Embed Size (px)
Citation preview
12/22/2009
1
PNEUMATSKE KOMPONENTE
Transport vazduha pod pritiskom do potrošača
1 – početak glavnog voda2 – glavni vod3 – mjesto za priključak potrošača4 – odvodna cjev do potrošača5 – ugao nagiba glavnog voda (1o-2o)6 – cjev za odvod kondenzata
7 – odvajač kondenzata sa aut. praznjenjem8 – prečistač vazduha 9 – zauljivač10 –Regulator pritiska11,12 – odvajači kondenzata sa ruč. pražnjenjem
12/22/2009
2
Pripremna grupa - prečistačSluži za odvajanje kapljica vode i ulja imehaničkih nečistoća
Kapljice vode i ulja usljed centrifugalneil d j č ši i lij j
I – ulaz vazduhaII – izlaz vazduha1 – kućište
sile padaju na čašicu i slijevaju se nadno. Mehaničke nečistoće zadržavaju sena filteru.Zaštitnik sprečava da se izdvojena tečnost vrati u sistem.
2 – čašica3 – držač zaštitnika4 – filter 5 – zaštitnik 6 – držač čašice7 – rešetka8 – ventil
Pripremna grupa - regulator pritiska
Prečišćeni vazduh pod pritiskom kroz priključak Ina ulazu dospjeva ispod membrane sa kojom jepovezan zaptivni element Tako se stvara sila
Regulator pritiska održava konstantan pritisak uinstalaciji bez obzira na oscilacije ulaznogpritiska
povezan zaptivni element. Tako se stvara silakoja želi da pomjeri zaptivni element na gore izatvori dovod vazduha. Ovoj sili se suprotstavljasila opruge. Sila opruge se podešava pomoćuvijka i na taj način se definiše zadati izlaznipritisak (priključak II). U jednom trenutku sila kojaje posljedica pritiska vazduha ispod membrane(izlaznog pritiska) biće uravnotežena sa silomopruge iznad membrane.Kada izlazni pritisak vazduha počne da rasteopruga se sabija zaptivni element pomjera naopruga se sabija, zaptivni element pomjera nagore, čime se prigušuje vazduh i smanjuje izlaznipritisak. Izlazni pritisak će se smanjivati sve dokse sile na membrani ne izjednače, odnosnoizlazni pritisak ponovo dostigne zadatu vrijednost.Kada, zbog potrošnje izlazni pritisak vazduhapočinje da opada opruga potiskuje membranu naniže i zaptivni element se pmjera na dolje štodovodi do povećanja izlaznog pritiska koji ćeponovo dostići zadatu vrijednost.
12/22/2009
3
Pripremna grupa - zauljivač
Kod potrošača koji koriste nauljeni vazduh, upripremnoj grupi se nalazi i zauljivač.Prečišćeni vazduh zadatog pritiska ulazi uPrečišćeni vazduh zadatog pritiska ulazi uzauljivač. Dio vazduha prolazi kroz kontrolni ventil(Q) da bi obezbjedio pritisak u čašici. Veći diovazduha prolazi kroz zauljivač preko otpornogelementa (R). Kombinacija uljnog rezervoara podpritiskom i razlike pritiska stvorene pomoćuotpornog elementa dovodi do strujanja ulja krozcjevčicu (S). Brzina kapanja ulja podešava sepomoću zavrtnja (T) dok ulje prolazi kroz dovodnukupolu (U). Svo ulje koje prolazi kroz dovodnukupolu do grlića W pretvara se u finu uljnu maglukonstante gustine.
Vazduh pod pritiskom dolazi iznad dijafragme i djelujesilom F=pA na nju. Usljed toga dolazi do sabijanjaopruge, odnosno deformacije dijafragme i opruge igenerisanja odgovarajućih sila koje djeluju usuprotnom smjeru. Opruga će se sabiti za onolikokoliko je potrebno da se izjednače sila otpora oprugei dijafragme sa ulaznom silom.Ta deformacija oprugepredstavlja i pomjeranje drške koja je povezana nadijafragmu, odnosno zaptivnog elementa ventila.Zavisnost pomjeranja zaptivnog elementa od
Pneumatski servo ventil
ulaznog pritiska je linearna. Kada ulazni pritisak nijeveći od minimalne vrijednosti (3 psi, 6 psi) opruga idijafragma se ne deformišu i zaptivni element senalazi u krajnjem gornjem položaju što znači da ćerastojanje između njega i sjedišta biti maksimalnoxmax, odnosno protok fluida kroz ventil će bitimaksimalan Qmax. Ukoliko je ulazni pritisak veći odminimalne vrijednosti, zaptivni element će se uodnosu na krajnji gornji položaj pomjeriti premasedištu ventila tako da će rastojanje između njih bitix<xmax i usljed smanjene površine kroz koju struji fluiddoći će do prigušenja strujanja i smanjenog protokadoći će do prigušenja strujanja i smanjenog protoka.Što je veći ulazni pritisak, veće je pomjeranjezaptivnog elementa, odnosno manje rastojanje xizeđu zaptivnog elementa i sjedišta ventila, zbogčega je manji izlazni protok. Kada je ulazni pritisakjednak maksimalnoj vrijednosti (15psi, 30psi) ili većiod nje, pomjeranje je maksimalno moguće, odnosnotoliko da se zaptivni element nalazi na sjedištu ventilačime je u potpunosti zatvoren prolaz fluidu i protok je0. U zavisnosti od kombinacije oblika zaptivnogelementa i sjedišta ventila moguće su različitezavisnosti između rastojanja x i izlaznog protoka Q.
12/22/2009
4
Po svojoj konstruktivnoj koncepciji pneumatski cilindri mogu bitiizvedeni da pod dejstvom komprimovanog vazduha vrše nekirad u jednom ili dva smjera.Kada se komprimovani vazduh upušta u cilindar sa jedne straneklipa a druga je povezana sa atmosferom klip će se zbog sile
Pneumatski cilindri 1/5
klipa, a druga je povezana sa atmosferom, klip će se zbog silekoja djeluje na njega kao posljedica razlike pritisaka kretati ustranu manjeg pritiska.Kada je cilindar takav da se upuštanje komprimovanog vazduhamože vršiti samo sa jedne strane, vraćanje klipa nakonprestanka dejstva vazduha izvodi se pomoću opruge. Takav secilindar zove cilindar jednosmjernog dejstva. U tom slučaju radnihod klipa, odnosno klipnjače, je onaj koji se ostvaruje pomoćukomprimovanog vazduha.1 – klip
Pneumatski cilindar jednosmjernog dejstva
1 klip2 – cilindar3 – klipnjača4 – opruga5 – poklopac6 – poklopac7 – zaptivkaStrana cilindra na kojoj se nalazi opruga povezana je sa atmosferom
Pneumatski cilindri 2/5Sila koja se dobija na klipnjači cilindra jednosmjernog dejstva koristi se za vršenje rada. Ova efektivna sila je data izrazom
π
gdje je D – unutrašnji prečnik cilindrap – nadpritisak vazduhaFo – Sila otporaSila otpora je suma otpora usljed trenja pri kretanju klipa (najveći uticaj ima zaptivka) i otpora od opruge Otpor trenja zavisi od toga kako je izvršeno
oFpDF −= 2
4π
zaptivka) i otpora od opruge. Otpor trenja zavisi od toga kako je izvršeno zaptivanje i kakav je kvalitet obrade tarućih površina.
12/22/2009
5
Kada se u cilindar naizmjenično upušta komprimovani vazduh sa obestrane klipa, kretanje klipa u oba smjera je prinudno pod dejstvompritiska vazduha. Svaki od hodova klipa, odnosno klipnjače, je radnihod, zato što se sa obe strane dobija određena sila na klipnjači.Cilindar ovakvog konstruktivnog rješenja jeste cilindar dvosmjernog
Pneumatski cilindri 3/5
Cilindar ovakvog konstruktivnog rješenja jeste cilindar dvosmjernogdejstva. Kada se u jednu stranu upušta vazduh, druga se povezuje saatmosferom
oFpDF −= 2
4π
Sila koja se dobija na klipnjači cilindra dvosmjernog dejstva zavisiod strane sa koje se upušta vazduh.Za stranu A
Za stranu B
Pneumatski cilindar dvosmjernog dejstva
Za stranu B
oFpdDF −−= )(4
22π
gdje je D – unutrašnji prečnik cilindrad – prečnik klipnjačep – nadpritisak vazduhaFo – Sila otpora
Često uslovi primjene zahtjevaju da sekraj hoda klipa ne završi čvrstim
Pneumatski cilindri 4/5
dodirom o poklopac. U takvimslučajevima u tjelu poklopca seugrađuje prigušni element tako da sezaustavljanje postiže sa tzv. “vazdušnimjastukom”. Nešto prije kraja hoda izlazvazduha je zatvoren srednjim dijelomklipa, tako da je preostali vazduh ispredklipa prinuđen da izlazi u atmosferupreko prigušnika.
Pneumatski cilindar sa jednostranimprigušivanjem izlaza vazduha
Pneumatski cilindar sa dvostranimprigušivanjem izlaza vazduha
12/22/2009
6
Pneumatski cilindri 5/5Pneumatski cilindri udarnog dejstva su relativno malih dimenzija, a imaju veliku udarnu silu.Koristi se kod zakivanja i presovanja, probijanja rupa, sečenja, markiranja, kao i zautiskivanje znaka ili broja na usijanim komadima.
Šematski prikaz cilindra udarnog dejstva
Cilindar je pregradom razdvojen na dvijekomore a i b. U osnovnom položaju klip prekozaptivača stoji uz sjedište pregrade jer jekomora a pod pritiskom vazduha. Između klipa ipregrade postoji jedan prostor c koji je vezanmalim otvorom sa atmosferom. U komori avlada pritisak p1, a u komori b atmosferskipritisak p2. Kada se komora a spoji saatmosferom, a komora b sa izvorom pritiska,nastaje sljedeći proces:nastaje sljedeći proces:
Pritisak p1 u prostoru a opada djelujući i dalje na površinu klipa A1. U prostoru b sepovećava pritisak koji djeluje na površinu A2 klipa sa suprotne strane. Zbog razlikenapadnih površina koje su izložene pritiscima p1 i p2, klip će stajati uz sjedište pregrade ikada je pritisak p1 znatno niži od pritiska p2. Tek kada p1A1 bude manje od p2A2, dolazi doodvajanja klipa od sjedišta pregrade. U momentu odvajanja klipa od sjedišta, zbog velikerazlike u pritiscima (p2>>p1) i zbog djelovanja pritiska p2 po cjeloj površini klipa, klip za diosekunde dostiže veliku brzinu koja obezbjeđuje udarno dejstvo.
Razvodnici 1/4Razvodnici su pneumatske komponente za upravljanje izvršnim organima(cilindrima).Preko razvodnika se vazduh pod pritiskom usmjerava prema cilindru ili sePreko razvodnika se vazduh pod pritiskom usmjerava prema cilindru ili secilindar povezuje sa atmosferom.Razvodnik može biti aktiviran ručno, mehanički, pneumatski,eletkromagnetom.U nekim slučajevima vazduh pod pritiskom iz jednog razvodnika postajepneumatski signal za aktiviranje više drugih razvodnika.
Primjer razvodnika sa slobodnim klipom
12/22/2009
7
Razvodnici 2/4Označavanje razvodnika vrši se prema broju otvora za priključke i brojupoložaja koje razvodnik može da zauzme. Tako npr. razvodnik označen sa 4/2ima 4 priključka i dva položaja, a razvodnik 5/2 ima 5 priključaka i dvaima 4 priključka i dva položaja, a razvodnik 5/2 ima 5 priključaka i dvapoložaja.Razvodnik se u šematskom prikazu uvijek crta u neaktivnom položaju,odnosno tako da je prikazana povezanost priključaka koja odgovara situacijibez upravljačkog signala na razvodniku.
Primjer razvodnika 5/2 sa slobodnim klipom
Razvodnici 3/4
Primjer simbola koji se koriste pri označavanju razvodnika
12/22/2009
8
Primjer razvodnika 4/2 ventilskog tipa sa električnim aktiviranjem
Razvodnici 4/4Primjer povezivanja razvodnika sa pneumatskim cilindrom
Osovina sa klipovima vezana jedirektno za osovinu kotveelektromagneta.Premještanjem klipova sa jednog nadrugo sjedište ostvaruje se jedan ilidrugo sjedište ostvaruje se jedan ilidrugi smjer protoka. Razvodnik je 5/2 sa električnim aktiviranjem i povratnom oprugom.
Kada nema električnog signala, povratna opruga drži razvodnik upočetnom položaju kao na slici i desna strana cilindra je povezana saizvorom vazduha pod pritiskom, a lijeva je povezana sa atmosferom.Zbog toga se cilindar uvlači. Kada je signal za električno aktiviranjeaktivan, razvodnik se pomera tako da je cilindar povezan saostatkom pneumatske instalacije prema šematskom prikazu u lijevojpolovini razvodnika. To znači da će lijeva strana cilindra biti povezanasa izvorom vazduha pod pritiskom, a desna sa atmosferom. Zbogtoga će doći do izvlačenja cilindra.
Nepovratni ventilPropuštanje vazduha kroz cjevnu mrežu u jednom smjeru bez mogućnostistrujanja u suprotnom smjeru, obezbjeđuje se nepovratnim ventilom.Nepovratni ventili se izvode sa kuglicom ili klipomNepovratni ventili se izvode sa kuglicom ili klipom.
Ako se npr. rezervoar snabdjeva savazduhom određenog pritiska, onda senepovratni ventil postavlja na ulaz urezervoar. Sve dok je u cjevovodu pritisakvazduha veći nego u rezervoaru, ventil jeotvoren i propušta vazduh u rezervoar.Kada opadne pritisak vazduha u mreži,
Nepovratni ventil sa kuglicom
zaptivni element spriječava strujanjevazduha iz rezervoara nazad u cjevovod.
12/22/2009
9
Dvosmjerni (duplonepovratni) ventil 1/2Kada je potrebno da se neki cilindar aktivira dolaskom vazduha sa dvije različite strane koristi se dvosmjerni ventil.
Nailaskom vazduha sa jedne strane klipse potiskuje na sjedište otvora drugestrane da bi struja vazduha produžila kapotrošaču.
Dvosmjerni (duplonepovratni) ventil 2/2Da bi cilindar C izvršio “+” hod, pneumatski impuls treba da dođe na y stranumemorijskog razvodnika. Impuls y dolazi do memorijskog razvodnika bilo odkomandnog razvodnika 1 ili 2, zahvaljujući dvosmjernom ventilu 3. Ovaj elementkako što se vidi ima funkciju logičkog elementa ILI.
Primjer pneumatskog sistema sa dvosmjernim ventilom
12/22/2009
10
Prigušni ventilPrigušivanje vazduha koji protiče primjenjuje se za regulisanje brzine klipa ucilindru, za meko prilaženje klipa do krajnjeg položaja, pri izradi vremenskogpneumatskog releja i sl.Najjednostavniji prigušni ventil je slavina kojom se može mijenjati veličinaprotočnog presjeka. Što je više ventil zatvoren, odnosno manja protočnapovršina, to je otpor kretanju fluida veći, odnosno protok manji.
Prigušni ventil jednostavne konstrukcije Prigušni ventil sa blendom
Rotirajući pneumatski motoriObrtno kretanje izlaznog vratila može se ostvariti različitim konstruktivnim rješenjimapneumatskih motora. Jedno od čestih rješenja je pneumatski motor sa lamelama.
Na ekscentrično postavljenom rotoru mašineugrađene su lamele. Vazduh pod pritiskomulazi u mašinu kroz otvor 1 Kada je prorez naulazi u mašinu kroz otvor 1. Kada je prorez nacilindru 2 postavljen kao na slici, vazduhdolazi u komoru 3. Odatle kroz kanal 4dospjeva u prostor između lamela 5 i 6. Poštoje lamela 6 većom površinom izloženapritisku, javlja se rezultujuća tangencijalna silakoja dovodi do toga da se rotor počinjeokretati u smjeru strelice. Kako se rotorokreće i lamele se pomjeraju tako da se
između dvije susjedne lamele stvara komora u kojoj se nalazi vazduh pod pritiskom. Za svakuj j j j p pkomoru između kanala 4 i otvora 7, lamela koja je sa većom površinom izložena vazduhu podpritiskom je ona koja se nalazi u naznačenom smjeru obrtanja rotora. Na taj način jerezultujuća tangencijalna sila za svaku komoru u smjeru obrtanja rotora. Usljed obrtanja rotora,javlja se centrifugalna sila koja djeluje na lamele i dovodi do toga da one izlaze iz svog ležišta ipriljubljuju se svojom spoljnom površinom po cilindričnom zidu statora, čime se ostvarujezaptivanje pri radu. Tokom okretanja rotora lamele dolaze do otvora 7 koji su povezani saatmosferom. Vazduh se ispušta u atmosferu, a zbog daljeg obrtanja rotora površina izmeđulamela se smanjuje usljed ekscentriteta sve dok lamele ponovo ne dodju do kanala 4 zanapajanje vazduhom pod pritiskom.
12/22/2009
11
Primjer pneumatskog upravljačkog sistema
Pritiskom na taster START počinje ciklus radaRedosljed rada cilindara je C+D+C-D-
Obrtni radni sto 1/2Za obrtni sto postoje različita konstruktivna rješenja, ali je kod svih princip rada isti.Pokretni dio stola je obrtna kružna ploča. Obrtna kružna ploča okreće se uvijek ujednom smjeru i u jednakim koracima.Korak zakretanja može biti 100, 150, 200, 300, 450, 600, 900 i 1200, odnosno cijelikrug može da se podjeli na 36, 24, 18, 12, 7, 6, 4 i 3 takta.g p j , , , , , ,Obrtna ploča leži horizontalno, a na njenoj gornjoj površini nalaze se radni predmeti.
12/22/2009
12
Obrtni radni sto 2/2
Obrtanje ploče Povratni hod
Šema funkcionisanja obrtnog radnog stola
Obrtanje ploče Povratni hod
1 – Obrtna ploča2 – Cilindar za obrtanje ploče3 – Ograničavajući zavrtanj
4 – Cilindar za zabravljivanje5 – Prigušni i nepovratni ventil6 – Razvodnik
