Otázka: Pneumatické prvky

Předmět: Technologie a strojírenství

Přidal(a): Frimos

Pneumatika

Základy

• Principem pneumatiky je přeměna stlačeného vzduchu na mechanický pohyb/energii
• Využití je primárně v lehkém až středním průmyslu (malé až střední síly) a je třeba rychlý pohyb a frekventovanost
• Pomocí stlačeného vzduchu vysouvá, zasouvá a různě interaguje s písty a dalšími pneumatickými prvky
• Vzduch o atmosférickém tlaku je nasáván kompresorem, kde je následně stlačován na požadovaný tlak
• Na výstupu z kompresoru bývá zpravidla regulační člen, který zajišťuje požadované nastavení tlaku v rozvodu

Výhody pneumatických pohonů

• Bez negativních vlivů na životní prostředí, provoz pneumatických pohonů je čistý a při správném ošetření vyfukovaného vzduchu lze splnit příslušné normy pro provoz v čistém prostředí
• Bezpečnost, pneumatické pohony se při provozu nezahřívají, a proto je možno je bez obav použít i ve výbušném prostředí
• Velké zrychlení, velké zrychlení umožňuje velká rozpínavost stlačeného vzduchu a malá hmotnost pohybujících se častí pneumatických motorů
• Možnost rozvodu na delší vzdálenosti, odolnost a flexibilita rozvodových prvků (hadiček) umožňuje přenos na dlouhé vzdálenosti
• Nepotřebuje odpadové větve rozvodu, vzhledem k přítomnosti odfukovacích ventilů na pneumatických prvcích se lze okamžitě zbavit‘ ‘odpadového vzduchu‘

Nevýhody pneumatických pohonů

• Omezená síla, jelikož stlačený vzduch má velká omezení, co se týče vyvinutí síly na jednotlivé pneumatické součásti
• Problematické dosažení pomalých, plynulých pohybů, pneumatické pohony lehko dosáhnou rychlých a frekventovaných pohybů, avšak s pomalými a plynulými si tak dobře neporadí 

Zapojení pneumatických obvodů

• Pneumatické obvody musí být hadičkami pospojovány takovým způsobem, aby to korespondovalo se zamýšleným účelem využití daného pneumatického prvku (hadičky se musí zapojit do správných vstupů/vstupů pro zajištění správnosti funkce)

Základní rozdělení pneumatických vstupů/výstupů:

• Pracovní výstupy – jsou označovány sudými čísly: 2,4,6. Dříve byly označovány jako: A, B, C. Slouží k přenosu stlačeného vzduchu dále do pneumatického obvodu
• Odfukovací ventily – jsou označovány lichými čísly: 3,5,7. Dříve se označovaly písmeny: R, S, T. Slouží k odfuku přebytečného stlačeného vzduchu v pneumatickém prvku
• Napájecí vstup – je označován pouze číslem 1. Dříve byl označován písmenem P. Slouží k zavedení stlačeného vzduchu do pneumatického prvku
• Řídící vstupy – jsou označovány: 10 + číslo – to znamená: 12, 14, 16. Jejich úlohou v pneumatickém obvodu je vyslání řídícího signálu pro přívod stlačeného vzduchu do výstupových ventilů. Dříve označovány písmeny: Z, X, Y

Základní pneumatické prvky

Rozvaděče

• Označují se podle počtu poloh a vstupů/výstupů
• Rozvaděč 3/2 (na obr.1) má 3 vstupy a výstupy. 1 – vstup, 2- výstup, 3 – odfuk. Má 2 polohy
• Obvykle se setkáváme s 5/2 a 3/2 rozvaděči
• Slouží pro přenos stlač. Vzduchu s ovládacím prvkem

Zdroj stlačeného vzduchu

• Slouží jako plyn, který je stlačen v pneumatických prvcích a tím je ovládá
• Běžně regulován regulačním členem

Písty

• Písty se dělí na jednočinné a dvojčinné
• Jednočinné písty
  • u jednočinného pístu se ovládá pouze vysouvání, vzhledem k tomu, že zasouvání (návrat) je automatický 

Dvojčinné písty

• U dvojčinného pístu se ovládá manuálně vysouvání i zasouvání pístu.

Článek Pneumatické prvky – maturitní otázka se nejdříve objevil na Studijni-svet.cz.

Otázka: Hydraulické rozvaděče

Předmět: Mechatronika/Strojírenství

Přidal(a): Matyáš Chmelík

Přímo řízené rozvaděče

• Rozvaděč řízený: pákou, pedálem, proudem na cívce

Nepřímo řízený rozvaděče

• Rozvaděč řízený: Tlakem v obvodu (buď poklesem nebo stoupnutím)

Obecné dělení rozvaděčů:

• Bistabilní = má dvě stabilní polohy -> Stabilní poloha zajištěna cívkou
• Monostabilní = má pouze jednu stabilní polohu -> zajištěna pružinou

Konstrukční dělení rozvaděčů:

Sedlová

• V zavřeném stavu 100% těsnost
• Velmi rychlé přestavení cca 15ms
• Složitá na výrobu – drahé – používané pouze při nutnosti 100% těsnosti či rychleného přestavení
• Maximální počet kanálů jsou dva

Šoupátková

• Mezi tělem rozvaděče a šoupátkem jsou prosaky
• Rychlost přestavení šoupátka cca 40ms
• Sériová výroba -> levné
• Konstrukce dovoluje vyšší počet kanálu
• Dělení podle pohybu šoupátka:
  • Přímočarý pohyb
  • Rotační pohyb
  • Kombinovaný pohyb

Krytí kanálů a přechodové děje:

Během doby přestavení šoupátka sledujeme tři způsoby (! krátkodobé max 40ms !) propojení kanálů 3 typy: Pozitivní krytí, Negativní krytí, Nulové krytí.

• Pozitivní: při přestavení šoupátka se všechny kanály uzavřou kapalina neteče, vznikají tak talkové rázy a hluk, výhodou je že spotřebič (přímočarý motor jako zvedací plošina) se nemůže samovolně pohybovat tudíž při přestavení nehrozí pád dolů
• Negativní: při přestavení šoupátka se všechny kanály propojí, rozvaděč pracuje bez tlakových rázů, má delší životnost, nemůžeme jej použít pro případ uvedený výš z důvodu samovolného pohybu pístu.
• Nulové krytí: při přestavení nemá žádný přechodový děj, v okamžiku uzavření jedné cesty se otevře druhá. Velmi drahá výroba (nutná přesnost šoupátka k tělu rozvaděče)

Popis schematické značky:

• Kanály A a B značí výstupní kanály z rozvaděče, které pokračují ke spotřebičům
• Kanál P značí přívodní kanál do rozvaděče, buďto od čerpadla nebo od předcházejícího prvku
• Kanál T značí odpadní kanál od rozvaděče, je vždy odveden do hydraulické nádrže (v případě uzavřeného hydraulického obvodu na sání čerpadla)

Čtení zkrácených zápisů:

• Rozvaděče se zapisují pomocí dvou čísel a písmen (př: číslo/číslo písmeno)
• První číslo vyjadřuje počet kanálů rozvaděče
• Druhé číslo vyjadřuje počet poloh rozvaděče
• Písmeno je označení pro propojení kanálů v klidové poloze rozvaděče (klidovou polohou se rozumí poloha která není ovlivněná vnější silou – pákou, pedálem, proudem na cívce atd.)

Dvoupolohové:

• 4/2 R -> v klidové poloze (4/2 = čtyřcestný, dvoupolohový; R = P propojeno s A a T propojeno s B)
• 4/2 X -> v klidové poloze (4/2 = čtyřcestný, dvoupolohový; X = P propojeno s B a T propojeno s A)

Tří polohové:

1. poloha odpovídá propojením kanálů typu R 3. poloha typu X a 2. „nulová“ poloha má tři druhy Z, C a Y

• 4/3 Z -> v klidové poloze (4/3 = čtyřcestný, třípolohový; Z = Všechny kanály (P, T, A, B) jsou uzavřeny
• 4/3 C -> v klidové poloze (4/3 = čtyřcestný, třípolohový; C = Kanály A, B jsou uzavřené, P propojeno s T
• 4/3 Y -> v klidové poloze (4/3 = čtyřcestný, třípolohový; Y = Propojení kanálů A, B a T, kanál P je uzavřený

Článek Hydraulické rozvaděče se nejdříve objevil na Studijni-svet.cz.

Téma: Hydraulické obvody, ventily k řízení tlaku, objemu, rychlosti

Předmět: Mechatronika

Přidal(a): David Veselík

Plynulá regulace rychlosti, tlumení rázů, možnost vyvinutí sil = přednosti hydrauliky

Hydraulická zařízení (mechanismy) přenášejí pohyb a silové zatížení (výkon) prostřednictvím kapaliny.  Podstatou je přeměna mechanické energie motoru na tlakovou nebo pohybovou energii kapaliny, její přenos a zpětná přeměna na mechanickou energii hnaného zařízení.

Kapalina se využívá nejen k pohonu, ale i k řízení strojů. Jako nosné médium se nejčastěji používá olej, který současně zajišťuje mazání jednotlivých částí hydraulického mechanismu.

V hydraulickém obvodu bez akumulátoru musí být hydrogenerátor a jeho motor dimenzovány na maximální možný odběr, což znamená vyšší pořizovací provozní náklady. Akumulátor v obvodu umožňuje, překlenou kolísání odběru, ovšem jen za cenu poklesu tlaku, takže hydrogenerátor může být dimenzován na průměrný odběr. Pořizovací a provozní náklady se sníží. Z této funkce akumulátoru vyplívají požadavky na jeho dimenzování.

Výhody hydraulických zařízení:

• Snadný rozvod kapaliny i na větší vzdálenosti – snadná změna směru pohybu – snadná změna rychlosti pohybu
• Spalovací motor Elektromotor Hydromotor – snadné pojištění proti přetížení,  – možnost automatické regulace činnosti  – v poměru k přenesenému výkonu mají malé rozměry.

Nevýhody hydraulických zařízení:

• Velká národnost na přesnost výroby jednotlivých hydraulických prvků, která přímo podmiňuje správnou funkci těchto mechanismů. Zajistit vysokou čistotu kapaliny, těsnost hydraulického obvodu (znečištění životního prostředí).
• Hydraulická schémata odpovídají v podstatě schématům pneumatickým. Funkce a schématické značky mnoha hydraulických a pneumatických prvků jsou stejné. Z důvodu použitých médií (hydraulická kapalina nebo vzduch) a rozdílných tlaků je však konstrukce prvků zčásti rozdílná.

Hydraulická zařízení:

• Z olejové nádrže dopravuje hydrogenerátor (čerpadlo) např. s konstantním dodávaným množstvím hydraulický olej do hydraulického obvodu.

Hydraulická kapaliny:

• V hydraulických obvodech se užívá nejčastěji minerální olej s přísadami.

Hydraulický obvod:

• Olej z pracovního válce je při pohybu pístu vytlačován do odpadního potrubí. Přitom protéká přes filtr do olejové nádrže. Filtr má zachytit nečistoty (např. kovový otěr, opotřebené části těsnění). Jestliže nedojde ve výkonovém členu – válec, rotační hydromotor k přeměně energie, tzn. že válec nebo motor se nepohybuje, nedochází ani k odběru tlakového oleje. Protože hydrogenerátor s konstantním dodávaným množstvím dále dodává do obvodu tlakovou kapalinu, je nutno za hydrogenerátor zařadit přepouštěcí ventil. Tento ventil udržuje konstantní tlak v obvodu, tím že přebytečnou tlakovou kapalinu přepouští potrubím do nádrže.
• Při provozu hydraulického mechanismu je v celém systému nastavený provozní tlak, jestliže se překročí nastavený provozní tlak – mezní hodnota, otevře se přepouštěcí ventil, tlak kapaliny překoná nastavenou sílu pružiny a nazdvihne uzavírací element – kuličku nebo kuželku, ventil je otevřen, hydraulický olej protéká obtokovým.

Článek Hydraulické obvody, ventily k řízení tlaku, objemu, rychlosti se nejdříve objevil na Studijni-svet.cz.

Téma: Pneumatické a hydraulické motory

Předmět: Mechatronika

Přidal(a): David Veselík

Pneumatické motory

Druhy a členění pneumatických motorů:

1) Lineární:

• Jednočinné, dvojčinné, pro větší efektivitu je používanější dvojčinný.
• Pro dosažení lineárního pohybu stlačeným vzduchem se nejčastěji používá systém pístů.
• Pístové motory jsou používány. V podstatě jsou pístové motory stejné jako hydraulické motory s výjimkou, že se používají k přeměně hydraulické energie na mechanickou energii.
• Pístové motory se často používají v sérii dvou, tří, čtyř, pěti nebo šesti válců, které jsou uzavřeny v pouzdru. To umožňuje, aby písty dodávaly více energie, protože několik motorů je vzájemně synchronních v určitých časech svého cyklu.

2) Rotační – lopatkové motory:

• Motor s rotačními lopatkami, historicky nejpoužívanější, používán ve vodohospodářství.

Hydraulické motory

• Hydraulika je jednou z nejpoužívanějších částí v systémech Lineární motory – hydraulické
• Hydraulický motor je mechanický motor, vstupní mechanickou energií, která se mění na energií tlakovou.
• Hydraulická čerpadla, motory, a válce mohou být kombinovány do hydraulických pohonů. Jeden nebo více hydraulických čerpadel, ve spojení s jedním nebo více hydraulickými motory, tvoří hydraulický přenos.

Článek Pneumatické a hydraulické motory se nejdříve objevil na Studijni-svet.cz.

Téma: Zdroje tlaku u hydraulických zařízení

Předmět: Mechatronika

Přidal(a): David Veselík

Výhody hydraulických zařízení:

• Snadný rozvod kapaliny i na větší vzdálenosti
• Snadná změna směru a rychlosti pohybu
• Spalovací motor Elektromotor Hydromotor – snadné pojištění proti přetížení,  – možnost automatické regulace činnosti  – v poměru k přenesenému výkonu mají malé rozměry.

Nevýhody hydraulických zařízení:

• Velká národnost na přesnost výroby jednotlivých hydraulických prvků, která přímo podmiňuje správnou funkci těchto mechanismů. Zajistit vysokou čistotu kapaliny, těsnost hydraulického obvodu (znečištění životního prostředí).
• Hydraulická schémata odpovídají v podstatě schématům pneumatickým. Funkce a schématické značky mnoha hydraulických a pneumatických prvků jsou stejné. Z důvodu použitých médií (hydraulická kapalina nebo vzduch) a rozdílných tlaků je však konstrukce prvků zčásti rozdílná.

Hydraulická zařízení:

• Z olejové nádrže dopravuje hydrogenerátor (čerpadlo) např. s konstantním dodávaným množstvím hydraulický olej do hydraulického obvodu.

Hydraulický obvod:

• Olej z pracovního válce je při pohybu pístu vytlačován do odpadního potrubí. Přitom protéká přes filtr do olejové nádrže.
• Filtr má zachytit nečistoty (např. kovový otěr, opotřebené části těsnění).
• Jestliže nedojde ve výkonovém členu – válec, rotační hydromotor k přeměně energie, tzn., že válec nebo motor se nepohybuje, nedochází ani k odběru tlakového oleje.

Článek Zdroje tlaku u hydraulických zařízení se nejdříve objevil na Studijni-svet.cz.

Téma: Pneumatický obvod, zásobníky stlačeného vzduchu

Předmět: Mechatronika

Přidal(a): David Veselík

Pneumatický obvod, zásobníky stlačeného vzduchu, další pomocná zařízení

Hlavní rozdíl mezi hydraulikou a pneumatikou tedy spočívá v tom, v jakém skupenství je tekutina, kterou oba systémy využívají.

Pneumatika využívá k řízení a k pohonu stlačený vzduch.

Oblast použití pneumatiky:

• 1) pohony – rotační, lineární (válce), vibrační
• 2) tryskání, tryskací přístroje k tryskání konstrukcí pískováním a vodním paprskem
• 3) manipulace a doprava materiálu.

Výhody:

• Snadná doprava média, možnost skladování – vzdušník, mobilita, pojízdné kompresory, možnost použití op v ochranném pásmu např. lakovna, vysoká rychlost a otáčky, jednoduchost.

Nevýhody:

• Hlučnost – výfuk, ztráty v rozvodech, menší síly proti hydraulice, menší přesnost nastavení zadané polohy a nerovnoměrnost pohybu.

Pneumatické zařízení se skládá:

• Výroba stlačeného vzduchu, úprava stlačeného vzduchu, rozvod, ovladače – ventily, pohony.

Pneumatická schémata zahrnuje bez ohledu na jejich skutečnou polohu všechny prvky obvodu uspořádané v posloupnosti od signálních členů přes logické členy ke členům výkonovým. Přitom je třeba dodržovat následující pravidla:

• Prvky se zakreslují v klidové poloze, kterou zaujímají při nulovém tlakovém signálu, řídící vedení se zakresluje čárkovanými čarami, pracovní vedení se zakresluje plnými čárami, do schématu se pro usnadnění montáže uvádí označení přívodů a výfuků každého prvku, např. P  pro přívod tlaku, R, S pro výfuk do atmosféry A, B, C pro vývody do dalšího prvku X, Y, Z pro přívody řídících signálů.

Pneumatický obvod:

• Další formy znázorňování se liší podle určení schématu např. schémata v návodech podle jejich skutečné vzájemné polohy.

Manometr:

• Měří tlak vzduchu ve vzdušníku.

Vzdušník – zásoba, zásobník stlačeného vzduchu:

• Provoz prakticky každé kompresorové stanice, respektive provoz každého pneumatického systému jako celku od kompresoru až k distribučním potrubním rozvodům tlakového vzduchu se téměř nikdy neobejde bez instalace tlakové nádoby (vzdušníku). Vzdušníky jsou stojaté a ležaté, jsou opatřeny hrdly pro vstup a výstup pracovního média, dále návarky pro instalaci tlakoměru (manometru), pojistného ventilu a odkalovacího ventilu.
• Vyrovnává, kumuluje vzduch vyrobený kompresorem a zajišťuje plynulé zásobování stlačeným vzduchem rozvodnou síť. Vyrovnává kolísání tlaku v síti, odstraňuje tlakové rázy. Umožňuje dimenzovat velikost kompresorů, na průměrnou spotřebu sítě. Při výpadku kompresoru dodává určitou dobu stlačeného vzduchu do sítě.

Funkce a faktory použití v pneu obvodu:

• Optimalizuje provoz kompresoru, reguluje četnost jeho sepnutí a snižuje nárazová zatížení.
• Vyrovnává pulsace stlačeného vzduchu za kompresorem a zabraňuje jejich dalšímu přenosu do potrubního rozvodu.
• Vyrovnává kolísání tlaku v potrubním rozvodu.
• Slouží jako akumulační nádoba (zásobník) pro pokrytí krátkodobých odběrových špiček při spotřebě tlakového vzduchu vyšší než je výkonnost daného kompresoru.
• Ochlazováním stačeného vzduchu přispívá k prvotnímu odlučování kondenzátu ze systému.

Pro volbu optimálního objemu vzdušníku je třeba dbát na několik faktorů:

• Teplota prostředí a vstupního tlakového vzduchu, typ a způsob regulace kompresoru, možnosti umístění vzdušníku, výkonnost a maximální přetlak kompresoru.

Předepsaný výstroj musí obsahovat:

• Pojistný ventil, uzavírací armatura na vstupu, výstupu, tlakoměr – manometr, vypouštěcí armatura, průvodní dokumentace prokazující způsobilost tlakové nádoby k provozu.

Další pomocná zařízení:

• Aby mohly pneumatické obvody bezchybně fungovat, je nutné odstraňovat ze vzduchu mechanické nečistoty (způsobují abrazi) a vodní páry (způsobují korozi), které jsou nasávány spolu se vzduchem při činnosti stroje. Pro odstranění těchto nečistot se montuje do pneumatického obvodu odlučovač tuhých částic spojený s odlučovačem kapalin.
• Odlučovač kapalin – hrubší síto nečistot. Dochází zde k usazování vody a velkých nečistot na dně nádoby, využívá se vírového kotouče (způsobuje víření stlačeného vzduchu). Tyto nečistoty se vypouštějí ručně uzavíracím ventilem.
• Odlučovač tuhých částí – vzduch prochází přes systém filtračních vložek, které zachycují jemné nečistoty.

Článek Pneumatický obvod, zásobníky stlačeného vzduchu se nejdříve objevil na Studijni-svet.cz.

Téma: Akumulátory tlaku hydraulických obvodů

Předmět: Mechatronika

Přidal(a): David Veselík

Akumulátory mají v hydraulických obvodech několik úkolů. Akumulují energií, která se vrací do obvodu při náhlém zvýšení odběru, takže hydrogenerátor může být dimenzován na průměrný odběr. Při výpadku hydrogenerátorů mohou ještě zajistit tlakovou energii pro nouzový pohyb pístů. Dále vyrovnávají ztráty prosakováním a tlumí tlakové rázy, takže zajišťují téměř konstantní provozní tlak.

Princip funkce těchto akumulátorů vysvětlíme na akumulátoru s pryžovým vakem: pryžový vak je naplněn inertním plynem – nejčastěji dusíkem, pod určitým tzv. plnícím tlakem. Spodní zesílenou část vaku uzavírá ventil, přívodu tlakového oleje. Tím se zamezí nežádoucímu vniknutí stěny vaku do přívodního otvoru, a tím jejímu poškození. Po spuštění hydrogenerátoru se rychle zvyšuje tlak v obvodu. Jakmile dosáhne hodnoty plnícího tlaku v plynu v akumulátoru, otevře se ventil v přívodu oleje.

Tlak v obvodu dál stoupá až na hodnotu pracovního tlaku. Olej vniká do akumulátoru a stlačuje vak s dusíkem, tak dlouho, až se tlak dusíku rovná pracovnímu tlaku. Objem stlačeného dusíku se přirozeně zmenšuje, takže v tomto okamžiku je v akumulátoru hydraulický olej a dusík, obě média jsou oddělena stěna vaku.  Jestliže v obvodu poklesne tlak – v důsledku náhlého zvýšení odběru, začne se vak rozpínat, dokud se tlaky dusíku a oleje zpět nevyrovnají. Olej se vytlačuje z akumulátoru do obvodu a pomáhá krýt zvýšenou spotřebu. Pokud tlak v obvodu klesne pod hodnotu plnícího vaku, vypudí se z akumulátoru všechen olej a spodní část vaku opět uzavře ventil v přívodu.

V hydraulickém obvodu bez akumulátoru musí být hydrogenerátor a jeho motor dimenzovány na maximální možný odběr, což znamená vyšší pořizovací provozní náklady. Akumulátor v obvodu umožňuje, překlenou kolísání odběru, ovšem jen za cenu poklesu tlaku, takže hydrogenerátor může být dimenzován na průměrný odběr. Pořizovací a provozní náklady se sníží. Z této funkce akumulátoru vyplívají požadavky na jeho dimenzování.

Objem akumulátoru závisí na:

• Požadovaném plnícím tlaku plynu, objem u oleje, který je nutno při kolísání odběru dodat do obvodu cca 50 až 70 % objemu akumulátoru. Jinou funkci mají membránové akumulátory, jsou například zabudovány do přívodního potrubí hydraulických válců, které musejí zajišťovat rovnoměrný pohyb. Pulzující dodávané mužství hydrogenerátoru se vyrovnává membránovým akumulátorem. Dříve než je možné provádět na hydraulickém zařízení nějaké montážní práce, je nutné zajistit, aby celý obvod byl bez tlaku. K tomu slouží tzv. vypouštěcí ventily. Toto je velmi důležité zejména v obvodech, kde jsou instalovány akumulátory. Akumulátor udržuje tlak v obvodu tak dlouho, dokud není zcela vyprázdněn.
• Provozní tlak je na všech prvcích obvodu a ve všech částech potrubí. Při uvolnění spojů pod tlakem může vytrysknout velmi jemný paprsek tlakového oleje s vysokou hustotou energie. Tento paprsek může způsobit vážná poranění. Pokud se demontážní práce týkají samotného akumulátoru, je nutné plnícím ventilem vypustit dusík z pryžového vaku. Přitom je nutno dodržovat předpisy pro práci s tlakovými nádobami.
• Při instalaci akumulátorů jsou nezbytně nutná konstrukční opatření, jako je měření tlaku, pojistný ventil, uzavírací kohout a vypouštěcí kohout.
• Při manipulaci s akumulátory je třeba bezpodmínečně dbát předpisů výrobců. Hydraulické systémy musejí být před započetím jakýchkoliv demontážních prací bez tlaku.

Převod tlaku – multiplikace:

• Multiplikace se používá pro zvýšení statického tlaku v některé části hydraulického obvodu, aniž by bylo nutno část obvodu napájet samostatným hydrogenerátorem.

Článek Akumulátory tlaku hydraulických obvodů se nejdříve objevil na Studijni-svet.cz.

Téma: Zdroje tlaku pneumatických obvodů

Předmět: Mechatronika

Přidal(a): David Veselík

Tlak je stlačený vzduch. Nejprve uvedu vlastnosti stlačeného vzduchu a posléze o samotných zdrojích tlaku.

Výhody a nevýhody pneu systémů:

• Možnost rozvodu na delší vzdálenosti + nepotřebuje odpadové větve rozvodu + možnost rychlých pohybů + snadná regulace – omezená síla – problematické dosažení pomalých, plynulých pohybů – nepřesné zastavovaní v meziplochách
• V pneumatických logických i silových obvodech slouží tlakový vzduch jednak k přenosu informace (tlak existuje = logická jednička, tlak neexistuje = logická nula) a jednak k přenosu energie.

Elektromotor:

• Je zdrojem mechanické síly kompresoru.
• Převádí elektrickou energii na energii mechanickou.

Kompresor:

Regulace kompresorů:

• 1) vypnout – zapnout (menší typy)
• 2) běh naprázdno – pro větší setrvání hmoty
• 3) regulace otáček

Kompresor je stroj určený ke stlačování (kompresi) plynů a par. Příklad principu u pístového kompresoru:

V pístovém kompresoru se vzduch stlačuje pod pístem, který se pohybuje ve válci sem a tam podobně jako píst ve spalovacím motoru automobilu. Pístem pohybuje kliková hřídel poháněná elektromotorem. Při pohybu pístu jedním směrem se vzduch nasává, při pohybu zpět se stlačí a pak se vhání z válce do tlakové nádoby, které si také říká vzdušník a je to nejnápadnější část kompresoru. Jakmile je ve vzdušníku dostatečný tlak vzduchu, tlakový spínač vydá signál k vypnutí kompresoru. Vzduch je ze vzdušníku odebírán, a tím se v něm tlak snižuje. Klesne-li tlak o nastavenou hodnotu (obvykle 2 bary), spínač opět kompresor zapne.

Pístové kompresory se konstruují jako axiální a radiální

• Axiální: pohyb pístu je rovnoběžný s osou hnaného hřídele
• Radiální: pohyb pístu je kolmý na osu hnaného hřídele.
• Zubové: skládají se ze 2 spolu zabírajících, čelních kol, která jsou uložena ve skříni.

Lamelové: hlavní část lamelového kompresoru tvoří skříň s oválnou komorou, v niž je uložen rotor s radiálními lamelami. Vyznačují se tichým chodem.

Šroubové: 2 šroubovice zapadají do sebe, vzduch je tlačen po jejich obvodu na straně skříně, vynikají tichým chodem.

Manometr: Měří tlak vzduchu ve vzdušníku.

Vzdušník – zásoba stlačeného vzduchu:

• Vyrovnává, kumuluje vzduch vyrobený kompresorem a zajišťuje plynulé zásobování stlačeným vzduchem rozvodnou síť.
• Vyrovnává kolísání tlaku v síti, odstraňuje tlakové rázy.
• Umožňuje dimenzovat velikost kompresorů, na průměrnou spotřebu sítě.
• Při výpadku kompresoru dodává určitou dobu stlačeného vzduchu do sítě.

Pístové kompresory se konstruují jako axiální a radiální

• Axiální: pohyb pístu je rovnoběžný s osou hnaného hřídele
• Radiální: pohyb pístu je kolmý na osu hnaného hřídele.

Zubové: skládají se ze 2 spolu zabírajících, čelních kol, která jsou uložena ve skříni.

Lamelové: hlavní část lamelového kompresoru tvoří skříň s oválnou komorou, v niž je uložen rotor s radiálními lamelami. Vyznačují se tichým chodem.

Šroubové: 2 šroubovice zapadají do sebe, vzduch je tlačen po jejich obvodu na straně skříně, vynikají tichým chodem.

Proudové (turbínové):

• Je typ motoru, který se používá v letectví. Pracuje na principu Newtonova zákona o akci a reakci – spaliny vycházející z motoru působí silou opačným směrem na motor, který tím ženou vpřed.

Úprava stlačeného vzduchu:

• Jednotka úpravy obsahuje: filtr, regulační ventil, olejovač (přimazávač), regulátory tlaku.  Tyto prvky lze kombinovat do různých funkčních sestav

Článek Zdroje tlaku pneumatických obvodů se nejdříve objevil na Studijni-svet.cz.

Téma: Grafický zápis pneumatického a hydraulického obvodu

Předmět: Mechatronika

Přidal(a): David Veselík

Grafický zápis pneumatického a hydraulického obvodu, ovládání ventilů

Při kreslení schémat, obvodů je nutné dodržet tyto zásady

• Používáme příslušné značky, např. v programu Fluidsim.
• Jak pro hydraulický, tak pneumatický zápis používáme stejné značky. Musíme akorát rozlišovat tlakové médium.

Schémata pneumatických obvodů lze kreslit bez ohledu na prostorovém uspořádání prvků v reálu pneumatické válce a ventily pro jejich ovládání kreslit vždy ve vodorovné poloze vedení vzduchu vést pokud možno přímo a bez křížení prvky na výkresu řadit zdola nahoru ve směru toku řídících signálů a toku energie prvky řadit zleva doprava podle časového sledu průběhu jejich funkci.

Všechny prvky ve schématu se kreslí v poloze, která odpovídá stroji v klidu, připravenému ke spuštění. Přitom se předpokládá, že pneumatické obvody jsou kresleny s tlakem vzduchu a elektrické obvody jsou kresleny bez proudu.

Článek Grafický zápis pneumatického a hydraulického obvodu se nejdříve objevil na Studijni-svet.cz.

Téma: Porovnání pneumatického a hydraulického obvodu

Předmět: Mechatronika

Přidal(a): David Veselík

Hlavní rozdíl mezi hydraulikou a pneumatikou tedy spočívá v tom, v jakém skupenství je tekutina, kterou oba systémy využívají.

Pneumatika

• Využívá k řízení a k pohonu stlačený vzduch.

Oblast použití pneumatiky:

• 1) pohony – rotační, lineární (válce), vibrační
• 2) tryskání, tryskací přístroje k tryskání konstrukcí pískováním a vodním paprskem
• 3) manipulace a doprava materiálu.

Výhody:

• Snadná doprava média, možnost skladování – vzdušník, mobilita, pojízdné kompresory, možnost použití op v ochranném pásmu např. lakovna, vysoká rychlost a otáčky, jednoduchost.

Nevýhody:

• Hlučnost – výfuk, ztráty v rozvodech, menší síly proti hydraulice, menší přesnost nastavení zadané polohy a nerovnoměrnost pohybu.

Pneumatické zařízení se skládá

• Výroba stlačeného vzduchu, úprava stlačeného vzduchu, rozvod, ovladače – ventily, pohony.

Pneumatická schémata

• Zahrnuje bez ohledu na jejich skutečnou polohu všechny prvky obvodu uspořádané v posloupnosti od signálních členů přes logické členy ke členům výkonovým.
• Přitom je třeba dodržovat následující pravidla:
  • Prvky se zakreslují v klidové poloze, kterou zaujímají při nulovém tlakovém signálu, řídící vedení se zakresluje čárkovanými čarami, pracovní vedení se zakresluje plnými čárami, do schématu se pro usnadnění montáže uvádí označení přívodů a výfuků každého prvku, např. P  pro přívod tlaku, R, S pro výfuk do atmosféry A, B, C pro vývody do dalšího prvku X, Y, Z pro přívody řídících signálů.
• Další formy znázorňování se liší podle určení schématu např. schémata v návodech podle jejich skutečné vzájemné polohy.

Hydraulika

• V hydraulických systémech se pro přenos energie či informace využívá tlaková kapalina.
• Pracovními kapalinami mohou být minerální oleje, vodní emulze, případně různé typy syntetických kapalin.
• Tyto systémy se vyznačují velkými výstupními silami, a krouticími momenty a to při relativně malých rozměrech pracovních prvků.

Výhody hydraulických zařízení:

• Snadný rozvod kapaliny i na větší vzdálenosti – snadná změna směru pohybu – snadná změna rychlosti pohybu
• Spalovací motor Elektromotor Hydromotor – snadné pojištění proti přetížení
• Možnost automatické regulace činnosti
• V poměru k přenesenému výkonu mají malé rozměry.

Nevýhody hydraulických zařízení:

• Velká národnost na přesnost výroby jednotlivých hydraulických prvků, která přímo podmiňuje správnou funkci těchto mechanismů.
• Zajistit vysokou čistotu kapaliny, těsnost hydraulického obvodu (znečištění životního prostředí).

Hydraulická schémata

• Odpovídají v podstatě schématům pneumatickým. Funkce a schématické značky mnoha hydraulických a pneumatických prvků jsou stejné.
• Z důvodu použití médií (hydraulická kapalina nebo vzduch) a rozdílných tlaků je však konstrukce prvků zčásti rozdílná.
• Hydraulické mechanismy (hydor, řecky voda, kapalina) pracují s kapalinou. Tato přenáší jak informaci, tak energii.

Funkční schémata hydraulických obvodů obsahují značky pro uvedené prvky a pro spoje. Spoje jsou vedeny potrubím se šroubeními nebo hydraulickými hadicemi. Aby bylo zabráněno úniku používané hydraulické kapaliny (ropný olej), jsou ve spojích různá těsnění (manžety, O kroužky aj., pryžové, plastové).

Článek Porovnání pneumatického a hydraulického obvodu se nejdříve objevil na Studijni-svet.cz.