Politechnika Białostocka

Wydział Mechaniczny

Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Temat ćwiczenia

:

Zajęcia wprowadzające. Zasady BHP.

Czytanie symboli graficznych elementów

pneumatycznych. Zasady rysowania
schematów pneumatycznych układów
sterowania.

Numer ćwiczenia: 1

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 opracowywaniem oraz sposobem czytania

schematów układów napędu i sterowania pneumatycznego.

Zakres ćwiczenia:

1. Zapoznanie

się z symbolami graficznymi elementów pneumatycznych

2.

Zasady rysowania schematów układów pneumatycznych

3.

Oznaczenia elementów na schematach pneumatycznych

4.

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.

1. Wprowadzenie

Przy opracowywaniu oraz czytaniu schematów układów napędu i sterowania

pneumatycznego niezbędna jest znajomość symboli graficznych, oznaczeń elementów

pneumatycznych oraz zasad rysowania schematów układów pneumatycznych.

Wytyczne stosowania symboli graficznych, budowę symboli podstawowych i zasady

rysowania symboli funkcjonalnych określono w normie PN-ISO 1219-1:1994 – „Napędy

i sterowania hydrauliczne i pneumatyczne – Symbole graficzne i schematy układów – Arkusz

1: Symbole graficzne”. Główne zasady rysowania schematów układów hydraulicznych

i pneumatycznych z użyciem symboli graficznych z ISO 1219-1 określono w normie PN-ISO

1219-2:1998 – „Napędy i sterowania hydrauliczne i pneumatyczne – Symbole graficzne

i schematy układów – Arkusz 2: Schematy układów”. Arkusz ten zawiera także przykłady

schematów układów.

2. Symbole graficzne elementów pneumatycznych

Symbole graficzne wybranych elementów pneumatycznych, stosowane na schematach

układów pneumatycznych, zestawiono w tabelach od 1 do 6.

W tabeli 1 przedstawiono symbole graficzne elementów przygotowania sprężonego

powietrza dostarczanego do układów pneumatycznych.

Symbol

Określenie Symbol

Określenie

sprężarka

źródło ciśnienia

filtr ze spustem kondensatu

manometr

zawór redukcyjny

smarownica

Zespół przygotowania sprężonego powietrza

symbol szczegółowy

symbol uproszczony

Tab. 1. Symbole graficzne elementów przygotowania sprężonego powietrza

W tabeli 2 przedstawiono symbole graficzne podstawowych elementów

pneumatycznych.

Symbol

Określenie Symbol

Określenie

przewód roboczy, zasilania
sterowania, elektryczny

przewód sygnału sterowania

połączenie przewodów

skrzyżowanie przewodów

przewód zamknięty

obrys zwartej konstrukcji

odpowietrzanie

pojemność pneumatyczna

Tab. 2. Symbole graficzne podstawowych elementów pneumatycznych

Zestawienie symboli graficznych najczęściej używanych siłowników pneumatycznych

podano w tabeli 3.

Symbol

Określenie

Siłownik jednostronnego działania pchający,
powrót tłoka pod działaniem siły zewnętrznej

Siłownik jednostronnego działania pchający,
powrót tłoka pod działaniem sprężyny

Siłownik jednostronnego działania ciągnący,
powrót tłoka pod działaniem sprężyny

Siłownik dwustronnego działania
z jednostronnym tłoczyskiem

Siłownik dwustronnego działania
z dwustronnym tłoczyskiem

Siłownik dwustronnego działania
z obustronną amortyzacją

Siłownik dwustronnego działania
z nastawianą obustronną amortyzacją

Tab. 3. Symbole graficzne podstawowych siłowników pneumatycznych

W tabeli 4 przedstawiono symbole graficzne podstawowych zaworów rozdzielających

(rozdzielaczy). Poszczególne kwadraty symbolu rozdzielacza oznaczają położenia elementu

sterującego (stan zaworu rozdzielającego). Liczba przyłączy dochodzących do kwadratu

określa liczbę dróg zaworu rozdzielającego. Linie wewnątrz kwadratów wskazują połączenie

między przyłączami, strzałki – kierunek przepływu powietrza. Wylot powietrza do atmosfery

oznacza się za pomocą trójkąta.

Symbol

Określenie

dwudrogowy dwupołożeniowy 2/2
normalnie zamknięty

dwudrogowy dwupołożeniowy 2/2
normalnie otwarty

trójdrogowy dwupołożeniowy 3/2
normalnie zamknięty

trójdrogowy dwupołożeniowy 3/2
normalnie otwarty

czterodrogowy dwupołożeniowy 4/2

pięciodrogowy dwupołożeniowy 5/2

trójdrogowy trójpołożeniowy 3/3
położenie środkowe odcięte

Tab. 4. Symbole graficzne najczęściej używanych zaworów rozdzielających

Rodzaje sterowania zaworów rozdzielających, rysowane w dowolnym dogodnym

położeniu, prostopadle do skrajnych ścianek prostokąta symbolu rozdzielacza, przedstawiono

w tabeli 5.

Symbol

Określenie Symbol

Określenie

Siłą mięsni, symbol ogólny, bez
wskazania sposobu sterowania

rolka (dwa kierunki działania)

przycisk wciskany

rolka (jeden kierunek działania)

dźwignia

strumień napełniający (pneumatycznie
przez wzrost ciśnienia)

pedał

strumień opróżniający (pneumatycznie
przez spadek ciśnienia)

popychacz

elektromagnes

sprężyna

elektropneumatycznie (dwustopniowo)

Tab. 5. Symbole graficzne sterowania zaworami

W praktyce spotyka się prawie wszystkie możliwe skojarzenia rodzaju zaworu z określonym

rodzajem sterowania.

Symbole graficzne pozostałych zaworów pneumatycznych sterujących kierunkiem,

ciśnieniem lub natężeniem przepływu sprężonego powietrza przedstawiono w tabeli 6.

Symbol

Określenie Symbol

Określenie

zawór redukcyjny

zawór dławiąco-zwrotny

zawór dławiący nastawny

zawór szybkiego spustu

zawór zwrotny nie obciążony

przełącznik obiegu
(zawór alternatywy)

zawór zwrotny obciążony sprężyną

Zawór podwójnego sygnału
(zawór koniunkcji)

Tab.6. Symbole graficzne zaworów pneumatycznych sterujących kierunkiem, ciśnieniem lub

natężeniem przepływu

Dla identyfikacji gniazd przyłączeniowych i właściwego połączenia elementów

w funkcjonalny układ, niezbędne jest oznaczenie występujących w nich gniazd. Gniazda

zaworów oznacza się cyframi lub dużymi literami w następujący sposób:

1(P) – gniazdo zasilania,

2, 4 (A, B) – gniazda robocze,

3, 5 (R, S) – gniazda połączone z atmosferą,

12, 14 (X, Y, Z) – gniazda sterowania.

Na rysunku 1 przedstawiono oznaczenia gniazd określonych zaworów pneumatycznych.

Rys.1.Oznaczenia gniazd zaworów pneumatycznych

3. Zasady rysowania schematów układów pneumatycznych

Opracowując schematy układów pneumatycznych należy przestrzegać następujących

zasad:

1. Schemat układu sterowania powinien być podzielony na oddzielne zespoły zawierające

element napędowy (np. siłownik) oraz elementy sterujące jego ruchami.

2. Zaleca się rysowanie wszystkich siłowników i zaworów rozdzielających na tych samych

poziomach.

3. Zespoły powinny być uszeregowane o ile to możliwe w kierunku od lewego do prawego

w kolejności startu poszczególnych elementów napędowych.

4. Schemat połączeń należy rysować w kierunku przebiegu sygnału, tj. od dołu do góry. Nie

jest wymagane uwzględnianie przestrzennego rozmieszczenia elementów.

5. Położenie pneumatycznych i elektrycznych wyłączników drogowych oznacza się pionową

kreską umieszczoną prostopadle na drodze przemieszczającego się elementu.

6. Elementy pneumatyczne powinny być rysowane w położeniu, jakie zajmują w układzie, na

chwile przed podaniem sygnału start.

7. Siłowniki i zawory rozdzielające powinny być zasadniczo rysowane poziomo.

8. Przewody należy rysować liniami prostymi, unikając ich wzajemnego przecinania się.

Oznaczenia elementów na schematach pneumatycznych

W praktyce najczęściej spotykane są dwa sposoby oznaczania elementów na schematach

pneumatycznych:

oznaczanie za pomocą cyfr,

oznaczanie za pomocą liter.

W niniejszym podręczniku przyjęto oznaczanie elementów pneumatycznych polegające

na numerowaniu zespołów i następnie numeracji bieżącej wewnątrz zespołu. Na przykład

(1.12) oznacza element nr 12 w zespole 1.

Podział na zespoły:

0 – elementy zasilania sprężonym powietrzem,

1, 2, 3 – zespoły przyporządkowane siłownikom.

Numerowanie wewnątrz zespołu:

.0 – elementy wykonawcze (siłowniki),

.1 – elementy sterujące kierunkiem przepływu sprężonego powietrza,

.2, .4 – elementy wejściowe powodujące ruch do przodu tłoczyska siłownika (liczby

parzyste),

.3, .5 – elementy wejściowe powodujące ruch powrotny tłoczyska siłownika (liczby

nieparzyste),

.01, .02 – elementy nie wpływające na zmianę kierunku ruchu (np. zawory dławiące,

przekaźniki czasowe).

Na rysunku 2 przedstawiono przykładowy schemat układu sterowania z zachowaniem

zasad ich rysowania oraz z naniesionymi oznaczeniami cyfrowymi elementów.

Rys.2. Przykładowy schemat układu pneumatycznego z oznaczeniami elementów za

pomocą cyfr

Na rysunku 2 poszczególne cyfry oznaczają:

0.1 – zespół przygotowania sprężonego powietrza,

1.0 - siłownik dwustronnego działania z jednostronnym tłoczyskiem,

1.1 - zawór rozdzielający pięciodrogowy dwupołożeniowy 5/2 sterowany obustronnie

pneumatycznie strumieniem napełniającym,

1.2 - zawór rozdzielający trójdrogowy dwupołożeniowy 3/2 ze sprężyną, sterowany ręcznie

przyciskiem,

1.4 - zawór rozdzielający trójdrogowy dwupołożeniowy 3/2 ze sprężyną, sterowany rolką,

1.6 - zawór podwójnego sygnału (zawór koniunkcji),

2.0 - siłownik dwustronnego działania z jednostronnym tłoczyskiem,

2.1 - zawór rozdzielający pięciodrogowy dwupołożeniowy 5/2 sterowany obustronnie

pneumatycznie strumieniem napełniającym,

2.2 - zawór rozdzielający trójdrogowy dwupołożeniowy 3/2 ze sprężyną, sterowany rolką,

2.3 - zawór rozdzielający trójdrogowy dwupołożeniowy 3/2 ze sprężyną, sterowany rolką.

Na fotografii 1 przedstawiono pneumatyczny układ sterowania zbudowany na tablicy

montażowej. Układ ten wykonano zgodnie ze schematem z rysunku 2.

Fot. 1. Tablica montażowa ze zbudowanym pneumatyczny układ sterowania

4. Zadania do wykonania

Zad.1. Omówić zasadę działania z podaniem symboli graficznych poniższych elementów:

zawór redukcyjny
siłownik dwustronnego działania z dwustronnym tłoczyskiem
przełącznik obiegu
siłownik jednostronnego działania popychający
zawór rozdzielający 2/2 sterowany ręcznie, powrót pod działaniem sprężyny