Deteriorarea uleiurilor hidraulice si intretinerea preventiva a circuitelor hidraulice

Deteriorarea uleiurilor hidraulice si intretinerea preventiva a circuitelor hidraulice

1 Deteriorarea uleiurilor hidraulice

Principalii factori de deteriorarea a uleiurilor hidraulice sunt impuritatile (lichide sau solide) precum si diversele modificari ale temperaturii.

Impuritaile din ulei creeaza probleme in functionare precum si deteriorarea aparaturii utilizate.

Intr-un circuit , uleiul hidraulic se afla intr-o continua miscare si contact cu aerul, el avand tendinta de a se deteriora mult mai rapid odata cu cresterea temperaturii fluidului, de aceea temperatura maxima de functionarea recomandata este de circa 55° C.

2 Intretinerea preventiva a circuitelor hidraulice

a) Zilnica:

se verifica nivelul de ulei din rezervor;

se verifica aspectul uleiului (daca este clar si fara spuma);

se va nota inca de la inceput scurgerile care apar in aparate sau in tubulatura;

verificarea colmatarii filtrelor prin verificarea indicatoarelor de colmatare;

verificarea presiunii de functionare si corijarea acesteia atunci cand este cazul;

se verifica, la pompele inzestrate cu drenaj, daca exista vreo crestere anormala a temperaturii pe tubulatura de dren. Aceasta demonstreaza ca exista scurgeri interne excesive.

b)    Saptamanala :

Se vor preleva esantioane de ulei din rezervor pentru analizarea acestuia si se vor nota numarul de ore de utilizare a acestuia ;

Se vor curata filtrele montate pe aspiratia pompelor. Pentru filtrele montate pe linia de retur, cartusele filtrante sunt inlocuite dupa 500, 1000 sau 1500 ore de functionarein functie de meiul ambioant in care lucreaza instalatia ;

Se verifica strangerea elementelor de fixarea a grupului moto-pompa, a aparaturii si a tubulaturii din instalatie ;

Se va verifica fixarea receptorilor (cilindrii, motoare hidraulice) ;

Se va verifica etanseitatea tuturor tevilor si a racodurilor flexibile.

c) Semestriala :

Se vor face toate verificarile mentionate si la intretinerea saptamanala ;

Se va verifica cuplajul elastic intre pompa si motor si se va corija daca exista defecte de aliniere ;

Daca instalatia are in componenta aacumulator, se va verifica presiunea azotului si se va remedia, daca este necesar.

d)    Anuala (sau la perioade mai lungi, in functie de conditiile de utilizare) :

se va verifica starea de functionare a tuturor aparatelor din circuit ;

se verifica manometrele ;

pentru pompe : se verifica starea pieselor aflate in miscare si se vor schimba garniturile si rulmentii ;

pentru supape : se verifica starea scaunului supapei sau a sertarului acesteia ;

pentru rezervoare : acestea se golesc, se curata si se asigura ca peretele superior nu prezinta zone de rugina. Se vor schimba garniturile de la fereastra de vizitare.

pentru circuitele de alarma :se va verifica buna lor functionare ;

pentru receptori : se vor demonta si verifica, apoi se vor remonta luandu-se toate masurile necesare ;

pentru tubulatura : in timpul tuturor operatiilor de verificare a aparatelor, este indispensabila inchiderea orificiilor catre tubulatura cu ajutorul unor busoane.

Concluzii :

Inaintea interventiei asupra unui aparat cu comandea electrica, a demontarii aparatului de pe masina, se executa urmatoarele operatii:

Cilindrii verticali se aduc in pozitia de jos, fixandu-se ;

Se intrerupe curentul de la dulapul electric, deconectandu-se si siguranta ;

Se golesc acumulatoarele si se asigura ca nu exista nici o presiune in circuit.

Niciodata nu va plasati in fata unui jet de lichid sau sa probati colmatarea ;

Se va curata cat mai repede uleiul care s-a scurs pe sol ;

Inainte de repunerea in functiune a instalatiei se vor executa operatiile :

Se va degaja complet masina de personalul strain ;

Se vor detara (prin desurubare) toate limitatoarele de presiune, precum si valvele de reducere a presiunii ;

Se va controla daca sensul de rotatie al pompei este cel bun ;

Personele nu se vor plasa pe traiectoria organelor aflate in miscare de miscare.

Pentru centralele hidraulice amplasate in locuri neacoperite, expuse la intemperii, este preferabil a se utiliza ulei hidraulic sau ulei de motor tip SAE 10W al carui punct de solidificare este mai mare cu 30° C.

Se va utiliza acest tip de ulei atat pe timp de vara cat si pe timp de iarna.

Rezervorul hidraulic nu se va umple cu un ulei diferit de cel utilizat in prealabil. Noul ulei poate fi foarte bun, dar aditivii continuti pot fi incompatibili cu aditivii uleiului utilizat anterior.

Se va avea grija intotdeauna ca sistemul hidraulic sa nu se supraincalzeasca, aceasta ducand atat la deteriorarea garniturilor cat si la micsorarea vascozitatii uleiului , reducandu-i-se astfel eficacitatea. Daca in sistem avem si un racitor, asigurati-va ca alimentarea acestuia functioneaza in tip ce sistemul este in lucru.

Verificati regulat indicatorul de nivel de ulei de pe rezervor. Daca nivelul de ulei scade foarte repede, verificati toata instalatia pentru a detecta eventualele pierderi de ulei. Verificati ca nivelul de ulei sa fie cat mai aproape de valoarea maxima si nu lasati, in nici un caz, instalatia sa functioneze cu un nivel inferior nivelului minim, caz in care poate patrunde mult aer in sistem.

Nu lasati ca sistemul sa functioneze fara supapa de aer.

II. Supape de presiune

1 Limitator de presiune cu comanda directa

a) Rol

Limitatorul de presiune cu actiune directa are rol de securitate.

El limiteaza presiunea maxima intr-un circuit hidraulic la o valoare prestabilita.

Reglata la o anumita valoare a presiunii , el va functiona atunci cand in circuitul hidraulic apare accidental o crestere a presiunii peste valoarea reglata.

Toate pompele trebuiesc protejate prin utilizarea unui limitator de presiune.

b) Descriere

Acesta se compune dintr-un corp, o clapeta, un resort si un Volant.

El are doua orificii :

Unul unde soseste presiunea (P);

Un altul de retur la rezervor (R).

Supapa de reductie

a) Rol

Aceste supape au rolul de a mentine la orificiul de iesire (A) a unei presiuni reduse (P1) constanta, inferioara presiunii de intrare (P₀).

Atata timp cat presiunea de intrare (P₀) este inferioara presiunii reglate (P1), aparatul ramane deschis.

Utilizarea acestui aparat este indicata atunci cand, plecand de la o sursa unica de presiune, dorim alimentarea a mai multor circuite la presiuni individuale mult mai mici si reglabile.

b) Principiul de constructie

Distingem doua tipuri de pilotare :

pilotare interna

pilotare externa

c) Functionare

Pilotare interna

Atunci cand presiunea de iesire in A atinge valoarea presiunii reglate P1 a resortului 2, sertarul 3 se ridica prin intermediul pistonului 7.

Sertarul supapei ocupa o pozitie de echilibru diminuand sectiunea de trecere 5, provocand astfel o pierdere de incarcare care face ca presiunea sa scada de la P₀ la P1.

Daca debitul se schimba, sertarul va ocupa o noua pozitie de echilibru determinand o noua sectiune de trecere a a fluidului in asemenea masura in cat P1 ramane constanta.

Astfel, presiunea din circuit nu poate fi niciodata superioara presiunii de reglaj P1 data de de supapa de reductie.

III. Distribuitoare hidraulice

1 Notiuni generale

a) Rolul distribuitoarelor

Rolul acestora este de a dirija fluidul, de a stabili (deschide) sau a inchide una sau a mai multe cai de curgere, sub actiunea diferitelor comenzi (manuala, electrica, hidraulica, etc.).

b) Principiul de constructie

c) Descriere

Un distribuitor este alcatuit :

Un corp fix prelucrat cu mare precizie ;

Un numar bine definit de orificii care permit comunicarea intre alezaje si cu exteriorul ;

Un sertar a carui suprafata este prelucrata cu foarte mare precizie si care este mobil in interiorul corpului.

Nota

Electro-magnetii si resorturile lucreaza totdeauna prin impingere.

d) Caracteristici functionale generale

Debitul pentru care el a fost conceput;

Presiunea de functionare;

Modul in care este comandat (manual, mecanic, hidraulic, electric, pneumatic);

Numarul de pozitii stabile ale sertarului.

e) Simbolizare

Regula o casuta cu sageti = o pozitie a sertarului

Distribuitor cu doua pozitii : -diferitele pozitii pot fi reperate prin cifre ;

Distribuitor cu trei pozitii :   - pozitia centrala este pozitia de repaus ; 

Distribuitor cu doua pozitii : - cu trecerea printr-o pozitie intermediara.

2 Diferite tipuri de distribuitoare si modul lor de actionare

IV. Aparatura auxiliara

1 Droselul

a) Rol

Droselul creeaza, pe o conducta de fluide , o restrictie locala reglabila, care permite selectionarea unui debit de fluid care traverseaza aparatul de la A la B si il mentine practic constant, sub rezerva ca :

caderea de presiune intre A si B nu variaza ;

si vascozitatea fluidului este sensibil constanta.

Simbolizare:

Vana (robinet) Drosel fix

   

Drosel reglabil    Drosel cu supapa de sens

 

b) Principiul de constructie

c) Tipuri de drosele

1. Robinete
2. Drosele

Cele mai uzuale drosele sunt robinetii.

Acestia pot fi utilizati pentru a permite trecerea sau oprirea lichidului   printr-o canalizare, pentru a regla viteza de curgere.

Robinetele cu clapeta si cu ventil (vezi figura de mai jos) sunt similare.

Robinetele cu ventil sunt frecvent utilizate pentru reglarea unor debite foarte mici in comparatie cu robinetele cu clapeta.

Se remarca clapeta anti-retur in care lichidul hidraulic va trebui sa-si schimbe directia pentru a putea traversa robinetele. Din acest motiv, aceste tipuri de aparate ofera o mare rezistenta la curgere .

Acestea sunt usor de reglat sub presiune si functioneaza perfect si atunci cand sunt partial deschise.

2 Drosel cu supapa de sens

a)

b)

3 Clapeta anti-retur

a) Rolul aparatului

Acest aparat trecerea fluidului intr-un singur sens (de la A la B) si impiedica trecerea in celalalt sens (de la B la A).

b) Descriere si simbolizare

a)

b)

c) Simbolizare

V. Rezervorul hidraulic

1 Notiuni generale

a) Rol

Acesta trebuie sa permita:

Mentinerea nivelului de fluid in limite convenabile unui ciclu de functionare corect ;

Posibilitatea acumularii intregului volum de fluid continut intr-o instalatie in cazul opririi acesteia ;

Ca aerul si impuritatile sa fie separate de fluid ;

Schimbul termic natural in cele mai multe situatii.

b) Capacitatea

Capacitate rezervorului trebuie sa nu fie mai mica de 3 ori debitul pompei exprimat in l/min.

c) Conceptie

Un rezervor hidraulic trebuie :

Sa fie independent de masina sau de instalatie;

Prin constructia sa, sa asigure etanseitatea absoluta in timp ;

Sa protejeze in interior fluidul continut ;

Sa fie construit din pereti suficient de rigizi pentru a se putea evita toate deformatiile sau vibratiile care pot apare;

Sa permita curatirea lui usor :

un fund inclinat spre orificiul de golire ;

un vizor cu usa mobila , accesibila si cu garnituri de etanseitate care sa suporte numeroase demontari ;

sa fie prevazut cu mijloace de intretinere conform cu reglementarile in vigoare ;

sa fie prevazut, in cazul instalarii unui acumulator, cu un dispozitiv de siguranta contra suprapresiunii din interior ;

   

Grup pompare complet

d) Umplerea si golirea rezervoarelor

Umplerea si golirea rezervorului fara demontarea elementelor se realizeaza cu ajutorul racordurilor rapide.

Umplerea se realizeaza prin intermediul unui special de umplere sau prin filtrul de retur al instalatiei

Racordul trebuie situat in apropierea indicatorului de nivel.

Golirea se poate efectua fie prin partea superioara a rezervorului (1), fie prin partea prin partea inferioara a rezervorului (2).

Doua etichete de reperare : « umplere » si « golire » se vor fixa pe grupul hidraulic pentru a le putea identifica usor.

In cazul variantei (2), ansamblul nu trebuie deplasat deasupra jgheabului de recuperare ulei.

e) Componenta unui rezervor hidraulic

Un rezervor trebuie echipat cu :

Un indicator vizual de nivel - permite o lectura continua a nivelului de ulei din rezervor

indicator de temperatura (termometru) permita o lectura continua a temperaturii din rezervor

Un controlor electric de nivel montat pe rezervor ;

Un controlor electric de temperatura care sa semanlizeze atunci cand temperatura fluidului din rezervor atinge valoare de 65°C ;

Un filtru de retur cu indicator de colmatare ;

Un filtru de umplere si aerisire ;

Un filtru de presiune, care poate fi echipat cu indicator de colmatare ;

O electro-pompa ;

Un sistem de racire sau de incalzire a uleiului din rezervor, atunci cand este necesar;

Un acumulator, atunci cand este necesar.

2 Montarea unui controlor electric de temperatura

pe rezervor

Montarea acestuia se va face pe rezervor, el controland temperatura uleiului in rezervor, astfel incat la scaderea temperaturii se comanda pornirea incalzirii, cu ajutorul termoplonjorului, sau la cresterea temperaturii, peste o valoare prestabilita, se va comanda pornirea racirii.

Utilizarea unui termoplonjor sau a unui racitor se va face atat in functie de conditiile date de mediul ambiant in care amplasat rezervorul, cat si de capacitatea rezervorului.

Termoplonjoare :

Utilizarea termoplonjoarelor se va face doar in cazuri strict necesare date de conditiile de functionarea ale masinii.

Termoplonjorul de tip trifazat trebuie sa fie :

calculat pentru mentinerea temperaturii uleiului in timpul in care grupul hidraulic este oprit ;

echipat cu un regulator de temperatura ;

montat intr-o teaca etansa ;

protejat la exterior ;

usor de inlocuit , fara a fi necesara demontarea altor elemente.

Simbolizare dupa ISO

Schimbatoare de caldura

Utilizarea unei instalatii de racire se va face acolo unde este necesar. Pentru aceasta, tur.

Utilizarea unei instalatii de racire se va face acolo unde este necesar. Pentru aceasta, racitoarele trebuie sa fie :

In apropierea rezervorului ;

Accesibile pentru interventiile care pot apare ;

Echipate cu un regulator termic automat ;

Bine dimensionate, pentru a putea absorbi instantaneuuleiul de pe circuitul de retur ;

Montate pe circuitul de retur.

a) tip ulei - apa

b) tip ulei - aer

VI. Filtrarea in hidraulica

Circuite de filtrare

Se vor folosi urmatoarele filtre :

a) Filtrul de aspiratie

Aceste filtre se monteaza intre rezervorul hidraulic si pompa ; misiunea lor este de a retine impuritatile grosiere in fata pompei. Pentru a se evita cavitatia pompei, filtrele acestea pot fi echipate cu cartuse de filtrare care sa asigure o filtrare grosiera, aproximtiv 45 μm.

Acestea poarta si numele de sorburi.

b) Filtrul de presiune / refulare

Aceste filtre se amplaseaza intre pompa si elementul hidraulic, fie pe circuitul de presiune, fie pe circuitul de retur. Aceste filtre au o finete de filtrare intre 3 - 10 μm.

Pentru protectia elementului hidraulic filtrele de presiune vor fi prevazute fara ventil de by-pass. Spre deosebire de acestea, filtrele de retur vor fi prevazute cu indicator electric de colmatare.

Ele au misiunea de a asigura clasa de impuritate impusa pentru lichidul hidraulic.

In figura de mai jos este prezentat un filtru de retur tip UCC :

Simbol ISO

Filtrul de retur

Simbol ISO

c) Filtrul de recirculare

Aceste filtre se instaleaza la capatul conductei hidraulice. Ele au misiunea de a filtra lichidul hidraulic recirculat in rezervorul hidraulic. Alegerea acestui tip de filtru trebuie sa tina seama de cantitatea de lichid recirculat.

d) Filtrul de aer

Aceste filtre au misiunea de a retine impuritatile atmosferice din aerul patruns in rezervorul hidraulic. Acestea au o finete de filtrare de aproximativ 10 μm.

 

Simbolizare ISO

Aceste filtre filtreaza uleiul hidraulic din circuitul propriu-zis de ulei hidraulic.

VII. Pompe hidraulice

1 Notiuni generale

La o pompa aflata in functiune distingem mai multe fenomene ca :

Prin crearea unui vid partial intern uleiul se deplaseaza din rezervor in pompa, fenomen numit aspiratie;

Apoi are loc transferul uleiului in pompa spre orificiul de iesire din pompa, fenomen numit refulare.

Distingem astfel:

Orificiul de aspiratie, este orificiul prin care patrunde uleiul in pompa;

Orificiul de refulare, este orificiul prin care uleiul iese din pompa.

O pompa este cea care vehiculeaza un debit de ulei, dar nu creeaza presiune, aceasta fiind obtinuta prin rezistenta la curgere a uleiului.

Atunci cand intr-un circuit se manifesta o rezistenta la curgere, presiunea uleiului este mai mare la orificiul de refulare fata de orificiul de aspiratie.

Caracteristicile principalelor tipuri de pompe

2 Pompe volumice

Pompele volumice sunt aparatele care realizeza transformarea energiei mecanice in energie hidraulica.

In timpul functionarii sale pompa are doua functii importante:

In primul rand, ea creeaza un vid partial pe aspiratie, ceea ce obliga lichidul din rezervorul hidraulic sa urce prin canalizare pana la pompa ;

In al doilea rand aceasta asigura transportul lichidului pana la orificiul de refulare.

Presiunea maxima la care va fi solicitata pompa hotareste tipul acesteia, iar debitul hotareste gabaritul si turatia de antrenare.

3 Pompe rotative

Pompele cu organele active in miscare de rotatie avanseaza mediul lichid in mod continuu si se numesc pompe rotatative.

In acest tip de pompa lichidul este transferat printr-o miscare circulara de aspiratie si de refulate.

Pompele rotative sunt clasate in general dupa elementele care deplaseaza efectiv lichidul.

Distingem urmatoarele tipuri de pompe:

Cu angrenaje

Cu lobi 

Cu palete

Cu pistoane axiale

Cu pistoane radiale

Aceste pompe pot fi :

Cu cilindree constanta

Cu cilindree variabila

Pompa cu cilindree constanta

Examinand figura de mai jos se observa ca atunci cand rotorul efectueaza o, jumatatae de tura, pompa aspira volumul A si refuleaza volumul B. deci, la fiecare tur, pompa refuleaza un volum A +B.

Acest volum refulat la fiecare tura se numeste cilindreea pompei.

In cazul nostru, pompa este antrenata de un motor electric astfel incat viteza de rotatie este fixa prin constructie. Deci ea este constanta.

Pentru ca noi nu avem posibilitatea de a regla cilindreea pompei noastre, debitul acesteia va fi constant. Deci :

O pompa cu debit constant este o pompa la care nu putem modifica debitul atunci cand se modifica viteza de rotatie.

Pompa cu cilindree variabila

Descriere :

= surubul de reglare

= stator

= rotor

= resort

= paleta

= corpul pompei

Debitul dorit este obtinut printr-un reglaj efectuat asupra unei pompe.

In cazul unei pompe cu palete si cilindree variabila, vom modifica pozitia relativa a axelor rotorului si statorului.

Observam ca prin deplasarea statorului in raport cu rotorul putem face varierea debitului de la valoarea maxima pana la anularea completa, prin trecerea printr-un debit intermediar.

Astfel avem realizata o pompa cu debit variabil. Deci :

O pompa cu debit variabil este o pompa la care putem varia debitul fara a schimba viteza de rotatie a rotorului.

3.1 Pompe cu palete

In figura de mai jos este reprezentata o pompa cu palete simpla de tip neechilibrat. Aceasta pompa este constituita dintr-un rotor prevazut cu canale si antrenat printr-un arbore canelat.

Fiecare canal contine o paleta plata, rectangulara, care se poat misca radial in lungul ei. Rotorul si paletele sunt plasate intr-un carter al carui profil interior este excentric in raport cu axa arborelui de comanda.

Atunci cand rotorul se roteste, forta centrifuga impinge paletele catre suprafata interioara a carterului , astfel incat ele sa urmeze intocmai profilul. Astfel, paletele vor diviza spatiul cuprins intre rotor si carter intr-o serie de alveole.

Pompele cu palete cele mai utilizate sunt cele in constructie echilibrata.

3.2 Pompe cu angrenaje

Descriere :

Pompele cu angrenaje cu dantura exterioara sunt constituite dintr-un carter (1) si doua pinioane cu dantura dreapta.

Unul dintre pinioane este numit pinion conducator (2) care este motor, fiind solidar cu arborele de antrenare.

Celalalt pinion, numit pinion condus (3) este antrenat in miscarea de rotatie de catre angrenajul danturii.

Aceste pompe se pot roti in cele doua sensuri ; dar se va avea grija ca atunci cand se face inversarea sensului de rotatie, trebuie sa se faca si inversarea conductelor de aspiratie si de refulare.

Distingem doua tipuri de pompe cu angrenaje :

Pompe cu angrenaje cu dantura exterioara

Pompe cu angrenaje cu dantura interioara

Principii de constructie :

Aceste pompe au o constructie foarte simpla.

Ele pot lucra la presiuni de pana la 210 bari, dar sunt in general utilizate la presiuni care variaza in jurul valorii de 100 bari.

Aceste pompe sunt cu debite cuprinse intre cativa litrii pana la cateva sute de litrii pe minut pentru turatii cuprinse intre 500 si 3500 rot/min.

3.3 Pompe cu surub

Principiul de constructie :

Pompele cu surub sunt constituite in general dintr-un corp in care sunt prelucrate trei alezaje suprapuse, in care sunt montate trei suruburi axiale paralele.

Filetul la aceste suruburi are forma trapezoidala.

Surubul central este conducator sau motor , iar celelate doua suruburi, aflate de o parte si de alta sunt conduse sau antrenate.

Principiul de functionare :

Fluidul debitat nu se roteste, ci se misca rectiliniu. Surubul motor se comporta asemeni unui piston fara sfarsit care se misca in mod continuu antrenand lichidul de la orificiul de aspiratie spre orificiul de refulare.

3.4 Pompe cu pistonase axiale

Sunt cunoscute trei principii constructiv-functionale, si anume : cu disc inclinat, cu corp inclinat, toate putand fi cu pozitie fixa sau reglabila a discului sau a corpului.

a) Pompa cu corp inclinat

b) Pompa cu disc inclinat si corp drept

Functionarea acestor pompe este intrutotu analoga cu cea a pompelor cu corp inclinat, asa cum se observa si din figura de mai sus. Trebuie remarcat faptul ca, ca realizarea mecanica a acestei pompe este mult mai simpla decat a pompei cu bloc inclinat si ca numarul pieselor aflate in miscare este mult mai mare.

4 Recomandari generale pentru montarea diferitelor tipuri de pompe

Conductele de aspiratie vor fi cel putin egale cu dimensiunile nominale ale orificiului de aspiratie si nu va exista nici o reducere a sectiunii intre orificiul de aspiratie si filtru.

Viteza de curgere in conducta de aspiratie trebuie sa fie cuprinsa intre 0,6 si 1,2 m/s.

Carterul (sau corpul) pompei trebuie complet umplut cu ulei inainte de pornirea acesteia.

Conducta de drenaj trebuie sa aiba dimensiuni corespunzatoare cu diametrul orificiului de drenaj, ea trebuind sa fie intotdeauna legata de orificiul de drenaj situat in partea superioara a carterului astfel incat carterul sa ramana intotdeauana plin cu ulei. Daca aceasta conducta de drenaj este de lungime mare, sectiunea sa poate fi crescuta pentru a se evita aparitia unor pierderi de sarcina importante (presiunea in interiorul carterului nu trebuie sa depaseasca 0,35 bar).

Asa cum s-a mentionat si anterior, aceste conducte trebuiesc prelungite in rezervor pentru a se evita efectul de sifonare, care poate avea consecinte ca golirea carterul pompei de ulei si eliberarea uleiului in atmosfera.

Simbolizarea diferitelor tipuri de pompe

Pompa cu cilindree constanta Pompa cu cilindree variabila

5 Zgomote la pompe.

Cauze probabile si recomandari

VIII. Cilindrii hidraulici

1 Notiuni generale

Definitie  : Cilindrii sunt motoare liniare.

Acestia constituie un mijloc extrem de simplu pentru transformarea miscarii rotative de la sursa de putere ( pompa - motor electric) in miscare liniara, cu viteza controlata si eforturi ridicate.

Principalii constructori de cilindrii, propun o serie standard, o gama de cilindrii cu diametrul cuprins intre 30 si 300 mm, pentru presiuni nominale pana la 300 bar, corespunzand unei incarcari maxime de 300.000 daN.

Cateva firme sunt echipate pentru producerea unor cilindrii cu diametru de pana la 1 m si curse de pana la 10 m.

Domeniile de aplicare a cilindrilor hidraulici sunt extrem de intinse.

Alegerea unui cilindru este direct legata de aplicatia avuta.

2 Clasificarea cilindrilor

Cilindrii se clasifica astfel :

• Cilindrii cu simplu efect

   

• Simplu efect, telescopic

• Cilindrii cu dublu efect, care pot fi:

cu tija simpla

cu tija dubla

Dublu efect alimentat prin tija

3 Etansarea in cilindrii hidraulici

Intr-un cilindru hidraulic exista doua tipuri de etanseitate :

Etanseitate la nivelul pistonului : realizeaza etanseitatea intre camera

anterioara si cea posterioara

Etanseitate la nivelul tijei : realizeaza etanseitatea intre cilindru

si exterior

Se retine aspectul ca sistemele de etansare utilizate sunt diferite in functie de presiune, de etanseitatea dorita si de eforturile care pot apare.

O etanseitate perfecta este dorita atunci cand cilindrul incarcate se poate opri, deci este sub presiune.

O etanseitate ridicata se poate obtine prin utilizarea garniturilor cu buze.

Materialul din care se constituie elementele de etansare trebuie sa fie ales si in functie de natura fluidului utilizat in instalatie.

4 Amortizarea interna la cilindrii hidraulici

Amortizarea la final de cursa a pistoanelor poate duce la evitarea tuturor socurile brutale care pot aparea.

Reglarea acestei amortizari se face pentru o masa si o viteza data. Amortizarea este eficace in anumite limite. Pentru viteze crescute si mase importante se vor utiliza alte aparate hidraulice.

O buna amortizare este amortizarea interna, incorporata in cilindru.

  

IX. Simboluri utilizate in hidraulica

in conformitate cu normele CNOMO

Manometrul :

Manometrul este un aparat ce serveste la masurarea presiunii fluidului din interiorul unui circuit hidraulic

Manometru cu tub Boudron

Manometrele cel mai des utilizate sunt cele bazate pe principiul tubului Bourdon care utilizeaza tendinta de a se redresa a unui tub aplatisat si indoit atunci cind el este supus unei presiuni interioare

Atunci cind o presiune este introdusa in tub presiunea este aceiasi peste tot.Tinind cont de diferenta de suprafata intre raza exterioara si cea exterioara a tubului ,forta care se exercita pe suprafata exterioara este mai mare si redreseaza tubul.Aceasta miscare este transmisa acelor printr-un sector dintat si un pinion. Scala gradata indica presiunea

Acumulatorul hidraulic

Acumulatorul inmagazineaza energie in circuitul hidraulic si o elibereaza la momentul oportun .

Utilizam acumulatorul petru 3 functii :

Ca rezerva de energie in caz de urgenta (cadere curent).

Ca amortizor de socuri si vibratii .

Ca economizor de energie

PS x V >3000

Blocul de securitate al acumulatotrului

Fixare acumulator

 

Simbolizare ISO

Debitmetrul Simbolizare ISO

Debitul fluidului de masurat traverseaza un tub de masura in care este montat un conimobil prevazut cu un piston culisant

Atunci cind fluidul trece printre con si piston acesta din urma se deplaseaza comprimind resortul. Resortul joaca rolul unei diafragme de masura mobile .

Sectiunea de trecere este definita prin pozitia pistonului in raport cu conul fix

Pistonul continua sa se deplaseze pina cind diferenta de presiune la nivelul diafragmei pistonului va fi echilibrata de resort .

Debitul va fi functie de diferenta de presiune la nivelul diafragmei ,cursa pistonului va fi masura debitului . Precizia de masura este de 4%.

Presiunea si forta :

1 Pascal = 1N /m²

1 bar 000 Pa= 100kPa = 0,1 MPa

1 bar = 1000 mbar 1 bar = 14,7 psi

Presiunea fluidului din interiorul unui circuit hidraulic joaca un rol principal ,in calcularea si alegerea componentelor sistemului .

« Opozitia » :

Presiunea se defineste ca fiind forta aplicata pe unitatea de suprafata . Intr-un sistem hidraulic inchis fenomenul fizic care este presiunea isi face aparitia proportional cu opozitia pe care o ofera circuitul cind circula uleiul .Putem deci sa afirmam ca valoarea absoluta a presiuni este direct proportionala cu opozitia pe care o ofera sistemul hidraulic .

Expresia fortei

Intr-un sistem hidraulic forta (F) dezvoltata de catre actuatori (cilindrii) se exprima in newtoni -conforn ISO .

Système international :

F = P*A

A = metru patrat (m²)

F = newton (N)

P = pascal (Pa)

Forta este direct proportionala cu presiunea si aria sectiunii pe care este aplicata .

Deci, forta dezvoltata de un cilindru este egala cu produsul dintre presiune si aria pistonului

Legea lui Pascal

Datorita faptului ca lichidele sunt practic incompresibile , transmiterea presiunii se face in toate directiile .Prin urmare intr-un lichid aflat in repaus presiunea este aceiasi in toate punctele lichidului . Acest principiu poarta numele de Legea lui Pascal. Blaise Pascal (1623-1662) .

Intr-un circuit inchis presiunea se propaga in tot lichidul si este perpendiculara pe peretii incintei ce contine lichidul Stiind aceste lucruri putem calcula rezistenta peretilor cilindrilor rotativi sau liniari si de asemenea forta pe care o dezvolta

Figura de mai jos pune in lumina evaluarea fortei unui cilindru liniar in raport cu suprafata sa.

MENTENANTA INSTALATIILOR SI ECHIPAMENTELOR HIDRAULICE

Generalitati

Functionarea fara probleme a unei masini sau instalatii necesita,din partea constructorului , de instructiuni de punere in functiune si de intretinere clare

Les circuits hydrauliques peuvent être réalisés de façons très différentes et, de ce fait, entrent en tant que sous-ensembles dans les instructions de service des machines.

Instructiunile generale de service si mentenanta ale circuitelor hidraulice sunt totdeauna un ajutor pretios pentru punerea in functiune si mentenanta.

Totodata trebuiesc adaugate instructiuni particulare sau speciale destinate circuitelor hidraulice.

Fonction

Les fonctions d'une mise en route et celles des opérations de maintenance d'une installation hydraulique sont résumées dans le tableau ci-dessous.

Recomandari privind securitatea operatiilor de mentenanta

In timpul functionarii instalatiilor hidraulice nu demontati racordurile sau aparatele.

Inaintea interventiei puneti cilindrii la capat de cursa ,opriti pompele si descarcati acumulatorii

Nu lucrati cu miinile unse!

Toate interventiile si lucrarile trebie efectuate intr-o stare perfecta de curatenie

.Inaintea desurubarii racordurilor curatati exteriorul

Toate orificiile sa fie obturate cu dopuri de protectie pentru a evita contaminarea cu impuritati a sistemului

Nu curatati rezervorul utilizind materiale ce pot lasa scame.

Umplerea cu ulei trebuie sa se faca utilizind caruciorele /butoi exclusiv traversind filtrul de retur

Tevile si furtunurile deteriorate trebuie sa fie schimbate fara intirziere. Verificati intotdeauna ca tevile sau furtunurile inlocuite sa corespunda nivelului de presiune al instalatiei( grosime pereti ,material . ).

Trebie sa utilizati tevi trase fara sudura

Cind inlocuiti racordurile trebuie de asemenea sa verificati nivelul lor de presiune

Cind inlocuiti aparate complete verificati referintele acestora iar la montare respectati cuplul de stringere prescris.(tehnologia in cartus sau suruburi de fixare )

In timpul operatiilor de vopsire si in particular utilizind produse pe baza de «nitro», trebuie sa protejam garniturile de etansare si de asemenea partile mecanice culisante (arbore pompa , tija cilindru,sertar distribuitor).

5. Mentenanta preventiva

5.1 Supraveghere si intretinere

In timp ce supravegherea unei instalatii se limiteaza la a observa functionarea sa si a efectua citeva masuratori, intretinerea consta in a inlocui preventiv unele componente (inlocuirea uleiului urmata de elementele filtrante). Modul de efectuare a acestor operatii si intervalele de timp la care trebuiesc efectuate sunt in general date de constructor in instructiunile de intretinere Punctele cele mai importante ce trebuiesc supravegheate sunt indicate in tabelul de mai jos

Prelevarea de probe de ulei

Prezenta apei poate sa fie determinata lasind proba luata un timp in care apa avind densitatea mai mare se va decanta in partea de jos a epruvetei .Daca uleiul este tulbure de asemenea acest lucru ne indica prezenta apei. O poluare a uleiului cu particule sau prin oxidare este indicata de culoarea mai inchisa . Comparatie se face cu un esantion de ulei nou . Poluarea sau oxidarea pot fi puse de asemenea in evidenta turnind citeva picaturi de ulei pe o hirtie absorbanta. Daca avem nevoie de informatii detaliate atunci trebuie efectuate analize de laborator.

Temperatura uleiului

Temperatura ideala a uleiului este de aproximativ 50°C. In practica temperatura uleiului este supravegheata permanent astfel ca la atingerea temperaturii de 65° C este dat un semnal de alarma iar la 70° C este oprita masina. Trebuie remarcat ca imbatrinirea uleiului se accelereaza odata cu cresterea temperaturii. In cazul unei cresterii rapide a temperaturii uleiului, este obligatoriu cautarea cauzei radacina

Filtre

In timpul curatarii sau inlocuirii elementelor filtrante trebuie de asemenea sa curatam capacul si corpul filtrului

Uleiul continut in carcasa filtrului este considerat uzat si predat ca atare

Mentenanta

Operatiile de mentenanta contin :

Cautarea penelor - conta in cautarea defectului ,diagnosticarea si localizarea penei

Repunerea in functiune - consa in inlocuirea sau repararea componentelor defecte si eliminarea defectului primar / cauza radacina

Identificarea penelor

O cautare cu bune rezultate a penelor intr-o instalatie hidraulica impune o buna cunoastere a tehnologiei si functionarea diferitelor componente. Cautarea este facilitata de aptitudinea lecturarii schemelor , diagramelor si interpretarii logice a diferitelor manifestari.

Pentru a putea investiga si diagnostica problemele este necesar sa dispunem de schemele ,diagramele de faza si alte documente ce privesc instalatia si masina.

Pentru a facilita cautarea penei este necesar sa dispunem de suficiente puncte de masura (prize minimes) pe fiecare etaj de presiune . In instalatiile stationare comenzile sunt frecvent electro-hidraulice

Combinarea a doua surse de energie electrica si hidraulica complica identificarea penei necesitind astfel o buna colaborare intre electrician si hidraulician.

Nu este posibil de a da o reteta generala pentru cautarea penelor datorita diversitati instalatiilor hidraulice

Repunerea in functiune

La repunerea in functiune se face de regula prin inlocuirea aparatelor defecte .Repararea acestor aparate se face de regula la constructor sau in ateliere specializate . Atunci cind utilizatorul sau constructorul dispune sau stie sa faca si bancuri de control ,reparatia poate sa fie efectuata direct in atelierele lor.

Les listes de pièces détachées, instructions de réparations et de con- trôles, que nous mettons à leur disposition, sont une aide précieuse pour effectuer correctement ces travaux.

Pierderile ,ca si defecte, sunt cele mai frecvente in instalatiile hidraulice. In cazul pierderilor la racorduri ,este suficient de a face o simpla restringere pentru a le elimina

Pentru pierderile pe apatrate ,este nevoie de a inlocui garniturile (vezi lista de piese schimb)

Dupa repararea defectelor ,este necesar de ase remedia cauza radacina a defectului. Astfel, deteriorarea aparatelor este cel mai adesea provocata de un ulei murdar. Este deci necesar de aface inlocuirea uleiului si de a verifica starea filtrelor .

Poluarea uleiurilor hidraulice

Cresterea continua a puterii valvelor hidraulice a condus si la cresterea preciziei in functionare a acestor valve

Pentru aceasta a trebuit redus jocul ajustalui de montare intre corp si sertar (jocul functional este cuprins intre 8 si 20µm - dupa talia valvei

Exemplu : un sertar cu diametrul de 10 mm, are un joc de aprox 8µm.

Particulele de impuritati cu o dimensiune mai mare decit jocul dintre corpul si sertarul valvei vor bloca sertarul la trecerea lor prin valva. Particulele mai mici vor traversa valva fara a crea probleme probleme in functionare.

Situatia este cu totul alta in cazul particulelor de dimensiuni egale cu jocul ajustajului ,acestea fiind critice pentru suprafetele aflate in relativa miscare corp / sertar .

Care sunt consecintele practice ?

Consecintele sunt :

o crestere a pierderilor

gripajul sertarului,

reducerea timpilor de comutatie,

distrugerea valvelor si reducerea performantelor lor.

Filtrarea are de asemenea ca scop impiedicarea unei reactii in lant care conduce intr-un final la cresterea concentratiei de particule de impuritati

Acesta crestere va provoca infundarea jigloarelor si a circuitelor de pilotare

Care sunt exigentele impuse filtrelor ?

Ele trebuie sa asigure :

o buna functionare si o durata de viata ridicata valvelor,

une constance dans le rendement volumétrique, c'est à dire conserver une constance
dans les fuites internes,

qu'aucun réajustement de la valve ne soit nécessaire durant sa durée de vie.

NB : In timpul conceptiei circuitelor hidraulice trebuie sa tinem seama de problemele de filtrare a uleiului. Dimensionarea filtrelor este un aspect ce nu trebuie neglijat , deoarece o subdimensionare(din ratiuni de cost sau spatiu) va produce efecte importatnte cum ar fi : reducerea duratei de viata a elementelor filtrante ,pene frecvente ale aparatelor hidraulice (valve,limitatoare de presiune,etc)

Care sunt cauzele poluarii ?

Poluarea initiala este cea care se produce in timpul montarii instalatiei hidraulice   si punerii acesteia in functiune(rugina ,span,stropi sudura ,etc )

Poluarea functionala ea se produce prin filtrul de aer , printr-o etanseitate proasta la nivelul raclorilor de la tijele cilindrilor , etc.

Ea poate de asemenea provina de la organele in miscare din interiorul circuitului (uzura prin abraziune datorata vitezei ridicate a fluidului prin diversele componente)

Poluare prin completare cu ulei nou este necesat ca la umplerea sau completarea cu ulei a rezervoarelor hidraulice ,uleiul sa fie introdus printr-o unitate de filtrare sau prin filtrul de retur al instalatiei

NB; Filtrul instalat pe unitatea de filtrare trebuie sa aiba acelasi finete de filtrare ca cel cu care este echipat grupul hidraulic

Contaminarea chimica : apa poate sa fie introdusa in doua feluri :

Prin fenomenul de evaporare condensare la nivelul rezervorului. Uleiul in functionarea instalatiilor hidraulice se incalzeste si deci se dilata (isi mareste volumul)- dupa oprire acesta se raceste deci isi micsoreaza volumul .Rezervorul « respira » .Aceasta diferenta de volum este compensata prin filtrul de aer .Aerul care intra in rezervor contine o cantitate de apa sub forma de vapori (are o valoare a umiditatii) ce condenseaza si provoaca poluarea uleiului.Pentru a remedia acest neajuns uleiul trebuie sa posede proprietatea de a fi dispersant

Prin infiltrarea la nivelul garniturilor.

Teoretic ,continutul maxim en apa admis este de 0,05 %.

Consecintele prezentei apei in ulei_:

Uzura la nivelul lagarelor

Distrugerea bobinelor ce lucreaza in baie de ulei

Colmatarea elementelor filtrante

Corodarea suprafetelor

Oxidarea fluidului,cresterea aciditatii,variatia viscozitatii

Diminuarea filmului de lubrefiant

Consecintele prezentei aerului in ulei

Prezenta aerului in ulei poate sa aiba consecinte grave in functionarea instalatiilor hidraulice

Compresibilitatea uleiului (sistemul devine elastic)

Oxidarea

Cresterea temperaturii

Cavitatia

Efectul Lorentz (distrugerea garniturilor de etanseitate din material sintetic).

Prezenta anormala a aerului poate sa aiba mai multe cauze

Bazin cu capacitate mica ( nu exista perete intre aspiratie si retur)

Conductele de aspiratie si retur sunt foarte apropiate

Aspiratie aer pe conducta de aspiratie

Aspiratie aer pe la garniturile de la tijelor cilindrilor sau arborii pompelor si motoarelor hidraulice

Purjare defectuoasa a aerului din instalatie la punerea in functiune

Fluidul hidraulic trebuie sa posede bune proprietati anti-spumante si bune calitatii de dezaerare

Efectul temperaturii asupra uleiului

Viscozitatea uleiurilor minerale variaza in usor functie de temperatura.

Cind temperatura uleiului scade viscozitatea uleiului creste

Utilizind un ulei cu o viscozitate ridicata putem sa provocam neplaceri in circuitul de aspiratie al pompelor si chiar fenomenul de cavitatie.

Daca temperatura creste viscozitatea uleiului scade . Functionarea instalatiei hidarulice cu un ulei cu viscozitate foarte scazuta poate sa aiba consecinte grave ducind la distrugerea de componente (pompe,motoare,garnituri,etc..)

Pentru a evita acest tip problema trebuie ca niciodata viscozitatea uleiului sa nu coboare sub 12 cSt in punctul cel mai fierbinte al circuitului (carter pompa si motor hidraulic,tevi de drenare.)

Clasele de puritate ale uleiurilor hidraulice

Clasa de puritate indica numarul de particule si marimea acestora ce sunt continute in 100 ml de fluid hidraulic. Ea este determinata prin numararea si clasificarea cu ajutorul unui numarator de particule electronic , a impuritatilor prezente intr-un esantion de 100 ml

Clasele de puritate dupa - IS0 4406

Pentru instalatiile hidraulice cu aparatura clasica « tot sau nimic »: 17/14

Pentru instalatiile hidraulice cu aparatura de reglare - echipamente proportionale : 15/12

Pentru instalatiile hidraulice cu servovalve : 14/11

Clasele de puritate dupa - NAS 1638

Pentru instalatiile hidraulice cu aparatura clasica « tot sau nimic » 8-9

Pentru instalatiile hidraulice cu aparatura de reglare - echipamente proportionale : 5-6

Pentru instalatiile hidraulice cu servovalve : 4-5

III. INTRETINEREA INSTALATIILOR HIDRAULICE

Intretinerea instalatiilor hidraulice ale masinilor si utilajelor consta in: intretinerea agentului hidraulic (a lichidului de lucru) si intretinerea elementelor componente ale instalatiei.

Agentul hidraulic (apa, uleiul mineral, lichide sintetice etc.) vehiculat in sitemele hidraulice ale masinilor si utilajelor, in cea mai mare parte este depozitat intr-un rezervor sau bazin. Datorita frecarilor mecanice, variatia presiunii, schimabrii temperaturii etc, agentul de lucru este supus oxidarii, descompunerii, muradaririi, actiuni care modifica proprietatile fizice si chimice, facandu-l necorepunzator scopului sau, conducand si la uzarea instalatiei hidraulice.

Rezervorul de ulei, impreuna cu filtrele instalatiei, au rolul de a contribui la mentinerea proprietatilor agentului hidraulic, eliminand particulele solide prin decantare si filtrare si asigurand mentinerea temperaturii acestuia in limitele admisibile.

Decantarea se aplica lichidelor de lucru cu stocuri mari de lichid, cum sunt uleiurile din circuitele de ungere prin recirculare la laminoare, compresoare, reductoare de turatie de mare gabarit etc.

Separarea contaminantilor, a caror densitate relativa este mult diferentiata de cea a uleiului, se face gravimetric. Pentru o mai buna separare decantoarele sunt compartimentate si se monteaza pe returul uleiului spre rezervorul de lucru, timpul de stationare fiind cuprins intre 10 si 30 min, iar temperatura de 70-80 ⁰C. Particulele ce nu pot fi retinute din circuit prin decatare vor fi elmiminate prin filtrare.

Filtarea lichidelor de lucru este un procedeu utilzat pe scara larga, deoarece filtrele pot fi schimbate cu usurinta fara sa afecteze sistemul de ulei. Elementele instalatie hidraulice supuse mai des lucrailor de intretinere sunt:

Conductele

Armaturile

Rezervoarele

Conductele se degreseaza cu solutii alcaline calde, dupa care se introduc succesiv in bai cu acid clorhidric sau sulfuric cald (dilutie 50%) ce contine: pasivizatori, bai cu apa pentru spalare si neutralizare a urmelor de acizi.

Protectia anticoroziva se asigura prin suflarea conductelor cu aburi, apoi, fara pauza, pulverizarea la interior a unor uleiuri aditivate anticoroziv si inchiderea la capete a conductelor.

Arnaturile trebuie degresate (prin spalare) si, acolo unde sunt pete de rugina se va interveni cu perii de sarma, dupa care se pulverizeaza ulei aditivat anticoroziv. Rezervoarele se curata prin sablare, frecare cu perii de sarma si se spala cu solventi (tricloretilena).

Dupa montarea instalatiei hidraulice este necesara spalarea intregului sistem prin recircularea intensa a unui lot de ulei de spalare, la temperatura de 65-75 ⁰C , fara circulatie in lagare sau alte dispozitive speciale. In timpul spalarii se curata filtrele ori de cate ori se infunda, si, acolo unde exista, se pune in functiune separatorul centrifugal, pentru indepartarea impuritailor existente in supensie in fluid. Operatia de spalare se considera incheiata cand la filtre sau la separatoare centrifugale nu se mai acumuleaza impuritai.

Dupa spalare , se evacueaza uleiul si se controleaza daca in sintalatie exista impuritai. Se introduce lotul de ulei de lucru, se recirculeaa si se filtreaza, daca se considera ca este necesar , dupa care instalatia poate intra in functionare normala.