Proiectarea si asamblarea cilindrului hidraulic Aspecte teoretice Cilindri hidraulici, cunoscuţi şi sub denumirea de motoare hidraulice liniare sau cilindri de forţă, sunt elemente cu rol de execuţie. Ei realizează conversia energetică inversă: din energie hidrostatică în energie mecanică, caracterizată de doi parametri, forţă şi viteză. Aceste motoare au o largă răspândire datorită simplităţii constructive şi a posibilităţii de realizare a unor forţe mari şi foarte mari de acţionare. Datorită marii diversităţi de motoare hidrostatice rectilinii, clasificarea acestora trebuie făcută din mai multe puncte de vedere, astfel: 1. Din punctul de vedere al modului în care agentul motor acţionează pe feţele pistonului, se disting: - cilindri cu simplu efect (figura 5.1. j); - cilindri cu dublu efect (figura 5.1. a, b, c, d). 2. Din punctul de vedere al mobilităţii elementelor ele pot fi: - cu cilindru fix şi piston mobil (figura 5.1. a, c, e, g, l, j, k); - cu cilindru mobil şi piston fix (figura 5.1. b, d, f, h). 3. Din punct de vedere al raportului dintre diametrul tijei şi al pistonului: - cu diametrul pistonului mai mare decât diametrul tijei (figura 5.1.a,b,c, d, g);
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Proiectarea si asamblarea cilindrului hidraulic
Aspecte teoretice
Cilindri hidraulici, cunoscuţi şi sub denumirea de motoare hidraulice liniare sau cilindri de forţă, sunt elemente cu rol de execuţie. Ei realizează conversia energetică inversă: din energie hidrostatică în energie mecanică, caracterizată de doi parametri, forţă şi viteză.
Aceste motoare au o largă răspândire datorită simplităţii constructive şi a posibilităţii de realizare a unor forţe mari şi foarte mari de acţionare.
Datorită marii diversităţi de motoare hidrostatice rectilinii, clasificarea acestora trebuie făcută din mai multe puncte de vedere, astfel:
1. Din punctul de vedere al modului în care agentul motor acţionează pe feţele pistonului, se disting:
- cilindri cu simplu efect (figura 5.1. j);
- cilindri cu dublu efect (figura 5.1. a, b, c, d).
2. Din punctul de vedere al mobilităţii elementelor ele pot fi:
- cu cilindru fix şi piston mobil (figura 5.1. a, c, e, g, l, j, k);
- cu cilindru mobil şi piston fix (figura 5.1. b, d, f, h).
3. Din punct de vedere al raportului dintre diametrul tijei şi al pistonului:
- cu diametrul pistonului mai mare decât diametrul tijei (figura 5.1.a,b,c, d, g);
- cu diametrul tijei egal cu diametrul pistonului, numite şi pistoane plonjoare (figura 5.1. e, f).
4. Din punct de vedere al numărului de motoare ce acţionează acelaşi organ de lucru:
- hidromotoare singulare (figura 5.1. a, b, c, d, h);
- hidromotoare multiple, care pot fi cuplate în serie (figura 5.1. h, i, k) sau în paralel (figura 5.1. e, f, g).
Cilindri de forţă se leagă în serie sau în paralel pentru a mări forţa de acţionare sau cursele de deplasare ale organului acţionat.
Figura 5.1. Tipuri de cilindri hidraulici
Soluţiile de instalare mecanică pentru cilindri hidraulici sunt variate, depinzând de rolul funcţional în ansamblul din care aceştia fac parte. Ei pot fi legaţi de organele pe care le acţionează sau de batiu prin:
-capete filetate (figura 5.2. a);
-capete cu ocheţi (figura 2. b şi c);
-suport de legătură (figura 5.2. e);
-flanşe (figura 5.2. g);
-articulaţii pe corpul motorului (figura 5.2. d).
Figura 5.2. Instalarea mecanică a cilindrilor hidraulici
Cilindrul hidraulic cuprinde un asamblu de componente (fig. 2.3), o parte dintre ele
realizate în cadrul firmei, iar restul achiziţionate de la furnizorii din străinătate:
1) cămaşa cilindrului, realizată dintr-o ţeavă honuită Ø 25/ Ø 35, cu rolul de a proteja întreg
ansamblul ;
2) tija unilaterală, prelucrată dintr-o bară cromată Ø 12, reprezintă elementul central al
cilindrului hidraulic, deoarece aceasta realizează deplasarea obiectelor ;
3) bucşa de închidere ajută la etanşarea cilindrului şi la închiderea acestuia;
4) ochet cu filet interior M10 şi ochet cu filet exterior M10 pentru prinderea laterală;
5) piuliţe M10 şi lungime 6 mm cu rol de fixare a ocheţilor pe cămaşa cilindrului, asigurându-se
o rigiditate mai mare ansamblului;
6) cap piston se deplasează o dată cu tija asigurând o etanşare continuă în timpul lucrului
cilindrului;
Soluţiile de instalare hidraulică ale cilindrilor sunt în funcţie de numărul cilindrilor ce se alimentează. Astfel, se disting:
1. Alimentare individuală a cilindrului (figura 5.3.) cu mai multe variante:
Figura 5.3. Soluţii de instalare hidraulică a cilindrilor de forţă
a. Cilindrul alimentat de la pompă printr-un distribuitor cu două poziţii (figura 5.3. a). Soluţia nu permite pistonului să staţioneze decât la capătul de cursă, în poziţiile extreme.
b. Cilindrul este alimentat de la pompă printr-un distribuitor cu trei poziţii (figura 5.3. b). Soluţia permite blocarea pistonului în orice poziţie, pe toată lungimea cursei.
c. Cilindrul este alimentat de la pompă printr-un distribuitor cu trei poziţii şi două supape antişoc (4 şi 5), figura 5.3. c. Supapele montate între camerele cilindrului evită crearea suprapresiunii în conductele de legătură dintre distribuitor şi cilindru. Suprapresiunea se poate datora unor forţe externe care continuă să acţioneze în momentul opririi bruşte a pistonului. La
depăşirea presiunii într-una din camerele cilindrului, supapa se deschide spre cealaltă cameră, în care există tendinţa inversă, de vidare.
d. Pistonul cilindrului poate fi deplasat mecanic (figura 5.3. d), într-un sens sau altul, prin intermediul tijei, în momentul când distribuitorul (7) este în poziţie mediană. În această poziţie, ambele camere ale cilindrului comunică cu rezervorul.
e. Soluţia permite mărirea vitezei pistonului prin recircularea lichidului de la camera mică a cilindrului spre camera mare, lucru posibil datorită distribuitorului (8) cu patru poziţii (figura 5.3. e).
2. Alimentarea mai multor cilindri de la o singură pompă (figura 5.4.) cu mai multe variante:
Figura 5.4. Alimentarea mai multor cilindri de la o pompă
a. Soluţia este denumită „legare în paralel” (figura 5.4. a). Ea oferă posibilitatea acţionării simultane a doi sau mai mulţi cilindri prin comenzi aferente date de distribuitoare. În acest caz, în condiţiile unei comenzi simultane, cilindri vor acţiona în ordinea descrescătoare a presiunilor de lucru.
b. Soluţia este denumită „legare în serie” (figura 5.4. b). Este cazul unui multiplu de cilindri în care primul este alimentat de pompă iar următorii de către cilindrul imediat anterior. Soluţia oferă posibilitatea deplasării sincrone a cilindrilor cu viteze ce variază în funcţie de caracteristicile lor dimensionale.
1.3 Desfăşurarea lucrării
Se va proiecta un cilindru hidraulic care trebuie să dezvolte la tijă o forţă de împingere Fi=200 daN, să împingă obiectul acţionat cu o viteză de lucru vi=0,5 m/min pe o distanţă c=300 mm şi să se retragă cu o viteză vt=2m/min. Presiunea dezvoltată de pompă 454s186e este p=3 MPa. Schema de funcţionare este dată în figura 5.5.