Sisteme DE Actionari Pneumatice

CUPRINS

Argument ……………………………………………………………..pag. 1

Capitolul I. Debitul,Energia,Presiunea,Puterea ……………………….pag. 3

Capitolul II. Sisteme de actionari pneumatice …………………………pag. 10

Capitolul III. Intretinerea si repararea utilajelor …………………………….pag. 38

Capitolul IV. Instructiuni privind sanatatea si securitatea muncii in activitati cu instalatii hidraulice si pneumatice ………………..…………………….pag. 41

Capitolul V. Calcul tehnico-economic …………………………………pag. 46

Bibliografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pag. 47

Bibliografie

A. Oprean, Fl. Ionescu. – “Actionari hidraulice”, Editura Tehnica, Bucuresti, 1992.

O. Dontu – “Utilaje si tehnologii pentru mecatronica”, Editura Tehnica, Bucuresti, 2001.

M. Avram – “Echipamente si sisteme clasice si mecatronice”, Editura Universitara, Bucuresti, 2005.

C. Ispas, A. Oprean – “Actionari si automatizari hidraulice”, Editura Tehnica, Bucuresti, 1996.

D. Fatu – “Indrumator de exploatare si intretinere a echipamantelor hidraulice”, Editura Tehnica, Bucuresti, 2000.

N. Huzum, G. Rahtz – “Masini, utilaje din industria constructoare de masini”, manual pentru cls. a XII-a, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1986.

I. Gheorghe – “Tehnologia asamblarii si montajului”, manual pentru cls. a XI-a, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 2000.

I. Ishate – “Masini electrice si actionari”, manual pentru cls. a XI-a, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 2005.

V. Madies, S. Mirescu – “Tehnologie si educatie in mecatronica”, Editura Economica, 2005.

Legea nr. 319/14.07.2007 – Regulamentul de organizare si desfasurare a activitatii de securitate si sanatate in munca, Editura Europolis, 2007.

=== calcul tehnico economic ===

CAPITOLUL IV

Calculul tehnico-economic

Costul unei lucrari se compune din urmatoarele elemente: cheltuieli directe si cheltuieli indirecte (de regie).

a. Cheltuielile directe cuprind plata munci lucratorului care executa lucrarea CAS, somaj, CASS si materialele.

Plata mucii pe bucata a lucratorului este egala cu produsul dintre timpul pe bucata si salariul sau pe unitatea de timp corespunzatoare.

Exista nenumarate cai de reducere a timpului pe lucrare, pe baza calificarii profesionale si a masurilor tehnico-organizatorice, ceea ce duce la micsorarea proportionala a pretului de cost. Salariul pe unitatea de timp depinde de categoria de complexitate a operatiei, care cere o categorie de calificare a lucratorului si implicit o categorie de salarizare corespunzatoare.

Se vede ca, in ceea ce priveste cheltuielile directe, reducerea costului operatiei se bazeaza pe reducerea timpului de lucru, marirea productivilatii pe calea imbunatatirii tehnicii in productie.

b. Cheltuielile indirecte cuprind:

– cota-parte din costul masinii unelte care executa operatia;

– cota-parte din costul sculeloe utilizate si consumate prin uzura si degradare;

– cota-parte din costul dispozitivelor de lucru si a verificatoarelor speciale;

– energia electrica consumata in timpul operatiei de catre masina-unelta;

– cota-parte din costul intretinerii si reparatilor masinilor si dispozitivelor;

– cota-parte din cheltuielile generale ale sectiei (incalzit, Iuminat, apa, curatenie etc.);

– salariile personalulul tehnic si administrative (reglori, maistri, tehnologi, normatori, magazinieri, dispeceri etc.).

– amenajari de mica magazinare s.a., care se platesc din fondurile de productie.

Cota-parte care revine din aceste chetuieli pe o anumila opeatie se poate calcula astfel: – cheltuiala totala din capitolul respectiv de cheltuieli se imparte la numarul de minute cuprins in perioada de timp in care s-a facut (de exemplu, un an) sau in perioada de timp in care este prevazuta amortizarea utilajului si sa obtina astfel cota-parte din cheltuiala respectiva pe un minut. Aceasta, inmultita cu durata in minute a operatiei de cota-parte din cheltuiala respectiva pe operatia considerata.

=== Compresorul fara ulei tip ECFU10 ===

ARGUMENT

Elementele mobile (tije, arbori) ale aparatelor, dispozitivelor, masinilor de lucru si instalatiilor trebuie antrenate pentru a efectua un lucru mecanic util. Aceasta antrenare se realizeaza cu ajutorul unui system de actionare format dintr-o sursa de energie (musculara, termica, hidraulica, pneumatica, electrica, etc.), din mecanisme de transmitere si transformare a energiei si din dispozitive de comanda. Sistemul de actionare poate fi privit, in mod sugestiv, ca “musculatura” structurii mecanice pe care o deserveste, fara de care miscarea acesteia nu ar fi posibila.

Desi formeaza structuri bine definite, ce pot fi tratate independent, sistemele de actionare sunt parti constitutive ale aparatelor, dispozitivelor sau masinilor de lucru pe care le deservesc. Acest aspect trebuie avut in vedere la proiectare, intrucat numai asa se pot obtine constructii mecanice compacte.

In cele ce urmeaza, sistemele de actionarevor fi tratate independent de structura mecanica pe care o deservesc. Un sistem de actionare este format dintr-un numar de “echipamente” care concura la realizarea de catre sistem a functiei de actionare impuse. Astfel, intalnim in structura de actionare echipamente care genereaza energia specifica sistemului respective, echipamente care regleaza si controleaza aceasta energie, echipamente care transforma aceasta energie in lucru mecanic pe care il furnizeaza mecanismelor antrenate.

Asa cum s-a aratat deja, din punct de vedere energetic unui sistem de actionare SA (fig. 1) ii revine sarcina de a transmite si transforma energia de intrare Ei, primita de la o sursa primara de energie SP, in lucru mecanic util Lu, pe care il furnizeaza mecanismelor antrenate MA. In functie de natura energiei folosite si a agentului de lucru, sistemele de actionare se pot impartii in: mecanice, electrice, hidraulice, pneumatice si mixte.

Sistemele de actionare mecanice folosesc ca energie de intrare energia potentiala sau pe cea de deformatie. Ele cunt utilizate, cu precadere, pentru actionarea unor mecanisme de orologerie sau a mecanismelor transportate din structura aparatelor inregistratoare.

Sistemele de actionare electice utilizeaza ca agent purtator de energie si informatie curentul electric. Ele s-au impus intr-un numar mare de aplicatii industriale, in special in procesele care implica prelucrarea rapida a unui volum mare de informatii. Principalele calitati ale acestor sisteme sunt conferite de caracteristicile specifice componentelor microelectronice: grad inalt de miniaturizare si modularizare, fiabilitate ridicata, viteza de raspuns mare, prêt de cost scazut.

Sistemele de actionare hidraulice utilizeaza ca mediu de lucru un lichidsub presiune. Ele au aparut si s-au dezvoltat rapid, in special datorita necesitatii de a comanda si regla forte si momente mari si foarte mari cu precizie ridicata; totodata, ele permit un control riguros al pozitiei si vitezei sarcinii antrenate. Reglarea puterii hidraulice transmise ofera posibilitati de care nu se poate beneficia in cazul utilizarii unor echipamente pur electrice sau mecanice.

Sistemele de actionare pneumatice folosesc ca agent purtator de energie si informatie un gaz de presiune, de regula aerul comprimat. Daca la inceput utilizarea actionarii pneumatice a fost exclusive legata de mediile de lucru cu pericol de explozie sau incendiu, pe masura ce echipamentele pneumatice s-au diversificat si perfectionat, preluand si functii de comanda si control de la elementele electrice, acestea si-au extins considerabil aria de aplicatii.

Solutia optima de actionare din punct de vedere functional si economic pentru fiecare caz in parte se stabileste printr-o analiza de sistem, pe baza unor criterii obiective care sa evidentieze avantajele si dezavantajele pe aceste sisteme le prezinta pentru procesul analizat.

In majoritatea cazurilor sistemele de actionare mentionate nu numai ca nu se exclude reciproc, ci din contra, se completeaza in mod armonios, conferind instalatiilor performante superioare.

Sistemele de actionare hidraulice si pneumatice isi gasesc un camp larg de aplicabilitate in domeniul masinilor – unelte (de uz general, aggregate, linii automate, masini cu comanda numerica etc). Aici exista o gama larga de posibilitati de automatizare a operatiilor auxiliare, pornind de la cele mai simple manevre pana la cele mai complexe, effectuate de roboti industriali. Operatii auxiliare ca:

alimentarea cu piese si scule;

comutarea unor mecanisme in scopul schimbarii unor caracteristici ale miscarii masinii – unealta;

pozitionarea sau indexarea unor subansambluri;

protectia masinii si a operatorului uman etc.

Se intalnesc sisteme hidraulice si pneumatice de actionare si automatizare la: masinile de brosat, de gaurit, de alezaj si frezat, rabotat, la strunguri semiautomate si automate, la masini de rectificat, de danturat.

Folosirea masinilor – unelte agregat si a liniilor automate in locul masinilor – unelte universale duce la cresterea productivitatii in productia de serie. Majoritatea masinilor – unelte agregat si liniilor automate fabricate in present folosesc actionarea hidraulica pentru realizarea pozitionarii si strangerii semifabricatului, transportarii si orintarii lui, precum si pentru deplasarea diferitelor subansambluri. Circa 50% dintre masinile – unelte agregat, care lucreaza de sine statator sau fac parte din linii automate, au capete de forta cu actionare hidraulica pentru realizarea avansurilor si deplasarilor rapide.

CAPITOLUL I

Structura unui sistem pneumatic de actionare

1. Introducere

Sistemele de actionare pneumatice sunt preferate intr-un numar mare de aplicatii industriale, din cele mai diverse sectoare, datorita unor calitati incontestabile cum sunt: rubustetea, simplitatea constructive, productivitatea, fiabilitatea ridicata sin u in ultimul rand pretul de cost mai scazut. In general asemenea sisteme sunt folosite atunci cand:

trebuie controlate forte si momente de valori medii;

viteza de deplasare a sarcinii nu trebuie sa respecte cu strictete o anumita lege;

pozitionarea sarcinii nu trebuie facuta cu precizie ridicata;

conditiile de functionare sunt severe (exista pericol de explozie, incendiu, umiditate etc.)

trebuie respectate cu strictete o serie de norme igienico-sanitare (in industria alimentara, farmaceutica, tehnica dentara).

Figura 1.1 pune in evidenta locul sistemelor de actionare

pneumatice in raport cu celelalte tipuri de sisteme de actionare

prin prisma fortei controlate si a pretului de cost.

Trebuie subliniat faptul ca in timp ce in unele domenii sistemele pneumatice de actionare intra in competitie cu celelalte sisteme (electrice, hidraulice, mecanice), in anumite aplicatii ele se utilizeaza aproape in exclusivitate, fiind de neinlocuit.

2. Structura unui sistem pneumatic de actionare

In figura 1.2 este prezentat, spre exemplificare, un sistem de actionare pneumatic. Acest sistem, un sistem simplu, are in componenta sa urmatoarele echipamente:

motorul pneumatic MP, care transforma energia pneumatica de intrare in lucru mecanic util;

elementele de reglare si control ERC care indeplinesc urmatoarele functii:

dirijeaza fluidul sub presiune, controland astfel sensul de miscare al sarcinii antrenate de catre motor si oprirea acesteia (distribuitorul pneumatic DP);

regleaza debitul la valoarea ceruta de motor si prin aceasta viteza de miscare a sarcinii (droselele de cale DC1 si DC2);

regleaza presiunea in sistem, in corespondenta cu sarcina antrenata.

generatorul de energie GE, care genereaza energia pneumaticanecesara sistemului; in practica pot fi intalnite doua situatii:

cand se dispune de o retea de aer comprimat, caz in care energia necesara este preluata de la aceasta retea prin simpla cuplare a sistemului la unul din posturile de lucru ale retelei;

cand nu se dispune de retea de aer comprimat, situatie in care trebuie apelat la un compresor, ca in exemplul din figura 1.2.

In practica exista o mare diversitate de sisteme de actionare pneumatice. Totusi se poate vorbi de o structura comunca (fig. 1.3) care pe langa echipamentele deja prezentate mai poate contine:

unitatea de comanda UC; la acest nivel se poate opta pentru un numar limitat de solutii, bazate pe:

dispozitive electronice;

relee electromagnetice;

elemente logice pneumatice.

Dispozitivele electronice sunt cele care au cea mai larga utilizare. In aceasta categorie sunt incluse atat circuitele electronice, cat si unitatile programabile. Foarte raspandite astazi sunt PLC- urile (“control logic programabil”), dar se constata o tendinta de utilizare tot mai mult a calculatoarelor personale pentru control.

Releele electromagnetice reprezinta un mijloc traditional pentru constructia circuitului cablat de control, chiar daca functia lor actuala se limiteaza la sistemele de actionare relative simple si la operatii de siguranta, care de preferinta nu se incredinteaza programelor software.

Elementele logice pneumatice se folosesc in sistemele de mici dimensiuni, cand se doreste obtinerea unor sisteme pur pneumatice din motive de ambianta (pericol de explozie, de incendiu, umiditate etc.) sau din motive de prêt de cost.

elementele de interfataI au rolul de a transforma semnalele de putere joasa, de natura electrica sau pneumatica, furnizate de unitatea centrala, in semnale de putere inalta, de regula de alta natura; exemplul cel mai sugestiv il constituie electrovalva care transforma semnalele electrice primite de la unitatea de comanda UC in semnale pneumatice;

senzorii si limitatoarele de cursa sunt de cele mai multe ori electromecanice, dar pot fi si pneumatice; alegerea este legata de tipul unitatii de comanda;

elementele de intrare pot fi electrice sau pneumatice, natural or fiind dependenta tot de tipul unitatii de comanda.

O prima clasificare a sistemelor pneumatice de actionare se poate face dupa modul de operare a sistemului in:

Sisteme proportionale sau analogice;

Sisteme digitale;

Sistemele proportionale au specific faptul ca marimea de iesire este determinate de nivelul semnalului de intrare (impropriu se spune ca aceasta dependenta este proportionala). De exemplu, in cazul unui sistem care controleaza forta, pentru o anumita valoare a marimii de intrare, presiunea din sistem are un anumit nivel, caruia ii aorespunde o anumita forta. Orice variatie a presiunii determina modificarea fortei.

Un asemenea sistem este sensibil la perturbatii externe. Aceste perturbatii fac ca semnalul de comanda sa varieze accidental in jurul unei valori medii, riscul constannd in interpretarea perturbatiei ca o modificare a semnalului de comanda, ceea ce va determina modificarea marimii de iesire din sistem.

Mai sigure din acest punct de vedere sunt sistemele digitale. Intr-un asemenea sistem conteaza numai nivelele discrete ale semnalelor. De cele mai multe ori se lucreaza cu doua nivele ale semnalului, prezenta sau absenta semnalului, semnale “on – off”, sau semnale “totul sau nimic”. Din punct de vedere al logicii algebrice existenta semnalului este echivalent cu “I” , iar absenta semnalului cu “0”.

Pentru o mai buna intelegere se considera un distribuitor pneumatic classic, comandat pneumatic (fig. 1.4).

Se va urmarii variatia semnalului de iesire (presiunii PA) in functie de marimea de intrare – presiunea de comanda Pc. Atunci cand presiunea de comanda Pc) este nula, presiunea la orifiul de consummator A al distribuitorului, masurata cu manometrul MA, este de asemenea nula (punctual 0 din fig. 1.4); distribuitorul materializeaza campul (0). Crescand presiunea Pc manometru MA indica o presiune nula pana cand presiunea de comanda reuseste sa invinga rezistenta datorata arcului si frecarile interne; acest lucru se intampla cand presiunea de comanda atinge valoarea Pc1 (punctul B de pe grafic). In acest moment distribuitorul comuta, materializeaza pozitia (1), iar la orificiul de iesire A se masoara presiunea Pa (punctual D de pe grafic). Cresterea ulterioara a presiunii de comanda nu modifica presiunea de iesire. Reducand acum presiunea de comanda, presiunea de la iesire ramane la valoarea Pa pana ce presiunea de comanda devine Pc2 (punctual E de pe grafic); se observa ca datorita frecarilor (fenomenul de histerezis) se depaseste punctual D. In punctual E se realizeaza comutarea si presiunea de iesire devine zero (se trece in punctual F). Reducerea in continuare a presiunii de comanda face sa parcurga traseul de la F la 0 fara a se modifica presiunea PA. Diagrama din figura 1.4 b pune in evidenta doua presiuni diferite de comutare Pc1 si Pc2, datorita existentei fenomenului de histerezis.

In concluzie, oricare ar fi presiunea de comanda Pc > Pc1 la orificiul de iesire al distribuitorului exista presiune, deci semnalul de iesire este “I”, in timp ce oricare ar fi presiunea de comanda Pc < Pc2;a orificiul de iesire presiunea este zero, deci semnalul de iesire este “0”. Intre valorile Pc1 si Pc2 semnalul de iesire depinde de modul in care este parcurs ciclul. In ceea ce priveste presiunea de comanda se considera Pc = 1 daca Pc > Pc1 si Pc < Pc2. In intervalul [Pc2,Pc1] presiunea de comanda nu este definite.

Echipamentele pneumatice dintr-un sistem pneumatic de actionare pot functiona la presiuni de lucru diferite. Cele ce sunt corectate direct cu motorul (distribuitoarele, supapele de sens, supapele de presiune) uzual lucreaza la presiuni de 8 … 10 [bar]. Daca echipamentul are numai rolul de a genera semnale logice, fara a intervenii in fluxul principal de putere, presiunea de lucru poate fi redusa. Din aceasta categorie fac parte atat elementele logice pneumatice, care pot sa lucreze la presiuni de 3 … 4 [bar], cat si elementele micropneumatice cu membrane care lucreaza la presiuni de 1,4 … 2,5 [bar]. In sfarsit, pentru functii speciale se poate apela la elementele logice fluidice care au presiuni de lucru de 0,1 … 1 [bar].

Evenimentele pneumatice se pot imparti in echipamente active si echipamente passive, dupa modul de obtinere a semnalului de iesire.

Sunt active acele evenimente la care semnalul de iesire provine de la o sursa de presiune constanta. In acest caz semnalul de comanda are numai rolul de pilotare. Aceste echipamente pot avea la iesire semnale mai mari decat cele de comanda. Se realizeaza astfel o generare a semnalului si chiar o amplificare a acestuia gratie energiei furnizate de sursa de presiune constanta.

Echipamentele passive au specific faptul ca semnalele de iesire se obtin direct dintr-un semnal de intrare. Aceste echipamente nu necesita o legatura suplimentara cu sursa de energie, dar semnalul de iesire nu numai ca nu este amplificat, dar are un nivel energetic mai scazut, datorita pierderilor de presiune si debit care apar in urma curgerii prin echipament.

CAPITOLUL II

Caracteristici constructive functionale ale

compresorului ECFU10

Destinatia produsului

Denumirea produsului – agregat de comprimare aer fara ulei tip ECFU10;

Tipul – ECFU10;

Domeniul de utilizare – agregat ECFU10 este un produs stabil destinat furnizarii de aer comprimat fara ulei si impuritati mecanice, cu umiditate scazuta necesar proceselor tehnologice din industriile constructoare de masini, alimentara, chimica, electrotehnica, metalurgica etc;

Conditii de mediu in care poate functiona agregatul – hale industriale;

Temperature mediului: 5°C…40°C;

Umiditatea relativa maxima: 80% la 25°C;

Apa de racire: dedurizata si filtrate.

In cazul opririlor pe timp de iarna cand temperature in hala poate atinge valori mai mici de 5°C, pentru a preveni deteriorarea compresorului prin inghetarea apei, se va goli apa din compresor.

2.1. Caracteristici constructive compresor CFU10.

Solutia constructive: compresor volumic cu piston cu dublu efect cu cap de cruce,2

trepte de comprimare, racit cu apa.

Nr. cilindrii: 2 dispusi in L

Alezaj: tr. I/tr. II × cursa (mm): 290/172×150

Cilindrii tr. I/tr. II (dm3): 9,9/3,48

Tipul lagarelor palier: rulmenti oscilanti cu role

Numarul manetoanelor: 1

Tipul lagarului maneton: de alunecare

Carterul: monobloc, turnati din fontaingloband suportii ghidajelor cap cruce

Arbore cotit: forjat, din otel

Bielele: forjate, din otel

Capetele de cruce: turnate din fonta

Ghidajele capetelor de cruce: turnate din fonta

Cilindrii: turnati din fonta

Camasile cilindrilor: turnate din fonta aliata

Pistoanele: turnate din aliaj de aluminiu

Segmenti tr. I: 1. compresie – teflon grafitat;

2. ghidaj – teflon grafitat;

3. expandor – tabla otel.

Segmenti tr. II: 1. compresie – teflon grafitat;

2. ghidaj – teflon grafitat;

3. expandor – tabla otel.

Chiulasele: turnate din fonta

Supapele tr.I/tr. II: automate, cu arcuri lamelare si discuri de etansare, scaunele si limitatoarele din otel inox. Supapele sunt individuale, aspiratie si refulare.

Racitori intermediari si racitori finali: tip schimbator de caldura aer-apa cu fascicol de tevi cu radiator de cupru cu dubla circulatie a apei de racire.

Ungerea: sub presiunea de la pompa de ulei (cu roti dintate), antrenata de arboreal cotit, prevazuta cu supapa de descarcare si filtru de ulei.

Capacitatea baii de ulei (1): 17

Masa compresorului (kg): cca 1000

Caracteristici constructive motor

Uzina producatoare: Intreprindere “Motoare electrice” Bucuresti;

Putere nominala (kw): 75;

Turatie nominala (rot/min): 730;

Tensiunea de alimentare (V): 380;

Frecventa (Hz): 50;

Gradul de protectie: IP 54;

Masa motorului electric (kg): 1050;

Pornirea motorului: directa.

Caracteristici constructive agregat:

Componenta generala:

compresor de aer (tip fara ungere CFU10);

motor electric;

cuplaj elastic cu bolturi;

platforma din otel sudata comuna pentru toate elementele agregatului;

sistem filtrare aer aspiratie compresor (filtru gresiera, filtru fin), finite de filtrare 0,002 mm;

recipient de aer, capacitate 250l;

separator de condens pentru aerul refulat – capacitate 50l;

panou de comanda al agregatului;

capotaj pentru insonorizare;

dimensiuni de gabarit (L × l × h): 2110 × 1885 × 1900mm;

masa agregat: cca 4000kg.

Caracteristici functionale agregat:

presiunea nominala de refulare; 8,5 bar (0,85 MPa);

turatia nominala a agregatului; 730 rot/min;

debitul nominal de aer refulat redus la conditiile de aspiratie; 600 m3/s;

temperature aerului refulat dupa racitorul final; max. 40°;

temperature de intrare a apei de racire:

din racitorul de aer – max. 35°

din cilindrii – max. 50 – 55°

debit apa de racire; max. 150l/min;

presiunea uleiului; 1,5…2,5 bar (recomandat 2 bar);

nivelul de zgomot.

calitatea uleiului; k100 (k65) STAS 1195-84 sau M30 STAS 751-80;

durata de utilizare normala; 4000 ore/an

Echipament pentru protectie si control

Agregatul ECFU10 este prevazut cu urmatoarele aparate de siguranta, masura si control:

a) Pe circuitul de aer comprimat:

– supapa de siguranta montata pe racitorii intermediary reglata la presiunea de deschidere Pd = 3 bar;

– supapa de siguranta montata pe racitorii intermediary reglata la presiunea de deschidere Pd = 9 bar;

– manometre de aer (montate in panou) pentru presiunea refulare tr I O…G bar, presiunea tr. a II-a: 0…16 bar, clasa 1,6;

– termostat montat dupa refularea treptei a I-a reglat la 155°C;

– termostat montat dupa refularea treptei a II-a reglat la 175°C;

– termorezistenta cu platina PT100 pentru masurarea temperaturelor, refulare tr. I, aspiratie tr. II, refulare tr. II, temperature de aer recipient, temperature apei la iesirea din racitori.

Valorile temperaturilor sunt afisate digital pe panoul de comanda.

b) Pe circuitul de ungere:

– supapa de siguranta (by-pass) pentru limitarea presiunii maxime pe circuitul de ungere;

– manometru, presiune ulei, domeniu 0…6 bar, clasa 1,6 montat in panoul de comanda;

– presostat – reglat la 1,2 bar montat in panoul de comanda, cu deschidere la scaderea presiunii;

– termostat – reglat la 70°C, montat pe pompa de ulei.

2.2. Descrierea agregatului UCFU100

a) Constructia agregatului

Agregatul ECFU10 (desen ansamblu fig 1) este compus din compresorul fara ungere CFU10 (poz. 1), antrenat de motorul electric (poz. 2) printr-un cuplaj elastic cu bolturi (poz. 3) protejat de o aparatoare (poz. 4) fixate pe o platforma metalica (poz. 5).

Pe platforma sunt fixate ansamblul de atenuare pulsatii si separare condens (poz. 6) si instalatia de filtrare a aerului aspirat (poz. 7).

Intregul ansamblu inchis de un capotaj insonorizant (poz. 8) in care se fixeaza panoul de comanda (poz. 9).

Refularea aerului se face prin sistemul distributie aer (poz. 10).

Intrarea apei de racire se face printr-o conducta Dn40 (poz, 11, 12).

b) Constructia compresorului CFU10 (fig.2):

Compresorul CFU10 este un compresor volumic cu piston cu dublu efect cu cap de cruce in doua trepte de comprimare cu cilindrii dispusi in L, racit cu apa.

Producerea aerului comprimat fara ulei se datoreaza faptului ca cilindrii nu sunt lubrifiati, segmentii fiind din teflon.

Pentru a preveni eventualele infiltrari de ulei dinspre carter in cilindrii, intre carter si cilindrii se afla intercalat cate un bloc intermediar, blocul presetupelor. In aceasta se monteaza etansarile de ulei.

Etansarea la ulei se realizeaza in lungul tijei pistonului.

In continuare se descriu partile fixe si mobile ale compresorului:

a) Partile fixe:

– carterul (poz. 1) este turnat din fonta. In constructia sa sunt inglobati suportii ghidajelor capetelor de cruce. Are prevazute doua carcase (poz. 2) in care se monteaza simeringul (poz. 4); carcasa lagar din fata este inchisa de pompa de ulei (poz. 5). Accesul in interiorul carterului pentru diverse operatii se face prin capacul de vizitare (poz. 6), prevazut cu gura de aerisire.

Pe capac este prevazuta o gura de umplere cu ulei inchisa cu un dop filetat cu rasuflatoare.

In partea din fata a carterului este montata nivela de ulei.

Ghidajele capatelor de cruce (poz. 7). De forma unor bucsi sunt fixate in locasurile lor din carter cu suruburi. Ghidajele se pot demonta si roti in locasurile lor cu 90° in caz de uzura.

Blocul presetupelor (poz. 8,9), turnate din fonta au rolul de a separa cilindrii de carter. Sunt prevazute cu cate 2 capace ce permit operatiile de montaj si intretinere. In ele se monteaza cate o conducta la drenare a uleiului (poz. 10,11) ce a trecut prin etansarea de ulei.

Etansarile de ulei (poz. 12,13). Subansamblul ce se monteaza la blocul presetupelor. Realizeaza etansarea la ulei in lungul tijei pistonului. Etansarea se realizeaza cu ajutorul unor inele de etansare din bronz.

Fig. 2.2 Etansarea ulei tr. I

Fig. 2.1 Etansarea ulei tr. a II-a

Cilindrii tr. I si tr. II (poz. 14,15) sunt turnati din fonta cenusie. In ei se preseaza camasile cilindrilor (poz. 16,17) turnata din fonta aliata si nitrurate ionic, etansate cu inele “O” din cauciuc (poz. 18,19).

Etansarea de gaz (poz. 20) ce monteaza la partea inferioara a fiecarui cilindru. Au rolul de a inchide camera de compresie si a etansa scaparile de aer pe langa tijele pistoanelor. Fiecare etansare este compusa din cate 3 soturi de inele de etansare din grafit montate in casele suprapuse.

Fig. 2.3 Etansare gaz

Supapele aspiratiei si refulare tr. I-a (poz. 21,22) si aspiratie si refulare tr.II-a (poz. 23,24), asigura aspiratia si respective refularea aerului din cilindri. Se monteaza in locasurile din cilindri si ciulase cu ajutorul pieselor de apasare (poz. 25,26).

La exterior spatiul de aer este inchis de capacele supapelor (poz. 27,28).

Supapele sunt de tip individual – aspiratie si refulare pentru fiecare treapta.

chiulasele tr. I si tr. II (poz. 29,30)sunt turnate din fonta cenusie.

Racitorii de aer (poz. 31).

Fig. 2.4 Racitor de aer

Sunt montati in interiorul carcasei racitorilor (poz. 32)inchisa de colector refulare tr. I-n (poz. 33)si colectorul aspiratiei tr. a II-a (poz. 34).

Racitorii sunt schimbatoare aer-apa cu fascicol tubular de tevi si radiatoare de cupru cu dubla circulatie a apei de racire.

Aceasta solutie permite o constructie compacta si de mare randament.

Ciclonul (poz. 35) turnat din aliaj de aluminiu montat in colectorul de aspiratie al tr. a II-a (poz. 34) are rolul de a centrifuga aerul ce iese din racitorul treptei I, separand astfel condensul ce se elimina printr-o purja automata.

Instalatia de apa. Asigura distributia si circulatia apei in racitorii si cilindri compresorului cat si reglarea temperaturii apei in circuitul cilindrilor.

Apa intra prin conducta de intrare (poz. 1). In teul 2, o parte din apa trece spre racitorii de aer, iar o parte trece in sus unde teul 3 se ramifica inspre corpul regulatorului local de temperature (poz. 4) sis pre ramura superioara a circuitului inchis de robinet (poz. 5). In prima pornire a compresorului se deschide robinetul (poz. 5) si apa va trece prin ramura superioara circuitului prin crucea (poz. 6), conducta (7) si intra in cilindrul treptei I.

Dupa umplerea cu apa a sistemului si purjarea aerului cu robinetii (poz. 17 din fig. 2.2), robinetul (poz. 5) se lasa deschis cca. 5 min dupa pornirea compresorului si apei se inchide.

In acest moment apa va trece prin corpul regulatorului. Apa iese din dilindrul treptei I, prin chiulasa tr. I, apei prin conducta (8), intra in cilindrul treptei II. De aici prin chiulasa tr. II si conducta (9) in care se afla montata sonda regulatorului de temperature (10) si conducta (11), apa ajunge in conducta de iesire (12). Cantitatea de apa intrata in teul 2 in circuitul racitoarelor de aer, iese prin teul (13) si conducta (14) ajungand in final in conducta (12). Regulatorul local de teperatura (4) are rolul de a regla debitul de apa ce raceste cilindrul, astfel incat temperature apei sa fie constanta independent de sarcina compresorului. Reglarea temperaturii se face prin rotirea piulitei de reglaj (15) si fixarea indicatorului pe scala (16) a aparatului. Regulatorul va fi reglat la valoarea de 50 – 55° C.

Instalatia de ungere (fig. 2.5). Se compune din: sorbul pompei de ulei (1), conducta de aspiratie a pompei de ulei (2), pompa de ulei (3), conducta de refulare (4), suport filtru (5), filtru de ulei (6), conducta (7).

Pompa de ulei (fig 2.6) este de tip cu roti dintate antrenatade catre arborele cotit prin intermediul piesei de antrenare. Se compune din: suportul pompei (1), corpul pompei (2), capacul pompei (3), pinionul conducator (4), axul pinion conducator (5), pinionul condus (6), axul pinionului (7).

Uleiul refulat de pompa, dup ace trece prin filtrul de ulei ajunge in camera (8) de unde prin orificiul de piesa de antrenare ajunge in mecanismul motor. Reglarea presiunii pompei se face cu ajutorul supapei de by-pass.

Camera de presiune este etansata cu un simering (9) montat in capacul (10). Etansarea intre pompa si capacul (10) se face cu garnitura (11).

b) Partile mobile

– Arborele cotit (poz. 36) are un singur fus maneton iar fusurile palier se sprijina pe rulmentii oscilanti cu role.

Este prevazut cu gauri pentru circulatia uleiului de ungere de la pompa de ulei la biela.

In prelungirea bratelor maneton sunt montate contragreutati.

Pe capatul dinspre fata compresorului se monteaza piesa de antrenare a pompei de ulei (poz. 37).

Bilele (poz. 38) in numar de 2, sunt forjate din otel in piciorul bielei fiind presata o bucsa de bronz iar in capul bielei sunt montati cuzineti placati. Circulatia uleiului de la picior spre capul bielei se face printr-o conducta.

Tijele pistoanelor (poz. 39,40) sunt din otel aliat rectificate si tratate pe suprafata exterioara.

Pistoanele tr. I si tr. II (poz. 41,42).

Pistonul treptei I-a este format din corp si capac, turnate din aliaj de aluminiu. Intre ele se monteaza o piesa din otel pentru echilibrare.

2.3. Functionarea agregatului

Principiul de functionare al compresorului CFU10

Compresorul CFU10 este un compresor cu piston care functioneaza conform principiului de lucru a compresoarelor volumice cu piston, cu dublu efect. Ambele fete ale pistonului sunt active.

Aerul este aspirat prin sistemul de filtrare la interiorul cilindrului treptei I-a in timpul cursei de coborare in camera superioara. In acest timp aerul din camera inferioara este comprimat si obligat sa ocupe un spatiu mai mic incalzindu-se in timpul comprimarii si refulat prin supapele de refulare. Cand pistonul urca, fenomenele se inverseaza. In camera superioara se produce comprimarea si refularea aerului.

Fig. 2.7

Aerul comprimat in treapta a I-a inainte de a trece in treapta a II-a, este trecut prin racitorul de aer intermediar unde este racit.

La iesirea din racitorul intermediar aerul este centrifugat, separandu-se astfel condensul care este eliminate de o purja automata.

In treapta a II-a se reia procesul de comprimare pana ce se ajunge la presiunea de refulare dorita.

Presiunea de refulare finala numita si contrapresiune (presiunea retelei consumatoare de aer) constituie de fapt sarcina compresorului.

Regimul de lucru al compresorului este reglat in functie de aceasta contrapresiune.

Dupa iesirea din treapta a II-a, aerul este trecut prin racitorul final unde este racit.

Fiind un compresor cu piston, refularea este discontinua cu unde de presiune. Pentru eliminarea acestui fenomen aerul este trecut prin vasul tampon si separatorul de condens. Trecand prin acestea, undele de presiune sunt atenuate si in acelasi timp se produce o separare a condensului si eliminarea acestuia.

Regimul de functionare al agregatului

Compresorul poate functiona in urmatoarele regimuri:

In regim continuu la o contrapresiune mai mica sau egala cu presiunea nominala de refulare.

In doua trepte intre doua limite de presiune, una minima si una maxima.

Functionarea in primul caz apare atunci cand se solicita un debit mai mic sau egal cu cel al compresorului la o presiune constanta, iar functionarea in al doilea caz (in 2 trepte) atunci cand se solicita asigurarea unei anumite presiuni minime.

Alegerea modului de lucru se face din selectorul mod de lucru de pe panoul de comanda.

De asemenea, la dorinta, compresorul poate functiona in gol (fara sarcina) refuland liber in atmosfera.

In toate cazurile motorul de antrenare ramane in functiune, reglarea se face prin punerea in legatura cu atmosfera, a recipientului cu o valva de esapare. Valva este actionata de un servo-motor pneumatic cu pozitioner, cu actiune unghiulara.

La functionarea in regim continuu, comanda se face de catre regulatorul de presiune din panou pe care se fixeaza presiunea de referinta.

La functionarea in 2 trepte, comanda se face de la un presostat diferential pe care se regleaza valorile de lucru (minima si maxima).

Din motive de economie, modul de functionare continuu nu se recomanda in cazul cand consumul este intre 70-100% din debitul nominal al agregatului.

Daca in reteaua consumatoare pe o perioada data, debitul scade sub 70% din debitul nominal (consum mai mic de 400 m3/h), se recomanda functionarea in 2 trepte incadrandu-se presiunea dorita intre doua limite – exemplu: presiunea de lucru dorita – 6 bar, se fixeaza referinta pe presostatul diferential astfel: 5 – 7 bar sau 6 – 8 bar.

2.4. Punerea in functiune

Pregatirea pentru punerea initiala in functionare

Inainte de punerea in functionare pentru prima data sau dupa o intrerupere de functionare mai mare de 6 luni, se vor avea in vedere urmatoarele:

Se verifica componenta agregatului (vezi anexa 1).

Se executa montajul agregatului la locul de functionare, legaturile la instalata de aer, apa si legaturile electrice conform instructiunilor.

Se face deconservarea agregatului conform instructiunilor de deconservare.

Se toarna ulei in carter (17 litri) de calitatea celui specificat.

Se actioneaza arborele compresorului cu mana pentru a verifica daca se roteste.

Se verifica stingerea compresorului si a motorului si a celorlalte componente pe sasiu.

Se pune sub tensiune panoul de comanda.

In acest moment se deschide electroventilul de pe circuitul de apa si apa incepe sa circule prin compresor. Se deschide robinetul poz. 5 fig. 7 pentru a permite patrunderea apei in circuitul de racire a cilindrilor.

Pornirea initiala a agregatului

In cazul in care compresorul functioneaza intr-o instalatie in care nu este presiune, se va asigura o sursa auxiliara de aer instrumental de presiune 4-8 atm. care se va conecta la racordul din panoul compresorului indicat in frig.

Se monteaza panoul dinspre compresor pentru a avea acces la compresor. Se pune sub tensiune panoul de comanda.

Modul de operare a panoului de comandaeste descris in instructiunile de comanda anexate prezentei carti. Se verifica sensul de rotatie a motorului electric invers sensului de rotatie a acelor de ceas privind compresorul din fata.

Daca sensul de rotatie nu este cel corect, se inverseaza legaturile motorului electric.

Daca sensul de rotatie este cel corect, se va lasa agregatul sa functioneze urmarindu-se presiunea de ulei. Daca in timp de 30 secunde presiunea uleiului nu creste la o valoare cuprinsa intre 1,2 – 2,5 bar, panoul de comanda va opri motorul electric.

In acest caz se procedeaza la inca o pornire (la inceput presiunea de ulei creste mai greu deoarece pompa de ulei nu este amorsata).

Daca nici dupa 2-3 porniri presiunea de ulei nu creste la valoarea aratata in intervalul de timp dat, se procedeaza la strangerea surubului de reglaj a supapei de by-pass a pompei de ulei poz. 13, fig. 2.6.

Daca presiunea se inscrie in limitele prescrise, compresorul va ramane in functiune in gol timp de trei minute (ciclul automat de pornire al compresorului asigurat de panoul de comanda).

Se trece compresorul la pozitia de mers in gol (comutand selectorul modului de lucru al panoului in pozitia “in gol”) si se lasa sa functioneze astfel 15 minute timp in care se va urmarii daca toate subansamblele sunt stranse corect, daca nu apar batai si zgomote suspecte sau vibratii ale agregatului.

Se va efectua apoi, o ora de functionare cu sarcina progresiva a compresorului dupa cum urmeaza:

– 15 minute 2 bar

– 15 minute 4 bar

– 15 minute 6 bar

– 15 minute 8-8, 5 bar

timp in care se vor urmarii indicatiile aparatelor de pe panoul de comanda.

temperature, presiune refulare tr. I si tr. II, presiunea uleiului de ungere.

Treptele de presiune se aleg in referinta regulatorului de presiune al panoului de comanda.

NOTA: Presiunea uleiului de ungere va inregistra o mica scadere de cca. 0,1 – 0,15 bar datorita cresterii fluiditatii uleiului ca urmare a incalzirii acestuia.

Se vor urmarii: zgomote si batai suspecte, incalziri locale puternice, eventuale neetanseitati pe circuitul de aer – apa si ulei. Se probeaza manual functionarea supapelor de siguranta de pe racitorul intermediar de pe recipientul de aer.

Dupa efectuarea acestei probe si eliminarea eventualelor defectiuni, se poate trece la functionarea agregatului in parametrii normali.

Pornirea agregatului

Odata facuta punerea in functiune, pentru celelalte porniri nu sunt necesare masuri de precautie deosebite. Este suficienta respectarea instructiunilor de intretinere.

Oprirea agregatului

Se face prin apasarea butonului STOP al panoului de comanda.

NOTA: Deoarece la apasarea butonului STOP oprirea nu este instantanee si compresorul ramane in functiune (vezi instructiunile la panoul de comanda anexate), in cazul in care se observa eventualele perturbari ce necesita oprirea instantanee a agregatului, se va apasa butonul marcat oprire de AVARIE.

Suprevegherea agregatului in timpul functionarii

Agregatul este dotat cu aparate de masurasi control incluse in panoul de comanda. Modul de operare a panoului este descries in instructiunile acestuia.

Se recomanda ca in timpul functionarii agregatului, pentru buna functionare a acestuia si prevenirea unor avarii, la intervale de timp determinate, de exemplu: 1 ora sau 2 ore, sa se citeasca si sa noteze in caietul de bord principalii parametri in anexa.

In anexa sunt aratate valorile principalilor parametri care trebuiesc indicate de aparatele de masura. Orice alte indicatii ale aparatelor mai mari sau mai mici cu 15% fata de valorile date denota o deficienta ce va fi analizata.

Presiunea uleiului in circuitul de ungere va fi:

– minim 1,2 bar

– maxim 2,5 bar

Se recomanda reglarea supapei by-pass astfel incat presiunea uleiului sa fie cuprinsa intre 1,5 – 2 bar.

Temperatura maxima refulare tr. I-a: 165°C

Temperatura maxima aspiratie tr. II- a:

Temperatura maxima refulare tr. II-a: 175°C

Temperatura maxima in recipient:

Maximile refulare tr. I – tr. II, aratate au valorile la care sunt reglate termostatele montate dupa refularea tr. I – tr. II:

CAPITOLUL III

Intretinerea compresorului

Instructiuni pentru demontarea si montarea compresorului sau motorului electric de pe sasiu

In cazul in care este necesara revizia generala a compresorului se demonteaza compresorul de pe sasiu. Se desfac piulitele (poz. 13) ce strang flansa compensatorului elastic dintre compresor si recipientul de aer, se desfac legaturile conductelor de apa, piulitele olandeze a racordurilor de ulei si prizele de aer tr. I, suruburile (poz. 14) de prindere a talpilor carterului si cele 5 suruburi (poz. 15) se strange colectorul de refulare pe sasiu. Se demonteaza conducta de aspiratie. Se trage compresorul pana cand bolturile cuplajului elastic ies din volant, dupa care se poate suspenda compresorul de cele doua ochiuri de ridicare montate pe carcasele refulare tr. I si aspiratie tr. II.

Pentru demontarea motorului electric este necesara demontarea de pe sasiu a instalatiei de filtre de aer (poz. 7, fig. 1). Dupa aceasta se demonteaza bolturile cuplajului elastic, astfel: se desfac piulitele ce asigura bolturile si se depreseaza bolturile prin impingerea axiala spre compresor. Se desfac suruburile de fixare ale motorului electric e sasiu , dupa care se poate ridica motorul electric prin suspendare de ochiul de legatura cu care este prevazut.

Demontarea elementelor cuplajului elastic.

Se executa in cazul uzurii mansoanelor de cauciuc ale cuplajului. Se demonteaza piulitele de asigurare, se depreseaza bolturile prin presarea axiala spre compresor. Dupa inlocuirea mansoanelor uzate, montarea se face in ordine inversa.

Demontarea sorbului pompei de ulei

Pentru demontarea sorbului pompei de ulei in vederea curatirii sau inlocuirii acestuia, se va proceda astfel:

Se scoate uleiul din carter, se demonteaza capacul de vizitare al carterului, se desurubeaza sorbul pompei. Se curate (schimba) dupa care se monteaza la loc.

Reglarea presiunii de ulei

Presiunea uleiului din circuitul de ungere, citita la manometrul din panoul de comanda trebuie sa fie cuprinsa intre limitele aratate la paragraful “Supravegherea agregatului in timpul functionarii”.

Reglarea presiunii se face in modul urmator: se demonteaza capacul de protectie (poz. 12). Reglarea se a face actionand prin intermediul surubului de reglaj (poz. 13) asupra resortului (14), a supapei de by-pass (15). Rotind surubul spre dreapta , presiunea uleiului creste. La rotirea surubului spre stanga, presiunea uleiului scade. Prin intermediul supapei de by-pass se poate controla periodic (6 luni) si reglajului presostatului de pe circuitul de ulei. Se roteste surubul de reglaj (13) spre stanga. Se urmareste la ce presiune se declansaza presostatul si opreste compresorul. Presiunea de declansare trebuie sa fie 1,2…1,3 bar. Daca presiunea de declansare nu este cea prescrisa, se regleaza presostatul. Dupa aceasta operatie se va reface reglajul presiunii de ulei conform celor aratate mai sus.

Supapele automate

Este necesara demontarea supapelor de pe compresor, repararea partiala sau inlocuirea lor in totalitate.

Pentru demontarea supapei (fig. 2.5) se demonteaza contrapiulita (1), se slabeste surubul (2), se desfac piulitele (3), se scoate capacul supapei (4), piesa de apasare (5), dupa care se scoate supapa (6).

La demontarea unei supape se va urmarii in mod special:

scaunul supapei sa fie plan, suprafetele de contact cu discurile trebuie sa fie lucioase si continuie (pe scaun), mate si continuie pe discuri.

arourile trebuie sa fie intregi, sa nu aiba rupturii sau deformatii permanente. In cazul in care se constata defectiuni, lipsa de materiale sau deformatii mari ale arourilor, se vor inlocui toate piesele respective. Daca suprafetele scaunelor de supapa nu pot fi corectate, atunci se vor inlocui supapele in intregime.

Demontarea supapei se va face cu atentie pentru a nu deteriora planeitatea scaunelor sau a suprafetelor de contact intre discuri si scaunele supapei.

Piesele componente se vor aseza in ordine, pentru ca la montarea lor sa se pastreze pozitia in cadrul ansamblului. In continuare, sunt date ordinea de montaj pentru supapele aspiratie, refularea tr.I/tr.II.

Pentru imbunatatirea etanseitatii dintre discuri si scaunele supapelor se pot rectifica manual suprafetele de etansare a scaunelor. Aceasta operatie se face cu smirghel fin, cu granulatie maxim 350 sau cu pasta de rodaj.

Inainte de asamblarea elementelor supapelor, acestea se vor spala bine cu petrol iar apoi se vor sufla cu aer comprimat.

Dupa asamblarea completa a supapei se va proba etanseitatea acesteia cu petrol.

Inainte de montarea supapelor pe compresor, acestea se vor sufla cu aer comprimat si se va verifica daca discurile se deplaseaza liber in interiorul supapelor.

Etansarile de ulei

Existenta uleiului in blocurile presetupelor si scurgeri de ulei prin conductele de drenare, denota uzura sau avarierea etansarilor de ulei.

Pentru demontarea etansarilor este necesara demontarea chiulaselor, pistoanelor si tijelor pistoanelor dupa care se pot demonta etansarile.

Pentru a avea acces la etansari, se demonteaza capacele de vizitare de la blocurile presetupelor. Se desfac suruburile de fixare a capacelor etansarilor dupa care se depreseaza corpul etansarii (cu ajutorul a 2 suruburi m10) din blocul presetupelor.

Se inspecteaza suprafetele de etansare a inelelor de etansare care nu trebuie sa prezinte zgarieturi sau lovituri.

Se verifica integritatea arcurilor inelelor de etansare si elasticitatea acestora.

Se inlocuieste garniture dintre corpul etansarii si blocul presetupelor. Se introduc etansarile in locasurile lor din blocurile presetupelor, dupa care se strang suruburile de fixare. Se unge suprafata de lucru la a presetupei dupa care se monteaza pistoanele avand grija ca suprafata de lucru a etansarii sa nu fie lovita cu partea filetata a tijei pistoanelor.

Pistoanele, tijele si capetele de cruce

a) Pentru rotirea segmentilor sau inlocuirea acestora, este suficienta numai demontarea pistoanelor, tijele ramanand fixate in capetele de cruce.

Pentru a avea acces la pistoane, este necesara demontarea chiulaselor si a supapelor din cilindrii.

Pentru depresarea pistonului de pe tija se roteste volantul cu mana astfel incat pistonul sa coboare. Invartind in continuare volantul, pistonul care in cursa sa intalneste cele 2 buc. de lemn, este depresat de pe tija. Pistonul se scoate din cilindru prin impingerea sa de catre tija prin rotirea volantului. Pistonul se scoate din cilindru si se roteste cu 90°, dupa care se monteaza un cilindru folosind un colier pentru strangerea segmentilor.

b) Demontarea pistonului impreuna cu tija.

Se slabesc suruburile ce strang deflectorul de ulei, se scoate capacul de vizitare a capetelor de cruce si se slabeste piulita cu guler. Se desurubeaza tija pistonului rotind de tija prin intermediul piulitei. Pe masura ce se desurubeaza tija pistonului rotind de tija din capul de cruce, se va desuruba si piulita cu guler de pe tija. Dupa iesirea tijei din capul de cruce, se roteste volantul pentru a permite demontarea piulitei cu guler de pe tija, apoi tija impreuna cu pistonul sunt impinse afara de capul de cruce prin invartirea cu mana a volantului.

Se recomanda maximum de atentie la trecerea partii filetate a tijei pistonului prin etansarea de ulei si de gaz pentru a nu lovi suprafetele de lucru ale etansarilor.

c) Demontarea pistonului pentru inlocuirea segmentilor de ghidaj.

Se demonteaza pistonul cu tija din compresor (sau numai pistonul). Se desfac suruburile si se detaseaza capacul pistonului de corpul pistonului. Se scoate segmentul de ghidaj, se curate canalul segmentului de eventualele impuritati, dupa care se inlocuieste segmentul. Se monteaza capacul, se strang suruburile, se monteaza apoi pistonul pe tija sau in compresor.

La asamblarea capacului pistonului cu corpul pistonului se va urmarii montarea conform marcajelor de pe corp si capac.

d) Reglarea spatiului vatamator

Dupa operatia de schimbare a segmentilor sau demontare a pistoanelor se va verifica de fiecare data valoarea spatiului vatamator.

Spatiul vatamator se masoara cu lera prin una din ferestrele supapelor din cilindru. Se recomanda sa se masoare in doua puncte diametral opuse.

Se adduce pistonul la punctul mort dinspre carter, se slabeste piulita cu guler. Reglarea spatiului dintre piston si cilindru se face prin rotirea pistonului cu cheia prin intermediul piulitei. Dupa reglarea spatiului vatamator se adduce pistonul la punctul mort dinspre chiulasa si se strange piulita cu gulerblocand astfel tija in capul de cruce. Tija se asigura impotriva rotirii pe timpul strangerii piulitei tinand-o fixa prin intermediul piulitei.

Demontarea capetelor de cruce

Pentru demontarea capetelor de cruce, este necesara demontarea pistoanelor cu tija. Se demonteaza capacul de vizitare al baii de ulei. Se desfac piulitele de la buloanele bielei. Se scoate capacul bielei, se scoate apoi biela de pe arbore si in continuare se scoate biela impreuna cu capul de cruce prin carter.

La montarea bielei, piulitele buloanelor bielei vor fi stranse cu un moment de 17-20 daN.

Demontarea etansarilor de aer

Pentru demontarea etansarilor de aer este necesara demontarea pistoanelor cu tija.

Dupa aceasta, se desfac suruburile de fixare la capacul etansarii de gaz dupa care scot succesiv elementele etansarii. Daca elementele etansarii (casetele sau discurile) sunt blocate in locasul lor din cilindru se vor depresa cu ajutorul unui dorn prin presare prin cilindru (fig. 3.1).

Fig. 3.1

Se inspecteaza suprafetele sectoarelor de etansare. Acestea nu trebuie sa prezinte lovituri si zgarieturi. Se verifica elasticitatea si integritatea arcului fiecarui inel de etansare.

Inainte de asamblarea etansarii se spala cu petrol toate elementele componente.

Demontarea racitorilor de aer

Pentru demontarea racitorilor de aer sunt necesare urmatoarele operatii:

desfacerea legaturilor electrice ale termostatului montat pe refulare tr. I a termorezistentelor montate pe refulare tr. I, aspiratie tr. II, iesire apa si a termostatului montat pe refulare tr. II;

se inchid robinetii de izolare a instalatiei de apa;

se goleste apa din compresor;

se desface instalatia de apa.

Demontarea pompei de ulei

Se demonteaza piulitele olandeze ale conductelor de aspiratie, refulare si conductei si piulita olandeza a conductei de ulei ce duce la manometrul din panou. Se desface legatura electrica a manometrului de ulei.

Se scoate pompa din carcasa lagarului prin depresarea axiala, se desurubeaza suruburile, se scoate capacul pompei, se scoate corpul pompei, se scoate pinionul conducator impreuna cu axul sau, apoi pinionul condus. Axul pinionului condus este presat in suportul pompei.

Deoarece pompa nu are garnituri, etansarea intre corp pompa, capac si suport facandu-se metal pe metal, se recomanda o deosebita atentie la operatiile de montare si demontare a pompei pentru a nu lovi sau zgaria suprafetele de asezare ale corpului suportului sau capacului pompei.

Pentru demontarea simeringului de etansare a pompei de ulei se desfac suruburile (16), se scoate capacul (10), se depreseaza simeringul (9) si se inlocuieste. Se recomanda si inlocuirea garniturii (11)(fig. 9).

Schimbarea filtrelor de aer

a) Schimbarea prefiltrului. Se desfac suruburile ce strang capacul, se desfac piulitele, se slabesc camele si se scoate prefiltrul prin tagere (orizontal) din incinta filtrelor. La inlocuirea prefiltrului se va tine cont de sensul de circulatie a aerului prin filtru marcat pe rama acestuia.

b) Schimbarea filtrului fin. Se slabesc piulitele, se trag ramele si se scoate filtrul prin tragere orizontala din incinta filtrelor.

Demontarea purjelor de condens

Se demonteaza capacul recipientului sau separatorului de condens si se scoate impreuna cu elementele purjei de condens. Se scoate siguranta si ventilul. Se desurubeaza scaunul si se curata.

Demontarea valvei de esapare

Se desfac piulitele olandeze a conductelor de legatura a servomotorului pneumatic. Se desfac suruburile de fixare si se scoate valva impreuna cu servomotorul. Se desfac suruburile si se detaseaza valva de servomotor. Pentru inlocuirea scaunului supapei se desfac suruburile de fixare a capacului, dupa care se demonteaza scaunul din locasul din corpul valvei. La montarea valvei in ansamblul distribuire aer se va respecta sensul de curgere al aerului prin valva marcat pe corpul valvei.

CAPITOLUL IV

Calculul tehnico-economic

Costul unei lucrari se compune din urmatoarele elemente: cheltuieli directe si cheltuieli indirecte (de regie).

a. Cheltuielile directe cuprind plata munci lucratorului care executa lucrarea CAS, somaj, CASS si materialele.

Plata mucii pe bucata a lucratorului este egala cu produsul dintre timpul pe bucata si salariul sau pe unitatea de timp corespunzatoare.

Exista nenumarate cai de reducere a timpului pe lucrare, pe baza calificarii profesionale si a masurilor tehnico-organizatorice, ceea ce duce la micsorarea proportionala a pretului de cost. Salariul pe unitatea de timp depinde de categoria de complexitate a operatiei, care cere o categorie de calificare a lucratorului si implicit o categorie de salarizare corespunzatoare.

Se vede ca, in ceea ce priveste cheltuielile directe, reducerea costului operatiei se bazeaza pe reducerea timpului de lucru, marirea productivilatii pe calea imbunatatirii tehnicii in productie.

b. Cheltuielile indirecte cuprind:

– cota-parte din costul masinii unelte care executa operatia;

– cota-parte din costul sculeloe utilizate si consumate prin uzura si degradare;

– cota-parte din costul dispozitivelor de lucru si a verificatoarelor speciale;

– energia electrica consumata in timpul operatiei de catre masina-unelta;

– cota-parte din costul intretinerii si reparatilor masinilor si dispozitivelor;

– cota-parte din cheltuielile generale ale sectiei (incalzit, Iuminat, apa, curatenie etc.);

– salariile personalulul tehnic si administrative (reglori, maistri, tehnologi, normatori, magazinieri, dispeceri etc.).

– amenajari de mica magazinare s.a., care se platesc din fondurile de productie.

Cota-parte care revine din aceste chetuieli pe o anumila opeatie se poate calcula astfel: – cheltuiala totala din capitolul respectiv de cheltuieli se imparte la numarul de minute cuprins in perioada de timp in care s-a facut (de exemplu, un an) sau in perioada de timp in care este prevazuta amortizarea utilajului si sa obtina astfel cota-parte din cheltuiala respectiva pe un minut. Aceasta, inmultita cu durata in minute a operatiei de cota-parte din cheltuiala respectiva pe operatia considerata.

CAPITOLUL V

Norme de securitate si sanatate in munca

Obligatiile lucratorilor

Art. 22. – Fiecare lucrator trebuie sa isi desfasoare activitatea, in conformitate cu pregatirea si instruirea sa, precum si cu instructiunile primite din partea angajatorului, astfel incat sa nu expuna la pericol de accidentare sau imbolnavire profesionala atat propria persoana, cat si alte persoane care pot fi afectate de actiunile sau omisiunile sale in timpul procesului de munca.

Art. 23. – (1) In mod deosebit, in scopul realizarii obiectivelor prevazute la art. 22, lucratorii au urmatoarele obligatii:

a) sa utilizeze corect masinile, aparatura, uneltele, substantele periculoase, echipamentele de transport si alte mijloace de productie;

b) sa utilizeze corect echipamentul individual de protectie acordat si, dupa utilizare, sa-l inapoieze sau sa-l puna la locul destinat pentru pastrare;

c) sa nu procedeze la scoaterea din functiune, la modificarea, schimbarea sau inlaturarea arbitrara a dispozitivelor de securitate proprii, in special ale masinilor, aparaturii, uneltelor, instalatiilor tehnice si cladirilor, si sa utilizeze corect aceste dispozitive;

d) sa comunice imediat angajatorului si/sau lucratorilor desemnati orice situatie de munca despre care au motive intemeiate sa o considere un pericol pentru securitatea si sanatatea lucratorilor, precum si orice deficienta a sistemelor de protectie;

e) sa aduca la cunostinta conducatorului locului de munca si/sau angajatorului accidentele suferite de propria persoana;

f)sa coopereze cu angajatorul si/sau cu lucratorii desemnati, atat timp cat este necesar, pentru a face posibila realizarea oricaror masuri sau cerinte dispuse de catre inspectorii de munca si inspectorii sanitari, pentru protectia sanatatii si securitatii lucratorilor;

g) sa coopereze, atat timp cat este necesar, cu angajatorul si/sau cu lucratorii desemnati, pentru a permite angajatorului sa se asigure ca mediul de munca si conditiile de lucru sunt sigure si fara riscuri pentru securitate si sanatate, in domeniul sau de activitate;

h) sa isi insuseasca si sa respecte prevederile legislatieidin domeniul securitatii si sanatatii in munca si masurile de aplicare a acestora;

INSTRUCTIUNI PRIVIND SANATATEA SI SECURITATEA MUNCII IN ACTIVITATI CU

INSTALATII HIDRAULICE SI PNEUMATICE

1. Se interzice efectuarea lucrarilor de masurare si verificare cu aparate sau cu piese lipsa;

2. Inainte de inceperea lucrarilor la organele de comanda si conducere a fluidelor se va verifica obligatoriu daca circuitul respectiv nu este sub presiune;

3. La piesele din instalatiile hidraulice si pneumatice se efectueaza operatii de rodare. Pasta de rodaj ce se depune pe tija si bucsa de rodat se va aplica cu o paleta;

4. Amplasarea compresoarelor se va face conform indicatiilor din Cartea tehnica precum si in asa fel incat sa se asigure acces comod la ele, in momentul interventiei la subansamble si la supravegherea aparaturii;

5. Se interzice functionarea fara supapele de siguranta sau cu ele blocate;

6. Se interzice functionarea compresorului fara aparatoarea de cuplaj;

7. Traseele instalatiei electrice si panourile electrice din instalatiile de actionare hidraulice si pneumatic ce vor fi dispuse in zone in care nu este posibila intrarea lor in contact cu lichide, in mod normal sau ca urmare a unor avarii;

8. Se vor evita toate sursele posibile producerii de incendii, daca lichidul folosit este usor inflamabil;

9. Este necesara realizarea unor capace usor demontabile pentru a permite accesul la conductele flexibile si rigide si la celelalte elemente din interiorul instalatiei;

10. Daca se lucreaza cu presiune reglabila, instalatia va fi dotata cu o supapa de siguranta reglata la o valoare care sa protejeze toate echipamentele instalatiei.

Bibliografie

A. Oprean, Fl. Ionescu. – “Actionari hidraulice”, Editura Tehnica, Bucuresti, 1992.

O. Dontu – “Utilaje si tehnologii pentru mecatronica”, Editura Tehnica, Bucuresti, 2001.

M. Avram – “Echipamente si sisteme clasice si mecatronice”, Editura Universitara, Bucuresti, 2005.

C. Ispas, A. Oprean – “Actionari si automatizari hidraulice”, Editura Tehnica, Bucuresti, 1996.

D. Fatu – “Indrumator de exploatare si intretinere a echipamantelor hidraulice”, Editura Tehnica, Bucuresti, 2000.

N. Huzum, G. Rahtz – “Masini, utilaje din industria constructoare de masini”, manual pentru cls. a XII-a, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1986.

I. Gheorghe – “Tehnologia asamblarii si montajului”, manual pentru cls. a XI-a, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 2000.

I. Ishate – “Masini electrice si actionari”, manual pentru cls. a XI-a, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 2005.

V. Madies, S. Mirescu – “Tehnologie si educatie in mecatronica”, Editura Economica, 2005.

Legea nr. 319/14.07.2007 – Regulamentul de organizare si desfasurare a activitatii de securitate si sanatate in munca, Editura Europolis, 2007.

=== PROIECT ===

ARGUMENT

Revolutia informatica a marcat saltul de la societatea industrializata la societatea avansat informatizata, generand un val de innoiri in tehnologie si educatie.

Japonezii au meritul de a fii definit sensul acestor miscari de innoire, brevetand in anul 1972 termenul de mecatronica, obtinut de Yaskawa Electric Co.Termenul a fost utilizat pentru a defini fuziunea tehnologica: mecanica-electronica-informatica. Stradaniile la nivel academic,pentru a asigura pregatirea specialistilor in accord cu cerintele noii tehnologii,au condos la conturarea principiilor mecatronice in educatie.

Aceste principii vizeaza dezvoltarea gandirii sistematice si formarea deprinderilor pentru a lucra in echipa. Mecatronica s-a nascut ca tehnologie si a definit foarte curand o filosofie care s-a raspandit in intreaga lume.

Pentru practica inginereasca, filosofia mecatronica a marcat saltul de la ingineria traditionala, secventiala, la ingineria simultana sau concurenta. Educatia mecatronica asigura flexibilitate in actiune si in gandire, trasaturi definitorii ale specialistului in economia de piata. Valentele creatoare ale mecatronicii au fost confirmate deopotriva, in educatie, cercetare si in productie. Rezultatele tarilor dezvoltate sunt dovezi de netagaduit. La sfarsitul de deceniu si de mileniu, mecatronica este definita simplu: “Stiinta masinilor inteligente”.

Mecatronica reprezinta suportul principal pentru atingerea obiectivelor pe linia educatiei tehnologice, pentru eficientizarea actului educational in ansamblu. Interesul pentru promovarea acestei filosofii in educatie, cercetare si in productie este motivate si de faptul ca tendintele in dezvoltarea tehnologica inseamna: micromecatronica, nanomecatronica si biomecatronica.

Automobilul modern, masinile-unelte cu comanda numerica, tehnica de calcul, tehnica de telecomunicatii, aparatura de cercetare , robotii, aparatura biomedicala, aparatura electrocasnica, sunt doar cateva exemple de produse mecatronice. Practic, mecatronica este prezenta in toate domeniile de activitate, inclusive in agricultura si in constructii.

Progresele in domeniul tehnologiei electronice,aparitia circuitelor integrate, mici ca dimensiuni, ieftine si fiabile, au permis includerea electronicii in structurile mecanice. Se realizeaza astfel primul pas catre integrare: integrarea electromecanica. Structurile electromecanice astfel obtinute nu dispun de inteligenta proprie.

Urmatorul pas in integrare a fost determinat de aparitia microprocesoarelor. Cu aceleasi caracteristici constructive ca si circuitele integrate, microprocesoarele au putut fi integrate in structurile electromecanice realizate anterior. Astfel, acestea devin inteligente. Aceasta inseamna ca pot preleva informatii si pot lua decizii privind comportarea sistemului.

Dezvoltarea tehnologiei mecatronice a luat prin surprindere universitatile, care s-au vazut nevoite sa-si adapteze din mers programele educationale la cerintele noii tehnologii. Ca urmare a acestor stradanii,s-au conturat principiile mecatronice in educatie.

In educatia mecatronica devine deosebit de importanta invatarea afectiva. Datorita rolului informatiei in toate domeniile de activitate, se impune redefinirea obiectivelor in procesul educational.

In acest sens, este important sa se urmareasca: formarea deprinderilor de informare, mentale, de actiune si sociale. Lucrul in retea ( networking-ul ) este cheia educatiei mecatronice.

Pregatirea mecatronica nu presupune renuntarea la superspecializare. Inalta performanta nu este posibila fara aportul superspecialistilor. Prezenta acestora in echipele de cercetare-proiectare este gandita in functie de natura problemelor abordate. Aceasta relatie generalis-superspecialist este similara cu ceea ce exista in medicina (medic generalist, medic specialist ).

Pregatirea mecatronica, pregatirea pe un front larg, se practica pe toate treptele procesului educational, dovedindu-se benefica si in simplificarea problemelor privind reconversia profesionala.

1.1 ENERGIA, DEBITUL, PRESIUNEA, PUTEREA

Miscarea, de la un motor termic la un organ de lucru, se poate transmite in mai multe feluri si anume: mechanic, electric, hidraulic etc.

1. Mecanic. In acest caz, miscarea de rotatie de la un motor termis ajunge la organul de lucru prin intermediul unei transmisii rigide, care poate fii formata din roti dintate, axe, curele etc. Avantajele acestui sistem sunt: simplitate, usurinta in interventii, cost relative scazut fata de alte sisteme. Dezavantaje: ingreunarea si scumpirea mecanismului, in cazul transmiterii miscarii la distante mari, greutati la transmiterea miscarii sub anumite unghiuri, uzuri mari produse de foarte multe piese in miscare etc.

2. Electric. In acest caz, energia mecanica dezvoltata de un motor termic pune in miscare un generator electric care genereaza energie electrica unui motor, iar motorul antreneaza un mecanism. Printre avantajele acestui sistem se numara: distanta dintre generator si motor poate fii mai mare decat in cazul precedent, gabarite mai reduse, posibilitatea transmiterii miscarii sub orice unghi etc. Dezavantajele principale sunt: generarea accidentelor prin electrocutare, necesitatea unor aparate de protectie si reglare mai complexe,deci si personal cu calificare superioara pentru mentinerea lor in functiune.

3. Hidraulic. Motorul termic sau electric pune in miscare una sau mai multe pompe care debiteaza ulei prin conducte si racorduri flexibile, la motoarele hidraulice rotative sau liniare, care antreneaza mecanismele respective.

Avantajele pe care le ofera acest sistem sunt: gabarite si greutati mai mici ale sistemelor anterioare ; pompele si comenzile pot fi amplasate oricum fata de motoarele pe care le antreneaza ; randament mai ridicat etc.

Dezavantajele sunt: necesita personal de intretinere si exploatare cu calificare superioara, folosirea unor uleiuri in conditii de maxima exigenta etc.

4. Energia. Pentru a efectua o miscare, trebuie sa se dezvolte un lucru mecanic care este produsul dintre forta necesara deplasarii unei sarcini si distant ape care s-a miscat :

L=F ∙ d ,

in care: L este lucrul mecanic, F – forta aplicata , d – distanta parcursa.

Energia masoara diferitele forme ale miscarii printr-o marime comuna. Diferitelor forme de miscari le corespunde energia respective si anume: mecanica, electrica, electromagnetica, termica, chimica, nucleara etc. In cele ce urmeaza ne vom ocupa de diferite forme ale energiei mecanice.

Energia cinetica Ec a unui sistem este cea in care intervin numai marimile ce caracterizeaza starea de miscare a corpurilor care-l alcatuiesc. Ea poate fii data de curgerea unui fluidcare pune in miscare o turbine (de exemplu cazul unei mori de apa): Ec=m∙v²⁄2, in care : m este masa corpului [kg] iar v= viteza corpului [ m/s].

Energia potentiala este aceea pe care o poseda un corp in repaus si care se poate transforma in energie cinetica, daca este pusa in valoare. Exemplu : apa dintr-un castel de apa.

5. Legea lui Pascal. Este legea de baza a hirdostaticii. Conform acestei legi, presiunea exercitata din exterior asupra unui lichid se transmite integral cu aceeasi valoare, in toata masa lichidului.

Una din aplicatiile acestei legi este presa hidraulica

Fig. 2. Presa hidraulica

6. Presiunea. Este o marime rezultata din raportul dintre valoarea unei forte care apasa perpendicular pe suprafata unui corp si aria pe care apasa :

p= F/ A [ kgf/cm²].

7. Debitul teoretic al unei pompe sau al unui motor. Este dat de volumul de lichid care se scurge printr-o sectiune intr-o unitate de timp.

El este proportional cu volumul de goluri al unei pompe sau motor si turatia lor.

Volumul de goluri este cel cuprins intre elemental fix sic el mobil al unei masini hidrostatice. El reprezinta de fapt volumul de lichid refulat in cazul pompelor, sau admis ( in cazul motoarelor la o rotatie a organului de lucru).Se mai numeste si cilindree sau volumul geometric.

In cazul pompelor cu pistoane axiale sau radiale avem:

Q = q ∙ n [cm3/min] unde: q = volumul de goluri [cm3], n = turatia[rot/min]

∙ c, in care: d = diametrul unui piston [mm], c = cursa unui piston [mm].

∙ c.z.n, in care: z = numarul de pistoane.

Din cele de mai sus, rezulta ca debitul creste o data cu turatia, sau la cresterea turatiei se poate reduce greutatea pompei pentru un anumit debit.

S-a ajuns astfel, la turatii ale pompelor de pana la 30.000 [rot/min].

8. Puterea. In situatia in care intr-un vas cu ulei ca cel din figura 3 lucreaza doua pistoane, deplasarea unuia in jos va produce ridicarea celuilalt.

Fig. 3. Schema de principiu a unui dispozitiv hidraulic de actionare

Sisteme hidraulice de baza in transmisiile hidrostatice. Reprezinta totalitatea elementelor componente pentru actionarea hidraulica a unui mecanism, pornind de la sursa de presiune.

Rezervorul de ulei, are rolul de a stoca uleiul hidraulic, de a-l “linisti”, de a-l decanta si de a permite eliminarea bulelor de aer. Deoarece el joaca rol si

de racitor, volumul lui practic trebuie sa fie de 3 la 5 ori mai mare decat debitul maxim al pompei care alimenteaza circuitul respectiv, exprimat in l /min.

Pompa are rolul de a debita ulei in sistem ( la diferite presiuni ).

Presiunea nu se creeaza in pompa, ci pe circuitul hidraulic si este proportionala cu rezistenta intampinata la trecerea uleiului prin sistem.

Supapa de limitare a presiunii are rolul de a proteja sistemul evitand supraincarcarea lui, care poate duce la deteriorarea unor elemente.

Ea determina efortul maxim care poate fii dezvoltat de motorul hidraulic.

Distribuitorul are rolul de a dirija uleiul de la pompa la motoarele hidraulice si de la acestea inapoi in rezervor.

Hidromotoarele rotative sau liniare au rolul de a transforma energia de presiune in energie mecanica realizandu-se o miscare de rotatie, sau de translatie.

Filtrul are rolul de a retine impuritatile din ulei intr-un procent mai mare sau mai mic, in functie de finetea de filtrare a acestuia.

1.2. SCHEME HIDRAULICE SI SEMNE CONVENTIONALE

1.2.1. Definitii si semne conventionale. Transmisia hidraulica este un sistem format din mai multe elemente printre care o pompa care transforma energia mecanica furnizata de un motor termic sau electric in energie hidraulica, acesta fiind reconvertita in energie mecanica de catre un motor hidraulic care antreneaza masina de lucru.

Transmisia hidrostatica este aceea la care componentele fundamentale ale acesteia sunt de tip volumic, deoarece energia mecanica furnizata de motor este utilizata de o pompa volumica practic numai pentru cresterea energiei de presiune a lichidului vehiculat.

Aceasta este retransformata in energie mecanica de catre un motor hidraulic volumic.

Transmisia hidrodinamica utilizeaza pompe centrifuge si turbine hidraulice. Variatia energiei cinetice a lichidului este comparabila cu cea a energiei de presiune.

Sistemul de actionare hidrostatica reprezinta totalitatea instalatiilor componente ale unei masini actionate hirostatic.

Masina hidrostatica este destinata sa transforme energia mecanica in energie de presiune a fluidului de lucru sau(si) invers.

Pompa volumica este o masina hidrostatica avand ca scop transformarea energiei mecanice in energie de presiune a lichidului de lucru.

Ea functioneaza pe principiul variatiei volumului geometric de lucru la deplasarea organului mobil. Se mai numeste si generator hydrostatic.

Motorul hidrostatic este o masina hidrostatica avand ca scop transformarea energiei de presiune in energie mecanica. Functioneaza pe acelasi principiu ca si pompa.

Masina hidrostatica reversibila este aceea care poate functiona atat ca pompa, cat si ca motor.

Masina hidrostatica bidirectionala este aceea care poate functiona in ambele sensuri de miscare ale organului de lucru.

Masina hidrostatica reglabila este aceea la care debitul de ulei poate fi reglat manual sau automat.

Masina hidrostatica cu pistoane axiale este formata dintr-un numar impar de pistoane care lucreaza in alezajele unui bloc cilindric, fiind paralele cu axa de rotatie a axului conducator sau formand cu acestea un unghi de maximum 45°. Ea poate fii pompa sau motor.

Masina hidrostatica cu pistoane radiale are mai multe pistoane, la care axele cilindrilor sunt perpendiculare pe axa de rotatie a organului conducator, sau formeaza cu ea un unghi mai mare de 45°.

Cuplajul hidrostatic are rolul de a transmite, cu ajutorul unui fluid, sau raport de transmisie constant, miscarea de rotatie de la arborele conducator la cel condus, fara modificarea momentului.

Amplificatorul hidrostatic cuprinde totalitatea elementelor hidrostatice in care miscarea organului de comanda se transforma in miscarea organului comandat de putere mai mare.

Supapa de presiune limiteaza presiunea intr-un circuit hidrostatic sau realizeaza succesiunea automata intre faze ale ciclului de lucru.

Supapa de presiune normal inchisa controleaza presiunea maxima pe circuitul din amonte de ea.

Supapa de presiune normal deschisa controleaza presiunea maxima pe circuitul din aval de ea.

Regulatorul de presiune permite sa se obtina, cu presiunea de intrare variabila, o presiune de iesire redusa si aproape constanta cu condiitia ca cea de intrare sa fie mereu superioara celei de iesire. El face parte din categoria supapelor normal deschise.

Rezistenta hidraulica este un aparat de reglare a debitului care influenteaza marimea acestuia prin intermediul sectiunii pe care o ofera trecerii curentului de fluid intr-un punct al instalatiei de actionare hidraulica, creind cadere de presiune in acel punct.

Rezistenta hidraulica fixa are sectiunea de trecere constanta.

Rezistenta hidraulica ( drosel )are sectiunea de trecere reglabila manual sau automat.

Droselul simplu este o rezistenta hidraulica reglabila folosita ca aparat independent. Droselizarea se realizeaza in ambele sensuri de curgere a fluidului prin acesta.

Droselul de cale este compus dintr-un drosel si o supapa de sens unic. In acest caz, droselul controleaza curgerea lichidului de lucru intr-un singur sens, iar in celalat sens supapa permite trecerea libera a uleiului prin ea.

Regulatorul de debit este un element hidraulic care are rolul sa regleze debitul intr-o instalatie hidraulica in scopul variatiei vitezei organului comandat. Spre deosebire de rezistenta hidraulica simpla, el mentine constanta valoarea debitului reglat, indiferent de variatia sarcinii si, deci a presiunii asupra mecanismului actionat.

Divizorul de debit este un element hidraulic destinat divizarii unor curenti de lichid de lucru in proportii prestabilite.

Distribuitorul este un aparat hidrostatic cu rolul de a dirija curgerea uleiului spre diversi consumatori si inapoi la rezervorul de ulei.

Distribuitorul cu sertar este acela la care organul mobil realizeaza functia de distributie are o miscare de translatie.

Distribuitorul robinet este acela la care organul mobil realizeaza functia de distributie prin miscarea de rotatie.

Distribuitorul baterie este compus din mai multe sectiuni de lucru asamblate in scopul deservirii centralizate a mai multor consumatori.

Supapa de sens este un element hidraulic de control ( automat sau comandat ) al sensului curgerii fluidului dintr-un circuit hidrostatic si poate fi folosita in instalatiile de actionare, comanda sau reglare discontinua, in scopul stabilirii sau intreruperii unei curgeri cu un anumit sens.

Supapa de sens unic deblocabila este o supapa de sens prin care uleiul poate trece si in sens invers, cand apare o actiune de comanda externa. Se mai numeste si zavor hidraulic.

Filtrul este destinat curatirii uleiului de impuritati. El poate fi montat in trei locuri si anume : a – pe aspiratie; b – pe racordul de presiune, in care caz va trebui sa reziste la presiuni mari; c – filtru pe racordul de retur, care este cel mai des utilizat, deoarece este supus la o presiune de maximum 15 bar, insa nu realizeaza cea mai buna filtrare.

Filtru mecanic este acela care realizeaza curatirea fluidului de lucru prin contactul mecanic al elementului filtrantcu particule de impuritati.

Filtru magnetic este cel cu ajutorul caruia curatirea fluidului de impuritati metalice ( feroase )se realizeaza sub actiunea fortelor unui camp magnetic.

Schimbatorul de caldura este un element hidrostatic care are rolul de a prelua din uleiul hidraulic, sau a ceda acestuia o cantitate de caldura. In primul caz se numeste racitor de ulei iar in celalalt incalzitor.

Termoregulatorul este un schimbator de caldura destinat mentinerii temperaturii necesare lichidului de lucru in anumite limite.

Acumulatorul este destinat inmagazinarii fluidului de lucru sub presiune pentru folosirea lui intr-o actionare hidrostatica. Poate fii de mai multe feluri : a) cu greutati; b) cu arc; c) cu gaz fara separatie; d) cu gaz cu separator tip membrana, tip burduf si tip piston.

Presostatul este un aparat hidrostatic care, la o anumita presiune dintr-un circuit, executa o comanda electrica, inchide sau deschide un contact electric.

CAP.2. SISTEME DE ACTIONARE PNEUMATICE

2.1. Introducere

Sistemele de actionare pneumatice sunt preferate intr-un numar mare de aplicatii industriale, din cele mai diverse sectoare, datorita unor calitati incontestabile cum sunt: robustetea, simplitatea constructiva, productivitatea, fiabilitatea ridicata si nu in ultimu rand pretul de cost scazut. In general, asemenea sisteme sunt folosite atunci cand:

• trebuie controlate forte si momente de valori medii;

• viteza de deplasare a sarcinii nu trebuie sa respecte cu strictete o anumita lege;

• pozitionarea sarcinii nu trebuie facuta cu precizie ridicata;

• conditiile de functionare sunt severe ( exista pericol de explozie, incendiu, umiditate etc );

• trebuie respectate cu strictete o serie de norme igienico – sanitare ( in industria alimentara, farmaceutica, tehnica dentara ).

Figura 2.1 pune in evidenta locul sistemelor de actionare pneumatice in raport cu celelalte tipuri de sisteme de actionare prin prisma fortei controlate si a pretului de cost.

Trebuie subliniat faptul ca in timp ce in unele domenii sistemele pneumatice de actionare intra in competitie cu celelalte sisteme ( electrice, hidraulice, mecanice), in anumite aplicatii ele se utilizeaza aproape in exclusivitate, fiind de neinlocuit.

2.2 Structura unui sistem pneumatic de actionare

In figura 2.2 este prezentat, spre exemplificare, un system de actionare pneumatic. Acest sistem, un sistem simplu, are in componenta sa urmatoarele echipamente:

• motorul pneumatic MP, care transforma energia pneumatica de intrare in lucrul mecanic util;

• elementele de reglare si control ERC, care indeplinesc urmatoarele functii:

dirijaza fluidul sub presiune, controland astfel sensul de miscare al sarcinii antrenatede catre motor si oprirea acesteia ( distribuitorul pneumatic DP);

regleaza debitul la valoarea ceruta de motor si prin aceasta viteza de miscare a sarcinii ( droselele de cale DC1 si DC2 );

regleaza presiunea in sistem, in corespondenta cu sarcina antrenata;

• Generatorul de energie GE, care genereaza energia pneumatica necesara sistemului; in practica pot fi intanlitedoua situatii :

cand se dispune de o retea de aer comprimat, caz in care energia necesara este preluata de la aceasta retea prin simpla cuplare a sistemului la unul din posturile de lucru ale retelei;

cand nu se dispune de retea de aer comprimat, situatie in care trebuie apelat la un compresor, ca in exemplu din figura 2.2;

In practica exista o mare diversitate de sisteme de actionare pneumatice. Totusi se poate vorbi de o structura comuna ( fig 2.3 ) care pe langa echipamentele deja prezentate mai poate contine:

• unitatea de comanda UC; la acest nivel se poate opta pentru un numar limitat de solutii, bazate pe :

dispozitive electronice

relee electromagnetice

elemente logice pneumatice.

Dispozitivele electronice sunt cele care au cea mai larga utilizare. In acessta categorie sunt incluse atat circuitele electronice, cat si unitatile programabile. Foarte raspandite astazi sunt PLC – urile ( “control logic programabil” ), dar se constata o tendinta de utilizare tot mai mult a calculatoarelor personale pentru control. Releele electromagnetice reprezinta un mijloc traditional pentru constructia circuitului cablat de control, chiar daca functia lor actuala se limiteaza la sisteme de actionare relative simple si la operatii de siguranta, care de preferinta nu se incredinteaza programelor software.

Elementele logice pneumatice se folosesc in sistemele de mici dimensiuni, cand se doreste obtinerea unor sisteme pur pneumatice din motive de ambianta (pericol de explozie, de incendiu, umiditate etc. ) sau din motive de pret de cost.

• elemente de interfata I au rolul de a transforma semnalele de putere joasa, de natura electrica sau pneumatica, furnizate de unitatea centrala, in semnale de putere inalta, de regula de alta natura; exemplul cel mai sugestiv il constituie electrovalva care transforma semnalele electrice primate de la unitatea de comanda UC in semnale pneumatice;

• senzori si limitatoare de cursa sunt de cele mai multe ori electromecanice, dar pot fi si pneumatice; alegerea lor este legata de tipul unitatii de comanda;

• elemente de intrare pot fi electrice sau pneumatice, natural or fiind dependenta tot de tipul unitatii de comanda.

Fig. 2.3

O prima clasificare a sistemelor pneumatice de actionare se poate face dupa modul de operare a sistemului in:

– sisteme proportionale sau analogice

– sisteme digitale.

Sistemele proportionale au specific faptul ca marimea de iesire este determinata de nivelul semnalului de intrare ( impropriu se spune ca aceasta dependenta este proportionala ). De exemplu, in cazul unui system care controleaza forta, pentru o anumita valoare a marimii de intrare, presiunea din sistem are un anumit nivel, caruia ii corespunde o anumita forta. Orice variatie a presiunii determina modificarea fortei.

Un asemenea sistem este sensibil la perturbatii externe. Aceste perturbatii fac ca semnalul de comanda sa varieze accidental in jurul unei valori medii, riscul constand in interpretarea perturbatiei ca o modificare a semnalului de comnada, ceea ce va determina modificarea marimii de iesire din sistem.

Mai sigure din acest punct de vedere sunt sistemele digitale. Intr-un asemenea sistem conteaza numai nivelele discrete ale semnalelor. De ce mai multe ori se lucreaza cu doua nivele ale semnalului, prezenta sau absenta semnalului, semnale “on – off”, sau semnale “totul sau nimic”. Din punct de vedere al logicii algebrice existenta semnalului este echivalenta cu “1”, iar absenta semnalului cu “0”.

Pentru o mai buna intelegere se considera un distribuitor pneumatic clasic, comandat pneumatic (fig. 2.4). Se va urmari variatia semnalului de iesire

Fig.2.4

( presiunii pA ) in functie de marimea de intrare – presiunea de comanda pC.

Atunci cand presiunea de comanda pC este nula, presiunea la orificiul de consumator A al ditribuitorului, masurata cu manometrul MA, este de asemenea nula ( punctul O din fig.4.4 ); ditribuitorul materializeaza campul (0). Crescand presiunea pC manometrul MA indica o presiune nula pana cand presiunea de comanda reuseste sa invinga forta rezistenta datorata arcului si frecarile interne; acest lucru se intampla cand presiunea de comanda atinge valoarea pC1 ( punctul B de pe grafic ). In acest moment distribuitorul comuta, materializeaza pozitia (1), iar la orificiul de iesire A se masoara presiunea pa ( punctul D de pe grafic ). Cresterea ulterioara a presiunii de comanda nu modifica presiunea de iesire.

Reducand acum presiunea de comanda, presiunea de la iesire ramane la valoarea pa pana ce presiunea de comanda devine pC2 ( punctul E de pe grafic ); se observa ca datorita frecarilor ( fenomenului de histerizis ) se depaseste punctul D. In punctul E se realizeaza comutarea si presiunea de iesire devin zero ( se trece in punctul F ). Reducerea in continuare a presiunii de comanda face sa se parcurga traseul de la F la O fara a se modifica presiunea pA. Diagrama din figura 4.4 b pune in evidenta doua presiuni diferite de comutare pC1 si pC2, datorita existentei fenomenului de histerezis.

In concluzie, oricare ar fi presiunea de comanda pc>pc1 la orificiul de iesire al distribuitorului exista presiune, deci semnalul de iesire este “1”, in timp ce oricare ar fi presiunea de comanda pc< pc2 la orificiul de iesire presiunea este zero, deci semnalul de iesire este “0”. Intre valorile pc1 si pc2 semnalul de iesire depinde de modul in care este parcurs ciclul. In ceea ce priveste presiunea de comanda se considera pc= 1 daca pc>pc1 si pc= 0 daca pc< pc2. in intervalul [ pc2, pc1 ] presiunea de comanda nu este definita.

Echipamentele pneumatice dintr-un sistem pneumatic de actionare pot functiona la presiuni de lucru diferite. Cele ce sunt conectate direct cu motorul ( distribuitoarele, supapele de sens, droselele, supapele de presiune ) uzual lucreaza la presiuni de 8 … 10 [ bar ]. Daca echipamentul are numai rolul de a genera semnale logice, fara a interveni in fluxul principal de putere, presiunea de lucru poate fi redusa. Din aceasta categorie fac parte atat elementele logice pneumatice, care pot sa lucreze la presiuni de 3 … 4 [ bar ], cat si elementele micropneumatice cu membrana care lucreaza la presiuni de 1,4 … 2,5 [ bar ]. In sfarsit, pentru functii speciale se poate apela la elementele logice fluidice care au presiuni de lucru 0,1 … 1 [ bar ].

Echipamentele pneumatice se pot imparti in echipamente active si echipamente pasive, dupa modul de obtinere a semnalului de iesire.

Sunt active acele echipamente la care semnalul de iesire provine de la o sursa de presiune constanta. In acest caz semnalul de comanda are numai rolul de pilotare. Aceste echipamente pot avea la iesire semnale mai mari decat cele de comanda. Se realizeaza astfel o regenerare a semnalului si chiar o amplificare a acestuia gratie energiei furnizate de sursa de presiune constanta.

Echipamentele passive au specific faptul ca semnalele de iesire se obtin direct dintr-un semnal de intrare. Aceste echipamente nu necesita o legatura suplimentara cu sursa de energie, dar si semnalul de iesire nu numai ca nu este amplificat, dar are si un nivel energetic mai scazut, datorita pierderilor de presiune si debit care apar in urma curgerii prin echipament.

2.3. Generatoare de energie pneumatica

a.) Introducere

Aerul comprimat folosit ca agent purtator de energie si informatie in sistemele pneumatice de actionare poate fi produs local, cu ajutorul unui compresor, sau centralizat, intr-o statie de compresoare.

Ultima varianta este cea mai utilizata. De astfel, producerea aerului comprimat este unul dintre serviciile de baza (alaturi de alimentarea cu energie electrica, apa, gaze naturale ) de care dispune un stabiliment modern.

In statia de compresoare aerul este aspirat din atmosfera si comprimat cu ajutorul unor compresoare, si

dupa ce este tratat si inmaganizat

intr-un rezervor tampon, este distri-

buit consumatorilor prin intermediul

unei retele de distributie ( fig. 2.5 ) Fig. 2.5

Generarea energiei pneumatice se face dupa un ciclu deschis. Un asemenea ciclu presupune aspirarea din atmosfera, comprimarea, tratarea, distributia la utilizatori si refularea in atmosfera. Fiind un ciclu deschis, aerul care alimenteaza sistemul de actionare se reimprospateaza continuu, fiind supus de fiecare data unui proces complex de filtrare. Avantajul acestui tip de sistem ( cu circuit deschis ) consta in simplitatea sa ( nu mai este necesar un circuit de intoarcere a mediului de lucru la statia de compresoare ).

Fiabilitatea, durata de viata sin u in ultimul rand performantele unui sistem pneumatic de actionare depend in cea mai mare masura de calitatea agentului de lucru folosit.

Avand in vedere faptul ca aerul intra in contact cu elementele mobile

( sertare, plunjere, pistoane, supape etc.) sau fixe ( corpuri, placi, capace etc ) ale echipamentelor, confectionate din cele mai diverse materiale ( otel, aluminiu, bronz, alama, cauciuc, material plastic etc.) si ca nu de putine ori traverseaza sectiuni de curgere, uneori de dimensiuni foarte mici, calibrate, acestuia i se impugn urmatoarele cerinte:

• sa fie cat mai curat posibil; un aer contaminat cu particule mai mari sau egale cu jocurile functionale existente intre elementele constructive mobile si cele fixe ( de exemplu sertar – bucsa la un distribuitor, piston – camasa la un cilindru ) poate duce la blocarea ( griparea ) elementelor mobile, dar si la uzura lor prin abraziune si la imbacsirea filtrelor din sistem; “finetea de filtrare” ( cea mai mare dimensiune de particula straina exprimata in µm care se accepta in masa de fluid ) este un parametru ce caracterizeaza din acest punct de vedere aerul; firmele producatoare de echipamente pneumatice de automatizare garanteaza performantele acestora numai daca aerul folosit are o anumita finite de filtrare; cu cat finetea de filtrare este mai mica cu atat cheltuielilede exploatare ale sistemului sunt mai mari;

• sa asigure lubrifierea sistemului de actionare; deoarece aerul nu are are proprietati de lubrifiere, in acest scop se folosesc echipamente speciale numite ungatoare, care pulverizeaza in masa de aer particule fine de ulei; trebuie avut in vedere faptul ca o ungere abundenta ( in exces ) poate duce la “naclairea” elementelor constructive ale echipamentelor, iar o ungere insuficienta poate conduce la scoaterea premature din functionare a sistemului respectiv;

• sa contina cat mai putina apa; in aer exista apa sub forma de vapori, iar prin condensarea acestora se obtine apa care va coroda piesele din otel; la temperaturi mai scazute poate sa apara fenomenul de inghetare a apei, care poate impiedica functionarea sistemului la parametri normali;

• sa aiba o temperatura apropiata de temperatura mediului ambiant pentru a evita modificarile de stare care la randul lor ar duce la modificari ale parametrilor functionali ai sistemului;

• sa intre in system avand presiunea si debitul corespunzatoare bunei functionari a sistemului; o presiune mai mare decat cea recomandata de producator poate duce la avarii, iar o presiune mai mica nu asigura forta sau momentul cerute de aplicatia respectiva; in cea ce priveste debitul, abaterile acestuia influenteaza viteza de deplasare a sarcinii antrenate de sistem.

b.) Structura unei statii de compresoare

In figura 2.6 este prezentata schema de principiu a unei statii de compresoare.

Asa cum s-a aratat deja, la acest nivel se genereaza aerul comprimat si apoi se prepara in vederea furnizarii lui prin reteaua de distributie diversilor consumatori. In structura luata in discutie se identifica urmatoarele echipamente:

F1, …, Fn filtre ce au rolul de a retine impuritatile din aer, asigurand astfel buna functionare a compresoarelor si conditiile refularii unui aer curat;

C1, …, Cn compresoare care au rolul de a genera energia pneumatica; acestea sunt puse in miscare de motoarele de antrenare M1, …, Mn;

R1, … , Rn robinete care permit conectarea sau deconectarea compresoarelor in sistem;

Su supapa cu sens unic care impiedica curgerea aerului dinspre system catre compresoare atunci cand acestea din urma sunt oprite ( in special in situatii de avarie );

Sc schimbator de caldura cu apa care realizeaza racirea aerului refulat de compresoare ( in timpul comprimarii temperature aerului creste, la iesirea din compresor fiind in jur de 80°C ); aici vaporii de apa se condenseaza si se transforma in picaturi;

Scf separator centrifugal, de tip ciclon in care se face o retinere grosolana a apei si a eventualelor impuritati existente in masa de aer;

Rz rezervor tampon in care se acumuleaza energia pneumatica furnizata de

Fig. 2.6

compresoare; datorita acestui rezervor problema neuniformitatii debitului ( problema foarte deranjanta in cazul pompelor ) nu mai prezinta importanta;

Ssig supapa de siguranta ce are rolul de a limita valoarea maxima a presiunii din rezervor;

U ungator;

Fam,U si Fav,U filtre montate in amonte si in aval de ungatorul U;

Sp supapa de reglare a presiunii, echipament ce regleaza presiunea la iesirea din statia de compresoare.

c.) Compresoare

Asa cum s-a aratat, compresorul transforma energia furnizata de catre motorul de antrenare ( electric sau termic ) in energie pneumatica.

Compresoarele se pot clasifica in doua mari familii: compresoare volumice si compresoare dinamice ( turbocompresoare ).

Compresoarele volumice realizeaza cresterea presiunii agentului de lucru prin reducerea volumului unei cantitati de aer inchise in interiorul unui spatiu delimitat ( spatiu numit in continuare camera activa ). Aspiratia aerului in compresor si refularea se fac cu intermitente.

Compresoarele dinamice realizeaza cresterea presiunii agentului de lucru prin transmitera unei energii cinetice ridicate unui current de aer si apoi prin transformarea acestei energii in presiune statica. Aspiratia aerului in compresor si refularea se fac continuu.

Cele mai utilizate sunt compresoarele volumice, al caror principiu de functionare este identic cu cel al pompelor volumice. Aceste compresoare se construiesc pentru o gama larga de debite si presiuni, putand deservi in conditii optime orice sistem pneumatic de actionare.

Din punct de vedere constructiv compresoarele se clasifica in:

compresoare cu piston

compresoare cu membrana

compresoare rotative.

Compresoare cu piston

Acest tip de compresoare este prezentat principal in figura 2.7. Pistonul p culiseaza in interiorul cilindrului c, miscarea acestuia fiind obtinuta prin intermediul unui mecanism format din manivela m si biela b. La partea superioara a cilindrului exista doua supape, una de aspiratie A si una de refulare R; aceste doua supape controleaza admisia si respectiv evacuarea in si din camera activa a compresoarului, camera delimitata de suprafata superioara a pistonului, suprafata interioara a cilindrului si capacul superior, in care sunt amplasate cele doua supape. Manivela este pusa in miscare de rotatie de motorul de antrenare ( nefigurat ), mecanismul biela – manivela.

Fig. 2.7

Ciclul real ( fig.2.8 ) insa de cel teoretic din cauza pierderilor de debit prin etansarea pistonului si a pierderilor de debit prin etansarea pistonului pierderilor de presiune pe cele doua supape.

De exemplu, considerand supapa de refulare, pentru a fruniza consumatorilor aer la presiunea Pr este necesar ca comprimarea aerului sa se faca la o presiune mai mare pentru a compensa pierderile de presiune pe acesta supapa. In ceea ce priveste supapa de admisie, curgerea prin ea este posibila numai daca presiunea in camera activa este mai mica decat presiunea atmosferica P0.

Fig.2.8

La acest tip de compresor etansarea camerei active se face cu segmenti metalici sau din teflon grafit amplasati pe piston.

Compresoarele cu segmenti metalici necesita o ungere abundenta, mai pronuntata in perioada de rodaj si in stadiul de uzura avansata. Ungerea se asigura prin introducerea mecanismului biela – manivela intr-o baie de ulei, prevazuta la partea inferioara a carcasei compresorului.

O mare cantitate din uleiul de ungere ajunge in camera active a compresorului si de aici odata cu aerul refulat in intregul sistem deservit de compresor. Asa cum s-a aratat, prezenta uleiului in exces este de nedorit, motiv pentru care se impune folosirea unor mijloace speciale pentru retinerea unei parti insemnate din acest ulei. Odata cu cresterea presiunii de refulare Pr are loc si o crestere a temperaturii, ceea ce favorizeaza formarea vaporilor de ulei, existand pericolul ca la un moment dat acesti vapori sa se autoaprinda. Pentru presiuni mai mari de 10 [bar], pentru a da posibilitatea unei raciri intermediare a aerului, compresoarele se construiesc cu mai multe trepte de compresie (fig.2.9). La aceasta constructie, pe traseul de legatura dintre cele doua trepte se amplaseaza un schimbator de caldura. 1bar = 105 N/m2 , 1Pa = 1 N/m2 , 1MPa = 10 at .

La iesirea din compresor aerul poate avea temperaturi de pana la 200 0C. Alimntarea sistemelor de actionare cu aer la acesta temperatura poate avea efecte negative cum sunt: deformarea sau topirea elementelor constructive ale echipamentelor sistemului si a conductelor confectionate din plastic, degradarea elementelor de etansare nemetalice, griparea unor elemente mobile in urma modificarii jocurilor functionale datorita dilatarilor.

Fig.2.9

Iata de ce este necesar ca la un consumator aerul sa ajunga la o temperatura apropiata de temperature mediului ambiant. Pentru acesta se impune o racire a aerului, o prima etapa fiind realizata chiar la nivelul compresorului. In acest scop comprsorul este prevazut cu un circuit de racire cu apa care imbraca cilindrul ( ca la motoarele termice ). O alta posibilitate consta in suflarea de aer asupra cilindrului, acesta din urma fiind prevazut cu aripioare, care are rolul de a mari suprafata de schimb de caldura cu mediul inconjurator.

De cele mai multe ori racirea aerului facuta la nivelul compresorului nu este suficienta, motiv pentru care statiile de compresoare sunt prevazute cu agregate de racire ( fig. 2.6, schimbatorul de caldura Sc ).

La variantele de compresoare cu o singura treapta de compresie mecanismul biela – manivela este neechilibrat, motiv pentru care in timpul functionarii, datorita fortelor mari de inertie, apar solicitari importante. Pentru diminuarea acestor solicitari s-au realizat compresoare cu mai multi cilindri, dispusi in linie, V, W sau I.

Compresoare cu membrana

Din punct de vedere constructiv – functional aces

te compresoare ( fig. 2.10 ) sunt asemanatoare celor cu

piston. Diferenta consta in aceea ca locul pistonului este

luat de o membrana. Avantajele unei asemenea cons-

tructii sunt: realizeaza o etansare perfecta a camerei acti-

ve, nu necesita ungere, sunt compacte. Ca dezavantaje Fig.2.10

se pot aminti: debitele furnizate sunt mici, au o durabilitate mai redusa. La aceste constructii presiunea de refulare nu depaseste 8 … 10 [bar]

Compresoare rotative

Din punct de vedere constructiv exista mai multe variante de compresoare rotative, si anume: cu palete, cu surub, cu roti dintate, cu rotor profilat etc. De astfel aceste constructii sunt similare cu cele ale motoarelor pneumatice rotative. Compresoarele rotative prezinta o serie de avantaje cum ar fi: sunt simple constructiv, pot furniza debite intr-un domeniu larg, au o functionare functionare silentioasa, nu necesita ungere abundenta.

Desi simple constructive compresoarele rotative ridica probleme deosebite la executie si montaj. La aceste compresoare etansarea camerelor active este o etansare “vie”, metal pe metal. Din acest motiv, presiunea de refulare nu poate depasi 8 [bar], ceea ce limiteaza domeniul de utilizare a lor.

Spre exemplificare, in figura 2.11 este prezentat un compresor cu palete, ce are in componenta sa urmatoarele ele-

mente constructive: statorul 1, rotorul 2,

paletele 3 si arboreal de antrenare 4.

Compresorul are un numar de camere active

egal cu numarul de palete; o camera active

este delimitata de doua palete consecutive,

suprafata exterioara a rotorului si suprafata

interioara a statorului. Variatia volumului V al

unei camere active este o consecinta a excen-

tricitatii e care exista intre axa rotorului si axa Fig. 2.11

alezajului prelucrat in stator. In timpul

functionarii paletele culiseaza in canalele radiale prelucrate in rotor intre doua pozitii extreme. In permanenta paletele mentin contactul cu suprafata interioara a statorului datorita fortelor centrifuge. Pentru a avea un contact ferm, uneori in spatele fiecareia dintre palete se monteaza un arc elicoidal sau se adduce presiune de la refulare prin niste canale special prelucrate in acest scop.

Constructia luata in discutie poate fi folosita si ca motor, situatia in care orificiul de admisie A se conecteaza la o sursa de presiune.

Pentru ca la aceste constructii camerele active sunt puse in legatura cu orificiul de refulare in mod continuu, randamentul volumic al acestor compresoare este mai bun decat in cazul compresoarelor cu piston.

Reglarea debitului unui compresor

Nu putine sunt aplicatiile la care din diverse motive energia pneumatica nu poate fi preluata de la o retea de aer comprimat. In asemenea situatii trebuie folosit un compresor care sa deserveasca aplicatia respectiva. Debitul furnizat de compresor trebuie sa fie adecvat cerintelor utilizatorului si trebuie sa varieze in accord cu conditiile concrete de functionare.

Deoarece toate constructiile de compresoare au cilindree fixa, modificarea debitului furnizat de un compresor nu se poate face pe aceasta cale.

De cele mai multe ori motorul de antrenare al unui compresor este unul electric; totusi, in conditii de santier, acolo unde nu exista posibilitatea conectarii la reteaua electrica, se folosesc motoare cu combustie interna.

Transmisia intre motor si compresor poate fi facuta prin curea, prin intermediul unui reductor cu roti dintate sau, in anumite situatii, direct prin cuplaj elastic.

In concluzie, turatia de antrenare a arborelui compresorului este fixa, si deci nici pe acesta cale nu este posibila reglarea debitului. Pentru reglarea debitului se folosesc dispozitive electrice de reglare si control. Un asemenea dispozitiv trebuie sa fie capabil sa comande furnizarea de debit sau sa intrerupa acest proces atunci cand consumul o cere. Reglarea se bazeaza pe utilizarea a doua presostate, reglate unul pe nivelul de presiune minima, iar celalalt pe nivelul de presiune maxima. Compresorul furnizeaza debit sistemului de actionare prin intermediul unui rezervor ( integrat in constructia compresorului ) in care se acumuleaza debitul de aer care reprezinta diferenta intre cel furnizat de compresor sic el cerut de consumator. Daca presiunea in rezervor atinge nivelul maxim reglat, presostatul corespunzator da un semnal electric care determina dezactivarea compresorului. Din acest moment aerul necesar consumatorului este furnizat de catre rezervor, motiv pentru care presiunea in rezervor scade. Atunci cand presiunea atinge valoarea minima reglata cu presostatul corespunzator acesta da un semnal electric care determina reactivarea compresorului.

Activarea si dezactivarea compresorului se poate realiza in doua moduri, si anume:

prin oprirea motorului de antrenare; in acest caz trebuie ca rezervorul sa fie dimensionat corespunzator astfel incat motorul de antrenare sa ramana in repaus un anumit timp prestabilit; totodata, motorul trebuie protejat la pornire, cunoscut fiind faptul ca momentul rezistent este mai mare in perioadele de initializare si oprire a miscarii;

prin comandarea supapei de aspiratie; in acest caz motorul de antrenare functioneaza continuu, iar cand se doreste dezactivarea compresorului supapa de aspiratie este mentinuta in permanenta deschisa; in acest fel aerul aspirat este restituit mediului ambient, iar consumul energetic este minim.

A doua posibilitate este folosita cu precadere in cazul compresoarelor de dimensiuni mari si medii, pentru a evita solicitarile dinamice insemnate ale motorului de antrenare, solicitari ce apar la demararea si oprirea motorului.

d.) Uscatoare de aer

Aerul este un amestec gazos ale carui componente principale sunt azotul si oxigenul. Mai exact, ponderea medie a fiecarei componente ale amestecului este:

• azot 75,31 %

• oxigen 22,95 %

• bioxid de carbon 0,04 %

• gaze nobile 1,43 %

• alte substante 0,27 %

Compozitia aerului variaza in functie de loc si de conditiile ambiante. Intotdeauna in aer se afla o anumita cantitate de vapori de apa, ce depinde de temperatura, presiune si de conditiile atmosferice. Se spune ca aerul dintr-un volum dat este saturat atunci cand cantitatea de vapori de apa continuta de acest aer este maxima; un aport suplimentar de vapori nu mai este asimilat de masa de aer si in consecinta acesti vapori se vor condensa.

In timpul procesului de comprimare ( la nivelul compresorului ) temperatura aerului creste raportat la temperature mediului din care se aspira aerul. Intrucat insa cresterea temperaturii in raport cu cresterea presiunii la nivelul compresorului este mult mai semnificativa, nu exista pericolul ca aerul sa se satureze ( in aceste conditii de presiune si temperatura aerul are nevoie de o cantitate mare de vapori ca sa ajunga la saturatie ) si deci in compresor nu exista pericolul aparitiei fenomenului de condens.

In schimb, fenomenul de destindere a aerului este insotit de scaderea semnificativa a temperaturii sale; in aceasta situatie aerul are nevoie pentru a se satura de o masa mai mica de vapori de apa si o buna parte din masa de vapori de apa continuta de aerul din compresor trebuie sa se condenseze.

Acest fenomen poate sa apara in rezervorul compresorului, in schimbatorul de caldura al statiei de compresoare, in conductele retelei de aer sau in echipamentele sistemelor de actionare conectate la retea.

In concluzie, daca nu se iau masuri speciale, compresorul poate sa furnizeze un aer saturat si in multe aplicatii acesta poate fii folosit ca atare. La nivelul multora dintre echipamente sistemului de actionare deservit de compresor are loc o destindere a aerului, insotita, asa cum s-a aratat, de o scadere a temperaturii care provoaca condens. Acest lucru se poate intampla in supape, cilindri si ni special la nivelul motoarelor rotative.

In plus exista o serie de aplicatii la care nu este admisa prezenta aerului umed, ca de exemplu in industria alimentara, chimica, sau acolo unde se lucreaza cu o atmosfera controlata.

Este de la sine inteles faptul ca o statie de compresoare trebuie dotata cu un sistem de uscare a aerului comprimat, dupa dorinta, sistem care trebuie dimensionatin functie de aplicatiile deservite de statia respectiva.

Nivelul de uscare atins este indicat in mod obisnuit definind “punctul de roua”, care este temperatura la care se produce condensarea pentru o concentratie determinata de vapori de apa. In general, se mentine acest punct de roua la o temperature de 5 °C sub temperatura minima atinsa in instalatie.

Pentru eliminarea apei din aerul comprimat se folosesc in principal 3 metode de uscare diferite:

• metoda de uscare prin racire;

• metoda de uscare prin absorbtie;

• metoda de uscare prin absorbtie.

Metoda de uscare prin racire

Metoda de uscare prin racire este pre-

zentata principal in figura 2.12. Aceasta me-

toda se bazeaza pe faptul ca la scaderea tem-

peraturii, vaporii de apa din masa de aer se

condenseaza, picaturile de apa formate depu-

nandu-se in colector, acesta din urma fiind

amplasat la nivelul cel mai de jos al instalatie. Fig.2.12

Aerul refulat de compresor intra in insta-

latie la o temperatura relative ridicata si traver-

seaza schimbatorul de caldura SC1, unde are

loc prima etapa a racirii ( o parte din caldura aerului este cedata schimbatorului SC1 ). In continuare aerul traverseaza schimbatorul SC2, unde in contact cu serpentina circuitului de racire cu apa aerul sufera o racire semnificativa. Cea mai mare parte a vaporilor de apa se condenseaza, iar picaturile formate prin effect gravimetric se depun la partea cea mai de jos a instalatiei, adica in colector, de unde sunt purjate periodic catre exterior. In drumul sau, aerul trece din nou prin schimbatorul SC1, unde recuprereaza o parte din caldura cedata initial, ajungand la o temperature apropiata de cea a mediului ambiant.

Metoda descrisa este economica, sigura si nu ridica probleme in ceea ce priveste intretinerea si exploatarea instalatiti de racire. Aceste argumente fac ca acesta metoda sa fie cea mai des folosita.

Metoda de uscare prin absorbtie

Schema de principiu a acestei metode este prezentata in figura 2.13. In

calea aerului se intrerupe un gel constituit din cristale ale unor substante cu

Fig.2.13

proprietati adsorbante ( cel mai adesea dioxid de sulf, clorit de litiu sau calciu etc.); in contact cu acest gel apa din aer adera la suprafata cristalelor. Instalatia contine doua adsorbere A1 si A2; atunci cand unul dintre ele lucreaza celalalt se regenereaza. In figura lucreaza adsorberul A1, in timp ce adsorberul A2 se regenereaza. Regenerarea consta in suflarea de aer cald prin gelul saturat cu apa. Pentru aceasta robinetele R1 si R2 sunt deschise, robinetele R3 si R4 sunt inchise, iar distribuitoarele D1 si D2 realizeaza conexiunile figurate.

Aceasta metoda, deosebit de eficienta, este mai putin folosita datorita faptului ca substanta adsorbanta este costisitoare si nu in ultimul rand datorita consumului mare de enegie. Se utilizeaza pentru aplicatiile unde se cere uscarea la un punct de roua este scazut.

Metoda de uscare prin absorbtie

Metoda, prezentata principal in figura 2.14, se bazeaza pe proprietatea apei de reactiona atunci cand vine in contact cu anumite substante chimice, formand cu acestea un compus greu, care se separa apoi prin efect gravitational.

Avantajele utilizarii acestei metode sunt: consum redus de energie in timpul functionarii si intretinere usoara. Totusi, metoda este mai putin folosita datorita pretului ridicat al substantei absorbant, care periodic trebuie completata si al eficientei scazute.

e.) Filtrarea in statiile de compresoare

Filtrele folosite intr-o statie de producere a aerului comprimat (fig.2.14) sunt amplasate atat pe circuitul de aspiratie al compresoarelor, cat si dupa compresoare, inainte de intrarea in reteaua de distributie. Filtrele montate pe circuitul de aspiratie al compresoarelor au rolul de a retine particulele continute in aerul aspirat din mediul inconjurator si sunt in general de tip mecanic, cu o slaba rezistenta la trecerea aerului. Se pot folosi filtre “uscate” sau filtre cu baie de ulei.

In primul caz retinerea particulelor straine din masa de aer se realizeaza prin centrifugarea aerului intr-o anticamera a filtrului si apoi cu ajutorul unui

element filtrant confectionat din fetru, fibra sau carton. Pentru a reduce rezistenta la curgere a aerului care traverseaza filtrul, acesta trebuie sa aibe o suprafata de filtrare cat mai mare. Este motivul pentru care se opteaza pentru constructii plisate (fig 2.15 a) sau obtinute prin stivuirea unor rondele (fig 2.15 b). Filtrele cu baie de ulei prezinta in partea de mai jos a constructiei o zona cu ulei, a carei suprafata vine in contact cu aerul, care in acest fel se umezeste. Aerul umed trece apoi printr-un element filtrant (umed datorita uleiului existent in masa de aer), care realizeaza o filtrare foarte eficienta.

In aval de compresoare impuritatile sunt reprezentate de particule solide neretinute de filtrele de pe circuitele de aspiratie ale compresoarelor, de particulele generate la nivelul compresoarelor, sau care se desprind din peretii conductelor de legatura, de vapori de ulei proveniti de la compresoare si de apa condensata. Asa cum s-a aratat in paragraful anterior, aerul furnizat de compresoare contine apa sub forma de vapori. Este motivul pentru care filtrele sunt in general amplasate dupa rezervor si racitor, in punctele in care aerul se gaseste la temperaturi mai joase si apa este partial condensata.

f.) Retele de distributie a aerului comprimat

Aerul comprimat generat in statia de compresoare trebuie transportat la diversii consumatori printr-o retea de distributie (fig. 2.16)

Reteaua de distributie cuprinde totalitatea conductelor, furtunurilor, fitingurilor, robinetelor, oalelor de condens si a celorlalte elemente care asigura transportul aerului comprimat de la statia de compresoare la consumatori. Reteaua de distributie trebuie proiectata si dimensioanta conform exigentelor si cerintelor impuse de beneficiarul ei. Totodata, acesta trebuie sa satisfaca o serie de cerinte generale, cum sunt:

• pierderile de presiune de-a lungul retelei sa fie minime;

• sa nu existe pierderi de aer comprimat;

• sa asigure eliminarea apei condensate, atunci cand nu se dispune de o instalatie de uscare;

• sa fie rezistenta la coroziune;

• sa permita accesul usor pentru verificari si reparatii;

• sa permita extinderea.

In afara de aceste cerinte este necesar ca componentele retelei si reteaua in intregul ei sa prezinte o rezistenta structurala adecvata sarcinilor existente, cu respectarea normativelor in vigoare. Reteaua de aer se poate realiza in circuit deschis (fig. 2.16 a) sau in circuit inchis (fig. 2.16 b).

Fig. 2.16

Ultima varianta este adesea preferata deoarece asigura o distributie uniforma a aerului, chiar si in situatia in care in retea, in diferite puncte ale acesteia, exista mai multi consumatori importanti. Acest lucru este posibil datorita faptului ca la alimentarea unui consumator participa mai multe linii deodata. De remarcat este faptul ca in cazul din figura 2.16 b calea aleasa de aer pentru a alimenta un anumit consummator se poate modifica in functie de locul in care se identifica consumatorii majori. De-a lungul liniilor retelei exista robinete care permit izolarea anumitor portiuni din retea atat din motive de siguranta, cat si pentru intretinere, care va fi astfel posibila fara a inchide intreaga retea. In apropierea consumatorilor importanti reteaua este prevazuta cu rezervoare intermediare, asa cum arata in figura 2.17 unde este prezentata schema unei retele de aer comprimat.

Fig. 2.17

Conductele retelei de aer comprimat, de culori diferite de cele ale altor instalatii (de apa, gaze), sunt dispuse la marginea localului pe pamant, in lungul peretilor sau pe tavan.

Problema separarii condensului, in cazul absentei unei instalatii de uscare, impune inclinarea conductelor de alimentare cu o panta de 1 – 2 % in sensul curgerii, astfel incat sa se asigure in acest fel scurgerea condensului, care va fi colectat in oale de condens amplasate in anumite puncte ale retelei. In figura 2.18 este prezentata solutia frecvent folosita pentru a favoriza eliminarea condensului in cazul retelelor de lungime mare; aici, prin amplasarea in acest mod a oalelor de condens O, pe langa faptul ca se elimina condensul se mentine cota de amplasare pe verticala a conductei.

Fig. 2.18

Pentru alimentarea unui consumator (fig. 2.17) exista o derivatie “d” care se ramifica prin conducta principala “cp” sub o anumita geometrie, aratata in figura.

Se observa ca, conectarea are loc intodeauna la partea superioara a conductei principale, evitandu-se astfel patrunderea apei condensate in derivatia “d”. De astfel, la partea cea mai de jos a deviatiei exista o oala de condens, care poate fi golita periodic prin intermediul unui robinet.

La acesta derivatie este conectat un rezervor intermediar daca, consumatorul este unul important. Conectarea consumatorului (sistemul de actionare) se face la partea superioara a rezervorului si intotdeauna prin intermediul unui grup de pregatire a aerului comprimat.

Trebuie subliniat faptul ca existenta unei instalatii de uscare la nivelul statiei de compresoare este costisitoare. Printr-o proiectare corecta a retelei de aer comprimat (conducte inclinate, oale de condens amplasate corect, ramificatii cu o geometrie bine stabilita etc.) se poate renunta la instalatia de uscare realizandu-se astfel o importanta economie.

De cele mai multe ori conductele retelei sunt confectionate din metal. Imbimarile dintre conducte sunt realizate prin filetare, sau cu flanse pentru dimensiuni mari. Suspendarea conductelor pe pereti nu este realizata direct, ci prin intermediul unor elemente care au in primul rand rolul de a evita transmiterea vibratiilor de la conducte la pereti.

In prezent tendinta este catre folosirea de retele de distributie construite din tuburi trefilatedin aliaje usoare, si de elemente (mufe, coturi, ramificatii etc.) normalizate. O asemenea retea se poate monta cu usurinta, intr-un timp mult mai scurt decat cea clasica. In plus se pot face cu eforturi minime moificari ale retelei, iar pierderile de presiune de-a lungul retelei sunt foarte reduse.

In tabelul 2.19 sunt prezentate simbolurile principalelor echipamente intanlite in structura statiei de compresoare si a retelei de distributie.

Tabelul 2.19

2.4. Grupul de pregatire a aerului

a.) Introducere

Asa cum s-a aratat in paragraful anterior, conectarea sistemului de actionare la reteaua de aer comprimat (fig. 2.20) trebuie facuta prin intermediul unui grup de echipamente, numit in continuare grup de pregatire a aerului. Acest grup este compus din: filtru, regulator de presiune, ungator. Rolul lui este de a furniza sistemului de actionare deservit un aer comprimat curat, reglat la presiunea ceruta de consumator si lubrifiat.

Un grup de pregatire a aerului comprimat este realizat prin inserierea echipamentelor precizate mai sus (in mod obligatoriu in ordinea amintita). In anumite situatii exista posibilitatea ca grupul sa contina in structura sa mai mult de un echipament de acelasi tip (de exemplu pot fi folosite doua filtre, urmarindu-se prin aceasta livrarea catre consumator a unui aer mai curat).

De asemenea, uneori grupul poate sa contina in afara echipamentelor precizate si alte echipamente auxiliare, cum sunt: un robinet, un dispozitiv de alimentare progresiva a consumatorului la pornire, blocuri de derivatie. Nu de putine ori filtrul si regulatorul de presiune sunt realizate intr-o constructie modulara.

Trebuie subliniat faptul ca exista aplicatii care nu necesita un grup de pregatire a aerului cu o structura standard. In cazul in care nu se impugn conditii severe asupra valorii presiunii aerului, prezenta regulatorului de presiune nu este necesara. De asemenea, daca existenta uleiului pericliteaza procesul tehnologic deservit de sistemul de actionare (de exemplu in anumite aplicatii din industria textila, farmaceutica, alimentara, tehnica dentara) ungatorul lipseste din structura grupului.

In figura 2.20 este prezentat un grup de pregatire a aerului cu o structura standard. Robinetul este in fapt un distribuitor 3/2 (cu trei orificii si doua pozitii), cu pozitie retinuta, comandat manual sau pneumatic. In una din pozitiile stabile de funtionare distribuitorul alimenteaza cu aer comprimat sistemul, in cealalta blocheaza orificiul de presiune si descarca la atmosfera sistemul deservit de grup.

Blocurile de derivatie permit preluarea

de aer comprimat dintr-un anumit punct al gru-

pului. De exemplu, daca anumite echipamente

din sistem nu functioneaza cu aer lubrifiat, prin

intercalarea unui bloc de derivatie intre regulator

si ungator se poate capta pentru aceste echipa- Fig. 2.20

mente aer nelubrifiat din amonte de ungator.

b.) Filtre

Aceste echipamente indeplinesc atat rolul de filtrare propriu-zisa cat sip e acela de separator de apa. La nivelul acestui echipament filtrarea se face, de obicei, in doua trepte.

Aerul comprimat intra, mai intai, in treapta de filtrare prin inertie, in care sunt separate particulele grele de impuritati si picaturile de apa. Pentru acesta, odata patruns in echipament aerului i se impune o miscare turbionara. Ca urmare condensul si impuritatile mai mari sunt proiectate pe peretele interior al paharului filtrului, de unde se scurg la baza acestuia.

A doua treapta realizeaza o filtrare mecanica. La acest nivel se face o filtrare fina cu ajutorul unui cartus filtrant, care retine particulele fine de impuritati mecanice.

Unele filtre sunt prevazute si cu un element maganetic care realizeaza retinerea particulelor metalice din masa de aer.

Cartusele filtrante se pot realize din:

sita metalica; acestea se folosesc frecvent pentru filtrari medii (finite de filtrare de 40 … 250 µm);

tesaturi textile sau materiale fibroase (pasla, fetru, hartie, carton, vata de sticla); aceste cartuse prezinta urmatoarele avantaje: sunt ieftine, pot lua orice forma si permit obtinerea unei fineti de filtrare foarte buna (1 … 2 µm); in schimb au o rezistenta mecanica si o rigiditate foarte scazuta, iar la presiuni mari exista pericolul de desprindere a fibrelor din care sunt confectionate, urmata de antrenarea acestora din sistem; curatirea si reconditionarea lor este practic imposibila;

materiale sintetizate; in acest caz cartusele se obtin prin sintetizarea unor pulberi metalice de forma si dimensiuni apropiate, fara adaos de liant, confectionate din bronz si mai rar din otel inoxidabil, nichel, argint sau alama; prezinta urmatoarele avantaje: sunt foarte eficiente, permit obtinerea unei fineti de filtrare intr-un domeniu larg (2 … 10 µm), pierderile de presiune pee le sunt mici, sunt rezistente la coroziune, au durabilitate mare, pot fi curatate si reconditionate usor; dezavantajul acestor cartuse consta in pretul lor de cost mai ridicat.

In figura 2.21 este prezentata o sectiune printr-un asemenea echipament. Aerul patrunde prin orificiul de intrare i dupa care trece in paharul transparent 5 prin piesa de turbionare 4 (o piesa cu aripioare) care ii imprima o miscare elicoidala, pe parcursul careia datorita fortelor centrifuge care iau nastere, particulele mai mari si condensul sunt proiectate pe peretele interior al paharului 5; datorita campului gravitational si pozitiei lor periferice, in afara curentului principal de aer ele se scurg in camera de colectare C, despartita de restul paharului prin deflectorul 8. Cand jetul de aer intanleste deflectorul 8 acesta isi schimba directia de curgere cu 180°; aerul traverseaza in continuare elementul filtrant 6 care retine impuritatile mai fine. Impuritatile si apa colectate in camera C sunt golite periodic sub presiunea aerului cu ajutorul robinetului 10.

In cazul in care cantitatea de condens ce trebuie eliminate este relativ mare este posibila utilizarea unui dispozitiv automat de descarcare. Un asemenea dispozitiv este prezentat in figura 2.22; acest dispozitiv se monteaza la partea de jos a paharului in locul robinetului 10 (fig. 2.22).

Cand lichidul din condens ajunge la o limita prestabilita, plutitorul 1 se ridica sub actiunea apei si provoaca deschiderea supapei S1. in acest moment aerul sub presiune ajunge prin tubul 4 in camera C1 a membranei m si dezvolta pe suprafata acesteia o forta de presiune care are drept efect deplasarea membranei si odata cu ea deschiderea supapei de purjare S2. Sub efectul aerului comprimat impuritatile si apa sunt expluzate in atmosfera.

Fig.2.21 Fig. 2.22

c.) Regulatoare de presiune

Aceste echipamente, reprezentate principal in figura 2.23, realizeaza urmatoarele doua functii:

regleaza presiunea de la iesirea echipamentului pe la valoarea dorita in intervalul [ 0, pi – Δhmin ], unde Δhmin reprezinta pierderea de presiune pe traseul intrare – iesire atunci cand sectiune de curgere prin echipament este egala cu sectiunea nominala;

mentine presiunea reglata constanta, in anumite limite, atunci cand in timpul functionarii variaza presiunea de intrare pi si/sau se modifica consumul de debit mc din aval de echipament.

Datorita acestor functii indeplinite de echipament, el este intanlit fie sub denumirea de reductor de presiune, fie sub denumirea de stabilizator sau regulator de presiune. In fapt echipamentul este o supapa normal deschisa, de reductie.

Presiunea de iesire este reglata prin intermediul membranei m; pe suprafata de jos a membranei actioneaza arcul a a carui forta de pretensionare este reglabila prin intermediul surubului s.

Atunci cand forta de pretensionare este zero, membrana m se afla in pozitia de referinta, iar supapa plana Sp este pozitionata pe scaunul sau S; aceasta insemna ca presiunea de iesire este zero.

Pentru o anumita forta de pretensionare, fie aceasta Fa0, centrul rigid al membranei si odata cu el si tija t si supapa Sp se vor deplasa fata de pozitia de referinta cu sageata f0. In acest fel intre supapa plana Sp si scaunul sau S se va genera o sectiune de curgere careia ii va corespunde o anumita pierdere de presiune Δh0; presiunea de iesire va fii atunci pe0 = pi0 – Δh0.

Desi, prin intermediul fortei de pretensionare (reglabila cu ajutorul surubului s), se poate obtine la iesirea echipamentului presiunea dorita.

Fig. 2.23

In momentul efectuarii reglajului, presiunea de intrare si consumul de debit din aval de echipament au fost considerate constante de valorile pi0 si respectiv mc0. Daca dupa un timp prsiunea de intrare scade/creste la valoarea pi1, intr`o prima etapa presiunea de iesire tinde sa scada/creasca. Acest lucru determina deplasarea membranei si odata cu ea si a supapei in jos/sus, intr-o noua pozitie de echilibru, si in consecinta scaderea/cresterea pierderii de presiune pe sectiunea interna a echipamentului. In acest fel presiunea de iesire ramane constanta, la valoarea reglata pe0.

Daca dupa un anumit timp consumul de debit din aval de echipament scade/creste, intr-o prima etapa exista tendinta cresterii/scaderii presiunii de iesire. Acest lucru determina deplasarea membranei, si odata cu ea si a supapei in sus/jos, si in consecinta micsorarea/cresterea sectiunii de curgere prin echipament, si deci adaptarea debitului de iesire la valoarea celui cerut de sistemul deservit de echipament. In cazul in care consumul de debit devine zero, sectiunea de curgere prin echipament devine nula. Eventualele scapari de aer (datorate unor imperfectiuni ale etansarii in zona scaun – supapa) pot determina cresterea presiunii de iesire. In aceasta situatie membrane m se deplaseaza in sus, si cum deplasarea supapei Sp si a tijei t nu mai este posibila (este impiedicata mecanic), tija t pierde contactul cu scaunul prelucrat in talerul inferior ti realizandu-se in acest fel (prin orificiile o1 si o2) punerea in legatura cu atmosfera a circuitului din aval de echipament si deci in acest fel eliminarea surplusului de aer si mentinerea constanta la valoarea Pe0 a presiunii de iesire.

In cazul in care debitul cerut de consumator este relative mare, regulatorul trebuie dimensionat ca atare; aceasta inseamna ca sectiunea de curgere prin regulator este de valoare mare, iar pentru reglarea presiunii de iesire este necesar un arc adecvat. Optiunea pentru un arc puternic conduce sa reducerea sensibilitatii regulatorului. In aceasta situatie, precum si in cazul in care operatia de reglare a presiunii de iesire trebuie realizata de la distanta, forta de referinta elastica este inlocuita cu o forta de presiune de referinta obtinuta cu ajutorul unui regulator de presiune actionat manual, numit regulator pilot.

d.) Ungatoare

Aceste echipamente au rolul functional de a pulveriza in masa de aer comprimat furnizata sistemului de actionare o cantitate minima de ulei necesara ungerii garniturilor si elementelor mobile din echipamentele sistemului. In functie de finetea picaturilor de ulei pulverizate in masa de aer se disting doua tipuri de ungatoare:

ungatoare cu pulverizare obisnuita (cu ceata de ulei)

ungatoare cu pulverizare fina (cu microceata de ulei).

Desi solutiile constructive ale celor doua ungatoare sunt diferite, totusi functionarea lor se bazeaza pe acelasi principiu. In cazul ungatoarelor cu pulverizare obisnuita picaturile de ulei sunt mari (mai mari de 5 µm) in timp ce la cele cu pulverizare fina picaturile au dimensiuni mai mici si sunt mai uniform distribuite in masa de aer comprimat. Schema de principiu a unui ungator cu pulverizare obisnuita este prezentata in figura 2.24 a, in timp ce in figura 2.25 este prezentata o sectiune printr-un echipament de acest tip. Principiul de functionare se bazeaza pe efectul Venturi, in care se exploateaza depresiunea creata la trecerea aerului comprimat printr-o sectiune restrictiva Ra. Datorita acestei restrictii presiunea P1 este mai mare decat

Fig. 2.24

presiunea P2, lucru ce favorizeaza urcarea uleiului din rezervorul r in conducta c; acest ulei, al carui debit poate fi reglat cu ajutorul droserului Ru, ajunge in zona restrictiva unde este antrenat de aerul comprimat se curge aici cu o viteza foarte mare.

Ungatoarele sunt prevazute in general cu vase transparente (fig. 2.25) pentru a putea observa in permanenta nivelul de ulei din rezervor. De asemenea, la partea superioara a ungatorului exista o cupola confectionata tot dintr-un material transparent care permite vizualizarea picaturilor de ulei generate. Datorita turbulentei aerului in aval de ungator, picaturile de ulei tind sa se asocieze si sa se depuna pe peretele interior al conductei de legatura dintre ungator si consumatorul deservit de acesta. Din acest motiv un ungator cu pulverizare obisnuita pentru a fii eficient trebuie sa fie montat in imediata vecinatate a consumatorului (in orice caz la o distanta mai mica de 5 … 6 m ) si intr-un punct cat mai inalt in raport cu acesta. Ungatoarele cu pulverizare fina au schema de principiu reprezentata in figura 2.24 b. Spre deosebire de schema unui ungator cu pulverizare obisnuita, aici exista doua circuite de aer care leaga orificiul de intrare i cu cel de iesire e, si anume:

circuitul principal 1 – x – 2, circuit ce contine sectiunea restrictiva x (un circuit identic cu cel intanlit in cazul ungatoarelor cu pulverizare normala); pe acest traseu trece cea mai mare cantitate de aer;

circuitul secundar 1 – z – 4 – b – 6 – 2; debitul de aer ce urmeazaacest traseu trece mai intai prin sectiunea restrictive z, unde are loc prima pulverizare a uleiului; existenta acestui debit este o consecinta a faptului ca intre sectiunile 1 si 2 exista o diferenta de presiune creata de restrictia x.

Rezervorul de ulei se gaseste sub circuitul principal de aer. Uleiul din acest rezervor este pus in legatura prin intermediul unei conducte cu cavitatea c, situata deasupra circuitului principal de aer; aceasta cavitate comunica atat cu sectiunea restrictiva z cat si cu cavitatea b.

Uleiul care ajunge in zona restrictiei z este pulverizat de curentul de aer, a carui viteza de curgere in aceasta sectiune este foarte mare, dupa care ajunge in rezervor, in volumul determinat de peretii rezervorului si suprafata uleiului; la intrarea in rezervor, amestecul aer – ulei se destined, iar picaturile mai mari de ulei cad in rezervor. In masa de aer raman in suspensie numai picaturile de ulei foarte fine, care formeaza o ceata de ulei, ce este antrenata prin orificiul de iesire 6 in fluxul principal de aer. Aici curentul de aer provoaca o noua pulverizare, si mai ales o distributie uniforma a picaturilor de ulei in suspensie in toata masa de aer. O alta caracteristica a acestui tip de ungator este aceea ca aici dibitul de ulei este reglat indirect, prin intermediul droselului R. In acest fel se elimina pericolul care exista in cazul in care droselul ar fii montat direct pe circuitul de ulei, si anume acela de obturare a droselului, drosel ce controleaza sectiuni de curgere foarte fine. Ungatoarele cu pulverizare fina se folosesc cu precadere atunci cand amplasarea echipamentului nu se poate face in imediata apropiere a elementelor ce trebuie unse sau cand sistemul deservit de ungator are o complexitate ridicata (multe coturi, strangulari etc.). Si in acest caz picaturile de ulei se pot asocia si apoi depune pe peretii interiori ai conductelor, numai ca acest lucru se poate produce dupa o distanta de 25 … 30 m de ungator. Acest tip de ungator are o eficacitate redusa in cazul echipamentelor la care echipajele mobile au cursa mica, iar schimbarea sensului de miscare se face rapid; in asemenea cazuri picaturile de ulei din aer nu au timp sa se depuna pe supreafetele ce trebuie unse, ele fiind evacuate din echipament odata cu aerul.

CAP. 3. INTRETINEREA SI REPARAREA UTILAJELOR

Activitatea de intretinere si reparare a utilajelor este impusa de faptuI ca, pe parcursul folosirii lor productive, acestea sunt supuse, procesului de uzura fizica si morala . Ca urmare a procesului de uzura fizica are loc un proces de pierdere treptata a valorii de intrebuintare a utilajului, si in final, o pierdere a capacitatii de satisfacere a nevoii sociale pentru care a fost creat.

In vederea mentinerii caracteristicilor functionale, ale utilajului si a functionarii in conditii cat mai apropiate de cele initiale, in cadrul intreprinderilor se organizeaza un sistem de intretinere si reparare a utilajului de productie. Din analiza comportamentului utilajelor in procesul de uzura fizica se poate constata ca uzura in timp a diferitelor componente are loc in mod diferentiat. Acest fapt impune luarea unor masuri mai ample de intretinere si reparare a acestor componente, pentru a evita iesirea prematura din functiune a utilajului. Fenomenul de uzura fizica a utilajului mai poate fi ameliorat si printr-un sistem de activitati de intretinere a acestuia, precum si printr-un ansamblu de operatii de control si revizie, care sa permita depistarea din timp a eventualelor defectiuni.

Toate aceste activitati de revizie, control, intretinere si reparare a utilajelor, indreptate in scopul mentinerii in stare de functionare o perioada cat mai mare de timp formeaza ceea ce in literatura de specialitate poarta numele de sistem de intretinere si reparare.

Realizarea unor activitatii de intretinere si reparare a utilajelor are o serie de implicatii, dintre care mai importante sunt: cresterea perioadei de timp in care utilajul este in stare de functionare si realizarea productiei conform, graficelor, cresterea randamentuiui si a preciziei de functionare a utilajelor, realizarea unor activitati de intretinere si reparare de calitate superioara, reducerea costurilor de productie si, implicit, la cresterea eficientei activitatii de prductie.

Sisteme de intretinere si reparare a utilajelor

Sistemul de intretinere si reparare pe baza constatarilor consta in stabilirea datelor de oprire a utilajelor pentru intrarea in reparatii, precum si continutul acestora, in urma unei supravegheri atente a modului de functionare a utilajelor de catre personal specializat, pe baza careia se va stabili starea lor de functionalitate.

In urma constatarilor efectuate, rezultatele acestora se vor trece in cadrul unei fise intocmite pentru fiecare utilaj in parte. Aceasta fisa va cuprinde informati despre:

Felul defectiunilor constatate;

Data intrarii in reparatie a utilajului;

Felul reparatiilor ce trebuiesc executate.

Sistemul de intretinere si reparare preventive-planificat.

Prin elaborarea acestui sistem s-a urmarit asigurarea unui dublu caracter intregului ansamblu de masuri de intretinere si reparare, si anume:

Caracter profilactic;

Caracter planificat.

Aceste doua caracteristici ale sistemului preventiv-planificat imprima sistemului o superioritate evidenta fata de sistemul pe baza constatarilor, influentand pozitiv asupra calitatii reparatiilor, a duratei de executie a acestora si a costurilor de productie.

Sistemul de intretinere si reparare preventive-planificat este un ansamblu de masuri de intretinere, control si reparare care se efectueaza in mod periodic, la intervale de timp bine determinate; urmareste prevenirea uzurii excesive si a aparitiei avariilor; urmareste mentinerea in stare de functionare a utilajelor o perioada cat mai mare de timp.

Categorii de interventii tehnice specifice sistemului de intretinere si reparatii preventive-planificat

Intretinerea si supravegherea zilnica. Se executa de catre muncitorii care lucreaza pe utilajele din sectiile de productie, sau de catre muncitori specializati in executarea acestor operatii. Lucrarile de intretinere sunt: curatarea si spalarea utilajelor, ungerea in conformitate cu fisele de ungere, verificarea preciziei de functionare a utilajului.

Revizia tehnica. Cuprinde operatii care se executa inaintea unei reparatii curente sau capitale. Se urmareste determinarea starii tehnice a utilajelor si stabilirea operatiilor care trebuie efectuate in cadrul reparatiilor curente sau capitale.

Cu ocazia reviziei tehnice se pot efectua si operatii de reglare si consolidare a unor piese sau subansamble, in vederea asigurarii unei functionari normale pana la prima reparatie.

Reparatia curenta. Se executa in mod periodic, in vederea inlaturarii uzurii fizice, prin inlocuirea unor piese componente sau subansamble uzate. Reparatiile curente, in functie de intervalul de timp dintre doua reparatii curente succesive si valoarea pieselor si subansamblelor reparate sau inlocuite, sunt de doua feluri:

Reparatii curente de gradul I;

Reparatii curente de gradul II.

Reparatia capitala. Este o lucrare de interventie tehnica efectuata dupa expirarea unui ciclu de functionare a utilajului, a carui marime este prevazuta in normativele de functionare ale acestuia si care are drept scop mentinerea in functiune a utilajului pana la expirarea duratei normale de viata. Reparatia capitala este cea mai complexa interventie tehnica; ea are un caracter general, deoarece sunt supuse procesului de intretinere, verificare si reparare o gama foarte larga de piese si subansamble care intra in componenta utilajului. Se executa atunci cand nu mai sunt asigurate randamentul, precizia si siguranta in functionare a utilajului.

Reparatiile accidentale. Se efectueaza la intervale de timp nedeterminate, fiind determinate de scoaterile neprevazute din functiune a acestora datorita unor caderi accidentale.

Reparatiile de renovare. Se efectueaza la utilajele care au trecut prin mai multe reparatii capitale si au un grad avansat de uzura fizica. Cu ocazia acestor reparatii, se recomanda si efectuarea unor lucrari de modernizare a utilajului.

Reparatiile de avarii. Se executa de fiecare data cand utilajele se defecteaza ca urmare a proastei utilizari sau intretineri, fie din cauza unor calamitati naturale: cutremure, incendii, inundatii etc.

CAP. 4. INSTRUCTIUNI PRIVIND SANATATEA SI SECURITATEA MUNCII IN ACTIVITATI CU

INSTALATII HIDRAULICE SI PNEUMATICE

Se interzice efectuarea lucrarilor de masurare si verificare cu aparate sau cu piese lipsa;

Inainte de inceperea lucrarilor la organele de comanda si conducere a fluidelor se va verifica obligatoriu daca circuitul respectiv nu este sub presiune;

La piesele din instalatiile hidraulice si pneumatice se efectueaza operatii de rodare. Pasta de rodaj ce se depune pe tija si bucsa de rodat se va aplica cu o paleta;

Amplasarea compresoarelor se va face conform indicatiilor din Cartea tehnica precum si in asa fel incat sa se asigure acces comod la ele, in momentul interventiei la subansamble si la supravegherea aparaturii;

Se interzice functionarea fara supapele de siguranta sau cu ele blocate;

Se interzice functionarea compresorului fara aparatoarea de cuplaj;

Traseele instalatiei electrice si panourile electrice din instalatiile de actionare hidraulice si pneumatic ce vor fi dispuse in zone in care nu este posibila intrarea lor in contact cu lichide, in mod normal sau ca urmare a unor avarii;

Se vor evita toate sursele posibile producerii de incendii, daca lichidul folosit este usor inflamabil;

Este necesara realizarea unor capace usor demontabile pentru a permite accesul la conductele flexibile si rigide si la celelalte elemente din interiorul instalatiei;

Daca se lucreaza cu presiune reglabila, instalatia va fi dotata cu o supapa de siguranta reglata la o valoare care sa protejeze toate echipamentele instalatiei.

ANEXE

Fig.3 Patrat, dreptunghi. Aparatura,exceptand

supapele

de sens unic

Fig.1 a.)– se utilizeaza la reprezentarea conductelor Fig. 2 Cerc: a – rola, articulatie;

si pentru desenarea diverselor semne conventionale; b – organ de inchidere a supapei

b – la legaturi mecanice; c – la conturul unui grup de de sens; c – aparat de masura; d –

elemente. element de transformare a energiei.

Fig.5 Romb. Element

de conditionare

Fig.6 Sageata: a – sens de deplasare;

b – sens de rotatie; c – calea si sensul

curentului de fluid prin aparate; d –

posibilitatea de reglaj.

Fig.5 Motor oscilant

Fig.4 – Semne diverse: a – intersectii Fig.7 Pompe: a – cu debit constant si sens

de canale sau conducte; b – arc; c – unic de curgere; b – cilindree fixa si doua

sectiune droselizata sensibila la variatia sensuri de curgere; c – cu cilindree varia-

vascozitatii; d – sectiune droselizata insen- bila si sens unic de curgere; d – cu cilind-

sibila la variatia vascozitatii; e – curent ree variabila si doua sensuri de curgere.

hidraulic; f – curent pneumatic.

Fig.8 cilindru cu simpla actiune;

a – simbol general, fara a se indica felul

revenirii; b – revenire cu arc.

Fig.9 Cilindru cu dubla actiune;

a – cu tija unilaterala; b – cu tija

bilaterala; c – diferential. Fig.10 cilindri cu franare: a – nereglabila la un singur capat;

b – nereglabila la ambele capete; c – reglabila la un capat;

d – reglabila la ambele capete.

Fig.13 O casuta, care

indica un aparat de

presiune sau debit.

Fig.14 Cilindru telescopic: a – cu

simpla actiune; b – cu dubla actiune

fig.11 Motor: a – cu cilindree fixa si sens fig.12 Pompa motor: a – cu cilindree fixa si sens

unic de curgere; b – cu cilindree fixa si unic de curgere; b – cu cilindree fixa si doua sensuri

doua sensuri de curgere; c – cu cindree de curgere; c – cu cilindree fixa, sensul de curgere al

variabila si sens unic de curgere; d – cu fluidului putand fi inversat; d – cu cilindree variabila

cilindree vatiabila si doua sensuri de curgere sens unic de curgere.

Fig.16 Supape normale inchise fig.17 Supapa normala deschisa

a – cu o restrictie; b – cu doua a – cu o restrictie; b – cu doua res

restrictii. trictii

Fig.15 supapa de siguranta: a – directa; b – pilotata local; c – pilotata de la distanta

revenire cu arc; d – revenire hidraulica.

Fig.18 Supapa de siguranta proportionala: a – detaliata;

b – simplificat

fig.19 Supapa de succesiune directa

a – detaliat; b – simplificat.

Fig.20 Supapa de succesiune pilotata local; a – detaliat; b – simplificat.

Fig.21 Supapa de succesiune pilotata fig.23 Supapa de deconectare

de la distanta directa

fig.22 Supapa de succesiune, proportionala:

a- detaliat; b – simplificat

fig. 25 Distribuitoare folosite pentru cuplarea sau decuplarea fig.26 supapa de reductie directa

supapelor de succesiune, comandate electric: a – pentru cuplare

Fig.24 Supapa de conectare pilotata b – pentru decuplare.

a – detaliat; b – simplificat

fig.27 Diafragma

fig.28 Drosel: a – reglabil; b- cu

supapa de ocolire (de cale)

fig. 29 Regulator de debit cu 3 cai, nereglabil; a – detaliat;

b – simplificat; c – reglabil detaliat; d – reglabil simplificat.