docPobierz
download 
Reklamacja Transkrypt
Pobierz
Serwonapędy w automatyce i robotyce Wykład 6 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów Pneumatyczne elementy wykonawcze Siłowniki Siłowniki tłokowe Pneumatyczne elementy wykonawcze Siłowniki Siłowniki tłokowe Pneumatyczne elementy wykonawcze Statyka płynów Siła występująca na tłoczyskach siłowników z tłoczyskami dwustronnymi P1 = S1 p1 , P2 = S 2 p2 S1 = π (D 2 − d12 ) 4 ; S2 = Siła wypadkowa P P = P1 − P2 = π [ ( D 4 2 ) ( ) ] − d12 p1 − D 2 − d 22 p2 π (D 2 − d 22 ) 4 Pneumatyczne elementy wykonawcze Statyka płynów Siła występująca na tłoczyskach siłowników z tłoczyskami jednostronnymi P = S1 p1 − S 2 p2 = π [ D 4 2 S1 = P = S 2 p2 − S1 p1 = π [(D 4 2 ) ] ( p1 − D 2 − d 2 p2 πD 2 4 ) − d 2 p2 − D 2 p1 ; S2 = π (D 2 − d 2 ) 4 ] P = S1 p − S 2 p = π 4 d2p Siłowniki Układy elementarne sterowania pojedynczych siłowników Układ z dławieniem na wlocie Układ z zaworem zwrotnodławiącym sterowanym zaworem rozdzielającym Układ z dławieniem na wylocie Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 6 Siłowniki Typowe układy sterowania siłownika współpracującego z jednym wyłącznikiem krańcowym Zawór rozdzielający Przekaźnik ciśnieniowy Przekaźnik czasowy Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 7 Siłowniki Układy sterowania jednostronnego działania z zaworami Zawór alternatywy Zawór koniunkcji Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 8 Siłowniki Zawór alternatywy Zawór koniunkcji Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów Pneumatyczne elementy wykonawcze Siłowniki Siłownik – element napędowy służący w UAR do nastawiania położenia zaworów i przepustnic. membranowe, tłokowe. 9 Pneumatyczne elementy wykonawcze Siłownikii Siłownik Siłowniki tłokowe Mięśnie Pneumatyczne - Budowa Mięśnie Pneumatyczne - BMDS Bi-Muscular Driving System Mięśnie Pneumatyczne - BMDS Mięśnie Pneumatyczne - Struktury Pneumatyczne elementy wykonawcze Zespoły przygotowania sprężonego pow powietrza ietrza Główne zanieczyszczenia sprężonego powietrza: drobne zanieczyszczenia mechaniczne (pył, rdza), woda, olej pochodzący ze sprężarki. Specjalne urządzenia przygotowania powietrza usuwanie zanieczyszczeń redukcję ciśnienia do wymaganego poziomu, wprowadzenie czynnika smarnego Pneumatyczne elementy wykonawcze Zespoły przygotowania sprężonego powietrza Usuwanie pyłu i oleju filtrowanie mechaniczne, filtrowanie adsorpcyjne, filtrowanie przez absorpcję Pneumatyczne elementy wykonawcze Zespoły przygotowania sprężonego powietrza Osuszanie powietrza 1 – rekuperator, 2 – chłodnica, 3 – obieg freonowy, 4 – zawory spustowe. Pneumatyczne elementy wykonawcze Zespoły przygotowania sprężonego powietrza Filtr z cyklonem – oddziaływanie sił odśrodkowych i sił powstających w wyniku zmiany kierunku przepływu. 1 – kanał wlotowy, 2 – kanał wylotowy, 3 – zbiornik, 4 – osadnik 6 – kierownica, 7 – zawór, 8 - osłona Pneumatyczne elementy wykonawcze Zespoły przygotowania sprężonego powietrza Filtr z wkładką filtrującą – osadzanie cząsteczek stałych i oleju na powierzchni przegrody filtracyjnej. 5 – wkład filtrujący Pneumatyczne elementy wykonawcze Zespoły przygotowania sprężonego powietrza Filtr z ręcznym spustem zanieczyszczeń Zastosowano obie metody filtracji 5 – wkład filtrujący – tulejka wykonana ze spiekanych kulek brązowych lub porowatego tworzywa Elementy przygotowania spręŜonego powietrza Mając dane określające sumaryczne natęŜenie przepływu powietrza oraz ciśnienie (zasilania, robocze w siłowniku) – dobór zestawu elementów przygotowania spręŜonego powietrza. Dobór filtrów: ◦ Wielkość przyłącza, ◦ Rodzaj spustu zanieczyszczeń (automatyczny lub ręczny), ◦ Dokładność filtrowania Powietrze stosowane do napędu i sterowania obrabiarek i przyrządów nie powinno mieć zanieczyszczeń mechanicznych o średnicy większej niŜ 0,025 – 0,04mm W układach sterowniczych niskociśnieniowych oraz do napędu wrzecion szlifierek szybkobieŜnych średnica zanieczyszczeń < 0,005 – 0,01mm Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 22 Pneumatyczne elementy wykonawcze Wzmacniacze pneumatyczne Wzmacniacz typu dysza przysłona – używane są zwykle jako wzmacniacze wstępne, pracujące przy minimalnym poborze powietrza przez obciążenie 1 – opór stały, 2 – komora wyjściowa, 3 – dysza, 4 – przysłona. Pneumatyczne elementy wykonawcze Wzmacniacze pneumatyczne Zależność statyczna pomiędzy odległością x przesłony, a ciśnieniem kaskadowym pk – warunek równości masowych natężeń przepływu: powietrza wpływającego do komory kaskadowej Qm1, powietrza wypływającego z niej do atmosfery Qm2. S1 ρ πd 22 4 2( p z − pk ) ρζ = S2 ρ = πd 2 xmax 2( pk − 0 ) S1 = ρζ pk = pz S 1 + 2 S1 2 πd12 = 4 , S 2 = πd 2 x pz 2 4d 1 + 22 x 2 d1 Pneumatyczne elementy wykonawcze Wzmacniacze pneumatyczne Wzmacniacz mocy – trójdrożny zawór sterowany sygnałem pneumatycznym 1 – płytka pośrednia, 2 – mieszek wejściowy, 3 – mieszek wyjściowy, 4 – podwójny zawór kulowy, 5 – sprężyna Wzmacniacze pneumatyczne Równanie statyczne ∆pwe S1 = ∆pwy S 2 Współczynnik wzmocnienia ciśnienia k k= ∆pwy ∆pwe = S1 = const S2 Współczynnik wzmocnienia mocy km km = ∆pwy ∆Qwy ∆pwe ∆Qwe Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 26 Pneumatyczne elementy wykonawcze Wzmacniacze pneumatyczne Wzmacniacz mocy membranowy 1 – komora wejściowa, 2 – komora wyjściowa, 3 – zespół membran, 4 – zawór kulowy Pneumatyczne elementy wykonawcze Elementy porównujące Mieszkowy element porównujący – porównywanie i sumowanie sygnałów odbywa się po przekształceniu ich na siłę – równoważnia pneumatyczna. 1,2 – mieszki, 3 – dźwignia, 4 – zderzak, 5 – dysza. p1S1l1 + F3l1 = p2 S 2l2 + F4l2 Pneumatyczne elementy wykonawcze Siłowniki Siłownik z nastawnikiem pozycyjnym Przez dźwignię i sprężynę zrealizowane jest sprzężenie zwrotne, zapewniające dużą dokładność ustawienia trzpienia siłownika. Symbole Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 30 Zagadnienia 1. Narysować symbole a) b) c) d) e) f) g) Sterowanie przyciskiem, spręŜyną, elektromagnesem, Siłownik dwustronnego działania, Siłownik jednostronnego działania ze spręŜyną, Zasilanie czynnikiem pneumatycznym, Zawór zwrotny, Zawór dławiąco-zwrotny jednokierunkowy, Zawór dwudrogowy dwupołoŜeniowy, sterowany ciśnieniem, powrót pod działaniem spręŜyny, h) Zawór pięciodrogowy, dwupołoŜeniowy sterowany elektrycznie, 2. Siła wypadkowa siłownika jednostronnego działania z pojedynczym tłoczyskiem. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 31 Zagadnienia 3. Opisać znaczenie symboli 4. Co oznacza zapis: zawór 5/3? Wymienić i omówić zawory logiczne. Główne zanieczyszczenia spręŜonego powietrza. Zadania zespołu przygotowania powietrza. Rodzaje filtracji 5. 6. 7. 8. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 32 Zagadnienia 9. Zaprojektować układ sterowania pneumatycznego siłownika dwustronnego działania z wyłącznikami krańcowymi Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 33 Zagadnienia 10. Zaprojektować układ sterowania pneumatycznego dwoma siłownikami pneumatycznymi z wyłącznikami krańcowymi. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 34 Zagadnienia Wzmacniacz dysza-przesłona 12. Wzmacniacz mocy 13. RównowaŜnia pneumatyczna 14. W jaki sposób regulować prędkość działania siłownika? 11. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 35
