TRANSMISII HIDRAULICE SI TRANSMISII ELECTRICE-LASCATEU ALIN.doc

8/15/2019 TRANSMISII HIDRAULICE SI TRANSMISII ELECTRICE-LASCATEU ALIN.doc

1/26

TRANSMISII HIDRAULICE SI

TRANSMISII ELECTRICE

DISCIPLINA: MASINI HORTICOLE SI MECANIZARE

STUDENT: LĂSCĂTEU ALIN-MIHAI

AN: I

GRUPA: 2103


2/26

Principiul funcţionării unei pompe hidraulice

Pompa cu roată dinţată este o

maşină pentru transportul fluidelor precum şi pentru transmisia forţei motoarelor hidraulice.

Ea este o subcategorie a pompei volumetrice. O pompă cu roţi dinţate transportă uniform

(cu excepţia pulsaţiei condiţionate hidrostatic) mediul de pompat şi poate suporta presiuni

medii de până la !! bar. Presiunea se reglea"ă ca #n fiecare sistem hidraulic prin

transportul mediului #mpotriva unei sarcini. $acă sarcina creşte% atunci creşte şi presiunea.&i'loace de antrenare pentru convertori hidraulici de putere la utila'e de construcţii% tractoare

şi la arti"anat şi industrie% mai ales construcţia de vehicule.

1.1 Notiuni !n!"#$!

Elementele mobile (tije, arbori) ale aparatelor, dispozitivelor, masinilor de lucru si

instalatiilor trebuie antrenate pentru a efectua un lucru mecanic util. Aceasta antrenare se

realizeaza cu ajutorul unui system de actionare format dintr-o sursa de energie (musculara,termica, hidraulica, pneumatica, electrica, etc.), din mecanisme de transmitere si transformare a

energiei si din dispozitive de comanda. Sistemul de actionare poate fi privit, in mod sugestiv, ca

“musculatura structurii mecanice pe care o deserveste, fara de care miscarea acesteia nu ar fi

posibila.


3/26

!esi formeaza structuri bine definite, ce pot fi tratate independent, sistemele de actionare

sunt parti constitutive ale aparatelor, dispozitivelor sau masinilor de lucru pe care le deservesc.

Acest aspect trebuie avut in vedere la proiectare, intrucat numai asa se pot obtine constructii

mecanice compacte.

"n cele ce urmeaza, sistemele de actionarevor fi tratate independent de structura mecanica

pe care o deservesc. #n sistem de actionare este format dintr-un numar de “echipamente care

concura la realizarea de catre sistem a functiei de actionare impuse. Astfel, intalnim in structura

de actionare echipamente care genereaza energia specifica sistemului respective, echipamente

care regleaza si controleaza aceasta energie, echipamente care transforma aceasta energie in lucru

mecanic pe care il furnizeaza mecanismelor antrenate.

Asa cum s-a aratat deja, din punct de vedere energetic unui sistem de actionare SA (fig.

$.$) ii revine sarcina de a transmite si transforma energia de intrare Ei, primita de la o sursa

primara de energie S%, in lucru mecanic util Lu, pe care il furnizeaza mecanismelor antrenate

&A. "n functie de natura energiei folosite si a agentului de lucru, sistemele de actionare se pot

impartii in' mecanice, electrice, hidraulice, pneumatice si mite.

Sistemele de actionare mecanice folosesc ca energie de intrare energia potentiala sau pe

cea de deformatie. Ele cunt utilizate, cu precadere, pentru actionarea unor mecanisme de

orologerie sau a mecanismelor transportate din structura aparatelor inregistratoare.

Sistemele de actionare electice utilizeaza ca agent purtator de energie si informatie

curentul electric. Ele s-au impus intr-un numar mare de aplicatii industriale, in special in

procesele care implica prelucrarea rapida a unui volum mare de informatii. %rincipalele calitati

ale acestor sisteme sunt conferite de caracteristicile specifice componentelor microelectronice'

grad inalt de miniaturizare si modularizare, fiabilitate ridicata, viteza de raspuns mare, prt de

cost scazut.

Sistemele de actionare hidraulice utilizeaza ca mediu de lucru un lichidsub presiune. Ele

au aparut si s-au dezvoltat rapid, in special datorita necesitatii de a comanda si regla forte si

momente mari si foarte mari cu precizie ridicata* totodata, ele permit un control riguros al pozitiei


4/26

si vitezei sarcinii antrenate. +eglarea puterii hidraulice transmise ofera posibilitati de care nu se

poate beneficia in cazul utilizarii unor echipamente pur electrice sau mecanice.

Sistemele de actionare pneumatice folosesc ca agent purtator de energie si informatie un

gaz de presiune, de regula aerul comprimat. !aca la inceput utilizarea actionarii pneumatice a

fost eclusive legata de mediile de lucru cu pericol de eplozie sau incendiu, pe masura ce

echipamentele pneumatice s-au diversificat si perfectionat, preluand si functii de comanda si

control de la elementele electrice, acestea si-au etins considerabil aria de aplicatii.

Solutia optima de actionare din punct de vedere functional si economic pentru fiecare caz

in parte se stabileste printr-o analiza de sistem, pe baza unor criterii obiective care sa evidentieze

avantajele si dezavantajele pe aceste sisteme le prezinta pentru procesul analizat.

"n majoritatea cazurilor sistemele de actionare mentionate nu numai ca nu se ecludereciproc, ci din contra, se completeaza in mod armonios, conferind instalatiilor performante

superioare.

Sistemele de actionare hidraulice si pneumatice isi gasesc un camp larg de aplicabilitate in

domeniul masinilor unelte (de uz general, aggregate, linii automate, masini cu comanda

numerica etc). Aici eista o gama larga de posibilitati de automatizare a operatiilor auiliare,

pornind de la cele mai simple manevre pana la cele mai complee, effectuate de roboti

industriali. peratii auiliare ca'

• alimentarea cu piese si scule*

• comutarea unor mecanisme in scopul schimbarii unor caracteristici ale miscarii masinii

unealta*

• pozitionarea sau indearea unor subansambluri*

Ele influeneteaza de asemenea calitatea pieselor prelucrate atat prin precizia unor operatii

ca pozitionarea corecta sau controlul operational, cat si prin reducerea gradului de oboseala ce

influenteaza capacitatea de lucru a operatorului. "n consecinta, automatizarea operatiilor auiliare

prezinta o importanta deosebita, atat tehnico economica (cresterea productivitatii muncii si a

calitatii productiei), cat si sociale (prin reducerea efortului fizic, si deci a oboselii muncitorului).


5/26

Se intalnesc sisteme hidraulice si pneumatice de actionare si automatizare la' masinile de

brosat, de gaurit, de alezaj si frezat, rabotat, la strunguri semiautomate si automate, la masini de

rectificat, de danturat.

olosirea masinilor unelte agregat si a liniilor automate in locul masinilor unelte

universale duce la cresterea productivitatii in productia de serie. &ajoritatea masinilor unelte

agregat si liniilor automate fabricate in present folosesc actionarea hidraulica pentru realizarea

pozitionarii si strangerii semifabricatului, transportarii si orintarii lui, precum si pentru deplasarea

diferitelor subansambluri. /irca 012 dintre masinile unelte agregat, care lucreaza de sine

statator sau fac parte din linii automate, au capete de forta cu actionare hidraulica pentru

realizarea avansurilor si deplasarilor rapide.

/resterea compleitatii instalatiilor tehnologice care se cer automatizate pe de o parte, si

ridicarea cerintelor de eficienta si productivitate la cote tot mai inalte pe de alta parte, impugn

sistemelor de actionare si implicit echipamentelor hidraulice si pneumatice de automatizare ce

intra in componenta acestor sistem de actionare noi cerinte, si anume'

3 cresterea fiabilitatii si preciziei functionale*

3 imbunatatirea performatelor statice si dinamice*

3 scaderea consumurilor de energie si de materiale*

3 miniaturizarea si modularizarea echipamentelor sistemului*

3 simplificarea operatiilor de montare*3 tipizarea si perfectionarea interfetelor si panourilor operator.

Fiabilitatea reprezinta un indicator calitativ de baza. Eperienta arata ca “elementul slab

al unui sistem de actionare hidraulic sau pneumatic il constituie mediul de lucru. !e eemplu, in

cazul sistemelor de actionare hidraulice, peste 412 defectiunile ce apar sunt o consecinta directa

a transformarilor care apar in uleiul de lucru. %resiunea, viteza de curgere si temperature

contribuie in mod hotarator la imbatranirea lichidului de lucru. 5a randul sau, aceasta imbatranire

accentueaza fenomenul de uzura a elementelor componente ale sistemului hidraulic.

Cresterea preciiei !unctionale presupune preocupari in acest sens inca din faza de

proiectare a sistemului de actionare respectiv. %entru aceasta se impune folosirea facilitatilor

oferite de proiectarea asistata de calculator. 6otodata, in structura sistemului de actionare trebuie

folosite echipamente hidraulice si pneumatice cu performante statice si dinamice corespunzatoare

functiilor pe care trebuie sa le realizeze sistemul respective.


6/26

Scaderea pretului de cost al unui sistem de actionare se poate realize actionandu-se in

mai multe directii, si anume'

- prin utilizarea in structura sistemului de actionare de fiecare data, cand este posibil,

a unor echipamente hidraulice si pneumatice de automatizare tipizate*

- prin utilizarea unor tehnologii adecvate de eecutie si montaj* trebuie subliniat

faptul ca aceste tehnologii nu sunt la indemana oricui*

- prin utilizarea unor materiale noi, mai ieftine, usoare cu proprietati mecanice

superioare, usor prelucrabile, accesibile.

%e plan mondial se remarca intense preocupari pentru obtinerea unor sisteme de actionare

cu un consum energetic cat mai scazut . !at fiind faptul ce in hidraulica se vehiculeaza puteri

foarte mari, aici aceasta problema capata o importanta deosebita.

!e cele mai multe ori sistemele de actionare hidraulice au o comportare mediocra din

punct de vedere energetic, datorata in primul rand incalzirii rapide a fluidului si functionarii

sistemului la temperaturi inalte. Asa cum s-a aratat deja, cresterea temperaturii de functionare

peste limita admisibila sta la originea functionarii defectuoase a numeroase sisteme hidraulice.

!esi analizate separat echipamentele hidraulice prezinta caracteristici ecelente,

performantele sistemului de actionare sunt de cele mai multe ori slabe, deoarece'

▪ in timpul functionarii sarcinile antrenate de motoarele hidraulice sunt variabile si

anumite componente ale sistemului in special pompele si motoarele trebuie deseori sa lucreze

in conditii defavorabile, indepartate de cele care corespund zonei de randament optimal*

▪ de multe ori eista un dezechilibru functional intre diferitele ramuri ale circuitului,

situatie in care este necesara eistenta in sistem a unor aparate care au rolul de a adapta nivelul

energetic pe ramura pe care sunt montate, in concordanla cu nevoile acesteia* aceste aparate sunt

adevarate 7devoratoare7 de energie.

Solutia pentru prima problema consta in alegerea si dimensionarea corecta a

componentelor circuitului, tinand cont de ciclul de functionare. Ea se bazeaza mai ales pe

cunostintele, judecata si eperienta celui ce proiecteaza sistemul de actionare.


7/26


8/26

"n aceasta structura se identifica la nivelul sistemului de actionare SA doua subsisteme

componente'

● subsistemul de putere, subsistem la nivelul caruia se transmite un flu energeticimportant* in majoritatea cazurilor acest subsistem are in componenta sa urmatoarele

echipamente.

- generatorul de energie, care transforma energia de intrare, furnizata de sursa de

energie primara SEP , in energia hidraulica in cazul sistemelor hidraulice de actionare si

respectiv in energie pneumatica in cazul sistemelor pneumatice de actionare*

- elementele de reglare si control al energiei ERC , care modifica cei doi parametri de

la intrare ce caracterizeaza fluul energetic, presiunea p si debitul q, in concordanta cu

nevoile mecanismului actionat de catre sistem, respectiv la valorile qm si pm*

- motorul, care transforma energia specifica sistemului in lucru mecanic util.

luul energetic este caracterizat prin perechi de marimi variabile, care descriu in orice

moment starea agentului de lucru (presiune, debit) si a organelor mobile ale pompei si motorului

(moment, viteza unghiulara sau forta, viteza liniara). Aceste marimi pot fi grupate in'

- marimi directe cele care descriu starea de miscare a fluidului (9, 9m) sau starea de

miscare a organelor mobile*

- marimi indirecte cele care descriu starea de incarcare a fluidului (p, pm)

sau a organelor mobile*


9/26

● subsistemul de comanda, subsistem caracterizat printr-un flu informational* acest

subsistem grupeaza elementele ce realizeaza captarea, transformarea si prelucrarea informatiilor

directe* semnalele de intrare in acest subsistem pot proveni'

- de la subsistemul de putere (informatii despre cei doi parametri ai fluului

energetic din amonte (p sif 9) respectiv din aval (pm si 9m) de echipamentele de reglare si

control)*

- de la mecanismul actionat (ca semnale de reactie)*

- din eteriorul sistemului, de la un pupitru de comanda, de la un dispozitiv de

programare etc.

Semnalele informationale cu care lucreaza acest subsistem pot fi electrice, pneumatice sau

hidraulice. Sistemul se numeste omogen din punct de vedere energetic daca in cele douasubsisteme ale sale se foloseste acelasi tip de energie.

1.3 C#"#%t!"i&ti%i$! !%)i*#'!nt!$o" )i("#u$i%! &i *n!u'#ti%! (! #uto'#ti+#"!

Echipamentele hidraulice si pneumatice de automatizare prezinta o serie de caracteristici

comune care le diferentiaza de celelalte tipuri de echipamente de automatizare. "n acelasi timp,

datorita proprietatilor diferite ale mediului de lucru hidraulic in comparatie cu mediul pneumatic,

cele doua tipuri de echipamente se diferentiaza, la randul lor, printr-o serie de particularitati

constructive si functionale.

● Caracteristicile economice

- in raport cu echipamentele mecanice, electrice, termice ele au cei mai buni indicatori

specifici economici (greutate:unitate de energie, volum:unitate de energie, pret:unitate de

energie)*

- preturile de cost ale acestor echipamente sunt de valori medii, chiar ridicate (fabricarea

lor presupune utilizarea unor tehnologii de eecutie si montaj pretentioase, iar materialele

folosite nu sunt numai materiale obisnuite).

● Caracteristicile tehnice

- au o comportare dinamica superioara*

- realizeaza cu usurinta componentele de forta, moment, precum si diferitele regimuri demiscare*


10/26

- uzura redusa in timp, durabilitate si siguranta in eploatare*

- intretinerea usoara*

- simplitate constructiva, robustete si comoditate in eploatare.

● Caracteristicile constructi"e

- posibilitatea tipizarii, miniaturizarii si modularizarii acestor echipamente*

- posibilitatea utilizarii in constructia acestor echipamente a unor elemente tipizate,normalizate sau standardizate (elemente de asamblare, garniture etc.)*

- posibilitatea realizarii lor sub forma de familii de echipamente de acelasi tip*

- posibilitatea realizarii unor constructii modulare.

1., A#nt#!$! &i (!+##nt#!$! &i&t!'!$o" (! #%tion#"! )i("#u$i%! &i *n!u'#ti%!

!intre avantajele cele mai importante ale sistemelor de actionare hidraulice si

pneumatice, care le fac sa fie practic de neinlocuit in multe aplicatii, se mentioneaza, pe scurt,

urmatoarele'

; %osibilitatea realizarii unor forte si momente de valori mari si foarte mari.

Asa cum se observa din relatiile'

< p 3 S$

& < b= 3 p 3 S$

fortele si momentele dezvoltate pot fi controlate prin intermediul presiunii p. /elelalte marimi

care intervin in aceste relatii (suprafata incarcata cu presiune S i si bratul fortei b=) sunt marimi

constructive, deci constante in timpul functionarii. %entru echipamentele fabricate in tara valoarea

maima a presiunii este de >81 bar pentru cele hidraulice si $1$8 bar pentru cele pneumatice.

Spre eemplificare, forta maima dezvoltata de un cilindru ce are diametrul

!c < 01 mm are valoarea' ma < (? 3 !c8 3 pma) : @ < ,841 BdaCD in hidraulica si

< 8>0,0 BdaCD in pneumatica.

iteza de deplasare se regleaza prin modificarea sectiunilor de curgere pe circuitul deadmisie sau evacuare din motor, respectiv prin modificarea debitului. %entru controlul debitului

se folosesc drosele, distribuitoare, regulatoare de debit, echipamente cu o constructie relativ

simpla. Se poate realiza un reglaj discret sau un reglaj continuu, cand se folosesc echiparnente

proportionale. ariatia continua a vitezei se poate realiza intr-un domeniu foarte larg.


11/26

%osibilitatea supraincarcarii pana la oprirea completa fara pericol de avarii. "n sistemele de

automatizare hidraulice si pneumatice eista elemente speciale (supape de siguranta,

acumulatoare etc.) care au rolul de a proteja sistemul atunci cand apar suprasarcini accidentale. "n

acest mod restul elementelor sistemului nu sunt solicitate peste limitele admise.

%osibilitatea functionarii in orice conditi de mediu. !eoarece in majoritatea cazurilor aceste

echipamente de automatizare sunt etansate fata de eterior pentru a impiedica scurgerile de fluid,

rezulta ca ele pot lucra in orice conditii de mediu' cu pericol de eplozie sau incendiu, cu grad

inalt de umiditate etc.

%e langa aceste avantaje importante, echipamentele hidro-pneumatice de actionare

prezinta si o serie de dezavantaje'

♦ ariatia vitezei (turatiei) cu sarcina din cauza fenomenului de compresiune si a pierderilor volumice. Acest dezavantaj caracterizeaza mai ales sistemele pneumatice, motiv

pentru care acestea nu pot fi utilizate pentru controlul precis al vitezei sau pozitiei*

♦ Eistenta in sistemul de automatizare a unor pierderi de energie. "n urma conversiei

acestor pierderi in energie termica preluata de catre fluid, temperatura acestuia creste. /resterea

temperaturii determina cresterea jocurilor functionale prin echipamentele sistemului si totodata

scaderea vascozitatii fluidului. cu consecinte nefavorabile asupra performantelor sistemului.

Acest fenomen este mai sesizabil in cazul sistemelor hidraulice. Aici, printr-o dimensionare

corecta, a rezervorului, a conductelor de legatura, sau prin folosirea unor echipamente speciale

(numite schimbatoare de caldura), temperatura fluidului poate fi mentinuta in limite normale.

%ierderile de energie limiteaza viteza de curgere prin conductele de alimentare, precum si distanta

dintre sursa de energie si locul aplicatiei.

E%)i*#'!nt! )i("#u$i%! *!nt"u %ont"o$u$ *"!&iunii

2.1 Ro$ /un%tion#$

%resiunea reprezinta cel de-al doilea parametru fundamental alaturi de debit, carecaracterizeaza si determina functionarea oricarui sistem de actionare hidraulic. +eglarea

presiunii, precum si alte functii cum sunt' protejarea sistemului, mentinerea constanta a presiunii

intr-un volum de lucru, reducerea presiunii, cuplarea si decuplarea circuitelor hidraulice atunci

cand presiunile de comanda ating valorile prereglate si altele sunt realizate de echipamentele de

reglare a presiunii, numite, mai pe scurt “ supape. "n concluzie, supapele de presiune au rolul de


12/26

a influenta presiunea intr-un sistem sau circuit hidraulic, rol pe care-l realizeaza, printr-un reglaj

automat al unor rezistente hidraulice.

"n general, toate supapele de presiune sunt echipamente cu doua cai si doua pozitii, care

pot fi'

- normal inchise, cand in pozitie de repaus (neanclansata) legatura dintre orificiul de

intrare P si orificiul de iesire Aeste intrerupta*

- normal deschise, cand in pozitie de repaus eista o legatura intre orificiul de

intrare P si orificiul de iesire A.

6oate sistemele hidraulice sunt prevazute cu una sau mai multe supape de presiune. #nele

dintre acestea fiind mari consumatoare de energie trebuie utilizate cu discernamant* altele, din

contra, pot conduce "a obtinerea unei economii de energie apreciabila daca ele sunt utilizate incunostinta de cauza. Este deci foarte important de a cunoaste foarte bine caracteristicile si de a

identifica avantajele si dezavantajele acestor echipamente.

2.2 Con&t"u%ti# &i /un%tion#"!# un!i &u*#*! %u #%tion#"! (i"!%t#

"n continuare se vor face referiri la o supapa ce are rolul functional de a limita presiunea

inr-un sistem hidraulic de actionare (de a proteja componentele mecanice si hidraulice atunci

cand in timpul functionirii apar suprasarcini periculoase). Aceasta supapa, numita si supapa de

siguranta, este normal inchisa si are intotdeauna orificiul de iesire A conectat la rezervorulsistemului din figura 8.$ este prezentata constructia unei asemenea supape cu sertar, cu actionare

directa. "n permanenta asupra sertarului $ aclioneaza doua forte' pe suprafata de jos a sertarului

forta datorata presiunii fluidului de intrare, iar pe suprafata de sus torta resortului 8. orta de

pretensionare a resortului 8 poate fi modificata printr-un reglaj manual prin intermediul surubului

de reglare @ si a pistonuiui de etansare >. Sertarul este mentinut in contact cu distantierul F si

supapa ramane inchisa atata timp cat forta de presiune este mai mica decat forta arcului. Sertarul

se ridica si supapa se deschide atunci cand forta de presiune este superioara fortei resortului. Senumeste presiune de reglaj valoarea medie a presiunii la care supapa se deschide si se inchide.

"n camera arcului, prin jocul functional dintre supapa si corp, in timp, se acumuleaza ulei* cum

uleiul este incompresibil, daca nu se iau masuri de evacuare a lui, sertarul se va bloca si in

consecinta supapa nu-si va mai putea realiza rolul functional. Apare astfel necesitatea realizarii

unui circuit de legatura intre aceasta camera si rezervor prin care eventualele pierderi de ulei sunt


13/26

evacuate. Acest circuit se numeste “circuit de drenaj. ln cazul supapei de siguranta luata in

discutie, cum orificiul de iesire al supapei este conectat la rezervor, se poate realiza un circuit de

drenaj intern (in corp se prelucreaza canalul 7o27 care pune in legatura camera arcului cu orificiul

de iesire, iar orificiul 7t 7 este obturat).

&odelul de supapa prezentat in figura8.$a se caracterizeaza prin simplitate

constructiva, dar din pacate nu poate fi

folosit decat pentru controlul unor

presiuni joase, de pana la 80> BbarD.

%entru valori mai mari ale presiunii,

fortele de presiune devin greu de

echilibrat de catre un arc de dimensiuni

rezonabile. solulie care nu complica

prea mult constructia consta in

utilizarea unui plunjer intermediar l0

figura 8.$b pe suprafata caruia, mai

mica decat cea a sertarului, se instaleaza


14/26

acum presiunea de intrare* in acest fel se

pot controla presiuni de pana la $11$1

BbarD utilizand acelasi element elastic

si acelasi surub de reglare ca si in cazul

precedent.

#n alt model constructiv

foarte raspandit de supapa cu actionare directa este cel din figura

8.8 la care locul sertarului este preluat de pistonul cilindrului cu

capul tronconic 1. 5a acest model, in pozitia neanclansata,

etansarea celor doua orificii ale supapei este mai buna (nu eista

pierderi de ulei)* in plus, pentru ca in acest caz elementul mobil

este mai usor, se obtine o deschidere mai rapida a supapei, deci

timpi de raspuns mai buni. Aceasta constructie este

asemanatoarecu cea a unei supape de sens, diferenta consta in

acea ca aici resortul este mai rigid si ca forta sa si ca forta sa de

pretensionare poate fi modificata printr-un reglaj manual, cu

ajutorulsurubului de reglare 4 si al pistonului .

Simbolul din figura 8.$c reprezinta foarte sugestiv acest echipament, dupa cum urmeaza'

- corpul supapei se reprezinta printr-un patrat la care se ataseaza pe doua dintre

fetele laterale opuse orificiile principale de intrare iesire*


15/26

- organul mobil, aici un sertar care se deplaseaza sub efectul celor doua forte

antagoniste* forta dezvoltata de presiunea de intrare si forta arcului se reprezinta

printr-o sageata* prin deplasarea sa se stabileste comunicarea intre orificiile

echipamentului, de intrare P si de iesire A*

- arcul de compresiune reglabit se amplaseaza pe o latura libera a patratului, astfel

incat sa mentina organul mobil (sageata) pe pozitia normala*

- circuitul de comanda se reprezinta cu linie subtire si se conecteaza pe opusa arcului

cu un capat, iar cu celalalt la intrarea sau iegirea echipamentului (pentru comanda

interna) sau in alt punct al schemei (pentru comanda eterna)*

- drenajul acestui echipament se poate reprezenta printr-o linie punctata sau poate

lipsi de pe simbol.2.3 Con&t"u%ti# &i /un%tion#"!# un!i &u*#*! *i$ot#t!

Atunci cand debitele si presiunile de lucru sunt mari, supapele de presiune cu actiune

directa devin voluminoase si incomode. #n alt inconvenient al acestor constructii este acela ca in

timpul functionarii vibreaza, fapt ce determina deteriorarea rapida a lor. Supapele cu actiune

pilotata permit remedierea acestor inconveniente. "n plus, unei asemene supape i se poate asocia

o telecomanda, ceea ce ii confera o superioritate neta in raport cu supapa actionata direct. /u

toate acestea o supapa pilotata are un timp de raspuns mai mare decat cel al supapei actionatedirect si este mai sensibila la conditiile de poluare a fluidului.

6oate supapele pilotate functioneaza, dupa acelasi principiu, ilustrat in figura 8.>. Aceasta

supapa este compusa din doua parti' pilotul si sertarul principal.

%ilotul este in fapt o supapa de limitare a presiunii reglabile cu actiune de mici

dimensiuni. orta resortului 0 plasat in spatele conului @ este cea care determina valoarea

presiunii de deschidere a supapei. %resiunea fluidului din amonte de supapa se eercita pe cele

doua suprafete frontale ale sertarului cilindric $, precum si pe conul pilotului @. "n stare statica,atunci cand nu eista curgere de fluid prin pilot, presiunea eistenta in camera inferioara / i este

aceeasi cu presiunea din camera superioard /s, (aceasta camera este camera de decompresie).

%entm ca cele doua suprafete ale sertarului sunt cele doua forte hidraulice se anuleaza* forta

resortului 8 este cea care mentine in acest caz sertarul in contact cu piesa de sprijin F, asigurand

astfel blocarea legaturii dintre cele doua orificii ale supapei (supapa este inchisa).


16/26

/and valoarea presiunii fluidului din amonte de supapa atinge pe cea a presiunii de

deschidere a pilotului, apare o scurgere de fluid catre rezervor. !in cauza prezentei rezistentei

hidraulice $$ pe circuitul de alimentare a pilotului presiunea in camera de decompresie scade*

aceasta conduce la aparitia unui dezechilibru al fortelor care actioneaza asupra sertarului

principal, ceea ce antreneaza deplasarea lui in sus, deplasare in urma careia se stabileste legatura

intre orificiul de intrare % si cel de iesire A. Supapa ramane deschisa atata timp cat presiunea

fluidului este suficient de mare pentru a mentine o curgere prin etajul pilotului.

/and presiunea fluidului scade si atinge o valoare inferioara celei necesare deschiderii

pilotului, conul @ sub actiunea resortului sau se reaseaza pe scaun, blocand curgerea fluidului*

cele doua forte de presiune care actioneaza asupra sertalului se anuleaza din nou, iar sertarul

principal inchide legatura dintre orificiile supapei.

2., P"in%i*iu$ t!$!%o'#n(#"ii un!i &u*#*! (! *"!&iun!

Atunci cand orificiul al supapei este racordat la orificiul % al unui distribuitor cu doua

orificii si doua pozitii (fig. 8.@) se poate comanda cand se doreste deschiderea supapei.

unctionarea acestui ansamblu este urmatoarea'

G cand distribuitorul este in pozilia (1) presiunea care se instaleaza in camera de

decompresie a supapei este foarte mica (apropiata de presiunea rezervorului)* in consecinta,

sertarul principal poate sa se deplaseze in sus sub influenta unei forte slabe de presiune, asigurand

deschiderea supapei*

G cand distribuitoruleste in pozitia preferentiala, (0) supapa functioneaza normal, si deschiderea sa este comandata de

etajul pilotului.Se utilizeaza frecvent asocierea unei supape de limitare a presiunii cu un distribuitor

pentru a realiza deconectarea pompei sistemului pe timpul montajului sursei motrice sau petimpul perioadelor de inactivitate (in scopul evitarii risipei de energie).

%entru reglarea presinii de deschidere a supapei la diverse valori se poate folosi montajuldin figura 8.@b, unde in locul distribuitorului 8:8 se foloseste un distribuitor cu patru orificii sitrei pozitii. unctionarea acestei structuri este urmatoarea'


17/26

G cand distribuitorul este in pozitia preferentiala (1), deoarece camera de decompresie asupapei este pusa in legatura cu rezervorul, supapa principala se va deschide sub actiunea uneiforte mici de presiune (ca si in cazul anterior cand distribuitorul era in pozitia comandata)*

G cand distribuitorul este in pozitia comandata (8) presiunea de deschidere a supapei pilotate este fiata prin limitatorul de presiune cu actiune directa, cu conditia ca p r8 sa fie

inferioara lui pr$*G cand distribuitorul este in pozitia comandata ($) supapa functioneaza normal si

deschiderea sa este comandata de etajul pilotului* la fel de bine presiunea de deschidere a supapeiar putea fi reglata printr-un alt limitator de presiune racordat la orificiul A al distribuitorului.

2. Ti*u"i /un%tion#$! (! &u*#*! (! *"!&iun!

%ana in acest moment au fost studiate constructia si functionarea celor mai utilizate

supape de presiune. S-a aratat de asemenea ca toate supapele de presiune au doua orificii, sunt fie

normal inchise fie normal deschise, si pot fi cu actionare directa sau pilotata.

Supapele de presiune se pot grupa in doua categorii, dupa cum ele regleaza nivelul de

presiune intr-o ramura a unui circurt (limitatoare de presiune, reductoare de presiune) sau dupa

cum ele declanseaza o actiune plecand de la o valoare predeterminata a presiunii (supape de

succesiune, de decuplare, de echilibrare, de franare).

a) Li'it#to#"! (! *"!&iun!

Aceste supape sunt cunoscute si sub denumirea de supape de siguranta. Este cunoscut

faptul ca presiunea de lucru a unui sistem de actionare este limitata la o valoare maima care se

stabileste corelat cu sarcinile antrenate de motoarele sistemului. Eistenta unor presiuni inalte

datorate unor suprasarcini risca sa deterioreze sistemul si chiar sa-l distruga in punctul sau cel

mai vulnerabil. Se poate evita acest risc prin introducerea in sistem a unei supape de siguranta

(tabelul $).

supapd de siguranta este o supapa normal inchisa, montata in derivatie in raport cu ramura

principala a circuituiui, si a carei iesire este racordata intotdeauna la rezervor.

b) Su*#*! (! &u%%!&iun!

Eista apiicatii in care doua sau mai multe motoare hidraulice (adesea cilindri) trebuie sa

functioneze dupa o secventa prestabilita.

Aceasta functionare secventiala se poate obtine cu ajutorul unor distribuitoare clasice

7totul sau nimic7. %roblema poate fi rezolvata si prin dimensionarea judicioasa a diametrului

fiecarui cilindru astfel incat cel care cere cea mai mica presiune sa functioneze primul, dupa care,


18/26

la sfarsitul cursei tijei sale, datorita cresterii presiunii sa se deplaseze ansamblul mobil al celui de-

al doilea. solutie mult mai comoda este cea care presupune folosirea unor supape de

succesiune.

supapa de succesiune este o supapa normal inchisa, montata pe conducta de admisie a

unui motor (tabelul $). Ea ramane inchisa pana cand presiunea care eista in amonte de supapa

atinge valoarea prestabilita prin reglajul arcului sau. "n acest moment supapa se deschide si

fluidul este dirijat catre receptor. unctionarea unei asemenea supape (cu actiune directa, sau

pilotata) este identica cu cea a supapei de siguranta. Singura diferenta in ceea ce priveste

constructia celor doua tipuri de supape, consta in faptul ca drenarea camerei in care se afla montat

arcul de reglaj al presiunii de deschidere este eterna la supapa de succesiune, in timp ce la

supapa de siguranta este interna. Aceasta, diferenta se datoreaza faptului ca in aval de supapa de

succesiune fluidul este sub presiune. "ntr-adevar, daca drenajul ar fi intern, fluidul sub presiune de

la iesirea supapei (unde de regula, presiunea este mai mare decat presiunea de la rezervor) ar

ajunge in camera arcului de reglaj, ceea ce ar putea impiedica eventual deschiderea acesteia.

Adesea se monteaza in paralel cu aceasta supapa o supapa de sens unic care asigura curgerea

libera a fluidului in sens invers.

/a si supapa de siguranta pilotata si supapa de succesiune pilotata se preteaza foarte bine

la telecomanda.

6otusi utilizarea acestor supape in sistemele de actionare trebuie facute cu discernamant,

din cauza pierderilor energetice pe care le antreneaza.

c) Su*#*! (! (!%on!%t#"!

Cu de putine ori in timpul unui ciclu de lucru al unui sistem de actionare hidraulic fluidul

furnizat de pompa nu este utilizat de sistem. "n aceste momente fluidul este dirijat catre rezervor

prin supapa de siguranta a sistemului, aceasta constituind o mare pierdere de energie. ln asemenea

situatii se poate recurge la o supapa de deconectare care permite dirijarea fluidului catre rezervor

fara pierderi importante de energie.

supapa de deconectare este o supapa normal inchisa, montata in derivatie in raport cu

ramura principala a circuitului in locul unui limitator de presiune. !iferenta intre aceasta supapa

si o supapa de siguranta rezulta din faptul ca pilotajul sertarului principal aici este etern si nu


19/26

intern ca la supapa de siguranta (tabelul $). Se recurge frecvent la aceste supape in sistemele

prevazute cu acumulatoare.

d) Su*#*! (! !%)i$i"#"!

Aceste supape sunt normal inchise si se monteaza pe conductele de evacuare alemotoarelor ($ d).

"n general ele au rolul de a imobiliza sarcina sustinuta de un cilindru (fara a asigura insa

oprirea absoluta, consecinta a pierderilor de debit eistente) si mai ales, de a limita viteza in

timpul coborarii, asigurand astfel si evitarea aparitiei fenomenului de cavitatie la nivelul

cilindrului* acest lucru este posibil daca se asigura corespondenta intre debitul furnizat de pompa

si cel necesar la nivelul receptorului.

supapa de echilibrare este intr-un anumit fel o supapa de limitare a presiunii montata peconducta de refulare si care are conectata in paralel o supapa de sens unic ce permite inversarea

miscarii. /a si limitatorul de presiune aceasta supapa are drenajul intern, motiv pentru care

iesirea supapei trebuie racordata direct la rezervor.

aloarea presiunii de deschidere a supapei trebuie sa fie cu >12 mai mare decat cea

dezvoltata, de sarcina. /oborarea are loc atunci cand pompa lucreaza, iar prin distribuitor se

asigura alimentarea camerei superioare a motorului si golirea celei inferioare. "n ceea ce priveste

presiunea la care este supusa pompa, ea este egala cu diferenfa dintre presiunea de deschidere asupapei si presiunea dezvoltata de sarcina, multiplicata cu raportul A c:At (unde Ac reprezinta aria

pistonului si At aria tijei)* in general aceasta presiune este o presiune de valoare mica.

Se recomanda utilizarea unei supape de echilibrare cu un distribuitor care in pozitia

centrala pune orificiile in legatura cu rezervorul* in acest mod se evita in pozitia de repaus

influentele presiunilor parazite determinate de pierderile de debit asupra pozitiei de echilibru a

sarcinii.

e) R!(u%to#"! (! *"!&iun!


20/26

Aceste echipamente fac parte din familia supapelor

normal deschise. Ele au rolul functional de a reduce presiunea pe ramura in care sunt montate in

raport cu o alta ramura a circuitului. +eductorul de presiune se monteaza, pe conducta de admisie

a motorului si el reactioneaza la presiunea din aval. solutie constructiva a unui asemenea

echipament, aclionat direct, este prezentata in fisura 8.0.

+eductorul de presiune mentine presiunea din aval la o

anumita valoare determinata prin reglajul resortului sau* la nivelul

echiparnentului se reduce energia fluidului care-l traverseaza, din acest

punct de vedere fiind un mare consumator de energie. "ata de ce nu

trebuie folosite aceste supape decat in sistemele de mica putere.

dimensionare corecta a motoarelor in scopul de a echilibra cat mai

bine posibil presiunile este mult mai indicata decat utilizarea in mod abuziv a acestor supape.2. Su*#*! (! &!n& uni%

Sunt de doua feluri si anume' nedeblocabile si deblocabile.

a) Supapele de sens unic nedeblocabile

Acestea permit trecerea curentului de fluid numai intr-un sens. Se mai numesc si supapede retinere. Ele pot fi cu bila, ca in fig. 8. a,b sau cu con ca in fig. 8.c.

Aceste supape pot fi cu arc sau fara arc. orta arcului este foarte mica si are numai rolulde a ajuta la asezarea pe scaun a bilei sau conului, in cazul in care ea lucreaza orizontal, sau pe unutilaj care se misca. "n cazul supapei care lucreaza vertical pe masini stationare arcul nu estenecesar. Supapele de retinere se eecuta in marimile 1, 14, $1 pentru montaj pe placa, traseu, precum si imersate in rezervor. Ele se pot monta si in interiorul sertarelor unor distribuitoare.

!efectiunea principala consta in blocarea pe pozitie deschisa, datorita impuritatilor dinulei, in care caz se va spala pana se va debloca, precum si in deteriorarea scaunului, in fiecare caznu se mai asigura etanseitatea. +emedierea se face prin rectificarea scaunului, a conului, sauinlocuirea bilei.


21/26

b) Supapele de sens deblocabile

Ele permit trecerea curentului de fluid si in sens invers, atunci cand supapele propriu zise

sunt comandate din eterior (fig. 8.F)

Scurgerea curentului de fluid de la A "a H se

realizeaza, prin deschiderea supapei de sens unic $. "n cazul in care uleiul va trebui sa circule de

la H la A, un circuit de comanda, dirijeaza uleiul prin orificiul % in spatele pistonului de comanda

@, care se deplaseaza, inainte odata cu tija >, care va impinge la inceput supapa de sens unic 8,inglobata, in supapa $. Aceasta creeaza, posibilitatea scurgerii unui debit mic de ulei din H spre A

pe langa supapa 8, in scopul efectuarii unei miscari line, pentru inceput, a mecanismului pe care-"

actioneaza. /ontinuarea deplasarii pistonului de comanda, face ca talerul tijei > sa deschida si

supapa de sens unic $, permitand unui debit mare de fluid sa circule din H spre A, marindu-se

viteza de lucru a mecanismului comandat. !eblocarea, supapei se realizeaza de catre presiunea de

ulei obtinuta priu ramificarea circuitului de lucru, asa cum se vede in fig. 8.4.

Aceasta supapa se mai numeste si zavor hidraulic si

constituie un element care protejeaza mecanismele

actionate hidraulic impotriva producerii unor grave

accidente tehnice, ce pot fi provocate prin spargerea unor

furtune sau conducte si pierderea uleiului hidraulic.

Ele se monteaza direct pe motoarele hidraulice, eliminand legatura prin fortune dintre

supape si motor si deci unele surse de producere a accidentelor, provocate de spargerea

furtunelor. Eemple de locuri unde se monteaza asemenea supape' la macarale, la ridicarea

bratului, coborarea sarcinii, pe fiecare cala, precum si la telescoparea bratului* la calele de la

ecavatoare, la pompele de beton si in general la calele hidraulice.

"n cazul in care motorul termic, respectiv pompele hidraulice nu mai pot functiona, unele

utilaje sunt prevazute cu posibilitatea deblocarii mecanice a acestor supape (macarale).


22/26

2. Uti$i+#"!

Asemenea supape, se afla montate la autoecavatoarele, autoincarcatoare, foarfece

ghilotina si altele. !eoarece orificiul din supapa trebuie sa aiba diametrul mai mic de $ mm, unii

producatori au realizat un orificiu mai mare dupa care au obturat partial sectiunea cu o bucata de

sarma din otel, ale carei capete au fost indoite. Aceasta, pe langa usurarea realizarii orificiului, are

avantajul unei desfundari mai lesnicioase a acestuia prin rotirea bucatii de sarma din interior.

!efectiunile frecvente sunt' a obturarea cu impuritati a duzelor in care caz supapa

trebuie demontata si spalata* b blocarea cu impuritati a supapei principale* c neetansarea pe

scaune a supapei principale sau a supapei pilot, remedierea constand in rectificarea acestora.

Supapa de suprapresiune de la e#ca"atoare (fig. 8.I) are rolul de a limita presiunea la

intrarea in blocurile distribuitoare, fiind montata cate una din pe fiecare dintre acestea. Estecompusa din corpul inferior $, corpul superior 8, supapa principala >, supapa pilot @, rondela 0,

surub de reglare , tija portanta F, resortul 4, resortul I, garniture $1, inele de etansare $$, $8, si

$>. rificiile $, dispuse radial, sunt in legatura cu presiunea uleiului care apasa supapa principal

ape fata inferioara active s$. %e de alta parte, prin orificiul 8 care are diametrul de 1,4 mm, uleiul

sub presiune patrunde in camera a, apasand pe fata pasiva s 8 a sertarului principal, mentinandu-l

astfel pe scaun. "n acest timp, o parte din ulei patrunde prin orificiul > din rondela 0 la supapa

pilot @. Aceasta, este mentinuta pe scaun de catre surubul de reglare cu resortul I. "n momentul

aparitiei unei suprapresiuni care duce la depasirea fortei de apasare a arcului I, supapa pilot se

ridica, de pe scaun permitand inelului sa treaca pe langa aceasta si sa curga spre rezervor prin

orificiile @, care coincid cu canapelele de retur din distribuitor. "n acest moment se creeza o

diferenta de presiune intre suprafata activa s$ si cea pasiva s8. Aceasta face ca supapa principala >

sa se ridice de pe scaun si sa permita, descarcarea debitului ecedentar de la % la 6. "n acelasi

timp, uleiul din camera de amortizare b este refulat la rezervorul 6 prin orificiul de droselizare

. 6ija portanta F este mentinuta, tot timpul fia pe rondela 0. Etanseitatea dintre cele doua piese

este asigurata de inelul $$.

rificiul 0, practicat in tija F, nu are nici un rol functional.

2.4 D!/!%tiuni &i 'o(u$ (! "!'!(i!"!


23/26

3 "nfundarea orificiilor 8, >, datorita impuritatilor din ulei, ceea ce scoate dinfunctie supapa.

3 Jriparea supapei > din corpul $, sau pe tija F, din aceeasi cauza. +emedierea serealizeaza prin inlocuirea uleiului, demontarea si spalarea supapei.

3 Ceetansarea supapelor > si @ pe scaune. Se remediaza prin rectificare atat ascaunelor cat si a supapelor si prin pasuirea lor.

3 +uperea arcului F si I, in care caz trebuiesc folosite.

3 lambarea arcului I duce la neetansarea supapei pilot si la spargerea ei. a trebuiacordata o atentie foarte mare atat asezarii supapelor pe scaune cat si a conului pe arc.%ierderea de debit pe langa supapa pilot nu trebuie sa depaseasca $ l:min.

3 !eteriorarea garniturii $1 precum si a inelelor de etansare $$, $8 si $> care vor trebui inlocuite.

3 &ajorarea jocului dintre supapa > in corp si tija, fapt ce conduce la scaparea

uleiului din camerele %, a si b. !aca se dispune de dotare corespunzatoare, se va

rectifica corpul inferior si va confectiona o supapa supradimensionata. "n caz contrar,

se va inlocui supapa sau numai corpul inferior. !upa reparare si reglare, supapa va

trebui sigilata.

T"#n&'i&i# '#nu#$5 !$!%t"i%5 6ESG7

6ransmisia manualK paralelK (%SJ) oferK baza idealK pentru o acLionare la un comfortMnalt Ni cu randament ecepLional. %entru reducerea suplimentarK a consumului de carburant se

cautK posibilitKLi pentru integrarea unei maNini electrice in transmisia vehiculului. %e lOngK

pornirea:oprirea automatK rapidK Ni silenLioasK a motorului (Start-Stop), maNina electricK trebuie

sK faciliteze Ni recuperarea energiei de frOnare (recuperare), precum Ni o reducere a puterii

motorului cu ardere internK printr-o funcLie booster. %entru aceasta, Mn majoritatea cazurilor se

instaleazK o maNinK electricK (Pgenerator- demarorP) Mntre arborele cotit al motorului Ni ambreiaj.

!ezavantajos Mn acest caz este potenLialul limitat de recuperare, datoritK pierderilor prin frecare Ni

prin procesul de schimb de gaze ale motorului la funcLionarea ca frOnK de motor.

Acest dezavantaj se poate evita prin integrarea unui ambreiaj suplimentar Mntre maNina electricK Ni

arborele cotit. %rin decuplarea motorului cu ardere internK, la rularea liberK a vehiculului, Mntregul

potenLial al energiei de deceleraLie se poate recupera. &ai mult, prin decuplarea motorului


24/26

termic de maNina electricK, vehiculul poate fi antrenat pur electric, reducOnd suplimentar

consumul de carburant. "deea 5uQ pentru un ESJ face MncK un pas Mnainte* maNina electricK este

integratK Mn transmisie. %e lOngK avantajele funcLionale, aceastK configuraLie oferK avantaje

semnificative de gabarit Ni de costuri.

8un%9ii

%entru a putea eplica Mn ansamblu funcLiile individuale ale ESJ, ambele transmisii parLiale sunt

reprezentate paralel (imaginea 8). %artea inferioarK conLine treptele de vitezK impare, precum

si ambreiajul Q$ Ni se denumeNte transmisie parLialK $. Analog eistK transmisia parLialK 8

formatK din treptele de viteze pare Ni din ambreiajul Q8.

Ru$#u$ %u 'oto"u$ t!"'i%

Rn timpul funcLionKrii cu transmisia parLialK 8, generatorul-demaror (SJ) este cuplat direct la

motorul termic prin ambreiajul Q8. "maginea 8 indicK de eemplu rularea Mn viteza a @-a cu

maNina electricK funcLionOnd ca generator.

8un%9i# oo&t!"

Rn regimul de rulaj Mntr-o treaptK de vitezK imparK, Mn funcLie de strategia de cuplare se

preselecteazK o treaptK de vitezK parK din transmisia parLialK 8 sau se cupleazK poziLia neutrK.

!acK transmisia parLialK 8 este Mn poziLie neutrK, atunci ambreiajul Q8 se Mnchide pentru a

transmite cuplul de la generator. !acK se selecteazK o anumitK treaptK de vitezK, acLionarea

maNinii electrice are loc prin treapta de vitezK respectivK. %rin inversarea cuplului la maNina

electricK se poate realiza funcLia booster.

Po"ni"!"u$# ;n 'o( !$!%t"i%

Rn cazul unei suficiente puteri instalate a maNinii electrice precum Ni a bateriei, eistK posibilitatea


25/26

de rulaj complet electric. Rn acest caz, ambele ambreiaje rKmOn decuplate Ni Mn funcLie de vitezK Ni

sarcinK, puterea se transmite la roLi prin vitezele a 8-a, a @-a sau a -a.

R!%u*!"#"!# !n!"i!i (! /"


26/26

=I=LIOGRA8IE

https://ro.wikipedia.org

https'::.hT-hUdrauliT.com

Fizică – Editura Corint
https://ro.wikipedia.org/https://www.hk-hydraulik.com/https://www.hk-hydraulik.com/https://ro.wikipedia.org/

Documents

TRANSMISII HIDRAULICE SI TRANSMISII ELECTRICE-LASCATEU ALIN.doc