plik


ÿþ1. Wprowadzenie Pneumatyka jest dziedzin wiedzy obejmujc zagadnienia wykorzystania gazów lub par (przede wszystkim spr|onego - rzadziej rozrzedzonego - powietrza) do wykonywania pracy a tak|e do przetwarzania i przekazywania informacji. Aatwo[ wykorzystania spr|onego powietrza do wykonywania pracy mechanicznej sprawiBa, |e pneumatyka, obok hydrauliki, nale|y do najstarszych w dziejach ludzko[ci technik napdowych. Maszyny na tzw. gorce powietrze, maszyny wiatrowe i parowe wykorzystywane byBy ju| w staro|ytno[ci. Ju| w XIX wieku wykorzystywano spr|one powietrze lub par w maszynach kopalnianych, w budownictwie ldowym i podwodnym, znane byBy mBoty parowo-powietrzne (od 1849 r.) hamulce pneumatyczne (od 1867 r.). Ju| wtedy maszyny do skBadu czcionek drukarskich, tzw. monotypy, wykorzystywaBy wiele mechanizmów pneumatycznych. Warunki sprzyjajce wykorzystaniu spr|onego powietrza na skal przemysBow powstaBy dopiero pod koniec xix wieku. Opanowanie w 1886 r. produkcji spr|arek o du|ej wydajno[ci umo|liwiBo budow sieci zasilajcych spr|onym powietrzem caBe zakBady przemysBowe. Przy[pieszyBo to nie tylko rozwój i zakres stosowania znanych ju| w tym czasie narzdzi pneumatycznych (wiertnice pneumatyczne napdzane powietrzem spr|anym za pomoc energii wodnej zastosowano do budowy tuneli kolejowych po raz pierwszy ju| w 1861 r.), ale przede wszystkim wywoBaBo zainteresowanie zastosowaniem [rodków pneumatyki dla technicznego usprawnienia przemysBowych procesów wytwarzania. Zastosowanie pneumatyki okazaBo si korzystne lub niezbdne przy realizacji wielu procesów technologicznych takich jak wydobywanie wody ze znacznych gBboko[ci, transport cieczy, transport materiaBów sypkich, transport przedmiotów (np. poczta pneumatyczna), napylanie, suszenie, chBodzenie i mieszanie. Wykorzystanie w koDcu ubiegBego wieku spr|onego powietrza do pomiaru otworów zapBonu w Buskach amunicji karabinowej zapocztkowaBo powstanie nowej gaBzi pneumatyki - pneumatycznych metod kontroli wymiarów i pomiarów dBugo[ci. Powietrze okazaBo si czynnikiem, za pomoc którego nie tylko mo|na byBo wykonywa prac mechaniczn, lecz tak|e uzyskiwa, przesyBa i przetwarza informacje, co stworzyBo perspektywy zastosowania pneumatyki nie tylko do mechanizacji ale tak|e do automatyzacji procesów przemysBowych. Od pocztku lat dwudziestych XX wieku obserwuje si [cisB wspóBzale|no[ rozwoju metrologii, automatyki przemysBowej i pneumatyki. Przez dBugi okres, trwajcy do koDca lat sze[dziesitych, kiedy to w automatyce rozpoczB si okres intensywnej elektronizacji, systemy pneumatyczne stanowiBy dominujcy [rodek mechanizacji i automatyzacji procesów przemysBowych. Etap odkrywania, opracowywania i sprawdzania w praktyce przemysBowej zasad budowy podstawowych urzdzeD pneumatycznych, zarówno napdowych jaki i pomiarowo-sterujcych zakoDczyB si okoBo roku 1930. Na pocztku lat trzydziestych pneumatyk zaczto wykorzystywa ju| nie tylko w mechanizmach napdowych maszyn produkcyjnych i narzdzi ale tak|e coraz cz[ciej do budowy ró|nego rodzaju urzdzeD mechanizacyjnych, bezpo[rednio wspomagajcych prac produkcyjn czBowieka. Midzy innymi po raz pierwszy zastosowano w produkcji masowej manipulatory z napdem i sterowaniem pneumatycznym. Ze wzgldu na brak funkcjonalnie i ekonomicznie konkurencyjnych technik realizacyjnych, a tak|e ze wzgldu na potrzeb technicznej racjonalizacji produkcji przemysBowej, powodowan konieczno[ci obni|ania kosztów wytwarzania w warunkach szybko wzrastajcego kosztu pracy 1 ludzkiej, w drugiej poBowie XX wieku technika pneumatyczna staje si podstawowym [rodkiem racjonalizacji technicznej przemysBowych procesów produkcyjnych. W warunkach krajów przemysBowo rozwinitych, koszt pracy urzdzeD pneumatycznych jest od 40 do 50 razy mniejszy od kosztu pracy rcznej. Jest on, wliczajc nakBady inwestycyjne i koszty eksploatacyjne, ni|szy od kosztu pracy analogicznych urzdzeD hydraulicznych i elektrycznych (pomimo znacznie wy|szego kosztu energii spr|onego powietrza ni| energii elektrycznej). Korzystny ekonomicznie aspekt wykorzystania urzdzeD pneumatycznych w porównaniu z innymi technikami realizacyjnymi (elektryczn i hydrauliczn) wynika przede wszystkim z: nð prostoty konstrukcji urzdzeD pneumatycznych i ich niskiej ceny, nð zasad funkcjonowania zrozumiaBych nawet dla u|ytkowników i sBu|b obsBugowo-naprawczych o niskich kwalifikacjach, nð prostoty konserwacji i obsBugi, a czsto braku potrzeby konserwacji w trakcie caBego okresu eksploatacyjnego, nð bardzo du|ej trwaBo[ci urzdzeD pneumatycznych (do 15 lat), nð odporno[ci na trudne warunki pracy i wpBywy [rodowiska takich jak wilgotno[, zmiany temperatury, pola elektryczne, magnetyczne, promieniowania, zapylenia itp., nð prostoty instalacji - tzw. instalacja jednoprzewodowa - zu|yty czynnik roboczy odprowadzany jest do atmosfery, brak problemu zanieczyszczenia medium roboczego, nð powszechnej dostpno[ci czynnika roboczego, Batwo[ci jego przygotowania i magazynowania. Czsto o wyborze pneumatycznej techniki realizacji decyduje konieczno[ eliminacji zagro|eD wybuchem lub pora|eniem elektrycznym - usunicie tych zagro|eD w przypadku urzdzeD elektrycznych jest trudno osigalne i kosztowne. Poza wymienionymi walorami, o znaczeniu techniki pneumatycznej decyduj mo|liwo[ci i parametry techniczne urzdzeD pneumatycznych, spo[ród których jako najbardziej istotne nale|y wymieni niezwykle cenne wBa[ciwo[ci pneumatycznych elementów wykonawczych, takie jak: nð wysoki stosunek oddawanej mocy do masy oraz stosunek mocy do objto[ci elementu - pod tym wzgldem napdy pneumatyczne ustpuj jedynie napdom hydraulicznym, nð bardzo dobre wBa[ciwo[ci dynamiczne - mo|liwo[ uzyskania przyspieszeD i prdko[ci ruchu kilkakrotnie wy|szych ni| w przypadku napdowych urzdzeD hydraulicznych i elektrycznych, nð odporno[ na przeci|enia i awaryjn blokad ruchu, co wymaga w przypadku napdów elektrycznych dodatkowych urzdzeD zabezpieczajcych, nð szczególn Batwo[ realizacji liniowych ruchów posuwisto-zwrotnych, niezbdnych w urzdzeniach automatyzacji i robotyzacji procesów produkcyjnych, porównywaln tylko z hydrauliczn technik napdow. Wymienione pozytywne cechy urzdzeD pneumatycznych stanowi o trwaBej i nie malejcej pozycji urzdzeD pneumatycznych w technice, pomimo konkurencji urzdzeD elektrycznych i hydraulicznych. Pozycji tej nie osBabiaj wady techniki pneumatycznej, do których nale|y zaliczy: nð wspomniany ju| wysoki koszt spr|ania czynnika roboczego, nð ograniczony zasig i maB prdko[ przesyBania sygnaBów pneumatycznych, nð haBa[liwo[ pracujcych urzdzeD - stosunkowo Batw do usunicia maBym kosztem, nð mniejsz ni| w przypadku analogicznych urzdzeD elektrycznych i hydraulicznych sprawno[ urzdzeD wykonawczych, 2 nð mniejsze ni| w przypadku analogicznych urzdzeD hydraulicznych siBy napdzajce, co ogranicza mo|liwo[ci stosowania urzdzeD pneumatycznych do napdu ci|kich maszyn roboczych, nð zanieczyszczanie [rodowiska olejem wydostajcym si z urzdzeD pneumatycznych wraz ze zu|ytym powietrzem - w przypadku stosowania jako czynnika roboczego powietrza z domieszk mgBy olejowej (coraz szerzej wprowadza si urzdzenia pneumatyczne pracujce z czynnikiem bezolejowym). WspóBcze[nie stosowane urzdzenia pneumatyczne podzieli mo|na na dwie klasy: nð urzdzenia wyspecjalizowane - przeznaczone do wykonywania [ci[le okre[lonego zadania, opracowywane i rozwijane niezale|nie od siebie dla wielu specyficznych zastosowaD, nð urzdzenia uniwersalne - wykorzystywane do budowy wielu ró|norodnych maszyn, urzdzeD, instalacji. Wyspecjalizowanymi urzdzeniami pneumatycznymi s na przykBad: nð urzdzenia do transportu materiaBów sypkich (ziarna, mki, cementu, siana itp.) nð urzdzenia wentylacyjne, klimatyzacyjne, suszarnie, nð pneumatyczne urzdzenia stosowane w ochronie [rodowiska, np. w oczyszczalniach [cieków, do rekultywacji wód, nð urzdzenia techniki pró|niowej, nð urzdzenia stosowane w gazownictwie, nð urzdzenia budownictwa podwodnego, nð urzdzenia do spawania gazowego, nð urzdzenia do malowania, napylania, rozpylania, piaskowania, kulowania itp., nð pneumatyczne ukBady hamulcowe, wspomagajce, sterujce, amortyzujce, ogumienie pneumatyczne i urzdzenia zwizane z jego wykorzystaniem w tzw. pneumatyce transportowej, nð pneumatyczne urzdzenia pomiarowe, nð specyficzne urzdzenia wykorzystywane w przemy[le wBókienniczym, tekstylnym, poligraficznym, spo|ywczym, hutnictwie i wielu innych, nð pneumatyczne narzdzia i maszyny wykorzystywane w rolnictwie. Specyficznym obszarem zastosowaD pneumatyki staBa si aparatura medyczna diagnostyczna, rehabilitacyjna, protetyczna, stomatologiczna. Stosowane s pneumatyczne aparaty do badania ukBadu kr|enia, ukBadu oddechowego, urzdzenia do wspomagania leczenia, protezy koDczyn. Pierwsze sztuczne serca s tak|e aparatami pneumatycznymi. Najnowszym obszarem zastosowaD pneumatyki s tzw. mikro- i nanotechnika - dziaBy techniki zajmujce si tworzeniem superminiaturowych maszyn roboczych, urzdzeD transportowych, robotów. Pomimo tak licznych zastosowaD wyspecjalizowanych urzdzeD pneumatycznych i ich bezspornego znaczenia gospodarczego, znacznie wikszy wpByw na rozwój gospodarki, jej racjonalizacj i przyrost mocy wytwórczych ma wykorzystanie uniwersalnych urzdzeD pneumatycznych. Nale|y podkre[li, |e stan rozwoju uniwersalnych urzdzeD pneumatycznych zdecydowanie rzutuje na mo|liwo[ci wprowadzania pneumatycznych urzdzeD wyspecjalizowanych, poniewa| decyduje o dostpno[ci odpowiednich materiaBów, elementów i podzespoBów niezbdnych do tworzenia specjalizowanych urzdzeD pneumatycznych, a tak|e o wiedzy i do[wiadczeniu kadry naukowej i technicznej zwizanej z dziedzin pneumatyki. W grupie uniwersalnych urzdzeD pneumatycznych istnieje wyrazny podziaB na dwie klasy: nð urzdzenia pneumatyki analogowej, 3 nð urzdzenia pneumatyki dyskretnej (napdowo-sterujce). Pneumatyka analogowa znalazBa powszechne zastosowanie w automatyzacji procesów cigBych, wystpujcych midzy innymi w przemy[le chemicznym, petrochemicznym, cukrowniczym, energetycznym, spo|ywczym i pokrewnych. Rozwój pneumatyki analogowej, a ogólnie automatyki analogowej, stymulowaBy potrzeby automatyzacji wielkich instalacji wystpujcych w tych przemysBach. Natomiast urzdzenia pneumatyki dyskretnej s przeznaczone do mechanizacji a nastpnie automatyzacji i robotyzacji ró|norodnych elementarnych, na ogóB monotonnych i wymagajcych znacznego wysiBku, czynno[ci produkcyjnych wystpujcych w przemy[le maszynowym, elektromaszynowym, przemy[le [rodków transportu, drzewnym, spo|ywczym, hutnictwie, górnictwie, przetwórstwie, serwisie a tak|e w rolnictwie. Do czynno[ci tych nale|: przemieszczanie (manipulacja) narzdzi i przedmiotu obróbki w przestrzeni roboczej maszyny technologicznej i stanowiska produkcyjnego, transportowanie materiaBów, podzespoBów i odpadów produkcyjnych, sterowanie i obsBuga maszyn oraz urzdzeD technologicznych, czynno[ci zwizane ze skBadowaniem i magazynowaniem, pakowaniem wyrobów, przygotowaniem narzdzi i osprztu technologicznego, kontrol prawidBowo[ci wykonania poszczególnych operacji technologicznych itp. Realizacja tego typu procesów, zwanych niecigBymi lub dyskretnymi, w porównaniu z procesami cigBymi, wymaga znacznie wikszego bezpo[redniego udziaBu czBowieka - wykorzystania jego zdolno[ci manualnych (ruchowo-energetycznych), sensualnych (spostrzegania) i intelektualnych. PracochBonno[ dyskretnych procesów produkcyjnych oraz wzrastajcy koszt pracy ludzkiej, szczególnie w krajach o rozwijajcym si przemy[le, stwarzaB ju| na pocztku XX wieku potrzeb mechanizacji i automatyzacji tych procesów. Odpowiednim na t potrzeb [rodkiem technicznym okazaB si posuwisto-zwrotny siBownik tBokowy, napdzany spr|onym powietrzem, doprowadzanym do jego komór przez tzw. zawór rozdzielajcy. SiBownik taki mógB realizowa typowe dla procesów dyskretnych cyklicznie powtarzajce si czynno[ci manualne (ruchowo-energetyczne). W zale|no[ci od sposobu sterowania zaworem rozdzielajcym siBownika pneumatycznego manualna czynno[ ruchowo-energetyczna zostaje: nð zmechanizowana - je|eli zaworem steruje bezpo[rednio obsBugujcy maszyn lub urzdzenie technologiczne robotnik, nð zautomatyzowana - je|eli zaworem steruje staBoprogramowy lub programowalny ukBad sterujcy, zapewniajcy realizacj zaBo|onego cyklu ruchów siBownika, a jedynie inicjacja cyklu pracy nale|y do operatora stanowiska technologicznego (lub do nadrzdnego ukBadu sterowania), nð zrobotyzowana - je|eli siBownik z zaworem stanowi napd elementarnego zespoBu ruchu maszyny manipulacyjnej, realizujcej cykl ruchów manipulacyjnych, niezbdnych do wykonania okre[lonej operacji technologicznej. O powszechno[ci stosowania pneumatyki napdowo-sterujcej do mechanizacji, automatyzacji i robotyzacji dyskretnych procesów produkcyjnych zdecydowaBy brak funkcjonalnie i ekonomicznie konkurencyjnych [rodków technicznych do realizacji dyskretnych procesów produkcyjnych o du|ej przewadze przemieszczania, orientowania w przestrzeni, mocowania przedmiotów i narzdzi o maBych i [rednich masach (do 25 kg) oraz niezawodno[ podstawowego elementu napdu pneumatycznego - siBownika tBokowego. Niniejsze opracowanie dotyczy wyBcznie pneumatyki dyskretnej. 4

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
01 Wprowadzenie do programowania w jezyku C
01 Wprowadzenie odczynniki BHP
01 wprowadzenie
01 Wprowadzenieid&69
01 Wprowadzenie
lab 1 01 wprowadzenie do mathcada 1 3
01 wprowadzenie do teorii eksploatacji statkow powietrznych podstawowe pojecia i definicjeid)90
Wykład 01 Wprowadzenie do sieci telekomunikacyjnych
01 wprowadzenie wwwid)91
01 wprowadzenie (2)

więcej podobnych podstron