PROIECT - actionare hidraulica care are motor cu cilindree fixa

CUPRINS

I. Tema proiect. Generalitati. Date initiale.

1. Sistemul de actionare hidraulic

2. Cilindrii de forta

3. Conducte folosite la instalatii hidraulice

4. Tuburi flexibile din cauciuc.

5. Lichide hidraulice.

6. Etansarea elementelor hidraulice.

7. Rezervorul de ulei.

II. Calculul de dimensionare.

1. Predimensionarea cilindrului.

1.1. Alegerea grupei de dimensionare

1.2. Calculul ariei necesare a pistonului.

1.3. Calculul alezajului pistonului.

1.4 Alegerea cilindrului hidraulic

1.5. Calculul ariilor necesare si a volumelor necesare de ulei pentru cele 2 curse

1.6. Calculul presiunii efective.

2. Predimensionarea necesarului de debit.

3. Predimensionarea retelei hidraulice.

3.1. Deducerea ariei de curgere necesara.

3.2. Calculul DN₀ de curgere al retelei.

3.3. Alegerea conductei hidraulice.

3.4. Recalcularea vitezei de curgere a uleiului.

3.5. Evaluarea naturii curgerii si a pierderii specifice de presiune pe retea.

3.6. Pierderea de presiune pe intreaga retea.

3.7. Pierderea totala a presiunii pe retea.

3.8. Calculul presiunii necesare la pompa actionarii.

4. Dimensionarea pompei actionarii.

4.1. Alegerea tipului constructiv.

4.2. Alegerea turatiei nominale la axul pompei.

4.3. Calculul cilindreei teoretice a pompei.

4.4. Alegerea pompei.

4.5. Calculul cilindreei reale a pompei.

4.6. Calculul puterii la axul pompei.

4.7. Calculul momentului la axul pompei.

5. Alegerea sursei de energie.

6. Reluarea calculului caracteristicilor cinematice ale cilindrului.

6.1. Debitul la cilindru.

6.2. Viteza maxima asigurata.

7. Dimensionarea functiei de protectie    si gospodarire de ulei.

7.1. Alegerea filtrului.

7.2. Alegerea rezervorului hidraulic.

I. TEMA DE PROIECT. GENERALITATI.

Sa se dimensioneze o actionare hidraulica care are motor cu cilindree fixa si urmatoarele date initiale:

viteza pistonului [m/s]

forta maxima pe cilindru [daN]

presiunea nominala [bar]

turatia [rot/min]

lungimea retelei [m]

cursa maxima [m]

Indiferent de domeniul de lucru al unei masini sau al unui utilaj si de prestatia pe care acesta    trebuie sa o realizeze, masina sau utilajul este format in principiu din:

- masina sau utilajul de baza capabil sa inglobeze toate functiile si componenetele necesare rezolvarii procesului tehnologic pentru care au fost realizate;

- ecipamentele sau organele de lucru realizeaza anumite faze ale procesului tehnologic;

- actionarea masinii sau utilajului realizeaza miscarea masinii sau organelor de lucru in conformitate cu    tehnologia de lucru impusa acesteia.

Actionarea este deci componenta care realizeaza miscarea masinii sau echipamentelor la anumite regimuri de viteze impuse de tehnologie. Prin actionare se intelege totalitatea componentelor necesare pentru a transfera energia unei surse de energie la unul sau mai multe organe de lucru ce apartin masinii sau utilajului in acord cu informatia transmisa de la un operator uman sau automat astfel incat sa se rezolve caracteristica tehnologica impusa masinii sau utilajului.

Pentru a fi posibila o comparatie intre diversele sisteme de actionare dezvoltate in timp s-a introdus notiunea de actionare ideala, aceasta fiind o referinta pentru totalitatea surselor de actionare cunoscute. Actionarea ideala constituie doar un concept general valabil si nu o actionare propriu-zisa, este o limita spre care tind toate actionarile exeistente.

Sistemul de actionare hidrauluic

Sistemul de actionare hidrauluic inglobeaza totalitatea functiilor si componentelor utilizate pentru a transite eficient energia de la sursa de energie la organul de lucru, utilizand in acest scop un agent hidraulic incompresibil. Sursa de energie este materializata printr-un motor termic sau electric ce actioneaza componenta primara a sistemului de actionare numita pompa sistemului care la randul ei vehiculeaza agent hidraulic spre componenta secundara a actionarii numita motor hidraulic sau turbina hidraulica. Motorul sau turbina sunt cuplate intotdeauna la organul de lucru al masinii actionate.

Sistemul contine de asemnea totalitatea componentelor de comanda, reglaj sau automatizare necesar reglarii parametrilor energetici interni ai sistemului.

Am ales pentru actionarea pe care o voi dimensiona in acest proiect sistemul    hidraulic deoarece are o serie de avantaje care au contribuit la dezvoltarea si perfectionarea masinilor si utilajelor:

- densitatea mare de putere a componentelor sistemelor. Prin densitate de putere se intelege raportul dintre puterea nominala a componenetei respectivei si masa respectivei componente;

- componenetele de actionare au gabarite mici si mase reduse;

- momentele de inertie sunt mici la organele in miscare de rotatie, la pompe si motoare, conduc la rezolvarea unor tipuri de demaraj si comanda de ordinul fractiunilor de secunda. Acest avantaj conduce la scurtarea tipurilor de functionare tranzitorie a sistemului;

- componentele sistemelor de actionare hidraulica dispun de posibilitati largi de automatizare si reglare, utilizand in acest scop comenzi electrice, electrohidraulice si sisteme de supraveghere electronica;

- sistemul de actionare hidraulica dispune de protectie la suprasarcina usor de realizat, simple, usor reglabile, sigure si foarte sensibile;

- sistemele hidraulice sunt comode a fi folosite pentru realizarea unei actionari la utilajele cu mai multe organe de lucru ce functioneaza simultan sau succesiv. Acest lucru este posibil datorita distribuitoarelor hidraulice;

- sistemele de actionare hidraulica in special sunt foarte elastice sub aspectul existentei posibilitatilor de reglare a paramaetrilor in limite largi;

- aceste sisteme de actionare permit rezolvarea functiilor economice folosind componente adecvate , ceea ce largeste domeniul si posibilitatile de actionare ale organului de lucru

- sistemele de actionare hidraulica ofera posibilitatea stocarii energiei componente specializate acestiu scop, cunoscute sub denumire de acumulatoare hidro-pneumatice.

CILINDRII DE FORTA

Se mai numesc si motoare hidraulice liniare si au rolul de a transforma energia dse presiune a uleiului in energie mecanica de translatie.

Debitul si presiunea fac sa se varieze viteza respectiv forta. Ei pot fi cu actionare simpla, dubla si telescopica.

La cei cu actine simpla si telescopica, presinea uleiului actioneaza numai pe o fata apistonului, revenirea facandu-se datorita greutatii agregatului pe care la ridicat sau a unui arc. La cei cu actionare dubla, forta dezvoltata de presinea respectiva este diferita in cele doua sensuri, datorita diferentei de sectiune.

Calitatea materialelor din care se executa cilindrii hidraulici este prevazuta in STAS. Cilindrii se executa din tubura de otel, fara cusatura, la care inainte de prelucrare se sudeaza flansele. Tijele pistoanelor se cromeaaza, iar la prelucrarea suprafetelor acestora se va realiza aceiasi rugozitate ca la cilindrii.

CONDUCTE FOLOSITE LA INSTALATII HIDRAULICE

Intr-o conducta in care uleiul stationeaza, presinea pe toata lungimea acesteia este aceiasi. Cand uleiul se deplaseza, apare o cadere de presine proportionala cu diametrul si lungimea conductei. Conductele se executa din otel pentru tevi. De obicei tevile nu trebuie indoite prin incalzire, deoarece aceasta duce la slabirea rezistentei lor, mai eles la presiuni mari.

Pana la asamblare, capetel conductelo vor fi obturate cu dopuri pentru a fi protejate de impuritati. Fixarea conductelor se va face cu elemente la o distanta care dispune de diametrul acestora.

TUBURI FLEXIBILE DIN CAUCIUC

Se utilizeaza pentru instalatii hidraulice, la masini si utilaje in medii de ulei hidraulic la temperaturi de 35C pana la 90 C. Tuburile flexibile se executa in general la lungimea de pana la 14.5 m sau la dimensiunile solicitate.

LICHIDE HIDRAULICE

Intr-un sistem de actionare hidraulica uleiul este agentul prin intermediul caruia se transmite energia. In afara de ecest rol principal el mai are inca doua roluri, si anume: de lubrifiere si de racire a elementlor care vin in contact. Uleiul hidraulic trebuie sa indeplineasca urmatoarele calitati:

- vascozitate corespunzatoare

- indic de vascozitate mare

- lubrifiere

- sa fie anticoroziv

- rezistent la formarea spumei

Controlul uleiurilor hidraulice e prevazut in STAS 11466/86. Prin examenul vizual se urmareste gradul de limpezire a uleiului. Daca nu s-a schimbat culoarea si mirosul, poate fi folosit in continuare. Atunci cand uleiul nu este limpede, pot aparea urmatoarele: existenta apei, emulsie de apa-ulei, caz in care apare culoarea galbena opaca, emulsie de ulei-apa, caz in care culoarea este albicioasa si dispune progresiv.

ETANSAREA ELEMENTELOR HIDRAULICE

Etansarea constituie una din problemele de baza ale actionarilor hidraulice. Principali factori care influenteaza calitatea etanseitati sunt:

- elasticitatea elementului de etansare ca factor principal

- calitatea materialului

- calitatea suprafetelor pieselor etensate

Deoarece frecarea mare a elementelor de etansare produce caldura, este recomandabil ca aceasta sa fie diminuata chiar in detrimetrul unor mici pierderi de ulei. Pentru ca acestea sa nu apara, tipul de element de etansare este diferit in functie de conditiile de lucru.

REZERVORUL DE ULEI

Are rolul de a stoca necesarul de ulei, completand pierderile provocate de diferite cauze si rolul de racire a uleiului, deoarece capacitatea lui de stocare trebuie sa fie de cel putin de trei ori mai mare decat debitul maxim al pompei. El creaza totdeauna posibilitatea eleiminarea unei parti din aerul dizolvat de ulei.Contructia rezervorului nu trebuie sa permita:

- producerea turbionarii uleiului in timpul functionarii instalatiei

- patrunderea impurilor, inclusiv a apei

- circulatia directa intre zonele de refulare si aspiratie

- aspiratia depunerilor de pe fundul rezervorului

Constructia rezervorului trebuie sa asigure :

- posibilitatea montarii unei pompe inversate in ulei

- separarea zonei de aspiratie de cea de retur

- o viteza mica de circulatie a uleiului pentru a permite si eliminarea impuritatilor

Rezervorul trebuie sa fie prevazut cu un indicator de nivel, robinet de reglare, dispozitiv de aerisire si filtrare de umplere.

II.CALCULUL DE DIMENSIONARE AL ACTIONARILOR CU CALANDRU HIDRAULIC.

DOMENII DE UTILIZARE

Actionarile cu calandru hidraulic se pot utiliza intr-o mare varietate de domenii. Aceste actionari apar ca dotari pe majoritatea utilajelor de constructii (buldozere, excavatoare, etc). Actionarile cu calandru hidraulic se pot folosi pentru punerea in miscare a organului de lucru (echipamente de buldozere, cupa scriperului) sau pentru sistemul de directie al diferitelor masini de constructii.

CALCULUL DE DIMENSIONARE

1. PREDIMENSIONAREA CILINDRULUI

ALEGEREA GRUPEI DE DIMENSIONARE