Automatizări Hidraulice Și Pneumatice PDF

 AUTOMATIZĂRI HIDRAULICE ȘI PNEUMATICE CUPRINS 1. Considerații generale 1.1. Automatizarea proceselor industriale. 1.2. Sisteme de acţionare hidraulice și pneumatice. 1.3. Avantajele şi dezavantajele sistemelor de acţionare pneumatice şi hidraulice. 2. Sisteme de acţionare pn...

 AUTOMATIZĂRI HIDRAULICE ȘI PNEUMATICE CUPRINS 1. Considerații generale 1.1. Automatizarea proceselor industriale. 1.2. Sisteme de acţionare hidraulice și pneumatice. 1.3. Avantajele şi dezavantajele sistemelor de acţionare pneumatice şi hidraulice. 2. Sisteme de acţionare pneumatice 2.1. Structura unui sistem de acţionare pneumatic. 2.2. Grupul de pregătire a aerului; diferite structuri de grupuri. 2.3. Motoare pneumatice. 2.4. Echipamente pentru reglarea si controlul puterii pneumatice (distribuitoare, supape de sens, supape de presiune, rezistente pneumatice simple si combinate). 2.5. Echipamentele componente ale subsistemului de comandă (butoane şi limitatoare de cursă, elemente de interfaţă, senzori, elemente logice pneumatice, temporizatoare, întrerupătoare,  comutatoare electrice şi sesizoare de cursă, relee de comutaţie, relee de timp, presostate, capete de vidare). 2.6. Proiectarea „schemei funcţionale” a unui sistem de acţionare. 2.7. Sisteme de acţionare pneumatice omogene. 2.8. Sisteme de acţionare electro-pneumatice (cu relee şi cu programator). 3. Sisteme de acţionare hidraulice 3.1. Structura unui sistem hidraulic de acţionare. 3.2. Generatoare si motoare hidraulice. 3.3. Echipamente pentru reglarea si controlul puterii hidraulice (drosele, regulatoare de debit, distribuitoare, supape de presiune). 3.4. Sisteme de acţionare de bază. 4. Tehnica hidraulicii şi pneumaticii proporţionale BIBLIOGRAFIE 1.Avram, M., Acționări pneumatice – Noțiuni de bază, Editura A.T.U. Sibiu – Hermannstadt, ISBN 978-606-8702-29-2, 2015; 2.Avram, M., Acţionări hidraulice şi pneumatice – Echipamente şi sisteme clasice şi mecatronice, Editura Universitară, Bucureşti, 2005; 3.Mihai Avram, Acționări hidropneumatice, suport de curs în format electronic, platforma Moodle; 4.Belforte, G., Bertetto, A.M., Mazza, L., Pneumatico – curso completo, Editura Techniche nuove, Milano, 1998; 5.Radcenco, Vs., Alexandrescu, N., Ionescu, M., Ionescu, M., Calculul şi proiectarea elementelor şi schemelor pneumatice de automatizare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1985;  1. CONSIDERAŢII GENERALE 1.1. Automatizarea proceslor industriale ❑ Termenii automat şi automatizare sunt frecvet utilizați în limbajul ingineresc cât şi în limbajul curent. ❑ În limba română cuvântul automat se foloseşte atât cu valoare de substantiv cât şi cu valoare de adjectiv, după cum urmează: – ca substantiva un automat este un dispozitiv, un aparat sau o instalaţie – în general un sistem care operează sau funcţionează în mod automat, adică are calitatea desemnată prin adjectivul automat; – ca adjectiv arată calitatea unui sistem fizico-tehnic de a efectua, pe baza unei comenzi, o operaţie sau un complex de operaţii fără participarea directă a operatorului uman. ❑ Automatizarea reprezintă acţiunea de concepere și realizare a unor sisteme tehnice ce pot realiza în mod automat operaţii, mişcări, acţiuni etc. Cele mai importante categorii de automatizări sunt următoarele: de comandă, de măsurare, de reglare, de protecţie, şi de semnalizare (toate realizabile, după caz, ca automatizări locale sau ca teleautomatizări). ❑ Prin automatizare se urmărește: – creşterea productivităţii; – scăderea consumurilor specifice (de materii prime, de materiale, de combustibil şi de energie); – asigurarea preciziei execuţiei; – creşterea siguranţei în funcţionare; – protejarea instalaţiilor; – eliminarea operatorului uman din medii nocive şi, nu în ultimul rând, eliberarea acestuia de participarea nemijlocită la producţia de bunuri şi de servicii. ❑ Sub aspect socio-economic automatizarea conferă omului o poziţie calitativ nouă în raport cu producţia de bunuri şi de servicii. Omul, eliberându-se de munca fizică nemijlocită şi de participarea directă la procesul de producţie şi de servicii, conduce, comandă şi supraveghează instalaţiile (automatizate) create de el însuşi. ❑ Sistemele fluidice operează cu fluid de lucru în mişcare sub presiune. Acest fluid poate fi lichid sau gaz. Domeniul de utilizare este extrem de larg. Termenul de sistem hidraulic sau sistem pneumatic face referire la mediul de lucru utilizat. ❑ Sistemele ce folosesc energie hidraulică sau pneumatică pot fi supuse automatizării, situație în care se poate vorbi despre o automatizare hidraulică sau pneumatică. ❑ Un asemenea sistem are caracteristic: – folosește energie pneumatică sau hidraulică; – semnalele pot fi pneumatice, hidraulice dar mai ales electrice; – sunt dotate cu senzori pentru o serie de mărimi mecanice, dar mai ales fluidice; – sistemul funcționează automat fiind comandat adesea de un automat programabil sau microprocesor. ❑ Echipamentele de automatizare hidrulice și pneumatice disponibile permit construcția rapidă a unor sisteme modulare de automatizare. Cu ajutorul acestor echipamente se obțin sisteme de acționare, care pun în mișcare ansamblurile mobile ale unui sistem tehnic, numite sisteme de acționare hidraulice, respectiv pneumatice. ❑ Sunt folosite în aplicații cum sunt: asamblare, manipulare, transport de produse ușoare, prindere în vid, depunerea și pulverizarea produselor lichide etc. ❑ Inginerul mecatronist trebuie ca, pe baza cunoaşterii sistemelor fizico-tehnice, să conceapă şi să realizeze automatizarea acestora. Pentru aceasta sunt necesare cunoștințe din mai multe domenii: fizică, mecanica fluidelor, termotehnică, electrotehnică, electronică, tehnică de calcul, informatică şi, nu în ultimul rând, de automatică. ❑ Pentru a putea realiza sisteme de automatizare hidraulice / pneumatice trebuiesc cunoscute: – echipamentele hidraulice şi pneumatice de automatizare (rol funcţional, simbolizare, parametri tehnico-funcţionali, avantaje, dezavantaje, principiul constructiv-funcţional, producătorii de asemenea echipamente etc.); – subsistemele de bază; este de dorit ca acolo unde este posibil să se folosească asemenea subsisteme deoarece acestea au fost bine puse la punct, ajungându-se la o variantă optimă; de foarte multe ori aceste subsisteme pot fi uşor adaptate cu mici modificări; – metode de proiectare; există asemenea metode care permit o proiectare corectă şi rapidă a sistemului de acţionare şi care totodată conduc la găsirea soluţiei optime.  F C2 Poz. I MM Poz. II ME MF C4 C1 C3 l l l Stare / Faza C1 C2 C3 C4 Starea inițială - - + + 1 + 2 + 3 - 4 - 5 - 6 + 7 - 8 +  1.2. Sisteme de acţionare hidraulice și pneumatice.  Sisteme de actionare: - mecanice Ei Lu SEP SA MA - electrice - pneumatice - hidraulice  z 3 DO 4 r OM MH 2 SAz 5 MM z... ERC  Mmz z Fmz r Fmr 1 x GE SA SAz SAr z y Fig.3 Fig.2  z 3 DO 4 r OM MH 2 SAz 5 MM z... ERC  Mmz z Fmz r Fmr 1 x GE SA SAz SAr z y Fig.3 Fig.2  DP* I II MH Structura generală a unui sistem de acţionare Semnale externe Subsistem de comanda Reactie mecanica COMANDA i q qm e Generator SEP Mi de ERC pm Motor Me MA p energie Ni=iMi Ng=pq Nm=pmqm Ne=eMe Subsistem Fig.4 SA de putere p  q qm  pm  e  M e  e  M e N e  =  generator  ERC  motor =   = = i  M i p  q qm  pm  i  M i Ni  1. SUBSISTEMUL PNEUMATIC poate avea 1. SUBSISTEMUL HIDRAULIC în componenţa sa următoarele poate avea în componenţa sa echipamente: următoarele echipamente: ❑ compresorul care generează energia ❑ pompa care generează energia pneumatică necesară sistemului; în practică hidraulica necesară sistemului; în pot fi întâlnite două situaţii: practică pot fi întâlnite două situaţii: ❑ când se dispune de o reţea de aer ❑ când se dispune de o comprimat, caz în care energia pompa cu debit fix; necesară este preluată de la ❑ când nu se dispune de o această reţea prin simpla cuplare a pompa cu debit reglabil; sistemului la unul din posturile de apare astfel posibilitatea lucru ale reţelei; reglarii debitului furnizat ❑ când nu se dispune de reţea de aer sistemului prin metode comprimat, situaţie în care trebuie volumica, metoda specifica utilizat un compresor; hidraulicii; 5 ◼ elementele de reglare şi control ERC, care îndeplinesc următoarele funcţii: ◼ dirijează fluidul sub presiune, controlând astfel sensul de mişcare al sarcinii antrenate de către motor şi oprirea acesteia; ◼ reglează debitul la valoarea cerută de motor şi prin aceasta viteza de mişcare a sarcinii; ◼ reglează presiunea în sistem, în corespondenţă cu sarcina antrenată; ◼ în această categorie de echipamente se pot întâlni: ◼ echipamente de reglare şi control clasice acţionate manual, mecanic, pneumatic sau electric cu o comandă de tipul totul sau nimic; ◼ distribuitoare proporţionale analogice şi digitale; ◼ supape de presiune proporţionale; ◼ drosele proporţionale; 6 ◼ motorul hidraulic/pneumatic transformă energia hidraulica/pneumatică de intrare în lucru mecanic util; se pot întâlni motoare liniare, oscilante sau rotative, cu mişcare continuă sau incrementală. Fluxul energetic este caracterizat prin perechi de mărimi variabile, care descriu în orice moment starea agentului de lucru (presiune, debit) şi a organelor mobile ale pompei şi motorului (moment, viteză unghiulară sau forţă, viteză liniară). Aceste mărimi pot fi grupate în: -mărimi directe – cele care descriu starea de mişcare a fluidului (q, qm) sau starea de mişcare a organelor mobile (i, e); -mărimi indirecte – cele care descriu starea de încărcare a fluidului (p, pm) sau a organelor mobile (Mi, Me); 7  MP MP DC2 DC1 DC2 DC1 ERC DP DP GPA GPA GE b. GE Legendă: MP – motor pneumatic DC1 şi DC2 – drosele de cale; DP – distribuitor pneumatic; GE – generator de energie a. GPA – grupul de pregătire a aerului Fig.2 Fig.2  1.3. Avantajele si dezavantajele sistemelor de acţionare hidraulice şi pneumatice Avantaje: ▪ Posibilitatea realizării unor forţe şi momente de valori mari şi foarte mari. Aceste forţe şi momente se pot controla foarte comod cu ajutorul unor echipamente de construcţie simplă, numite supape de presiune; Fmax = (  Dc2  pmax ) / 4 = 6,280 [daN ] = 235,5 [daN ] Dc = 50 mm ▪ Posibilitatea realizării unui control riguros şi într-o plajă largă de valori a vitezei ansamblului mobil al motoarelor liniare sau rotative. max / min = vmax / vmin = 103...5 103 Echipamentele folosite: drosele, regulatoare de debit, echipamente cu o construcţie relativ simplă. Se poate realiza un reglaj discret sau un reglaj continuu, când se folosesc echipamente proporţionale; ▪ Valoarea ridicată a raportului dintre forţa utilă şi forţa de inerţie, respectiv dintre momentul motor de ieşire şi momentul de inerţie; Fu / Fi = M u / M i  1000 tr = 0,01...0,05s ◼ Posibilitatea supraîncărcării până la oprirea completă fără pericol de avarii. In sistemele de automatizare hidraulice şi pneumatice există elemente speciale (supape de siguranţă, acumulatoare etc.) care au rolul de a proteja sistemul atunci când apar suprasarcini accidentale. In acest mod restul elementelor sistemului nu sunt solicitate peste limitele admise. ◼ Posibilitatea funcţionării în orice condiţii de mediu. Deoarece în majoritatea cazurilor aceste echipamente de automatizare sunt etanşate faţă de exterior pentru a împiedica scurgerile de fluid, rezultă că ele pot lucra în orice condiţii de mediu: cu pericol de explozie sau incendiu, cu grad înalt de umiditate etc. Dezavantaje: ◼ Variaţia vitezei (turaţiei) cu sarcina din cauza fenomenului de compresiune şi a pierderilor volumice; ◼ Existenţa în sistemul de automatizare a unor pierderi de energie; ◼ Existenţa unor secţiuni de droselizare fine, de multe ori foarte fine; ◼ Viteză mică de propagare a semnalelor de presiune prin mediul fluid în comparaţie cu viteza semnalelor electrice, optice sau electromagnetice; ◼ Necesitatea existenţei unor etanşări statice şi dinamice perfecte 2. SISTEME DE ACTIONARE PNEUMATICE 2.1. Introducere Sistemele de acţionare pneumatice sunt preferate într-un număr mare de aplicaţii industriale, din cele mai diverse sectoare, datorită unor calităţi incontestabile cum sunt: robusteţea, simplitatea constructivă, productivitatea, fiabilitatea ridicată şi nu în ultimul rând preţul de cost mai scăzut. În general, asemenea sisteme sunt folosite atunci când: ◼ trebuie controlate forţe şi momente de valori medii; ◼ viteza de deplasare a sarcinii nu trebuie să respecte cu stricteţe o anumită lege; ◼ poziţionarea sarcinii nu trebuie făcută cu precizie ridicată; ◼ condiţiile de funcţionare sunt severe (există pericol de explozie, incendiu, umiditate etc); ◼ trebuie respectate cu stricteţe o serie de norme igienico – sanitare (în industria alimentară, farmaceutică, tehnică dentară). Trebuie subliniat faptul că în timp ce în unele domenii sistemele pneumatice de acţionare intră în competiţie cu celelalte sisteme (electrice, hidraulice, mecanice), în anumite aplicaţii ele se utilizează aproape în exclusivitate, fiind de neînlocuit. 2.3. Structura unui sistem pneumatic de acţionare În practică există o mare diversitate de sisteme de acţionare pneumatice. Totuşi se poate vorbi de o structură comună care conţine: Senzori - Electrormecanici - Pneumatici UC Semnale EI - Dispozitive electronice externe - Electronice - Relee electromecanice I - Pneumatice - Elemente logice pneumatice GE mG ERC v/ - Distribuitoare mM - Compresor - Supape de sens MP - Retea de aer comprimat pG - Drosele pM F/M - Supape de presiune Fig.4.3 2.2 Conditii impuse agentului de lucru Fiabilitatea, durata de viaţă şi nu în ultimul rând performanţele unui sistem pneumatic de acţionare depind în cea mai mare măsură de calitatea agentului de lucru folosit. Având în vedere faptul că aerul intră în contact cu elementele mobile (sertare, plunjere, pistoane, supape etc.) sau fixe (corpuri, plăci, capace etc.) ale echipamentelor, confecţionate din cele mai diverse materiale (oţel, aluminiu, bronz, alamă, cauciuc, material plastic etc.) şi că nu de puţine ori traversează secţiuni de curgere, uneori de dimensiuni foarte mici, calibrate, acestuia i se impun următoarele cerinţe: ▪ să fie cât mai curat posibil; ▪ să asigure lubrifierea sistemului de acţionare; ▪ să conţină cât mai puţină apă; ▪ să aibă o temperatură apropiată de temperatura mediului ambiant; ▪ să intre în sistem având presiunea şi debitul corespunzătoare bunei funcţionări a sistemului; Dispozitivele electronice sunt cele care au cea mai largă utilizare. În această categorie sunt incluse atât circuitele electronice, cât şi unităţile programabile. Foarte răspândite astăzi sunt PLC – urile (“control logic programabil”), dar se constată o tendinţă de utilizare tot mai mult a calculatoarelor personale pentru control. Releele electromagnetice reprezintă un mijloc tradiţional pentru construcţia circuitului cablat de control, chiar dacă funcţia lor actuală se limitează la sisteme de acţionare relativ simple şi la operaţii de siguranţă, care de preferinţă nu se încredinţează programelor software. Elementele logice pneumatice se folosesc în sistemele de mici dimensiuni, când se doreşte obţinerea unor sisteme pur pneumatice din motive de ambianţă (pericol de explozie, de incendiu, umiditate etc.) sau din motive de preţ de cost. ◼ elementele de interfaţă I au rolul de a transforma semnalele de putere joasă, de natură electrică sau pneumatică, furnizate de unitatea centrală, în semnale de putere înaltă, de regulă de altă natură; exemplul cel mai sugestiv îl constituie electrovalva care transformă semnalele electrice primite de la unitatea de comandă UC în semnale pneumatice; ◼ senzorii şi limitatoarele de cursă sunt de cele mai multe ori electromecanice, dar pot fi şi pneumatice; alegerea lor este legată de tipul unităţii de comandă; ◼ elementele de intrare pot fi electrice sau pneumatice, natura lor fiind dependentă tot de tipul unităţii de comandă. ◼ elementele de interfaţă I au rolul de a transforma semnalele de putere joasă, de natură electrică sau pneumatică, furnizate de unitatea centrală, în semnale de putere înaltă, de regulă de altă natură; exemplul cel mai sugestiv îl constituie electrovalva care transformă semnalele electrice primite de la unitatea de comandă UC în semnale pneumatice; ◼ senzorii şi limitatoarele de cursă sunt de cele mai multe ori electromecanice, dar pot fi şi pneumatice; alegerea lor este legată de tipul unităţii de comandă; ◼ elementele de intrare pot fi electrice sau pneumatice, natura lor fiind dependentă tot de tipul unităţii de comandă. 2.4. Generatoare de energie pneumatică 2.4.1. Introducere Aerul comprimat folosit ca agent purtător de energie şi informaţie în sistemele pneumatice de acţionare poate fi produs local, cu ajutorul unui compresor, sau centralizat, într-o staţie de compresoare. În staţia de compresoare aerul este aspirat din atmosferă şi comprimat cu ajutorul unor compresoare, şi după ce este tratat şi înmagazinat într-un rezervor tampon, este distribuit consumatorilor prin intermediul unei reţele de distribuţie. Generarea energiei pneumatice se face după un ciclu deschis. Un asemenea ciclu presupune aspirarea din atmosferă, comprimarea, tratarea, distribuţia la utilizatori şi refularea în atmosferă. Fiind un ciclu deschis, aerul care alimentează sistemul de acţionare se reîmprospătează continuu, fiind supus de fiecare dată unui proces complex de filtrare. Avantajul acestui tip de sistem (cu circuit deschis) constă în simplitatea sa (nu mai este necesar un circuit de întoarcere a mediului de lucru la staţia de compresoare). 2.4.2. Compresoare Compresoarele volumice realizează creşterea presiunii agentului de lucru prin reducerea volumului unei cantităţi de aer închise în interiorul unui spaţiu delimitat. Aspiraţia aerului în compresor şi refularea se fac cu intermitenţe. Compresoarele dinamice realizează creşterea presiunii agentului de lucru prin transmiterea unei energii cinetice ridicate unui curent de aer şi apoi prin transformarea acestei energii în presiune statică. Aspiraţia aerului în compresor şi refularea se fac continuu. Cele mai utilizate sunt compresoarele volumice, al căror principiu de funcţionare este identic cu cel al pompelor volumice. Din punct de vedere constructiv compresoarele se clasifică în: ◼ compresoare cu piston ◼ compresoare cu membrană ◼ compresoare rotative. 10 Compresoare cu piston ▪ etanşarea camerei active se face cu segmenţi metalici sau din teflon grafitat amplasaţi pe piston; ▪ folosirea segmenţilor metalici presupune o ungere abundentă, mai pronunţată în perioada de rodaj şi în stadiul de uzură avansată; ▪ o mare cantitate din uleiul de ungere ajunge în camera activă a compresorului şi de aici odată cu aerul refulat în întregul sistem deservit de compresor; ▪ uleiului în exces este de nedorit; odată cu creşterea presiunii de refulare are loc şi o creştere a temperaturii, ceea ce favorizează formarea vaporilor de ulei, existând pericolul ca la un moment dat aceşti vapori să se autoaprindă; ▪ din acest motiv pentru presiuni mai mari de 10 [bar], pentru a da posibilitatea unei răciri intermediare a aerului, compresoarele se construiesc cu mai multe trepte de compresie. ▪ La această construcţie, pe traseul de legătură dintre cele două trepte se amplasează un schimbător de căldură. ▪ La variantele de compresoare cu o singură treaptă de compresie mecanismul bielă - manivelă este neechilibrat, motiv pentru care în timpul funcţionării, datorită forţelor mari de inerţie, apar solicitări importante. Pentru diminuarea acestor solicitări s-au realizat compresoare cu mai mulţi cilindri, dispuşi în linie, V, W sau I. Compresoare cu membrană ◼ Avantajele: realizează o etanşare perfectă a camerei active, nu necesită ungere, sunt compacte. ◼ Dezavantaje: debitele furnizate sunt mici, au o durabilitate mai redusă, presiunea de refulare nu depăşeşte 8 … 10 [bar]. Compresoare rotative ◼ Din punct de vedere constructiv există mai multe variante de compresoare rotative, şi anume: cu palete, cu şurub, cu roţi dinţate, cu rotor profilat etc. De altfel, aceste construcţii sunt similare cu cele ale motoarelor pneumatice rotative. ◼ Aavantaje: sunt simple constructiv, pot furniza debite într-un domeniu larg, au o funcţionare silenţioasă, nu necesită ungere abundentă. ◼ Deşi simple constructiv compresoarele rotative ridică probleme deosebite la execuţie şi montaj. La aceste compresoare etanşarea camerelor active este o etanşare “vie”, metal pe metal. Din acest motiv, presiunea de refulare nu poate depăşi 8 [bar], ceea ce limitează domeniul de utilizare a lor. Reglarea debitului unui compresor ▪ Debitul furnizat de compresor trebuie să fie adecvat cerinţelor utilizatorului şi trebuie să varieze în acord cu condiţiile concrete de funcţionare. ▪ Toate construcţiile de compresoare au cilindree fixă  modificarea debitului furnizat de un compresor nu se poate face pe această cale. ▪ De cele mai multe ori motorul de antrenare al unui compresor este unul electric; transmisia între motor şi compresor poate fi făcută prin curea, prin intermediul unui reductor cu roţi dinţate sau, în anumite situaţii, direct printr-un cuplaj elastic. În concluzie, turaţia de antrenare a arborelui compresorului este fixă, şi deci nici pe această cale nu este posibilă reglarea debitului. ◼ Pentru reglarea debitului se folosesc dispozitive electrice de reglare şi control. Reglarea se bazează pe utilizarea a două presostate, reglate unul pe nivelul de presiune minimă, iar celălalt pe nivelul de presiune maximă. ◼ Compresorul furnizează debit sistemului de acţionare prin intermediul unui rezervor (integrat în construcţia compresorului) în care se acumulează debitul de aer care reprezintă diferenţa între cel furnizat de compresor şi cel cerut de consumator. ◼ Dacă presiunea în rezervor atinge nivelul maxim reglat, presostatul corespunzător dă un semnal electric care determină dezactivarea compresorului. Din acest moment aerul necesar consumatorului este furnizat de către rezervor, motiv pentru care presiunea în rezervor scade. ◼ Atunci când presiunea atinge valoarea minimă reglată cu presostatul corespunzător acesta dă un semnal electric care determină reactivarea compresorului. Activarea şi dezactivarea compresorului se poate realiza în două moduri, şi anume: ◼ prin oprirea motorului de antrenare; în acest caz trebuie ca rezervorul să fie dimensionat corespunzător astfel încât motorul de antrenare să rămână în repaus un anumit timp prestabilit; totodată, motorul trebuie protejat la pornire, cunoscut fiind faptul că momentul rezistent este mai mare în perioadele de iniţializare şi oprire a mişcării; ◼ prin comandarea supapei de aspiraţie; în acest caz motorul de antrenare funcţionează continuu, iar când se doreşte dezactivarea compresorului supapa de aspiraţie este menţinută în permanenţă deschisă; în acest fel aerul aspirat este restituit mediului ambiant, iar consumul energetic este minim. A doua posibilitate este folosită cu precădere în cazul compresoarelor de dimensiuni mari şi medii, pentru a evita solicitările dinamice însemnate ale motorului de antrenare, solicitări ce apar la demararea şi oprirea motorului.  2.5. Echipamentele componente ale sistemelor de actionare pneumatice 2.5.1. Grupul de pregătire a aerului Structura clasica: F+RP+U La anumite aplicatii: filtru suplimentar + robinet + dispozitiv de alimentare progresiva + blocuri de derivatie. Filtre ◼ Aceste echipamente îndeplinesc atât rolul de filtrare propriu– zisă cât şi pe acela de separator de apă. La nivelul acestui echipament filtrarea se face, de obicei, în două trepte. ◼ Aerul comprimat intră, mai întâi, în treapta de filtrare prin inerţie, în care sunt separate particulele grele de impurităţi şi picăturile de apă. Pentru aceasta, odată pătruns în echipament aerului i se imprimă o mişcare turbionară. Ca urmare condensul şi impurităţile mai mari sunt proiectate pe peretele interior al paharului filtrului, de unde se scurg la baza acestuia. ◼ A doua treaptă realizează o filtrare mecanică. La acest nivel se face o filtrare fină cu ajutorul unui cartuş filtrant, care reţine particulele fine de impurităţi mecanice. Cartuşele filtrante se pot realiza din: ◼ sită metalică; acestea se folosesc frecvent pentru filtrări medii (fineţe de filtrare de 40 … 250 m); ◼ ţesături textile sau materiale fibroase (pâslă, fetru, hârtie, carton, vată de sticlă); ◼ avantaje: ◼ sunt ieftine; ◼ pot lua orice formă; ◼ permit obţinerea unei fineţi de filtrare foarte bune (1 … 2 m); ◼ dezavantaje: ◼ rezistenţă mecanică şi o rigiditate foarte scăzute; ◼ la presiuni mari există pericolul de desprindere a fibrelor din care sunt confecţionate, urmată de antrenarea acestora în sistem; ◼ curăţirea şi recondiţionarea lor este practic imposibilă; ▪ materiale sinterizate; în acest caz cartuşele se obţin prin sinterizarea unor pulberi metalice de formă şi dimensiuni apropiate, fără adaos de liant, confecţionate din bronz şi mai rar din oţel inoxidabil, nichel, argint sau alamă; ▪ avantaje: ▪ sunt foarte eficiente; ▪ permit obţinerea unei fineţi de filtrare într-un domeniu larg (2 …10 m); ▪ pierderile de presiune pe ele sunt mici; ▪ sunt rezistente la coroziune; ▪ au durabilitate mare, pot fi curăţate şi recondiţionate uşor; ▪ dezavantajul acestor cartuşe constă în preţul lor de cost mai ridicat.  Regulatoare de presiune Aceste echipamente, reprezentate principial în figură. Funcțiile acestui echipament: reglează presiunea de la ieşirea echipamentului pe la valoarea dorită în intervalul , unde reprezintă pierderea de presiune pe traseul intrare – ieşire atunci când secţiunea de curgere prin echipament este egală cu secţiunea sa nominală; menţine presiunea reglată constantă, în anumite limite, atunci când în timpul funcţionării variază presiunea de intrare pi şi/sau se modifică consumul de debit din aval de echipament.  Ungătoare Aceste echipamente au rolul funcţional de a pulveriza în masa de aer comprimat furnizată sistemului de acţionare o cantitate minimă de ulei necesară ungerii garniturilor şi elementelor mobile din echipamentele sistemului. În funcţie de fineţea picăturilor de ulei pulverizate în masa de aer se disting două tipuri de ungătoare: ungătoare cu pulverizare obişnuită (cu ceaţă de ulei) şi ungătoare cu pulverizare fină (cu microceaţă de ulei). Deşi soluţiile constructive ale celor două ungătoare sunt diferite, totuşi funcţionarea lor se bazează pe acelaşi principiu. În cazul ungătoarelor cu pulverizare obişnuită picăturile de ulei sunt mari (mai mari de 5 m) în timp ce la cele cu pulverizare fină picăturile au dimensiuni mai mici şi sunt mai uniform distribuite în masa de aer comprimat. Schema de principiu a unui ungător cu pulverizare obişnuită este prezentată în figura. Principiul de funcţionare se bazează pe efectul Venturi, în care se exploatează depresiunea creată la trecerea aerului comprimat printr-o secţiune restrictivă Ra. Legea universală a conservării şi transformării energiei - ecuaţia generalizată a lui Bernoulli.: P1 w12 P2 w22  u1   g  z1   u2   g  z2  etot 1 2 2 2 Datorită turbulenţei aerului în aval de ungător, picăturile de ulei tind să se asocieze şi să se depună pe peretele interior al conductei de legătură dintre ungător şi consumatorul deservit de acesta. Din acest motiv un ungător cu pulverizare obişnuită pentru a fi eficient trebuie să fie montat în imediata vecinătate a consumatorului (în orice caz la o distanţă mai mică de 5 … 6 m) şi într-un punct cât mai înalt în raport cu acesta. Ungătoarele cu pulverizare fină se folosesc cu precădere atunci când amplasarea echipamentului nu se poate face în imediată apropiere a elementelor ce trebuie unse sau când sistemul deservit de ungător are o complexitate ridicată (multe coturi, strangulări etc.). Şi în acest caz picăturile de ulei se pot asocia şi apoi depune pe pereţii interiori ai conductelor, numai că acest lucru se produce după o distanţă de 25 … 30 m de ungător. Acest tip de ungător are o eficacitate redusă în cazul echipamentelor la care echipajele mobile au cursă mică, iar schimbarea sensului de mişcare se face rapid; în asemenea cazuri picăturile de ulei din aer nu au timp să se depună pe suprafeţele ce trebuie unse, ele fiind evacuate din echipament odată cu aerul Dispozitive de alimentare progresivă În timpul funcţionării unui sistem de acţionare pneumatic există situaţii în care la un moment dat întregul sistem este pus în legătură cu atmosfera. Asemenea cazuri pot să apară după o urgenţă, sau după terminarea unui ciclu de lucru. Punerea sub presiune a sistemului poate cauza mişcări bruşte şi imprevizibile ale organelor mobile ale motoarelor din sistem. Acest fenomen este favorizat şi de faptul că R unele elementele mobile ale echipamentelor (0) sistemului pot fi în poziţii necontrolabile. (1) Este de dorit ca reconectarea sistemului să se facă progresiv, la început cu un debit mic, care să determine creşterea lentă a presiunilor în D2/2 camerele active ale motoarelor din sistem; în acest fel se realizează întoarcerea lentă a organelor active ale motoarelor din poziţii intermediare în poziţiile de referinţă. Structuri de grupuri de pregătire a aerului comprimat R F+RP BD1 BD2 U P1 P1 RP* a. P2 R F RP BD1 BD2 P1 P1 P2 b. RP* U  2.5.2. Motoare pneumatice Clasificare:  după tipul procesului de transformare a energiei pneumatice în energie mecanică: motoare pneumostatice sau volumice; la aceste motoare procesul de transformare are loc pe baza modificării permanente a unor volume delimitate de părţile mobile şi părţile fixe ale camerelor active ale motorului; motoare pneumodinamice; la aceste motoare energia pneumostatică a mediului de lucru este transformată într-o primă etapă în energie cinetică, care apoi este la rândul ei transformată în energie mecanică.  dupa miscarea organului de iesire:  cu mişcare rectilinie alternativă (cilindri şi camere cu membrană);  cu miscare de rotaţie alternativă (motoare oscilante);  cu miscare de rotaţie pe un unghi nelimitat (motoare rotative).  dupa modul în care se realizează mişcarea organului de ieşire;  motoare cu mişcare continuă;  motoare cu mişcare incrementală. Tot în această familie, a motoarelor pneumatice, se pot încadra şi motoarele pneumo – hidraulice, la care mişcarea organului de ieşire este controlată prin intermediul unui circuit hidraulic auxiliar. Motoare pneumatice liniare Motoare pneumatice liniare de construcţie clasică Clasificare:  după modul în care sunt separate cele două camere funcţionale motoarele pneumatice se pot clasifica în: cilindri (fig.a, b şi c); camere cu membrană (fig.d):  din punct de vedere constructiv motoarele pneumatice liniare sunt formate din două subansambluri principale: subansamblul carcasă; subansamblul piston.  in funcţie de subansamblul ce se deplasează: motoare cu carcasă fixă şi piston mobil (fig.a, b); motoare cu carcasă mobilă şi piston fix (fig.c). Deplasarea subansamblului mobil se poate realiza: sub efectul aerului sub presiune în ambele sensuri de mişcare; în acest caz se spune că motorul este cu dublă acţiune (fig.b şi c); sub efectul aerului sub presiune într-un sens, iar în celălalt sens: - sub acţiunea unui arc (fig.a şi d); - sub efectul greutăţii proprii a ansamblului mobil, situaţie în care motorul trebuie să lucreze în poziţie verticală; - sub acţiunea mecanismului antrenat; in acest caz se spune că motorul este cu simplă acţiune. În cazul motoarelor cu dublă acţiune se pot întâlni două situaţii: când cele două suprafeţe active S1 şi S2 sunt egale (fig.c); când cele două suprafeţe active S1 şi S2 sunt diferite (fig.b); Una dintre problemele ce apar la aceste motoare este cea a opririi la capetele de cursă. Aici, în urma impactului dintre ansamblul mobil şi capace, apar şocuri mecanice care solicită dinamic elementele constructive ale motorului. Pentru eliminarea acestei deficienţe există următoarele soluţii: dacă viteza de deplasare şi sarcina nu sunt foarte mari se poate amortiza impactul cu ajutorul unor inele nemetalice; există şi posibilitatea utilizării în acelaşi scop a unor arcuri elicoidale sau arcuri taler; de cele mai multe ori se optează pentru o frânare realizată pe cale pneumatică, prin micşorarea secţiunii de evacuare în apropierea capacului; când energia care trebuie amortizată este prea mare, se recurge la amortizoare externe de tip hidraulic. Legenda: 1 – talpa 2 – flanşă capac piston 3 – flanşă capac tija 4 – ochi capac piston 5 – ochi de mijloc 6 – ochi capac tija Fig.4.39 ◼ Alegerea cilindrilor, recomandări privind utilizarea acestora În multe aplicaţii industriale se poate opta pentru un cilindru tipizat, care se alege din cataloagele firmelor producătoare, astfel încât principalele caracteristici tehnico - funcţionale să corespundă scopului urmărit. Pentru alegerea cilindrului trebuie mai întâi precizate: ◼ forţa ce trebuie dezvoltată de motor; ◼ viteza de deplasarea; ◼ cursa; ◼ modul de montare a motorului în structura mecanică şi restricţiile privind gabaritul şi greutatea motorului. ◼ Pentru o predimesionare rapidă a unui cilindru pneumatic se pot folosi o serie de grafice, puse la dispoziţie de firmele producătoare. Spre exemplificare, firma Festo pune la dispoziţia potenţialilor beneficiari familiile de curbe din figurile urmatoare.. F = p1  S1 − p2  S2 − Ff Referitor la valorile orientative ale presiunilor din camerele active ale motorului, în calculele de predimensionare, se poate considera: p1  0.8  p p2 = 0,2...0,4 [ bar ]   Fa =  d 2  0,1  p1  0,9 [ N ] Fr =  ( d 2 − dt2 )  0,1  p1  0,9 [ N ] 4 4  Motoare pneumatice liniare de construcţie specială c+l0 c S1 1 S2 4 3 6 2 v1 5 C2 F1 Fr m C1 F2 Mr v2.. pa, ma pa , ma Motoare pneumatice clasice, simple constructiv şi cu un preţ redus, au următoarele dezavantaje: -transmiterea mişcării de la pistonul 1 la sarcina antrenată 2 se face prin intermediul unei tije 3, ceea ce conduce la un gabarit axial mare şi la existenţa unei legături fizice cu exteriorul; dimensiunea axială maximă a motorului se obţine atunci când camera activă C1 este alimentată şi este l0+2c, unde l0 reprezintă o mărime constructivă ce diferă de la o soluţie la alta, iar c cursa de lucru a motorului; - necesitatea etanşării tijei pentru a împiedica comunicarea camerei active C2 cu exteriorul; această etanşare introduce forţe de frecare însemnate şi uzură în timp; - motorul are o comportare diferenţială pe cele două sensuri de mişcare; în aceleaşi condiţii de alimentare (aceeaşi presiune şi acelaşi debit) forţele şi vitezele dezvoltate pe cele două sensuri de mişcare sunt diferite; pentru că secţiunile active sunt diferite, S1 > S2, mărimile mecanice obţinute la ieşirea motorului se vor afla în relaţiile de ordine: F1 > F2 şi v1 < v2; - ansamblul mobil (piston – tijă – sarcină) se poate roti în jurul axei longituadinale sub acţiunea sarcinii antrenate; acest lucru se întâmplă atunci când momentul Mr este superior momentului de frecare; - masa ansamblului mobil este mare, deoarece la masa sarcinii şi a pistonului se mai adaugă şi masa tijei; cu cât cursa este mai mare, cu atât valoarea masei tijei este mai importantă; totodată rigiditatea ansamblului piston – tijă – sarcină este mică. Pentru a satisface o gamă cât mai largă de aplicaţii, în afara construcţiilor deja prezentate (construcţii clasice) au fost concepute şi realizate o serie de motoare cu o construcţie specială, numite în cele ce urmează motoare speciale. Un asemenea motor răspunde unor cerinţe specifice şi are ca scop simplificarea structurii sistemului de acţionare din care face parte. Cele mai importante construcţii de acest tip sunt:  motoare cu mai multe pistoane solidarizate;  motoare fără tijă;  motoare antirotaţie;  motoare cu cursă scurtă;  motoare cu cămaşă deformabilă;  motoare cu mai multe poziţii. a. Motoare cu mai multe pistoane solidarizate b. Motoare fără tijă Soluţiile posibile: v1 c s motoare cu cablu sau bandă; motoare cu legătură rigidă; motoare cu cuplaj magnetic. r2 r1 p Mişcarea rectilinie alternativă a pistonului p este transmisă saniei s prin intermediul cablului c care este înfăşurat peste roţile de cablu r1 şi r2; în acest fel sania s şi odată cu ea şi sarcina antrenată, fixată pe sanie, se vor deplasa în paralel cu pistonul şi în sens invers faţă de acesta. Cablul folosit este de secţiune circulară, pentru a facilita etanşările celor două camere active ale motorului şi este confecţionat din plastic sau metal plastifiat. În figura este prezentată o secţiune printr-un motor de acest tip, fabricat de firma Martonair.  Motoare cu legătură rigidă La motoarele pneumatice cu legătură rigidă pistonul 1 este legat rigid de sania 2 prin intermediul unei piese speciale 3, care se poate deplasa într-o fantă longitudinală prelucrată în cămașa cilindrului 4. Pentru asigurarea etanşeităţii camerelor active C1 şi C2 fanta este închisă cu un sistem de etanşare special, nefigurat, care se deschide numai în zona piesei de legătură. Cuplarea mecanică elimină posibilitatea pierderii legăturii dintre piston şi sanie şi facilitează realizarea unor construcţii compacte. Dezavantajul principal al acestor construcţii constă în faptul că au o durată de exploatare mai redusă datorită sistemului de etanşare amintit, care se uzează în timp. 3 2 C1 C2 6 5 4 1  Banda de etanșare exterioara Banda de etanșare interioară Carucior Bucsa de franare Surub reglare franare Piston Inel etansare piston Magnet Tub profilat cu canale pentru fixarea senzorilor de proximitate magnetici Capac  În cazul motoarelor pneumatice liniare cu cuplaj magnetic transmiterea mişcării de la pistonul 1 la sania mobilă 2, la care se cuplează sarcina ce trebuie antrenată, se face prin intermediul unui cuplaj magnetic. Pentru aceasta, pistonul 1 şi sania 2 sunt prevăzute cu un număr de magneţi permanenţi. Atunci când pistonul este deplasat sub efectul aerului comprimat sania mobilă urmăreşte deplasarea pistonului astfel încât reluctanţa câmpului magnetic creat să fie minimă (magneţii de pe sanie tind în permanenţă să se alinieze cu cei de pe piston). Pentru a facilita cuplarea magnetică este necesar ca ţeava 3 să fie confecţionată dintr-un material permeabil la câmpul magnetic, ca de exemplu: oţel inoxidabil, aliaje de aluminiu, alamă etc. Pe această cale se obţine o cuplare perfectă, deci o deplasare simultană a pistonului şi măsuţei. Datorită valorii limitate a forţei magnetice dintre piston şi sanie, încărcarea acestui cilindru este la rândul său limitată; dacă se depăşeşte valoarea maximă admisă apare alunecarea sub sarcină, iar sania se decuplează de piston. La alegerea numărului magneţilor şi la dimensionarea acestora trebuie să se ţină seama de forţa maximă de presiune pe care o dezvoltă cilindrul. Pentru a împiedica rotirea ansamblului mobil în jurul axei longitudinale a motorului se poate opta pentru una dintre următoarele variante: ◼ motor cu tijă de secţiune necirculară; ◼ motor cu două tije mobile montate în paralel; ◼ motor cu piston eliptic. d. Motoare cu cursă scurtă e. Motoare cu cămaşă deformabilă  D1 1 3 D2 1 3 2 4 2 4 OI1 OC1 OI2 Cursa maximă de lucru a unui motor pneumatic liniar este delimitată fie de capacele motorului, fie de opritoare de cap de cursă montate special în acest scop (OC1). Este posibilă şi delimitarea cursei de lucru prin utilizarea unor opritoare intermediare (OI1, OI2). Unul dintre dezavantajele motoarelor pneumatice liniare constă în faptul că poziţionarea precisă a sarcinii antrenate se poate face numai în două poziţii de pe cursa de lucru. Oprirea în orice altă poziţie de pe cursa de lucru este greu de controlat, din cauza compresibilităţii aerului comprimat. Se pot însă concepe şi realiza variante de motoare care să permită oprirea precisă într-un număr limitat de poziţii. În cele ce urmează sunt prezentate câteva variante posibile.  f. Motoare cu mai multe poziţii. 2 3 0 x A B C i1 s1 s1 s2 s1+s2 s3 1 i2 i3 Fig.4.57  D1 L1 xb EM1 V1 C1 d i1 D2 2xb EM2 V2 V C2 d 0 i2 x0,x1,...,x15 D D3 4xb V3 EM3 C3 i3 8xb EM4 EM i4 V4 i C4 D4 Pa Fig.4.59 Acest motor, cunoscut si sub denumirea de motor liniar binar, poate opri într-un numar de pozitii egal cu 2n, unde n reprezintă numărul de cilindri dozatori. ◼ Pentru a obtine pozitia dorita xi trebuie ca alimentarea celor n cilindri binari sa se facă după o logică binară.  Pa D1 D2 D3 i1 i2 i3 EM1 EM2 EM3 MC2 MC1 MC3 t3 C L2 0 L1 t2 t1 xp xp Fig.4.60 0 0 0 0 r0 0 R r r R r0 a. b. 2R0  Pa D1 D2 D3 i1 i2 i3 EM1 EM2 EM3 C1 t3 t1 C2 C3 t2 a C  Pneumatic Cylinder Working explained - with Animation - YouTube Motoare pneumo – hidraulice Este cunoscut faptul că datorită Circuitul de alimentare a motorului hidraulic este mediului de lucru folosit sistemele separat de circuitul de alimentare a celui de acționare pneumatice nu pot pneumatic. Cele două motoare pot fi separate controla cu precizie viteza sarcinii (caz în care pot fi tipizate) sau fabricate într-un antrenate. Din acest motiv nici o bloc comun cu toate circuitele necesare. poziționare cu precizie ridicată în GPA R F U diferite puncte ale cursei de lucru nu este posibilă. Un control riguros al debitului şi implicit al DC2 vitezei sarcinii antrenate nu este DP posibil cu o unitate pneumatică. LM v2 MH v1 MP CHR  GPA R F U EC DC1 DC2 DP LM v2 MH v1 MP CHR  GPA R F U EC DC2 DC1 DP 2 1 LM D v2 MH v1 MP CHR  D1 DC1 În funcție de comenzile celor două distribuitoare D1 și D2 se pot obține următoarele regimuri de funcționare: DC2 ansamblu mobil blocat – cele două distribuitoare D1 și D2 nu sunt acționate; D2 deplasare cu viteză v1 reglabilă – distribuitorul D1 acționat și distribuitorul D2 neacționat; deplasare cu viteză v2 reglabilă – distribuitorul D2 acționat și distribuitorul v1 D1 neacționat; C2 C3 C4 deplasare cu viteză v1 maximă – distribuitorul D2 acționat; v2 deplasare cu viteză v2 maximă – C1 C2 C3 C4 distribuitorul D1 acționat. Pe același principiu sunt realizate și motoare oscilante. EC Mișcarea de translație alternativă a motorului x1 Dc2 Dc1 x2 pneumo-hidraulic liniar S2 MPHL este transformată în S1 MPHL mișcare de rotație alternativă printr-un mecanism pinion – cremalieră. Cele două viteze w1 şi w2 pot fi reglate la w2 w1 valoarea dorită prin intermediul droselelor de cale Dc1, respectiv Dc2.  Motoare pneumatice oscilante Există două mari familii de motoare pneumatice oscilante ce se diferențiază prin modul în care se obține mișcarea de rotație alternativă, și anume: ◼ motoare cu cilindru şi mecanism de transformare a mișcării de translație alternative în mișcare de rotație alternativă; ◼ motoare cu palete. 2 3 5 c dt v1 Dc Rd M1 C1 C2 Rd 7 w 6 7 p1 1 6 4 max = c / Rd    Dc 2  p1   Rd pentru sensul figurat M = 4  p    ( Dc − d t )  R pentru sens invers 2 2  1 4 d 3 8  w 9 8 7 6 7 C2 C1 6 C3 C4 1 2 3 8 1 2 3 4 5 Motare cu palete w2 2 w1 Paleta este prevăzută pe exterior cu o garnitură din cauciuc 1 sau o manşetă din elastomer. O problemă dificil de rezolvat o 3 Fp R reprezintă și etanșarea frontală a camerelor active. r În cazul motoarelor cu o paletă, unghiul maxim de rotaţie al arborelui motor 3 se poate modifica intervenind asupra 4 geometriei piesei 4, solidară cu corpul 1. Uzual, acest unghi C1 C2 are valoarea de 90o, 180o sau 270o. P1. În cazul motoarelor cu două palete, presiunea de lucru se instalează simultan în două camere, C1 și C3 pentru mișcarea în sensul vitezei w1, respectiv C4 și C2 (printr-un orificiu radial nefigurat) pentru mișcarea în sensul vitezei w2. La aceste motoare unghiul maxim de lucru este: 3 1   900...1000 2 R Momentul dezvoltat de motor are expresia: w1 F C2 p C3 R2 − r 2 M = i  b  (P1 − P2 )  max w2 r 2 P1 C1 C4 4 Parametrii tehnico-funcționali sunt identici cu cei de la motoarele pneumatice liniare, făcând însă analogia: F → M , v → w si c →  Acesti parametri sunt tipizati si pe baza lor se poate alege din cataloagele firmelor producatoare motorul dorit.  Motoare pneumatice rotative Din punct de vedere constructiv există mai multe variante de motoare cu mişcare continuă, şi anume: cu palete, cu roţi dinţate, cu pistoane, cu pistoane profilate etc. La acestea se adaugă turbinele pneumatice, care sunt motoare pneumodinamice. − două roţi dinţate cilindrice identice 3 şi 6 în E 4 5 angrenare, a căror dantură este de dreaptă, 3 evolventică sau în V; − un stator format dintr-un corp central 1 şi două w1 Rd capace plasate la extremităţile corpului (care nu apar în figură); în corpul central, a cărui 2 parte interioară îmbracă cu un joc minimal 1 6 exteriorul celor două roți, sunt prevăzute cele Fp A Fp două orificii A şi E; − un arbore 2, solidarizat cu roata 3 prin intermediul penei longitudinale 4, care traversează unul dintre capace printr-un orificiu etanşat;  3  2 1 4 E A w1  ◼ Paletele sunt menţinute în contact cu suprafața interioară a statorului de forțele centrifuge ce apar. De aceea este indicat ca acest tip de motor să lucreze cu viteze medii sau înalte. ◼ Pentru menţinerea fermă a contactului dintre palete şi stator chiar şi în cazul unor turaţii mici există și soluția aducerii aerului comprimat de pe circuitul de alimentare în spatele paletelor. ◼ Numărul de palete este în general cuprins între 3 şi 10. Un număr mare de palete determină creșterea cuplului motor, diminuarea pulsaţiilor momentului motor şi asigură condiţiile unei porniri mai bune. Pe de altă parte, odată cu creşterea numărului de palete se complică tehnologia de execuţie şi montaj a motorului. Trebuie deci ca numărul de palete să fie stabilit cu discernământ.  3. ECHIPAMENTE PNEUMATICE DE REGLARE ŞI CONTROL Reglarea şi controlul puterii pneumatice se poate face prin intermediul celor doi parametri care o definesc: presiunea şi debitul. Reglarea presupune modificarea parametrului dorit (presiune sau debit) după o anumită lege, în timp ce controlul presupune menţinerea acestuia între anumite limite (fără a fi necesară cunoaşterea valorii efective instantanee a parametrului controlat), sau controlul direcţiei şi sensului de curgere pe anumite circuite. Reglarea poate fi manuală sau automată. Reglarea manuală constă în modificarea valorii parametrului printr-o acţiune manuală a operatorului asupra elementului de reglare, în timp ce reglarea automată presupune modificarea mărimii de ieşire (presiune sau debit), fără intervenţia operatorului uman, după o lege prestabilită. Prin prisma celor arătate mai sus echipamentele pneumatice se pot clasifica după cum urmează: - echipamente pentru controlul direcţiei de curgere; din această familie fac parte: distribuitoarele şi supapele de sens; - echipamente pentru reglarea debitului; din această familie fac parte: rezistenţele fixe şi cele reglabile (drosele); - echipamente pentru controlul şi reglarea presiunii; din această familie fac parte supapele de presiune; - echipamente pentru reglarea automată a debitului şi presiunii; din această familie fac parte: distribuitoarele proporţionale şi supapele proporţionale. Majoritatea sistemelor pneumatice de acţionare întâlnite în aplicaţiile practice au în componenţa lor echipamente “clasice”. Un asemenea echipament îşi realizează funcţia prin poziţionarea corespunzătoare a unui element mobil (sertar, plunjer, supapă) în raport cu o parte fixă, în care sunt practicate orificiile echipamentului. Prin poziţia sa elementul mobil poate să modifice anumite trasee de curgere, sau valoarea unor secţiuni interne de curgere. Poziţionarea elementului mobil se poate face: ▪ într-un număr finit de poziţii, ca în cazul distribuitoarelor, supapelor de sens şi al unor supape de presiune; în acest caz se spune că echipamentul este cu funcţionare discretă, iar parametrul influenţat are fie valoarea zero, fie valoarea nominală; ▪ în orice punct al cursei de lucru, ca în cazul supapelor de presiune şi al droselelor; în acest caz se spune că echipamentul este cu funcţionare analogică; la aceste echipamente obţinerea valorii dorite a parametrului se face în majoritatea cazurilor printr-un reglaj manual, care constă fie în modificarea pretensionării unui arc (cazul supapelor de presiune), fie în modificarea unor secţiuni de curgere (cazul droselelor). De regulă un echipament ce reglează şi controlează puterea pneumatică acţionează în principal numai asupra unuia dintre parametri, dar în secundar influenţează şi celălalt parametru, această influenţă fiind redată de caracteristica funcţională a fiecărui tip de echipament. Între echipamentele de reglare şi control al puterii hidraulice şi cele destinate puterii pneumatice există asemănări din punct de vedere constructiv şi funcţional, dar apar şi unele deosebiri determinate de proprietăţile diferite ale mediului de lucru şi de presiunile de lucru mult mai mari în hidraulică. Deosebirile sînt legate mai ales de: materialele folosite, etanşările folosite - de tip metal pe metal (se reduc astfel forţele de frecare, pe de o parte datorită eliminării elementelor nemetalice de etanşare, iar pe de altă parte datorită ungerii abundente), apariţia la echipamentele hidraulice a unui circuit de drenaj prin care sînt colectate pierderile interioare de lichid. Apare în plus un echipament specific acestui tip de acţionare, şi anume regulatorul de debit. DISTRIBUITOARE PNEUMATICE MPL LC2 LC1 (1) (2) (1) (2) (2) (4) Rol functional DP (3) (1) (5) (1) (2) BP 7 Distribuitoarele pneumatice au rolul de a dirija aerul comprimat pe anumite trasee în funcţie de comenzi primite din exterior. Într-un sistem de acţionare distribuitorul are în primul rând sarcina de a realiza inversarea sensului de mişcare al organului de ieşire al motorului şi în anumite situații de a realiza oprirea acestuia. Distribuitoarele folosite în acest scop se mai numesc şi distribuitoare principale (DP). Distribuitoarele pot fi folosite însă şi pentru generarea unor semnale de comandă pneumatice, situaţie în care se numesc distribuitoare auxiliare; din această categorie fac parte: butoanele pneumatice (BP), limitatoarele de cursă ( LC şi LC ) şi electrovalvele.  În timpul lucrului, elementul mobil al acestor echipamente ocupă un număr finit de poziţii stabile de a. funcţionare. În aceste poziţii între elementul mobil şi corpul distribuitorului se generează secţiuni de curgere, de valoare zero sau egală cu secţiunea nominală, în b. acest fel stabilindu-se sau întrerupându-se anumite 2 circuite. În consecință la orificiile de ieşire ale echipamentului debitul poate avea numai două valori, c. zero sau valoarea nominală. 1 2 4 Simbolizare În reprezentarea simbolică fiecare poziţie a distribuitorului d. este materializată printr-o "căsuţă" (un pătrat). 3 1 5 2 4 Un distribuitor cu două poziţii va fi reprezentat deci prin două căsuţe cu o latură comună (un dreptunghi împărţit în (2) (0) (1) două pătrate egale – fig.a). La una dintre căsuţe se e. ataşează liniuţe reprezentând orificiile distribuitorului 3 1 5 (fig.c). Acestea se notează fie cu litere, fie cu cifre. În interiorul fiecărei căsuţe se indică prin săgeţi conexiunile ce se stabilesc între orificiile distribuitorului; săgeţile indică în acelaşi timp sensurile de curgere pentru fiecare poziţie stabilă de funcţionare. Nu de puţine ori în sistemele de acţionare pneumatice distribuitoarele sunt prevăzute cu trei poziţii stabile de funcţionare, două de lucru şi una de repaus, numită poziţie centrală sau neutră (fig.e). Clasificare Firmele producătoare pun la dispoziția utilizatorilor o mare varietate de asemenea echipamente, care se diferențiază prin criteriile evidențiate în tabelul urmator. Din punct de vedere constructiv cele mai întâlnite construcții de distribuitoare pneumatice sunt: -cu sertar cilindric cu mișcare de translație; -cu supape; -cu supape și membrane.  Varianta constructivă cea mai utilizată în structura sistemelor de acționare pneumatice este cea cu sertar cilindric cu mișcare de translație. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că aceste construcții se pretează foarte bine la tipizare. Totodată, la varianta de distribuitor cu trei poziții și cinci orificii, pentru poziția centrală există 15 posibilități de conectare a orificiilor. 2 4 (2) 01...15 (1) 3 1 5 Cele 15 variante se pot obține prin modificarea geometriei sertarului, celelalte elemente constructive ale distribuitorului rămânând neschimbate. Acest lucru are implicații directe asupra prețului acestor echipamente. Din punct de vedere constructiv între distribuitoarele pneumatice de acest tip și cele hidraulice nu există diferențe semnificative. La aceste distribuitoare nu este admisă etanșare “vie”, metal pe metal, deoarece prin jocul funcțional existent între sertar și alezajul din corp apar pierderi de debit inacceptabile. Reducerea jocului la valori de 1…3 m (mai mic decât în hidraulică, unde uzual are valori de 6…8 m), nu rezolvă problema și în plus determină creșterea prețului acestor echipamente. Soluția adoptată constă în montarea pe sertar a unor elemente de etanșare nemetalice, de cele mai multe ori inelele “O”. Apar în schimb următoarele consecințe: -apariția unor forțe mari de frecare; -complicarea tehnologiei de execuție și montaj; -creșterea dimensiunii axiale a echipamentului. Distribuitorul prezentat în figura are caracteristic următoarele: elementul mobil este un sertar cilindric cu mişcare de translaţie, are două poziţii stabile de funcţionare și este prevăzut cu cinci orificii. În ceea ce privește comanda se poate opta pentru mai multe variante. 3 1 2 4 5 4 2 Comanda manuala sau mecanica 6 2 4 7 C1 C2 3 1 5 x1 x2 3 1 5 Comanda Subansamblul de distributie Comanda c. a. 3 1 2 4 5 4 2 6 2 4 7 C1 C2 x2 3 1 5 x1 3 1 5 d. b.  3 1 2 4 5 4 3 1 2 4 5 4 2 2 6 C1 C1 C2 C2 x2 x1 x2 3 1 5 3 1 5 Fpx1 Fp Fpx2  Distribuitoare cu supape În cazul distribuitoarelor cu supape închiderea și deschiderea circuitelor controlate se face cu ajutorul unor supape (plane, sferice, conice), a căror poziție este determinată de forţa rezultantă ce acţionează la un moment dat asupra lor.  z z Dm Dm V0 V0 1 1 h d1 2 2 d1 2 2 dt 0 1 0 1 h z 3 3 z 3 1 b. 1 3 a. b. Fig.4.100 a. Fig.4.101  SUPAPE DE SENS Supapele de sens pneumatice au în principal rolul de a controla sensul de curgere a aerului pe circuitele pe care sunt montate. Unele variante de supape de sens pot realiza şi alte funcţii, cum sunt: divizarea şi însumarea debitelor de aer, unele funcţii logice elementare (ŞI, SAU), descărcarea rapidă a unor circuite. Aceste echipamente permit curgerea fluidului într-un singur sens în celălalt sens curgerea fiind blocată. 1 2 1 2 O supapa bine proiectata si realizată trebuie să îndeplinească doua condiții: ◼ pe sensul admis de curgere sa nu genereze o pierdere de presiune care să depășească 0,1...0,2 bar; ◼ pe celălalt sens închiderea trebuie să fie perfectă. Pentru a-și realiza rolul în timpul funcționării, elementul mobil (supapa) ocupă două poziții stabile de funcționare. Din acest punct de vedere echipamentul este unul cu funcționare discretă. Pentru că mediul de lucru este aerul comprimat, în zona de contact scaun – supapă, pentru o închidere perfectă este necesar un material nemetalic. Altfel spus, nu se admite o etanşare “vie” - metal pe metal. Sunt posibile două soluții: amplasarea pe supapa metalică a unor elemente nemetalice sau supapa este realizată în întregime din cauciuc. Se pot folosi și alte materiale cu bune proprietăți de etanșare, cum ar fi teflonul, utilizat datorită elasticităţii sale.  (2) (2) 2 3 2 3 1 1 a. b. (1) (1) 3 4 5 6 7 1 (12) (1) 2 (2)  (2) (2) (1) (1) a. b. (2) (1) (1)  (1) (1) 2 1 (2) (2) a. b. (3) (3)  B1 FL x1 x2 Stare MPL v1 motor 0 0 retras SI 0 1 retras (x1) 1 0 retras DP 1 1 avansat FL 0 0 retras SAU 0 1 avansat B2 1 0 avansat 1 1 avansat (x2) S Funcția logică FL poate fi funcția "SI" sau funcția "SAU". Dacă opțiunea a fost pentru funcția "SI" motorul pneumatic liniar va avansa numai dacă există simultan semnalele x1 și x2, adică au fost apăsate butoanele B1 și respectiv B2. Un asemenea sistem poate fi folosit pentru comanda unei prese, unde din dorinţa de a evita accidentele sistemul a fost conceput astfel încât în momentul activării presei operatorul să aibă ambele mâini ocupate. Dacă funcția FL este funcția logică "SAU" se obține un sistem la care avansul motorului pneumatic liniar se obține indiferent care dintre butoanele B1 sau B2 a fost acționat. Sistemul poate fi deci comandat din două puncte diferite, aflate la distanță unul de celălalt. O aplicație posibilă - deschiderea ușilor unui autobuz la comanda șoferului sau a unui pasager în caz de accident.  vr MPL MPL va SDR DP S  Sistemul are în structura sa două MPL supape de acest tip S1 și S2, câte una pentru fiecare circuit al motorului pneumatic liniar MPL. În acest fel se poate conserva riguros poziția pe cursă S2 a ansamblului mobil al motorului. Acest S1 lucru nu ar fi fost posibil prin utilizarea în sistem a unui distribuitor cu centrul închis și renunțarea la cele două supape, deoarece în poziția de centru distribuitorul nu poate izola perfect DP orificiile sale; orice scurgere de aer din camerele funcționale ale motorului S conduce la pierderea poziției ansamblului mobil.  DROSELE PNEUMATICE Prin intermediul unui drosel pneumatic se poate modifica local secțiunea de curgere a unui circuit. În acest fel se poate stabili debitul de aer pe circuitul respectiv. Reglarea debitului se realizează manual și mai rar mecanic, iar valoarea reglată se menţine în timp numai în cazul în care condiţiile de funcţionare rămân identice cu cele din momentul în care s-a efectuat reglajul. Atunci când condiţiile de funcţionare se modifică, valoarea debitului se va modifica şi ea, deoarece aceasta este funcție de mai mulți parametri (secțiunea de curgere, presiunile din aval şi din amonte de echipament și de temperatura aerului). Droselele sunt niște rezistențe pneumatice reglabile. În sistemele de acționare pneumatice se pot întâlni drosele simple și drosele combinate. Acestea din urmă pot fi la rândul lor de cale sau de sens unic. În figura este arătat pentru fiecare caz în parte modul de simbolizare. a. c. b. Din punct de vedere constructiv droselele se realizează într-o mare varietate ce se diferențiază prin:  forma scaunului și/sau elementului de reglare: cilindrică, conică, sferică;  tipul mișcării relative: rotație, translație;  modul în care se face reglajul: manual, mecanic etc. Cele mai multe construcții au scaunul cilindric și elementul de reglare conic, cu mișcare de translație. 1 1 3 2 3 2 (2) (2) 4 (1) (1) 6 5 Montajul droselelor în sistemele de acţionare se realizează respectându-se următoarele reguli:  pentru fiecare viteză controlată este necesar un drosel; amplasarea acestuia trebuie făcută astfel încât să nu fie influenţată cealaltă viteză;  ori de câte ori este posibil, controlul vitezei se realizează prin reglarea debitului evacuat din camerele motorului. v2 v2 v2 v1 v1 v1 Dr2 Dr1 Dr1 Dr2 DP DP DP Dr2 Dr1 AF2 AF1 S S S c. a. b. Echipamente pentru controlul şi reglarea presiunii Rol funcțional: ◼ reglarea presiunii la valoarea dorită; ◼ protejarea sistemului; ◼ menţinerea constantă a presiunii într-un volum de lucru; ◼ cuplarea şi decuplarea unor consumatori atunci când presiunile de comandă ating valorile prereglate etc. În concluzie, supapele de presiune au rolul de a influenţa presiunea într-un sistem pneumatic, rol pe care-l realizează printr-un reglaj automat al unor rezistenţe pneumatice. Într-un sistem de acționare pneumatic există cel puțin o supapă de presiune. Utilizarea acestor echipamente trebuie făcută în cunoștință de cauză, deoarece unele dintre ele sunt mari consumatoare de energie, în timp ce, din contră, altele pot conduce la obţinerea unei economii de energie apreciabilă. Este deci foarte important să se cunoască foarte bine caracteristicile funcționale ale acestora, precum și avantajele şi dezavantajele lor. Uzual, aceste echipamente au două orificii, unul de intrare, notat cu P sau cifra (1) şi unul de ieşire, notat cu A sau cifra (2). În absenţa presiunii, elementul mobil al supapei (supapa propriu – zisă) poate întrerupe sau poate stabili legătura între cele două orificii. În funcție de asta există două mari familii de supape: ◼ normal închise, când în poziţie de repaus (neanclanşată) legătura dintre orificiul de intrare P şi orificiul de ieşire A este întreruptă; ◼ normal deschise, când în poziţie de repaus există o legătură între orificiul de intrare P şi orificiul de ieşire A. P A P A P A (1) (2) (1) (2) (1) (2) c c b. c c. a.  4 4 5 5 3 6 3 2 6 7 2 Fa A 7 cp Fa A 1 P Fp 1 Fp P 8 c cc A+, B+, A- si B- ◼ Supapa de siguranţă Ssig are caracteristic următoarele: comanda este internă, iar ieşirea este pusă în legătură cu atmosfera; o asemenea supapă se folosesc pentru a limita presiunea din sistem la valoarea reglată pr1. Atâta timp cât presiunea din sistem este mai mică decât valoarea reglată supapa rămâne închisă. În momentul în care presiunea din sistem tinde să depăşească valoarea pr1 supapa se deschide şi o parte din debit este descărcată în atmosferă; în acest fel presiunea se menţine la valoarea reglată. Se observă că o asemenea supapă se montează în derivaţie cu circuitul pe care îl deserveşte. Supapa de succesiune Ssuc are caracteristic următoarele: comanda este internă, iar ieşirea este conectată la un consumator; în acest caz rolul supapei este de a alimenta cu aer consumatorul din aval de ea, aici consumatorul 2, atunci când presiunea pe circuitul din amonte de supapă atinge valoare reglată pr2. Practic, această supapă stabileşte o succesiune în ceea ce priveşte alimentarea celor două circuit; mai întâi este alimentat consumatorul 1, apoi consumatorul 2. Supapa de deconectare Sdec are caracteristic următoarele: comanda este externă, iar ieşirea este pusă în legătură cu atmosfera; în acest caz rolul supapei este de stabili legătura între circuitul consumatorului 2 şi atmosferă, deci de a deconecta acest consumator, atunci când presiunea de comandă pc2 devine mai mare sau egală cu presiunea reglată. Supapa de conectare Scon are caracteristic următoarele: comanda este externă, iar ieşirea este conectată la un consumator; în acest caz rolul supapei este de a alimenta cu aer consumatorul 3, atunci când presiunea de comandă pc3 devine mai mare sau egală cu presiunea reglată. ◼ Supapa de reducţie RP, cunoscută şi sub denumirea de regulator de presiune, are comanda internă. Rolul funcţional al acestei supape, precum şi un exemplu constructiv au fost prezentate deja. ◼ Supapa de decuplare Sdecu are comanda externă. Rolul acestei supape este acela de a decupla circuitul consumatorului 1 atunci când presiunea de comandă pc1 devine mai mare sau egală cu presiunea reglată. SISTEME DE ACŢIONARE HIDRAULICE Structura unui sistem de acţionare hidraulic După forma de energie utilizată se cunosc trei tipuri de sisteme de acţionare hidraulice: ◼ sisteme de acţionare de tip hidrostatic – funcţionarea lor se bazează pe presiunea statică a lichidului, obţinută ca o consecinţă a comprimării acestuia; ◼ sisteme de acţionare de tip hidrodinamic (cinetic) - funcţionarea lor se bazează pe componenta dinamica a presiunii (la trecerea fluidului printr-un ajutaj viteza de curgere creşte şi deci şi energia sa cinetică, iar în urma impactului jetului de fluid cu paletele unei turbine o parte din această energie este cedată arborelui turbinei); ◼ sisteme de acţionare de tip alternativ (hidrosonic) - la aceste sisteme transmiterea energiei hidraulice se face prin intermediul unei valori fixe de fluid supus unui proces continuu de comprimare - destindere ce generează, datorită compresibilităţii fluidului, unde de presiune. Sistem de actionare - compus dintr-o serie de elemente electrice, hidraulice şi mecanice care transformă, printr-o serie de conversiuni intermediare de energie, mărimea electrică de intrare Yi (tensiunea U şi curentul I) într-o mărime mecanică de ieşire Ye (caracterizată prin momentul M şi turaţia n în cazul în care mecanismul acţionat MA are o mişcare de rotaţie, şi respectiv de forţa F şi viteza v în cazul în care mecanismul acţionat MA are o mişcare de translaţie. La majoritatea sistemelor de acţionare hidraulice nu se realizează un control al concordanţei mărimii de ieşire realizate cu cea programată, şi în consecinţă nu se asigură întotdeauna o precizie suficientă mărimii de ieşire. Lărgirea ariei de utilizare a acestui tip de acţionare a necesitat realizarea unor sisteme de reglare automată, având una sau mai multe legături de reacţie. Există sisteme de reglare automată a poziţiei, a vitezei, a turaţiei, a presiunii, a forţei. Un asemenea sistem îşi realizează funcţia chiar şi în condiţiile existenţei unor mărimi perturbatoare. În structura sa intră: motorul hidraulic MH, echipamentele de reglare şi control ale puterii hidraulice clasice ERCC şi proporţionale ERCP, senzori pentru diferite mărimi Si, interfaţa I şi sistemul electronic de comandă SCE.  S4 S3 S2 S1 xr,i xc,j xc,CEM pAM M/Fq ERCC I AEM MH MA ERCP qAM Program /v de lucru qRP SEC S5 pRP xc,P POMPA Fig.3.5 Sistemul electronic de comandă percepe şi memorează programul de lucru al mecanismului acţionat, comandă şi supraveghează acest program, primeşte informaţii xr,i privind: presiunea şi debitul de pe circuitul de refulare al pompei pRP şi qRP, presiunea şi debitul de pe circuitul de admisie al motorului pAM şi qAM, starea mecanismului acţionat, starea unora dintre actuatoarele electro-mecanice AEM şi a echipamentelor hidraulice de reglare şi control ERC, şi decide în timp real corecţiile xc,j ce trebuie făcute pentru ca mecanismul acţionat să evolueze după programul stabilit. Mărimea de la intrarea unui sistem hidraulic poate fi: constantă (în cazul sistemelor de reglare automată), variabilă după o anumită lege (în cazul sistemelor cu program) şi mai rar variabilă (în cazul sistemelor de urmărire). Astăzi, sistemele hidraulice de reglare automată sunt întâlnite într- un număr tot mai mare de aplicaţii. La un asemenea sistem, în foarte multe cazuri, mărime de ieşire xe este o mărime mecanică: o deplasare (liniară sau unghiulară), o viteză (liniară sau unghiulară), o forţă sau un moment.  Sistemele hidraulice utilizează ca mediu de lucru un lichid sub presiune. Ele comanda şi reglaeaza forţe şi momente mari şi foarte mari cu precizie ridicată; totodată, ele permit un control riguros al poziţiei şi vitezei sarcinii antrenate. Exemple de aplicații: ridicari sau coborari de sarcini riguros controlate, realizarea de deplasari rectilinii sau rotative, cu acceleratii importante, respectand legi de viteza predefinite, obtinerea unor pozitionari precise ale sarcinii antrenate, transmiterea de eforturi, realizarea unor anumite secvente de lucru. Informatizarea sistemelor hidraulice marchează un salt calitativ deosebit al acestui domeniu. Conceptul de hidronică s-a dezvoltat în mod firesc în urma îmbinării sinergetice a trei domenii: hidraulică – electronică – informatică. Au apărut astfel sisteme de acţionare hidronice. 23 Fluxurile energetice şi informaţionale din sistem pot fi atât de natură discretă cât şi analogică. La rândul lor senzorii pot fi de tip digital sau de tip analogic. Deoarece prelucrarea informaţiilor se realizează în condiţii net superioare în cadrul sistemelor numerice, se impune conversia în semnale digitale a mărimilor analogice din sistem. Aria de aplicabilitate se extinde de la sistemele de acţionare destinate roboţilor, maşinilor unelte, liniilor automate, preselor, maşinilor de ridicat, utilajelor chimice, metalurgice, miniere şi până la tehnică militară şi aeronautică.  Principalele avantaje ale hidraulicii sunt: forta si putere masica (puterea/masa) ridicate; reglarea simpla a fortelor / momentelor, pozitiilor si vitezelor; dinamica excelenta, mase inertiale slabe; usor de acumulat, de distribuit si limitat puterea hidraulica; robustete mare chiar in conditii dificile; durata de viata mare, rezistenta la suprasarcini; usor de intretinut si reparat. Configuraţia unui asemenea sistem poate varia de la circuite simple de acţionare la structuri complexe, conduse de automate programabile sau calculatoare. Elementele de bază în jurul cărora se structurează un sistem hidronic îl reprezintă servoechipamentele hidraulice proporţionale. Alături de acestea în structura sistemului sunt incluse: senzori şi traductoare, circuite electronice destinate prelucrării semnalelor, convertoare A/D şi D/A, controllere sau microprocesoare.  Pompe şi motoare hidraulice Pompele şi motoarele hidraulice se pot clasifica în două mari familii: ◼ aparate nevolumetrice, la care camera de admisie şi camera de refulare nu sunt separate una de alta prin piese mecanice rigide; ◼ aparate volumetrice, la care camera de admisie este separată prin intermediul unor piese mecanice rigide de camera de refulare, asigurându-se astfel etanşarea celor două camere. Funcţionarea aparatelor volumetrice se bazează pe variaţia continuă a volumului unor camere interioare (camere active) datorită deplasării unor piese interne de tip piston, plunjer, paletă, în raport cu partea fixă. După tipul mişcării efectuate de organele active, aparatele volumetrice se pot împărţi în trei categorii: ◼ rotative - cele ale căror organe active efectuează o mişcare de rotaţie; în această categorie intră aparatele cu angrenaje, cu şuruburi, cu palete, cu rotoare profilate etc.; ◼ alternative - cele ale căror organe active efectuează o mişcare de translaţie alternativă; ◼ roto - alternative - cele ale căror organe active efectuează atât o mişcare de rotaţie cât şi o mişcare de translaţie; în această categorie intră pompele cu pistoane axiale sau radiale. Pompele şi motoarele hidraulice