COLEGIUL TEHNIC DE CAI FERATE " UNIREA " PASCANI

PENTRU SUSTINEREA EXAMENULUI DE CERTIFICARE A COMPETENTELOR PROFESIONALE

NIVELUL III DE CERTIFICARE

DOMENIUL: ELECTROMECANIC

CALIFICAREA: TEHNICIAN ELECTROMECANIC

ACTIONARI HIDRAULICE SI PNEUMATICE

Argument

Actionarile hidraulice si pneuamtice au fost utilizate de om cu mult inaintea actionarilor electrice.Bineinteles ca actualele instalatii de actionare hidraulica si pneumatica nu au mai pastrat de la primele instalatii cunoscute decat puritatorii de energie si anume apa si aerul,carora li s-au adaugat cu timpul uleiul in actionarile hidraulice si --mai rar--unele gaze in cazul actionarilor pneumatice.

Prin prezenta lucrari am dobandit mai multe cunostinte si am incercat sa ma perfectionez in domeniul electromecanic, dar am avut in vedere si obtinerea certificatului de competente profesionale de nivel III.

Prin lucrarea realizata, doresc sa ma specializez mai mult in domeniul electromecanic, iar pentru realizarea acestui proiect a fost necesara studierea unor manuale de specialitate in domeniu.

Cap1:Notiui introductive

Asa cum amintim,pentru actionarea unor mecanisme si masini industriale adeseori se folosesc si actionari hidraulice sau pneumatice,datorita avantajelor pe care le ofera,comparativ cu actionarile electrice.Asemenea actionari au insa o raspandire mai redusa datorita unor dezavantaje pe care le prezinta.

Faptul ca actionarile hidraulice si pneumatice se intalnesc si astazi destul de frecvent in numeroase instalatii de actionare electrica,se datoreste unor avantaje pe care le prezinta acestea.

Avantaje 

      Principalele avantaje ale actionarilor hidraulice sunt :

- gabarit si greutate reduse pe unitatea de putere ;

- permite o reglare simpla a vitezei in limite largi ;

- timp de rasuns scurt ;

- sunt silentioase ;

se preteaza usor a fi automatizate.

Principalele avantaje ale actionarilor pneumatice sunt 

- greutatea si gabarit mai redus,comparativ cu instalatiile de actionare electrica ;

- pot preula suprasarcini importante,fara pericol de avarii ;

- prezinta pericol redus de accidente in comparatie cu instalatiile electrice ;

- posibilitati de reglare rapida si in limite largi a vitezei ;

- nu polueaza mediul inconjurator,atunci cand purtatorul de energie este aerul comprimat ;

Dezavantaje >>

      Actionarile hidraulice prezinta si unele dezavantaje :

- pierderi de lichid la imbinari ;

- pierderi de presiune a lichidului pe conducte,cea ce duce la scaderea randamentului instalatiilor ;

- in cazul unor presiuni mari,creste pericolul de avarie ;

- scaparile de ulei pot duce la poluare mediului sau la impurificarea matarialelor ce se prelucreaza,diminuand astfel calitatea produselor ;

- in afara motoarelor hidraulice,aceste instalatii contin un numar relativ mare de elemente auxiliare ;

- tehnologoia de fabricatie a elementelor componente este complicata,ccea ce duce la cresterea pretului de cost al instalatiei.

      Principalele dezavantaje ale actionarilor pneumatice sunt urmatoarele :

- apar pierderi de presiune a areului,ceea ce conduce la scaderea randamentului instalatiei,care se poate evalua cam la 15-20% ;

- deschirea brusca a orificiilor de trecere a aerului comprimat este urmata de depuneri de picaturi fine de apa,care sunt cauza corodnarii destul de rapide a instalatiei ;

- suparveghereasi inlaturarea neetanseitatilor instalatiilor duce la necesitatea unei exploatari atente si costisitaore ;

Cu toate dezavantajele mentionate pentru instalatiile de actionare hidraulice si pneumatice,avantajele pe care le prezinta sunt uneori hotaratoare pentru utilizarea lor in actionarea unor instalatiii industriale.

Actionarile pneumatice sunt intalnite si la masinile-unelta,masini de ridicat si transportat,masini minere ,scule de mana,in aviatie,pe nave etc.

Cap2:Elementele componente ale instalatiilor de actionare hidraulica

Orice sisteme de actioanre hidraulica este formata din mai multe elemente hidraulice asociate intre ele intr-o anumita oridine,determinata de scopul functional al masinii sau instalatiei respective.

Aceste elemente sunt:

-pompele si motoarele hidraulice

-aparatele de distributie

-aparatele de reglare a presiunilor si debitelor

-transformatoare de presiune

-blocuri si elemente de asamblare.

Elementele de actionare hidraulica

Folosesc ca agent motor lichide sub presiune,de obicei uleiuri minerale si sunt utilizate cand sunt necesare forte si viteze mari.

Actionarile hidraulice au fost primele mecanisme din tehnica reglarii automate destinate reglarii proceselor, prin dezvoltarea sistemelor electrice de reglare, folosirea elementelor hidraulice a scazut datorita neajunsurilor elementelor hidraulice (lipsa posibilitatii de comanda la distanta, necesitatea etansarii ingrijite a corpurilor si conductelor, dependenta caracteristicilor de variatiile de temperatura ale mediului ambiant si necesitatea unei surse hidraulice).

In ultimul timp, elementele hidraulice cunosc o larga raspandire, intrucat prezinta unele avantaje fata de cele electrice, de exemplu: banda mare de trecere (frecvente ridicate de lucru), raport putere/gabarit maxim, lipsa in majoritatea cazurilor a unui reductor de iesire si varietatea mare a formelor de miscare a axului de iesire (rotativ, oscilant, liniar).

Caracteristicile statice principale ale elementelor de actionare hidraulice sunt caracterizate de viteza si de forta care determina viteza de iesire si forta dezvoltata de motorul de executie in functie de elementul de comanda. Folosind presiuni inalte se pot comanda EE pana la 200m, fara pierderi importante de presiune.

Deosebit de eficienta este hidraulica atunci cand trebuie actionate, in acelasi timp, mai multe EE (de exemplu: macazurile folosite in transporturi etc.).

      Pompele si motoarele hidraulice :

Sunt utilizate ca elemnte de trasformare a energiei si aunme :pompele trasforma energia mecanica in presiune hidrostatica,iar motoarele tarsforma presiunea hidrostatica in energie mecanica.Pompele folosite in actionarile hidraulice se deosebesc,in genera,de pompe obisnuite folosite in alimentarile cu apa, in hidramelioratii.

Motoarele hidraulice sunt de doua feluri : rotative si liniare.Cele roatative asigura viteza de la cate rotatii pe minut.

Din punct de vedere constuctiv,atat pompele cat si motoarele hidraulice rotative pot fi cu pistoane axiale sau radiale,cu palete.Motoarele hidraulice liniare pot fi si cu miscare liniara sau cu miscare oscilanta.

      Aparate de distributie :

Au rolul de a dirija lichidul de lucru de la sursa de presiune spre organul activ de lucru sau spre alte elemente ale sistemului si de a asigura evacuarea acestuia spre rezervor.Principial,un distribuitor hidraulic este format dintr-un cilindru in care se deplaseaza unul,doua sau mai mute pistoane ce imping lichidul spre diferite orifici de iesire intr-o anumita succesiune.

      Aparatele de reglare a debitului :

Servesc la reglarea vitezei motorului prin modificarea cantitatii de lichid ce intra in motor in unitatea de timp. Acestea sunt dispozitive ce premit reglarea sectiunii de admisie a lichidului,pe principiul unor robinete de constructie speciala.

Aparate de reglare a presiuni :

Denumite supape,valve sau ventile,au rolul de a mentine presiunea la o anumita valoare constanta sau de a o modifica dupa un anumit program dinainte stabilit.Din punct de vedere constructiv,supapele pot fi de mai multe feluri :

-cu bila

-cu scaun plat

-cu bila si element de ghidare

-cu supapa sferica

-cu supapa si scanu conic.

Din punct de vedere functional,supapele pot fii :

-de siguranta si deversare

-de retinere sau de sens unic

-de retinere sau multiplicare

-supape limitatoare de debit.

- relee de presiune

      Acumulatoarele :

sunt elemente care inmagazineaza o parte a energiei hidrostatice furnizata de pompe, constituind pentru schema hidraulica o rezerva de energie hidrostatica. Acestea se monteaza pe o derivatie a conductei de refulare a pompei. Scopul acumulatoarelor hidraulice este de a prelua volume de lichid sub presiune si de a le restitui ori de cate ori este necesar.

Au rolul de a acumula si de a furniza energie hidraulica in perioade de consum maxim,precum si de a mentine in sistemul hidraulic un anumit echilibru de presiune.O alta functie a acumulatoarelor poate fi de amortizare a oschilatiilor si scocurilor hidraulice.

Acumulator

Acumulator cu greutati: Acumulator cu arc:

1-greutati; 2-pistonase; 3-cilindru. 1-capac; 2-arc; 3-corp; 4-piston

Acumulator cu piston: Acumulator cu membrana:

1-gaz; 2-piston; 3-corp; 4-lichid. 1 si 3-corp; 2-membrana; 4-supapa.

Acumulator cu burduf

      Rezervoarele :

are rolul de a furniza agentul motor schemei hidrostatice precum si de a limita temperaturile de functionare ale acesteia.Indeplinesc functia de inmagazinare a lichidului utilizat in sistemul de actionare.Ele pot fi libere,atunci cand functioneaza la presiune atmosferica,sau de forta - atunci cand functioneaza sub presiune.

Rezervor

      Filtrele :

Sunt elemente hidraulice care asigura puritatea lichidului.Impuritatile din lichid,fie de natura mecanica,fie de natura chimica,pot duce la inrautatirea sistemului de ungere,la blocarea cailor de acces al lichidului,la uzura rapida a partilor componete ale insalatiei.Din punct de vedere constructiv filtrele pot fi :

-cu sita metalica

-din elemente textile

-din hartie

-magnetice

-electrostatice si centrifugale.

Filtru

      Aparatele de masura si control : au rolul de a masura si indica parametrii de lucru ai agentului motor: presiunea se masoara cu manometrul, debitul cu debitmetrul iar temperatura cu termometrul. Simbolizarea acestor aparate este indicata in tabelul

Cap3:Clasificarea actionarilor hidraulice

Aceasta clasificare se poate face dupa mai multe criteri :

      Dupa principiul de functionare :

• Sisteme de actionare de tio hidrosatatic : care au la baza folosirea energiei potentiale a lichidului,sub forma de presiune hidrostatica.Sistemele de actionare hidrostatice sunt mai simple din punct de vedere constructive si corespund mai bine cerintelor de functionare la viteza stabila sau de modificare a vitezei,comparativ cu alte sisteme de actionare hidraulice.

• Siteme de actionare de tip hidrodinamic,in care se dezvolta dorte produse de presiunea hidrodinamica.Ele pot indeplini doua functiuni distincte :

de cuplare a arborelui conducator cu cel condus

de variatie a vitezei arborelui condus

      Dupa criteriul cinematic 

      Dupa destinatia sau funcia indeplinita

Cap4:Elementele componente ale instalatiilor de actionare pneumatica

O instalatie de actionare pneumatica se compune,in general,din urmatoarele elemente sau gruprari principale de elemente :compresor,element de actionare propriu-zis sau element pneumatic de executie,aparatujul pneumatic.

• Copresorul : este masina care transforma energia mecanica primita in energie pneumatica,prin reducerea volumului specific al aerului,adica oprin cresterea presiunii.

• Elementul de executie pneumatic : il constituie cilindrul pneumatic.Acesta poate fi de doua feluri : cu piston si cu membrana.Constructia si forma cilindrilor pneumatici difera in functie de masina actionata.
• Aparatul pneumatic : este de format de totalitatea elementelor care au rolul de a conduce aerul comprimat si de a asigura functionarea unei instalatii pneumatice.Elementele principale din aceasta categorie sunt :

distribuitoarele ;

supapele ;

rezistentele pneumatice.

Distrubuitoarele : asigura distributia aerului comprimat pe anumite circuite ale instalatiei,in functie de comenzile primite.

Supapele :regleaza functionarea instalatiei prin modificarea presiuni aerului comprimat din circuite,in functie de conditiile impuse actionarii.

Sunt de 2 feluri :

de presiune

de sens.

Rezistentele pneumatice: au rolul de a realize caderi de presiune in anumite puncte ale circuitelor pneumatice.Ele sunt de 2 feluri :

dorsale ;

regulatoare de presiune.

• Elementele auxiliare : au rolul de a pregati aerul compriamt si de a interveni asuprea acestuia in vederea asigurari functionari in bune conditi a intregi instalatii.

Principalele elemente auxiliare ale unei instalatii pneumatice de actionare sunt :

filtrele ;

ungatoarele ;

rezervoarele ;

amortizoarele de zgomot.

Cap5:Clasificarea si posibilitatile de utilizare ale actionarilor pneumatice

5.1.Tipuri de sisteme de actionare pneumatica :

Intr-un sistem de actionare pneumatica,elementele de actionare propriu-zisa sunt elementele pneumatice de executie,cu rol de a transforma energia potentiala.Pentru acest motiv,clasificarea actiunilor pneumatice se face in functie de elementele pneumatice de executie,dupa 2 criterii principale :

• Dupa criteriul cinematic :

siteme pneumatice rotative ;

siteme pneumatice liniare.

• Dupa tipul constructiv :

siteme pneumatice cu cilindri cu piston ;

siteme pneumatice cu camera cu membrana.

5.2.Posibilitati de utilizare :

• Sistemele pneumatice rotative : au ca element de executie motorul rotativ.Astfel de motoare pneumatice se pot utiliza si ca unitati independente,pentru actionarea unor masini de lucru la care folosirea motorului electirc nu este indicata datorita pericolului de explozie sau de incendii.

• Sistemele pneumatice liniare : au ca element de executie motorul pneumatic liniar sau cilindrul penumatic.

• Cilindri pnematici cu piston : sunt de diverse tipuri au o gama larga de utilizari,cum ar fi, de exemplu,pentru actionarea performatoarelor,la masini de ridicat si transport si la actionare preselor.

• Camerele cu membrana : se utilizeaza,in special,la actionarea unor dispozitive la masini-unelte,la stangeri,pentru orpratii de stantare,la actionarea unor elemente de distributie si reglare,cum ar fi valvele,regulatoarele de presiune.etc.

Supapa de siguranta :

Compresoare pneumatice 

Filtru hidraulic :

Acumulatoare hidraulice :

Motoare hidraulice :

Cilindru pneumatic liniar :

Pompa pneumatica cu membrana :

Cuprins :

Cap 1 : Cap1:Notiui introductive

Avantaje 

Ø      Principalele avantaje ale actionarilor hidraulice

Ø      Principalele avantaje ale actionarilor pneumatice

Dezavantaje >>

Ø      Actionarile hidraulice prezinta si unele dezavantaje

Ø      Principalele dezavantaje ale actionarilor pneumatice

Cap2:Elementele componente ale instalatiilor de actionare hidraulica

Pompele si motoarele hidraulice 

Aparate de distributie 

Aparatele de reglare a debitului 

Aparate de reglare a presiuni 

Rezervoarele 

Filtrele 

Aparatele de masura si control

Cap3:Clasificarea actionarilor hidraulice

Dupa principiul de functionare 

Dupa criteriul cinematic 

Dupa destinatia sau funcia indeplinita

Cap4:Elementele componente ale instalatiilor de

actionare pneumatica

Cap5:Clasificarea si posibilitatile de utilizare ale

actionarilor pneumatice

      Anexe

      Bibliografie

Bibliografie :

Vasiliu, N., Catana, I. - Transmisii hidraulice si electrohidraulice. Vol. I - Masini hidraulice volumice, Editura Tehnica, Bucuresti, 1988.

Vasiliu, N., Vasiliu, D., Catana, I., Theodorescu, C. - Servomecanisme hidraulice si pneumatice. Vol.I, Editura U.P.B., 1992.

Catana, I., Vasiliu, D., Vasiliu, N. - Actionari hidraulice si electrohidraulice - Aplicatii, Editura U.P.B., 1993.

Vasiliu, D., Vasiliu, N. - Actionari si comenzi hidropneumatice in energetica, Editura U.P.B., 1993.

Vasiliu, N., Vasiliu, D. - Actionari hidraulice si pneumatice, Vol.I, Editura Tehnica, Bucuresti, 2005.