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 Kuz
mierowski
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 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.
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
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
Rys. 1. Układ redukcji prędkości tłoka
siłownika (1.0). Przepływ przez element zwrotny jest odcięty. W
siłownika przy ruchu do przodu
zależności od ustawienia pokrętła na elemencie dławiącym układ
- dławienie na wlocie
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).
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
Rys. 2. Układ redukcji prędkości tłoka
siłownika przy ruchu do tyłu -
siłownika powoduje wysuw tłoczyska siłownika. Ruch powrotny
dławienie na wylocie
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.
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
Rys. 3. Układ zwiększający prędkość ruchu
następuje po zwolnieniu wciśniętego przycisku. Powoduje to
powrotnego tłoka siłownika
przesterowanie zaworu rozdzielajÄ…cego (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
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 rozdzielajÄ…cego
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
Rys. 4. Układ redukcji prędkości tłoka
siłownika dla obu kierunków
dławiąco-zwrotnego (1.02). W zależności od ustawienia pokrętła na
ruchu tłoczyska siłownika -
elemencie dławiącym układ realizuje odpowiednio redukcję prędkości tłoka
dławienie na wylocie
siłownika przy ruchu do tyłu. Przepływ przez element zwrotny zaworu
dławiąco-zwrotnego (1.03) jest swobodny.
 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 rozdzielajÄ…cego (1.2) do pozycji
wyjściowej, a co za tym idzie, przepływ powietrza z komory siłownika przez
Rys. 5. Układ zwiększający prędkość
ruchu powrotnego tłoka
kanał wyjściowy zaworu szybkiego spustu do atmosfery. Swobodny wypływ
siłownika dwustronnego
powietrza przez zawór szybkiego spustu powoduje szybsze opróżnienie
działania
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.