Distribuitoare. Supape. Aparate hidraulice speciale

Distribuitoare. Supape. Aparate hidraulice speciale

Distribuitoarele au rolul dirijarii circulației lichidului pe diferitele circuite ale instalației, in scopul realizarii unor funcțiuni precum: pornirea-oprirea mișcarii, inversarea sensului de deplasare, trecerea de la o faza de lucru la alta, etc.

Sunt elemente de comutație (inchid și deschid total trecerea lichidului), cu mai multe poziții și un anumit numar de cai.

Intr-un sistem de actionare distribuitorul indeplineste urmatoarele functii:

inverseaza sensul de miscare al ansamblului mobil al motorului deservit;

asigura oprirea pe cursa a ansamblului mobil al motorului.

Fig.1. Rolul distribuitorului hidraulic

Pentru distribuitorul din figura 1, exista comanda:

C1 distribuitorul stabileste conexiunile: Pa A si B T. In acest fel se asigura deplasarea ansamblului mobil al motorului in sensul vitezei v₁.

C2 distribuitorul stabileste conexiunile: Pa B si A T. In acest fel se asigura deplasarea ansamblului mobil al motorului in sensul vitezei v₂.

Clasificarea ditribuitoarelor se face dupa mai multe criterii:

dupa principiul constructiv și funcțional, pot fi:

cu sertar (circular de translație, rotativ, și plan);

cu supape.

dupa numarul de poziții, pot avea:

doua;

- trei;

- mai multe poziții.

dupa numarul de cai: 

- cu doua;

- trei;

- patru;

- mai multe cai.

dupa modul de comanda poate fi:

manuala ( cu maneta sau pedala);

mecanica (cu arcuri);

electrica (cu electromagneți sau cu motoare);

hidraulica;

pneumatic;

pilotata (electrohidraulica).

1. Distribuitoarele cu sertar circular de translație sunt cele mai raspandite, datorita urmatoarelor avantaje:

echilibrare hidrostatica axiala și radiala totala;

tehnologicitate  ridicata;

simplitate constructiva;

cost redus.

Principiul constructiv și funcțional al distribuitoarelor cu sertar, precum și simbolurile convenționale sunt redate in figura 2.

Fig.2. Distribuitoare si simboluri

Distribuitorul cu sertaraș este format dintr-un cilindru in interiorul caruia este deplasat un pistonaș printr-o comanda externa. Pistonașul poate fi realizat cu doua pana la cinci gulere.

Distribuitoarele cu sertaraș pot fi cu trei cai sau cu patru cai. Cele cu trei cai pot stabili legatura orificiului de alimentare a motorului hidraulic fie cu orificiul care comunica cu sursa de presiune, fie cu orificiul care comunica cu rezervorul. Se folosesc atunci cand tija de acționare a motorului se deplaseaza intr-unul din sensuri. Cele mai raspandite sunt sertarașele cu patru cai, care stabilesc concomitent doua legaturi: de la sursa de presiune la una din camerele motorului și de la cealalta camera la rezervor.

2. Distribuitoare rotative - comuta circuitele printr-o mișcare de rotație. In figura 3 este reprezentat un distribuitor rotativ cu cep care cuprinde corpul 1 și cepul 2. Trecerea uleiului se realizeaza prin canalele A și B. Intr-o poziție a cepului ce permite circulația uleiului intre orificiile I și II, respectiv III și IV, iar in alta poziție, prin rotirea cepului cu 90, circulația se face prin orificiile I și III, respectiv II și IV. Aceste distribuitoare se utilizeaza mai ales la circuitele cu deservire manuala, avand debite și presiuni relative mici. 

Fig.3. Distribuitor rotativ

3. Distribuitoarele cu supape (fig.4) au muchiile active, inlocuite cu supape de sens comandate.

Fig.4. Distribuitor cu supapa

4. Distribuitoare pilotate (fig.5) sunt prevazute cu dubla comanda, in general electrohidraulica, care imbina avantajele comenzii electrice cu ale celei hidraulice. Se folosesc la puteri mari.

Fig.5. Distribuitor pilotat

Supapele sunt elemente care asigura deschiderea unui circuit hidraulic atunci cand presiunea intr-un sens de circulație depașește o anumita valoare.

Supapele pot indeplini doua roluri: de comanda (supape de sens) și de reglare a presiunii (supape de presiune).

5. Supapele de sens permit trecerea lichidului numai intr-un sens, cu excepția celor deblocabile care permit trecerea și in sens invers. Principiul constructiv și funcțional este redat in figura 6.

Fig.6. Supapa de sens

1 - element de inchidere-deschidere a trecerii lichidului;

2 - arc de compresiune;

3 - corpul supapei;

4 - inel de sprijin.

Arcul 2 este dimensionat la o forța mica, necesara doar pentru inchiderea supapei, astfel incat cand lichidul circula de la dreapta spre stanga supapa se deschide la o presiune mica permițand trecerea lichidului (R≈ 0). In sens invers supapa se inchide automat, blocand trecerea (R= ∞).

La supapele deblocabile deschiderea se realizeaza forțat printr-o comanda externa la orificiul x, lichidul putand sa circule și de la B la A.

Supapele duble deblocabile (fig.7) sunt construcții monobloc, cele doua supape fiind cuplate intre ele, decuplandu-se astfel reciproc. Cand lichidul sub presiune vine pe conducta A el comanda deblocarea celeilalte supape astfel ca acesta poate circula, de la B1 la B și reciproc.

 

Fig.7. Supape deblocabile

O aplicație frecvent intalnita a supapelor de sens duble deblocabile este pentru menținerea in repaus a motoarelor hidraulice liniare, atunci cand asupra acestora acționeaza forțe R destabilizatoare, sau la deplasarea sarcinilor pe verticala. Ele pot realiza acest lucru deoarece prezinta o etanșare mult mai buna decat distribuitoarele hidraulice prin care sunt comandate mișcarile.

6. Supapele de presiune au in principal rolul de a limita presiunea maxima din circuit la o anumita valoare reglata. Ele pot avea diverse funcții (de siguranța, de deversare, de raport etc) la aceeași forma constructiva.

Clasificarea supapelor de presiune:

a. Dupa funcția specifica indeplinita, ele pot fi clasificate astfel:

supape pentru limitarea  presiunii (de siguranța);

supape de reducere a presiunii;

supape de comutație.

b. Dupa poziția normala pot fi normal: inchise;

deschise.

c. Dupa modul de comanda: directa;

pilotata.

Supape pentru limitarea presiunii

Principiul constructiv și funcțional este redat in figura 8.

Fig.8. Supape pentru limitarea presiuni

1 - corpul supapei, prevazut cu orificii de racordare de un anumit diametru;

2 - scaunul supapei, putand avea diferite forme:

a.    tronconic fara ghidare;

b.    tronconic cu ghidare (pentru evitarea vibrațiilor transversale);

c.    sferic;

d.    plan;

3 - element de inchidere - deschidere a secțiunii de trecere a lichidului;

4 - arc de compresiune (constant sau reglabil);

5 - capac de inchidere.

Supapele de limitare a presiunii (fig.9) sunt supape normal inchise, cu comanda directa (a), sau cu comanda pilotata (b).

Fig.9. Supape normal inchise

a) comanda directa b) comanda pilotata

Supapele de limitare a presiunii se monteaza intotdeauna imediat dupa pompele volumice pentru protecția acestora și a intregului circuit.

Supape de reducere a presiunii (fig.10) se utilizeaza in scopul alimentarii dintr-un circuit principal de presiune variabila a unui circuit secundar la presiune constanta. Ele sunt supape normal deschise, cu comanda directa sau pilotata realizata din circuitul de ieșire, cu drenare d_x externa.

Fig.10. Supape de reducere a presiunii

Supape de comutație (fig.11) se utilizeaza in scopul comutarii circuitelor la o comanda externa, indeplinind funcții de comanda, ca și distribuitoarele hidraulice.

Dupa tipul comutarii pot fi:

supape de conectare: sunt supape normal inchise care la o comanda externa conecteaza circuitele;

supape de deconectare: sunt supape normal deschise care la o comanda exterioara deconecteaza circuitele.

Ambele tipuri pot fi cu comanda directa (a), sau cu comanda pilotata (b); cu sau fara supapa de sens.

Fig.11. Supape de comutație

Supapele de comutație sunt frecvent utilizate ca supape de succesiune a fazelor unui ciclu de lucru automat.

6. Divizoare de debit rezistive

Sunt aparate hidraulice (fig.12) realizate pe baza teoriei punților utilizate la imparțirea unui debit in doua debite care trebuie sa fie menținute intr-un raport constant, independent de variațiile de presiune .

In principiu ele sunt alcatuite din doua regulatoare de debit cuplate intre ele, devenind astfel interdependente.

Fig.12. Divizor de debit pe circuitele de refulare

7. Distribuitoare proporționale sau servovalve electrohidraulice

Sunt aparate hidraulice evoluate (fig.14) care cumuleaza funcția de comanda cu cea de reglare. In principiu ele sunt distribuitoare cu comanda pilotata electrohidraulica, comanda primara fiind realizata cu electromagneti  proporționali (care dezvolta o forța proportionala cu curentul de comanda) - diferențiali (care lucreaza in opoziție), permitand astfel reglarea continua a poziției sertarului și deci reglarea continua a debitului.

Fig.13. Simbol convențional servovalva

Fig.14. Servovalva electrohidraulica

Sugestii metodologice:

UNDE PREDAM?

Continutul poate fi predat in laborator sau intr-o sala cu videoproiector.

CUM PREDAM?

Se pot utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul, planse tematice, tipuri de distribuitoare și supape.

Se recomanda utilizarea fiselor de lucru pentru elevi pentru activitatile de fixare a noilor cunostinte.

Prezentarea conținuturilor se poate face prin expunere, conversatie euristica, problematizare, demonstrație, observatie dirijata etc.

Se recomanda efectuarea unei lucrari de laborator pentru cunoașterea principiului de funcționare a distribuitoarelor și supapelor.

ORGANIZAREA CLASEI:

Clasa poate fi organizata frontal sau pe grupe de 2 - 4 elevi, in functie de nivelul clasei.

EVALUAREA CUNOSTINTELOR:

Se realiza prin fise de evaluare individuala in care elevul sa recunoasca tipurile de distribuitoare, supape și modul lor de funcționare.