Politechnika Białostocka
Wydział Mechaniczny
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
Temat ćwiczenia: Realizacja pneumatycznych układów
sterowania z przekaz
nikami czasowymi
Numer ćwiczenia: 7
Laboratorium z przedmiotu:
Napędy płynowe
Kod:
Opracował: mgr inż. Tomasz Huścio
mgr inż. Tomasz Kuz
mierowski
Białystok 2004
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i działaniem pneumatycznych układów
sterowania z przekaz
nikami czasowymi
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 wartoÅ›ci ciÅ›nienia zasilajÄ…cego pz = 0,4 ÷ 0,6 MPa .
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.
1. Wprowadzenie
W pneumatycznych układach sterujących występuje niekiedy potrzeba uzyskania
określonego opóz
nienia czasowego zadziałania urządzenia, po podaniu sygnału wejściowego
wywołującego to działanie.
Opóz
nienie czasowe może być zrealizowane przez układ złożony z monostabilnego
zaworu progowego (zawór rozdzielających trójdrogowy dwupołożeniowy sterowany
pneumatycznie strumieniem napełniającym, powrót pod działaniem sprężyny), zaworu
zwrotno-dławiącego i pojemności pneumatycznej (komory). Zawory z wymienionych
elementów złożone w jedną całość nazywane są przekaz
nikami czasowymi.
Układy formujące sygnały pneumatyczne, przedstawione na rysunku 1, są realizowane
przez zastosowanie elementarnych układów opóz
niających, które są zbudowane z
następujących elementów:
a) monostabilnego zaworu rozdzielającego typu 3/2 normalnie zamkniętego lub normalnie
otwartego,
b) zaworu zwrotno-dławiącego,
c) komory (pojemności pneumatycznej).
W zależności od połączenia tych elementów można uzyskać:
" przekaz
niki czasowe z nastawnym czasem napełniania komory,
" przekaz
niki czasowe z nastawnym czasem opróżniania komory.
Rys. 1. Układy formowania sygnałów pneumatycznych
Opis układów formowania sygnałów pneumatycznych:
a) opóz
nienie "t pojawienia się sygnału wyjściowego A od czasu pojawienia się sygnału
wejściowego Z,
b) opóz
nienie "t zaniku sygnału wyjściowego A od czasu zaniku sygnału wejściowego Z,
c) opóz
nienie "t1 pojawienia się sygnału wyjściowego A od czasu pojawienia się sygnału
wejściowego Z oraz opóz
nienie "t2 zaniku sygnału A od czasu zaniku sygnału Z,
d) opóz
nienie "t zaniku sygnału wyjściowego A od czasu pojawienia się sygnału
wejściowego Z,
e) opóz
nienie "t pojawienia się sygnału wyjściowego A od czasu zaniku sygnału
wejściowego Z.
2. Układ sterowania z wykorzystaniem przekaz
ników czasowych
Przedstawiony na rysunku 2 schemat układu zbudowany
jest z: 1.0  siłownika jednostronnego działania; 1.1 
bistabilnego zaworu głównego (zawór rozdzielający
pięciodrogowy dwupołożeniowy sterowany obustronnie
pneumatycznie strumieniem napełniającym); 1.2 
zaworu rozdzielającego trójdrogowego
dwupołożeniowego ze sprężyną, sterowanego ręcznie
przyciskiem; 1.3  wyłącznika drogowego (zawór
rozdzielający trójdrogowy dwupołożeniowy sterowany
mechanicznie dz
wignią z rolką, normalnie zamknięty);
Rys. 2. Układ sterowania zależnego od czasu dla ruchu 1.5  przekaz
nika czasowego.
powrotnego tłoczyska siłownika dwustronnego
Krótkotrwałe wciśnięcie przycisku zaworu
działania
rozdzielajÄ…cego (1.2) powoduje przesterowanie zaworu
głównego (1.1) i przepływ powietrza z bloku zasilania
(0.1) do komory siłownika (1.0). Wzrost ciśnienia
w komorze siłownika powoduje wysuw tłoczyska
siłownika Po osiągnięciu przez tłoczysko siłownika
krańcowego położenia kontrolowanego przez wyłącznik
cyklogram pracy
drogowy (1.3) następuje przepływ powietrza do
pojemności pneumatycznej przekaz
nika czasowego (1.5).
Po określonym czasie "t napełnienia pojemności pneumatycznej, nastawianym pokrętłem zaworu dławiącego
przekaz
nika czasowego (1.5), następuje przesterowanie zaworu w przekaz
niku czasowym, a w konsekwencji
przesterowanie głównego zaworu rozdzielającego (1.1) i ruch powrotny tłoczyska siłownika (1.0).
Przedstawiony na rysunku 3 schemat układu zbudowany
jest z: 1.0  siłownika jednostronnego działania; 1.1 
bistabilnego zaworu głównego (zawór rozdzielający
pięciodrogowy dwupołożeniowy sterowany obustronnie
pneumatycznie strumieniem napełniającym); 1.2, 1.3 
przekaz
ników czasowych; 1.01  zaworu rozdzielającego
trójdrogowego dwupołożeniowego z obustronnym
sterowaniem siłą mięśni.
Krótkotrwałe wciśnięcie przycisku zaworu
rozdzielajÄ…cego (1.01) powoduje na przemian wysuw
i powrót tłoczyska siłownika (1.0). Czas wykonania
pełnego cyklu (wysunięcie i wsunięcie tłoczyska) zależy
od nastawy przekaz
ników czasowych: (1.2)  opóz
nienie
Rys. 3. Układ sterowania zależnego od czasu dla obu wysunięcia tłoczyska, 1.3 - opóz
nienie wsunięcia
kierunków ruchu tłoczyska siłownika
tłoczyska. Automatyczny ruch oscylacyjny tłoczyska
dwustronnego działania
siłownika (1.0) odbywa się w zależności od czasu, bez
kontroli położeń krańcowych.
3. Zadania do wykonania
Zad.1. Opracować układ sterowania realizujący zatrzymanie tłoczyska siłownika
dwustronnego działania w skrajnym położeniu przez określony czas. Narysuj
schemat układu, oznacz wszystkie elementy. Narysuj cyklogram pracy układu
sterowania.
Zad.2. Jednoczesne wciśnięcie przycisków zaworów 1.2 i 1.4 powoduje szybki wysuw
trzpienia tłoka siłownika dwustronnego działania. Po określonym czasie trzpień
automatycznie powoli powraca do pozycji wyjściowej. Narysuj schemat układu,
oznacz wszystkie elementy. Narysuj cyklogram pracy układu sterowania.
Zad.3. Narysuj schemat układu realizującego ruch tłoczyska siłownika dwustronnego
działania według cyklogramu z rysunku 4.
Rys. 4. Cyklogram pracy.
1.2  zawór rozdzielający trójdrogowy dwupołożeniowy ze sprężyną, sterowany ręcznie przyciskiem;
1.3  wyłącznik drogowy (zawór rozdzielający trójdrogowy dwupołożeniowy sterowany mechanicznie
dz
wignią z rolką, normalnie zamknięty).