Schema de acționare hidraulica

Schema de acționare hidraulica

Elementele de actionare hidraulica (fig.1) folosesc ca agent motor lichide sub presiune,de obicei uleiuri minerale si sunt utilizate cand sunt necesare forte si viteze mari.

Actionarile hidraulice au fost primele mecanisme din tehnica reglarii automate destinate reglarii proceselor, prin dezvoltarea sistemelor electrice de reglare, folosirea elementelor hidraulice a scazut datorita neajunsurilor elementelor hidraulice (lipsa posibilitatii de comanda la distanta, necesitatea etansarii ingrijite a corpurilor si conductelor, dependenta caracteristicilor de variatiile de temperatura ale mediului ambiant si necesitatea unei surse hidraulice).

In ultimul timp, elementele hidraulice cunosc o larga raspandire, intrucat prezinta unele avantaje fata de cele electrice, de exemplu: banda mare de trecere (frecvente ridicate de lucru), raport putere/gabarit maxim, lipsa in majoritatea cazurilor a unui reductor de iesire si varietatea mare a formelor de miscare a axului de iesire (rotativ, oscilant, liniar).

1. Simboluri și semne convenționale

Limbajul tehnic presupune si utilizarea, de comun acord, conform unor standarde internationale, a unor simboluri care sa permita reprezentarea si identificarea usoara a aparatelor si componentelor hidraulice atat ca elemente singulare, cat si inglobate in sisteme (circuite).

Simbolurile hidraulice trebuie sa ofere informatii privind: functia (functiile) aparatului, notarea conexiunilor, tipul comenzii, parametrii admisibili ai agentului de comanda si de lucru.

Tabel cu simboluri și semne convenționale

Sugestii metodologice: Semnele convenționale pentru distribuitoare, supape, drosele, transmisia energiei și instrumente de masura se gasesc in tabelul de semene convenționale de la fișa suport 1.7.

2. Notarea aparatelor hidraulice in circuite

Notarea elementelor in circuite utilizand cifre se poate face utilizand urmatoarea conventie: toate elementele care concura la functionarea unui element de executie care apartin aceleiasi grupe poarta un numar.

Separat de acest numar printr-un punct, urmeaza numarul de ordine al aparatului la care se face referire.

Clasificarea grupelor:

- toate elementele ce apartin alimentarii cu energie;

1, 2, 3, . . - notarea lanturilor de comanda (a grupelor) pentru fiecare element de executie din schema.

Semnificatia cifrei care urmeaza punctului:

- element de executie;

- elemente de comanda finala;

2, .4, (numere pare) - toate elementele care influenteaza cursa de avans a elementului de executie;

3, .5, (numere impare) - toate elementele care influenteaza cursa de revenire a elementului de executie;

01, .02, . . - elementele de reglare aflate intre elementele de executie si cele de comanda finala.

Notarea aparatelor in circuite utilizand litere:

Acest mod de notare nu asociaza aparatele unei grupe ce poarta numarul elementului de executie actionat, ci aloca respectivului element de executie elemente de semnalizare pe care acesta le actioneaza:

A, B, C, . .. elemente de executie;

a₀, b₀, c₀, . .. elemente de semnalizare actionate de cilindrii A, B, C la capat de cursa pe retragere;

a₁, b₁, c₁, . .. elemente de semnalizare actionate de cilindrii A, B, C la capat de cursa pe avans.

3. Elementele de legatura

Asigura curgerea lichidului intre aparatele, mașinile hidraulice din instalatie si pot fi:

conducte metalice rigide, din țeava trasa (rugozitate interioara mica) din oțel, alama sau cupru; au rigiditate mare, sunt ieftine, și se folosesc pentru transmiterea lichidului la distanta, intre elemente fixe.

Pentru legaturi la distanta variabila se pot folosi conducte rigide articulate plan sau spațial;

conducte flexibile (furtunuri) din cauciuc sau mase plastice, cu unul sau mai multe straturi de inserție, textila sau metalica, in funcție de presiune, folosite pentru legaturi la distanțe mici intre elemente mobile.

4. Elementele de racordare

Asigura racordarea elementelor de legatura intre ele si a acestora cu aparatele hidraulice.

Se folosesc in urmatoarele scopuri:

pentru racordarea conductelor rigide: nipluri,  reducții, coturi, teuri, etc;

pentru racordarea conductelor flexibile; racorduri cu schimbare rapida (pentru standurile de proba).

5. Ciclograma de mișcare

Pentru realizarea unor functii de lucru in cadrul unor instalatii, se utilizeaza in multe aplicatii, elemente de lucru de tipul motoarelor hidraulice liniare, actionarea hidraulica prezentand multiple avantaje. Modul de alegere a motoarelor de lucru tine cont de fortele pe care trebuie sa le dezvolte, dar si de vitezele pe care trebuie sa le realizeze.

Ordinea de intrare in functiune a motoarelor este dictata de cerintele instalatiei tehnologice din care acestea fac parte. Pentru evidentierea modului de lucru fiecare motor este notat cu o litera mare urmata de cifrele 1 sau 0, dupa cum motorul este in pozitia avansata sau retrasa. Astfel, vom putea avea un ciclu de functionare a unei instalatii cu doua motoare liniare, de forma A1B1A0B0 sau A1A0B1B0, sau A1B1A0B0 (motorul A si B se retrag simultan) etc.

Pentru a se asigura functionarea instalatiei tehnologice, este absolut necesar ca fiecare motor sa intre in functiune doar dupa ce motorul sau secventa precedenta a fost realizata. Nerealizarea unei secvente a ciclului de functionare atrage dupa sine oprirea instalatiei. De aceea, pentru a se putea asigura o functionare sigura, fiecare pozitie a motoarelor de lucru va fi confirmata de un senzor. Senzorul se monteaza la fiecare capat al cursei motorului liniar si prin actionarea lui de catre o cama montata pe elementul mobil transportat de motor, va inchide un circuit electric care va confirma de fapt pozitia respectiva a motorului si va initia efectuarea secventei urmatoare.

Pentru o mai buna intelegere a ciclului de lucru a motoarelor se va realiza si ciclograma de functionare a instalatiei (fig.2). Aceasta este o reprezentare grafica a ciclului de lucru a instalatiei, fiecare motor liniar va putea ocupa una din cele doua stari 0 sau 1, adica retras sau avansat, lucru ce se va marca grafic prin linii. Pentru exemplificare, in figura 1 sunt prezentate ciclogramele pentru doua cicluri de lucru.

Fig.2. Ciclograma

Pentru realizarea unei secvente de functionare a unui motor hidraulic liniar, se folosesc comenzile elctrohidraulice. Astfel, pentru motorul liniar cu simplu efect se utilizeaza distribuitorul monostabil (cu pozitie preferentiala) 3/2 iar pentru motorul liniar cu dublu efect, distribuitorul bistabil (cu pozitie memorata) 4/2 sau 5/2. Comanda distribuitoarelor se face pe cale electromagnetica, prin solenoizi alimentati la 24 V c.c. Unii producatori de echipamente hidraulice realizeaza distribuitoare alimentate la 24 V c.a sau chiar la 110 V c.a.

a b c

Fig.3. Comanda motoarelor liniare

a - motor cu simpla actiune si distribuitor 3/2;

b - motor cu dubla actiune si distribuitor 5/2 monostabil;

c - motor cu dubla actiune si distribuitor bistabil.

Motorul cu simpla actiune se va alimenta printr-un distribuitor 3/2 normal inchis (fig.3.a). Prin alimentarea solenoidului distribuitorului acesta va trece pe pozitia deschis, permitand fluidului de la retea sa alimenteze partea stanga a pistonului motorului hidraulic ceea ce va conduce la realizarea miscarii de avans a pistonului. La intreruperea alimentarii cu curent electric a solenoidului, distribuitorul va revenii pe pozitia initiala, arcul readucand motorul in pozitia retras. In mod similar se intampla lucrurile si cu motorul cu dubla actiune (fig.3.b) cu deosebirea ca readucerea motorului in pozitia retras este realizata de alimentarea cu fluid a camerei din dreapta pistonului. Motorul cu dubla actiune din figura 3.c este alimentat printr-un distribuitor cu memorie (bistabil) ceea ce face ca readucerea motorului la pozitia initiala sa se faca doar prin oprirea alimentarii solenoidului din stanga si alimentarea solenoidului din dreapta distribuitorului.

Alimentarea solenoidului distribuitorului se poate face direct prin legarea in serie cu un intrerupator (fig.4.a), dar in acest caz contactele intrerupatorului vor fi supuse la curentul de alimentare. Actionarea intrerupatorului S₁ curentul electric va strabate solenoidul Y₁ al distribuitorului ceea ce va avea ca efect comutarea lui si alimentarea motorului liniar in partea stranga a pistonului, realizandu-se astfel miscarea de avans. Motorul va continua deplasarea pana la capatul cursei unde se va opri asteptand o noua comanda. Prin deschiderea contactului intrerupatorului se opreste alimentarea solenoidului astfel incat distribuitorul sub actiunea arcului propriu va comuta revenind pe pozitia initiala, permitand astfel motorului sa se retraga.

Pentru a se putea realiza scheme de automatizare alimentarea solenoidului unui distribuitor se face prin intermediul unui releu electromagnetic de comutatie. Acesta are un numar de contacte normal deschise si acelasi numar de contacte normal inchise, iar prin alimentarea cu curent continuu a bobinei interne se realizeaza comutarea, adica dezactivarea contactelor normal inchise si activarea celor normal deschise. Aceasta noua pozitie a releului se mentine atat timp cat se mentine alimentarea cu curent a bobinei.

Utilizarea releelor de comutatie permite actionarea mai multor consumatori mari de curent, lucru specific schemelor de automatizare. Pentru exemplul de mai sus acelasi efect se poate obtine si prin utilizarea unui releu de comutatie (fig.4.b).

Fig.4. Comanda distribuitorului

a - comanda directa; b - comanda prin releu de comutatie.

Astfel, prin inchiderea contactului intrerupatorului S₁ se alimenteaza bobina releului K₁ iar acesta va comuta inchizand contactul normal deschis K₁ inseriat cu solenoidul Y₁ al distribuitorului. Pentru ca avansul motorului sa nu depinda de mentinerea comenzii prin apasarea butonului intrerupatorului S₁ se poate recurge la o schema de automentinere prin legarea in paralel a bobinei releului cu unul din contacte lui normal deschise (fig.5).

Fig.5. Automentinerea OFF (oprire) a releului de comutatie

Exemplu se considera doua motoare liniare notate A si B care vor functiona in ordinea A1 B1 A0 B0 (fig.6).

Fig.6. Ciclu de lucru cu doua motoare liniare

Pozitiile extreme ale celor doua motoare sunt confirmate de senzorii de pozitie notati cu S₁S₄. Solenoizii care asigura comutarea distribuitoarelor bistabile sunt notati conform functiilor pe care le indeplinesc (comanda avansul sau retragerea motoarelor) cu litere mici (a₀ , a₁ , b₀ , b₁ ). Dupa cum se poate remarca, ultima secventa a ciclului (B0) va fi sesizata de senzorul S₃ ceea ce face ca intreaga schema de automatizare sa fie pornita prin acest senzor de pozitie. Schema de automatizare este prezentata in figura 7.

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.

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.

ORGANIZAREA CLASEI:

Clasa poate fi organizata frontal sau pe grupe de 4 - 6 elevi, in functie de nivelul clasei.

EVALUAREA CUNOSTINTELOR:

Evaluarea se poate realiza prin fise de evaluare individuale in care elevul sa recunoasca semnele și simbolurile specifice elementelor hidraulice și sa poata realiza diferite ciclograme de mișcare sau simulari pe PC-uri.