cw.4l.doc

1.      Cel ćwiczenia

  Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budowa, zasadą działania i zastosowaniem podstawowych elementów pneumatycznych oraz możliwościami praktycznego wykorzystania ich w układach sterujących w funkcji drogi, czasu i ciśnienia.

2.      Wprowadzenie

    Układy pneumatyczne znalazły szerokie zastosowanie w maszynach i urządzeniach przede wszystkim do napędu mechanizmów a ruchu prostoliniowym. Rzadziej stosowane są da napędu mechanizmów a ruchu obrotowym z wyjątkiem narzędzi z napędem pneumatycznym. Dzieje się tak dzięki charakterystycznym dla napędu pneumatycznego zaletom, z których najważniejszymi są;

- łatwość zabezpieczenia przed przeciążeniem,

- możliwość ciągłej kontroli poszczególnych zespołów maszyn technologicznych.

- możliwość montażu elementów sterujących w dogodnych dla operatora miejscach,

- łatwość sterowania z możliwością wprowadzania daleko posuniętej automatyzacji,

- możliwość prostej budowy układów ze znormalizowanych elementów i zespołów,

- wysoka trwałość i łatwość wymiany uszkodzonych elementów,

- łatwość realizacji ruchów obrotowych do 500 tys. obr/min bez dodatkowych przekładni,

- dostępność i ekologiczność czynnika roboczego (powietrza) oraz możliwość odprowadzania go do otoczenia po wykorzystaniu zawartej w nim energii.

Tego stanu rzeczy nie są w stanie zmienić wady układów, do których zaliczamy:

- trudność ścisłego powiązania ruchów poszczególnych zespołów maszyn wywołana ściśliwością czynnika roboczego i jego zwiększonymi stratami (przeciekami) w wyniku małej lepkości,

- wpływ obciążeń zewnętrznych na prędkość elementów wykonawczych.

Elementy pneumatyczne możemy podzielić na:

· urządzenia przygotowujące czynnik roboczy:

- filtry,

- reduktory,

- smarownice,

- tłumiki hałasu,

· elementy i zespoły przetwarzające energię sprężanego powietrza na energię mechaniczną, wśród których rozróżniamy:

- siłowniki pneumatyczne,

- silniki pneumatyczne,

· elementy sterujące:

- kierunkiem przepływu,

- natężeniem przepływu,

- ciśnieniem

- o specjalnym przeznaczeniu

ELEMENTY I ZESPOŁY PRZETWARZAJĄCE ENERGIĘ SPRĘŻONEGO POWIETRZA

Pneumatyczne układy napędowe wykorzystywane są do napędu mechanizmów i elementów maszyn. Służą do tego elementy wykonawcze przetwarzające energię sprężonego powietrza na energię mechaniczną, W grupie tej wyróżniamy silniki o ruchu liniowym (siłowniki) oraz obrotowym i obrotowym ograniczonym (silniki):

Siłowniki pneumatyczne dzielimy na:

-tłokowe (z tłoczyskiem jednostronnym (a,e,g,h) i dwustronnym(f).

- nurnikowe (b),

- teleskopowe jednostronnego (e) i dwustronnego (d) działania,

- membranowe (i, j )

-  mieszkowe (k ,l )

- workowe i dętkowe (ł).

Ze względu na możliwość wywierania przez nie siły dzielimy je na:

- jednostronnego działania (a,b,ej,k,ł),

- dwustronnego działania (d,e,f,g,h,j,l,m)

Ze względu na liczbę położeń roboczych tłoczyska wyróżniamy siłowniki:

- dwupołożeniowe,

- wielopołożeniowe. np. krokowe (n).

Ze względu na rodzaj realizowanego ruchu wyróżniamy siłowniki:

- z ruchem prostoliniowym tłoczyska (a-ł ).

- z wahadłowym ruchem wałka napędowego (m).

ELEMENTY STERUJĄCE

W celu sterowania parametrami wyjściowymi układu (kierunek ruchu, prędkość, siła, moment) układ napędowy musi być wyposażony w odpowiedni układ sterujący usytuowany na drodze sprężonego powielr2a do elementów wykonawczych (siłownika lub silnika).

Zadaniem układu sterującego jest doprowadzenie strumienia sprężonego powietrza do odbiornika zgodnie z wymaganym do realizacji danego ruchu kierunkiem oraz natężeniem przepływu i ciśnieniem.

Zawory powinny umożliwiać uruchomienie, zatrzymanie i zmianę kierunku ruchu silnika. Od wyboru tych elementów zależy funkcjonalność układu. Wybór typu i wielkości zaworu jest Zdeterminowany wymaganiami napędzanej maszyny lub urządzenia, a także wartościami natężeń przepływu i ciśnienia czynnika roboczego.

W grupie tej wyróżniamy zawory sterujące kierunkiem przepływu, natężeniem przepływu, ciśnieniem i zawory o specjalnym przeznaczeniu

Zawór rozdzielający dwudrogowy dwupołożeniowy

Tego typu zawory są najprostszymi zaworami pełniącymi funkcję zaworów odcinających (służących do zamknięcia-lub otwarcia dopływu powietrza do odbiorników). Mogą być sterowane mechanicznie, elektrycznie lub pneumatycznie.

Zawór rozdzielający trzydrogowy dwupołożeniowy

Służą do zmiany kierunku przepływu czynnika roboczego w przewodach pneumatycz1ych lub do odcinania tego przepływu. Najeżą do grupy tzw. zaworów pomocniczych.

Jest to bogata grupa zaworów stosowanych do połączenia odbiornika ze źródłem zasilania a następnie z atmosfera w celu opróżnienia go z czynnika roboczego, co umożliwia powrót organu roboczego, przesterowanie suwaka rozdzielacza lub innego zaworu sterującego.

Sterowany elektrycznie

Sterowanie elektryczne polega na zamknięciu obwodu elektrycznego cewki elektromagnesu powodującego przyciągnięcie zwory elektromagnesu do cewki j przesunięcie elementu sterującego zaworu (suwaka, grzybka).

Sterowany pneumatycznie

Sygnał sterujący, w formie strumienia sprężonego powietrza doprowadzonego poprzez przyłącze (X) do komory sterującej rozdzielacza, powoduje przesunięcie elementu sterującego zaworu (suwaka, grzybka).

Zawory zwrotne

Umożliwiają przepływ powietrza tylko w jednym kierunku.

Zbudowany najczęściej z gumowej kulki umieszczonej w obudowie.

W celu zmniejszenia oporów przepływu budowane są najczęściej bez sprężyny a kulka dociskana jest do gniazda własnym ciężarem.

Spotykane są również konstrukcje ze sprężyną dociskową.

W układach pneumatycznych stosowane są również zawory zwrotne sterowane (a) pozwalające na umożliwienie przepływu powietrza również w kierunku zaporowym (normalnie zamkniętym).

Stosowane są do zabezpieczenia siłowników jednostronnego działania przed opadaniem przy gwałtownym spadku ciśnienia zasilającego.

Zawory dławiąco-zwrotne

Zawory dławiąco-zwrotne stosowane są w pneumatycznych układach napędowych i sterujących do nastawiania wielkości natężenia przepływu czynnika roboczego w jednym kierunku i swobodnego przepływu w kierunku przeciwnym. Najczęściej stosowane są do regulacji prędkości ruchu tłoków siłowników pneumatycznych. Stosowane, są również w calu uzyskania stabilnego ruchu tłoczyska i uniknięcia jego drgań.

Przekaźnik pneumoelektryczny

Przekaźnik pneumoelektryczny służy do zamiany sygnału pneumatycznego na sygnał elektryczny. Przeznaczony jest do w3 otwierania lub zamykania obwodu elektrycznego w zależności od ciśnienia panującego w układzie.

Czynnik roboczy doprowadzony do otworu wlotowego naciska za pośrednictwem membrany na popychacz, który przemieszczając się do góry powoduje przesterowanie łącznika miniaturowego podłączonego do układu elektrycznego.

Wnioski: