Grup Școlar “Tudor Tănăsescu” TIMIȘOARA
PROIECT DE CERTIFICARE A COMPETENȚELOR PROFESIONALE NIVEL 3 DE CALIFICARE
SPECIALIZAREA:TEHNICIAN MECATRONIST
TEMA: APARATE PNEUMATICE SPECIALE
PROFESOR LUCIA MARIA STĂNEAN ELEV: NIȚU DIA DIANA NA GEO GEORG RGIA IANA NA CLASA a XII-a A
ANUL SCOLAR 2010/2011
CUPRINS CUPRINS.................................................. ............................................................................. ................................................. .................................. .................. ...... 2 ARGUMENT........ ................ ............... ............... ................ ............... ............... ................ ................ ............... ............... .............. .......... ........ ........ ........ ........ ...... .. 3 SISTEME DE ACTIONARE PNEUMATICA........ ............... ............... ................ ............... ............ ......... ........ ........ ........ ........ ........ ........ .... 5 1.1 CARACTERISTICI ALE ACTIONARILOR ACTIONARILOR PNEUMATICE..................................... ......5 1.2 STRUCTURA UNEI UNEI SCHEME SCHEME PNEUMATICE.......................... PNEUMATICE..........................................................6 ................................6 1.3 CLASIFICAREA CLASIFICAREA SCHEMELOR SCHEMELOR PNEUMATICE.......................... PNEUMATICE..................................................... ................................8 .....8 2. APARATE PNEUMATICE PENTRU ........................... ...................................................... .................................................. ....................... 9 CONTROLUL SI REGLAREA PRESIUNII PRESIUNII....... ............... ................ ............... ............... ................ ................ ............... ............... ............ .... 9 2.1 DISTRIBUITOARE................ DISTRIBUITOARE........................................... ...................................................... .....................................................9 ..........................9 2.2 SUPAPE..........................................................................................................12 Clasificare........................... Clasificare...................................................... ...................................................... ........................................................13 .............................13 2.3 REGULATOARE REGULATOARE DE DEBIT....................................... DEBIT.................................................................. .......................................16 ............16 2.4. INTEGRAREA APARATELOR PNEUMATICE IN SCHEMELE DE ACTIONARE.........17 ACTIONARE.........17 3. UTILIZARI ALE ACTIONARILOR PNEUMATICE ........ ................ ............... ............... ............... ........... ........ ........ ........ ......19 ANEXE....... ............... ................ ............... ............... ................ ................ ............... ............... ................ ............... ............... ................ ................ ............... ........... .... 20 BIBLIOGRAFIE ........ ................ ................ ............... ............... ................ ............... ............... ................ ................ ............ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ......33
2
ARGUMENT Actionarea reprezinta reprezinta operatiunea prin care se comanda si se urmareste regimul de functionare al diverselor instalatii de lucru sau procese tehnologice. Procesele tehnologice implica deseori actionarea unor agregate cu ajutorul unor motoare,,neelectri motoare,,neelectrice ce ‘’, adica folosirea folosirea energiei unui lichid sub presiune (motoare hidraulice) hidraulice) sau a unui gaz sub presiune (motoare pneumatice). O actionare pneumatica contine un generator pneumatic (compresorul), antrenat de obicei de un motor electric, care transmite fluidul energetic (aer comprimat ) motorului pneumatic ce va antrena sarcina (utilajul ). Schema pneumatica este reprezentarea grafica a instalatiei pneumatice care echipeaza o masina oarecare si are rolul de a ne facilita intelegerea functionarii masinii, in primul rand din punct de vedere pneumatic. Schema pneumatica poate fi privita ca o structura formata din cinci nivele, fiecare etaj continand o anumita categorie de elemente pneumatice.Toate elementele elementele din schema sunt interconectate astfel incat sa realizeze functiile cerute de utilizator. Cele cinci nivele cuprind :elemente de preparare aer; elemente de comanda; elemente elemente de procesare ;elemente ;elemente de comanda finala; elemente elemente de executie. In afara de aceste cinci nivele de baza se mai pot identifica inca doua, nu mai putin importante: elemente de conexiune ; matricea mecanica. mecanica. Dintre aparatele pneumatice pentru controlul si reglarea reglarea presiunii folosite in realizarea actionarilor pneumatice cele mai importante sunt : Distribuitoarele - elemente pneumatice cu rol de a dirija energia pneumatica pe anumite circuite, in concordanta cu comenzile pe care le primestc. Sunt de neinlocuit , practic neexistand circuit pneumatic fara sa cuprinda aceste elemente. Supapele - elemente pneumatice care au diferite functii de reglare si contro controlul lul a param parametr etril ilor or agentu agentului lui de lucru lucru din circui circuitt :limit :limitand and valoa valoarea rea maxi maxima ma admi admisa sa a pres presiu iuni niii gene genera rale le in sist sistem em;; ment mentin inan and d const constan anta ta presiunea presiunea in sistem, sistem, permitand permitand curgerea curgerea debitului debitului in exces; exces; asigurand asigurand o 3
succesiune dinainte stabilita a intrarii in functiune a elementelor de executie; diferentiind presiunile de lucru ale diferitilor consumatori Drosele - elemente care permit reglarea vitezei motoarelor rotative sau a cilindrilor liniari prin reglarea debitului de alimentare. Functionarea se bazeaza pe variatia sectiunii de curgere a fluidului, ceea ce determina modificarea debitului vehiculat prin drosel.
Actionarile pneumatice si-au gasit aplicatii in domenii ale tehnicii extrem de variate, pentru cele mai diferite scopuri. Acest fapt se datoreaza avantajelor prezentate de aceste actionari: •
Viteze de lucru si de avans mari ;
Se pot realiza instalatii cu functionare in ciclu automat, care ofera productivitate mare; •
Posibilitatea amplasarii elementelor pneumatice in orice pozitie permite micsorarea gabaritului instalatiilor; •
Fortele, momentele si vitezele motoarelor pneumatice pot fi reglate usor, utilizand dispozitive simple; •
•
Supraincarcarea motoarelor pneumatice nu induce pericol de avarii;
Transmisiile pneumatice permit porniri, opriri dese si schimbari de sens brusce, fara pericol de avarie; •
Aerul comprimat este relativ usor de produs si de transportat prin retele, este nepoluat si neinflamabil. •
•
Pericolul de accidentare este redus;
Intretinerea instalatiilor pneumatice este usoara daca se dispune de personal calificat. •
Actionarile si sistemele de reglare pneumatice sunt utilizate: •
•
•
In industriile cu pericol de incendiu, explozii : metalurgie, chimie, minerit, preluarea lemnului, termocentrale; In industriile cu pericol de contaminare : alimentara, textile, electronic, medicamente; In toate celelalte domenii industrial unde se pot realize linii automate de productie, pentru : asamblare, maipulare de mare productivitate. 4
SISTEME DE ACTIONARE PNEUMATICA
1.1 CARACTERISTICI ALE ACTIONARILOR PNEUMATICE
Actionarea reprezinta operatiunea prin care se comanda si se urmareste regimul de functionare al diverselor instalatii de lucru sau procese tehnologice. Procesele tehnologice implica deseori actionarea unor agregate cu ajutorul unor motoare,,neelectrice ‘’, adica folosirea energiei unui lichid sub presiune (motoare hidraulice) sau a unui gaz sub presiune (motoare pneumatice). In cazul actionarilor pneumatice este necesara realizarea unor surse ,,generatoare’’ de energie pneumatica. O actionare pneumatica contine (fig. 1) un generator pneumatic (compresorul), antrenat de obicei de un motor electric, care transmite fluidul energetic (aer comprimat ) motorului pneumatic ce va antrena sarcina (utilajul ). Actionarile pneumatice si-au gasit aplicatii in domenii ale tehnicii extrem de variate, pentru cele mai diferite scopuri. Acest fapt se datoreaza avantajelor prezentate de aceste actionari: Datorita vitezelor de lucru si de avans mari, precum si momentelor de inertie mici, durata operatiilor este mica. Actionarile pneumatice pot fi foarte rapide ; •
Utilizand elemente logice sau convertoare electropneumatice se pot realiza instalatii cu functionare in ciclu automat, care ofera productivitate mare; •
Posibilitatea amplasarii elementelor pneumatice in orice pozitie este un avantaj important, simplificandu-se astfel proiectarea masinilor micsorand gabaritul acestora; •
5
Fortele, momentele si vitezele motoarelor pneumatice pot fi reglate usor, utilizand dispozitive simple; •
•
Supraincarcarea motoarelor pneumatice nu induce pericol de avarii;
Transmisiile pneumatice permit porniri, opriri dese si schimbari de sens brusce, fara pericol de avarie; •
Aerul comprimat este relativ usor de produs si de transportat prin retele, este nepoluat si neinflamabil. Poate fi stocat in cantitati apreciabile; •
•
Pericolul de accidentare este redus;
Intretinerea instalatiilor pneumatice este usoara daca se dispune de personal calificat. •
In comparatie cu alte tipuri de actionari (hidraulice, electrice) actionarile pneumatice prezinta urmatoarele dezavantaje: Datorita limitarii presiunii de lucru, fortele si momentele oferite de motoarele pneumatice sunt reduse ; •
Compresibilitatea aerului nu permite reglarea precisa a unor parametri de functionare, de exemplu mentinerea constanta a unor viteze mici de deplasare; •
Aerul nu poate fi complet purificat cu costuri rezonabile, fapt ce duce la uzura unor piese prin eroziune si abraziune, precum si la coroziunea componentelor; •
•
In anumite conditii de mediu si functionare exista pericol de inghet ;
•
Randamentul transmisiilor pneumatice este scazut.
1.2 STRUCTURA UNEI SCHEME PNEUMATICE
Schema pneumatica este reprezentarea grafica a instalatiei pneumatice care echipeaza o masina oarecare si are rolul de a ne facilita intelegerea functionarii masinii, in primul rand din punct de vedere pneumatic.
6
Aparatele pneumatice si conexiunile dintre ele precum si functiile pe care acestea le indeplinesc, sunt redate prin simboluri si notatii specifice, cuprinse si descrise in norme unanim acceptate, numite standarde(tabel1). Schema pneumatica poate fi privita ca o structura formata din cinci nivele (fig2), fiecare etaj continand o anumita categorie de elemente pneumatice.Toate elementele din schema sunt interconectate astfel incat sa realizeze functiile cerute de utilizator. Cele cinci nivele cuprind : ● Elemente de preparare aer, care asigura alimentarea instalatiei cu energie
pneumatica la parametri ceruti din sistem:presiune, debit, filtrare, ungere. ● Elemente de comanda, care permit dialogul om-masina : comenzi de
pornire -oprire, selectare pentru diferite functii sau moduri de lucru. De obicei, toate aceste elemente sunt grupate intr-un panou (tablou) de comanda, aflat la distanta sau alipit instalatiei de forta (de executie). ● Elemente de procesare - echipamente care asigura procesarea
(interpretarea si distribuirea) semnalelor primite in instalatie, atat a celor de comanda, provenite de la tabloul de comanda, cat si a celor de reactie, care sunt de obicei semnalele ce ofera informatii despre starea masinii si/sau a procesului tehnologic desfasurat. Elementele de procesare prelucreaza toate aceste semnale fie unitar, fie in anumite combinatii, realizand diferite functii logice:NU, SI, SAU, EXCLUSIV, temporizare, memorare. Elemente de comanda finala - sunt echipamente de distributie a energiei pneumatice si reprezinta un etaj de amplificare a energiei, prin care semnalele de comanda sunt “injectate” direct elementelor de executie : motoare liniare, rotative, oscilante, generatoare de vacuum cu ventuze, manipulatoare. •
● Elemente de executie (actuatoare pneumatice) - sunt echipamente care
convertesc energia de presiune a agentului de lucru (aer) in energie mecanica (forte, moment) pentru efectuarea de lucru mecanic (miscare). In afara de aceste cinci nivele de baza se mai pot identifica inca doua, nu mai putin importante: ● Elemente de conexiune (furtune, tevi, conectori) cu care se construieste
reteaua de aer comprimat ce leaga aparatele pneumatic intre ele.
7
● Matricea mecanica, adica toate acele accesorii mecanice cu care se
asambleaza mecanic cilindrii pneumatici in interiorul unei instalatii.
1.3 CLASIFICAREA SCHEMELOR PNEUMATICE
•
Dupa tipul etajului de comanda:
a) schema pur pneumatica : semnalele de comanda sunt numai pneumatice; b) schema electro-pneumatica : semnalele de comanda sunt electrice. Iar dupa tipul elementelor de comanda, schemele de comanda electro pneumatice sunt de patru tipuri : cu releu, cu placi electronice imprimate, cu microprocesor (automate programabile, calculatoare), mixte. •
Dupa tipul de functionare impuse de etajul de comanda:
a) scheme conduse dupa timp : intr-o instalatie pneumatica, elementele de executie se misca intr-o anumita ordine, descrisa cu ajutorul unui instrument grafic numit Ciclograma sau Diagrama de miscare; b) scheme condusa dupa spatiu : la aceste scheme, un nou semnal de comanda este generat numai dupa ce, in urma unei verificari interne, se confirma ca s-a executat corect miscarea sau procesul precedent. Verificariile se fac cu ajutorul senzorilor sau al traductoarelor. c) scheme mixte : sunt des intalnite in practica si imbina avantajele oferite de tipurile discutate mai sus. •
Dupa tipul circuitelor din schema:
a) cu un circuit comun pentru etajul de comanda si cel de forta ; b) cu doua circuite pentru etajul de comanda si cel de forta.
8
2. APARATE PNEUMATICE PENTRU CONTROLUL SI REGLAREA PRESIUNII
2.1 DISTRIBUITOARE
Sunt elemente pneumatice cu rol de a dirija energia pneumatica pe anumite circuite, in concordanta cu comenzile pe care le primestc. Distribuitoarele sunt de neinlocuit , practic neexistand circuit pneumatic fara sa aiba un distribuitor. Orice distribuitor se compune din doua parti principale : partea de distributie si partea de comanda. Partea de distributie are rolul de a realiza conexiunile intre camerele distribuitorului conform schemei de comutare la primirea unei comenzi. Partea de comanda are rolul de a determina comutarea etajului de distributie conform comenzilor date. Etajul de distributie are in compunere o parte fixa care este corpul distribuitorului si o parte mobila care este organul de distributie.
Clasificare
•
Dupa forma constructiva de baza a organelor de distributie: ▪ ▪
Distribuitoare cu sertar rectiliniu (cilindric sau plan); Distribuitoare cu sertar rotativ (plan, cilindric, conic). 9
Dupa modul de comanda distribuitoare comandate :manual, mecanic, electric, pneumatic. •
►
Distribuitor cu sertar rectiliniu cilindric
Este alcatuit din : corpul distribuitorului, elementul mobil (sertarul), care prin deplasare rectilinie realizeaza schema de comutare, capace. Pe umerii sertarului in canale special practicate se introduc garniturile de etansare ce asigura, in conditiile miscarii sertarului fata de corp, izolarea intre orificiul de presiune si cele aflate la presiunea atmosferica. Sertarul este impins in pozitia extrema dreapta de presiunea din racordul 12 timp in care racordul 14 trebuie ventilat (conectat la atmosfera) pentru a nu aparea o forta de presiune care sa se opuna deplasarii sertarului. Se pate constata ca absenta oricarui resort determina stationarea sertarului pe ultima pozitie atinsa, chiar si dupa incetarea comenzii. Racordul 1 este conectat la consumatorul 2, iar consumatorul 4 este conectat la orificiul 5, deci la atmosfera. Generarea unui impuls de presiune, in racordul 14 ,dupa ce racordul 12 a fost ventilat, determina comutarea distribuitorului pe a doua pozitie unde racordul 1 se conecteaza la 4 , iar 2 la 3.(Fig 3). ►Distribuitor
rectiliniu cu sertar plan
Distribuitorul rectiliniu cu sertar plan 4/2 comandat electric, pilotat pneumatic cu posibilitate de comanda manuala are etajul de distributie este format din (fig 4) : corpul 1, capacele 2, in care se afla elementele de comanda manuala 3, pilotul 4 si sertarul plan 5. Cand orificiul de comanda 12 este alimentat, forta de presiune apasa in capul pilotului 4, care este impins spre dreapta. Deplasarea pilotului determina si deplasarea sertarului plan 5, cele doua elemente fiind solidare pe directia axiala. Resortul 6 realizeaza o forta de apasare a sertarului pe suprafata plana a distribuitorului, asigurand etansarea intre orificii si compensarea automata a uzurii sertarului. Pilotul si corpul distribuitorului sunt realizate din aliaje de Al, iar sertarul este din materiel plastic. Deplasandu-se spre dreapta, sertarul deconecteaza orificiul 1 de la orificiul consumatorului 4 si il conecteaza la orificiul consumatorului 2, dupa ce acest orificiu a fost izolat de orificiul de evacuare 10
3. Alimentarea racordului 14 determina deplasarea spre stanga a ansamblului mobil pilot - sertar realizand schema de comutare corespunzatoare celei de-a doua pozitie.
►Distribuitor
cu sertar rotativ plan
Acesta este alcatuit din corpul C si sertarul S, solidar cu parghia de actionare (fig. 5). Din punct de vedere constructiv este un distribuitor simplu si robust. In corp sunt practicate orificiile 1, 2, 3 si 4, iar in acelasi plan sunt practicate frezari ce permit conectarea orificiilor conform schemei de distributie specifica fiecarei pozitii ocupata de sertar. Acest element este intalnit deseori instalat in amonte de unitatea de preparare a aerului comprimat atasat consumatorului.
►Distribuitor
cu sertar rotativ conic
Distribuitorul cu sertar rotativ conic 2/2 cu actionare manulala are practicat in corpul 1 un alezaj conic, in care se monteaza sertarul rotativ 2, actionat de parghia 3 (fig. 6). In pozitia deschis, racordul P este legat la consummator iar in pozitia inchis, cele doua racorduri sunt izolate. ►Distribuitor
cu supape
La aceste distribuitoare ,realizarea schemelor de conectare se realizeaza prin inchiderea sau deschiderea unor orificii interne distribuitorului cu elemente de etansare de tip supapa (fig. 7). In pozitia de repaus, racordul P este inchis datorita ciupercii de cauciuc 2, care sub efectul fortei de presiune si a resortului inferior se sprijina pe scaunul practicat in corpul distribuitorului. Apasand plunjerul 1, intr-o prima 11
etapa se comprima resortul superior, iar plunjerul apasa asupra ciupercii si izoleaza racordul A fata de R. In a doua etapa resortul inferior este comprimat, supapa se deschide si racordul P este conectat la consumator, prin spatiul dintre plunjerul si alezajul din corpul distribuitorul. Cand apasarea plunjerului inceteaza, forta de presiune si resortul inferior determina inchiderea supapei, iar resortul superior determina conectarea racordului A la atmosfera.
►Distribuitor
actionat mecanic cu rola
Se foloseste ca element de semnalizare a capatului de cursa a cilindrilor pneumatici. Elementele componente (fig. 8):parghie, supapa, sertar, plunjer, resort, capace. Cand elementul mobil al cilindrului apasa parghia iar aceasta actioneaza asupra plunjerului pilotului se deschide accesul aerului in camera sertarului care se lipeste de plunjer si se izoleaza racordul A de racordul R. Apasarea mentinandu-se, plunjerul coboara si permite racordarea orificiului P la orificiul A. Cand parghia este eliberata supapa se inchide iar camera sertarului se ventileaza. Resortul si forta de presiune din racordul A determina izolarea racordurilor A si P si conecteaza racordul A la atmosfera. Datorita constructiei capacului, distibuitorul normal inchis se poate transforma in normal deschis. Exista situatii cand este necesar ca distribuitorul sa fie activat numai pe o cursa a cilindrului. Rola montata pe parghie este articulate fata de aceasta, astfel incat la cursa de avans a cilindrului distribuitorul este actionat insa la cursa de revenire, rola ,,se culca ‘’iesind din campul de actionare al elementului mobil (cama).
2.2
SUPAPE
Sunt elemente pneumatice care au diferite functii de reglare si controlul a parametrilor agentului de lucru din circuit : ▪ Limiteaza valoarea maxima admisa a presiunii generale in sistem; 12
▪ Mentine constanta presiunea in sistem, permitand curgerea debitului in
exces; ▪ Asigura o succesiune dinainte stabilita a intrarii in functiune a elementelor
de executie; ▪ Diferentiaza presiunile de lucru ale diferitilor consumatori; ▪ Regleaza forta/momentul exercitate de actuator, independent de debitul
pe care acesta il consuma.
Clasificare
•
Dupa starea normala a elementului de etansare:
▪ Supape normal inchise, care in pozitia initiala nu permit trecerea agentului
de lucru prin tronsonul de conducte pe care sunt montate ; ▪ Supape normal deschise, care in pozitia initiala permit trecerea fluidului de lucru
prin tronsonul de conducta pe care sunt montate.
●
Dupa tipul comenzii
▪ Supape cu comanda directa, la care sistemul de comanda se aplica direct
sertarului mobil al supapei, comanda poate fi culeasa din circuitul supravagheat (intern),sau dintr-un circuit exterior celui pe care este montata supapa (extern). ▪ Supape cu comanda indirecta(pilotate)
►Supape
de sens
13
Au rolul de a stabili anumite sensuri de curgere preferentiale, in circuitele actionarilor permitand trecerea fluidului de lucru intr-un singur sens (fig. 9). Racordand aerul sub presiune la orificiul A (de intrare) se va actiona ansamblului mobil care se va deplasa spre dreapta, sub actiunea fortei de presiune arcul se comprima, fluidul de lucru trece spre orificiul B (de iesire) prin spatiul dintre corp si elementul mobil. Daca aerul sub presiune se va racorda la racordul B, elementul elastic se va deplasa spre stanga blocand trecerea fluidului.
►Supapa
de selectare sau element logic SAU
Daca orificiile X si Y sunt alimentate la aceeasi presiune prin orificiul A va curge fluid cu presiunea P, orificiile de alimentare putand fi X sau Y sau ambele. Daca este alimentat numai orificiul X sau numai orificiul Y, orificiul alimentat este racordat la A. Daca sunt alimentate ambele orificii de comanda X si Y, la presiuni diferite, in A vom avea presiunea cea mai mare din acest motiv supapa fiind numita ‘‘de selectare’’.(Anexa 5,Fig 1)Simboluri utilizate pentru supape de selectare(Fig 10 a). Functionarea acestei supape poate fi descrisa si printr-un tabelul de adevar(fig.10 b) Datorita simplitatii constructive si robustetii, precum si functiile pe care le poate realiza, supapa de selectare are mai multe aplicatii atat in circuitele pneumatice, cat si in cele hidraulice .
►Supapa
selectoare cu doua presiuni sau element logic Si
Daca racordul X sau Y este alimentat (fig. 11a), sub efectul fortei de presiune supapa blocheaza accesul din racordul respectiv la racordul A. Daca ambele orificii sunt alimentate la aceeasi presiune, orificiul A va fi alimentat, de la orificiul X sau Y sau X si Y (pozitia elementului mobil este indiferenta). Daca ambele racorduri de comanda vor fi alimentate, dar la presiuni diferite, racordul A va fi alimentat la presiunea cea mai mica. Functionarea poate fi descrisa printr-un tabel de adevar (fig.11b) 14
Prin functiile pe care le realizeaza si datorita simplitatii acest element este folosit in multiple aplicatii.
►Supapa
NON SI
Este un alt element logic, care realizeaza functiile descrise de tabelul de adevar (fig.12b), functii care usureaza extrem de mult rezolvarea unor probleme de interconditionare si suprapunere de semnalele in schemele pneumatice. Atunci cand nu se dispune de o supapa NON SI, acest element poate fi inlocuit cu un distribuitor 3/2normal inchis, monostabil, comandat pneumatic (fig.12).
►SUPAPA
DE EVACUARE RAPIDA
Este utilizata pentru a mari viteza de golire a unei incinte de presiune, prin scurtarea traseului parcurs. Din acest motiv, pentru o eficacitate maxima, supapa de evacuare rapida se monteaza cat mai aproape de incinta ce va fi golita (fig. 13). Cand comuta distribuitorul aerul patrunde prin orificiul P al supapei, impinge si lipeste scaunul de elementul de etansare, izoland orificiul R fata de P si A si se alimenteaza cilindrul. Cand distribuitorul este comutat pe pozitia initiala, racordul P al supapei este conectat la atmosfera, iar aerul aflat in camera cilindrului, sub efectul presiunii si al resortului cilindrului determina deplasarea elementului mobil in sens opus, obturand racordul P. Aerul din cilindru este evacuat rapid prin amortizorul de zgomot al supapei. Utilizand supape de evacuare rapida pot fi obtinute viteze de lucru superioare ale instalatiilor pneumatice, marind productivitatea si eficienta acestora.
►SUPAPA
DE SUCCESIUNE 15
Supapa de succesiune asigura o anumita ordine de intrare in functiune a doua sau mai multe actuatoare alimentate de la acelasi circuit, parametrul de comanda fiind presiunea din actuatorul actionat la inceputul ciclului. Comanda unei supape de succesiune poate fi interna (fig.14), cand racordul Z este legat intern la racordul P si externa, cand racordul de comanda este alimentat de la o sursa din alt circuit. Asupra pilotului actioneaza o forta elastica data de resort, forta reglabila prin intermediul tijelor. Cand presiunea din racordul P atinge valoarea prestabilita supapa pilot deschide accesul aerului in camera de comanda a sertarului, forta de presiune apasa membrana, solidara cu sertarul, iar acesta se deplaseaza spre dreapta. Se obtine astfel deconectarea racordurilor A si R si conectarea racordului A la P, moment in care se realizeaza alimentarea circuitului in aval de supapa. Supapa ramane deschisa atata timp cat in racordul Z se mentine presiunea de comanda. Cand comanda este anulata, supapa pilot se inchide, camera de comanda a sertarului se ventileaza si presiunea din racordul P deplaseaza sertarul in pozitia anterioara, refacand conexiunile. Supapa functioneaza la fiecare ciclu de lucru. Cilindrii alimentati alimentati prin intermediul supapei sunt montati in serie. Presiunea de conectare (de comanda) a supapei este presiunea din retea, care este atinsa atunci cand cilindrul 1 ajunge la capat de cursa. In acest moment supapa se deschide si este alimentat cilindrul 2. Cand este inchisa sursa de alimentare, cilindrul 1 este ventilat prin distribuitorul 4 si revine sub efectul resortului, iar cilindrul 2 este ventilat prin supapa 3.
2.3 REGULATOARE DE DEBIT
Permit controlul permanent al debitului care intra sau iese din actuator. Modul de reglare a debitului este definit in functie de caracteristicile sursei de alimentare, caracteristicile motorului si de solutia aleasa.
16
►Drosele
(Rezistente variabile)
Permit reglarea rezistiva a vitezei prin reglarea debitului. Acest tip de reglare se utilizeaza pentru puteri mici, de maximum 7kw. Sunt elemente care permit reglarea vitezei motoarelor rotative sau a cilindrilor liniari prin reglarea debitului de alimentare. Se mai numesc si supape de debit. Functionarea se bazeaza pe variatia sectiunii de curgere a fluidului, ceea ce determina modificarea debitului vehiculat prin drosel. Variatia caderii de presiune determina variatia debitului ce traverseaza droselul si deci variatia vitezei de miscare a elementului de executie alimentat
a ) Drosel bidirectional
Regleaza debitul de fluid indiferent de sensul de curgere al acestuia. Constructia acestuia este foarte simpla si robusta(fig. 14). Se actioneaza asupra rozetei, ansamblul mobil se deplaseaza pe verticala si se modifica sectiunea de trecere a fluidului. b)Drosel unidirectional
Se mai numesc si drosele de cale. Au montata in paralel o supapa de sens ce permite variatia debitului pentru un singur sens de curgere – de la stanga spre dreapta(fig. 15). Se actioneaza asupra rozetei, lucru ce va determina deplasarea obturatorului si micsorarea sectiunii de trecere, regland debitul deci presiunea. In momentul in care aerul va incerca sa strabata droselul in sens invers, elementul elastic se va deforma inchizand sectiunea de trecere. Ca urmare, debitul de aer ocoleste sectiunea ingustata si traverseaza sectiunea creata prin deformarea elemntului elastic.
2.4. INTEGRAREA APARATELOR PNEUMATICE IN SCHEMELE DE ACTIONARE
►Schema
pneumatica FESTO 17
Reprezentarea elementelor pneumatice in schema se face tinand seama de pozitia lor reala pe utilaj(in limitele posibilitatilor). Se iau in considerare : pozitia de lucru a elementelor de executie (orizontala, verticala, oblica), pozitia si modul de grupare al celorlalte elemente, luand ca reper diferite parti din instalatie. O schema pneumatica se poate realiza in mai multe variante(fig. 16). Astfel, exista scheme care permit o interpretare mai usoara, in care sunt clar evidentiate nivelele schemei (varianta 16a) dar si scheme care permit identificarea mai facila a echipamentelor pe utilaj (varianta 16b). Un exemplu de aplicatie este prezentat mai jos.
Actionarea ►
pneumatica a unei usi glisante
Usa culiseaza pe o sina suspendata cu ajutorul unor role (fig 17) ◙ Elementele schemei
1 – sina suspendata ; 2 – role ; 3 – usa glisanta ; 4 – prag ; CL – cilindrul de lucru ; D5 – distribuitorul principal ; D1, D2, D3, D4, D6, D7 – distribuitoare; R1, R2 – drosele; SD1…SD4 – supape.
◙ Functionare
18
Usa este deplasata de cilindrul de lucru, alimentat de distribuitorul principal, prin intermediul droselelor. Deschiderea usii se poate obtine prin actionarea manuala a distribuitorului D1 sau a distribuitorului D3, sau prin actionare mecanica de catre pragul (4), pe care calca vehiculul si care actioneaza astfel distribuitorul D6. Inchiderea usii se produce in momentul actionarii manuale a distribuitoarelor D2 sau D4, sau in mod mechanic, prin revenirea pragului(4), care actioneaza printr – o cama, distribuitorul D7. Alternativele de actionare se realizeaza prin supapele duble . O astfel de instalatie poate actiona o usa de circa 500kg, cu o latime pana la 2000mm.
3.
UTILIZARI ALE ACTIONARILOR PNEUMATICE
La baza functionarii elementelor conventionale de actionare pneumatica se afla doua principii findamentale – principiul compensarii deplasarilor si principiul compensarii fortelor. Principiul compensarii deplasarilor consta in aceea ca deplasarea determinata de marimea de intrare este compensata cu o deplasare determinata de marimea de iesire. Principiul compensarii fortelor permite realizarea unor aparate cu inalte calitati metrologice, sensibilitate si viteza de actionare mare, etc. Actionarile si sistemele de reglare pneumatice sunt utilizate: •
•
•
In industriile cu pericol de incendiu, explozii : metalurgie, chimie, minerit, preluarea lemnului, termocentrale; In industriile cu pericol de contaminare : alimentara, textile, electronic, medicamente; In toate celelalte domenii industrial unde se pot realize linii automate de productie, pentru:asamblare, maipulare de mare productivitate.
19
ANEXE
Fig. 1 – Schema structurala a unei actionari pneumatice (hidraulice) ME – motor electric; AE – aparate electrice; P- generator pneumatic; AP – aparate pneumatice; MP – motor pneumatic; U – utilaj.
20
21
Tabel 1. – Semne conventionale utilizate in actinarile pneumatice
FORTA,
DEPLASARE, MOMENT, TURATIE
5
ELEMENTE DE EXECUTIE
4
ELEMEMTE DE COMANDA FINALA
3
2
ELEMENTE DE PROCESARE
ELEMENTE DE COMANDA
22 ELEMENTE PREPARARE AER COMPRIMAT
1
PUTERE PNEUMATICA DEBIT, PRESIUNE ELEMENTE HIDRAULICE/PNEUMATICE PENTRU CONTROLUL SI REGLAREA VITEZEI
Fig. 2 – Schema pneumatica
Fig. 3 – Distribuitor cu sertar rectiliniu cilindric
23
Fig. 4 – Distribuitor rectiliniu cu sertar plan 1 – corp; 2 – capace; 3 – elemente de comanda manuala; 4 – pilot; 5 – sertar; 6 – resort.
Fig. 5 – Distribuitor cu sertar rotativ plan C – corp; S – sertar; 1, 2, 3, 4 – orificii. 24
Fig. 6 – Distribuitor cu sertar rotativ conic 1 – corp; 2 – sertar rotativ; 3 – parghie.
25
Fig. 7 – Distribuitor cu supape
Fig. 8 – Distribuitor cu rola
26
Fig. 9 – Supapa de sens 1 – corp; 2 – element mobil; 3 – resort.
a
X Y 0 0
A 0
1 0
1
0 1
1
1 1
1
b Fig. 10 .a - Supapa de selectare (element logic SAU) ; b – tabel de adevar
27
a X Y A 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
b Fig. 11 a – Supapa de selectare (element logic SI) ; b- tabelul de adevar.
a
28
X Y A 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 b Fig. 12 Supapa NON SI a – echivalentul (distribuitor 3/2 NI) ; b- tabelul de adevar.
fig. 13 – Circuit pneumatic cu suspsps de evacuare rapida 1.1– distribuitor ; 1.01 – supapa ; 1.0 – cilindrul.
29
a
b
fig. 14 a – Supapa de succesiune cu comanda interna ; b – schema de utilizare a supapei 1 – pilot ; 2 – resort ; 3 – tije ; 4 – sertar ; 6 – membrana 1, 2, - cilindrii ; 3 – supapa de succesiune ; 4 – distribuitor.
Fig. 15 – Drosel bidirectional
30
Fig. 16 – Drosel unidirectional 1 – obturator, 2 – element de etansare.
a
b
Fig. 16 – Schema pneumatica FESTO
31
Fig. 17 – Actionarea pneumatica a unei usi glisante 1 – sina suspendata ; 2 – role ; 3 – usa glisanta ; 4 – prag ; CL – cilindrul de lucru ; D1…D7 – distribuitoare ; R1, R2-drosele ; SD1, SD2 - supape
32
