B, un port de alimentare P si un port de retur T si un port suplimentar pentru drenaj L.

Fluxul de fluid este rutat in pozitia normala de la portul P spre B si A spre T.

Acest tip de distribuitor necesita un port de drenaj, deoarece o parte din fluid trece pe langa pistoane si trebiue colectat

[74.2] Distribuitor 4/2 cu 3 pistoane

Cand distribuitorul este actionat pune portul P in legatura cu A iar portul B in legatura cu T.

[75.1] Distribuitor 4/2 cu 3 pistoane utilizat ca element de control al unui cilindru

Acest circuit arata intrebuintarea unui distribuitor 4/2 pentru a controla directia de miscare a unui cilindru cu dubla actiune.

[75.2] Distribuitor 4/2 cu 3 pistoane utilizat ca element de control al unui cilindru


De notat ca este figurat pe circuit si portul de drenaj L

[76.1] Distribuitor 4/3 cu by pass al pompei in pozitia neutra

Din punct de vedere logic un distribuitor 4/3 este un distribuitor 4/2 cu o pozitie suplimentara la mijloc. Exista multe configuratii ale conexiunilor porturilor in pozitia de mijloc.

In exemplul alaturat portul P este conectat la portul T in pozitia de mijloc, in timp ce porturile A si B sunt inchise.

Distribuitoarele 4/3 functioneza pe principiul pistoanelor culisante, iar conectarea porturilor in pozitia mediana se poate realiza prin canalizatii practicate in interiorul pistonului .


Cand este actionat spre stanga pune in legatura portul A cu portul T si portul P cu portul B .

Acest tip de distribuitor are si un port de drenaj L care preia surplusul de fluid scurs pe langa pistoane.


Cand este actionat spre dreapta pune in legatura portul P cu portul A si portul B cu portul T .


Imaginea arata modul de interpunere in cadrul unui circuit hidraulic pentru controlul pozitiei si directiei unui cilindru hidraulic.

Spre deosebire de distribuitoarele cu 2 pozitii la care pozitia cilindrului nu poate fi controlata, la acest tip de distribuitor se poate realiza acest lucru prin pozitionarea lui in pozitia de mijloc, porturile A si B fiind inchise cilindrul se va opri si va ramane in acea pozitie.



In pozitia de mijloc tot fluxul de fluid de la pompa se intoarce in tanc.

[77.3] Distribuitor 4/3 cu by pass al pompei in pozitia neutra(Animatie)

Distribuitorul este comutat spre stanga.

Pompa este conectata la cilindru pe partea tijei.

Portul A al cilindrului este conectat la tanc.


Distribuitorul este in pozitia de mijloc.

Pompa este conectata la tancul de ulei = by pass.

Porturile de lucru ale cilindrului sunt inchise


Distribuitorul este comutat spre dreapta.

Pompa este conectata la cilindru prin portul A.

Portul B al cilindrului este conectat la tanc.

[78.1] Distribuitor 4/3 cu pozitie de mijloc complet obturata

In exemplul alaturat este figurat un alt tip de distribuitor 4/3, diferenta apare la pozitia de mijloc, neutra, in care toate porturile sunt inchise, obturate.

De asemenea acest tip de distribuitor este prevazut cu un port de drenaj L.


Cand este actionat spre stanga pune in legatura portul A cu portul T si portul P cu portul B .


Cand este actionat spre dreapta pune in legatura portul A cu portul P si portul B cu portul T .


Imaginea arata modul de interpunere al unui distribuitor 4/3 de acest tip in cadrul unui circuit hidraulic pentru controlul pozitiei si directiei unui cilindru hidraulic.

Spre deosebire de distribuitoarele cu by pass in pozitia mediana, la acest distribuitor este necesara montarea unui regulator de presiune la iesirea din pompa care sa permita returul fluidului in tanc deoarece in pozitia de mijloc portul P este inchis.



In pozitia de mijloc toate porturile sunt obturate iar fluxul de fluid de la pompa se intoarce in tanc prin regulatorul [0V2]

[80.1] Distribuitor de cale 4/3 cu suprapunere intre pozitii

In imaginea alaturata avem un distribuitor 4/3 cu pozitie de mijloc complet obturata si suprapunere in pozitiile intermediare. Aceasta suprapunere are ca efect comutatia distribuitorului prin doua stari de tranzitie la trecerea din pozitia de mijloc catre pozitiile extreme.

La distribuitoarele cu suprapunere acesta este specificata in documentatie, de asemenea pozitiile intermediare sunt figurat cu linie punctata intre pozitiile principale.

[80.2] Distribuitor de cale 4/3 cu suprapunere intre pozitii

Prima imagine reprezinta un distribuitor 4/3 cu suprapunere de la mijloc spre stanga, asigura comunicarea tranzitorie intre porturile P si A.

A doua imagine reprezinta un distribuitor 4/3 cu suprapunere de la mijloc spre dreapta, asigura comunicarea tranzitorie intre porturile P si B.

Este de mentionat ca aceste doua pozitii nu au indexare, sunt doar tranzitorii la schimbarea pozitie pistonului de la centru spre una din extremitati.

[81] Valve pentru control directional (distribuitoare)

Exemple de distribuitoare cu comanda prin levier - manuala.

[82] Valve pentru control directional (distribuitoare)

Exemple de distribuitoare cu comanda prin solenoid sau pilotate hidraulic

[83.1] Supapele de sens

Supapele de sens permit fluxului de fluid sa circule numai intr-o singura directie iar in directia opusa nu permit circulatia. In directia in care obtureaza fluxul de fluid, elementele de etansare care pot fi bile, conuri sau discuri, sunt presate pe sediul de etansare de un resort sau de presiunea fluidului.

Aceste supape de sens pot fi in constructie cu arc sau fara, iar in functie de modul de deschidere pot fi simple sau pilotate (comandate).

[83.2] Supapele de sens

In aceasata imagine este reprezentata o supapa de sens care este deschisa ca urmare a fluxului de fluid care circula in directia libera si invinge forta resortului, reusint sa creeze un spatiu liber intre conul de etansare si sediul supapei.

[84] Supapa de sens utilizata pentru protectia unei pompe

In acest circuit, o supapa de sens este utilizata pentru protectia pompei de ulei. Supapa [0V1] previne circulatia fluidului spre pompa atunci cand pompa este oprita si exista o sarcina [m] aplicat asupra tijei cilindrului [1A]. Varfurile de presiune de asemenea sunt filtrate de regulatorul de descarcare [0v2].

[97] Cilindrii cu simpla actiune

In cazul cilindrilor cu simpla actiune, doar o singura camera a cilindrului este presurizata.

Acesti cilindrii nu pot efectua miscare decat intr-o directie.

Fluidul care intra in camera cilindrului exercita o presiune asupra pistonului care se va deplasa pana la capatul cursei.

Cursa de revenire este realizata de un resort, de o forta exterioara sau de propria greutate, si va incepe imediat ce va inceta alimentarea cu fluid a cilindrului.

[98] Cilindrii cu simpla actiune

In cazul cilindrilor cu simpla actiune precum cei din imaginea alaturata, la care pistonul si tija sunt o singura componenta, cursa de revenire nu poate fi efectuata decat de o forta exterioara.

[99] Cilindrii cu dubla actiune

In cazul cilindrilor cu dubla actiune ambele suprafete ale pistonului sunt presurizate.

Miscarea poate fi efectuata in ambele directii.

la cilindrii cu dubla actiune cu o singura tija, se vor obtine viteze si momente diferite intre cursa de impingere si cursa de retragere datorita suprafetelor diferite ale pistonului pe cele doua parti.

[100] Cilindrii cu dubla actiune cu amortizare in capetele de cursa

Acesti cilindrii sunt construiti in asa fel incat sa absoarba socurile la capetele de cursa si sa previna distrugerea lor.

Aproape de capetele de cursa, sectiune de iesire a fluidului este redusa prin constructia speciala a capacelor.

Fluidul hidraulic esta fortat sa iasa prin interstitii sau orificii de mici dimensiuni ceea ce provoaca micsorarea vitezei pistonului pana la oprirea completa.

[101] Amortizarea la capat de cursa a cilindrului

In prima imagine pistonul cilindrului avanseaza liber spre capatul cursei, fluidul iese liber din camera de pe partea tijei, viteza nu este restrictionata.

[101.1] Amortizarea la capat de cursa a cilindrului

Pistonul ajunge aproape de capatul cursei, cea mai mare parte a fluidului nu poate fi evacuata decat prin supapa de control, supapa de sens este inchisa, viteza incepe sa scada drastic.

Acest tip de amortizare poate fi utilizat pentru viteze liniare de la 6 m/min la 20 m/min.

[101.2] Amortizarea la capat de cursa a cilindrului

la cursa de revenire viteza nu este restrictionata, supapa de sens este deschisa iar fluxul de fluid este maxim.

[102] Cilindrii cu dubla actiune

Diverse tipuri de cilindrii

[103a] Dispozitive pentru evacuarea aerului

Cand cilindrul se retrage, aerisitorul este inchis. El se deschide in momentul in care apare presiune in camera cilindrului. Aerul poate iesi pana in momentul cand fluidul hidraulic ajunge la nivelul supapei si o impinge in sus asigurand etansarea.

Aerisitoarele trebuiesc montate in cel mai inalt punct al instalatiei.

In mod normal ele trebuiesc racordate exterior la o instalatie de drenaj pentru colectare a scurgerilor.

[103.1a] Dispozitive pentru evacuarea aerului

Hydraulics RO

Documents

Transcript of Hydraulics RO