Modernizare presă hidraulică PH80-ELT [304622]

UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU

FACULTATEA DE INGINERIE

MAȘINI ȘI ECHIPAMENTE INDUSTRIALE

LUCRARE DE LICENȚĂ

Coordonator științific: Absolvent: [anonimizat]

2018

UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” DIN SIBIU

FACULTATEA DE INGINERIE

MAȘINI ȘI ECHIPAMENTE INDUSTRIALE

Modernizare presă hidraulică PH80-ELT

Sibiu

2018

REZUMAT ROMÂNĂ

1.Introducere

Am ales ca temă ,,Modernizarea unei prese hidraulice PH 80-ELT” deoarece aceasta temă a [anonimizat] o mare parte din problemele din industrie în care alte echipamente nu au reușit să le înlocuiască.

Scopul acestei lucrări este de a prezenta simplitatea și eficența preselor hidraulice dar și modul lor de utilizare. Principalele elemente modernizate la presa PH 80-ELT au avut loc pe partea hidraulică cât și pe partea elctrică dar au fost aduse și îmbunatățiri cu scopul de a reduce costurile de întreținere cât și pentru asigurarea protecției operatorului.

Presele hidraulice sunt mașini de prelucrat. [anonimizat], se transformă în energie de mișcare a organului de lucru ( lucru mecanic) al receptorului (cilindru hidraulic).

Presele hidraulice se construiesc pentru forțe mari începând de la 2* la 15* [anonimizat], [anonimizat], care se cunosc la ora actuală.

[anonimizat] a berbecului este produsă da acționarea fluidului aflat sub presiune. Pentru a crea această presiune se folosesc însă diferite mijloace: [anonimizat].

Presele hidraulice au o [anonimizat], [anonimizat].

Avantajele acestor mașini în comparație cu ciocanele sunt:

– dezvoltă forțe mari de presare și fac deformarea materialului în profunzime;

– forțele dezvoltate nu sunt în funcție de înălțimea piesei de forjat ;

– nu au pierderi de energie mari în batiu sau fundație (ca la ciocane);

– permit importante acumulări de energie;

Principalul dezavantaj al acestor mașini este viteza relativ mică de deplasare a [anonimizat]. Un dezavantaj este și faptul ca lucrează cu presiuni de lucru mari (300 kgf/ la presele curente și chiar 1000 kgf/ la presele mari) ceea ce duce la unele inconveniente privind protecția muncii.

Instalațiile preselor hidraulice sunt însă mai complicate și deci mai costisitoare dacât ale celorlalte prese. Opririle din funcționare și stricăciunile preselor hidraulice pot influența serios producția uzinelor. Întreținerea și exploatarea atentă a preselor, revizia periodică a [anonimizat], [anonimizat] a preselor hidraulice.

[anonimizat] 4 capitole după cum urmează:

Capitolul 1 – În acest copitol am abordat partea de introducere în domeniu preselor hidraulice cât și un scurt istoric al hidraulicii și al acționărilor hidraulice precum și domeniu de utilizare a acționărilor hidraulice.

Capitolul 2 – Cuprinde mai multe teme: începând de la introducere în teoria și practica acționărilor hidraulice, tendințe în domeniul acționărilor hidraulice, tipuri de transmisii hidraulice, structura și rolul sistemelor de acționare hidraulică și sistemele de acționare hidrostatice: aparate hidraulice și elemente componente.

Capitolul 3 – În capitolul acesta am abordat partea de: proiectare hidraulică, partea de calcul, aparatajul și descrierea acestuia, aparatajul electric, caractersiticile tehnice principale, ciclul de lucru, construcția, descrierea si funcționarea principalelor elemente ale presei, punerea in funcțiune și utilizarea a presei hidraulice.

Capitolul 4 –Concluzii – acest capitol se referă la importanța subiectului dezbătut și reprezintă o sinteză la tot ce am scris. Pe lângă aceste patru capitole, se află bineînțeles Introducerea, Bibliografia și Anexele.

REZUMAT ENGLEZĂ

I chose this theme, "Upgrading a PH 80-ELT Hydraulic Press" because this was the first work I took part in the company I am working for and I was amazed by how such hydraulic forces can be achieved by hydraulic drives and the ease with which presses manage to solve many of the industry's problems where other equipments have failed to replace them.

The purpose of this paper is to present the simplicity and effectiveness of hydraulic presses and their use. The upgrade of the main elements of the PH 80-ELT press took place both on the hydraulic and the electric side but improvements were also made to reduce production costs and to ensure operator protection.

Hydraulic presses are processing machines in which the hydraulic energy, produced by the transformation of the mechanical energy into the generator system, turns into the motion energy of the working organ (the mechanical work) of the receiver (hydraulic cylinder).

Hydraulic presses are built for large forces starting from 2 * to 15 * KN and even more, as required, being the strongest forging and die-cutting machines currently known. Whatever the type of hydraulic press, the ram pressing force is produced by actuating the pressurized fluid. In order to create this pressure, however, different means are used: water pump batteries, pressurized steam baths.

Hydraulic presses are of great importance in the heavy industry, either because they allow the forging of ingots to the required shapes and sizes, or because by using molds, they can make parts of different shapes and sizes.

The advantages of these machines compared to hammers are:

– they develop large pressing forces and deform the material in depth;

– the developed forces do not depend on the height of the workpiece;

– do not have high energy losses in the base or foundation (as hammers);

– allow significant energy storage;

The main disadvantage of these machines is the relatively slow travel of the mobile crossbeam, so the small number of races per minute. A disadvantage is also the fact that they work with high working pressures (300 kgf / at current presses and even 1000 kgf / / at large presses) which leads to some inconveniences in the field of labor protection.

Hydraulic press installations are, however, more complicated and therefore more expensive than the ones of other presses. Operation stops and the damages of the hydraulic presses can seriously affect plant production. The careful maintenance and operation of the presses, their periodic review and, in general, professional conscientiousness, are factors that ensure the smooth operation of the hydraulic presses.

Regarding the structure of the present paper, it is divided into 4 chapters as follows:

Chapter 1 – In this chapter I have approached the introduction in the field of hydraulic presses and a brief history of hydraulic and hydraulic drives as well as a field of use for hydraulic drives.

Chapter 2 – Contains several themes: starting with the introduction to the theory and practice of hydraulic drives, trends in hydraulic drives, types of hydraulic transmissions, the structure and role of hydraulic drive systems and hydrostatic drive systems: hydraulic devices and components.

Chapter 3 – In this chapter, I approached the part of: hydraulic design, calculation, the equipment and its description, electrical equipment, main technical characteristics, working cycle, construction, description and operation of the main elements of the press, commissioning and use of hydraulic press.

Chapter 4 – Conclusions – this chapter refers to the importance of the subject being discussed and it is a synthesis of everything I have written. Beside these four chapters, there is of course an Introduction, a Bibliography, and Appendices.

Capitolul 1

1.1 Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al preselor hidraulice se bazează pe legea lui Pascal și constă în generarea unor forte mari cu ajutorul presiunilor ridicate ale mediilor lichide de acționare. La presele hidraulice, transmiterea puterii se face cu ajutorul unui lichid. Se menționează că organele rigide ca cele de mai sus pot transmite numai forțe, din a căror deplasare rezultă puterea; lichidele pot transmite numai presiuni.

Transmiterea presiunii cu ajutorul lichidelor se bazează pe două însușiri principale ale acestora:

– la presiunile folosite în practică lichidele sunt ca și incompresibile, adică volumul lor nu se micșorează simțitor chiar și la presiuni de sute de atmosfere.

– dacă avem un recipient închis, ermetic, plin cu lichid, și dacă se exercită asupra lichidului o presiune oarecare într-un punct al lui, presiunea astfel creată se transmite în tot cuprinsul lichidului în toate direcțiile, deci și asupra pereților vaselor.

Clasificare:

Presele hidraulice se clasifică în principal după trei criterii și anume:

a. După modul de acționare;

b. După mediul hidraulic utilizat;

c. După numărul generatoarelor și receptoarelor folosite.

1.2. Scurt istoric al hidraulicii și al acționărilor hidraulice

Acționările fluidice s-au dezvoltat împreună cu civilizația. Mișcările naturale ale aerului și apei au fost, probabil, primele surse de putere utilizate de primii oameni. Unii cercetători afirmă că ambarcațiunile cu pânze ar putea fi printre primele utilizări concrete ale mișcării naturale ale aerului, utilizări care ar fi condus în final la apariția morilor de vânt și a morilor de apă.

Primele cunoștințe de hidraulică datează din vremuri străvechi și sunt atestate de existența unor baraje, apeducte, diguri de protecție împotriva inundațiilor, canalizări, băi publice, care au fost construite începând din mileniul 3 î.e.n. în Asia Mică, India, Egipt, China, iar mai apoi în Grecia și Roma Antică. Aceste realizări, asociate cu cele din domeniul navigației, conferă hidraulicii, în această lungă perioadă, un caracter predominant experimental.

Cu toate că realizările din domeniul hidraulicii nu au beneficiat la început de documente scrise care să clarifice principiile ce guvernează transmiterea energiei prin fluide sau comportamentul curgerii fluidelor, totuși descoperirile arheologice au scos la iveală un lucru absolut remarcabil. Primul sistem automat realizat de oameni a fost un sistem hidraulic, și anume ceasul cu apă. Mult mai târziu, datorită progreselor remarcabile realizate în construcțiile ulterioare ale ceasurilor cu apă, istoria consemnează un alt eveniment deosebit: primul sistem considerat a fi părintele sistemelor automate programabile are la bază tot un sistem hidraulic.

Oricât ar părea de ciudat, ceasul cu apă1 este o invenție de la începuturile civilizației umane și un obiect foarte căutat și apreciat și astăzi, pentru că intră în categoria tehnologiei ecologice.

Primele instrumente de măsurare a timpului au apărut în urmă cu aproximativ 6000 de ani, în Babilonul Antic, și erau niște cadrane solare, care indicau ora din timpul zilei în funcție de umbra unei săgeți de bronz, proiectată pe un cadran rotund, din piatră. Pentru măsurarea timpului nocturn, se foloseau cadrane lunare sau stelare, ora determinându-se prin observarea stelelor fixe.

O mie de ani mai târziu (deși nu se știe cu certitudine data apariției lui), ceasul cu apă s-a dovedit a fi mult mai exact. Numit și clepsidră (din grecescul “klepsydra” – “kleptein”, “a scăpa, a se goli” și “hydor”/”hydatos”- “apă”), este, probabil, cel mai vechi instrument de măsurare a timpului independent de astronomie, și apariția lui se leagă de civilizația babiloniană, precum și de cea egipteană. Principiul de funcționare a ceasului cu apă era destul de simplu, bazându-se pe scurgerea continuă, printr-un orificiu, a unei cantități constante de apă, dintr-un rezervor în altul (gradat), în care se afla un indicator, căruia i se imprima o mișcare uniformă indicând, în felul acesta, orele. Cea mai veche clepsidră (ceas cu apă), care s-a păstrat, a fost descoperită la Karnak, în 1904. Aceasta datează din mileniul al II-lea î.Hr. și se află expusă la Muzeul Civilizației Egiptene din Cairo (fig. 2). Clepsidra este formată dintr-un vas conic, prevăzut, la bază, cu un orificiu pentru scurgerea apei. Un astfel de ceas putea avea o abatere de maximum 5-10 minute pe o perioadă de o zi.

Figura 1. Ceasul cu apă descoperit la Karnak;

a-imagine de ansamblu, b-funcționare, c-schemă de principiu.

Grecii și romanii au adăugat ceasurilor cu apă, pe care și ei le foloseau, diverse angrenaje, care au dat mecanismelor mai multă precizie. Aceste invenții s-au amplificat și transmis, în diferite zone ale Europei, prin Bizanț, în timp ce în Asia se făceau, de asemenea, progrese semnificative. Ceasurilor cu apă li sau adăugat “clichete”, niște pârghii atașate unor rotițe care se mișcau numai până la un punct, producând un fel de “tic-tac”

Figura 2: Modele de ceasuri cu apă modernizate

Ctesibius poate fi considerat, prin invențiile adăugate ceasului cu apă, părintele automaticii. Acesta a găsit o rezolvare ingenioasă pentru a avea un nivel constant al apei introducând un plutitor cu supapă (fig. 4)3. În plus el a adăugat sistemului o serie de dispozitive și angrenaje care permiteau reglarea ceasului pentru compensarea diferențelor între mărimea zilelor pe parcursul unui an, respectiv pentru indicarea zilelor și lunilor din an. Toate modificările aduse ceasului cu apă de Ctesibius au condus la obținerea unui automat care avea o funcționare destul de precisă și care permitea reglaje destul de precise, impuse de necesitatea indicării corecte a timpului pe perioade nelimitate.

Figura 3: Ceasul cu apă a lui Ctesibius

Bazele științifice ale dinamicii fluidelor perfecte incompresibile sunt puse în secolul al XVIII-lea de către matematicianul elvețian Leonhard Euler (1707…1783) și fizicianul elvețian de origine belgiană Daniel Bernoulli (1700…1782).

Leonhard Euler și-a desfășurat activitatea la Sankt Petersburg, unde a funcționat ca profesor la invitația țarului Petru Cel Mare (1682…1725) și a avut realizări științifice remarcabile în matematică, mecanică și fizică, care au fost concretizate în domeniul hidraulicii prin stabilirea ecuațiilor fundamentale ale staticii și dinamicii fluidelor perfecte, demonstrarea ecuației de continuitate și formularea teoremei impulsului, pe care a aplicat-o roților hidraulice, creând teoria turbinelor.

Daniel Bernoulli a publicat, în anul 1738, primul tratat de hidraulică și a stabilit ecuația energiei pentru un fluid în mișcare staționară, cunoscută sub numele de ecuația lui Bernoulli.

Figura 4 Presa hidraulică una dintre cele mai importante

realizări ale inginerie hidraulice a cărei funcționare se bazează pe principiul lui Pascal

1.3. Domenii de utilizare ale acționărilor hidraulice

Sistemele de acționare hidraulică au un vast domeniu de aplicabilitate. Apa fiind un element indispensabil vieții, primele așezări omenești au fost condiționate de prezența ei. În timp au apărut primele lucrări hidrotehnice: diguri, stăvilare, apeducte, sisteme de irigații. Mai târziu rezervele mari de apă strânse în lacurile de acumulare au putut fi utilizate după dorință pentru irigații, navigație, pentru scopuri industriale sau energetice.

Domeniul de aplicabilitate al hidraulicii s-a extins considerabil. La ora actuală nu există nici o ramură a tehnicii unde să nu își găsească aplicabilitatea.

Aria de dezvoltare a echipamentelor și sistemelor de acționare și automatizare hidraulice este practic nelimitată. Astăzi nu se mai concepe proces sau utilaj tehnologic fără înglobarea în construcția acestuia a unui sistem de acționare sau automatizare hidraulică.

Viitorul tehnicii acționărilor cu fluide se poate anticipa simplu: în orice domeniu unde este necesară transmiterea de forțe sau de momente prin mișcări de translație sau de rotație se vor găsi mereu aplicații și soluții de acționare hidraulică sau pneumatică.

Menținerea și creșterea competitivității acestora în raport cu celelalte tipuri de acționări se poate obține numai prin inovare și dezvoltare permanentă. Parametrii funcționali ai componentelor sistemelor de acționare hidraulică au fost îmbunătățiți mereu în ultimele decenii.

Turațiile și presiunile de lucru au crescut, masa și volumul componentelor au fost reduse, precizia și calitățile dinamice au crescut. Progresele tehnice au fost realizate prin: soluții constructive noi, introducerea de senzori electrici sau electronici, cartele electronice de reglare, convertoare electromecanice de ultimă tehnologie, utilizarea de materiale sintetice și ceramice, precizie de prelucrare mărita și îmbunătățirea performanțelor funcționale ale mediului fluid prin mărirea duratei de exploatare la temperaturi ridicate.

În etapa actuală, sistemele de acționare hidraulică sunt încorporate în sistemul de acționare sau comandă a mașinilor-unelte, a liniilor automate, a preselor, în componența mașinilor de construcții, de ridicat și transportat, a motostivuitoarelor și excavatoarelor, a echipamentelor hidromecanice ale centralelor hidroelectrice, a autovehiculelor, tractoarelor și mașinilor agricole, a utilajelor siderurgice și metalurgice, a utilajelor miniere, în industria lemnului, industria chimică, petrolieră și a materialelor plastice, cât și în domeniile de vârf, construcții navale și în tehnica aerospațială, a rachetelor și tehnica spațială, a tehnicii militare de vârf, robotică industrială cât și în construcția calculatoarelor electronice.

Aplicații tipice ale acționărilor hidraulice

Tabel

Capitolul 2

2. Introducere în teoria și practica acționărilor hidraulice

2.1. Generalități

Hidraulica generală este disciplina care studiază legile echilibrului și mișcării fluidelor în natură și în construcțiile tehnice concepute și realizate de societatea umană. Termenul românesc hidraulică provine din cuvântul francez „hydraulique” care, la rândul său, își are etimologia în cuvântul grecesc „hidraulis”, derivat din „hidor” (apă) și „aulos” (tub). „Hidraulis” era un instrument muzical folosit în antichitate, precursor al orgii, la care un rezervor cu apă stabiliza presiunea aerului furnizat tuburilor. Ulterior, acest termen a fost atribuit ca denumire, științei care se ocupa de folosirea apei de către om (alimentări cu apă, sisteme de irigații, poduri, baraje, canale pentru navigație, amenajarea cursurilor de apă etc.). Prin extinderea treptată a preocupărilor hidraulicii la studiul întregului domeniu al lichidelor și gazelor, a apărut necesară folosirea unei noi denumiri: mecanica fluidelor.

Mecanica fluidelor, ca subdiviziune a mecanicii (care are ca obiect studiul mișcării și echilibrului corpurilor solide sub acțiunea forțelor exercitate asupra lor), studiază repausul și mișcarea corpurilor fluide, precum și interacțiunea lor mecanică cu corpurile solide cu care vin în contact. Corpurile fluide sunt acele medii, înzestrate cu proprietatea de a se deforma în mod continuu și nelimitat, sub acțiunea unor forțe (oricât de mici ar fi acestea), distribuite în mod uniform. Această proprietate poartă numele de fluiditate. În prezent, sintagma mecanica fluidelor este folosită pentru partea cu caracter pronunțat teoretic a disciplinei menționate, iar termenul hidraulică desemnează partea preponderent aplicativă a acesteia, care utilizează metode experimentale și formule empirice, alături de metodele teoretice.

Hidraulica este disciplina care se ocupă cu studiul legilor de repaus și de mișcare ale fluidelor, precum și cu aplicarea acestor legi la rezolvarea problemelor din inginerie. Domeniul ei de aplicabilitate corespunde mărimii parametrilor la care lichidele și gazele se supun unor legi comune. La alți parametri se vorbește de mecanica lichidelor, mecanica gazelor, pneumatică etc. Din definiția hidraulicii rezultă dublul ei caracter, referitor la studiile și cercetările pe care le efectuează: caracterul fundamental, în sensul că primul său obiectiv este stabilirea legilor de bază și a modelelor fluidelor și caracterul aplicativ, iar al doilea obiectiv este aplicarea legilor, modelelor, relațiilor de calcul în soluționarea problemelor inginerești. În timp, hidraulica s-a dezvoltat în două ramuri: hidraulică teoretică (ramură a mecanicii fluidelor), care utilizează metodele și rezultatele mecanicii fluidelor și hidraulică aplicată, care rezolvă probleme practice cu ajutorul studiului teoretic (însă accesibilă inginerilor și tehnicienilor) și experimental.

Dezvoltarea tehnicii de calcul diminuează diferențele între cele două ramuri, fiindcă există condiții de renunțare la ipoteze simplificatoare și se pot elabora noi modele de calcul.

Hidraulica teoretică este împărțită în mai multe diviziuni:

– hidrostatica, care studiază starea de repaus a fluidelor și acțiunea lor asupra solidelor cu care sunt în contact;

– hidrocinematica, care se ocupă cu mișcarea fluidelor fără să se țină seama de forțele care determină mișcarea și de transformările energetice produse;

– hidrodinamica, care studiază mișcarea fluidelor ținând seama de forțele care le produc și de transformările energetice în fluidele în mișcare.

2.2. Tendințe în domeniul acționărilor hidraulice

De la începutul timpului, cu mult înainte de istoria scrisă, omenirea a căutat diverse modalități pentru a transmite energia convenabil, de la sursa primară la locul de utilizare și apoi de a o converti în forma utilă pentru satisfacerea necesităților. Primele forme de energie utilizate de om în starea primară care se regăsesc în natură au fost cele ale apei și vântului. Ulterior oamenii au conștientizat faptul că pentru creșterea eficienței utilizării energiei, cât și pentru a diversifica posibilitățile de utilizare ale acesteia, era necesară folosirea unui mijloc eficient: de transfer, de control și de conversie a energiei. A apărut astfel transmisia și sistemul de acționare sau acționarea mecanică, acționarea electrică și acționarea fluidică (tabelul 1).

Tabel 2

Figura 5 Comparație între principalele tipuri de acționări

Omenirea a utilizat și utilizează în principal trei modalități de transmitere, de control și de conversie a energiei: mecanică, electrică și fluidică. Indiferent de soluția considerată, energia de la sursa primară (convertită sau nu de un element motor) era transmisă (cu sau fără conversie) la un element final care executa un lucru mecanic. Acționarea hidraulică constituie modalitatea de transport, de reglare sau de distribuție a energiei cu ajutorul unui fluid sub presiune (majoritar ca fluid de lucru acționările hidraulice utilizează lichidele). În cadrul acționărilor hidraulice pentru transmiterea energiei mecanice de la elementul motor la elementul acționat se folosește energia hidraulică a unui mediu lichid, sub formă de presiune hidrodinamică sau hidrostatică și debit. În funcție de modul în care se folosește energia hidraulică, se disting două tipuri de sisteme de acționări: sisteme de acționare hidraulică de tip hidrodinamic și sistem de acționare hidraulică de tip hidrostatic. Sistemele de acționare de tip hidrodinamic (fig.6, b) au fost folosite pentru prima dată la începutul secolului al XX-lea la navele militare pentru cuplarea arborelui motorului diesel cu arborele elicei, în scopul reducerii turației acestuia din urmă. Extinderea folosirii acestor sisteme a fost favorizată de faptul că îndeplinesc două funcții: aceea de cuplare a arborelui conducător cu cel condus, înlocuind funcția ambreiajului mecanic și aceea de variație a turației arborelui condus, înlocuind funcția cutiei de viteze. Principiul de funcționare constă în transformarea energiei mecanice furnizate de arborele motor în energie cinetică a lichidului și apoi din nou în energie mecanică, acționând arborele condus. Folosirea acestui sistem în acționarea mașinilor unelte este limitată din cauza variației considerabile a vitezei la variația sarcinii, complexității sistemelor de reglare și comandă, greutății inversării sensului de mișcare, precum și randamentului redus la puteri mici de acționare.

Figura 6 Tipuri de acționări hidraulice.

Sistemele de acționare de tip hidrostatic (fig. 6, a), folosesc energia potențială a lichidului de lucru sub formă de presiune hidrostatică. Acestea corespund mult mai bine cerințelor de stabilitate a vitezei care se impun mașinilor-unelte, condițiilor de reglare, inversare, sunt mult mai simple din punct de vedere constructiv.

Un sistem de acționare hidrostatic se compune dintr-o pompă și un motor hidraulic de tip volumic, adică dintr-un grup generator-motor ce modifică starea energetică a lichidului de lucru prin variațiile de volum cuprins între organele sale mobile și cele fixe.

Dezvoltarea actuală a construcțiilor de mașini este marcată tot mai pregnant de prezența acționărilor hidraulice și pneumatice, care intervin la mijloacele de transmitere a energiei de la sursă la organul de lucru, cu avantajul de a obține ușor, pe lângă nivelul valoric ridicat și deplin,

acționare hidraulică, hidrostatică, hidrodinamică și controlabilă a energiei, și posibilitatea realizării unei variații continue, precise și în limite largi a forțelor, cuplurilor, vitezei și poziției.

Astăzi ar fi dificil să se identifice un produs sau o tehnologie care nu are incidență cu acționările hidraulice la un moment dat de-a lungul traseului, de la materia primă până la finalizarea procesului de producție sau tehnologic.

Acționările hidraulice sunt regăsite în domeniile care solicită forțe mari și forțe foarte mari până la domenii la care poziționarea extrem de precisă este dezideratul principal. Utilizarea tot mai largă a acționărilor și automatizărilor hidraulice se explică și prin perspectiva oferită în privința creșterii productivității mașinilor, utilajelor și instalațiilor, a performanțelor lor statice și dinamice, a fiabilității și randamentului global. Preferința pentru astfel de sisteme este atestată de creșterile producției acestor echipamente înregistrate în țările dezvoltate din punct de vedere industrial, cum sunt: S.U.A., Germania, Japonia, Rusia.

Tendința de dezvoltare a echipamentelor hidraulice se manifestă în direcția creșterii presiunilor de lucru (concentrarea în spațiu), creșterii frecvenței de rotație și vitezelor de deplasare (concentrare în timp), asigurarea unei funcții multiple pentru o anumită construcție de element sau modul (concentrare funcțională), creșterea indicatorilor energetici (concentrare de putere), creșterea fiabilității și durabilității.

Extinderea utilizării acționărilor hidraulice se explică și printr-o calitate deosebită a acestora, apreciată în special de constructorii de mașini și anume ușurința și simplitatea cu care se realizează sinteza oricărei mașini sau instalații, precum și a modificărilor și trecerii de la o structură la alta în acord cu schimbările intervenite pe parcurs.

Se constată extinderea mijloacelor de comandă și de reglare automată cu utilizarea echipamentelor hidraulice și pneumatice, în special a sistemelor de urmărire automată și a servo sistemelor electro-hidraulice de reglare automată. Conducerea numerică, cu calculatorul și cu microprocesoare, reprezintă mijloace moderne actuale de perfecționare continuă a echipamentelor hidraulice. Aparatura proporțională cunoaște o importantă extindere în ultima vreme, preluând în multe situații funcțiile servo-valvelor ca elemente de interfață, fiind mai simplă și mai sigură în exploatare. O altă direcție importantă de perfecționare a acționărilor hidraulice o constituie ameliorarea indicatorilor energetici, având în vedere că, atât la servo-valve cât și la aparatura proporțională, funcționarea are loc pe baza metodei rezistive de reglare (deci prin deversarea permanentă a unei cantități de lichid și deci prin pierderi energetice apreciabile).

Ca o concluzie ce se desprinde din cele prezentate anterior, la folosirea sistemelor de acționare hidraulice și pneumatice se va ține seama de avantajele și dezavantajele prezentate de aceste sisteme de acționare sub aspect economic, constructiv și al exploatării.

2.3. Transmisii hidraulice

Principial, o transmisie hidraulică este alcătuită din două componente de bază:

– transformatorul și transmițătorul de energie (TT), care au rolul de a prelua energia mecanică, de la mașina de forță și de a o transmite la mașina de lucru;

– blocul elementelor de control și reglare (ECR), care are rolul de a regla parametrii de bază ai energiei mecanice transmise mașinii de lucru, respectiv de a distribui energia către elementele de execuție ale mașinii de lucru, conform ciclogramei de funcționare a acesteia.

Figura 7 Structura transmisiei hidraulice

*EF (MF) – element (mașină) de forță (motor electric sau motor cu combustie internă);

*EE (ML) – element de execuție (mașină de lucru);

*EP – element primar (pompă hidraulică);

*ES – element secundar (motor hidraulic);

*TT – transformator și transmițător de energie;

*ECR – element/bloc de comandă și reglare (asigură modificarea și adaptarea parametrilor de bază); *TH – transmisie hidraulică.

Elementul de bază al unei acționări hidraulice îl constituie ansamblul sau sistemul format din transformatorul și transmițătorul de energie TT (transmisia hidraulică sau hidrostatică), unde au loc două conversii energetice, cu ajutorul a două mașini hidraulice:

– transformarea energiei mecanice, furnizate de mașina de forță, în energie hidraulică (1), cu ajutorul pompelor hidraulice (elementele primare ale TT, mașini hidraulice de tip generator hidraulic);

– transformarea energiei hidraulice în energie mecanică (2), cu ajutorul motoarelor hidraulice (elementele secundare ale TT, mașini hidraulice de tip motor hidraulic). Mașinile hidraulice sunt sisteme tehnice străbătute de fluide considerate incompresibile care pot transforma energia mecanică primită din exterior în energie hidraulică pe care o cedează fluidului transportat (mașini de lucru), energia hidraulică preluată de la fluidul transportat în energie mecanică pe care o cedează în exterior (mașini de forță), precum și energie mecanică sau energie hidraulică tot în energie de același tip, dar având alți parametri (transformatoare). Transformările energetice sunt afectate de pierderi inerente de energie. Ecuația energetică a celor două tipuri de transformări derivă din aplicarea legii fundamentale a mașinilor hidraulice, lege care, la rândul ei, rezultă din aplicarea legii generale de transformare

– conservare a energiei

– la procesul acțiunii reciproce dintre mediul fluid și mașină

Dacă se iau în considerare punctele caracteristice de pe fluxul mediului fluid: 1. la intrarea în mașină; 2. la ieșirea din aceasta, legea de conservare a energiei poate fi exprimată astfel:

Ef1 = ± l + Ef2 +ΔE (3),

– în care: – Ef1, Ef2 reprezintă energia conținută în unitatea de masă a mediului fluid, în punctul 1, respectiv în punctul 2;

– l – lucrul mecanic elementar ce se introduce din afară într-o unitate de masă a mediului fluid, cu ajutorul mașinii hidraulice de tip pompă;

– + l – lucrul mecanic elementar ce se obține spre afară dintr-o unitate de masă a mediului lichid, cu ajutorul mașinii hidraulice de tip motor;

– ΔE – pierderea de energie a unității de masă a mediului fluid, pe traseul 1-2

Figura 8 Schema bloc a unei mașini hidraulice

2.3. Structura și rolul sistemelor de acționare hidraulică:

Sistemul de acționare hidraulică este sistemul de acționare în cadrul căruia între mașina de forță și mașina de lucru, transportul, reglarea parametrilor de bază și distribuția energiei se realizează prin intermediul unui lichid aflat sub presiune.

Din structura globală a unui sistem de acționare hidrostatic (transmisia hidraulică este de tip hidrostatic), se disting cele trei părți componente/subsisteme ale acestuia:

– mașina de forță (MF);

– mașina de lucru (ML);

– transmisia hidrostatică;

– subsistemul de acționare hidraulică (TH).

Figura 9 Schema bloc a unui sistem de acționare hidraulic

Subsistemul hidraulic de acționare, format din cele două elemente de bază ale transmisiei hidrostatice, generatorul-pompa și motorul hidrostatic, mașini care realizează dubla conversie de energie (mecanică-hidrostatică, hidrostatică-mecanică), primește și transmite o energie mecanică. De menționat este însă că, în interiorul sistemului de acționare hidraulică, între cele două elemente, care realizează conversia energetică, se află și echipamente complementare de comandă, de reglare și de control, care conferă mărimilor mecanice de ieșire valori de mișcare și efort necesare elementului final – elementului de execuție. Calitatea deosebită a acestui subsistem hidraulic de acționare, care va fi numit, în continuare, „sistem”, constă tocmai în ușurința cu care se realizează variația/modificarea mărimilor de mișcare și efort.

În figurile de mai jos sunt reprezentate schemele bloc ale unui sistem de acționare hidraulică cu motor hidraulic rotativ MHR, respectiv ale unui sistem de acționare hidraulică cu motor hidraulic liniar (cilindru hidraulic, MHL).

Figura 10: Sistem de acționare de tip hidrostatic, cu motor hidraulic rotativ

Din cele două figuri se constată că acționarea unui element de execuție oarecare final (ax principal – fig. 10 sau sanie activă – fig. 11) constă în rotirea sau deplasarea acestuia cu viteza unghiulară sau cu viteza v, de către motorul hidraulic rotativ MHR sau liniar MHL, pentru care trebuie să învingă cuplu Mt, respectiv forța F, în care scop este necesară prezența debitului Q și a presiunii p furnizate de generatorul hidraulic hidrostatic – pompa hidraulică volumică PH. La rândul său, pentru generarea energiei hidrostatice la parametrii Q și p, pompa PH este antrenată de motorul electric de acționare ME, care absoarbe din rețea tensiunea U și curentul I, pentru a putea furniza energie mecanică cu parametrii ni și Mi.

Figura 11: Sistem de acționare de tip hidrostatic, cu motor hidraulic liniar

În cadrul transmisiilor hidrostatice, se disting, din punctul de vedere al teoriei sistemelor automate, sisteme de acționare, sisteme de comandă și sisteme de reglare automată.

Sistemele de acționare și comandă hidrostatice sunt sisteme cu circuit deschis, în sensul că mărimea de intrare, care impune regimul de funcționare al sistemului, nu este influențată de efectul acțiunii sale; datorită perturbațiilor inerente, mărimea de ieșire nu poate fi corelată, în mod univoc, cu mărimea de intrare.

Sistemele de acționare hidrostatice transmit, în general, puteri mari, randamentul lor fiind un parametru important, utilizat obligatoriu în comparația cu alte tipuri de transmisii. Sistemele de comandă hidrostatice transmit, în general, puteri mici, iar motoarele acestora acționează asupra elementelor de comandă ale altor transmisii care vehiculează puteri mult mai mari.

Sistemele de reglare automată hidrostatice sunt sisteme cu circuit închis, deci conțin o legătură de reacție care permite compararea (fig.12 ), continuă sau intermitentă, a mărimii de intrare (xi) cu cea de ieșire (xe; xr); diferența dintre acestea (eroarea, e) constituie semnalul de comandă al amplificatorului sistemului, care alimentează elementul de execuție în scopul anulării erorii; astfel, precizia acestor sisteme este ridicată (în regim staționar, relația dintre mărimea de intrare și cea de ieșire este practic biunivocă).

Parametrii reglați uzual sunt: poziția, viteza unghiulară (liniară), momentul arborelui (forța tijei) motorului hidrostatic, puterea consumată de transmisie de la mașina de forță etc. Un sistem hidraulic de acționare îndeplinește cel puțin una din următoarele funcții:

– funcția de transmisie sau de acționare propriu-zisă, care se caracterizează prin transfer de energii mari la elementul de execuție al mașinii de lucru;

– funcție de comandă, în care se operează cu energii mai reduse, de regulă sub forma unor impulsuri de comandă și care se transmit unui element al sistemului hidraulic de forță;

– funcția de reglare și control, care are drept scop modificarea unor parametri mecanici ai sistemului, discret sau continuu.

Transmisia hidrostatică de tip acționare se caracterizează prin:

– energii transferate mari (energii de lucru);

– lanț deschis de comandă, în sensul că sistemul de acționare este sensibil numai la comenzile de intrare xi (programatoare), rămânând indiferent la efectele acțiunii sale (mărimea de reacție xr = 0 și, în consecință, comparatorul nu există, iar mărimea de intrare în blocul de control și reglare este e = xi).

Transmisia hidrostatică de tip comandă se caracterizează prin:

– energii transferate relativ mici (pentru semnale de comandă);

– lanț deschis de comandă;

– element de execuție constituit din camera de comandă a unui organ de distribuție (și nu dintr-un motor hidrostatic, ca în cazul acționării).

Transmisia hidrostatică de tip reglare automată se caracterizează prin:

– energii transferate relativ mari (energii de lucru);

– lanț închis de comandă, în sensul că sistemul de acționare este, de data aceasta, sensibil nu numai la comenzile de intrare xi (programatoare), ci și la efectele acțiunii sale, adică la evoluția mărimii de ieșire xe, convertită de traductorul de poziție sau de forță/cuplu într-o mărime de reacție xr ≠ 0 (în consecință, datorită acțiunii comparatorului, mărimea de intrare în blocul de control și reglare este e = xi – xe.)

Figura 12: Schema bloc a unui sistem de reglare automată hidraulic

2.4. Sistemele de acționare hidrostatice: aparate hidraulice și elemente componente

Majoritatea sistemelor de acționare hidraulică sunt cu circuit deschis, din punct de vedere al transmiterii agentului motor. De exemplu, în sistemul din figura 13 mediul hidraulic este aspirat din rezervorul 11 prin conducta de aspirație 12 de către pompa 4, antrenată prin intermediul cuplajului 3 de motorul electric 2, și transmis motorului hidraulic 9 prin distribuitorul 8. Evacuarea lichidului din motorul hidraulic se face spre același rezervor pe traseul distribuitorul 8 și filtrul 10. Acest sistem are avantajul important al prezenței unei cantități de lichid ce întrece de câteva ori, debitul maxim necesar, rezervă ce permite continua împrospătare a lichidului aspirat, răcire și decantare, dar în schimb gabaritul instalației este mai mare. Un astfel de sistem poartă denumirea de sistem deschis.

Controlul presiunii de lucru sau limitarea presiunii maxime a agentului motor, presiune a cărei valoare poate fi citită cu ajutorul manometrului 5, este asigurat de către supapa de presiune 7.

Figura 13: Sistem hidraulic deschis

1 – panou electric de comandă; 8 – distribuitor hidraulic;

2 – motor electric; 9 – cilindru (motor) hidraulic;

3 – cuplaj mecanic; 10 – filtru;

4 – pompă hidraulică; 11 – rezervor;

5 – manometru; 12 – conductă de aspirație.

6 – robinet de izolare;

7 – supapă de presiune;

În figura 10 este reprezentat un alt sistem hidraulic, în care lichidul refulat de pompa hidraulică 2 este transmis motorului hidraulic 6. Evacuarea din motorul hidraulic 6 se realizează pe circuitul de aspirație al pompei 2. Spre deosebire de schema precedentă: – în acest caz conducta de evacuare din motor este racordată direct la pompă, aceasta devenind conductă de aspirație; – schimbarea sensului de rotație al motorului hidraulic nu se realizează cu ajutorul unui distribuitor hidraulic, ci prin inversarea sensului de rotație a pompei hidraulice 2.

Figura 14: Sistem hidraulic închis

1 – sistem de acționare al pompei hidraulice; 7 – troliu (mașină de lucru);

2 – pompă hidraulică principală; 8 – rezervor;

3 – pompă hidraulică de compensație; 9 – ulei hidraulic;

4 – supapă de presiune; 10 – filtru;

5 – supape de sens unic; 11 – supapă distribuitor cu comandă electronică.

6 – motor hidraulic rotativ;

Aceste sisteme au avantajul unei compactități mai mari, randament energetic mai bun, dar lichidul circulând în flux continuu între pompă și motor este supus unei încălziri și degradări mai mari. Aceste sisteme poartă denumirea de sisteme închise sau cu „circuite închise”. Pentru compensarea pierderilor volumice sistemul este prevăzut cu un circuit de compensare de la pompa hidraulică 3.

Principalele componente ale sistemelor de acționare hidrostatice sunt:

Pompele volumice (PH) – sunt ansambluri care imprimă mediului hidraulic de lucru energie hidrostatică caracterizată prin presiune (pP) și debit (QP). Ele recepționează energia mecanică produsă de o mașină de forță, caracterizată de momentul Mi și turația ni, și o transformă în energie hidrostatică. Aproape toate pompele sunt acționate în mișcare de rotație.

Motoarele hidrostatice (MH) – sunt ansambluri care primesc energia hidrostatică produsă de pompă (presiune x debit) și o transformă în energie mecanică de rotație (moment x turație) la motoarele rotative sau de translație (forță x viteză) la motoarele hidraulice liniare (cilindri de forță), pentru antrenarea elementului de execuție (EE). Uneori aceleași ansamble pot fi atât pompe cât și motoare, depinzând de modul în care sunt montate. Unele pot funcționa întrun singur sens (nereversibile), altele în ambele sensuri (reversibile).

Elementele de distribuție au rolul de a dirija agentul motor spre diferitele conducte ale schemei hidraulice. Echipamentul de distribuție al acționării hidrostatice este constituit din: robinete distribuitoare, distribuitoare cu bilă, distribuitoare cu sertar (sertărașe distribuitoare) și supape de sens unic (supape de blocare).Supapele de blocare asigură transmiterea debitului întro singură direcție pe conductele pe care se montează. Sub aspect constructiv, supapele de blocare se întâlnesc în varianta cu scaun. Pe scaun poate presa o bilă sau un taler conic.

Supapele de presiune sunt destinate asigurării presiunii dorite pe anumite circuite hidraulice. Ele pot fi în poziție normală, neacționate, normal închise sau normal deschise. Cele normal deschise au rol de supape de deversare (de descărcare) iar cele normal închise au rol de supape de siguranță.

Echipamentul de reglare a debitului pe circuitele hidraulice constă în montarea unor rezistențe fixe sau reglabile (drosele) pe circuit, care laminează debitul de agent motor, fracționându-l și administrându-l la valoarea dorită motorului hidraulic.

Echipamentul auxiliar al schemelor hidraulice se compune din: conducte, filtre, acumulator, rezervor (tanc), schimbător de căldură.

Conductele asigură circulația agentului motor către diferitele elemente ale schemei.

Filtrele sunt elemente destinate purificării agentului motor. Ele au rolul să rețină atât particulele mecanice cât și produsele de oxidare din agent. Într-o schemă hidraulică trebuie să existe minim trei filtre și anume: filtrul de umplere și aerisire, filtrul pe conducta de aspirație a pompei și un alt filtru montat în schema hidraulică.

Acumulatoarele sunt elemente care înmagazinează o parte a energiei hidrostatice furnizată de pompe, constituind pentru schema hidraulică o rezervă de energie hidrostatică. Acestea se montează pe o derivație a conductei de refulare a pompei. Scopul acumulatoarelor hidraulice este de a prelua volume de lichid sub presiune și de a le restitui ori de câte ori este necesar.

Rezervorul (tancul) are rolul de a furniza agentul motor (lichidul de lucru) schemei hidrostatice precum și de a limita temperaturile de funcționare ale acesteia.

Aparatele de măsură și control au rolul de a măsura și indica parametrii de lucru ai agentului motor: presiunea se măsoară cu manometrul, debitul cu debitmetrul iar temperatura cu termometrul.

Un sistem hidraulic poate fi considerat ca un bloc prevăzut cu intrări și ieșiri (fig. 1); intrările sunt comenzile și alimentarea cu energie, iar ieșirile sunt reprezentate de mișcările actuatoarelor. Această abordare a sistemului hidraulic ne va ușura, mai târziu, tratarea unor aspecte importante ale proiectării schemelor hidraulice.

Figura 15: Structura bloc a unui sistem hidraulic

Un astfel de sistem hidraulic conține șapte tipuri de elemente interconectate astfel încât să realizeze funcțiile cerute de utilizator (fig.15):

1. Elemente care asigură alimentarea instalației cu energie la parametrii ceruți de sistem.

2. Elementele de comandă, care permit dialogul om-mașină: comenzi de pornire-oprire, selectare pentru diferite funcții sau moduri de lucru, etc. De obicei, toate aceste elemente sunt grupate într-un panou (tablou) de comandă, separat sau alipit instalației.

3. Elementele de procesare sunt echipamentele care asigură procesarea (interpretarea și reglarea) semnalelor primite în instalație: atât a celor de comandă, provenite de la tabloul de comandă, cât și a celor de reacție, care sunt de obicei semnale de confirmare a efectuării unor secvențe de mișcare. Elementele de procesare prelucrează toate aceste semnale fie unitar, fie în anumite combinații, realizând diferite funcții logice: DA, NU, ȘI, SAU, NON ȘI, temporizare, memorie, etc.

4. Elementele de comandă finală sunt echipamente de distribuire a energiei hidraulice și reprezintă etajul din care semnalele de comandă sunt transmise direct elementelor de execuție (motoare liniare, rotative, oscilante, mixte, etc.).

Figura 16 Elementele interconectate ale unui sistem hidraulic

5. Elemente de execuție (actuatoarele) sunt echipamente care convertesc energia de presiune a agentului de lucru în energie mecanică pentru efectuarea de lucru mecanic. Pot fi numite și convertoare hidro – mecanice.

6. Elementele de transmitere a semnalelor în instalație; acestea sunt fitingurile și conductele pentru energia hidraulică, conductorii electrici pentru energia electrică și pot fi asimilați unui „sistem circulator”, care asigură comunicare între diferite „organe” hidraulice ale sistemului.

7. Matricea mecanică, este ansamblul de piese și elemente mecanice care servesc drept suport (batiul), elemente de fixare (bride, articulații) pentru echipamentele hidraulice, elemente care asigură legăturile cinematice între actuatoare și organele de lucru ale sistemului (tije, pârghii, arbori, roți dințate, curele de transmisie, în general transmisii mecanice).

În figura 16 se poate observa că structura descrisă este dispusă de nivele, în conformitate cu sensul de deplasare a semnalelor (de jos în sus).

Schema hidraulică obținută prin utilizarea de simboluri și reguli de reprezentare a unui sistem hidraulic descrie cu acuratețe funcționarea acestuia. Elaborarea schemei hidraulice este al doilea pas făcut în proiectarea unui sistem hidraulic de acționare și, odată ce utilajul a fost realizat, este unul din instrumentele de bază pentru operațiunile de punere în funcțiune, reglare a parametrilor de funcționare, diagnosticare și reparare.

Fiind o reprezentare a sistemului hidraulic, în principiu schema are o structură identică acestuia, însă în ea nu sunt reprezentate elementele mecanice, cu excepția celor direct intercondiționate cu cele pneumatice.

Reprezentarea schematică a unui sistem hidraulic se întâlnește în două variante: reprezentarea pe nivele, fiind cea rezultată din proiectare; cunoașterea modului de dispunere a elementelor într-o schemă ușurează mult aplicarea algoritmilor de proiectare, înțelegerea și interpretarea schemelor dar, în activitatea industrială, acest tip de reprezentare, la confruntarea cu instalația reală, produce dificultăți în localizarea echipamentelor și urmărirea funcționării lor: arhitectura schemei nu este în corelație cu arhitectura reală a instalației, deoarece rareori elementele hidraulice pot fi așezate în instalație în structură pe nivele de care s-a vorbit mai sus; din acest motiv, în documentația ce însoțește o instalație se utilizează un alt tip de reprezentare; reprezentarea elementelor hidraulice se face ținând seama de poziția lor reală pe utilaj (desigur, în limitele posibilităților); astfel, se ține seama de poziția de lucru a actuatoarelor (orizontală, verticală, oblică), de poziția și modul de grupare a celorlalte elemente, luând ca reper diferite părți din instalație scopul acestui mod de reprezentare este ușurarea lucrului cu schema, și nu complicarea ei.

2.5. Reprezentarea, simbolizarea și notarea componentelor și circuitelor hidraulice

2.5.1. Semnificația culorilor utilizate în reprezentarea componentelor și circuitelor hidraulice

Tabel 3

Figura 17: Exemplu de utilizare a culorilor la reprezentarea grafică a circuitelor acționărilor hidraulice.

2.5.2 Reguli privind identificarea componentelor în cadrul circuitele de acționări hidraulice

Pentru identificarea componentelor în cadrul circuitelor de acționări hidraulice se utilizează în mod curent următoarele două elemente:

a. Simbolul grafic al componentei, reprezentat conform reglementărilor stipulate în standardul ISO 1291-1:1995.

b. Codul alfanumeric de identificare asociat simbolului grafic al componentei, cod stabilit conform ISO 1291-2:1995.

Codul de identificare devine obligatoriu, dacă nu sunt prevăzute alte reguli de notare prin documentația de proiectare a acționării hidraulice, și însoțește componenta în toate documentele înrudite elaborate, specifice circuitului acționării hidraulice în cauză.

Codul de identificare alfanumeric al componentelor hidraulice se utilizează pentru toate componentele incluse în circuit și are o structură conform celei prezentate în figura 26 (informații suplimentare pot fi obținute din Anexa A a standardului ISO 1291-2:1995).

Figura 18: Structura codului alfa numeric de identificare al componentelor hidraulice

1 – codul corespunzător grupei funcționale din care face parte circuitul hidraulic;

2 – codul circuitului hidraulic;

3 – codul componentei hidraulice;

4 – codul numărului componentei hidraulice.

Cele patru componente ale codului alfanumeric de identificare semnifică și se formează conform următoarelor reguli:

1. Codul corespunzător grupei funcționale din care face parte circuitul hidraulic:

– se utilizează numai dacă circuitul hidraulic reprezentat are un fol funcțional bine precizat, în practică el presupunând mai mult decât o simplă instalare; codul este alcătuit dintr-un număr întreg

– este format dintr-un număr întreg, numerele codului începând de regulă cu numărul 1.

2. Codul circuitului hidraulic:

– un circuit reprezintă totalitatea componentelor/echipamentelor hidraulice care deservesc integrat un singur motor hidraulic;

– codul reprezintă un număr întreg care începe cu zero, iar numerotarea se realizează continuu pentru fiecare circuit cu numere crescătoare.

3. Codul componentei hidraulice:

– este un cod literar;

– dacă nu sunt alte coduri impuse prin documentația de proiectare ale acționării hidraulice, pentru codificarea componentelor unui circuit hidraulic vor fi utilizate următoarele litere:

P: pompe hidraulice și compresoare;

A: motoare hidraulice (actuatori hidraulici);

M: motoare primare pentru antrenarea pompelor hidraulice sau ale compresoarelor;

S: senzori, traductoare, limitatoare, etc.;

V: aparatele pentru distribuție, reglare și control (distribuitoare, supape, drosele, etc.);

Z: alte componente/echipamente hidraulice.

4. Codul numărului componentei hidraulice:

– este un cod numeric (se recomandă să se înceapă cu cifra zero) și se aplică componentelor hidraulice și echipamentelor auxiliare care fac parte din același circuit;

– numerotarea se realizează progresiv și începe cu elementele aflate lângă pompă, numerotarea urmărind traseul fluidului hidraulic pompă-motor.

2.5.3.Simboluri grafice convenționale utilizate în acționările hidraulic

1. Conversia energiei.

Tabel 4

2. Motoare rotative și liniare

Tabel 5

3. Distribuitoare

Tabel 6

4.Supape de sens și derivate

Tabel 7

5. Supape pentru controlul presiunii

Tabel 8

6.Componente pentru controlul debitului

Tabel 9

7.Transmisia energiei

Tabel 10

8. Metode de comandă manuală

Tabel 11

9. Comenzi mecanice

Tabel 12

10.Comenzi electrice

Tabel 13

11.Comandă pneumatică

Tabel 14

12. Comenzi combinate

Tabel 15

13. Alte echipamente

Tabel 16

Capitolul 3

Domeniu de utilizare.

Presa PH80 poate fi utilizata la fabricarea celor mai diverse piese, pentru operatii de termoformare.

Presa este utilizată pentru termoformare și are:

– un platou superior mobil încălzit cu termorezistenta și termostat la o temperatură reglabilă

– un platou inferior fix încălzit cu termorezistența și termostat la o temperatură reglabilă

– un aruncător hidraulic

În cadru lucrării se va urma modernizarea unei prese hidraulice PH 80 și va cuprinde următoarele etape;

3.1 Proiectare hidraulică;

3.2 Caracteristici tehnice principale;

3.3 Descrierea mașinii;

3.4 Ciclu de lucru;

3.5 Componentele presei hidraulice;

3.6.Compomentele schemei hidraulice.

3.7.Compomentele panoului electric (Aparatajul electric)

3.8 Schema hidraulică;

3.9 Scheme electrice;

3.10 Programare PLC;

3.1 Proiectare hidraulică;

Presele hidraulice dezvoltă forțe mari pe toata lungimea cursei culisoului și asigură viteze de lucru relativ constante pe tot timpul de presare, forța nominală a presei ( are o valoare de 80 de tone echivalent a 800 KN. În funcție de valoarea forței nominale care reprezintă de fapt forța pană la care poate fi încărcată presa și care este stabilită în raport cu forța de deformare maximă necesară pentru realizarea presării pieselor .

Presiunea nominală ( la care se realizează forța nominală în cilindrii de lucru pentru presa PH 80 este de: ,

Diametrele cilindrilor:

Plunjer presare 250×400

Doi cilindrii de ridicare x400

Un cilindru aruncător x200

3.1 Formule de calcul:

3.1.1Cilindru hidraulic (plunjer presare ).250×400

– Suprafața pistonului:

[]; unde d1= Diametru pistonului [mm]; de unde rezulta A=490.625 [];

Forța pe cilindru:

[KN]; de unde rezulta =80.953125 Tforță.

Forța:

F=p*A unde, F= Forța [ daN ];

p= Presiunea de lucru [ bar ];

A= Suprafața activă []; de unde rezultă F=809.531 [daN].

Presiunea:

, = presiunea teoretică fară a lua în considerare pierderile din frecare, de unde rezultă .

Viteza cursei:

rezultă v=0,274871 ; sau

Debitul necesar:

= []; de unde rezulta =20.3 [].

=*60 [];

Q= [];

Timpul cursei:

[ s ] unde : t – timpul cursei [ sec ];

h – cursa [ mm ];

A – suprafața activă []; de unde rezultă timpul cursei de 5.8 [ s ] .

– Cilindrea:

[ l ] , rezultă cilindrea V=19.625 [ l ].

3.1.2 Cilindru hidraulic 2xcilindrii ridicare x400

– Suprafața pistonului:

[]; unde d1= Diametru pistonului [mm]; de unde rezulta A=24.6176 [];

Suprafața tijei pistonului:

[]; unde d2= Diametru pistonului [mm]; de unde rezulta A= 8.0384 [];

Suprafața inelara a pistonului:

[]; unde = Suprafața inelară a pistonului [mm]; de unde rezultă A= 16.57 [];

Forța pe cilindru:

Forța de împingere :

[KN]; de unde rezulta =0.4061904 [KN];

Forța de împingere :

[KN]; de unde rezulta =0.2735568 [KN];

Forța tijei :

[KN]; de unde rezulta =0.1326336 [KN];

Forța:

F=p*A unde, F= Forța [ daN ];

p= Presiunea de lucru [ bar ];

A= Suprafața activă []; de unde rezultă F=809.531 [daN].

Presiunea:

, = presiunea teoretică fară a lua în considerare pierderile din frecare, de unde rezultă .

Viteza cursei:

rezultă v=0.2982684269 ; sau

Debitul necesar:

= []; de unde rezulta =20.3 [].

=*60 [];

Q= [];

Timpul cursei :

[ s ] unde : t – timpul cursei [ sec ];

h – cursa [ mm ];

A – suprafața activă []; de unde rezultă timpul cursei de 2.91 [ s ] .

Cilindrea:

[ l ] , rezultă cilindrea V=0.984704 [ l ].

3.1.3 Cilindru hidraulic cilindru aruncător x200

– Suprafața pistonului:

[]; unde d1= Diametru pistonului [mm]; de unde rezulta A= 226.865 [];

Suprafața tijei pistonului:

[]; unde d2= Diametru pistonului [mm]; de unde rezulta A= 50.24 [];

Suprafța inelara a pistonului:

[]; unde = Suprafata inelara a pistonului [mm]; de unde rezulta A= 176.625 [];

Forța pe cilindru:

Forța de împingere :

[KN]; de unde rezulta = 3.7432725 [KN];

Forța de împingere :

[KN]; de unde rezulta = 2.9143125 [KN];

Forța tijei :

[KN]; de unde rezulta = 0.82896 [KN];

Forța:

F=p*A unde, F= Forța [ daN ];

p= Presiunea de lucru [ bar ];

A= Suprafata activă []; de unde rezultă F=8.2896 [daN].

Presiunea:

, = presiunea teoretică fară a lua în considerare pierderile din frecare, de unde rezultă .

Viteza cursei:

rezultă v=0,274871 ; sau

Debitul necesar:

= []; de unde rezulta =20.3 [].

=*60 [];

Q= [];

Timpul cursei:

[ s ] unde : t – timpul cursei [ sec ];

h – cursa [ mm ];

A – suprafața activă []; de unde rezultă timpul cursei de 1.34 [ s ] .

Cilindrea:

[ l ] , rezultă cilindrea V=4.5373 [ l ].

3.2 Caracteristici tehnice principale:

Tabel 17

3.3 Descrierea mașinii;

Presa PH80-ELT , este o presă cu acționare electrohidraulică, care se compune dintr-un batiu pe coloane, pe care sunt montate diverse alte ansamble.

La partea superioară, pe platoul fix superior este amplasat cilindrul de presare cu supapă de umplere și bazinul de umplere.

Instalația hidraulică constă dintr-o electropompă, un bloc hidraulic de control al presiuni și acționare aruncător, un bloc hidraulic de distribuție prins de rezervorul de umplere și alte aparate și conducte amplasate pe rezervorul hidraulic .

Echipamentul electric este amplasat intr-un dulap montat pe batiul presei si este destinat acționarii motorului pompei hidraulice și celorlalte aparate hidraulice ce conduc la funcționarea presei, precum și a rezistențelor de încălzire.

Figura 19 Presă hidraulică PH 80-ELT

3.4 Ciclu de lucru

3.4.1 Ciclul 1-semiautomat

Condiții inițiale.

Platoul superior sus , tija aruncător jos

La coborârea și presarea cu platoul mobil trebuie apăsate ambele butoane de pe pupitru concomintent și ținute apăsate pâna la trecerea la viteză lentă.

1.Coborare rapidă platou mobil

Cama de schimbare a vitezei se va amplasa astfel încât operatorul să nu poată introduce mâna între semimatrița de sus și cea de jos.

2.Coborare lentă și presare până la atingerea presiunii P1=maxim160 bar.

3.Ridicare aruncător și presare până se atinge o presiune reglată la un presostat (presiune limitată prin supapa de reducere)

4.Menținere presare cu aruncătorul timp de 5-10 minute (timp reglabil dT1)

4.Menținere în poziție a platoului mobil și a aruncatorului, fără presiune la pompă timp de 20 minute pentru coacere (dT2)

În timpul de coacere dacă presiunea în cilidrul de presare este între limitele programate la pesostaul H6 (SP1 si RP1) motorul se oprește, Când presiunea scade sub RP1, motorul repornește automat și funcționează până când presiunea crește la valoarea SP1.

La expirarea timpului programat pentru coacere mașină continuă ciclul conform ciclogramei programului respectiv.

3.4.2 Ciclul 2-semiautomat (selectorul pe pozitia 4)

Condiții inițiale: platoul mobil sus, aruncător jos

La coborârea si presarea cu platoul mobil trebuie apăsate ambele butoane de pe pupitru concomitent și ținute apăsate până la trecerea la viteză lentă.

1.Coborare rapidă platou mobil

Comanda se dă de la pupitrul la 2 mâini.

Dacă platoul mobil a ajuns în zona cursei de lucru se continuă presarea și urmează ridicarea.

2. Coborâre lentă și presare până la atingerea presiunii P1=160 bar.

Menținere în poziție a platoului mobil, fără presiune la pompa timp de 20 minute pentru coacere.

În timpul de coacere dacă presiunea în cilindrul de presare este între limitele programate la presostatul H6 (SP1 si RP1) motorul se oprește. Când presiunea scade sub RP1 motorul repornește automat și funcționează până când presiunea crește la valoarea SP1.

La expirarea timpului programat pentru coacere mașina continuă ciclul conform ciclograma programului respectiv.

3. Ridicare platou mobil până pe limitator.

4. Extragere piesă prin ridicare tijă aruncător pană pe limitator.

5. Coborâre tijă aruncător în poziție inițială pe limitator.

3.4.3 Ciclul 3-semiautomat (selectorul pe poziția 5)

1.Coborare rapidă platou mobil

Cama de schimbare viteza se va amplasa astfel încât operatorul să nu poată introduce mâna între semimatrița de sus și cea de jos.

Comanda se dă de la pupitrul la 2 mâini. Dacă platoul mobil a ajuns în zona cursei de lucru se continuă presarea și urmează ridicarea.

2.Coborâre lentă și presare până la atingerea presiunii P1max=160 bar.

Menținere în poziție a platoului mobil fără presiune la pompă timp de 20 minute pentru coacere

În timpul de coacere dacă presiunea in cilindrul de presare este între limitele programate la presostatul H6 (SP1 si RP1) motorul se oprește, Când presiunea scade sub RP1 motorul repornește automat și funcționează până când presiunea crește la valoarea SP1.

La expirarea timpului programat pentru coacere mașina continuă ciclul conform cicloramei programului respectiv.

3.Ridicare platou mobil pană pe limitator

4.Extragere piesa prin ridicare tija aruncător pana pe limitator la comanda manuala din butonul de pe pupitru.

5.Coborare tija aruncător in poziție inițiala pe limitator limitator la comanda manuala din butonul de pe pupitru.

3.4.4 Comenzi manuale:

Se vor prevedea butoane pentru comenzi manuale pentru mișcările sus-jos ale platoului mobil și ale aruncătorului, la coborârea și presarea cu platoul mobil trebuie apăsate ambele butoane de pe pupitru concomitent și ținute apăsate pană la trecerea la viteză lentă . Pentru platoul mobil comenzile se dau din butoanele de pe pupitru, iar pentru aruncător se prevăd alte doua butoane.

La comenzile manuale mișcarea se va sfârși la atingerea limitatorilor.

Scoaterea piesei și introducerea noului semifabricat-material se face manual de către operator, utilizând scule care să evite introducerea mâinilor în zona periculoasă dintre semimatriță de sus și cea de jos.

Figura 20 Pupitru comandă

3.4.5 Punerea în funcțiune a presei se va face cum urmează:

– se trece întreruptorul general Q0 pe poziția acționat;

– se comandă pornirea pentru un scurt timp a motorului de antrenare a pompei hidraulice pentru a verifica sensul de rotație al motorului.

– sensul corect, dreapta este indicat printr-o săgeată înscripționată pe motor. Daca sensul de rotație este greșit, se schimba doua faze ale rețelei de alimentare a presei.

În nici un caz nu se vor efectua modificări în cutia de borne a motorului.

– se va elimina aerul din instalația hidraulică prin efectuarea câtorva curse maxime;

– se vor executa reglajele cursei de lucru, a cursei de revenire, a presiunii de lucru

– se comanda începerea lucrului.

În funcție de regimul de lucru selectat presa va funcționa conform ciclogramei din schema hidraulica și conform descrierii de la partea electrică.

3.4.6 Pornirea după o oprire de urgență

Presa este prevăzută cu 2 butoane de oprire în caz de urgență, cu ciuperca și colorate în roșu, poziționate unul pe pupitrul de comanda, al doilea pe dulapul electric.

În caz de urgența pentru oprirea presei se acționează unul dintre aceste butoane. Pentru pornirea presei trebuie deblocat butonul care a fost acționat, se înlătură cauza ce a generat urgența și apoi se trece mașina pe programul REGLAJ (selectorul pe poziția 2 ) , se pornește electropompa și se aduce mașina în starea necesară pentru pornirea unui nou ciclu semiautomat.

3.4.7 Oprirea

Oprirea normală:

După încetarea lucrului se va proceda după cum urmează:

– se ridică platoul mobil;

– se opresc motoarele electrice de antrenare a pompelor;

– se trece selectorul pe poziția 0;

– se trece întreruptorul principal pe poziția 0 .

Oprirea de urgență:

Oprirea de urgență a presei se poate realiza:

– Prin trecerea întreruptorului general pe poziția 0;

– Prin apăsarea unuia din butoanele cu ciuperca roșie.

3.4.8 . Reglare si rodaj:

Reglarea presiunii de lucru a presei.

Prin modernizarea presei

–prin montarea unei noi pompe cu roți dințate, se poate utiliza o presiune de lucru de maxim 160 bar corespunzătoare unei forțe de 80 tone..

Cu supapa H2 se reglează presiunea de lucru din cilindrul principal în funcție de forța dorită.

P[bar] = F [tone] / 0,5

P=80 tone/0,5=160 bar

P=40 tone/0,5=800 bar

Presiunea se citește la manometrul H12.

Reglarea cursei de lucru,

Cursa se reglează prin poziționarea limitatorului S3 sau, în cazul când se presează până la o presiune reglată, prin reglarea presiunii maxime admise (presiunea de lucru) la supapa H2 și prin reglarea presostatului H6 să dea semnal la presiunea de lucru dorită minus 10 bar. La presostat se reglează SP1 la presiunea de lucru minus 10 bar conform instrucțiunilor din cartea tehnică a presostatului și RSP1=SP1-20bar.

Rodaj;

În vederea rodajului, presa va fi amplasată și montată conform indicațiilor, după care presa va lucra în regim normal de lucru timp de 600 ore.

În timpul rodajului se va acorda o atenție deosebită următoarelor aspecte:

– promptitudinea răspunsului la comenzi;

– precizia și calitatea operațiilor efectuate;

După 600 ore se spală bazinul și se înlocuiește

uleiul.

3.5 Componentele presei hidraulice

1. Batiu în construcție cu coloane;

2.Cilindrul;

3.Platou fix superior;

4.Platou mobil;

5.Masa fixă;

6.Aruncător;

7.Pupitru comandă;

8.Instalația hidraulică;

9.Instalația electrică.

3.5.1Constructia, descrierea si funcționarea principalelor elemente ale presei

1.Batiul

Batiul este o construcție cu coloane și platouri fixe.

2.Cilindrul principal:

Cilindrul hidraulic este o componentă cheie într-o instalație hidraulică. Acesta servește la transformarea energiei fluidului hidraulic in lucru mecanic util. Valoarea de intrare este fluidul hidraulic sub presiune ce acționează asupra pistonului cilindrului. Forța aceasta produce o mișcare liniară a pistonului și implicit a tijei, în interiorul țevii cilindrulului, sarcina fiind în partea opusă. Astfel, energia hidraulică este transformată într-o forță controlabilă, ce acționează în linie dreaptă. Mediul hidraulic este de obicei ulei mineral, în hidraulică este reprezentat de ulei sintetic și de emulsie, precum și de apă. Cilindrul principal este de tip plunjer și asigură forța de presare.

3. Masa mobilă:

Se montează solidar cu tija pistonului și pe ea se montează partea superioara a sculelor de lucru (semimatriță superioară).

4. Masa fixă:

Constituie suportul părții inferioare a sculelor.

6. Instalația hidraulică:

Instalația hidraulică cuprinde diferitele ansambluri hidraulice pe presă: electropompa, blocuri hidraulice, filtre, aparataj hidraulic tip traseu precum și racorduri, țevi și alte elemente auxiliare necesare realizării fizice a instalației. Schema hidraulică este prezentata în anexa 1 , iar ciclograma de lucru este prezentata în anexa 2 …. Presiunea maximă în circuitul de lucru este de 160 bar.

8.Electropompa:

Electropompa e compusă dintr-un motor de 5,5 kw/1500rpm , un cuplaj elastic, un corp de legătură și o pompă cu roți dințate având 14 cm3/rot.

9.Aparatajul de reglare si distribuite:

Pe circuitul de refulare din pompa principala este prevăzută o supapă de presiune cu comandă electrică H2 .

Presiunea se citește la manometrul H12 .

Supapa H2 se reglează la presiunea P1=maxim 160 bar.

Supapa de reducere H15 reglează presiunea de lucru dorita la aruncător.

Presostatul H17 se reglează la presiunea necesară a fi atinsă în circuitul aruncătorului.

La presostatul H6 se reglează presiunea necesară a fi atinsă și cea minimă necesară în timpul coacerii în circuitul cilindrului principal.

Pe circuitul prin care uleiul iese din cilindrii auxiliari la coborâre, este amplasată o supapă de siguranță H10, reglată la 100 bar.

10. Punctele de ungere:

Punctele de ungere sunt cele prevăzute la platoul mobil.

11. Instalația electrică:

– Tensiune comandă electromagneți: 24Vcc;

– Rezistente încălzire:

– Pe platoul mobil vor fi 3 rezistențe de câte 600W ( câte una pe fiecare fază) și un termocuplu;

– Pe masa presei vor fi 3 rezistențe de câte 600W ( câte una pe fiecare fază) și un termocuplu.

3.6.Compomentele schemei hidraulice (Aparatajul hidraulic);

Tabel 18

3.6.1 Descrierea aparatajul hidraulic ;

M1 Motor.

Tabel 19

Figura 22

Motoarele hidraulice sunt echipamente care transformă puterea uleiului hidraulic generată de pompele hidraulice în forța de rotație, care la râdul său asigură energia necesară angrenării diferitelor componente.

Figura 23

Motoarele hidraulice retransformă energia potențială a lichidului primită de la generator în energie mecanică cu care acționează apoi elementul final în mișcare de rotație, de translație sau oscilantă (alternativă). Deci, forma acestor motoare poate fi, după traiectoria mișcării pe care o realizează:

– circulare (rotative)

– liniare (rectilinii)

– oscilante (alternative)

H1 Pompă cu roți dințate.

Pompă simplă

Figura 24

1-corpul pompei;

2- rotor conducator;

3- rotor condus;

4- capace laterale;

5-lagare;

6-garnitura de etansare;

7-capac;

A- camera de absorbție;

B-R- camera de refulare;

n -turatia de antrenare;

Caracteristici : simplitate constructivă , cost redus , debit constant

Figura 25

• Pompele volumice (PH) – sunt ansamble care imprimă mediului hidraulic de lucru energie hidrostatică caracterizată prin presiune și debit . Ele recepționează energia mecanică produsă de o mașină de forță și caracterizată de momentul Mi și turația ni și o transformă în energie hidrostatică. Aproape toate pompele sunt acționate în mișcare de rotație.

Figura 26

Tabel 20

H2 Supapă de presiune;

Figura 27

Supapele de presiune sunt destinate asigurării presiunii dorite pe anumite circuite hidraulice. Ele pot fi în poziție normală, neacționate, normal închise sau normal deschise. Cele normal deschise au rol de supape de deversare (de descărcare), iar cele normal închise au rol de supape de siguranță.

Tabel 21

H3 Supape de sens

Figura 28

Supapele de blocare asigură transmiterea debitului într-o singură direcție pe conductele pe care se montează. Sub aspect constructiv, supapele de blocare se întâlnesc în varianta cu scaun. Pe scaun poate presa o bilă sau un taler conic.

Tabel 22

H4 Distribuitor:

Figura 29

Elementele de distribuție au rolul de a dirija agentul motor spre diferitele conducte ale schemei hidraulice. Echipamentul de distribuție al acționării hidrostatice este constituit din: robinete distribuitoare, distribuitoare cu bilă, distribuitoare cu sertar și supape de sens unic.

Figura 30

Sertărașele distribuitoare sunt cele mai răspândite elemente de distribuție din sistemele de acționare hidrostatică și se întâlnesc într-o gamă variată de soluții constructive de aceea, simbolizarea lor va cuprinde pe lângă simbolul propriu-zis și un cod numeric exprimat printr-o fracție ordinară unde la numărător se va înscrie numărul căilor hidraulice racordate la distribuitor iar la numitor, numărul fazelor de lucru pe care le poate realiza distribuitorul. Astfel că 4/3 înseamnă că distribuitorul are 4 căi de racordare și 3 faze de lucru.

Tabel 23

H6 Presostat

Figura 31

Presostatele hidraulice, sunt folosite într-o varietate de moduri. Acest tip de presostat face ca o lumina de avertizare să se aprindă atunci când presiunea uleiului scade la un nivel care poate cauza probleme motorului.

H8 Deblocabilă

Figura 32

Module de reținere – Supapa HR-014 (Pilot) – TN6, funcționează la presiuni de până la 350 bar și cu debit maxim de 60 litri pe minut

Figura 33

H9. Droser

Figura 34

Echipamentul de reglare a debitului pe circuitele hidraulice constă în montarea unor rezistențe fixe sau reglabile (drosele) pe circuit, care laminează debitul de agent motor, fracționându-l și administrându-l la valoarea dorită motorului hidraulic

Figura 35

Din punct de vedere constructiv și al poziției de montare în schema hidraulică, droselele sunt de două categorii:

-drosele de traseu, care se montează direct pe conductele schemei hidraulice și care pot fi cu sau fără supapă de sens;

-drosele de panou, care se montează pe panoul de comandă al instalației hidraulice și care sunt întotdeauna însoțite de supape de sens.

Simbolizarea acestor elemente de reglare a debitului este dată în tabelul 24.

Tabel 24

Dimensiuni droser HQ-014

Figura 36

H11 Rubinet manometru

Figura 37

Un robinet manometru reprezintă instrumentul ideal pentru reducerea presiunii unui fluid, până la atingerea valorii dorite. Acest produs hidraulic este utilizat în cazul lichidelor, în procese din diverse industrii..

Figura 38

H12 Manometru cu glicerină

Figura 39

Aparatele de măsură și control au rolul de a măsura și indica parametrii de lucru ai agentului motor: presiunea se măsoară cu manometrul, debitul cu debitmetrul iar temperatura cu termometrul. Simbolizarea acestor aparate este indicată .

Tabel 25

H15 Supapă de reducere.

Figura 40

Rolul supapelor de reducere a presiunii este de a micșora presiunea de ieșire din aparat în aval de supapa, pe diferite circuite hidraulice. Această presiune menține constantă presiunea de ieșire  indiferent de presiunea de intrare. Supapele de reducere a presiunii, din punct de vedere al montajului în instalație, sunt pe placa sau modulare. Din punct de vedere al comenzii, supapele de reducere sunt cu comandă directă sau pilotată.

Figura 41

H20 Răcitor

Figura 42

Răcitorul hidraulic are rolul de a menține uleiul la o temperatura care să asigure o bună funcționare într-o instalație hidraulică .

H21 Filtru retur

Filtrele sunt elemente destinate purificării agentului motor

Figura 43

Ele au rolul să rețină atât particulele mecanice cât și produsele de oxidare din agent. Într-o schemă hidraulică trebuie să existe minim trei filtre și anume: filtrul de umplere și aerisire, filtrul pe conducta de aspirație a pompei și un alt filtru montat în schema hidraulică.

Figura 44

H22 Sorb

Filtru grosier, în general cu ochiuri metalice. Sorbul poate constitui un filtru complet sau doar un element

Figura 45

Rezistență de încălzire cu protecție ceramică

Figura 46 Rezistență de încalzire.

Rezistențele de încalzire cu protecție ceramică se vor monta în interiorul platourilor de încalzire a presei.

3.7.Compomentele panoului electric (Aparatajul electric);

Figura 47 Panou electric.

Tabel 26

Tot acest aparataj din tablel formează: panoul electric, instalația electrică care a fost modificată complect pe presa hidrauliă, cât și pupitru de comandă care îi un pupitru bimanual cu scopul de a obliga operatoru în timpul în care presa este în lucru să țină ambele mâini pe pupitr de comandă ceia ce împiedică accidentarea nedorită a personalului.

Figura 48

3.8 Schema hidraulică

Figură 49

3.9.Scheme electrice

Figură 50

Schema electrică pentru rezistențele electrice.

Figură 51

Figură 52

Figură 53

Figură 54

3.10 Programare PLC

Pentru a programa un control logic programabil (PLC), se începe de la definirea intrărilor ca tip și evoluție. Un PLC are intrări de tip digital: „0” sau „1” sau de tip analogic cuprinsă între 0 și 10V curent continuu (DC).

Pentru intrările digitale, nivelul logic „1” reprezintă valoarea de tensiune de alimentare a controlerului logic programabil. În cazul în care tensiunea de alimentare a PLC-ului este de 12V DC atunci și valoarea tensiunii pentru activarea intrărilor va fi de 24V DC. Avem senzori de proximitate care activează intrările unui PLC, care au tensiunea de alimentare cuprinsă între 10 V și 30 V DC.

În aplicațiile în care folosim PLC-urile avem două cazuri, una în care avem numai intrări digitale sau una în care avem intrări analogice. Cele mai multe aplicații folosesc combinații de intrări, atât digitale cât și analogice. PLC se utilizează pentru a comanda succesiuni simple de operații ale presei , caz în care comanda se bazează pe informațiile primite de PLC de la comutator

Programul se scrie sub formă de Ladder Diagram sau Function Block Diagram sau Statement List.

Pentru programarea presei hidraulice s-a folosi automatul Mitsubishi Fx3G-40MT/DSS (24 ieșiri si 16 iesiri) împreuna cu sursa de alimentare Alpha Power (220Vac/24Vdc la 1,75A)

Figura 55 :Mitsubishi FX3G 40MT/DSS

Trecerea la programul Ladder se face cu ajutorul platformelor în care realizăm programul, aplicație pentru PLC.

Figură 56: Construcția unei linii de program Ladder

Considerăm linia verticală din stânga ca fiind linia activă cea care este conectată la potențialul care are nivelul logic „1”, de exemplu + 24 V DC. Linia verticală din partea dreaptă o considerăm linia legată la potențial „0 V”.

Figură 7: Linii de program Ladder folosit la programarea presei

Concluzii

Urmărind obiectivele propuse în introducere, am reușit să elaborez ceea ce mi-am propus referitor la modernizarea presei hidraulice PH 80-ELT, bazându-mă pe materialele și informațiile oferite de profesorul coordonator și al colegilor de la serviciu.

Această lucrare evidențiază etapele prin care a trecut presa pentru a putea fii pusă din nou într-o stare bună de funcționare și îmbunătațirile care le-am adus presei.

Îmbunătațirile aduse presei au fost următoarele:

– Modernizarea și înlocuirea completă a instalației hidraulice ;

– Schimbarea instalație electrice și montarea de aparataj modern;

– Pupitru de comandă bimanual, obligând astfel ambele mâini să nu fie în zona de lucru;

– Circuitul de comandă este alimentat cu tensiunea nepericuloasă de 24 Vcc;

– Presa este semnalizată cu etichete în zonele periculoase pentru a împiedica accidentele de muncă;

– Prelucrare cilindrilor și înlocuirea inel ’o’;

– Utilizarea unui motor de turație variabilă în vederea îmbunătățirii eficenței energetice;

Datorită motorului de turație variabil am reușit să reducem funcționarea motorului în sarcină undeva la jumătate și odată cu asta am redus zgomotul pe care îl producea motorul clasic.

În concluzie cu toate îmbunătațirile aduse am reușit să aducem o presă veche din nou într-o stare bună de funcționare, care asigură un grad ridicat de siguranță și un consum mai mic de energie.

Bibliografie

*** HYDAC – TRAINING CENTER – Hydraulic – Basic Hydraulics and Components, by HYDAC International GmbH, Germany, 2009.

Oprean, A., Hidraulica mașinilor – unelte, Ediția a III-a, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1983.

Oprean, A., Dorin, Al., Olaru, A., Prodan, D., Chirițoiu, R., Echipamente hidraulice de acționare, Editura Bren, București, 1998.

V.Cosoroabă, ș,a,-Acționări pneumatice, Ed. Tehnică, 1974 B.19437 introducere

V. Jiman -Principii și sisteme de acționare, Ed. Univ. TRANSILVANIA Brașov, 20013.V. Jiman – Actionari hidraulice si pneumatice . Institutul PolitehnicBrasov.1980.IV.1130

Axinti, G., Axinti, A.S., Acționări Hidraulice și Pneumatice. Baze de calcul, proiectare, exploatare, fiabilitate și scheme de acționare, Vol. III, Editura Tehnica – Info, Chișinău, 2009.

Marin, V., Moscovici, R., Teneslav, D., Sisteme de acționare și reglare automată – Probleme practice: de proiectare, execuție, exploatare, Editura Tehnică, București, 1981.

CETOP RE 2004/02 – H: Mobile Hydraulics Programme (MH2) CETOP Passport Occupational Level 2

Backe, W., Umdruck zur Vorlesung – Steuerungs und Schaltungstechnik II (proportionaltechnik) – 3. Auflage 1987, Editura HP Aachen, Germany, 1987.

https://ro.wikipedia.org/wiki/Hidraulic%C4%83

http://www.qreferat.com/referate/mecanica/INTRODUCERE-HIDRAULICA424.php

http://www.valiadis.gr/?viewp=395

http://www.vivoil.com/files/xp_en/xp201.pdf

http://www.hidrosib.ro/supape-de-sens.aspx

Sisteme Hidraulice

https://www.tme.eu/ro/Document/372e33d6196872c88a1d472e07531db6/DS_PE8167_pl_pl_13161.pdf

https://www.saroautomazioni.it/visarticolo.php?categoria=5&sottocategoria=7&id=477

http://docplayer.gr/40954861-Generalitati-privind-sistemele-hidraulice-de-actionare.html

http://www.mpfiltri.com/media/wysiwyg/Hydraulic%20Filtration/Ritorno/MPFX-MPF_EN_10-2017.pdf

http://www.en.wikipedia.org/wiki/hydraulic

Despre cilindri hidraulici

https://www.999mitsubishi.com/mitsubishi-fx3g-fx3g-40mt-dss