Principiile de functionare ale unui ulei hidraulic

Transmiterea puterii prin intermediul unui ulei hidraulic s-a extins foarte mult datorita unor avantaje:

  • rapiditate, elasticitate si precizie in actionare
  • multiplicarea larga a fortelor
  • greutate si gabarit redus al echipamentului
  • protejarea organelor actionate in conditii de suprasarcini
  • inertie scazuta in actionare

Fluidul hidraulic poate inmagazina, transmite sau ceda energia acumulata:

  • sub forma de presiune, in acest caz sistemele hidraulice purtand denumirea de hidrostatice
  • sub forma de energie cinetica, in acest caz sistemul hidraulic este considerat hidrodinamic sau hidrocinetic (convertizoare de cuplu etc.)

Sisteme hidraulice hidrostatice

Datorita faptului ca presiunea unui fluid supus comprimarii este aceeasi in toate directiile
(principiu enuntat de Pascal in secolul XVII), conform figurii 1, vom avea:

Schema de principiu a transmisiei hidrostatice

Ca urmare, cu o forta mai mica, F1, se poate transmite o forta mai mare, F2, cu atat mai crescuta cu cat raportul suprafetelor S2/S1 este mai mare (principiul presei hidraulice).

Tipuri de instalatii hidrostatice

Clasificarea acestor instalatii poate fi facuta, de exemplu, luand in considerare:

  • Domeniul de utilizare, cu aplicatiile prezentate in tabelul 1.
  • Modul de constructie, in:
    • Circuit deschis, alimentarea facandu-se cu pompa direct din rezervor.
    • Circuit inchis, fluidul revine in pompa de recirculare direct de la utilizatori, dupa incarcarea circuitului cu fluid din rezervor cu o alta pompa.

Tabelul 1. Cateva utilizari ale sistemelor hidrostatice

Utilaje fixeUtilaje mobile
Masini uneleMacarale
Prese : stantari, ambutisari, matritari, materiale plastice, cauciuc,etc..Tractoare si masini agricole
Constructii navaleElevatoare
Sisteme centralizatePlatforme rabatabile
 Buldozere, etc..

Componentele circuitelor hidrostatice

Pompe

Pompele utilizate in instalatiile hidrostatice sunt cele volumetrice, cu miscare rotativa sau alternativa, tipurile principale fiind prezentate in figura 2 iar caracteristicile tehnice in tabelul 2

Figura 2

figura 2 pompe volumetrice

Tabelul 2. Caracteristicile de operare ale pompelor

Tipul pompeiPresiunea max. (bar)Caracteristici
Angrenaje200Simplitate, robustete, economice, zgomotoase, debit fix
Palete200Silentioase, debit reglabil
Axiale:350Silentioase, compacte, randament ridicat
– in linie
– corp inclinat
400Silentioase, compacte, randament ridicat
Radiale700Moment ridicat, viteza redusa

Motoare hidraulice

Motoarele hidraulice (oscilante sau liniare) sunt similare, in ceea ce priveste constructia, tipurilor de pompe prezentate Spre deosebire de pompe, acestea convertesc energia hidrostatica in energie mecanica.

Utilizarea diferitelor tipuri de motoare hidraulice presupune luarea in considerare a caracteristicilor lor in ceea ce priveste randamentul, puterea maxima, modul de variatie al puterii cu turatia, etc.

Ventile

Sunt dispozitivele folosite pentru limitarea si reglarea presiunii, modificarea debitului, schimbarea sensului de circulatie, blocarea curgerii.

Actionarea ventilelor si distribuitoarelor se poate face in diverse moduri manual, mecanic, hidraulic, pneumatic, electric sau electromecanic

Acumulatori hidraulici

Sunt dispozitive care inmagazineaza un fluid sub presiune (de obicei gaz inert) pentru a absorbi variatiile bruste de presiune din sistem datorate unor cauze accidentale sau conditiilor de functionare (inchiderea brusca a unui ventil)

Rezervoare

Printre functiile rezervorului dintr-o instalatie hidrostatica, se pot enumera:

    • mentinerea unui nivel minim de ulei pentru asigurarea functionarii continue a pompei de actionare
    • racirea fluidului
    • separarea aerului inglobat
    • decantarea apei si a unei anumite cantitati de contaminanti

Sisteme de filtrare

Sistemul de filtrare are rolul de a asigura un nivel minim de contaminare pentru fluidul hidraulic. Nivelul de contaminare este definit prin numarul de particule solide, cu o gama anumita de dimensiuni, care se afla in unitatea de volum de fluid (ISO 4406).

Provenienta contaminantilor

Prezenta contaminantilor solizi se poate datora:

    • contaminarii in timpul operatiunilor de montaj
    • contaminarii, in anumite circumstante, cu diverse produse din mediul ambiant
    • particulelor rezultate in urma uzurii suprafetelor in frecare

Influenta particulelor contaminante dure.Particulele solide interactionează cu elementele în mișcare ale circuitului hidrostatic în mod diferit, funcție de dimensiunile lor și ale jocului dintre suprafețele în frecare.

    • Particulele cu dimensiuni mai mari decât jocurile pot bloca mișcarea reciprocă a diverselor componente (paletele pompelor, de exemplu), conducând la apariția uzurilor catastrofale (distrugerea componentelor).
    • Particulele cu dimensiuni apropiate de acelea ale jocurilor provoacă uzuri abrazive. Apar astfel noi particule dure care provoacă degradarea în continuare a suprafețelor în mișcare.
    • Particulele cu dimensiuni mai reduse decât ale jocurilor, antrenate de fluidul în mișcare, provoacă uzura de eroziune a suprafețelor metalice cu care vin în contact.

De menționat că în sistemele hidrostatice, 98% dintre particulele solide au dimensiunile corespunzătoare tipurilor B și C.

Neajunsuri in exploatare.In raport cu dimensiunile lor, particulele contaminante pot provoca:

    • uzuri catastrofale, care au drept urmari necesitatea inlocuirii unor echipamente, cresterea costurilor de intretinere, pierderi de productie etc.
    • scaderea eficientei instalatiei
    • cresteri locale de temperatura care conduc la degradarea uleiului

Metode de indepartare a contaminantilor.Principalele metode de separare a particulelor dure constau in:

    • decantarea statica a particulelor cu densitati mai mari decat ale fluidelor hidraulice
    • separarea magnetica a particulelor paramagnetice
    • filtrare mecanica
    • centrifugare (in anumite cazuri)

Schimbarea de temperatura

In timpul functionarii instalatiei hidrostatice se degaja caldura datorita frecarilor intre suprafetele in miscare relativa si deplasarii fluidului la presiuni ridicate. In cazul in care cantitatea de caldura transferata mediului, de elementele sistemului hidraulic (conducte), nu asigura mentinerea uleiului la o anumita temperatura maxima, devine necesara utilizarea schimbatorului de caldura.

Ca mediu de racire se poate utiliza apa sau aerul. In cazurile in care este necesara mentinerea unui ulei hidraulic la o temperatura cat mai constanta posibil, se folosesc sisteme de termostatare.

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Shopping Cart
Scroll to Top