Distribuitoare: CUPRINS:
ARGUMENT………………………………………………………..PAG.2 CAPITOLUL I: ELEMANTE PNEUMATICE DE REGLARE ŞI CONTROL…………………….PAG.3 CAPITOLUL II: PARAMETRII TEHNICO FUNCŢIONALI AI DISTRIBUITOARELOR………………………...PAG. 7 CAPITOLUL III: CLASIFICAREA ŞI SIMBOLIZAREA DISTRIBUITOARELOR…………………….….PAG.9 III.1: SIMBOLIZAREA……………………………...PAG.9 III.2:TIPURI DE DISTRIBUITOARE CLASIFICARE………………………………...PAG.11 CAPITOLUL IV: CONSTRUCŢIA ŞI FUNCŢIONAREA DISTRIBUITOARELOR…..PAG.14 CAPITOLUL V: COMANDA DISTRIBUITOARELOR…………..PAG.21
CAPITOLUL VI:MONTAREA ŞI DIMENSIONAREA DISTRIBUITOARELOR………………………….PAG.24 BIBLIOGRAFIE: ……………………………………………..……PAG.27 ANEXE…………………………………………………………….PAG 27bis
1
ARGUMENT Am ales această temă pentru proiect după ce am realizat o analiză a performanţelor maşinilor inteligente şi a structurii sistemelor .rmecatronice Am observatcă există posibilitatea de a utiliza într-o proporţie foarte mare acţionarea şi controlul pneumatic cu ajutorul distribuitoarelor,denumite şi valve de control direcţional. Această posibilitate decurge şi din faptul că în ultimii ani acţionările pneumatice au cunoscut o dezvoltare substanţială în ceea ce priveşte miniaturizarea elementelor,mărirea presiunilor de licru,creşterea vitezelor,acceleraţiilor şi spaţiilor de lucru,mărirea forţelor şi momentelor dezvoltate,multiplicarea funcţilor de comandă,reglare,control şi chiar programare prin implementarea elementelor pneumatice proporţionale şi a elementelor logice. Folosirea eficientă a valvelor de control direcţional necesită o cunoaştere aprofundată a părţilor componente a acestora, a funcţionării lor ,clasificarea acestora şi ,simbolizarea lor. Lucrarea este structurată pe VI capitole astfel: Capitolul I cuprinde elementele de reglare şi control Capitolul II cuprinde clasificarea şi simbolizarea distribuitoarelor pneumatice Capitolul III cuprinde tipuri de distribuitoare,precum şi clasificarea acestora Capitolul IV cuprinde cnstrucţia şi funcţionarea distribuitoarelor Capitolul V cuprinde comanda distribuitoarelor Capitolul VI cuprindemontarea şi dimensionarea distribuitoarelor pneumatice Toate acestea m-au ajutat să înţeleg cât de importantă este schimbarea
2
CAPITOLUL I ELEMENTE PNEUMATICE DE REGLARE ŞI CONTROL
Poziţionarea între elementele de execuţie şi grupul de preparare a aerului comprimat elementele de reglare şi control al puterii pneumatice au rolul de a acorda parametrii unici,de debit Q şi de presiune p.asiguraţi de grupul de preparare cu parametrii,de ,diverse valori,necesari la intrarea elementelor de execuţie.Distribuţia energiei pneumatice către elementele de execuţie, în raport cu cicligrama de lucru a acestora,la parametrii acordaţi,rezolvă prin componentele de debit Q1….Qi obţinerea a ,,i ,, regimuri de viteze repartizate pe unul sau toate elementele de execuţie,iar prin componentele de presiune p1….pi similar,,j ,, regimuri de forţe. În corespondenţă cu acest rol funcţional important pe careîl au într-un sistem pneumatic de acţionare elementele de reglare şi control trebuie raţional alese astfel încât să asigure: Regimuri optime de funcţionare,atât în interiorul unei faze cât şi la nivelul întregii ciclograme de lucru Productivităţi şi randamente maxime Posibilotăţi largi de automatizare prin comenzi simple şi precise Funcţie de modul în care se realizează reglarea şi controlul celor două Componente ale puterii pneumatice,debitul şi presiunea,se diferenţiază tipuri particulare de elemente pneumatice.Fiecărui tip,pe lângă rolul funcţional general de a regla şi controla unul dintre parametri.îi revine şi rolul particular
3
definit de modul în care se realizează reglarea şi controlul respectivului parametru Toate elementele orientate spre a regla şi controla unul dintre parametri au influenţă valorică şi asupra celui de-al doilea paremetru prin intermediul caracteristicii debit-presiune.Din acest motiv prin împărţirea elementelor pneumatice în elemente de reglare şi control al debitului şi elemente de reglare şi control al presiunii se acceptă clasificarea pe baza criteriului de influenţă directă-principală,pentru fiecare element fiind de analizat şi influienţa secundară dată de caractweristica debit-presiune. Criteriile de clasificare au în vedere: Existenţa posibilităţii de reglare Tipul reglajului(fix sau variabil) Caracterul reglajului(manual sau automat) Caracteristica de reglare(discretă sau continuă)
Tabelul 6.1: Structura elementelor de reglare şi control Q.p Puterea pneumatică: Np=--------------c c=612 Np( KW)
c= 450 Np(CP)
Elemente ce acţionează asupra debitului Q Elemente fără Elemente cu modificarea
Elemente ce
modificarea valorică a
valorică a debitului
acţionează asupra
debitului Elemente de
Supape
Elemente
Elemente cu
presiunii p Elemente de
drum
de sens
cu
modificare
modificare a
modificare
continuă
presiunii
4
Distribuitoare Supape de sens
fixă Rezistenţe
Servodistribuitoare Supape de
Drosele
Distribuitoare
presiune -normal închise
-căi
-de sens
-fixe
proporţionale -cu reacţie de
-poziţii
unic
-reglabile
deplasare
-normal deschise
-tip
-de sens
-
-cu reacţie de
-etc
constructiv
dublu
regulatoare presiune
-comandă
-etc
de debit
-etc
-etc
-etc
Distribuitoarele pneumatice au rolul de a controla puterea pneumatică prin debit,fără a-i modifica valoarea,distribuind-o pe diverse circuite între 2,3,4 sau mai multeorificii,conectate în diverse structuri corespunzătoare a 2,3 sau mai multe poziţii,după o caracteristică funcţională discretă de tipul ,,tot sau nimic ,, Categoria de elemente reprezentată de supapele de sens realizează acelaşi gen de control asupra puterii pneumatice cu deosebirea că aceasta este prezentă sau nu pe un ciecuit în raport cu sensul de curgere.Rezistenţele pneumatice denumite şi drosele reglează puterea pneumatică prin modificarea debitului în trepte valorice fixe.Acţionarea manuală sau mecanică iniţială a droselor permite reglarea unui anumit debit care rămâne neadaptabil în timp la variaţia parametrilor pneumatici din circuit. ,la reglarea continuă a debitului,în scopul menţinerii lui constante indiferent de variaţia parametrilor pneumatici din circuit sau în scopul obţinerii şi conservării unei funcţii de debit în raport cu o mărime de intrare cu rol de comandă,este realizată de servodistribuitoare,Această categorie de elemente pneumatice controlează,prin debit puterea pneumatică după o caracteristică funcţională de tip analogic
5
A doua cale de a controla puterea pneumatică prin reglarea de principiu a presiunii o oferă supapele de presiune.Ele pot regla şi menţine reglajul presiunii independent de variaţia parametrilor circuitului.Cele normal închise,reglează presiunea de pecircuitul de intrare,iar cele normal deschise presiunea de pe circuitul de ieşire.Asemenea elemente de reglare a presiunii sunt necesare datorită contribuţiei lor asupra controlului parametrilor mişcării,în acţionarea roboţilor industriali. Având în vedere rolurile funcţionale importante ,în funcţie de cerinţele impuse acestor sisteme,elementele de reglare a presiunii trebuie să îndeplinească următoarele condiţii tehnice: Pierderi interne de debit şi presiune minime Simplitate constructivă şi siguranţă funcţională Comandă uşoară ,fără eforturi şi deplasări mari la elementul ce materializează funcţia de reglare Timpi de răspuns la comandă minimi-frecvenţe ridicate de funcţionare Sensibilitate mare la schimbarea regimurilor de funcţionare Cost scăzut
CAPITOLUL II PARAMETRII TEHNICO-FUNCŢIONALI AI DISTRIBUITOARELOR
În raport cu locul distribuitoarelor într-un sistem de acţionare pneumatică,între elementele de preparare a aerului şi elementele de execuţie,ele trebuie să distribuie energia pneumatică către acestea din urmă la parametrii de debit şi presiune impuşi.Cum debitele şi presiunile necesare pot
6
avea valori în domenii largi,este logic ca parametrii tehnico-funcţionali să se refere la valori nominale care să satisfacă limitele maxime ale acestor domenii.Acordul între parametrii nominali şi cei necesari cade în sarcina celorlalte elemente de reglare şi control a puterii pneumatice.În această situaţie distribuitoarele pneumatice trebuie să-şi menţină buna funcţionare la parametrii nominali proprii. Ca parametri tehnico-funcţionali se constituie: Presiunea nominală pn(bar) – reprezintă presiunea la care distribuitorul poate funcţiona normal.El îşi menţine capacitatea de etanşare,iar forţele dezvoltate de presiune nu depăşesc limitele admise.Presiunea nominală de lucru este pn =10 bar Debitul nominal - Qn (Nm3 / h) – reprezintă debitul ce poate curge prin distribuitor pe trasee ce conectează,în configuraţii dorite,orificiile de circuit.Gama debitelor nominale,în fond debite volumice,este stabilită de standarde şi reglementări naţionale şi internaţionale.Datorită compresibilităţii aerului acest debit este dependent de presiune,raportându-se la condiţii normale: p = p0 = 1,013 bar,t = 20 0 C când în faţa unităţilor de măsură apare litera N Diametrul nominal – Dn (mm) – reprezintă mărimea dimensională principală a distribuitoarelor ,caracterizând secţiunile orificiilor de circuit şi suprafeţele funcţionale de curgere existente sau create în distribuitor.Când forma secţiunilor este circulară el se identifică cu diametrul geometric.Valorile nominalizate ,uzuale: 2,5;3,2;4 ; 6;10;16;20;25;32;……….mm. Pierderea de presiune maximă datorită rezistenţelor întâmpinate de fluid la curgerea sa pe diverse circuite interne,între orificiile de intrare şi ieşire : Δp (bar) – valori: 0.1;……….0,3 bar Pierderile interne de debit prin şi între suprafeţele de etanşare (dm3 /min
7
Frecvenţa maximă de lucru –fl ( Hz) determinată de numărul de comutaţii posibile într-o secundă.Pentru distribuitoare normale: . fl = 5……10 Hz,iar pentru minidistribuitoare fl =40…… 50Hz,corelată cu timpul de răspuns la comandă al distribuitorului Presiunea minimă de comandă – pcd.min (bar) - reprezintă presiunea de comandă la care acţionarea distribuitorului este încă posibilă.În funcţie de pn ea defineşte un parametru funcţional important în acţionare – raportul de amplificare: Ka = pn / pcd min cu Ka= 2……10
CAPITOLUL III CLASIFICAREA ŞI SIMBOLIZAREA DISTRIBUITOARELOR PNEUMATICE
III.1 SIMBOLIZAREA Un distribuitor determină curgerea aerului între căile sale deschise,închizând sau schimbând conexiunile interne. Didtribuitoarele sunt clasificate în funcţie de : 1)Principiul constructiv-funcţional 2)Numărul de căi 3)Numărul de poziţii de comutare şi poziţia normală(neacţionată) 4)Metoda de acţionare Un distribuitor este normal închis (NI) când aerul de alimentare (P)
8
este împiedicat să pătrundă prin el spre utilizatori şi este normal deschis(ND) când aerul de alimentare (P) poate pătrunde prin el spre utilizator
Primele două criterii sunt exprimate prin fracţiile: 5/2 (dacă leagă 5 căi având 2 poziţii), 3/ 2(dacă leagă 3 căi,având 2 poziţii). Pentru distribuitorul cu 3 poziţii trebuie să fie specificată a treia poziţie care este în mod obişnuit poziţia preferată în absenţa semnalului de camandă dat de forţa antagonistă a două arcuri.Funcţiile principale ale distribuitoarelor sunt prezentate în Tabelul 6.1. Modul de identificare a căii.Coduri folosite Litera P – calea de alimentare care derivă de la ,,pompa,,care produce energia fluidă Litera A – ieşirea unui distribuitor 2/ 2 sau 3/2 Litera B –a doua cale antivalentă cu prima Litera R – reîntoarcerea uleiului în rezervor -descărcaerea Litera S –a doua cale de descărcare Litera Z –orificiul pilot care conectează sursa de putere (aerul sub presiune) la conducta A Litera Y – orificiul pilot care leagă aerul sub presiune cu B Tabelul 6.2: Cele mai folosite indicative ale căilor distribuitoarelor pneumatice Ali
NI
ND
Descărcarea
Descărcarea
Pilot
Pilot
me
ieşire
ieşire
lui NI
lui ND
pentre
pentru
NI
ND
nta
9
re P P P 1
A A A 2
B B B 4
R R1 EA 3
S R2 EB 5
Z Z PA 12
V V PB 14
III.2 TIPURI DE DISTRIBUITOARE-CLASIFICARE Distribuitoarele pneumatice îşi bazează funcţionarea pe principiul compensării forţelor.În report cu soluţia constructivă subansamblul mobil poate fi: Un element de distribuţie – sertarul la distribuitoarele pneumatice cu sertar
Un echipaj de distribuţie constituit din membrane şi supape la
distribuitoarele cu supape sau o altă combinaţie de elemente prin intermediul cărora se face conexiunea între orificiile de circuit.
Poziţiile stabile de funcţionare se generează şi se menţin sub efectul forţei rezultante ce acţionează asupra elementului de distribuţie.(orice structură care îndeplineşte această funcţie.) Având un rol funcţional determinant în sistemele pneumatice de acţionare,distribuitorul trebuie să îndeplinească condiţii riguroase privind modul de distribuţie a energiei pneumatice şi frecvenţa – în raport cu viteza de evoluţie şi succesiune a fazelor de acţionare Distribuitorul trebuie să etanşeze cât mai riguros circuitele sale aflate la stări diferite de presiune adesea la diferenţe maxime de presiune,între presiunea de alimentare şi presiunea atmosferică.Aceste condiţii trebuie să fie îndeplinite pe toată durata de viaţădurabilitatea distribuitorului.Pierderea capacităţii de etanşare şi a frecvenţei
10
nominale de funcţionare constituie cele mai frecvente şi grave defecţiuni în exploatare.
Clasificarea distribuitoarelor pneumatice este făcută în tabelul 6.4 Tip organ de
Formă
Tip de
distribuţie
constructivă
etanşare
organ de
organ de
distribuţie
distribuţie
Nr.figură
corp Distribuitoare Obturator(ventil)
Disc
distribuitor Cu
6.3
Sferic
elastomeri Metal pe
6.4;6.5
Supapă cu
metal Cu
6.6
elastomeri Metal pe
6.7
Disc rotativ
metal Metal pe
6.8
Casetă plană
metal Metal pe
6.9
plunjer Casetă
metal
La alegerea criteriilor de clasificare s-a avut în vedere faptul că orice distribuitor se compune din două părţi componente principale: partea de distribuţie - are rolul de a realiza conexiunile între racordurile distribuitorului conform schemei de comutare la primirea unei comenzi
11
partea de comandă. are rolul de a determina comutarea etajului de distribuţie conform comenzilor date Etajul de distribuţie are în compunere : parte fixă care este corpul distribuitorului parte mobilă care este organul de distribuţie .Forma constructivă de bază a fost de asemenea avută în vedere ca şi criteriu de clasificare. Clasificarea distribuitoarelor se mai poa te face şi conform următoarelor criterii: Numărul de poziţii : cu 2,3,4,5,etc Numărul de orificii: cu 2,3,4,5.etc Numărul de circuite pe o poziţie:1,2,3,etc Răspuns la comandă:cu poziţie nereţinută,cu poziţie reţinută(memorată) Cuplare la circuit:tip panou(figura 6.15) sau tip traseu(figura 6.16) Natura comenzii: 1. manuală(figura 6.12,6.13) 2. mecanică(figura 6.12,6.13) 3. pneumatică(figura 6.6,6.7,6.9) 4. hidraulică 5. electromagnetică(curent continuu sau alternativ)-figura 6.14 modul de transmitere a comenzii asupra elementului mobil de distribuţie: direct(figura 6,3….6.9);sau prin intermediul unei supape pilot(pilotate)- figurile 6.10,6.11 trecerea aerului prin distribuitor în poziţia de repaus a acestuia:NI şi ND CAPITOLUL IV
CONSTRUCŢIA ŞI FUNCŢIONAREA
12
DISTRIBUITOARELOR IV.1 Distribuitoare cu obturator(ventilul) Fluxul ce străbate un distribuitor cu obturator este controlat de un disc Sau un corp care se ridică perpendicular de pe scaunul prevăzut sau nu cu garnitură elastică.El poate fi un distribuitor cu 2 sau 3 căi(figura 6.17 –anexe) Pentru a avea un distribuitor cu 4 sau 5 căi trebuie unite 2 sau mai multe distribuitoare intr-unul singur.În figura 6.17,a-anexe, presiunea de intrare tinde să ridice garnitura(ventilul-obturatorul) de pe scaunul ei.Aceasta necesită o forţă suficientă(a arcului) pentru menţinerea închisă a supapei.În figura 6.17,b presiunea de la intrare ajută arcul să ţină supapa închisă.În acest caz forţa de acţionare variază în funcţie de valoarea presiunii din amonte supapă.Datorită acestui fapt,distribuitoarele cu obturator se realizează pentru dimensiuni mici În figura 6.18 –anexe este prezentat distribuitorul NI de tipul 3/2 acţionat mecanic cu ventil .În poziţia neacţionată a,ieşirea descarcă prin tachet(figura 6.3 şi 6.20-anexe) Când este acţionat b,calea de descărcare se închide şi aerul curge de la calea de alimentare P la ieşirea A.Realizarea schemelor de conectare se realizează prin închiderea sau deschiderea unor orificii interne distribuitorului cu elemente de etanşare de tip turator(supapă) supapă.(figura 6.20).În poziţia de repaus,racordul P este închis datorită ciupercii de cauciuc 2,care sub efectul forţei de presiune şi a resortului inferior
13
se sprijină pe scaunul practicat în corpul
14
15
Figura 6.21 – Distribuitor cu casetă şi supapă cu plunjer rectiliniu cilindric a– comutat în poziţia extremă dreaptă b- comutat în poziţia extremă stânga
16
17
distribuitorului.Apăsând plujerul 1,într-o primă etapă se comprimă resortul superior,iar plujerul apasă asupra ciupercii şi izolează racordul A faţă de R.În a doua etapă resortul inferior este comprimat,supapa se deschide şi racordul P este conectat la consumator.prin spaţiul dintre plujer şi alezajul din corpul distribuitorului.Când apăsarea asupra plojerului încetează ,forţa de presiune şi resortul inferior determină închiderea supapei,iar resortul superior determină conecterea racordului A la atmosferă.Distribuitoarele normal deschise pot fi folosite pentru revenirea motoarelor pneumatice presurizate,fiind utilizate în circuitele pneumatice de siguranţă sau de urmărire. IV.2 Distribuitoarele cu casetă IV.2.1 Distribuitoarele cu casetă şi supapă tip plunjer(sertar rectiliniu cilindric)-figura 6.21-anexe Părţi componente: corpul distribuitorului ,-1 elementul mobil(sertarul),care prin deplasare rectilinie realizează schema de comutare –2 capace –3 Sertarul a fost împins în poziţia extremă dreaptă de presiunea aerului introdus prin racordul 12,în timp ce racordul 14 trebuie depresuruzat pentru a nu apărea o forţă de presiune care să se opună deplasării sertarului.Racordul 1 este conectat la consumatorul 2,iar consumatorul 4 este conectat la orificiul 5,deci la atmosferăGenerarea unui impuls de presiune în racordul 14 determină comutarea distribuitorului pe a doua poziţie unde racordul 1 se conectează la4,iar 2 la 3.În figura 6.22 se prezintă undistribuitor care are organul de distribuţie etanşat faţă de corp cu inele ,,O,,montate în canale special practicate în corpul plujerului sau în corpul distrubuitorului şi menţinerea în poziţuu cistante(figura 6.23).Există construcţii de distribuitoare a căror
18
etanşare între organul de distribiţie şi corp este asigurată prin inele de formă ovală(figura 6.24) Nu toate distribuitoarele au etanşarea între plujer şi corp prin garnituri Ci metal pe metal.(figura 6.7-anexe)În acest caz: cresşte rezistenţa la frecare a plujerului(forţe de frecare mici) se măreşte frecvenţa de comutare creşte durabilitatea şi fiabilitatea distribuitorului IV.2.2 Distribuitor cu casetă plană(rectiliniu cu sertar plan)-4/2 Este comandat electric ,cu posibilitate de comandă manuală (figura 6.25)compus din: corpul 1 capacele 2 elementele de comandă manuală 3 pilotul 4 sertarul plan 5 Când orificiul de comandă 12 este alimentat,forţa de presiune apasă în capul pilotului 4,care este împins spre dreapta,deplasând sertarul 5.Resortul 6 realizează o forţă dr apăsare a sertarului pe suprafaţa plană a distribuitorului,asigurând etanşarea între orificii şi compensarea automată a uzurii sertarului(figura 6.25,a). Alimentarea racordului 14 determină deplasarea spre stânga a ansamblului mobil pilot sertar(figura 6.25,b) IV.2.3 Distribuitor cu casetă şi disc rotativ(distribuitoare rotative)-4/3 NI
19
Este întâlnit instalat în amonte de unitatea de preparare a aerului comprimat ataşat consumatorului.(figura 6.26-anexe) Un disc metalic în care se execută prin frezare canale care permit conectarea orificiilor este rotit manual pentru conectarea între ele a căilor din corpul distribuitorului.Diferenţa de presiune dintre căi este utilizată pentru împingerea discului mobil contra orificiului de curgere în vederea reducerii pierderilo,alimentarea cu aer făcându-se deasupra discului IV.2.4 Distribuitoare cu membrană (figura 6.27) La acestea etanşările se fac prin membrane care reduc forţele de frecare şi timpul de comutare,dar sunt mai pretenţioase în exploatare.Membranele pot fi metalice sau elastomeri .Când este alimentat orificiul 12,forţa de presiune ce apare pe membrana 1 împinge sertarul 3 către stânga,comprimând resortul 6.Elementul de etanşare 4 se deplasează solidar cu sertarul şi se sprijină pe scaunul din stânga,izolând orificiul 1 faţă de consumatorul 2 şi conectându-l la consumatorul 4.Membrana 2 este lipită de scaun,izolând orificiul 5 faţă de consumatorul 4.La încetarea alimentării orificiul ui de comandă 12,resortul 6 readuce sertarul în poziţia iniţială.Butonul 7 permite comanda manuală a distribuitorului
20
CAPITOLUL V COMANDA DISTRIBUITOARELOR PNEUMATICE V.1 Comanda manuală Este obţinută în general montând pe distribuitorul pneumatic cu comandă mecanică un cap de acţionare adaptat pentru controlul manual. În figura 6.28 sunt prezentate principalele elemente de comandă manuală monostabile(revenire cu arc) ,care sunt utilizate pentru pornire şi închidere. Dacă sistemul de comandă manual ataşat distribuitorului accepă 2 poziţii cu îndeplinirea funcţiei de menţinere a ultimei poziţii comutate avem de-a face cu distribuitoare bistabile.(figura 6.29 şi 6.14) V.2 . Comanda mecanică În cazul sistemelor mecatronice şi la echipamentele automate ,distribuitoarele cu comandă mecanică pot sesiza elementele maşinii în mişcare pentru obţinerea semnalelor pentru controlul automat al ciclului de lucru.Principalele comenzi directe sunt prezentate în figura 6.30 ,iar un distribuitor 3/NI acţionat mecanic cu rolă în figura (6.31).Când elementul mobil apasă prin intermediul rolei pârghia 1,aceasta apasă la rândul ei plujerul pilotului 2,descghizând accesul aerului în camera sertarului 3.Forţa de presiune determină coborârea acestui sertar,care se lipeşte de plujerul 4, Izolând orificiul A faţă de orificiul R.Apăsarea se menţine ,iar plujerul 4 coboară şi permite accesul aerului de la orificiul P la A.Când pârghia 1 este eliberată supapa 2 se închide iar camera pilotului se depresurizează.Resortul 5 şi forţa de presiune din racordul A determină izolarea racordului P faţă de A şi conectează orificiul A la atmosferă.Se întâlnesc adesea situaţii când este
21
necesar ca distribuitorul acţionat mecanic cu rolă să fie activat numai pe o cursă a cilindrului (avans sau revenire).Pentru aceasta rola montată pe pârghie este articulată faţă de aceasta(figura 6.32 –anexe)Porţiunea utilizată a cursei totale a rolei nu trebuie să depăşească capătul cursei Înclinaţia camei nu trebuie să aibă un unghi de cca 300.(figura 6.33) Există o categorie de distribuitoare ce sunt utilizate pentru conversia semnalelor mecanice în semnale pneumatice în condiţii dificile de lucru(figura 6.34).Acţionarea se realizează printr-o pârghie cu rolă sau o tijă cu multiple posibilităţi de poziţionare şi orientare (figura 6.35)Comanda alimentării cilindrilor pneumatici prin intermediul distribuitoarelor monostabile acţionate mecanic este prezentată în figura 6.36 a şi b. Din analiza schemelor din figuri se poat trage următoarele concluzii: pentru comanda unui cilindru pneumatic cu simplă acţiune este suficient un distribuitor 3/2 cilindrul cu dublă acţiune necesită cel puţin o configuraţie 5/2 pentru distribuitor controlul real al comenzii cilindrului dr realizează numai în faza de acţionare mecanică asupra tijei distribuitorului;la rliberarea tijei de către elementul de acţionare mecanică controlul deplin asupra cilindrului îl are numai distribuitorul V.3 Comanda cu aer(pneumatică) Distribuitoarele principale pot fi amplasate alături de un cilindru sau motor şi comutate prin intermediul unui element de control tip pârghie cu ajutorul unui semnal pneumatic. Un distribuitor monostabil cu pilotare pneumatică este comutat de presiunea aerului trimisă direct de la o extremitate a plujerului sau un piston şi întors din poziţia sa iniţială prin acţiunea unui arc,când semnalul de presiune se anulează.Acest arc este normal de tip mecanic dar poate fi de asemenea un resort pneumatic creat prin aplicarea presiunii de alimentare la extremitatea plujerului,pe partea opusă a pastilei pilotate sau o combinaţie a ambelor soluţii.Partea pilotată capătă o suprafaţă
22
efectivă mai mare ,care este obţinută cu ajutorul unui piston.Arcul de revenire cu asistentă de aer(figura 6.37) oferă o eficienţă mai bună de comutare şi siguranţă mai ridicată. Există două tipuri de comandă a distribuitoarelor: comanda directă - atunci când o forţă aplicată cu un buton ,orolă sau un tachet mişcă plujerul sau obturatorul. Comanda indirectă-când operatorul acţionează asupra unei mici valve pilotate care la rândul său comută distribuitorul principal pe cale pneumatică.(figura 6.43-anexe) V.4.Comanda electrică( cu bobină) În distribuitoarele cu bobine de dimensiuni mici o armătură de fier se mişcă în interiorul unei subţiri coloane de aer.Armătură este unită cu un obturator din elastomer şi se ridică în conducta de alimentare din corp din cauza forţei electromagnetice generată de o bobină. Distribuitorul 3/2( figura 6.44) are o ieşire pe patea superioară a armăturii. Distribuitorul 5/ 2 cu bobină cu acţionare directă se bazează pe forţa electromagnetică a bobinei pentru mişcsrea plujerului (figura 6.45):Acestea pot fi numai cu etanşare metal pe metal şi mişcarte într-un corp(manşon) fără frecare. Pentru limitarea dimensiunilor bobinei ,distribuitoarele mai mari au o comandă indirectă cu pilot şi bobină(figura 6.46)
23
CAPITOLUL VI MONTAREA ŞI DIMENSIONAREA DISTRIBUITOARELOR VI.1 MONTAREA: Metoda cea mai obişnuită de conexiune a unei distribuţii constă în înşurubarea racordurilor direct în găuri filetate ale căii în cazul unui distribuitor cu găuri pe corp.Această metodă necesită un racord pentru fiecare utilizare,pilot şi cele de alimentare şi un silenţiator pentru fiecare cale ,distribuitoare care se montează pe traseu prin intermediul elementelor de conectare specifice(racorduri,cuple,nipluri,tuburi,conducte) a)Plăcile comune (de distribuţie) -au canale comune pentru alimentarea şi descărcarea pentru un număr determinat de distribuitoare cu găuri în corp.Ieşirile sunt conexate separat la fiecare distribuitor.O placă de distribuţie trebuie să fie organizată pentru a accepta numărul de distribuitoare necesar.O extindere ulterioară nu este posibilă.Poziţiile libere pot fi sigilate cu dopuri.Figura 6.51) b) plăcile de bază - distribuitoarele cu toate căile puse pe o unică faţă sunt construite pentru a fi montate cu garnituri pe o placă de bază în care sunt practicate toate conexiunile pentru exterior.Aceasta permite o îndepărtare rapidă şi înlocuirea unui distribuitor fără a fi necesar să se lucreze la conducte.În general un distribuitor montat pe suprafaţa de bază are o capacitate de flux mult mai mare decât aceea a unui distribuitor cu gaura în corp de acelaşi tip.Se cunosc următoarele tipuri de plăci: Plăci de bază multiple – alimentează şi descarcă un anumit număr dr distribuitoare (valve) prin canale comune şi de asemenea căile spre cilindri sunt scoase prin aceeaşi placă de bază.Ele trebuie să fie
24
organizate pentru numărul necesar de distribuitoare(valve) şi pot fi închise (blocate) în acelaşi mod ca plăcile de distribuţie comune(figura 6.52).Căile de descărcare comune trebuie să fie prevăzute cu silenţiatori,de preferat pe ambele laturi pentru evitarea întoarcerii presiunii.O asemenea soluţie asigură eliminarea zgomotului şi protecţia contra prafului. Plăcile de bază modulare – sunt asamblate din plăci singulare şi permit asamblarea într-o singură unitate (bloc) a mai multor elemente.Acest sistem are avantajul de a permite extinderea sau reducerea unităţii (blocului) dacă sistemul trebuie să fie modificat fără a influienţa componentele sale existente.Există de asemenea opţiunea de închidere (blocare) a poziţiilor necesare. VI.2 DIMENSIONAREA DISTRIBUITOARELOR PNEUMATICE VI.2.1. Capacitatea de curgere sau de flux Pentru aerul comprimat ,fluxul depinde numai de diametrul intern al unui orificiu dar şi de forma completă a parcursului aceluiaşi flux Aceaste depinde de : Presiunea de intrare în distribuitor,p 1 Presiunea la ieşire din distribuitor ,p 2 Caderea de presiune:Δ = p 1 p 2 Secţiunea de cuegere echivalentă a distribuitorului Unitatea pentru capacitatea de curgere a unui distribuitor - S - este secţiunea echivalentă de curgere exprimată în mm2 Aceasta corespunde unei găuri practicate într-o placă de grosime redusă care creează exact acelaşi flux şi aceeaşi cădere de presiune ca şi distribuitorul de referinţă. O altă unitate pentru capacitatea de curgere este factorul - Kv – care poate fi folosit ca indicator aproximativ pentru fluxul de aer. Formula pentru calculul debitului Q pentru lichide este:
25
Δp q = Kv . 3,16
--------ρ
unde : -Δ P – diferenţa de presiune între intrare şi ieşire,(bar) -
ρ - densitatea lichidului în Kg / m3
-
factoeul 31,6 este o constantă a cărei unitate de măsură este Kg / mm3 bar
Factorul Kv este un coeficient adimensional deoarece derivă din raportul între debitul efectiv şi debitul ideal al distribuitorului. Formula pentru determinarea debitului de aer: Δp . p2 Q = 519 . Kv . -------------------T . 1,29 Unde Δp – difereţa de presiune între intrare şi ieşire P2 – presiunea la ieşire T – temperatura absolută în Kelvin 1,29 – masa a 1 Nm3 de aer la 0 0 C O metodă simplă pentru compararea capacităţii de curgere a două sau mai multe distribuitoare este de utilizare a fluxului (debitului ) standard Qn Unde:
239 K1 = -------------este coeficientul de temperatură absolută T T – temperatura absolută în Kelvin
26
BIBLIOGRAFIE: 1.Cosoroabă V ,Georgescu,Gh.,Vişan R – Acţionări pneumatice,Editura Tehnică,Bucureşti,1974 2.Demina T,Banu V. – Micromotoare pneumatice liniare şi rotativeEditura Tehnică Bucureşti,1984 3.Dick D. –Mecatronică ,manual pentru clasa a IX a – Editura Delta Publishing house ,Bucureşti 2005 4. Drăghici L – Roboţi industriali şi manipulatoare –Editura Tehnică Bucureşti,1985 5. Drăghici I – Îndrumar de proiectere în construcţia de maşini Editura Tehnică Bucureşti,2007 6.Mătieş V – Elemente de mecatronică – Editura Todesco,Cluj-Napoca, 2001 7.Mătieş V – Tehnologie şi educaţie mecatronică –Editura Tehnică Bucureşti 2004 8.Radcenco V – Calculul şi proiecterea elementelor şi schemelor pneumatice de automatizare,Editura tehnică ,Bucureşti ,1985
27
ANEXE
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
