Jármű hidraulika és pneumatika KOEAA545. Pneumatika alapjai

Jármű hidraulika és pneumatika KOEAA545 Pneumatika alapjai

1

Bevezetés a pneumatikába Mi is az a pneumatika? A gázok mechanikájával és munkavégzésével foglalkozó tudományág. Nevét a görög „pneuma” szóból származtatjuk, mely magyarul levegőt jelent. A pneumatika olyan eszköz, amely alkalmasan mozgat, szállít, emel, gyorsan és biztonságosan. Robbanásveszélyes helyeken is alkalmazható. Nem kényes az üzem is viszonyokra, jól illeszthető a munkahelyekhez.

2

A levegő A pneumatika gázokkal dolgozik, azon belül is a levegővel. Miért a levegő? Mert a levegő mindenhol rendelkezésre áll, mondhatni kifogyhatatlan közeg, tiszta állapotban színtelen, szagtalan. A levegő mint anyag: Összetétele: 78% nitrogén, 21% oxigén és 1% egyéb gázok. Sűrűsége: 1bar nyomáson, 15˚C hőmérsékleten 1,209kg/m3 Páratartalom és harmatpont összefüggése: egy 20˚C-os és 4,8 g/m3-es abszolút páratartalmú levegőnek 0˚C-on van a harmatpontja.

3

A levegő felhasználása lehet, emberi „fogyasztás” Az ember tág határok között képes belélegezni, alkalmazkodik a rosszhoz is. gépek működtetése A gépek viszont „érzékenyek” - magas bekerülési költség - magas üzemeltetési költség - érzékeny a szennyeződésekre - kopik, tönkremegy - karbantartás (javítás) igényes 4

A sűrített levegő + tulajdonságai Előfordulás: A levegő gyakorlatilag mindenhol korlátlan mennyiségben áll rendelkezésre. Szállítás: A sűrített levegő csővezetéken nagy távolságra egyszerűen, könnyen szállítható. Az elhasznált levegő visszavezetésére nincs szükség. Tárolhatóság: Egy kompresszornak nem kell állandóan üzemelni ahhoz, hogy a sűrített levegő folyamatosan rendelkezésre álljon. A sűrített levegő tartályban tárolható és onnan elvezethető, illetve tartályokban szállítható. Hőmérséklettűrés: A sűrített levegő a hőmérsékletváltozásokra érzéketlen, ez lehetővé teszi a biztonságos alkalmazását különleges hőmérsékleti viszonyok között is. Biztonság: A sűrített levegő robbanás- és tűzbiztos, nincs szükség drága biztonsági berendezések alkalmazására. 5

A sűrített levegő + tulajdonságai Tisztaság: A sűrített levegő tiszta, tömítetlen vezetékeknél, elemeknél sem tud szennyeződés bekerülni a kiáramló levegő következtében. Erre a tisztaságra nagy szükség van például az élelmiszeriparban, fa-, textil-, és bőriparban. Felépítés: A munkavégző elemek felépítése egyszerű és ennek megfelelően olcsó. Sebesség: A sűrített levegő áramlási sebessége viszonylag magas, így jelentős munkasebességek elérését teszi lehetővé. (A pneumatikus munkahengerek dugattyúsebessége például 12 m/sec nagyságrendű.) Állíthatóság: Sűrített levegőnél a sebesség fokozatmentesen vezérelhető, ill. az erőkifejtés fokozatmentesen szabályozható. Túlterhelhetőség: A sűrített levegővel működő készülékek meghibásodás veszélye nélkül túlterhelhetők.

6

A sűrített levegő + tulajdonságai Normál állapotban veszélytelen emberre és környezetre. Összenyomhatóság, kompresszibilitás alkalmas energia tárolásra, szállításra. Egyszerűen készíthető lineáris vagy forgó mozgás. Biztonsággal alkalmazható robbanás biztos területeken. Rugalmasan, túlterhelhető. Könnyen szabályozható a sebesség és az erő. Vezérelhető kézzel, pneumatikus logikával és elektromos szelepeken keresztül PLC-vel is. A sűrített levegős gépek teljesítménysúlya jobb. 7

A sűrített levegő - tulajdonságai Előkészítés: A sűrített levegő gondos előkészítést igényel. Az energiahordozó szennyeződést és nedvességet nem tartalmazhat. Ez az elemek élettartamát csökkentené. Összenyomhatóság: A sűrített levegővel működő hengerekkel nem lehet terhelés-független, egyenletes, ill. állandó dugattyúsebességet biztosítani. Erőkifejtés: A sűrített levegő csak egy meghatározott erőkifejtésig gazdaságos. Normál üzemi nyomás (700 kPa, 7bar esetén) a lökettől és a dugattyúsebességtől függően, a határterhelés 20 000-30 000 N körüli érték. Kipufogás: A kipufogó levegő zajos. Napjainkra a kifejlesztett hangtompító anyagok ezt a problémát nagyrészt kiküszöbölték. Költségek: A sűrített levegő viszonylag drága energiahordozó. A magas energiaköltségek nagy részben olcsó elemekkel és nagy teljesítménnyel (működési sebesség) kompenzálhatók. 8

A sűrített levegő - tulajdonságai Rossz összhatásfok Az összenyomhatóság miatt a pozícionálás és a helyzettartás bonyolult.

9

A sűrített levegő jellemzői Fizikai jellemző

jellegzetesség

Mértékegység

Szennyezettség Páratartalom Nyomás Térfogatáram Tömegáram

Por, olaj, rozsda vízpára

µm % bar m3/min vagy l/min Kg/min

Jele: Qv Jele Qm

Abszolút vákuum 0 bar, légköri nyomás ~1bar, a mért nyomás X bar. Mérése például Manométeren leolvasva történhet: Relatív nyomás: (X bar) – (légköri nyomás) Abszolút nyomás: ( X bar) – (abszolút vákuum) 10

A nyomásesés Bemenő nyomás: egy pneumatikus elem bemeneti oldalára csatlakoztatott nyomás. Kilépő nyomás: egy pneumatikus elem kimenetén mérhet nyomás. A bemenő és kilépő nyomás különbsége a nyomásesés - ∆p, mely függ: - az áramlás sebességétől - a nyomástól ( sűrűség ) - az áramtér alakjától - az áramtér falának felületétől A nyomásesés - ∆p, jellemzi egy pneumatikus elem áramlási veszteségeit. 11

Normál állapot - N Normál állapot – Szabványos nyomás és hőmérséklet STP azaz: Standard condition for Temperature and Pressure) 20°C ; 1bar ( 50% rel. Páratartalom ) Ipari és kereskedelmi áramlásmérés és fogyasztásmérés szükségessé teszi a referencia feltételek félreértésmentes megadását. Ezt sok gép- és berendezés gyártó reklámozásnál figyelmen kívül hagyja, vagy félreérthetően adja meg! 12

Normál állapot - N A légtartály üresen: P=1bar A tartály térfogata: V=1000 liter

A légtartály nyomás alatt: P’=10bar A tarolt sűrített levegő térfogata: V’=10.000 N liter

A sűrített levegő (minden gáz) a rendelkezésre álló teret egyenletesen kitölti. Gázokban a nyomás a tér minden irányában egyenletesen terjed. 13

Normál állapot - N Térfogatáram Normál állapotra vonatkoztatva: ~ az időegység alatt átáramló levegő mennyisége Normál állapotra számolva. Az áteresztett térfogatáram jellemzi egy pneumatikus gép teljesítményét: Kompresszor: - Előállított sűrített levegő: Üzemi nyomás: pl. 10bar Szállítás: pl. 500Nl/min

Fogyasztó: - Felhasznált sűrített levegő: p max = 10 bar Áteresztés: 500Nl/min (∆p = 0.5bar nyomásesés mellett)

14

Alaptörvények A Boyle–Mariotte-törvény kimondja, hogy egy adott mennyiségű ideális gáz térfogatának és nyomásának szorzata egy adott hőmérsékleten (izoterm) állandó. Matematikailag kifejezve: 1 ∗ 1 = 2 ∗ 2, 1 = 2 A Gay-Lussac-törvény kimondja, hogy egy adott térfogatú gáz nyomása egyenesen arányos a hőmérsékletével, vagyis izochor feltételek között a gáz nyomásának és hőmérsékletének hányadosa állandó: =

,

1= 2

A Charles-törvény szerint egy adott nyomású gáz térfogata egyenesen arányos a hőmérsékletével: = 15

,

1= 2

Alaptörvények – az állapotváltozás szerint Állapotváltozások: Térfogat változás állandó hőmérsékleten: p x V = állandó sűrítés – tágulás (állandó hőmérséklet mellett) Hőmérséklet változás állandó nyomáson: V / T = állandó hevítés – hűtés (elmozduló dugattyú) Hőmérséklet változás állandó térfogaton : p / T = állandó hevítés – hűtés (fix dugattyú) Sűrítés – kompresszió vagyis a térfogat csökken a nyomás növekszik a hőmérséklet növekszik Tágulás – expanzió vagyis a térfogat nő a nyomás csökken a hőmérséklet csökken 16

Alaptörvények A három gáztörvényt: Boyle–Mariotte-törvényt, a GayLussac-törvényt és a Charles-törvényt összevonva az egyesített gáztörvényt kapjuk: ∗

=

∗

=á

ó

A levegő a vele érintkező felületre a felülettel és a levegő nyomásával arányos erőt fejt ki: = ∗ Ezt a törvényszerűséget használja ki a pneumatika munkavégzésre, pld. a munkahengerek működtetése esetén. 17

Nedvesség a sűrített levegőben Mollier-féle víz - vízgőz diagram: Harmatpont meghatározására szolgáló diagram.

18

Nedvesség a sűrített levegőben Vízgőz tartalom a sűrített levegőben:

19

Nedvesség a sűrített levegőben Sűrítés – kompresszió vagyis a térfogat csökken a nyomás növekszik, a hőmérséklet növekszik Környezeti, páras levegőt sűrít ! oldott vízgőzként van jelen csak szűréssel nem eltávolítható! Tágulás – expanzió vagyis a térfogat nő a nyomás csökken, a hőmérséklet csökken Pára kiválás kezdődhet (!)

20

A pneumatikus hálózat levegőellátása Ahhoz, hogy a levegő megfelelően előkészítve jusson el a pneumatikus hálózathoz, át kell esnie bizonyos előkészítési folyamatokon: – Előállítás kompresszorokkal. – Tárolás légtartályokkal. – Szárítás, hűtés és szennyeződések eltávolítása. – Továbbítás a hálózatban. – Kondenzvíz és olaj elvezetése.

21

Sűrített levegő szennyezői Szilárd: - por, rozsda, kopadék - kopást, lerakódást okoz szűréssel eltávolítható Vízpára: - korróziót okoz - emulziót képez, kimossa a kenőanyagokat, nagyobb súrlódást, kopást okoz. páraelnyelő anyaggal – adszorpció hidegponton – hűtveszárítóval leválasztható Olaj: (maradék kompresszor olaj): - emulziót képez, kimossa a gyári kenő zsírokat, - káros lehet a tömítések anyagára – kompatibilis anyagok választása 22

A levegő minőségének kérdései A minőséget az ISO 8573-1 szabvány szerint kell megadni, melynek felépítése az alábbiak szerint alakul:

23

A levegő minőségének kérdései

24

A levegő minőségének kérdései

25

Sűrített levegő előkészítő komponensek Hűtveszárító Adszorpciós szárító Kondenz leválasztó Olaj – víz szétválasztó Szűrő

26

Kompresszorok Feladata: levegő sűrítése, azaz megfelelő nyomásra hozása. Eközben lecsökken a gáz térfogata, növekszik a nyomása, és a hőmérséklete. A kompresszorban tehát hő keletkezik, amelynek elvezetése szükséges. Hűtése történhet lég-, vagy vízhűtéssel. A kompresszoroknak a működés szerint 2 fajtája lehet: Térfogat kiszorítás, vagy áramlásdinamikai elven működő.

27

Kompresszorok

28

Kompresszorok A két legelterjedtebb kompresszortípus működési tartományai:

29

Kompresszorok Axiális kompresszor: Forgó-álló lapátsorok követik egymást, ezek egymás után építve több fokozatú is lehet. A kompressziós viszonyt ezen fokozatok sokasága határozza meg. Radiál-kompresszor:

30

Kompresszorok Dugattyús kompresszor: Nagyobb nyomás elérése érdekében a dugattyús kompresszorokból több fokozaton keresztül történő levegősűrítés is Megvalósítható.

31

Kompresszorok Membrán kompresszorok: Lényegében hasonlóan működnek a dugattyús kompresszorokkal, csak a dugattyú teret a szívó-nyomó tértől egy membrán elválasztja, így a levegő sűrítés közben nem vesz fel olajt, így tisztább lesz.

32

Kompresszorok Csavarkompresszor: A kompresszor ház és a csavarok fejszalagja között elkerülhetetlenül rés van, melyen visszaáramlás történik, ennek a nem kívánt szivárgásnak a mértékét a többszöri kapcsolódás labirinttömítésként csökkenti.

33

Kompresszorok Csúszólapátos kompresszor: Az excentrikusan elhelyezett forgólapátok forognak a házban. A háznak azon a részén, ahol a cella térfogata növekszik, szívónyílást helyeznek el, a csökkenő térfogatú részen pedig nyomónyílás van kiképezve.

34

Kompresszorok Root kompresszorok: A bejövő (szívó) oldal és a kimenő csonk között csak a levegő szállítása történi, a kompresszoron belül kompresszió nem alakul ki. Csak utána a tartályban.

35

Levegő sűrítés vezérlésének elvei Impulzusvezérlés, vagy leállásos szabályozás, melynek során a kompresszornak két szabályozható állapota létezik: bekapcsolt, és kikapcsolt. Ebben az esetben a kompresszor után jellemzően egy légtartály kerül beépítésre, és meg van adva egy alsó és felső nyomáskorlát, amelyek között kell tartani annak nyomását. A másik lehetőség a folyamatos szabályozás, ahol a szállított légmennyiséget szabályozzuk a maximális és a minimális értékek között. Alacsony teljesítményű rendszereknél megengedhető az ún. lefúvásos szabályozás, ahol a kimenőcsonkon a fölösleges levegő egy lefúvató szelepen keresztül a kültérbe távozik. 36

Levegő sűrítés vezérlésének elvei A legfejlettebb megoldás a levegőigény függvényében a kompresszor levegőszállításának folyamatos szabályozása. A kompresszor által szállított levegőmennyiség meghatározásánál két esetet különböztetünk meg. Ezek az elméleti légszállítás és a tényleges légszállítás. Dugattyús kompresszoroknál az elméleti légszállítás a mindenkori lökettérfogat és fordulatszám szorzataként határozható meg. A tényleges légszállítás függ a kompresszor típusától, volumetrikus veszteségétől, valamint az üzemi nyomástól. A szállított mennyiségek Nm3/perc, vagy Nm3/óra egységekben vannak megadva. 37

A Nyomás lehet: Üzemi nyomás alatt a kompresszor szállító-, ill. tároló tartályában lévő, valamint a csővezetékben szállított levegő nyomása értendő. Munkanyomás az a nyomás, amelyre a mindenkori munkahelyen szükség van. A munkanyomás értéke az esetek többségében 600 kPa (6 bar). A pneumatikus elemek üzemi adatait is erre a nyomásértékre adják meg.

38

Tárolás A tartály: A levegő felhasználás lökésszerű és nem egyenletes, ezért a nyomás ingadozását ezzel a pufferrel egyenlítik ki. További tulajdonsága a levegőtartályoknak, hogy bennük a levegő lehűlhet, illetve a levegőben lévő nedvesség kicsapódik, mely elvezethető a rendszerből.

39

Tárolás A légtartályok tehát az alábbi fontos feladatokat látják el: – A légvezetékekben lévő nyomásingadozások kiegyenlítése; – A sűrített levegő tárolása a hálózat kompresszorteljesítmény feletti időszakos igényeinek kiszolgálására; – A kondenzátumok, olajcseppek összegyűjtése és levegőhűtés; – A kompresszor gyors kapcsolásának megelőzése rövid periódusú terhelések esetén.

40

Tárolás A tartály méretezését befolyásoló tényezők: A légtartályok hasznos kapacitása nem a térfogatukkal egyenlő, hanem a belőlük üzemi nyomáson kinyerhető levegő határozza meg. A légtartályok méretezésekor, illetve kiválasztásakor a következő tényezőket kell figyelembe venni: – A rendszer egy ciklusban felvett levegőmennyisége; – A kompresszor szabályozási módja, pld. Leállásos szabályozás esetén a kompresszor átlagos kapcsolási periódusa; – A hálózatban megengedhető nyomásváltozás, nyomásesés mértéke.

Minden esetben igaz azonban, hogy a légtartály és a kompresszor kiválasztása és méretezése összefüggő tervezési feladat. 41

Szennyeződések eltávolítása A sűrített levegő tartalmazhat nem kívánatos járulékos elemeket. Ilyen például a rozsda, szennyeződés, por, olajcseppek, vagy a víz. Ezen elemek a pneumatikus hálózatot korrodálják, illetve erodálják. A légszűrők a levegőben lévő csapadék mellett a szennyeződéseket is eltávolítják. A levegőszűrőbe bejutó levegő forgómozgásba kezd, így a csapadék és a szennyeződések kiválik belőle és összegyűlik egy tartályban. Ezen túl a levegő áthalad egy kis lyukméretű szűrőn (~40μ) amely az egyéb szennyeződéseket fogja fel. Ezt a szűrőt értelemszerűen idővel cserélni szükséges. Vegy- és élelmiszeriparban ez a szűrő ~0,01μ lyukméretű. 42

Szennyeződések eltávolítása A levegő szárításának többféle módja létezik. A legelemibb ezek közül a hűtéssel történő szárítás, amely során a levegőt harmatpont alá hűtjük, így a benne lévő pára kicsapódhat, és azt el lehet vezetni. Ez a folyamat részben a légtartályokban lehűlő levegővel is megtörténik.

43

Szennyeződések eltávolítása Az adszorpciós szárítás során a levegőt egy olyan porózus anyagon vezetjük keresztül, amely így nagy felületen érintkezik a levegővel, és a vizet adszorbeálja. Az adszorpcióért felelős anyag azonban idővel telítődik vízzel, így nem képes belőle többet lekötni, azonban ez alatt a folyamat alatt nem használódik el, hanem forró levegővel átfúvatva szárítható. Az adszorpciós szárító rendszerek így általában két utas rendszerek, ahol az egyik oldal a levegőt szárítja, a másik pedig szárad. 44

Szennyeződések eltávolítása Az abszorpciós szárítás során a levegőt egy olyan kémiai anyagon vezetik keresztül, amely a benne található vizet leköti. Az abszorbens azonban egy idő után elhasználódik, így annak cseréje folyamatos feladat.

45

Nyomás kiegyenlítése Elvárás lehet a pneumatikus rendszerek esetén, hogy a levegőtartályból kijövő levegőt üzemi nyomásra csökkentsük, vagy a hálózat különböző részein különböző nyomású levegő jelenjen meg, ezt nyomásszabályozó szelep beépítésével lehet elérni. A nyomásszabályozó szelep feladata a kimenő nyomás állandó értéken tartása. Jellemzően a nyomásszabályozó szelepek tehermentesítő feladatot is ellátnak, azaz a felesleges levegőt képesek a kültérbe elvezetni.

46

Levegő olajozása - ködolajozó Nem minden esetben elvárás a levegő teljes tisztítása, sok esetben a pneumatikus elemek kenését is a levegőben szállított olajcseppekkel lehet a leghatékonyabban elvégezni. Az olajozók a Venturi-elvet kihasználva működnek, azaz egy lecsökkentett keresztmetszeten áthaladó, így felgyorsuló levegő egy olajtárolóval összekötött fúvókát tartalmaz, így az olaj porlasztva bekerülhet a légáramba. 47

Pneumatikus hálózat felépítése A pneumatikus hálózat általában egy, vagy több előkészítőhelyből (azaz kompresszor, tápegységek és levegőtartály), fővezetékekből, és a munkaállomásokhoz tartozó alhálózatokból áll. A fővezeték kialakítási topológiája lehet „zsákutca”, fa struktúrájú, vagy körvezeték. Fontos, hogy a fogyasztókhoz eljutó levegő nyomásának esése minimális legyen, ez max. 1-3%. A csővezetékekről elmondható, hogy az 1- 1,5%-os esés megfelelően garantálja a szennyeződések levezetését. Mellékvezetéket csak a vezeték tetejére szabad csatlakoztatni. 48

Csővezeték A csővezetékek anyaga többféle lehet: vörösréz, sárgaréz, ötvözött acél vagy műanyagcső. Általános követelmény, hogy a csővezetékek legyenek könnyen áthelyezhetőek, korrózióállók. A tartósan felépített vezetékeket célszerű hegesztett, vagy forrasztott kötésekkel készíteni. Rézből, vagy műanyagból kialakított csővezetékekhez nagyon jó idomkészlet és csatlakozó készletek tartoznak. Ragasztott vagy gyorscsatlakozás szerelés ajánlott.

49

Csatlakozók Gyorscsatlakozók: Feladata: Csatlakoztatás / oldás Cső rögzítése Cső tömítése Csatlakozó szerelése Csatlakozó tömítése

1., Nyomó gyűrű 2., Támasztó gyűrű 3., Csatlakozó test 4., Rögzítő vágógyűrű 5., Vágó gyűrű támasza 6., Tömít gyűrű 50

Ökölszámok - Nyomásveszteség a teljes rendszeren ne haladja meg az 1bar-t! - Az áramlási sebesség 5 és 10m/sec közé essen! - A tartálynyomás és a hálózati nyomás között nyomás különbség kell legyen! - 6.5W szükséges 1 Nl/min sűrített levegő előállításához! - Egy 2mm-es furaton 220Nl/min levegő szökik el, ez 1.430W villamos teljesítménynek fele meg!

51

Aktuátorok A pneumatikus energiát munkahengerek, illetve légmotorok alakítják át egyenes vonalú, illetve forgómozgássá. Légmotorok Dugattyús légmotor Lapátos légmotor Fogaskerekes motorok

Munkahengerek Dugattyús Membrán hengerek Dugattyú nélküli Tömlő hengerek Átrakó vagy forgató hengerek 52

Légmotorok A légmotor nem disszipál hőt leálláskor, vagy külső blokkoláskor. Amikor a motor terhelése visszaáll arra a szintre, amely engedi a tengely elfordulását, a motor visszaáll üzemszerű működésre. – A légmotorok kevésbé karbantartás-igényesek a hidraulikus motorokkal összehasonlítva. – Nem szikráznak, így robbanásveszélyes környezetben jobban használhatóak. – Az elektromos motorokhoz képest általában jobb teljesítmény/méret aránnyal bírnak. – Alacsony a tehetetlenségük, így gyorsabban elérhetik az üzemi fordulatot, illetve gyorsabban fékezhetőek. 53

Légmotorok

54

Munkahengerek A munkahengerek a nyomás által kifejtett erőt alakítják elmozdulássá. Az elmozdulás gyorsasága arányos a szállított levegő mennyiségével. A munkahenger belsejébe áramló közeg nyomási energiája a dugattyú felületére nyomást gyakorol, majd az ebből származó erő (F=p*A) azt mozgásba hozza. Az egyoldali dugattyúrúd kivezetéses munkahenger esetén a dugattyú felülete a dugattyúrúd felőli oldalon kisebb (a dugattyúrúd által lefedett keresztmetszet miatt), ha tehát a két kamara nyomása azonos, akkor a dugattyúrúd kifele mozog. 55

Munkahengerek csoportosítása A munkahengereket többféle szempont alapján csoportosíthatjuk: Működtető közeg szerint: – Pneumatikus – Hidraulikus Lökethossz szerint: (L: lökethossz, D: dugattyúrúd átmérője) – Kis löketű (L / D < 10) – Normál löketű (L / D < 10-30) – Nagy löketű (L / D > 30) Létrehozott mozgás alapján: – Lineáris – Forgó 56

Munkahengerek csoportosítása Löketvégi-csillapítás szerint: – Löketvégi csillapítás nélküli: nincs beépített fékezés a dugattyú véghelyzete környékén. Ezeknél a hengereknél fontos, hogy a vezérlésnél gondoskodjunk a véghelyzeteknél történő lassításról. Általában olcsó munkahengerek. – Löketvégi csillapításos: a véghelyzet előtt egy kis szakaszon a közeg áramlási keresztmetszete korlátozódik, ennek köszönhetően fékként működik. – Állítható: állítható fojtással. Könnyebben optimalizálható a kívánt szempontokhoz – Nem állítható: szerkezetileg kialakított, nincs lehetőség állításra 57

Munkahengerek csoportosítása Működtetés szerint: – Egyszeres működtetésű: csak az egyik mozgásirányba működtethető a közeg nyomásával, a másik mozgásirányt vagy belső, például rugó erő, vagy külső például gravitációs erő, súlyerő biztosítja. – Kettős működtetésű: mindkét mozgásirányba működtethető Speciális kivitelek, felépítések szerint: – Dugattyúrúd mechanikus rögzítési lehetőséggel: ennek szükségessége lehet például szállítási okok vagy egyéb üzemen kívüli állapotok – Hőálló: nagyon magas, vagy nagyon alacsony hőmérsékleti tartományokra optimalizálva

58

Munkahengerek csoportosítása – Korrózióálló: erős korrózió elleni védelemmel ellátott hengerek. A tömítések jobban zárnak, dugattyúrúd és a hengertest anyaga ellenáll a lúgos vagy savas kémhatásoknak, oxidációnak, ide tartozik például az eső elleni védelem is. – stb. Vezérelhetőség szerint: – Vezérelhető, hozzáépített vezérlőelemmel – Nem vezérelhető, például véghelyzet-csillapító, ütköző, sebesség- és erőkorlátozó 59

Munkahengerek Egyszeres

Kettős működésű

60

Löketvég csillapítás

61

Szalaghenger

62

Forgatóhenger

63

Munkahengerek rögzítése

64

Csuklós rögzítés

65

Dugattyúrúd rögzítése

66

Szelepek A pneumatikus vezérlések jeladókból, vezérlő szervekből és beavatkozó szervekből állnak. A jeladó és vezérlő szervek a beavatkozó szervek működési folyamatát határozzák meg, ezeket összefoglaló néven szelepeknek (kapcsolóknak) nevezzük. Az irányítóelemek határozzák meg az áramló levegő útját, mennyiségét és nyomását. Az irányítóelemek specifikációját a DIN/ISO 1219 szabvány, a CETOP (Comité Europeen des Transmissions Oléohydrauliques et Pneumatiques) ajánlásai alapján tartalmazza.

67

Szelepek A szelepek azok az elemek, amelyek befolyásolják az áramló közeg (levegő, olaj) útját, irányát, mennyiségét, nyomását. Az irányítóelemek funkciójuk alapján öt csoportba sorolhatók: útszelepek (útváltók) Záró szelepek Nyomásirányítók (nyomásszelepek) áramirányítók (áramlásszelepek) Elzáró szelepek

68

Szelepek - Útszelep Az útszelepek olyan elemek, melyek a sűrített levegő áramlási irányát-, nyitását, zárását határozzák meg. Útszelepek ábrázolása A kapcsolási rajzokon minden esetben csak a jelképi jelölés szerepel, csak a funkciót ábrázolják. A szelepet alaphelyzetben, nyugalmi állapotban ábrázoljuk. Kiindulási állapot az, ami a rendszer bekapcsolásakor a betáplált levegő és kapcsoló jelek hatására felvesz a hálózat. 69

Szelepek - Útszelep Szelepek jelölése: A szelepek egyértelmű beépítése érdekében a csatlakozásokat nagybetűvel illetve számmal jelölik:

70

Funkció

Régi jelölés

CETOP szabvány

Energiaellátás

P

1

Kimenő(munka) csatlakozók

A,B,C

2,4,6

Kilevegőzés

R, S, T

3,5,7

Vezérlés

X,Y,Z

12, 14, 16

Szelepek - Útszelep A működtetés módját négy alapvető csoportba sorolhatjuk, egy szelepet viszont ezek kombinációi is vezérelhetek: Manuális működtetés, ebben az esetben mindig emberi közreavatkozás szükséges a szelep működtetéséhez, amely lehet nyomógombos, karos illetve pedálos. Mechanikus működtetésről beszélünk, amikor a rendszer valamely mechanikus impulzusa működteti a szelepet, amely lehet tolókar vagy görgős kialakítás, de ide soroljuk a szelepek rugós alapállapotba állítását, is. Pneumatikus működtetés, ahol a szelep állapotváltozásai nyomás okozza. Lehet direkt vagy elővezérelt. Elektromágneses működtetés, jellemzően szolenoid tekercs hatására. 71

Szelepek - Útszelep Szelepek működtetése:

72

Szelepek - Útszelep Az útszelepek elnevezése két információt ismertet: Hány csatlakozási pontja van a szelepnek, illetve Hány lehetséges állapota.

Ennek megfelelően például egy 3/2-es szelep három csatlakozási ponttal bír, jellemzően: 1-nyomásbemenet, 2-munkapont és 3-kipufogás;

Illetve két állapottal: a)1-2 munkaállapot, b) 2-3 kipufogtatás. 73

Szelepek - Útszelep

74

Szelepek - Útszelep útszelepek szerkezeti kialakítása Az útszelepek belső szerkezeti felépítése igen változatos lehet. Ennek oka, hogy – bár funkciójában két különböző kialakítású szelep ugyanazt a működést valósítja meg, de rendszerépítési szempontból más elvárásoknak kell megfelelniük. A teljesség igénye nélkül egy útszelep beépítésekor felmerülő elvárások a következők lehetnek: élettartam, Csatlakoztathatóság és méret, Működtetés módja, és a hozzá tartozó energiaigény, ár, megvalósíthatóság, stb. 75

Szelepek – Útszelep kialakítása Az útszelepek kialakítása alapvetően két csoportra osztható: ülékes, és tolattyús szelepekre. ülékes szelepeknél a záró elem golyó, tányér vagy kúp. A szelepülék tömítése rugalmas tömítőelemek alkalmazásával, egyszerűen megoldható. Az ülékes szelepek kopóalkatrésze kevés, ezért élettartamuk nagy. Szennyeződésre lényegében érzéketlenek, felépítésük robosztus. A szelep kapcsolásához, azonban a rugóerő, továbbá a tápnyomásból adódó nyomóerő ellenében jelentős működtető erőre van szükség. 76

Szelepek – Útszelep kialakítása A golyós szelepek egyszerű felépítésűek, ezért áruk kedvező. Ezt a szeleptípust kis méretek jellemzik. A golyót vagy félgömböt – mint záróelemet – egy rugó és a nyomáscsatlakozón érkező tápnyomás szorítja a szelepülékre. Ekkor a szelepen a munkakimenet felé átáramlás nincs. A szelep nyomócsapjának működtetésekor a golyó az ülékről felemelkedik, és a levegő nyomásforrás és a munkapont között szabadon áramolhat. Működtetésük lehet kézi, illetve mechanikus. 77

Szelepek – Útszelep kialakítása A tányérszelepek egyszerű tömítéssel jó zárást valósítanak meg. A kapcsolási idő rövid, kis elmozdulással nagy átömlő keresztmetszet nyitására képesek. A golyós szelepekhez hasonlóan szennyeződésre érzéketlenek, élettartamuk nagy. A tányérszelepes megoldásoknál a kapcsoláskor szükséges térelválasztás is megoldható. Ekkor lassú kapcsolás esetén sem jelentkezik teljesítményveszteség.

78

Szelepek – Útszelep kialakítása Tolattyús szelepeknél az egyes csatlakozások kapcsolatát körtolattyúk, síktolattyúk vagy forgótányéros síktolattyúk biztosítják. A körtolattyús szelepeknél a csatlakozási pontok egy hengeres térhez, a szelep belső teréhez csatlakoznak. Ezt a teret osztja több részre a hengeres körtolattyú, amely mozgatásával ezen csatlakozási pontok között lehet garantálni az átáramlást. A kapcsolási út itt lényegesen nagyobb, mint az ülékes szelepek esetében. a ház közötti hézag pneumatikus szelepeknél sem lehet nagyobb 2-4 µm-nél. “O” gyűrűs, vagy kettős ajakos tömítések alkalmazunk. 79

Szelepek – Útszelep kialakítása 5/2-es körtolattyús szelep metszete és jelképi jelölése:

A síktolattyús szelepnél a szelep kapcsolóállásának váltását körtolattyú végzi, azonban a megfelelő csatlakozásokat síktolattyú köti össze. A síktolattyú kopás esetén is megfelelő tömítést biztosít, mivel a tápnyomásés a beépített rugó rugóereje rugalmasan szorítja azt a csúszófelületre. A kapcsolást végző körtolattyú „0” gyűrűs tömítésű. 80

Szelepek – Útszelep kialakítása A forgótányéros szelepeket többnyire kézi- vagy lábműködtetésűre készítik. Más működtetés mód megválasztása nehézkes. A szelepek általában 3/3-as, illetve 4/3-as kialakításúak. A megfelelő csatlakozók összekötését a síktárcsa elfordítása biztosítja.

81

Szelepek – Útszelep példa Egy 2/4-es útszelep nyugalmi és kitérített állapotban. Egy 4/2-es tányérszelepes útszelep két 3/2 szelepből építhető fel (egy nyitott és egy zárt). A jelen kialakításnál alaphelyzetben a P-B és A-R átmenetek nyitottak. A nyomórudak egyidejű működtetésekor először a nyitott átmenetek zárnak (P-B és A-R), majd további axiális elmozduláskor a P-A és B-R átmenetek nyitnak. 82

Szelepek – Útszelep példa A szelep – kapcsolóállástól függően – biztosítja az egyik kimenet kilevegőzését, így kettősműködésű munkahengerek vezérlésére alkalmas.

83

Szelepek – Záró szelep A záró szelepek olyan irányítóelemek, melyek az átáramlást egyik irányban átengedik, másik irányban pedig közel zérus résveszteséggel zárják. A fellépő nyomás, a zárási oldalon a tömítés hatékonyságát fokozza.

84

Szelepek – Záró szelep

85

Szelepek – Záró szelep A visszacsapó szelepek alapvetően háromféle kialakításúak lehetnek: Egyszerű visszacsapó szelep, ahol a zárást a mozgóelemre ható, záró irányból megjelenő nyomásból származó erő végzi. Rugós visszacsapó szelep, ahol a záró elemet rugó feszíti a szelep vállának, így nyitóirányban is csak akkor jöhet létre áramlás, ameny- nyiben a tápnyomásból származó erő nagyobb a rugóerőnél. Vezérelt visszacsapó szelep, ahol az alapesetben zárt záró irányú áramlás megnyitható a vezérlőbemenettel.

86

Szelepek – Záró szelep A fojtás egy egyszerű szűkítés az áramlási keresztmetszetben, amely lehet fix, vagy állítható.

Fojtó-visszacsapó szelepeket munkahengerek dugattyúmozgásának sebességvezérlésére használják. Fojtó-visszacsapó szelepnél az átáramló levegőmennyiség befolyásolása csak egyik áramlási irányban lehetséges, ugyanis ekkor a visszacsapó szelep lezár és az átáramlás csak a beállított fojtókeresztmetszeten történhet. Ellenkező áramlási iránynál a visszacsapó szelep nyit. 87

Szelepek – Záró szelep A gyorskilevegőző szelepeket a dugattyúsebesség növeléséhez alkalmazzák. Mindenekelőtt az egyszeres működésű hengerek visszafutási ideje csökkenthető beépítésével. A szelepnek zárható (1) bemenete, zárható (3) kilevegőzése és (2) kimenete van. Célszerű a gyorskilevegőző szelepet közvetlenül a henger csatlakozójának közelében elhelyezni.

88

Szelepek – Záró szelep Az elzáró szelepek a sűrített levegő átáramlását fokozatmentesen nyitják, illetve zárják.

89

Szelepek – Záró szelep A váltószelepnek (VAGY elem) két bemenete (mindkettő 1 jelöléssel) és egy kimenete (2) van. Amennyiben az egyik bemeneti oldalon nyomás jelentkezik, a záró elem elzárja a másik bemenetet, és ezzel egy időben szabaddá válik az áramlás a 2-es kimenet irányába. Ugyanez a helyzet, ha a másik bemeneten jelenik meg a nyomás. így a két bemenet között nem jöhet létre áramlás. BE1, BE2 Ki 2

90

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

Szelepek – Záró szelep A kétnyomású (ÉS elem) szelepnek szintén két bemenete van (mindkettő 1-es jelöléssel) és egy kimenete (2). A kimenet felé történő levegőáramlás csak a két bemenet együttes jelenlétekor következik be. Amennyiben csak az egyik bemeneten jelenik meg nyomás, az erőt fejt ki a tolattyúra, ami a közös tér külső falának feszül, így azonban elzárva az áramlás útját. BE1, BE2 Ki 1

91

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Szelepek – Záró szelep A pneumatikus időszelepek feladata, hogy valamilyen késleltetést valósítsanak meg a hálózaton. Felépítésükben, ahogy azt a hálózati ábrájuk is mutatja, egy fojtásból, egy kisméretű légtartályból és egy 3/2-es rugós visszatérítésű útszelepből állnak. Az időszelepeket be-, vagy kikapcsolás késleltetésre, illetve jelhosszabbításra, vagy jelrövidítésre használhatjuk.

92

Szelepek – Záró szelep

„BE” kapcsolásra késleltet „KI” kapcsolásra késleltet „LE” kapcsolásra késleltet „FEL” kapcsolásra késleltet 93

Szelepek – Záró szelep

Jel rövidítés (jel lekapcsolás) Jel hosszabbítás

94

Elektropneumatika Manapság ritkák a tisztán pneumatikus hálózatok, melyek oka, hogy a pneumatikus szabályozás nem rugalmas, újratervezése, módosítása költség- és anyagigényes. Az elektropneumatikus rendszerekben a munkavégző közeg ugyanúgy a levegő, ám a jelek érzékelése es a szabályozás elektronikus elven működik. Elmondható tehát, hogy tisztán pneumatikus hálózatot csak igen speciális esetben, speciális igények esetén célszerű építeni és üzemeltetni. Ilyen elvárások lehet például a szikramentes, robbanásveszélyes környezet. 95

Elektropneumatika Az elektropneumatikus vezérlésnek az alábbi előnyeit sorolhatjuk fel a tisztán pneumatikus hálózatokkal szemben: Magasabb megbízhatóság, könnyebben megvalósítható redundancia, kevesebb mechanikus alkatrész. Alacsonyabb tervezési, beruházási és üzembe helyezési költség. Kisebb helyszükséglet. Gyorsabb működés, alacsonyabb működtetési költség. Könnyebb karbantarthatóság. Könnyebb átprogramozhatóság, skálázhatóság.

96

Elektropneumatika A pneumatikus és az elektropneumatikus hálózat összehasonlítása

97

Elektropneumatika – Érzékelők Természetesen mivel az elektropneumatikus rendszerekben két különböző jeltípus van jelen, mind a jelkiadásnál, mind az érzékelők esetében szükség van az elektromos és a pneumatikus jelek közötti átalakításra. Az érzékelőknek jellemzően az alábbi feladataik vannak: Munkahengerek végállásainak érzékelése. Munkadarabok jelenlét érzékelése. Munkadarabok felismerése. Tápnyomás érzékelése...

98

Elektropneumatika – Érzékelők Szenzorok kimeneti jelei Bináris közelítéskapcsoló nyomáskapcsoló

szintjelző kapcsoló, stb.

Imulzuskövető inkrementáló hossz illetve szög(elfordulás) mérő eszközök

Analóg szenzorelemek a rendszerbe integrált erősítő és jelátalakító elektronika nélkül. Közvetlenül nem felhasználható, kisértékű jelet adnak. (mV tar-tományban) – nyúlásmérő bélyeg, Pt-100 termoellenállás, termoelem, Hall generátor, térlemez, stb. 99

Elektropneumatika – Érzékelők Analóg szenzorok a rendszerbe integrált erősítő és jelátalakító elektronikával. Közvetlenül felhasználható jelet adnak. Szokásos tartományok: 0 … 10 V 0 … 20 mA ;1 … 5 V 4 … 20 mA ;-5 … +5 V -10 … +10 mA

Szabványos csatoló szabványos jelkimeneti csatlakozással ellátott szenzorrendszerek RS-232, RS-422, profibusz

100

mechanikus helyzetkapcsolók, végálláskapcsolók mágnessel működtetett közelítéskapcsolók érintkezővel működő (Reed) kapcsolók érintkező nélkül működő (magnetoinduktív) kapcsolók pneumatikus jelet adó mágneses érzékelők

induktív közelítéskapcsolók kapacitív közelítéskapcsolók optikai érzékelők fénysorompó egyutú reflexiós (tükrös) tárgyreflexiós 101

ultrahanggal működő közelítéskapcsolók ultrahang-sorompó reflexiós

pneumatikus közelítéskapcsolók torlónyomás jeladó gyűrűs légsugárérzékelő (reflexszem) légsorompó

102

Érzékelők – Végállás kapcsolók A végállás kapcsolók, hasonlatosan a pneumatikus végállás kapcsolókhoz, mechanikai kontaktus alapján érzékelnek valamely test jelenlétét, jellemzően munkahengerek végpozícióját. Általában görgős kialakításúak, rugós alapállapotba helyezéssel, és morze kontaktust alkalmaznak.

103

Érzékelők – Végállás kapcsolók Mikrokapcsolók műszaki jellemzői (tipikus kivitel) Kapcsolási teljesítmény:

24 V =, 6 A ;

Kapcsolási pontosság:

0,01 … 0,1 mm (Precíziós kapcsolóknál 0,001 mm)

Kapcsolási frekvencia:

60 … 400 kapcsolás/min

Kapcsolási idő:

1 … 15 ms

Élettartam:

10 millió kapcsolás

104

250 V ~, 6 A

Érzékelők – Közelítő kapcsolók Az érintésmentes tárgy-érzékeléshez úgynevezett közelítő kapcsolókat alkalmaznak. A mechanikus kontaktus hiányában ezek a kapcsolók igénytelenek, nagy élettartamúak. Kialakítástól függően működhetnek mágneses, induktív, kapacitív vagy optikai elven.

105

Érzékelők – Közelítő kapcsolók A mágneses kapcsolók lényegében Reed-relék, azaz a két ferromágneses érintkező egy védőgázas hengerben helyezkedik el. Axiális irányú mágneses térben az egymással szemben lévő elektródák azonos módon mágneseződnek fel, de az axiális irányú eltolás miatt a két elektróda egymással szemben lévő vége eltérő polaritású lesz. így azok vonzzák egymást, és az elektródák záródnak. A Reed-relék igen gyors kapcsolási sebességgel bírnak, az érzékelt mozgó elemnek azonban állandó mágnesnek kell lennie.

106

Érzékelők – Közelítő kapcsolók Az induktív közelítéskapcsolóban egy mágnesesen nyitott vasmagon helyezkedik el az LC rezgőkör tekercse. A rezgőkör frekvenciája általában 100 – 1000 kHz. Az LC rezgőkör egy nagy frekvenciával változó mágneses mezőt hoz létre, amely kilép az érzékelő aktív felületénél. A rezgés amplitúdó lecsökken, ha a mágneses mezőbe egy fémtárgyat helyezünk. Ennek oka a fémtárgyban indukált örvényáramok által okozott energia-elvétel.

107

Érzékelők – Közelítő kapcsolók Az induktív érzékelő energia-felvétele néhány mikrowatt. Ezért: Nincs mágnesező hatása a jelzett fémtárgyra Nem okoz rádióvételi zavarokat Nem melegszik a jelzett fémtárgy

108

Érzékelők – Közelítő kapcsolók Induktív közelítéskapcsolók műszaki jellemzői (tipikus kialakítások) A jelzett objektumok anyaga:

Fémek

Működtető feszültség:

10 V … 30 V

Névleges kapcsolási távolság:

0,8 … 10 mm; max. 250 mm

Max. áramerősség:

75 … 400 mA

Megengedett környezeti hőmérséklet:

- 25 … +70 oC

Megengedett vibráció:

10 … 50 Hz; 1 mm amplitúdó

Érzékenység szennyeződésekre:

nem érzékeny

Élettartam:

nagyon magas

Kapcsolási frekvencia:

10 … 5000 Hz; max. 20 kHz

Alak:

hengeres, hasábalakú

Méretek (pl.):

M8x1, M12x1, M18x1 M30x1, ∅4 mm … ∅30 mm 25 mm x 40 mm x 80 mm

109

Érzékelők – Közelítő kapcsolók

110

Érzékelők – Közelítő kapcsolók A kapacitív érzékelők aktív eleme egy kondenzátor, amely egy tárcsa alakú elektródából és egy, az aktív felületet határoló kehelyformájú félig nyitott fegyverzetből áll. Akár fém, akár elektromosan szigetelő anyag kerül az aktív zónába, az kapacitásváltozást okoz. Folyékony, szemcsés és porított anyagokat kimutatására is alkalmas. A kondenzátor egy RC-oszcillátor része, amely úgy van méretezve, hogy akkor rezeg be, ha ez a kapacitásváltozás bekövetkezik. Míg az induktív érzékelőkre az amplitúdómoduláció jellemző, itt a frekvencia változik. 111

Érzékelők – Közelítő kapcsolók

112

Érzékelők – Közelítő kapcsolók Az optikai közelítő kapcsolók optikai és elektronikus eszközöket használnak az objektum felismerésére. Különösen alkalmas források a vörös és infravörös fényhez a félvezető fénydiódák (LED-ek), melyek könnyen modulálhatóak.Vevő elemekként fotodiódákat vagy foto tranzisztorokat alkalmaznak. A vörös fénynek van egy előnye, hogy szabad szemmel felismerhetőek. Háromféle optikai közelítő kapcsolót különböztetünk meg: tárgyreflexiós optikai érzékelőt, tükörreflexiós optikai érzékelőt, egy utas opti- kai érzékelőt (infra sorompót).

113

Érzékelők – Közelítő kapcsolók

114

Érzékelők – Érintésmentes pneumatikus Az érzékelő fúvókáján kiáramló levegő mozgási energiáját alakítják nyomásjellé, lényegében a levegősugár torlónyomásával pneumatikus működtetésű szelepeket vezérelnek. Pneumatikus vezérlésekben közvetlenül felhasználható jelet adnak, így olyan berendezések készíthetők, amelyek üzemeltetéséhez nincs szükség elektromos energiára, ugyanakkor hasonló előnyökkel rendelkeznek, mint az elektronikus közelítéskapcsolók. Nincs szükség mechanikus kapcsolatra az érzékelt tárgy és a jeladó között, érzékeny felületű elemek is érzékelhetők, nincs kopás, hosszú élettartam. Bármilyen anyagú, színű tárgy jelzésére alkalmasak. A kapcsolási idő az elektronikus érzékelőkhöz viszonyítva lényegesen hosszabb. 115

Érzékelők – Érintésmentes pneumatikus Légsorompó A légsorompó adó- és vevőfúvókákból áll. Mindkét fúvókát a PX csatlakozáson keresztül, víz- és olajmentes levegővel kell táplálni. A táplevegő nyomása 10-20 kPa (0,1-0,2 bar) közötti érték. Ennek megfelelően a levegő felhasználás csekély,V = 0,5 – 0,8 m3/h.

116

Érzékelők – Érintésmentes pneumatikus Reflexiós érzékelő (közelítés érzékelő) A reflexiós érzékelő egy adó- és egy vevőfúvókából, egy fojtóelemből, továbbá egy védőhüvelyből áll. A levegő kiáramlásakor a belső fúvókában vákuum jön létre. Ha a gyűrűs csatornából kiáramló levegősugarat egy tárgy jelenléte megzavarja, a vevőfúvókában túlnyomás jön létre. 117

Érzékelők – Nyomás érzékelő A nyomásérzékelők feladata a pneumatikus jel elektromos jellé alakítása. Lehetnek állítható, vagy nem állítható kivitelűek. Működésük alapelve általában egy membrándugattyúéhoz hasonlítható, ahol a dugattyú egy rugóval ellendolgozva egy kapcsolót működtet. A rugó előfeszítésével állítható a bekapcsolás érzékenysége.

118

Mágnes szelep A mágnes szelepek olyan jelátalakítók, amelyek elektromos jel hatására változtatják meg az áramlási utakat. A mágnes szelepek tehát a jelfeldolgozó részben villamos energiát használnak fel, hogy a munkavégző részben pneumatikus energiát „továbbítsanak”. A mágnes szelepek jellemzően rugós alaphelyzetbe-állítású, azaz monostabil, vagy két bemenetű impulzuskapcsolók, azaz bistabil szelepek. 119

Vákuumtechnika Vákuum képzők Dugattyús szivattyú Forgótolattyús szivattyú Forgódugattyús szivattyúk

120

Vákuumképző ejektorok A vákuumképző ejektorok szívókoronggal egybeépítve a legkülönbözőbb alkatrészek szállítására alkalmasak. Működésük a Venturi-elvre épül. A táplevegő csatlakozás. Az átáramláskor, a fúvóka végén lévő keresztmetszet csökkenés hatására a levegő áramlási sebessége megnő. A nagy sebességgel áramló levegő a szívókorong csatlakozásán vákuumot hoz létre (szívóhatás). A szívóhatáskor kialakuló megfogóerő alkalmas alkatrészek szállítására. A jó szívóhatás biztosítása érdekében, a megfogott alkatrésznek sík felületűnek kell lennie. 121

Vákuumképző ejektorok Egyfokozatú ejektor

Egyfokozatú ejektor kidobóegységgel

122

Vákuumtechnika Tányéros és harmonika szívókorongok, alkalmazásuk:

123

Hálózati példák Direkt és indirekt vezérlés

124

Hálózati példák Az indirekt vezérlés esetén a bementi szelep egy közbeiktatott vezérlőszelepet aktivál. Általánosságban az indirekt vezérlés a jellemző, melynek oka lehet a bemeneti szelep és az aktuátor nagy távolsága, így alacsonyabb lehet az energiaveszteség. Ekkor nem szükséges, hogy a szabályozó nyomás, és a munkanyomás megegyezzen, így „erősítőfokozat” is megvalósítható.

125

Hálózati példák – Indirekt vezérlés A kettős működtetésű munkahenger mozgásához a két bemenetét szabályozottan kell táplálni. Ehhez a legegyszerűbb indirekt vezérlési megoldás egy monostabil 5/2-es útválasztó szelep alkalmazása, amely felváltva táplálja, illetve vezeti el a munkahenger két oldalát.

126

Hálózati példák – Vagy A feladat egyértelműen definiálja a logikai VAGY kapcsolatot, amelyet egy váltószeleppel (1V1) lehet könnyen megvalósítani. Az ábrán látható hálózat tartalmaz továbbá egy egyszerűsített energiaellátó blokkot is. 127

Hálózati példák – És A feladat egyértelműen definiálja a logikai ÉS kapcsolatot, amelyet egy kétnyomású szeleppel (1V1) lehet könnyen megvalósítani, hasonlóan az előző feladathoz. Az és kapcsolat vagyis, hogy a vezérlő jel csak a két nyomógomb együttes megnyomásakor jusson el a munkahenger vezérlőszelepéhez. 128

Hálózati példák – És a két bemenet „sorba kötésével” is megvalósítható, mint ahogy az ábrán látszik is. (1S1 2 – 1S2 1)

129

Hálózati példák – Időszelep késleltetés A feladata, hogy két munkadarab beérkezésekor, melyet az (1S1) szelep érzékel, szorítsa össze azokat, majd adott idő múltán engedje el őket.

130

Hálózati példák – Jelrövidítés A feladat egy rugós visszatérítésű munkahenger vezérlése oly módon, hogy a munkahenger egy kapcsoló megnyomására kitérjen, de a kapcsoló nyomva tartásától függetlenül adott idő múlva alaphelyzetbe térjen, azaz a vezérlő jel hosszát adott időegységre korlátozzuk.

131

Hálózati példák – Automatikus vezérlés Valósítsa meg a kettős működtetésű munkahenger automatikus vezérlését! A munkahenger folyamatos alternáló mozgást végezzen egy engedélyező kapcsoló bekapcsolása esetén!

132

Hálózati példák – Alternatív kapcsoló Valósítsa meg az egyszeres működtetésű rugós visszatérítésű munkahenger vezérlését alternatív kapcsolókkal! A munkahenger bármelyik kapcsolóval (1S1,1S2) lehessen egymástól függetlenül kitéríteni, és visszaengedni. = + , ahol F az (1A) vezérlése, A-(1S1), B-(1S2) munkahelyzete. A vezérlést az (1V1,1V2) VAGY szelepek, és az (1V3) ÉS szelep valósítja meg.

133

Hálózati példák – Alternatív kapcsoló

134

Hálózati példák – 3/2-es szavazólogika Valósítson meg egy 3/2-es szavazólogika kapcsolást tisztán pneumatikus elemek felhasználásával. A kapcsolás akkor térít ki egy kettős vezérlésű munkahengert, ha a benne szereplő három kapcsoló közül legalább kettő aktív, ellenkező esetben a munkahenger legyen alaphelyzetben. F = (A + B)(A + C)(B + C) [vagy F = AB + BC + AC] A megoldáshoz azonban összesen öt logikai szelepre van szükség (1V1,1V2,1V3,1V4,1V5).

135

Hálózati példák – 3/2-es szavazólogika

136

Hálózati példák – Csomagmozgató gép Tervezzen tisztán pneumatikus vezérlést az ábra szerinti csomagemelő berendezésre. A berendezés az „A” munkahenger tálcájára érkező csomagot felemeli, amelyet a „B” munkahenger továbbít. Az „A” munkahenger alaphelyzetbe áll, és amíg a B munkahenger is visszahúzódik, újabb csomag érkezik a tálcára, így a ciklus újraindulhat.

137

Hálózati példák – Csomagmozgató gép Vezérlés memóriaelemmel

138

Hálózati példák – Csomagmozgató gép Vezérlés memóriaelem nélkül

139