Politechnika Białostocka

Wydział Mechaniczny

Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Temat ćwiczenia

:

Układy sterowania umożliwiające zmianę

parametrów ruchu tłoka

Numer ćwiczenia: 3

Laboratorium z przedmiotu:

Napędy płynowe

Kod:

Opracował: mgr inż. Tomasz Huścio

mgr inż. Tomasz Kuźmierowski

Białystok 2004

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i działaniem pneumatycznych układów

sterowania umożliwiających zmianę prędkości ruchu tłoka siłownika.

Zakres ćwiczenia:

1. Zapoznanie się z budową i zasadą działania poszczególnych elementów pneumatycznych

wykorzystywanych do budowy układów napędu i sterowania pneumatycznego będących

przedmiotem ćwiczenia.

2. Wykonanie połączeń i praktyczne sprawdzenie poprawności działania pneumatycznych

układów sterowania zamieszczonych w instrukcji.

3. Opracowanie schematów pneumatycznych układów sterowania dla podanych zadań.

4. Wykonanie połączeń i praktyczne sprawdzenie poprawności działania pneumatycznych

układów sterowania dla samodzielnie opracowanych schematów.

5. Sporządzenie sprawozdania z ćwiczenia.

6. Wykonanie sprawozdania z ćwiczenia.

Sprawozdanie powinno zawierać:

1.

Imiona, nazwiska, kierunek i rok studiów członków zespołu.

2. Temat

ćwiczenia.

3. Datę wykonania ćwiczenia.
4. Treść zadania.
5.

Schematy pneumatycznych układów sterowania dla podanych zadań kontrolnych.

6.

Opis działania + cyklogram pracy samodzielnie opracowanych schematów,

7.

Uwagi i spostrzeżenia.

Wymagania BHP pracy przy stanowiskach z tablicami montażowymi

Nie przekraczać wartości ciśnienia zasilającego

MPa

p

z

6

,

0

4

,

0

÷

=

.

Zabronione jest jakiekolwiek manipulowanie pokrętłem zaworu redukcyjnego

umiejscowionego w zespole przygotowania powietrza.

W przypadku samoczynnego odłączenia przewodu z gniazda dowolnego elementu układu

należy natychmiast odłączyć dopływ sprężonego powietrza do układu.

2. Wprowadzenie

Przy sterowaniu siłownika pneumatycznego można uzyskać:

a) redukcję prędkości ruchu tłoka siłownika:

- w obu kierunkach – układy z zastosowaniem zaworów dławiących (nienastawialnych,

nastawialny),

- w jednym kierunku - układy z zastosowaniem zaworów dławiąco-zwrotnych

jednokierunkowych.

b) zwiększenie prędkości ruchu tłoka siłownika - układy z zastosowaniem zaworów

szybkiego spustu.

Pod

względem konstrukcji układu możemy stosować:

a) dławienie na wlocie siłownika,

b) dławienie na wylocie siłownika.

Zawory dławiąco-zwrotne stosowane są w pneumatycznych układach napędowych

i sterujących do nastawiania wielkości natężenia przepływu czynnika roboczego (powietrza)

w jednym kierunku i swobodnego przepływu w kierunku przeciwnym. Poprzez regulację

natężenia przepływu regulowana jest prędkość ruchu tłoczyska siłownika

Przy dławieniu na wlocie zawory dławiąco-zwrotne są tak wmontowane, że dławią

przepływ powietrza dostającego się do siłownika. W większości praktycznych układów

dławienie na wlocie nie daje pożądanych efektów pracy siłownika. Nawet drobne zmiany

obciążenia na tłoczysku siłownika powodują duże zmiany prędkości ruchu tłoka. Ten rodzaj

dławienia stosowany jest przy siłownikach jednostronnego działania o małej pojemności.

Przy dławieniu na wylocie powietrze zasilające przepływa swobodnie do siłownika, natomiast

zużyte jest dławione. Zastosowanie tego rodzaju dławienia powoduje istotne polepszenie

równomierności ruchu tłoczyska, ponieważ ciśnienie sprężonego powietrza oddziałuje po obu

stronach tłoka siłownika.

2. Schematy układów sterowania umożliwiających zmiany parametrów ruchu tłoka

A. Zmiana prędkości ruchu tłoka siłownika jednostronnego działania

Rys. 1. Układ redukcji prędkości tłoka

siłownika przy ruchu do przodu
- dławienie na wlocie

Przedstawiony na rysunku 1 schemat układu zbudowany jest z:

1.0 - siłownika jednostronnego działania; 1.02 - zaworu

dławiąco-zwrotnego jednokierunkowego; 1.2 - zaworu

rozdzielającego trójdrogowego dwupołożeniowego ze sprężyną,

sterowanego przyciskiem.

Wciśnięcie i przytrzymanie przycisku zaworu rozdzielającego

(1.2) powoduje przepływ powietrza z bloku zasilania (0.1) przez

element dławiący zaworu dławiąco-zwrotnego (1.02) do komory

siłownika (1.0). Przepływ przez element zwrotny jest odcięty. W

zależności od ustawienia pokrętła na elemencie dławiącym układ

realizuje odpowiednio redukcję prędkości tłoka siłownika przy

ruchu do przodu. Ruch powrotny tłoczyska siłownika następuje po zwolnieniu wciśniętego przycisku.

Powoduje to przesterowanie zaworu rozdzielającego (1.2) do pozycji wyjściowej, a co za tym idzie, swobodny

przepływ powietrza z komory siłownika przez element zwrotny zaworu dławiąco-zwrotnego (1.02).

Rys. 2. Układ redukcji prędkości tłoka

siłownika przy ruchu do tyłu -
dławienie na wylocie

Przedstawiony na rysunku 2 schemat układu zbudowany jest z:

1.0 - siłownika jednostronnego działania; 1.02 - zaworu

dławiąco-zwrotnego jednokierunkowego; 1.2 - zaworu

rozdzielającego trójdrogowego dwupołożeniowego ze sprężyną,

sterowanego przyciskiem.

Wciśnięcie i przytrzymanie przycisku zaworu rozdzielającego

(1.2) powoduje swobodny przepływ powietrza z bloku zasilania

(0.1) przez element zwrotny zaworu dławiąco-zwrotnego (1.02)

do komory siłownika (1.0). Wzrost ciśnienia w komorze

siłownika powoduje wysuw tłoczyska siłownika. Ruch powrotny

tłoczyska siłownika następuje po zwolnieniu wciśniętego

przycisku. Powoduje to przesterowanie zaworu rozdzielającego (1.2) do pozycji wyjściowej, a co za tym idzie,

przepływ powietrza z komory siłownika przez element dławiący zaworu dławiąco-zwrotnego (1.02). Przepływ

przez element zwrotny jest odcięty. W zależności od ustawienia pokrętła na elemencie dławiącym układ

realizuje odpowiednio redukcję prędkości tłoka siłownika przy ruchu do tyłu.

Rys. 3. Układ zwiększający prędkość ruchu

powrotnego tłoka siłownika

Przedstawiony na rysunku 3 schemat układu zbudowany jest z:

1.0 - siłownika jednostronnego działania; 1.03 - zaworu

szybkiego spustu; 1.2 - zaworu rozdzielającego trójdrogowego

dwupołożeniowego ze sprężyną, sterowanego przyciskiem.

Wciśnięcie i przytrzymanie przycisku zaworu rozdzielającego

(1.2) powoduje swobodny przepływ powietrza z bloku zasilania

(0.1) przez zawór szybkiego spustu (1.03) do komory siłownika

(1.0). Wzrost ciśnienia w komorze siłownika powoduje wysuw

tłoczyska siłownika. Ruch powrotny tłoczyska siłownika

następuje po zwolnieniu wciśniętego przycisku. Powoduje to

przesterowanie zaworu rozdzielającego (1.2) do pozycji

wyjściowej, a co za tym idzie, przepływ powietrza z komory siłownika przez kanał wyjściowy zaworu

szybkiego spustu do atmosfery. Swobodny wypływ powietrza przez zawór szybkiego spustu powoduje szybsze

opróżnienie komory siłownika, przez co układ realizuje zwiększenie prędkości ruchu powrotnego tłoka

siłownika.

B. Zmiana prędkości ruchu tłoka siłownika dwustronnego działania

Rys. 4. Układ redukcji prędkości tłoka

siłownika dla obu kierunków
ruchu tłoczyska siłownika -
dławienie na wylocie

Przedstawiony na rysunku 4 schemat układu zbudowany jest z: 1.0 -

siłownika jednostronnego działania; 1.02 i 1.03 - zaworów dławiąco-

zwrotnych jednokierunkowych; 1.2 - zaworu rozdzielającego

pięciodrogowego dwupołożeniowego ze sprężyną, sterowanego

przyciskiem.

Wciśnięcie i przytrzymanie przycisku zaworu rozdzielającego (1.2)

powoduje przepływ powietrza z bloku zasilania (0.1) przez element zwrotny

zaworu dławiąco-zwrotnego (1.02) do komory siłownika (1.0). Dławienie

przy wysuwie tłoczyska siłownika realizowane jest przez element dławiący

zaworu dławiąco-zwrotnego (1.3). W zależności od ustawienia pokrętła na

tym elemencie układ realizuje odpowiednio redukcję prędkości tłoka

siłownika przy ruchu do przodu. Ruch powrotny tłoczyska siłownika

następuje po zwolnieniu wciśniętego przycisku. Powoduje to przesterowanie

zaworu rozdzielającego (1.2) do pozycji wyjściowej, a co za tym idzie,

przepływ powietrza z komory siłownika przez element dławiący zaworu

dławiąco-zwrotnego (1.02). W

zależności od ustawienia pokrętła na

elemencie dławiącym układ realizuje odpowiednio redukcję prędkości tłoka

siłownika przy ruchu do tyłu. Przepływ przez element zwrotny zaworu

dławiąco-zwrotnego (1.03) jest swobodny.

Rys. 5. Układ zwiększający prędkość

ruchu powrotnego tłoka
siłownika dwustronnego
działania

Przedstawiony na rysunku 5 schemat układu zbudowany jest z: 1.0 -

siłownika jednostronnego działania; 1.03 - zaworu szybkiego spustu; 1.2 -

zaworu rozdzielającego pięciodrogowego dwupołożeniowego ze sprężyną,

sterowanego przyciskiem.

Wciśnięcie i przytrzymanie przycisku zaworu rozdzielającego (1.2)

powoduje swobodny przepływ powietrza z bloku zasilania (0.1) przez zawór

szybkiego spustu (1.03) do komory siłownika (1.0). Wzrost ciśnienia

w komorze siłownika powoduje wysuw tłoczyska siłownika. Ruch powrotny

tłoczyska siłownika następuje po zwolnieniu wciśniętego przycisku.

Powoduje to przesterowanie zaworu rozdzielającego (1.2) do pozycji

wyjściowej, a co za tym idzie, przepływ powietrza z komory siłownika przez

kanał wyjściowy zaworu szybkiego spustu do atmosfery. Swobodny wypływ

powietrza przez zawór szybkiego spustu powoduje szybsze opróżnienie

komory siłownika, przez co układ realizuje zwiększenie prędkości ruchu

powrotnego tłoka siłownika.

3. Zadania do wykonania

Zad.1. Powolny wysuw tłoczyska siłownika dwustronnego działania następuje po wciśnięciu

i przytrzymaniu przycisku zaworu rozdzielającego trójdrogowego dwupołożeniowego.

Powrót tłoczyska siłownika następuje po wciśnięciu przycisku zaworu rozdzielającego

trójdrogowego dwupołożeniowego 1.3. Zrealizuj układ z dławieniem na wlocie.

Narysuj schemat układu, oznacz wszystkie elementy.

Zad.2. Powolny wysuw tłoczyska siłownika jednostronnego działania następuje po wciśnięciu

i przytrzymaniu przycisku zaworu rozdzielającego trójdrogowego dwupołożeniowego.

Powolny powrót tłoczyska siłownika następuje po zwolnieniu wciśniętego przycisku.

Narysuj schemat układu, oznacz wszystkie elementy.

Zad.3. Powolny wysuw tłoczyska siłownika dwustronnego działania następuje po

krótkotrwałym wciśnięciu przycisku zaworu rozdzielającego trójdrogowego

dwupołożeniowego (1.2). Szybki powrót tłoczyska siłownika następuje po wciśnięciu

przycisku zaworu rozdzielającego trójdrogowego dwupołożeniowego 1.3. Narysuj

schemat układu, oznacz wszystkie elementy.

Zad.4. Szybki wysuw tłoczyska siłownika dwustronnego działania następuje po wciśnięciu

jednocześnie dwóch przycisków zaworów rozdzielających trójdrogowych

dwupołożeniowych. Szybki powrót tłoczyska siłownika następuje po wciśnięciu

przycisku zaworu 1.3. Narysuj schemat układu, oznacz wszystkie elementy.