Wykład 6. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów. Siłowniki tłokowe

Transkrypt

1 Serwonapędy w automatyce i robotyce Wykład 6 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów Pneumatyczne elementy wykonawcze Siłowniki Siłowniki tłokowe

2 Siłowniki Siłowniki tłokowe Pneumatyczne elementy wykonawcze Statyka płynów Siła występująca na tłoczyskach siłowników z tłoczyskami dwustronnymi P S p, P S p Siła wypadkowa P S π ( D d ) π ( D d ) ; S P P P π [( D d ) p ( D d ) p ]

3 Statyka płynów Siła występująca na tłoczyskach siłowników z tłoczyskami jednostronnymi P S P S p p S S p p π π [ D p ( D d ) p ] S πd [( D d ) p D p ] ; P S S p S π ( D d ) π p d p Siłowniki Układy elementarne sterowania pojedynczych siłowników Układ z dławieniem na wlocie Układ z dławieniem na wylocie Układ z zaworem zwrotnodławiącym sterowanym zaworem rozdzielającym Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 6

4 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

5 Siłowniki Zawór alternatywy Zawór koniunkcji Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 9 Pneumatyczne elementy wykonawcze Siłowniki Siłownik element napędowy służący w UAR do nastawiania położenia zaworów i przepustnic. membranowe, tłokowe.

6 Siłowniki Siłowniki tłokowe Mięśnie Pneumatyczne - Budowa

7 Mięśnie Pneumatyczne - BMDS Bi-Muscular Driving System Mięśnie Pneumatyczne - BMDS

8 Mięśnie Pneumatyczne - Struktury Pneumatyczne elementy wykonawcze Zespoły przygotowania sprężonego powietrza 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

9 Zespoły przygotowania sprężonego powietrza Usuwanie pyłu i oleju filtrowanie mechaniczne, filtrowanie adsorpcyjne, filtrowanie przez absorpcję Pneumatyczne elementy wykonawcze Zespoły przygotowania sprężonego powietrza Osuszanie powietrza rekuperator, chłodnica, 3 obieg freonowy, zawory spustowe.

10 Zespoły przygotowania sprężonego powietrza Filtr z cyklonem oddziaływanie sił odśrodkowych i sił powstających w wyniku zmiany kierunku przepływu. kanał wlotowy, kanał wylotowy, 3 zbiornik, 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

11 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 0,05 0,0mm W układach sterowniczych niskociśnieniowych oraz do napędu wrzecion szlifierek szybkobieŝnych średnica zanieczyszczeń < 0,005 0,0mm Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów

12 Wzmacniacze pneumatyczne Wzmacniacz typu dysza przysłona używane są zwykle jako wzmacniacze wstępne, pracujące przy minimalnym poborze powietrza przez obciążenie opór stały, komora wyjściowa, 3 dysza, przysłona. Pneumatyczne elementy wykonawcze Wzmacniacze pneumatyczne Zależność statyczna pomiędzy odległością x przesłony, a ciśnieniem kaskadowym p k warunek równości masowych natężeń przepływu: powietrza wpływającego do komory kaskadowej Q m, powietrza wypływającego z niej do atmosfery Q m. S ρ ( p p ) ( p 0) z ρζ k S ρ k ρζ πd S, S πd x πd πd x max p k pz pz S d + x S + d

13 Wzmacniacze pneumatyczne Wzmacniacz mocy trójdrożny zawór sterowany sygnałem pneumatycznym płytka pośrednia, mieszek wejściowy, 3 mieszek wyjściowy, podwójny zawór kulowy, 5 sprężyna Wzmacniacze pneumatyczne Równanie statyczne p we S p wys Współczynnik wzmocnienia ciśnienia k k p p wy we S S const Współczynnik wzmocnienia mocy k m k m p p wy we Q Q wy we Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 6

14 Wzmacniacze pneumatyczne Wzmacniacz mocy membranowy komora wejściowa, komora wyjściowa, 3 zespół membran, zawór kulowy Pneumatyczne elementy wykonawcze Elementy porównujące Mieszkowy element porównujący porównywanie i sumowanie sygnałów odbywa się po przekształceniu ich na siłę równoważnia nia pneumatyczna., mieszki, 3 dźwignia, zderzak, 5 dysza. p + Sl + F3l psl Fl

15 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

16 Zagadnienia. Narysować symbole a) Sterowanie przyciskiem, spręŝyną, elektromagnesem, b) Siłownik dwustronnego działania, c) Siłownik jednostronnego działania ze spręŝyną, d) Zasilanie czynnikiem pneumatycznym, e) Zawór zwrotny, f) Zawór dławiąco-zwrotny jednokierunkowy, g) Zawór dwudrogowy dwupołoŝeniowy, sterowany ciśnieniem, powrót pod działaniem spręŝyny, h) Zawór pięciodrogowy, dwupołoŝeniowy sterowany elektrycznie,. Siła wypadkowa siłownika jednostronnego działania z pojedynczym tłoczyskiem. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 3 Zagadnienia 3. Opisać znaczenie symboli. Co oznacza zapis: zawór 5/3? 5. Wymienić i omówić zawory logiczne. 6. Główne zanieczyszczenia spręŝonego powietrza. 7. Zadania zespołu przygotowania powietrza. 8. Rodzaje filtracji Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 3

17 Zagadnienia 9. Zaprojektować układ sterowania pneumatycznego siłownika dwustronnego działania z wyłącznikami krańcowymi Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 33 Zagadnienia 0. Zaprojektować układ sterowania pneumatycznego dwoma siłownikami pneumatycznymi z wyłącznikami krańcowymi. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 3

18 Zagadnienia. Wzmacniacz dysza-przesłona. Wzmacniacz mocy 3. RównowaŜnia pneumatyczna. W jaki sposób regulować prędkość działania siłownika? Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 35