ĆWICZENIE nr 6
POLITECHNIKA RADOMSKA im. KAZIMIERZA PUA
ASKIEGO
Wydział Mechaniczny, Instytut Eksploatacji Pojazdów i Maszyn
LABORATORIUM
NAP
DÓW I STEROWANIA HYDRAULICZNEGO I PNEUMATYCZNEGO
Temat: Sterowanie siłownikiem pneumatycznym w funkcji drogi, czasu i ciśnienia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budow , zasad działania i zastosowaniem
podstawowych elementów pneumatycznych oraz możliwościami praktycznego wykorzy-
stania ich w układach steruj cych w funkcji drogi, czasu i ciśnienia.
WPROWADZENIE
Układy pneumatyczne znalazły szerokie zastosowanie w maszynach i urz dzeniach
przede wszystkim do napędu mechanizmów o ruchu prostoliniowym. Rzadziej stosowane
s do napędu mechanizmów o ruchu obrotowym z wyj tkiem narzędzi z napędem pneu-
matycznym. Dzieje się tak dzięki charakterystycznym dla napędu pneumatycznego zale-
tom, z których najważniejszymi s :
- łatwość zabezpieczenia przed przeci żeniem,
- możliwość ci głej kontroli poszczególnych zespołów maszyn technologicznych,
- możliwość montażu elementów steruj cych w dogodnych dla operatora miejscach,
- łatwość sterowania z możliwości 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 odprowa-
dzania go do otoczenia po wykorzystaniu zawartej w nim energii.
Tego stanu rzeczy nie s w stanie zmienić wady układów do których zaliczamy:
- trudność ścisłego powi zania ruchów poszczególnych zespołów maszyn wywołana
ściśliwości czynnika roboczego i jego zwiększonymi stratami (przeciekami) w wyniku
małej lepkości,
- wpływ obci żeń zewnętrznych na prędkość elementów wykonawczych.
Elementy pneumatyczne możemy podzielić na:
- urz dzenia przygotowuj ce czynnik roboczy:
- filtry,
- reduktory,
- smarownice,
- tłumiki hałasu,
- elementy i zespoły przetwarzaj ce energię sprężonego powietrza na energię mecha-
niczna wśród których rozróżniamy:
- siłowniki pneumatyczne,
- silniki pneumatyczne,
- elementy steruj ce:
- kierunkiem przepływu,
- natężeniem przepływu,
- ciśnieniem ,
- o specjalnym przeznaczeniu,
Nośnikiem energii w układach pneumatycznych jest sprężone powietrze. Powszech-
ne stosowanie napędów pneumatycznych wynika z szeregu jego zalet takich jak: dostęp-
ność, bezpieczeństwo, ekologiczność oraz możliwość wydalania z układu po wykorzysta-
niu, bezpośrednio do atmosfery.
Powietrze sprężane jest w agregatach sprężarkowych i gromadzone w zbiornikach o
wielkościach zależnych od wydajności sprężarki i wielkości zapotrzebowania odbiorników.
Powietrze to zawiera pewn ilość zanieczyszczeń mechanicznych (pył, rdza), wody i oleju.
W celu zabezpieczenia długotrwałego i niezawodnego działania układów pneuma-
tycznych powietrze powinno być odpowiednio przygotowane tj. oczyszczone, zredukowa-
ne i nasycone mgł olejow . Służ do tego filtry, reduktory i smarownice występuj ce jako
oddzielne elementy jak również w postaci bloku zawieraj cego te elementy.
URZ
DZENIA PRZYGOTOWUJ
CE CZYNNIK ROBOCZY
Blok przygotowania sprzężonego powietrza
Blok przygotowania sprężonego powietrza służy do
usuwania z czynnika roboczego zanieczyszczeń stałych i
ciekłych, nastawiania i utrzymywania stałego ciśnienia oraz
nasycania go olejem w celu zapewnienia poprawnej pracy
elementów napędowych i steruj cych.
Czynnik roboczy doprowadzony do otworu wlotowego
bloku przygotowania sprężonego powietrza przepływa kolej-
no przez filtr, zawór redukcyjny, smarownicę.
W filtrze na skutek częściowego rozprężenia, odwiro-
wania oraz przejścia przez wkład filtruj cy oddzielane s
cz stki wody i zanieczyszczeń stałych. Usuwanie zebranych zanieczyszczeń odbywa się
poprzez zawór spustowy umieszczony w dnie zbiornika filtra.
Po oczyszczeniu czynnik roboczy przechodzi do zaworu redukcyjnego, który służy do
zredukowania ciśnienia wejściowego do wartości nastawionej przez pokręcenie śrub re-
gulacyjn i utrzymania tego ciśnienia na zadanym poziomie bez względu na zmiany ci-
śnienia wejściowego i natężenia przepływu przez zawór.
W smarownicy następuje nasycenie czynnika roboczego rozpylonym olejem. Wyda-
tek oleju jest proporcjonalny do natężenia przepływaj cego powietrza. Najczęściej stoso-
wane s oleje mineralne wolne od wody i kwasów o lepkości 2�4oE/50oC. Zalecany jest
olej hydrauliczny 20.
Tłumiki hałasu
Układy pneumatyczne s silnym z
ródłem hałasu przyczyn ,
którego jest sprężone powietrze wypływaj ce na zewn trz z kana-
łów zaworów rozdzielaj cych i silników pneumatycznych. Jest to
powietrze zużyte, które przekazało już główn część energii napę-
dzanym mechanizmom i musi być szybko z nich usunięte, aby nie wprowadzać opóz
nień
w ich pracy. Najprostszy tłumik hałasu zbudowany jest z porowatego wkładu tłumi cego
wykonanego ze spieku br zu i przył cza pozwalaj cego na montaż w kanale spustowym
elementu pneumatycznego. Czynnik roboczy, wpływaj c do komory tłumika, ulega wstęp-
nemu rozprężeniu, a następnie wydostaje się na zewn trz drobnymi strumieniami. Przej-
ście przez pory we wkładzie tłumi cym, powoduje obniżenie poziomu wytwarzanego przy
rozprężaniu dz
więku.
2
ELEMENTY I ZESPOA
Y PRZETWARZAJ
CE ENERGI
SPR
ŻONEGO POWIETRZA
Pneumatyczne układy napędowe wykorzystywane s do napędu mechanizmów
i elementów maszyn. Służ do tego elementy wykonawcze przetwarzaj ce energię sprę-
żonego powietrza na energię mechaniczn . W grupie tej wyróżniamy silniki o ruchu linio-
wym (siłowniki) oraz obrotowym i obrotowym ograniczonym (silniki):
Siłowniki pneumatyczne
Rys.5.1 owniki pneumatyczne.
Siłowniki pneumatyczne dzielimy na:
- tłokowe (z tłoczyskiem jednostronnym (a,e,g,h ) i dwustronnym(f),
- nurnikowe (b ),
- teleskopowe (jednostronnego (c) 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,c,i,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).
3
Podstawowymi częściami siłownika s : tuleja siłownika, tłok, tłoczysko, pierścienie
uszczelniaj ce tłoka i tłoczyska, pokrywy z zaworami zwrotnymi, dławi cymi
i amortyzatorami w formie poduszki powietrznej do hamowania tłoka przy dojściu do skraj-
nego położenia. Sprężone powietrze doprowadzone na przemian, do komór siłownika
z obu stron tłoka powoduje przemieszczenie zespołu tłok-tłoczysko kolejno w obu kierun-
kach.
Siłownik z bezdotykową sygnalizacją położenia tłoka
Większość siłowników może być wyposażona w system bezdotykowej sygnalizacji
położenia tłoka. System taki składa się z magnesu trwałego zamontowanego na tłoczysku
i kontaktronów (wył czniki sterowane magnetycznie) montowanych na siłowniku. Układ
taki pozwala na wyeliminowanie pneumatycznych lub elektrycznych wył czników krańco-
wych i daje możliwość bezdotykowej kontroli położenia tłoka. Sygnał elektryczny podawa-
ny przez kontaktrony może być wykorzystany do sterowania siłownika lub innych elemen-
tów w układzie.
Silniki pneumatyczne
Silniki pneumatyczne dzielimy na:
- silniki o ruchu wahadłowym (realizuj niepełny obrót),
- silniki o ruchu obrotowym,
- silniki krokowe.
Pneumatyczne silniki wahadłowe i krokowe nie znalazły szerokiego zastosowania
w układach napędowych. Częściej stosowane s silniki obrotowe. Charakteryzuj się one
dużymi prędkościami obrotowymi (5�100 tys. obr/min) i małym momentem obrotowym.
Stosuje się je w przypadku zagrożenia pożarowego, wymaganych dużych prędkości obro-
towych i dużej elastyczności napędu. Najczęściej stosowane s do napędu narzędzi takich
jak wiertarki, klucze, wkrętaki itp. Najczęściej stosowane konstrukcje silników przedsta-
wiono na rys.5.2. W silniku łopatkowym (rys.5.2a) wirnik 1 wraz z wałkiem napędowym 4
i łopatkami 2 jest zamocowany mimośrodowo względem obudowy 3. Przy poł czeniu ko-
mory 5 ze z
ródłem zasilania a komory 6 z atmosfer wirnik obraca się w lewo. Po zmianie
poł czeń nast pi zmiana kierunku obrotów wirnika. Podobnie działa silnik turbinowy
(rys.5.2b) i zębaty (rys.5.2c). Przepływ czynnika roboczego wywołuje obrót wałka silnika.
Rys.5.2
W sytuacjach potrzeby pozycjonowania ruchu przy znacznych obci żeniach i pracy
w warunkach zagrożenia pożarowego tj. tam gdzie stosowanie silników krokowych elek-
trycznych jest niemożliwe, z powodzeniem stosowane s wysokomomentowe silniki kro-
kowe pneumatyczne z wbudowana przekładni mechaniczn zmniejszaj c wielkość kro-
ku na wale wyjściowym silnika.
4
ELEMENTY STERUJ
CE
W celu sterowania parametrami wyjściowymi układu (kierunek ruchu, prędkość, siła,
moment) układ napędowy musi być wyposażony w odpowiedni układ steruj cy usytuowa-
ny na drodze sprężonego powietrza do elementów wykonawczych (siłownika lub silnika).
Zadaniem układu steruj cego jest doprowadzenie strumienia sprężonego powietrza
do odbiornika zgodnie z wymaganym do realizacji danego ruchu kierunkiem oraz natęże-
niem przepływu i ciśnieniem.
Zawory powinny umożliwiać uruchomienie, zatrzymanie i zmianę kierunku ruchu sil-
nika. Od wyboru tych elementów zależy funkcjonalność układu. Wybór typu i wielkości
zaworu jest zdeterminowany wymaganiami napędzanej maszyny lub urz dzenia, a także
wartościami natężeń przepływu i ciśnienia czynnika roboczego. Podział zaworów pneuma-
tycznych, określa PN-ISO-1219-1.
W grupie tej wyróżniamy zawory steruj ce kierunkiem przepływu, natężeniem prze-
pływu, ciśnieniem i zawory o specjalnym przeznaczeniu
ELEMENTY STERUJ
CE KIERUNKIEM PRZEPA
YWU
Do tej grupy zaliczamy zawory rozdzielaj ce (rozdzielacze), zawory zwrotne i zawory
kolejności działania.
Zawory rozdzielaj ce maja za zadanie doprowadzenie i odprowadzenie powietrza
w odpowiednim czasie do określonych odbiorników. Podobnie jak rozdzielacze hydrau-
liczne charakteryzuj się:
- ilości dróg przepływu,
- liczb położeń elementu steruj cego,
- rodzajem sterowania (sterowane mechanicznie, elektrycznie, pneumatycznie),
- odmian sterowania:
- sterowane bezpośrednio,
- sterowane pośrednio (z własnym układem wspomagania),
- bistabilne (utrzymuj ce położenie przesterowania po odjęciu sygnału steruj cego),
- monostabilne (powracaj ce do położenia pocz tkowego po odjęciu sygnału steruj -
cego).
- sposobem zasilania:
- przewodowo,
- bezprzewodowo (do montażu płytowego).
Cztery pierwsze cechy zaworów s cechami funkcjonalnymi niezależnymi od rozwi -
zania konstrukcyjnego i maja odzwierciedlenie w symbolach używanych do rysowania
schematów układów pneumatycznych.
Ze względu na rodzaj elementu steruj cego zawory rozdzielaj ce dzielimy na:
- suwakowe,
- płytkowe,
- grzybkowe.
Otwory przył czeniowe zaworów cechowane s symbolami literowymi i oznaczaj
następuj ce poł czenia:
P - z zasilaniem,
A, B - z odbiornikiem,
EA, EB - z atmosfer ,
X - z sygnałem steruj cym.
5
Zawór rozdzielający dwudrogowy dwupołożeniowy
Tego typu zawory s najprostszymi zaworami pełni cymi
funkcję zaworów odcinaj cych (służ cych do zamknięcia-lub
otwarcia dopływu powietrza do odbiorników). Mog być sterowa-
ne mechanicznie, elektrycznie lub pneumatycznie.
Zawór rozdzielający trzydrogowy dwupołożeniowy
Służ do zmiany kierunku przepływu czynnika roboczego w przewodach pneuma-
tycznych lub do odcinania tego przepływu. Należ do grupy tzw. zaworów pomocniczych.
Jest to bogata grupa zaworów stosowanych do poł czenia odbiornika ze z
ródłem za-
silania a następnie z atmosfer w celu opróżnienia go z czynnika roboczego, co umożliwia
powrót organu roboczego, przesterowanie suwaka rozdzielacza lub innego zaworu steru-
j cego.
Wykonywane s najczęściej jako grzybkowe i wykorzystywane jako ł czniki drogowe,
zawory wspomagaj ce do sterowania dużych zaworów lub wył czniki krańcowe. Mog być
sterowane mechanicznie przy pomocy różnego rodzaju dz
wigni i przycisków, elektrycznie
lub pneumatycznie.
Sterowany elektrycznie
Sterowanie elektryczne polega na zamknięciu obwodu
elektrycznego cewki elektromagnesu powoduj cego przyci -
gnięcie zwory elektromagnesu do cewki i przesunięcie elementu
steruj cego zaworu (suwaka, grzybka). W wyniku zmiany poło-
żenia elementu steruj cego następuje zamknięcie lub otwarcie
dróg przepływu czynnika roboczego zgodnie z symbolem graficznym zaworu. Zanik impul-
su elektrycznego powoduje powrót zwory elektromagnesu w położenie pocz tkowe utrzy-
muj c poł czenie dróg wewn trz zaworu rozdzielaj cego zgodnie ze schematem wyjścio-
wym.
Sterowany pneumatycznie
Sygnał steruj cy, w formie strumienia sprężonego powie-
trza doprowadzonego poprzez przył cze (X) do komory steruj -
cej rozdzielacza, powoduje przesunięcie elementu steruj cego
zaworu (suwaka, grzybka). W wyniku zmiany położenia elemen-
tu steruj cego następuje zamknięcie lub otwarcie dróg przepły-
wu czynnika roboczego zgodnie z symbolem graficznym zaworu.
Zanik sygnału pneumatycznego powoduje powrót w położenie
pocz tkowe zwory elektromagnesu utrzymuj c poł czenie dróg wewn trz zaworu rozdzie-
laj cego zgodnie ze schematem wyjściowym.
Rozdzielacze sterowane elektrycznie i pneumatycznie posiadaj przycisk służ cy do
ręcznego przesterowania zaworu w sytuacjach awaryjnych.
6
Wyłącznik krańcowy
Należy do grupy zaworów rozdzielaj cych pomocniczych
spełniaj cych zazwyczaj w układzie pneumatycznym rolę elemen-
tów poboru i wprowadzania informacji (przekaz
niki krańcowe i
drogowe). Służyć mog również do bezpośredniego sterowania
niewielkimi siłownikami pneumatycznymi.
Przesunięcie elementu steruj cego zaworu (suwaka, grzyb-
ka) następuje najczęściej w wyniku nacisku elementu wykonawczego (np. tłoczyska siłow-
nika) lub zwi zanego z nim elementu napędzanego (np. stołu szlifierki) na dz
wignie steru-
j c wył cznika krańcowego.
W wyniku zmiany położenia elementu steruj cego następuje zamknięcie lub otwarcie
dróg przepływu czynnika roboczego zgodnie z symbolem graficznym zaworu. Zanik naci-
sku steruj cego powoduje powrót suwaka w położenie pocz tkowe i poł czenie dróg we-
wn trz zaworu rozdzielaj cego zgodnie ze schematem wyjściowym.
Zawory rozdzielające trójdrogowe dwupołożeniowe sterowane przyciskiem krytym
i pokrętnym
Należ do grupy zaworów rozdzielaj cych pomocniczych
spełniaj cych zazwyczaj w układzie pneumatycznym rolę elemen-
tów wprowadzania informacji (przeł czniki przyciskowe i pokręt-
ne). Mog również służyć do bezpośredniego sterowania niewiel-
kimi siłownikami pneumatycznymi.
W stanowisku laboratoryjnym zastosowano zawór rozdziela-
j cy z przyciskiem krytym i powrotem popychacza do pozycji wyj-
ściowej po zdjęciu siły nacisku, do uruchomienia układu.
Do zmiany cyklu pracy z pojedynczego na automatyczny i odwrotnie zastosowano
zawór rozdzielaj cy z przyciskiem pokrętnym pozwalaj cym na utrzymanie popychacza
w pozycji zał czonej. Obrót pokrętła w kierunku przeciwnym powoduje zwolnienie popy-
chacza i powrót rozdzielacza do pozycji wyjściowej.
Zawór rozdzielający pięciodrogowy dwupołożeniowy
Stosowane w pneumatycznych układach napędowych i steruj cych. Służ do zmiany
kierunku przepływu czynnika roboczego w przewodach pneu-
matycznych lub do odcinania tego przepływu. Mog ł czyć w
odpowiedniej kolejności dwa wejścia odbiornika z zasilaniem i
następnie z atmosfer . Przy ich pomocy można sterować od-
biornikiem (siłownikiem lub silnikiem obrotowym) dwustronnego
działania.
Najczęściej s to zawory suwakowe. Sterowanie takim rozdzielaczem sprowadza się
do przesunięcia elementu steruj cego (suwaka), który może przyjmować dwa skrajne po-
łożenia powoduj c zmianę kierunku przepływu czynnika roboczego zgodnie z symbolem
graficznym zaworu. Przesterowanie takiego rozdzielacza może być realizowane: mecha-
nicznie przy pomocy dz
wigni, pneumatycznie lub elektrycznie.
Podanie sygnału pneumatycznego Y do prawej komory steruj cej zaworu powoduje
przemieszczenie suwaka, a tym samym zmianę kierunku przepływu czynnika roboczego
zgodnie z symbolem graficznym zaworu (A-EA, P-B).
Podanie sygnału pneumatycznego X (po uprzednim upuście sprężonego powietrza
z prawej komory steruj cej do atmosfery), powoduje powrót suwaka do położenia wyj-
ściowego utrzymuj c poł czenie dróg wewn trz zaworu rozdzielaj cego zgodnie ze sche-
matem (B-EB, P-A).
7
Największy interes przedstawia sterowanie elektryczne,
które pozwala na automatyzacje procesu sterowania. W celu
bezpośredniego sprzężenia zaworów z elektronicznymi układami
steruj cymi np. z układami mikroprocesorowymi należy zmniej-
szyć moc elektromagnesów do wartości umożliwiaj cej takie po-
ł czenie. D ży się do tego, aby moc elektromagnesu steruj ce-
go nie przekraczała 1 W. Możliwe jest to tylko w małych rozdzie-
laczach, problem pojawia się przy dużych rozdzielaczach gdzie do przesterowania suwaka
potrzebna jest duża moc elektromagnesów.
Zawory takie sterowane s w sposób pośredni za pomoc pomocniczego zaworu
rozdzielaj cego zabudowanego na korpusie zaworu podstawowego sterowanego
pneumatycznie. Zamknięcie obwodu elektrycznego zaworu podstawowego powoduje jego
przesterowanie i doprowadzenie sprężonego powietrza do komory steruj cej suwakiem
zaworu podstawowego.
Zawory zwrotne
Umożliwiaj przepływ powietrza tylko w jednym kierunku.
Zbudowany najczęściej z gumowej kulki umieszczonej w obudowie.
W celu zmniejszenia oporów przepływu budowane s najczęściej
bez sprężyny a kulka dociskana jest do gniazda własnym ciężarem.
Spotykane s również konstrukcje ze sprężyn dociskow .
W układach pneumatycznych stosowane s również zawory
zwrotne sterowane (a) pozwalaj ce na umożliwienie przepływu po-
wietrza również w kierunku zaporowym (normalnie zamkniętym).
Stosowane s do zabezpieczenia siłowników jednostronnego dzia-
łania przed opadaniem przy gwałtownym spadku ciśnienia zasilaj -
cego. W celu zabezpieczenia siłownika dwustronnego działania
przed opadaniem przy gwałtownym spadku ciśnienia zasilaj cego
niezbędne jest zastosowanie dwóch zaworów zwrotnych sterowa-
nych odpowiednio poł czonych, tzw. zaworów zwrotnych bliz
nia-
czych (b).
Zawory dławiąco-zwrotne
Zawory dławi co-zwrotne stosowane s w pneumatycznych
układach napędowych i steruj cych do nastawiania wielkości natęże-
nia przepływu czynnika roboczego w jednym kierunku i swobodnego
przepływu w kierunku przeciwnym. Najczęściej stosowane s do regu-
lacji prędkości ruchu tłoków siłowników pneumatycznych. Stosowane
s również w celu uzyskania stabilnego ruchu tłoczyska i uniknięcia
jego drgań, mog cych wyst pić na skutek powolnego narastania ciśnienia po jednej stro-
nie tłoka i szybszego odpowietrzania komory po drugiej stronie tłoka. Dodatkow zalet
tego sposobu dławienia jest zmniejszenie wpływu zmian obci żenia na prędkość ruchu
tłoczyska.
Zawór taki może być sterowany ręcznie przy pomocy pokrętła lub mechanicznie np.
przez dz
wignię z rolk przesuwaj c się po krzywce, co pozwala regulować dławienie
w cyklu automatycznym.
8
Przekaz
nik czasowy
Przekaz
niki czasowe służ do wywołania okre-
ślonych opóz
nień czasowych sygnałów pneuma-
tycznych w układach sterowania. Przekaz
nik czaso-
wy składa się z:
- zaworu dławi co-zwrotnego,
- zbiornika
- zaworu rozdzielaj cego 3/2
Podanie pneumatycznego sygnału steruj cego (X) powoduje napełnianie powietrzem
poprzez zawór dławi cy zbiornika. Z chwil , gdy ciśnienie w zbiorniku osi gnie odpowied-
ni wartość potrzebn do przesterowania zaworu rozdzielaj cego trójdrogowego dwupoło-
żeniowego sterowanego pneumatycznie, następuje otwarcie lub zamknięcie dróg przepły-
wu czynnika roboczego zgodnie z symbolem graficznym zaworu.
Czas potrzebny do przesterowania zaworu rozdzielaj cego jest czasem opóz
nienia
zadziałania zaworu i zależy od nastawy zaworu dławi cego. Zmianę nastawy zaworu dła-
wi cego uzyskuje się poprzez obrót śruby regulacyjnej. Poł czenie otworu (X) z atmosfer
powoduje natychmiastowy powrót zaworu do położenia pocz tkowego zgodnie ze sche-
matem wyjściowym. Powietrze ze zbiornika poprzez zawór zwrotny swobodnie wypływa do
atmosfery.
Przekaz
nik pneumoelektryczny
Przekaz
nik pneumoelektryczny służy do zamiany sygnału
pneumatycznego na sygnał elektryczny. Przeznaczony jest do
otwierania lub zamykania obwodu elektrycznego w zależności od
ciśnienia panuj cego w układzie.
Czynnik roboczy doprowadzony do otworu wlotowego naciska
za pośrednictwem membrany na popychacz, który przemieszczaj c
się do góry powoduje przesterowanie ł cznika miniaturowego podł czonego do układu
elektrycznego.
Przy spadku ciśnienia w układzie pneumatycznym, popychacz pod wpływem działa-
nia sprężyny wraca w położenia wyjściowego powoduj c równocześnie powrót ł cznika
miniaturowego w położenie wyjściowe.
Przekaz
nik pneumoelektryczny, zależnie od poł czenia styków zł cza elektrycznego,
może pracować jako "normalnie otwarty" (otwieraj cy obwód elektryczny, gdy ciśnienie
w układzie pneumatycznym spadnie poniżej ciśnienia nastawionego) lub "normalnie za-
mknięty" (otwieraj cy obwód elektryczny, gdy ciśnienie w układzie pneumatycznym wzro-
śnie powyżej ciśnienia nastawionego).
Wielkość ciśnienia nastawiana jest napięciem sprężyny poprzez pokręcanie śruby
regulacyjnej, zabezpieczonej przed samoczynnym odkręcaniem.
Przełączniki obiegu
Przeł czniki obiegu s stosowane w układach pneumatycznych, w
których ż da się pojawienia sygnału wyjściowego, jeżeli zaistniał jeden
z dwu sygnałów wejściowych.
Realizuje funkcję alternatywy - "LUB"
Sygnał wejściowy doprowadza się do jednego z dwu otworów wlotowych zaworu P.
Sygnał wyjściowy uzyskujemy, jeżeli zaistniał jeden z dwu sygnałów wejściowych lub oba
jednocześnie.
9
Stanowisko laboratoryjne
Stanowisko składa się z typowych elementów pneumatycznych zamocowanych na
płycie montażowej w sposób umożliwiaj cy ł czenie ich przewodami elastycznymi
w dowolne układy steruj ce.
Dla celów realizacji ćwiczenia laboratoryjnego z elementów tych należy zbudować
układ sterowania sekwencyjnego dwóch siłowników dwustronnego działania w funkcji dro-
gi wg schematu przedstawionego na rys.5.4.
Układ powinien realizować cykl roboczy zgodnie z cyklogramem przedstawionym na
rys.5.3 i zapewniać pracę siłowników w cyklu automatycznym i pojedynczym.
Stanowisko zasilane jest z agregatu sprężarkowego tłokowego ze zbiornikiem 200 l.
Czynnik roboczy doprowadzony jest do bloku przygotowania sprężonego powietrza
(1). St d powietrze kierowane jest do pomocniczego zaworu rozdzielaj cego sterowanego
przyciskiem pokrętnym (2), przeł czaj cego układ na automatyczny lub pojedynczy cykl
pracy.
W pozycji przedstawionej na schemacie układ pracuje w cyklu automatycznym. Za-
wór (2) znajduje się w pozycji zamkniętej tzn. powietrze nie przepływa przez niego do dal-
szej części układu.
Id c dalej po dolnej linii zasilaj cej powietrze dopływa do przekaz
nika czasowego
(4), gdzie również jest zatrzymywane. Powietrze dopływa także do zaworu rozdzielaj cego
(6) i przepływa do wył cznika krańcowego (15) i (3) gdzie zostaje zatrzymane oraz do za-
woru (8), przez który przepływa do pomocniczego zaworu rozdzielaj cego sterowanego
przyciskiem krytym (9), na którym jest zatrzymywane.
W takim wysterowaniu jak na schemacie powietrze przepływa przez rozdzielacze (7)
i (11) oraz zawory dławi co-zwrotne (13) i (17), do prawych komór siłowników (A) i (B),
powoduj c powrót tłoczysk siłowników do pozycji wyjściowej po zasileniu układu.
Po naciśnięciu przycisku  start zaworu (9) powietrze przepływa przez ten zawór i da-
lej przez przeł cznik obiegu (10) do lewej komory steruj cej zaworu rozdzielaj cego (11)
przesterowuj c go w lewe położenie. Dzięki temu powietrze z rozdzielacza (11) zasilać
będzie poprzez zawór dławi co-zwrotny (12) lew komorę siłownika (A) powoduj c wysuw
tłoczyska.
Tłoczysko siłownika (A) zaczyna się wysuwać zwalniaj c dz
wignię wył cznika krań-
cowego ao (5) przesterowuj c go w prawe położenie i odcinaj c dopływ powietrza do pra-
wej komory steruj cej rozdzielacza (6). Po dojściu tłoczyska siłownika (A) do wył cznika
krańcowego a1 (15) przesterowuje go w lewe położenie doprowadzaj c powietrze do lewej
komory steruj cej rozdzielacza (7). Następuje jego przesterowanie w lewe położenie,
dzięki czemu powietrze z rozdzielacza (7) zasilać będzie poprzez zawór dławi co-zwrotny
(16) lew komorę siłownika (B) powoduj c jego wysuw.
Siłownik (B) zaczyna się wysuwać zwalniaj c wył cznik krańcowy bo (14), przestero-
wuj c go w prawe położenie i odcinaj c dopływ powietrza do prawej komory steruj cej
rozdzielacza (11). Po dojściu tłoczyska tego siłownika do wył cznika krańcowego b1 (3)
przesterowuje go w lewe położenie otwieraj c dopływ powietrza do przekaz
nika czasowe-
go (4).
Powietrze napełnia zbiornik przekaz
nika czasowego w czasie t3. Po przekroczeniu
wartość granicznej ciśnienia nast pi przesterowanie pomocniczego zaworu rozdzielaj ce-
go wchodz cego w skład przekaz
nika czasowego, otwieraj c przepływ czynnika robocze-
go do lewej komory steruj cej zaworu rozdzielaj cego (6) i jego przesterowanie w lewe
położenie.
10
Powietrze dopływa do prawej komory steruj cej rozdzielacza (7) przesterowuj c go
w prawe położenie, dzięki czemu powietrze z rozdzielacza (7) zasilać będzie poprzez za-
wór dławi co-zwrotny (17) praw komorę siłownika (B) powoduj c jego powrót.
Po dojściu tłoczyska do wył cznika krańcowego bo (14), przesterowuje go w lewe po-
łożenie i doprowadza powietrze do prawej komory steruj cej zaworu rozdzielaj cego (11)
przesterowuj c go w prawe położenie. Powietrze z rozdzielacza (11) zasilać będzie po-
przez zawór dławi co-zwrotny (13) praw komorę siłownika (A) powoduj c jego powrót.
Po dojściu tłoczyska siłownika (A) do wył cznika krańcowego ao (5) przesteruje go w
lewe położenie i doprowadza powietrze do prawej komory steruj cej zaworu rozdzielaj -
cego (6) przesterowuj c go w prawe położenie. Cykl został zakończony.
W czasie uruchamiania układu powietrze dopływa także do zaworu (8) przesterowu-
j c go w lewe położenie. Dzięki temu po zakończeniu cyklu pracy siłowników powietrze
z rozdzielacza (6) dopływać będzie do przeł cznika obiegu (10) od prawej strony a na-
stępnie do lewej komory steruj cej zaworu rozdzielaj cego (11) uruchamiaj c kolejny cykl
i powoduj c pracę całego układu w cyklu automatycznym.
Zawór rozdzielaj cy (2) służy do przeł czenia trybu pracy układu z automatycznego
na pojedynczy i odwrotnie. Przesterowanie rozdzielacza (2) w lewe położenie spowoduje,
że układ będzie pracował w cyklu pojedynczym. Uruchomienie kolejnego cyklu w tym wy-
padku, będzie musiało być poprzedzone chwilowym przesterowaniem zaworu (9).
ZADANIE DO WYKONANIA
Zapoznać się z symbolami graficznymi, budow i zasad działania elementów
pneumatycznych będ cych na wyposażeniu stanowiska.
Zmontować układ pneumatyczny zgodnie ze schematem (rys.5.4) zapewniaj cy pra-
cę siłowników w cyklu automatycznym i pojedynczym.
Uruchomić układ i wyregulować czas opóz
nienia powrotu siłowników do pozycji wyjściowej
oraz ustawić prędkość wysuwu i powrotu tłoczysk siłowników zgodnie cyklogramem
(rys.5.3).
11
 12
,
c
u
f
w
.
m
y
z
c
n
y
d
e
j
o
p
i
u
m
w
y
d
n
z
w
c
ó
y
t
k
i
a
o
g
e
n
j
y
c
n
e
w
k
e
s
a
i
n
ai
wg
oo
rr
ed
ti
s
j
uk
dn
PYTANIA KONTROLNE
1. Układy pneumatyczne  podział, zastosowanie, wady, zalety
2. Zawory rozdzielaj ce 2-drogowe
3. Zawory rozdzielaj ce 3-drogowe
4. Zawory rozdzielaj ce 5-drogowe
5. Siłowniki pneumatyczne
6. Silniki pneumatyczne
7. Zawory zwrotne i dławiaco-zwrotne
8. Przekaz
nik czasowy
9. Przekaz
nik pneumoelektryczny
10. Przeł cznik obiegu
11. Cyklogram pracy układu
12. Stanowisko laboratoryjne
LITERATURA UZUPEA
NIAJ
CA:
13. Wiesław Szenajch.: Napęd i sterowanie pneumatyczne. Warszawa WNT 1992.
14. Szydelski Z.: Elementy napędu i sterowania hydraulicznego i pneumatycznego. PWN,
Warszawa 1986.
13