07_Sisteme de reglare automata III

8/7/2019 07_Sisteme de reglare automata III

1/82

nvmntul profesional i tehnic n domeniul TIC

Proiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-2013

Beneficiar Centrul Naional de Dezvoltare a nvmntului Profesional i Tehnic

str. Spiru Haret nr. 10-12, sector 1, Bucureti-010176, tel. 021-3111162, fax. 021-3125498,vet@ tvet.ro

Sisteme de reglare automat

Material de predare partea III

Domeniul: Electronic i automatizri

Calificarea: Tehnician n automatizri

Nivel 3
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


2/82

2009

2


3/82

AUTORI:

ing. COSMA FLORIN profesor grad didactic definitiv

COLEGIUL TEHNIC ,,ALEXANDRU DOM A ALBA IULIA

ing. PRVULESCU CRENGU A MANUELA profesor grad didactic definitiv

COLEGIUL TEHNIC ,,MEDIA BUCURE TI

COORDONATOR:ing. DIACONU GABRIELA profesor gradul didactic I

GRUP COLAR CHIMIE ,,COSTIN NENI ESCU BUCURETI

CONSULTAN:

IOANA CRSTEA expert CNDIPT

ZOICA VLDU expert CNDIPT

ANGELA POPESCU expert CNDIPT

DANA STROIE expert CNDIPT

Acest material a fost elaborat n cadrul proiectului nvmntul profesional i tehnic

n domeniul TIC, proiect cofinanat din Fondul Social European n cadrul POS DRU 2007-2013

3


4/82

Cuprins

I. Introducere ....................................................................................................................................6

II. Documente necesare pentru activitatea de predare ..................................................................... 8

III. Resurse .......................................................................................................................................9

Tema 1. SRA cu echipamente de execu ie pneumatice ............................................................... 9

Fia suport 1.1. Grupul de pregtire a aerului ........................................................................ 9

1.1.1. Unit i de msur ........................................................................................................... 9

1.1.2. Definirea aerului comprimat ..........................................................................................9

1.1.3. Sistemul de producere a aerului .....................................................................................9

1.1.4. Rcirea aerului comprimat ...........................................................................................10

1.1.5. Uscarea aerului comprimat ..........................................................................................10

1.1.6. Filtrarea aerului ............................................................................................................11

1.1.7. Ungerea ........................................................................................................................11

1.1.8. Necesitatea unui compresor .........................................................................................11

1.1.9. Func ionarea unui compresor ...................................................................................... 12

1.1.10. Clasificarea compresoarelor .....................................................................................121.1.11. Exemple de compresoare volumice ...........................................................................12

Tema 1. SRA cu echipamente de execu ie pneumatice .............................................................14

Fia suport 1.2. Motoare pneumatice .....................................................................................14

Exemple de cilindri cu simplu i cu dublu efect ...................................................................15


Fia suport 1.3. Distribuitoare ............................................................................................... 19


Fia suport 1.4. Drosele, supape ............................................................................................23


Fia suport 1.5. Aparate pneumatice speciale ........................................................................28

Tema 1. SRA cu echipamente de execu ie pneumatice .............................................................33Fia suport 1.6. Parametri tehnico func ionali ...................................................................33


Fia suport 1.7. Schema de ac ionare pneumatic .................................................................35

1.7.1. Simboluri i semne conven ionale ...............................................................................36

1.7.2. Necesitatea unui racord ................................................................................................38

1.7.3. Reguli de instalare a tuburilor pneumatice ..................................................................38

1.7.4. Ciclograma de mi care ................................................................................................ 39


Fia suport 1.8. Func ionarea SRA cu elemente de execu ie pneumatice - succesiunea

fazelor procesului automatizat ......................................................................................43

Tema 2. SRA cu echipamente de execu ie hidraulice ............................................................... 50Fia suport 2.1. Motoare hidraulice .......................................................................................50

2.1.1. Motoare hirostatice pentru rota ie continu .................................................................51

2.1.2. Motoare hidrostatice oscilante .....................................................................................52

2.1.3. Motoare hidraulice pentru realizarea micrii de transla ie .........................................52

Tema 2. SRA cu echipamente de execu ie hidraulice ............................................................... 53

Fia suport 2.2. Distribuitoare. Supape. Aparate hidraulice speciale ....................................53

2.2.6. Divizoare de debit rezistive ........................................................................................61

2.2.7. Distribuitoare propor ionale sau servovalve electrohidraulice ....................................61

Tema 2. SRA cu echipamente de execu ie hidraulice ............................................................. 63

Fia suport 2.3. Parametri tehnico func ionali ....................................................................63


Fia suport 2.4. Schema de ac ionare hidraulic ....................................................................65

4


5/82

2.4.1. Simboluri i semne conven ionale ...............................................................................66

2.4.2. Notarea aparatelor hidraulice n circuite ......................................................................67

2.4.3. Elementele de legtur .................................................................................................68

2.4.4. Elementele de racordare .............................................................................................. 68

2.4.5. Ciclograma de mi care ................................................................................................ 68


Fi a suport 2.5. Func ionarea SRA cu elemente de execu ie hidraulice - succesiunea fazelor procesului automatizat ........................................................................................................... 73

IV. Fia rezumat .............................................................................................................................78

V. Bibliografie ...............................................................................................................................80

5


6/82

I. Introducere

Materialele de predare reprezint o resurs suport pentru activitatea de

predare, instrumente auxiliare care includ un mesaj sau o informaie didactic.

Prezentul material de predare, se adreseaz cadrelor didactice care predau ncadrul liceelor tehnologice, domeniul Electronic i automatizri , calificareaTehnician n automatizri.

Materialul a fost elaborat pentru modulul Sisteme de reglare automat, carecuprinde un numr de 93 ore, din care:

Laborator tehnologic: 31 ore

Competene /Rezultate alenv rii

TemeFie suport

Examineaz SRAcu elemente deexecu ie electropneumatice

Tema 1: SRA cu echipamente deexecu ie pneumatice

Fi a suport 1.1: Grupul de pregtire a aerului

Fi a suport 1.2: Motoare pneumatice

Fi a suport 1.3: Distribuitoare

Fi a suport 1.4: Drosele, supape

Fi a suport 1.5: Aparate pneumatice speciale

Fi a suport 1.6: Parametritehnico func ionali

Fi a suport 1.7: Schema deac ionare pneumatic

Fi a suport 1.8: Func ionarea SRA cu elemente de execu ie pneumatice: succesiuneafazelor procesului automatizat

6


7/82

Competene /Rezultate ale

nv riiTeme

Fie suport

Examineaz SRAcu elemente deexecu ie electrohidraulice

Tema 2: SRA cu echipamente deexecu ie pneumatice

Fi a suport 2.1: Motoare hidraulice

Fi a suport 2.2: Distribuitoare, supape, aparate hidraulicespeciale

Fi a suport 2.3: Parametrii tehnico func ionali

Fi a 2.4: Schema de ac ionare hidraulic

Fi a suport 2.5: Func ionarea

SRA cu elemente de execu ie hidraulice: succesiuneafazelor procesului automatizat

Absolvenii nivelului trei, liceu tehnologic, calificarea Tehnician n automatizri,vor fi capabili s ndeplineasc sarcini cu caracter tehnic de montaj, punere nfunciune, utilizare, ntreinere, exploatare i reparare a sistemelor de automatizare.

Testeaz prototipurile, concep i realizeaz scheme de automatizare, contribuie la estimarea cantit ilor i costurilor materiale, la estimarea for ei de munc necesare. Asigur controlul tehnic al sistemelor de automatizare n vederea func ionrii conform specifica iilor i reglementrilor.

7


8/82

II. Documente necesare pentru activitatea de predare

Pentru predarea coninuturilor abordate n cadrul materialului de predare cadruldidactic are obligaia de a studia urmtoarele documente:

Standardul de Pregtire Profesional pentru calificarea Tehnician nautomatizri, nivelul 3 www.tvet.ro, seciunea SPP sau www.edu.ro , seciuneanvmnt preuniversitar

Curriculum pentru calificarea Tehnician n automatizri, nivelul 3 www.tvet.ro,seciunea Curriculum sau www.edu.ro , seciunea nvmnt preuniversitar

Alte surse pot fi: .......

8
http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/http://www.tvet.ro/http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/http://www.tvet.ro/http://www.edu.ro/


9/82

III. Resurse

Tema 1. SRA cu echipamente de execu ie pneumatice

Fia suport 1.1. Grupul de pregtire a aeruluiAerul care ne nconjoar are o presiune care variaz n func ie de nl imea unde

ne aflm, n raport cu nivelul mrii.

pabs = patm + prel

unde: pabs - presiunea absolut

patm - presiunea atmosferic

prel - presiunea relativ.

1.1.1. Unit i de msur

Presiuneaconstituie prima mrime fundamental a pneumaticii. Ea se exprim n practica industrial curent n bar i este rezultatul unei for e, exprimat n daN, aplicat pe o suprafa , exprimat n cm 2.

1 bar = 21

1

cm

daN

= 105 [Pa]

1.1.2. Definirea aerului comprimatn cazul pneumaticii, fluidul de lucru utilizat este aerul comprimat. Acesta este n

mod natural luat din atmosfera i redus n volum prin comprimare.

Aerul comprimat este definit un fluid perfect elastic i anume:

moleculele sale nu opun rezisten la deplasarea unora n raport cu altele, fenomen numit fluiditate;

meninut ntr-un recipient nchis, el exercit asupra toturor elementelor pere ilor care limiteaz acest recipient o anumit presiune, fenomen numit elasticitate;

compresibilitatea este proprietatea aerului de a se comprima.

1.1.3. Sistemul de producere a aeruluiPr ile componente i func iile lor de baz sunt:

Compresorul - aerul aspirat la presiunea atmosferica este comprimat i furniz opresiune mai mare sistemului pneumatic. El transform energiamecanic n energie pneumatic.

Motorul electric - furnizeaz puterea mecanic compresorului i transform energia electric n energie mecanic.

9


10/82

ntreruptorul de presiune - controleaz motorul electric i de asemenea presiunea n rezervor. El este folosit la o presiune maxim la care motorul va fi oprit i la o presiune minim la care se face distribuirea.

Rezervorul nmagazineaz aerul comprimat. Volumul su este stabilit n func ie de capacitatea compresorului. Cu ct volumul este mai mare, cu att intervalul de timpdup care porne te compresorul este mai mare.

Supapa de sens unic - permite trecerea aerului comprimat de la compresor larezervor i mpiedic ntoarcerea aerului cnd compresorul este nchis.

Supapa de siguran - evacueaz aerul comprimat dac presiunea din rezervor cre te peste presiunea prevzut.

Usctorul rce te aerul comprimat cu cteva grade deasupra punctului de congelare i condenseaz cea mai mare parte a umidit ii aerului. Astfel se va evita prezen a apei de condens n sistemul din aval.

Filtrul de linie pozi ionat pe linia principal, trebuie s aib o cdere de presiune minim i capacitate de a mi ca din loc cea a de ulei. Acesta ajut la men inerea la limita permis a prafului, apei de condens i a uleiului de ungere.

1.1.4. Rcirea aerului comprimat

Aerul comprimat trebuie s aib o temperatur ct mai constant i ct maiapropiat de cea a mediului n care se afl instalaia.

Se dore te ca temperatura aerului s fie n jur de minim 10C iarna i maxim 30C vara, dar s nu depeasc 50C.

Rcirea aerului se poate face chiar din faza de comprimare, acest lucruprotejnd i compresorul.

n multe cazuri rcirea aerului comprimat se completeaz cu agregate de rciredup ce acesta a ieit din compresor.

1.1.5. Uscarea aerului comprimat

Aerul din atmosfer conine o anumit cantitate de ap, sub form de vapori cese regsete n aerul comprimat. Prezena apei afecteaz funcionarea instalaiilor i din acest motiv sunt necesare msuri de eliminare, prin uscarea aerului.

10


11/82

Modalitatea de eliminare a apei din instalaia pneumatic este uscarea aerului i se realizeaz prin meninerea unei temperaturi ct mai constante, precum i cu msuride colectare, evacuare a apei condensat n circuite. Cele mai cunoscute metode deuscare sunt:

- prin rcire;- prin adsorbie;

- prin absorbie;

- prin supracomprimare.

1.1.6. Filtrarea aerului

Filtrarea presupune separarea, colectarea i ndeprtarea particulelor cecontamineaz aerul comprimat i ntr-o msur, a apei purtat de curentul de aer. Idealeste ca aceast filtrare s fie ct mai complet, ns din punct de vedere energetic i alcosturilor de ntreinere nu este judicios. Fineea de filtrare trebuie s aib valoareacerut de instalaia pneumatic alimentat.n afar de fineea de filtrare, doi dintre ceimai importani parametrii ai filtrelor sunt:

- cderea de presiune produs ntre racordurile filtrului;- rezistena mecanic a elementului (cartuului) filtrant.

Filtrul trebuie plasat ct mai aproape de componentele principale i n poziievertical, cu respectarea strict a sensului de montare indicat pe carcas. Cartuelefiltrante se execut din materiale textile (bumbac, fetru, vat mineral etc.), dinmateriale plastice sau din pulberi metalice sinterizate.

1.1.7. UngereaAceast opera ie permite efectuarea ungerii unor piese mobile ale

componentelor pneumatice pentru a le asigura o mai mare longevitate, iar aparatul carerealizeaz aceast func ie de ungere este ungtorul.

1.1.8. Necesitatea unui compresorAutomatizarea prin utilizarea aerului comprimat, el neexistnd n mod normal

sub presiune, determin necesitatea ca ntr-un circuit s existe un aparat capabil sfurnizeze aer comprimat.

11


12/82

1.1.9. Func ionarea unui compresor

Ca i alte gaze, aerul nu are o form determinat. Acesta i modific forma n func ie de mediul unde se afl. Aerul se las comprimat (compresiune) i are tendin a

de a se dilata (expansiune).

Compresoarele sunt utilizate pentru a comprima aerul, plecnd de la opresiune ini ial de intrare (presiunea atmosferic), pn la o presiune de refulare superioar.

1.1.10. Clasificarea compresoarelora) Compresoarele volumetrice n care compresiunea este ob inut prin

reducerea spa iului care con ine aerul aspirat la presiunea atmosferic sunt : Compresoare de tip alternativ:cu piston sau cu diafragm; Compresoare de tip rotativ: cu palete, cu urub, cu angrenaje.

b) Compresoarele dinamiceunde compresiunea este ob inut prin transformarea

vitezei aerului aspirat n presiune

Compresoare axiale;

Turbocompresoare;

Turbosuflante; Ventilatoare.

1.1.11. Exemple de compresoare volumicea) Compresorul cu piston

Acest tip de compresor (fig.1) este alctuit din piston, care deplasndu-se n josn cilindru, absoarbe aerul din conduct prin supapa de admisie, iar la deplasarea nsus l comprim i l refuleaz n conducta de evacuare prin supapa de refulare care se deschide la cre terea presiunii.

12


13/82

Fig.1. Compresor cu piston

b) Compresorul rotativ

Este alctuit dintr-o carcas 1, un rotor cilindric 2 aezat excentric fa de

carcasa n care este dispus, iar n canale frezate pe generatoarele rotorului suntdispuse paletele 3 (fig. 2). ntre suprafaa rotorului, palete, carcas i capacele lateralese formeaz camere de volum variabil (CVV) care n faza de aspiraie nchid etanmase de aer i, pe msura rotirii ansamblului mobil, aceste camere i micoreazvolumul determinnd creterea presiunii. Cnd ating un volum minim ajung n dreptulracordului de refulare, iar aerul comprimat este evacuat.

Fig.2. Compresorul rotativ

Paletele rotorului trebuie s asigure etanarea lateral (cu capacele), frontal (cucarcasa) i fa de rotor. Etanarea frontal este asigurat prin apsarea paletelor pe

carcas datorit forei centrifuge. La unele modele, datorit unor arcuri dispuse ncanalele practicate n rotor, uzura paletelor este compensat automat. Rcireacompresorului se realizeaz cu ap.

Paletele se execut n general din materiale antifric iune i care protejeaz carcasa contra uzurii. nlocuirea paletelor, cnd s-a ajuns la un anumit grad de uzur,repune compresorul n funciune. Maina atinge performanele maxime dup un anumittimp de funcionare, necesar rodrii paletelor.

Sugestii metodologice:

UNDE PREDM?

Coninutul poate fi predat n cabinet, laborator sau ntr-o sal care are videoproiector.

CUM PREDM?

Se recomand utilizarea fielor de lucru pentru elevi pentru activitile de fixare a noilorcunotine.

Prezentarea coninuturilor se poate face prin expunere, conversaie euristic,problematizare, demonstra ie, observaie dirijat etc.

Se pot utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul sau plane tematice.ORGANIZAREA CLASEI:

13


14/82


15/82


16/82

Fig.1. Cilindru cu piston

a) cu o fa a pistonului activ b) cu ambele fe e ale pistonului active

1. Corp element de acionare; 1. Corp element de acionare;

2. Resort; 2. Piston;

3. Tij de acionare; 3. Tij de acionare;

4. Piston; 4. Orificiu intrare aer.

5. Orificiu intrare aer.

La cilindrul cu o fa activ, pozi ia tijei depinde de presiunea aerului comprimat,deplasarea napoi a tijei fcndu-se prin scoaterea aerului din cilindru, n timp ce la celcu dou fe e active, pozi ia tijei depinde de diferen a de presiune aplicat celor dou fe e ale pistonului.

n figura 2 este prezentat o seciune a unui cilindru cu simplu efect cu revenirecu arc. Aceast structur este aceeai pentru toi cilindrii pneumatici de acest tip.

Fig.2. Cilindri cu simplu efect

Pr ile componente ale cilindrului cu simplu efect cu revenire cu arc:

1 - cmaa (corpul) cilindrului;

16


17/82

2 - capacele cilindrului;

3 - tija;

4 - resortul de revenire;

5 - pistonul;

6 - etanarea pistonului fa de cma;

7 - etanarea tijei cilindrului;

8 - buca de ghidare a tijei.

Dac racordul A este alimentat cu aer comprimat la presiunea P, asuprapistonului de suprafa S va aciona o for F, care va determina deplasarea acestuiaspre dreapta. Viteza i acceleraia ansamblului mobil piston-tij depind de presiune,debit i fora care se opune micrii tijei. Cnd racordul A este conectat la atmosfer,resortul 4 determin revenirea pistonului n poziia iniial.

n figura 3.a se poate vedea un cilindru cu dublu efect cu tij unilateral(normal), fr frnare la cap de curs, iar n figura 3.b un cilindru cu dublu efect cu tijbilateral.

Fig.3.a Fig.3.b

Cilindru cu dublu efect cu tij Cilindru cu dublu efect cu tij bilateral

unilateral fr frnare la cap de curs

Spre deosebire de cilindrul cu simplu efect, cilindrul cu dublu efect are douorificii de alimentare i nu mai are resortul de revenire. Revenirea pistonului n poziiainiial se face conectnd racordul A la atmosfer i racordul B la alimentare.

Fora unui cilindru este dat de valoarea presiunii de alimentare i de suprafaapistonului.

Exemple de motoare pneumatice liniare cu membran

Elementele de execuie pneumatice cu membran transform energia poteniala aerului sub presiune n energie mecanic, la deplasarea liniar a unui organ deexecuie cu care se face intervenia n procesul automat.

Elementelede ac ionare pneumatice cu membran (fig.4) sunt formate dintr-o capsul manometric C prevazut cu o membran M situat deasupra unui disc metalicD solidar cu o tij T i un resort antagonist R.

17


18/82

C capsul

M membran

D disc metalic

T tij

R resort antagonist

Fig.4. Element de ac ionare pneumatic cu membran

Aerul comprimat adus de la regulator sau convertor la presiunea 0,2 - 1daN/cm 2,apas asupra membranei nvingnd rezisten a resortului antagonist i apsnd tija n jos. n func ie de presiunea aerului comprimat, pozi ia tijei variaz continuu ntre dou limite.

Dup cum aerul sub presiune poate s acioneze pe o singur fa sau peambele fee ale membranei elastice, deosebim elemente de execuie proporionale sauintegrale.

Cilindrul cu membran elastic (fig.5) este format dintr-un cilindru, compus dincapacul 1 i cma a 2, membrana 3 i resortul metalic 4 care este solidar cu tija 5. Aerul comprimat, adus prin conducta P, apas asupra membranei i, nvingnd

rezisten a resortului antagonist, mpinge tija. Pozi ia tijei, adic a organului de execu ie pe care l comand, variaz continuu (ntre dou limite) n func ie de presiunea aerului. Aerul comprimat are o presiune cuprins ntre 0,2 i 1 atmosfer, iar cursa tijei este de 1 6 cm.

Fig.5.Cilindru cu membran elastic

Cilindrii cu membran, sau camerele cu membran, prezint o serie de avantajefuncionale n comparaie cu cilindrii cu piston: absena unor fore de frecare n timpulmicrii i n special la nceputul acesteia, confer camerelor cu membranpromptitudine i siguran mare n funcionare. Durabilitatea membranelor este mare,

ele putnd funciona peste un milion de cicluri.

18


19/82


UNDE PREDM?


CUM PREDM?Se recomand utilizarea calculatoarelor i a fielor de lucru pentru elevi pentruactivitile de fixare a noilor cunotine. Se pot aplica fie de lucru colective, pentrugrupuri de 2 - 4 elevi.

Prezentarea con inuturilor se poate face prin expunere, conversaie euristic,problematizare, demonstra ie, observaie dirijat etc.

Se pot utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul, machete funcionale, plane tematice,tipuri de motoare pneumatice.

ORGANIZAREA CLASEI:

Clasa poate fi organizat frontal sau pe grupe de 2 - 4 elevi, n funcie de nivelul clasei.

EVALUAREA CUNOTINELOR:

Evaluarea se poate realiza prin fi de evaluare individual n care elevul sidentifice elementele constructive ale motoarelor pneumatice i clasificarea lor.


Fia suport 1.3. Distribuitoare

Distribuitoarele sunt elemente pneumatice cu rolul de a dirija energiapneumatic pe anumite circuite, n concordan cu comenzile pe care le primete.

Distribuitoarele sunt de nenlocuit, practic neexistnd circuit pneumatic fr saib minim un distribuitor. Orice distribuitor se compune din dou pri principale:partea de distribuie i partea de comand.

Distribuitrul are n componen o parte fix, care este corpul distribuitorului i oparte mobil, care este organul de distribuie.

Dup forma constructiv avem urmtoarea clasificare:

distribuitoare cu sertar rectiliniu:

- cilindric;

- plan;

19


20/82

- cu supape;

distribuitoare cu sertar rotativ:

- plan;

- conic;

Distribuitoarele sunt clasificate n func ie de:

Numrul de ci: 2/2, 3/2, 4/2, 4/3, 5/2, 5/3, 5/4; Numrul de pozi ii de comutare i pozi ia normal: normal nchis i normal

deschis; Metoda de ac ionare: cu comand manual i electric.

Simbolizarea distribuitoarelor

Indic numrul de ci, numrul de poziii a racordurilor i modul de comand.

Prima cifr arat numrul de ci, iar a doua, numrul de poziii pe care se poatecomuta distribuitorul; cele dou indicaii sunt desprite printr-o bar nclinat:

- -5 - / - - 2-

numrul de poziii

numrul de ci

Distribuitor 5/2

Simbolul distribuitorului este un dreptunghi mprit ntr-un numr de csue egalcu numrul de poziii pe care poate comuta. n fiecare csu este reprezentat schemade conectare corespunztoare.

n tabelul de mai jos se prezint diferite tipuri de distribuitoare

20


21/82

Pr ile componente ale unui distribuitor sunt:

1. corpul distribuitorului;

2. elementul mobil (sertarul), care, prin deplasare rectilinie realizeaz schema decomutare;

3. capac.

Pe umerii sertarului, n canale special practicate se introduc garniturile deetanare ce asigur, n condiiile micrii sertarului fa de corp, izolarea ntre orificiulde presiune i cele aflate la presiunea atmosferic.

Pilotul i corpul distribuitorului sunt realizate din aliaje de Al, iar sertarul este din

material plastic.

21


22/82


UNDE PREDM?


CUM PREDM?

Se pot utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul, plane tematice, tipuri de distribuitoare.

Prezentarea con inuturilor se poate face prin expunere, conversaia euristic,observaie dirijat, problematizare, demonstra ie, prelucrare independent a informaieietc.


ORGANIZAREA CLASEI:

Clasa poate fi organizat frontal sau pe grupe de elevi.


Evaluarea se poate realiza prin fi de evaluare individual n care elevuls prezinte clasificarea, simbolurile i funcionarea distribuitoarelor.

22


23/82


Fia suport 1.4. Drosele, supape

Drosele sunt elemente ce permit reglarea vitezei motoarelor rotative sau acilindrilor prin reglarea debitului de alimentare.

Funcionarea droselelor se bazeaz pe variaia seciunii de curgere a fluidului,ceea ce duce la modificarea debitului vehiculat prin drosel.

Variaia cderii de presiune determin variaia debitului ce traverseaz droselul,deci variaia vitezei de micare a elementului de execuie alimentat. Droselele sunt deobicei reglabile i se ntlnesc n dou variante:

- drosele simple (fig.2) regleaz debitul de fluid indiferent de sensul de curgereal acestuia;

- drosele de cale (fig.1) permit variaia debitului pentru un singur sens decurgere.

Fig.1. Drosel de cale Fig.2. Regulator de debit cu urub

23


24/82

Droselul de cale (fig.1) are urmtorul principiu de func ionare: cnd curgerea are loc de la stnga la dreapta, aerul este obligat s treac prin seciunea A reglat deobturatorul 3. La curgere invers elementul elastic de etanare 4 se deformeaz

opunnd o rezisten minim. Ca urmare, debitul de aer ocolete seciunea ngustat itraverseaz seciunea creat prin deformarea elementului 4.

Regulatorul de debit cu urub (fig.2) este destinat pentru reglarea debitul deaer, aceasta fcndu-se unidirec ional, asigurnd, pe un sens reglarea debitului de aer iar pe cellt sens trecerea liber a ntregului debit de aer, datorit supapei de sens unic ncorporate. Aceste aparate permit controlarea vitezei. Dac urubul care asigur reglarea droselului este nchis, aparatul poate func iona ca o clapet anti-retur.

Diferitele modele de regulatoare de debit permit montarea acestora n diferitelocuri.

Supapele sunt elemente pneumatice care pot avea funcii de reglare i control aparametrilor agentului de lucru din circuit .

Dup funciile pe care le au, supapele se clasific: supape de selectare i supape de sens.

Supape de selectare sunt cele care selecteaz fie cile de transmitere aagentului de lucru, fie agentul de lucru caracterizat de anumii parametri.

Supapa de selectare sau element logic SAU

Dac orificiile X i Y sunt alimentate la aceeai presiune P, prin orificiul A vacurge fluid avnd presiunea P, orificiile de alimentare putnd fi X sau Y sau X i Y(fig.3).Dac este alimentat numai orificiul X sau numai orificiul Y, orificiul nealimentateste obturat, iar orificiul alimentat este conectat la orificiul A. Dac sunt alimentate

ambele orificii de comand X i Y, dar la presiuni diferite, n A vom avea presiunea ceamai mare, din acest motiv supapa fiind numit de selectare.

Fig.3. Supapa de selectare (element logic SAU)

24

Simboluri supap de selectare


25/82

Funcionarea acestei supape este descris n tabelul de adevr de mai jos:

Supapa de selectare are multe aplicaii att n circuitele pneumatice, ct i ncele hidraulice, datorit simplitii constructive i robusteei, precum i funciilor pe care

le poate realiza.

Supapa de selectare cu dou presiuni sau element logic I

Se poate vedea o seciune din supapa cu element logic I n figura 4 Dacracordul X sau Y este alimentat, sub efectul forei de presiune supapa blocheazaccesul din racordul respectiv la racordul A. Dac ambele orificii sunt alimentate laaceeai presiune, orificiul A va fi alimentat, de la orificiul X sau Y sau X i Y (poziiaelementului mobil 1 este indiferent). Dac ambele racorduri de comand vor fialimentate, dar la presiuni diferite, racordul A va fi alimentat la presiunea cea mai mic.

Fig.4.Supapa de selectare (element logic I) Simboluri supap de selectare

Tabelul de adevr al acestei supape arat astfel:

X Y A

0 0 0

0 1 01 0 0

25

X Y A

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1


26/82

1 1 1

Elementul logic I este simplu i robust, iar funciile pe care le realiz lrecomand pentru multe aplicaii.

Supapa de sens

Conform figuri 5 dac apare o curgere de fluid de la orificiul A la orificiul B, forade presiune mpinge elementul mobil 2, arcul 3 se comprim, iar agentul de lucru trecectre orificiul B prin spaiul dintre elementul 2 i corpul supapei. La o curgere invers,dinspre racordul B spre racordul A, fora de presiune, alturi de arc, se opun deschideriisupapei, deci agentul de lucru nu poate traversa supapa ctre orificiul A.

Fig.5. Structura unei supape de sens

Aceast tip de supap este simpl i robust i se folosete unde este necesarmpiedicarea curgerii inverse a fluidului ntr-un circuit.

Supapa de descrcare rapid

Se utilizeaz pentru golirea rapid a camerelor cilindrului. Supapa de descrcarerapid permite reducerea considerabil a timpilor de rspuns a cilindrilor.

Func ionarea supapei: n figura 6.a presiunea aerului ptrunde prin orificiul P blocnd orificiul E i evacundu-se prin orificiul A, iar n figura 6.b orificiul P este blocat

i aerul comprimat ce ptrunde prin orificiul A este evacuate prin orificiul E.

26

A B


27/82

a) b)

Fig.6.Supapa de descrcare rapid a), b)

Simbolul supapei cu descrcare rapid


UNDE PREDM?

Coninutul poate fi predat n laborator, cabinet sau ntr-o sal dotat cu videoproiector.

CUM PREDM?

Prezentarea con inuturilor se poate face prin expunere, conversaie euristic,observaie dirijat, problematizare, prelucrare independent a informaiei etc.

Se recomand utilizarea fielor de lucru pentru activitile de fixare a noilor cunotine.

Se pot utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul, plane tematice i tipuri de drosele i supape.

ORGANIZAREA CLASEI:

Clasa poate fi organizat frontal sau pe grupe de elevi.

Evaluarea se poate realiza prin fi de evaluare individual n care elevuls recunoasc i s prezinte funcionarea unor tipuri de supape i drosele.

27


28/82


Fia suport 1.5. Aparate pneumatice speciale

Contoarele sunt elemente pneumatice avnd o structur relativ complex ceserve te la contorizarea (numrarea) unor impulsuri pneumatice.

Aplicabilitate foarte mare, permind gestionarea unor operaii, a pieselor(produselor) ieite de pe linia de fabricaie, montaj, ambalare, etc.

Contorul are un racord de comand, unde primete impulsurile ce vor finumrate, un racord de iniializare pneumatic, precum i 2 racorduri A i B ale unui distribuitor 3/2 normal nchis, inclus n structura contorului. Cnd termin de numratimpulsurile prestabilite prin funcia de setare, contorul se oprete i comanddistribuitorul ncorporat, care comut i genereaz un semnal continuu n racordul B.Contorul i reia funcionarea cnd este resetat, iar semnalul din racordul B este anulat.

Modificarea setrii iniiale se poate face n timpul funcionrii aparatului.

Contoarele sunt de dou feluri:

- decrementale: contorul afieaz numrul de impulsuri prescrise i scade dinacest numr fiecare impuls numrat. Cnd ajunge la zero se oprete.

28


29/82

- incrementale: iniial contorul afieaz zero i adun impulsurile nregistrate.Cnd ajunge la numrul de impulsuri prestabilit prin setare, se oprete.

Capetele de vidare sunt elemente pneumatice care funcioneaz dup principiulVenturi, transformnd presiunea dinamic a aerului n depresiune, utilizat ca for desustentaie cu ajutorul unor ventuze.

Au o larg utilizare la echipamentele de manipulare n diferite ramuri industriale.Utilizarea acestor elemente simple, fr piese n micare elimin pompele de vid,costisitoare i pretenioase din instalaie.

n figura 1 se prezint un cap de vidare prevzut cu rezervor, care uureazdesprinderea piesei n momentul opririi alimentrii orificiului P. Cnd racordul P estealimentat, conform principiului Venturi n orificiul 2 de conectare a ventuzei 1 secreeaz vacuum, iar aerul este evacuat prin R. n acelai timp, prin orificiul 4 aerulcomprimat ptrunde n rezervorul capului de vidare prin deformarea elementului elastic3. n momentul n care transportul piesei s-a efectuat, se oprete alimentarea cu aer aracordului P, care este conectat la atmosfer. Ca urmare, presiunea din rezervordeschide supapa de sens mpingnd elementul 3 n sus, iar aerul din rezervor esteevacuat rapid prin orificiul de conectare al ventuzei, determinnd desprinderea acestuiade pies.

Fig.1. Cap de vidare

Fora de sustentaie este cu att mai mare cu ct depresiunea creat este mai

mare, iar depresiunea variaz n funcie de presiunea de alimentare.

29


30/82

Pe msura creterii presiunii de alimentare crete debitul necesar.

Cu ct este necesar o for de ridicare mai mare, cu att necesarul de aercomprimat este mai mare.

Temporizatoarele sunt aparate a cror funcie este realizarea unei temporizrin cadrul ciclului de funcionare al unei instalaii.

Temporizarea se poate face n mai multe moduri:

1 - Temporizare ntre momentul t0 al iniierii comenzii pn n momentul t1 alexecuiei acestei comenzi.

n figura 2 este prezentat schematic un temporizator de acest tip, compus dinurmtoarele elemente: distribuitorul 3/2 monostabil (normal nchis sau normal deschis)1, droselul de cale 2 i rezervorul 3.

Modul de funcionare: Racordul P este alimentat cu aer comprimat. n momentult0 cnd racordul 12 este alimentat, prin

droselul 2 ncepe umplerea lent arezervorului 3. Cnd n rezervor esteatins presiunea minim necesarcomutrii distribuitorului 1, la momentult1, acesta comut i conecteaz orificiuP la A, dup ce orificiul A a fost izolatfa de R, genernd o comand ninstalaie. n momentul n care disparesemnalul de comand, la t2, din racordul12, rezervorul se golete rapid prinsupapa de sens i distribuitorul comutrapid n poziia iniial.

2 - Temporizare ntre momentul t1 cnd comanda a fost anulat i momentul t2cnd temporizatorul genereaz n sistem semnalul de anulare a comenzii, deci dencetare a execuiei acestei comenzi.

30

Fig. 2 Simbol temporizator


31/82

n figura 3 este prezentat schematic temporizatorul de acest tip, iar n figura 4diagramele de comutare i de variaie a presiunii n rezervorul 2.

Se observ c diferena ntre cele dou temporizatoare const n modul deconectare a supapei de sens.

3 - Temporizare att de la momentul t0 al iniierii comenzii pn la momentul t1 alexecuiei ei, ct i temporizarea de la momentul t2 al ncetrii comenzii pn la

momentul t3 cnd se produce efectul ncetrii comenzii (fig.5).

n figura 6 este prezentat schematic acest temporizator care are conectate nserie dou drosele de cale, cu supapele n opoziie. Reglarea diferit a celor doudrosele permite obinerea unor durate de temperatur diferite, adic t1 t0 t3 t2.

31

P

1 2

A

Fig.3

Simbol de temporizare intre momentul t1 i t2

PC

1

1

0

0

e

a

t1

t

P r e t e a

t1

t0

t

Fig.4.

Diagrama de comutare a temporizatorului idiagrama de variatie a presiunii n rezervor

PC

1

10

0

e

a

P r e t e a

t2

tt

3t0

tt

1

Fig.5

Diagrama de comutare a temporizatorului side variatie a presiunii in rezervor

P

1 2

A

Fig.6

Simbol de temporizator de la t0 la t1


32/82

Amortizorul de zgomot

Aceste aparate se moteaz direct pe orificiile de refulare ale distribuitoarelor saula capatul unei canalizri care colecteaz toate refulrile. Ele determin o scadereimportant a nivelului de zgomot la refularea aerului n atmosfer. Rezultatul esteob inut prin difuzia aerului la traversarea materialului poros, (bronz) de granuala ie apropiat.

Amortizorul de zgomot se comport ca un regulator de debit permi nd astfel cotrolarea descrcrii.

Incetinitorul

Aparatul are 2 orificii care permit trecerea liber a fluidului n cele dou sensuri

atunci cnd nu este comandat. Cnd comanda este ac ionat, o clapet vine i obtureaz trecerea normal, fluidul fiind astfel obligat s treac printr-un drosel,

realizndu-se reducerea debitului de aer.

Rolul aparatului este de a frna mi carea atunci cnd se efectueaz ac iunea.

Montarea aparatului se poate face n dou moduri:

- ntre distribuitor i cilindru;- la orificiile de descrcare ale unui distribuitor.


UNDE PREDM?

Coninutul poate fi predat n laborator sau ntr-o sal dotat calculator i videoproiector.

CUM PREDM?

Prezentarea con inuturilor se poate face prin conversaie euristic, expunere,observaie dirijat, demonstra ie, prelucrare independent a informaiei etc.

Se recomand utilizarea fielor de lucru pentru elevi pentru activitile de fixare anoilor cunotine.

Se pot utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul i tipurile de aparate pneumatice speciale studiate.

ORGANIZAREA CLASEI:

Clasa poate fi organizat frontal sau pe grupe de 4 6 elevi.


32


33/82

Evaluarea se poate realiza prin fi de evaluare individual n care elevul s prezintesimbolurile i func ionarea acestor aparate.


Fia suport 1.6. Parametri tehnico func ionali

1.6.1. Presiunea maximReprezint cea mai mare presiune, la care elementele din re ea pot func iona

corect. Dac presiunea n re ea induce eforturi specifice mai mari dect rezisten a admisibil a materialului diferitelor organe de ma ini, acestea se pot rupe. Este de preferat utilizarea presiunilor cu 25 ... 30% mai mici dect presiunea maxim posibil.

Diferen a de presiune msurat ntre orificiul de intrare (presiun ea n amonte) ipresiunea de la orificiul de ie ire (presiune n aval) se nume te pierdere de ncrcare.

1.6.2. Debitul nominal reprezint cantitatea de aer comprimat care se scurgesau traverseaz o sec iune n unitatea de timp.

33


34/82

Debitul se exprim n l /s, l /min, m3/min sau m3/h n condi ii atmosferice normale de referin (simbol ANR): 20C, 65% umiditate relativ, 1013 mbar.

Pentru a trece de la o unitate la alta, se utilizeaz rela ia:

QV(ANR) = QV relativa x (Pr + Patm)

l/min l/min bar

Diferen a de presiune msurat ntre orificiul de intrare (presiunea n amonte) i presiunea de la orificiul de ie ire (presiune n aval) se nume te pierdere de incarcare i este descris prin p - diferen a de presiune.

Pentru definirea valorii lui p, n func ie de debit i de presiune, este necesar s ne amintim c lucrm cu un fluid compresibil i n acest caz, numrul parametrilor care intervin este foarte complex.

1.6.3. Diametrul nominal este o mrime conven ional ce define te sec iunea mininal de trecere a aerului prin elementul respectiv.

1.6.4. TemperaturaAerul comprimat este insensibil la varia iile de temperatur i i pstreaz

ntreaga sa fiabilitate la temperaturi extreme.

1.6.5. Puritatea reprezint gradul de cur enie al aerul comprimat. n cazul scurgerilor din instala ii nu exist riscul de poluare. Aceasta caracteristic este indispensabil n industrie, cum ar fi industria alimentar, industria textil etc.

Filtrele ndeprteaz cu eficien superioar din aerul comprimat toate murdriile care sunt sub form solid sau lichid, de exemplu: praf, rugin, ulei, ap etc.


UNDE PREDM?

Coninutul poate fi predat n laborator sau ntr-o sal cu videoproiector.

CUM PREDM?

Se poate utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul, plane tematice.

Se recomand utilizarea fielor de lucru pentru elevi pentru activitile de fixare a noilorcunotine

Prezentarea con inuturilor se poate face prin expunere, conversaie euristic,problematizare, observaie dirijat etc.

34


35/82

Se recomand efectuarea unei lucrri de laborator pentru a determina debitul,puritatea, diametrul nominal i temperatura diferitelor medii utiliznd aparatura necesar.

ORGANIZAREA CLASEI:



Evaluarea se poate realiza prin fie de evaluare individuale n care elevul sdefineasc temperatura, debitul, diametrul nominal, puritatea i s cunoasc modul de determinare a acestor mrimi.


Fia suport 1.7. Schema de ac ionare pneumatic

Limbajul tehnic presupune i utilizarea, de comun acord, conform unor standardeinternaionale, a unor simboluri care s permit reprezentarea i identificarea uoar aaparatelor i componentelor pneumatice att ca elemente singulare, ct i nglobate nsisteme (circuite).

Simbolurile pneumatice trebuie s ofere informaii privind: funcia (funciile)aparatului, notarea conexiunilor, metodele de acionare, parametrii admisibili aiagentului de comand i de lucru.

Aparatele pneumatice i conexiunile dintre ele, precum func iile pe care acestea

le ndeplinesc sunt redate prin simboluri, nota ii specifice, cuprinse i descrise n norme unanim acceptate, numite standarde.

35


36/82

1.7.1. Simboluri i semne conven ionale

36


37/82

37

Denumirea elementului Rela ii de func ionare Semn conven ional

CONVERSIA ENERGIEI

Compresor

MOTOARE ROTATIVE SI LINIARE

Motor cu capacitate constant Cu dou sensuri de rota ie

Motor cu capacitate variabil Cu un sens de rota ie

Cu dou sensuri de rota ie

Motor oscilant

Cilindru Cu dublu efect cu o tij

Cu dublu efect cu dou tije

DISTRIBUITOARE

Distribuitor 2/2 Normal nchis

Normal deschis

Distribuitor 3/2 Normal nchis

Normal deschis

Distribuitor 4/2

Distribuitor 5/2

Distribuitor 4/3 Cu centrul nchis

Cu centrul ventilat

Distribuitor propor ional Cu dou pozi ii finale

Distribuitor, reprezentaresimplificat Cu patru ci

SUPAPE DE SENS I DERIVATE

Supap de sens Fr arc

Cu arc

Pilotat


38/82

Semnele conven ionale pentru comanda echipamentelor pneumatice se gsesc n tabelul de semne conven ionale de la fi a suport 2.4.

1.7.2. Necesitatea unui racordTubulatura, fie ca este rigid sau flexibil, nu poate fi legat direct la diferitele

aparate pneumatice din re ea.

Legatura dintre aparatur i tubulatur va fi asigurat de racorduri.

Un racord, la care se asigura etan eitatea, trebuie sa realizeze dou tipuri de legturi:

- legtura racord aparat;

- legtura racord tubulatur.

Racordurile trebuie s aib mai multe caracteristici:

- s fie demontabile;

- etanseitate total la presiuni i temperaturi ridicate;

- insensibile la vibra ii sau la loviturile de berbec;

- montare rapid;

- s poat fi recuperate.

Aceste legaturi se fac n general prin utilizarea racordurilor filetate.

1.7.3. Reguli de instalare a tuburilor pneumatice Un tub flexibil nu trebuie niciodat instalat drept. El trebuie s prezinte

ntotdeauna o sgeat, care, n func ie de lungimea sa poate varia. Normele prevad o variatie a lungimii de la +2 la 4%.

Un tub flexibil nu trebuie niciodat instalat rsucit. Marcajul care exist pe tub vapermite verificarea dac acesta a fost instalat corect.

Un tub flexibil nu trebuie niciodat curbat imediat dup ie irea din record. Este necesar prevederea unei lungimi de minim 3 ori diametrul exterior al tubuluintre ie irea din racord i nceputul razei de curbur.

Cnd un racord drept este instalat perpendicular pe un aparat, tubul atrn nspatele acestui racord, crend tensiuni la nivelul de prindere al tubului n racord.Pentru a se evita aceasta se va nlocui racordul drept cu un racord cu cot.

38


39/82

( P ) 3 ( R )

2 ( A )

2 X ) 1 0 ( Y )

Se va evita trecerea cu tuburile flexibile prin zonele de lucru. n caz contrar,tuburile se vor proteja cu o teac de protec ie.

n cazul aerului comprimat, tuburile flexibile expuse la smulgere trebuie protejatepentru a se evita pericolele care pot apare n cazul ruperii lor.

n general raza de curbur a tuburilor flexibile este precizat de furnizoriiacestora.

n tabelul urmtor este dat corespondena i semnificaia notrii racordurilor.

Funcia racordului Notaie literal Notaie numeric

Orificiu de conectare la p P 1

Orificiu de conectare la consumatori A, B, C 2, 4, 6

Orificiu de drenaj sau ventilare R, S, T 3, 5, 7

Orificiu de comand (pilotare) x, y, z 12, 14

Orificiu de comand de resetare L(*) 10

Orificii de comand auxiliare - 81, 91

Orificiu de ventilare a piloilor - 82, 84

Trebuie menionat c aceste notaii se aplic tuturor echipamentelor pneumatice,

nu numai distribuitoarelor.Exemplu: distribuitorul de mai jos este cu 3 ci i 2 poziii, normal nchis,

comandat pneumatic indirect (cu pilot), iar revenirea pe poziie (resetarea) se facepneumatic, direct (fr pilot).

1.7.4. Ciclograma de mi care

ntr-o instala ie electropneumatic, elementele de execu ie se mi c ntr-o anumit ordine, descris cu ajutorul unui instrument grafic numit ciclogram saudiagram de mi care .

Sistemele electropneumatice nglobeaz elemente din dou domenii disjuncte,pneumatica i electronica, conferindu-le integrarea i valoarea unitar necesar naplicaiile moderne.

39


40/82

Un sistem electropneumatic conine un circuit pneumatic responsabil cu aciuneadirect n procesul automatizat i un circuit electric responsabil cu conducereacircuitului pneumatic. De obicei, se consider circuitul pneumatic ca fiind partea de fora sistemului, iar circuitul electric ca fiind partea de decizie, implementnd logicasecvenial de control.

Scopul principal al unui sistem electropneumatic este acela de a acionamecanic n cadrul unui proces dat. Din acest motiv, de cele mai multe ori, n proiectarese pornete de la acionarea mecanic, prin conturarea performanelor i acomportamentului mecanic dorit. Apoi se aleg acele componente pneumatice care potsatisface cerinele mecanice impuse. Cu aceste componente se proiecteaz circuitulpneumatic ce va deservi sistemul. Apoi se procedeaz la proiectarea logicii de control,construit n circuitul electric al sistemului. Trebuie remarcat c n unele cazuri,proiectarea celor dou circuite nu este independent. n final, dup modelarea isimularea computerizat a sistemului, cu confirmarea corectitudinii proiectrii, se trecela implementarea lui fizic i testarea propriu-zis. Dup ce toate testele au fost trecutecu succes, se poate proceda la lansarea sistemului n procesul pentru care a fost

proiectat.

Fig. 1. Circuitul pneumatic al sistemului pneutronic cu doi cilindrii

Vom considera exemplul unui sistem electropneumatic cu doi cilindri (fig.1).Cursa pistonului pentru un cilindru, denumit aici A, este de 100mm, ntre poziiile pe

care le vom nota simbolic A0 (0mm), respectiv A1 (100mm). n mod identic se vor facenotaiile pentru cilindrul B. Procesul n care va funciona acest sistem pneutronicnecesit un ciclu de piston ce pornete din poziia A0, parcurge distana A0-A1, atingepoziia A1, declaneaz pornirea lui B, din B0 spre B1, atingerea lui B1, retragerea lui Bdinspre B1 spre B0, atingerea lui B0, care declaneaz intrarea lui A de la A1 la A0oprirea lui A n A0. Se cere proiectarea sistemului pneutronic adecvat acestor cerine.

Din formularea cerinelor mecanice, se deduce c este nevoie de cilindri cupiston cu cursa minim de 100mm, care se vor poziiona astfel nct n poziia intratcomplet pistoanele s fie n A0, respectiv B0, iar n poziia ieit complet s fie n poziiaA1, respectiv B1. Se aleg cilindri cu dou camere acionate pneumatic pentru a permite

comanda independent a acestora.

40


41/82

Ca element de control al fluidului se va folosi distribuitorul 5/3 cu comandelectric. Comutarea camerelor acestuia se face la alimentarea cu curent electric abobinelor.

Pentru culegerea informaiilor mecanice se vor folosi 4 senzori de tip contact,acionnd ca nite comutatoare electrice.

Sursa de presiune alimenteaz circuitul pneumatic, debitnd puterea necesaracionrii.

Pentru reprezentarea grafic a secvenei de comand, se va construi ciclogramapentru cilindri (fig. 3). Secvena este A1B1B0A0.

Fig. 2. Ciclograma pentru cilindri

Axa orizontal a ciclogramei reprezint timpul. Axa vertical din stnga este axa

strilor. Aici sunt reprezentate cele dou stri principale ale pistonului A0 i A1,respectiv B0 i B1. Axa vertical din dreapta este axa de poziie a pistonului. La oricemoment de timp se poate deduce poziia exact a pistonului. Cele mai importante 5momente sunt reprezentate pe ciclogram cu notaiile t1, t2, t3, t4 i t5. Declanareaciclului se produce n momentul t1. Pistonul A ajunge n A1 la momentul t2, declaneazieirea lui B care ajunge n B1 la t3, apoi intr spre B0, atinge B0 la t4, declaneazintrarea lui A care atinge A0 la t5. Aadar, pistonul realizeaz micarea impus.

n figura 2, intervalele (t1-t2), (t2-t3), (t3-t4) i (t4-t5) sunt egale n ipoteza comenziicu aceeai presiune n camerele cilindrilor. Pentru a avea durate diferite ale intervalelorse va modifica presiunea la camere prin introducerea unor regulatoare de presiune sau

drosele.n mod asemntor se va realiza ciclograma pentru distribuitoare. Aceasta este

redat n figura 3:

41


42/82

Fig. 3. Ciclograma pentru distribuitoare

Ciclograma distribuitoarelor prezint tranziia ntre cele dou stri posibile aleacestora, respectiv camera activat pentru deplasarea pistonului n poziia A0,respectiv A1, i evident, B0 i B1. Se va remarca nuana problemei. Timpul de

comutare a camerelor nu este 0, dar l vom considera neglijabil n comparaie cu timpulnecesar deplasrii pistonului.

Exist programe de simulare a schemelor i ciclogramelor de mi care.

www.festo.com, www.smc.ro


UNDE PREDM?

Coninutul poate fi predat n laborator sau ntr-o sal AEL.

CUM PREDM?

Se pot utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul, simulri pe echipamente, PC-uri i A.P.

Se recomand utilizarea fielor de lucru pentru elevi la activitile de fixare a noilor

cunotine.Prezentarea con inuturilor se poate face prin expunere, conversaie euristic,problematizare, demonstra ie, observaie dirijat etc.

Se recomand efectuarea de lucrri de laborator pentru determinarea ciclogramei demi care pentru elementele electropneumatice.

ORGANIZAREA CLASEI:

Clasa poate fi organizat frontal sau pe grupe de 3-4 elevi, n funcie de nivelul clasei.


Evaluarea se poate realiza prin fie de evaluare individuale n care elevul spoat realiza diferite ciclograme de mi care sau simulri pe PC-uri.

42
http://www.festo.com/http://www.smc.ro/http://www.festo.com/http://www.smc.ro/


43/82


Fia suport 1.8. Func ionarea SRA cu elemente de execu ie pneumatice - succesiunea fazelor procesului automatizat

Automatica cuprinde totalitatea metodelor i a mijloacelor tehnice prin care sestabilesc legturi corespunztoare ntre instalaiile tehnologice, dispozitive anume

introduse, astfel nct conducerea proceselor de producie s se desfaoare frintervenia direct a omului.Principalele avantaje ale automatizrii constau n:

- creterea productivitii muncii;- mbuntirea calitii muncii;- reducerea efortului intelectual depus de oameni n cadrul procesului

de producie.

n structura oricrei instalaii automatizate se disting: instalaia tehnologic,dispozitivul de automatizare.

Automatizarea proceselor de producie se realizeaz prin sisteme automate,formate din elemente componente, care se realizeaz n schemele funcionale,simbolizate printr-un dreptunghi (fig.1).

Prin Sistem de Reglare Automat (SRA) se nelege un sistem realizat astfel nct ntre mrimea de ieire i mrimea de intrare se realizeaz automat, frintervenia omului, o relaie funcional care reflect legea de conducere a unui proces.

Elementul de comparaie (EC) are rolul de a compara permanent mrimea deieire a instalaiei tehnologice cu o mrime de acelai fel cu valoare prescris(considerat constant), rezultatul comparaiei fiind semnalul de eroare .

Regulatorul automat (RA) are rolul de a efectua anumite operaii asupra mrimii primit la intrare, respectiv are rolul de a prelucra aceast mrime dup o anumitlege, numit lege de reglare, rezultatul fiind mrimea Xc aplicat ca mrime decomand elementului de execuie.

43


44/82

Elementul de execuie (EE) are rolul de a interveni n funcionarea instalaieitehnologice pentru corectarea parametrilor reglai conform mrimii de comandtransmise de RA.

Instalaia tehnologic (IT) este n cazul general un sistem supus unor aciuniexterne numite perturbaii i aciunii comenzii generate de RA a crui mrime de ieireeste astfel reglat conform unui program prescris.

Traductorul (Tr) este instalat pe bucla de reacie negativ are rolul de atransforma mrimea de ieire a IT de regul ntr-un semnal electric aplicat EC.

Fig.1. Modelul structural al unui sistem de reglare automat

Elementele componente ale schemei unui SRA:

E.C. - element de comparaie;

R.A. - regulator automat;

E.E. - element de execuie;

I.T. - instalaie tehnologic;

Tr - traductor.

Mrimi care intervin n schema de elemente a unui SRA:

U - mrime de intrare a sistemului; - semnalul de eroare;

Yr - mrime de reacie;

Xc - mrimea de ieire a regulatorului automat;

Xm - mrime de intrare a instalaiei tehnologice;

Y - mrime de ieire a sistemului (a instalaiei tehnologice);

P - perturbri.

44


45/82

Elementele de execuie sunt componente ale sistemelor automate care primescla intrare semnale de mic putere de la blocul de conducere i furnizeaz mrimi deieire, n marea majoritate a cazurilor, de natur mecanic (fore, cupluri) capabile smodifice starea procesului n conformitate cu algoritmul de conducere stabilit.

Fig.2. Schema bloc a unui SRA

Elementul de execuie este format din dou pri distincte: motorul de execuie(ME) sau element de ac ionare (EA) i organul de execuie (OE) sau organ de reglare (OR).

Elementul de acionare are rolul de a transforma semnalul de comand, primit

de regulator ntr-un cuplu de for cu care acioneaz asupra organului de reglare.

Organul de reglare este elementul care intervine n instalaia tehnologic,modificnd sub aciunea forei sau cuplului generat de servomotor, cantitile dematerial sau energie necesare procesului.

Mrimea de ieire a organului de reglare este, de regul, sub forma uneideplasri liniare sau unghiulare.

Relaia care se stabilete ntre mrimile m de la ieirea elementului de execuie(EE) (mrimea de execuie) i c mrimea de intrare a EE (provenit de la regulator)definete comportarea EE n regim staionar. Raportul dintre aceste mrimi, pentruorice valoare a lui c, ar fi ideal s fie constant, dar intervin n cursul funcionrii EEanumii factori care influeneaz mrimea m (frecri, reacii ale mediului ambiant,greuti neechilibrate etc.).

Exist cazuri cnd trecerea de la regulator la EE trebuie adaptat, folosind unconvertor care transform mrimea de comand, de exemplu din electric n hidraulic,dac intrarea n EE trebuie s fie hidraulic. EE poate aciona asupra modificrii deenergie n dou moduri:

Continuu, dac mrimea m poate lua orice valoare cuprins ntre dou

valori limit;

45


46/82

Discontinuu, dac mrimea m poate fi modificat numai pentru douvalori limit (dintre care cea inferioar este n general zero

Acionarea electric a organelor de execuie se realizeaz cu electromagnei saucu motoare electrice de curent continuu sau de curent alternativ.

Elementele de execuie pneumatice cu membran transform energia poteniala aerului sub presiune n energia mecanic la deplasarea liniar a unui organ deexecuie cu care se face intervenia n procesul automat.

Alimentarea elementelor de execuie pneumatice se face cu energie de laregulatoarele pneumatice (0.2 1 bar), sau electronice, prin intermediul convertoruluielectro-pneumatic.

Elementele de execu ie pneumatice sunt formate din motor de execu ie (SP servomotorul pneumatic) i organul de execu ie (OE) ( fig.3).

1. camer2. membran elastic3. disc metalic de rigidizare4. arc5. tij6. supap7. robinet

Fig.3. Element de execuie pneumatic cumembran i resort

Mrimea de intrare xc este o presiune care provine de la un regulator sau unconvertor i are ca mrime de ie ire deplasarea x m a tijei robinetului. Supapa 6realizeaz nchiderea robinetului n func ie de deplasarea axului 5. Aceast nchidere depinde i de profilul supapei.

Motoarele de execuie pneumatice se folosesc foarte mult pentru c prezinturmtoarele avantaje:

Fluidul folosit (aerul) nu prezint pericol de incendiu; Dup utilizare, aerul este evacuat n atmosfer, nefiind necesare conducte de

ntoarcere ca la cele hidraulice; Pierderile de aer n anumite limite, datorate neetanietii, nu produc

deranjamente; Sunt simple, robuste, sigure n funcionare i necesit cheltuieli de ntreinere

reduse.Dezavantajeleacestor motoare sunt urmtoarele:

46


47/82

Viteza de rspuns este mic (n medie 1/3 1/4 din viteza de rspuns amotoarelor hidraulice);

Precizia motoarelor pneumatice este redus. Se recomand folosirea servomotoarelor pneumatice n cazurile cnd:

servomotorul are greutate redus, temperatura mediului ambiant esteridicat;

Mediul ambiant este exploziv; Nu se cer viteze de lucru mari. Motoarele pneumatice pot fi liniare sau rotative. Cele liniare se pot realiza cu

piston sau cu membran.

Structura complex, a unui element de execuie pneumatic se compune din: 1

servomotor pneumatic; 2 amplificator pneumatic; 3 traductor de poziie; 4 elementsensibil; 5 organ de execuie (fig. 4).

Fig.4. Structura unui element de execuie pneumatic

n figura 5 este prezentat schema de reglare automat a debitului de fluid printr-un robinet cu ajutorul unui element de execu ie pneumatic cu membran (n figur nu s-a mai desenat i corpul robinetului). Resortul 6 i axa x a robinetului constituie n acest sistem procesul reglat P. Elementul de msurare (traductorul) pentru mrimea reglat

x este format din prghia 1 i resortul 2. Mrimea de intrare n sistem este c.

Elementul de compara ie este format din extremitatea liber a burdufului 3. Asupra burdufului ac ioneaz pe de o parte o for S bc, n care Sb este suprafa a burdufului, iar pe de alt parte for a resortului 2 propor ional cu deplasarea x. Deplasarea clapetei 4 n fa a ajustajului 5 va fi propor ional cu c x (mrimea de eroare). n acest sistem regulatorul, constituit din amplificatorul A, este de tippropor ional i este alimentat cu aer comprimat la o presiune P a. Presiunea p de laie irea din amplificator este mrimea de comand, iar mrimea de execu ie este Sp, n care S este suprafa a util a diafragmei.

Mrimea de ie ire a acestui sistem este x care tinde s devin egal cu c.Datorit faptului c regulatorul este de tip propor ional va apare o abatere sta ionar care depinde de amploarea mrimilor de perturba ie care ac ioneaz asupra axului pistonului. Abaterea sta ionar poate fi neglijat chiar n cazul unor limite foarte largi ale perturba iilor care apar n procesul de reglare n care s-a introdus un robinet cu pozi ioner (supap).

47


48/82

Fig.5. Reglarea automat cu element de execu ie pneumatic

Schema bloc a reglrii cu element de execu ie pneumati c este prezentat n figura 6.

Fig.6. Schema bloc a reglrii

Dintre aceste elemente, amplificatorul de putere, elementul sensibil i traductorulde poziie, care sunt ataate servomotului pneumatic, formeaz poziionerul. Pentru a fistudiat comportarea elementului de execuie n ansamblul sistemului de reglare este

necesar s se stabileasc relaia ce leag mrimea Xm de mrimea Xc (pentruelementul de execuie pneumatic cu membran, Xceste o presiune). Elementele deacionare pneumatic se construiesc n dou variante: cu membran i cu piston. Dupcum aerul sub presiune poate s acioneze pe o singur fa sau pe ambele fee alemembranei elastice, deosebim elemente de execuie proporionale sau integrale.

La creterea presiunii de comand (pc) va crete presiunea n camera (1), dar nacelai timp are loc i o variaie de volum a acestei incinte dup o relaie de forma:

48


49/82

Schema pneumatic este reprezentarea grafic

a instala iei pneumatice care echipeaz o mainoarecare cu are rolul de a facilita n elegerea func ionrii din punct de vedere pneumatic.

Schema pneumatic poate fi privit ca o structurformat din 5 nivele (figur), fiecare etaj con innd o anumit categorie de elemente pneumatice.

1) Elementele ce asigur alimentarea instala iei cu energie pneumatic la parametrii ceru i de sistem: presiune, debit, filtrare, ungere.

2) Elementele de comand permit dialogul om-main: comenzi de pornire-oprire, selectare pentrudiferite func ii sau moduri de lucru. Aceste elemente sunt grupate ntr-un panou de comand, separat saulipit de instala iei.

3) Elementele de procesare: asigur procesarea(interpretarea i distribuirea) semnalelor primite n instala ie: att a celor de comand, provenite de la tabloul de comand, ct i a celor de reac ie, care sunt de obicei semnale ce ofer informa ii despre starea ma inii i / sau a procesului tehnologic desf urat. Ele prelucreaz semnalele fie unitar, fie n anumite combina ii, realiznd diferite func ii logice: DA, NU, I, SAU, NON I, temporizare, memorie, etc.

4) Elementele de comand final: sunt echipamente de distribu ie a energiei pneumatice i reprezint etajul din care semnalele de comand sunt injectate direct elementelor de execu ie: motoare liniare, rotative, oscilante, unit i de vidare, manipulatoare.

5) Elementele de execuie (actuatoarele) echipamente care convertesc energia depresiune a agentului de lucru n energie mecanic pentru efectuarea de lucru mecanic.


UNDE PREDM?

Coninutul poate fi predat n laborator sau ntr-o sal dotat cu calculator i videoproiector.

CUM PREDM?

49

E L E M E N T E P R E P A R A R E

A E R C O M P R I M A T

E L E M E N T E

D E C O M A N D A

E L E M E N T E D E

P R O C E S A R E

E L E M E N T E D E

C O M A N D A

F I N A L A

E L E M E N T E D E

E X E C U T I E

P U T E R E P N E U M A T I C A :

D E B I T , P R E S I U N E

F O R T A , D E P L A S A R E

M O M E N T , T U R A T I E

1

2

3

4

5


50/82

Se poate utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul, simulri pe echipamente, PC-uri i A.P.

Se recomand utilizarea fielor de lucru pentru elevi la activitile de fixare a noilorcunotine.


Se recomand efectuarea de lucrri de laborator pentru determinarea succesiuniifazelor procesului automatizat.

ORGANIZAREA CLASEI:



Evaluarea se poate realiza prin fie de evaluare individuale n care elevul sdetermine succesiunea fazelor unui proces automatizat.

Tema 2. SRA cu echipamente de execu ie hidraulice

Fia suport 2.1. Motoare hidraulice

Hidraulica este tiina care studiaz legile de echilibru i de micare a fluidelordin punctul de vedere al aplicaiilor n tehnic.

Hidraulica studiaz n principal lichidele care sunt fluide practic incompresibile,

ele nu au forma proprie, sunt perfect plastice la efortul de compresiune. Lichidele ncantiti mici iau forma sferic, iar n cantiti mari iau forma recipientului, prezentand osuprafa liber.

Domeniul de aplicabilitate al hidraulicii s-a extins considerabil, nu exist ramura tehnicii unde s nu i gseasc aplicabilitate.

Exemple: industria constructoare de maini, aviaie, industria naval, industriauoar, industria alimentar, acionri, automatizri, amortizoare, suspensii hidraulice,transporturi, vehiculele pe pern de aer, transportul materiale n suspensie, a fluidelorn conducte i canale, etc.

50


51/82

Motoarele hidraulice sunt ma ini hidraulice volumice care realizeaz conversia energiei hidraulice (Q; p) n energie mecanic (M; n, sau F; v), conformcerin elor de ac ionare impuse de ma ina antrenat.

Clasificarea motoarelor hidraulice (hidrostatice) (fig.1):

Fig.1. Clasificarea motoarelor hidrostatice

2.1.1. Motoare hirostatice pentru rota ie continu

Sunt destinate antrenrii organelor de lucru ntr-o mi care de rota ie continu (peun unghi nedeterminat).

Motoarele hidrostatice pentru tura ii normale ( n = x100 - x1000 rot/min ) deriv,datorit reversibilit ii ma inilor hidraulice, din pompele de acela i tip. Tura ia lor se

calculeaz cu o rela ie de forma: n = Q / V 1,unde: V1 este volumul specific.

V1 poate fi constant (motoare de tura ie constant), sau reglabil (motoare de tura ie reglabil).

Motoarele lente ( n = x1- x100 rot/min) sunt n general construc ii speciale bazate ns pe acelea i principii func ionale ca i motoarele normale.

Simbolizarea motoarelor pentru rota ie continu (fig.2):

51


52/82

Fig.2. Simbolizarea motoarelor pentru rota ie continu

a) motor unisens, de cilindree constant;

b) motor dublu sens, de tura ie constant;

c) motor unisens, reglabil;

d) motor dublu sens, reglabil;

e), f) unit i de lucru (pomp i motor).

2.1.2. Motoare hidrostatice oscilante

Sunt destinate realizrii mi crii de rota ie pe un unghi limitat, determinat, constant sau reglabil. Motoarele hidrostatice oscilante se clasific dup modulconstructiv:

- cu palet (simpl, dubl sau multipl);

- cu piston (simplu, dublu sau multiplu).

Simbolizarea motoarelor oscilante (fig.3):

Fig.3. Simbolizare motor oscilant

a) de unghi constant; b) de unghi reglabil.

2.1.3. Motoare hidraulice pentru realizarea micrii de transla ie

Motoarele hidraulice cu mi care liniar sunt realizate sub forma unor pistoane care se deplaseaz liniar n cilindri, realizeaz deplasarea liniar pe o anumit curs l,cu o anumit vitez v, dezvoltnd o anumit for F.

Principiul constructiv i func ional al motoarelor liniare este redat n figura 4.

Fig.4. Principiul constructiv si func ional al motoarelor liniare

52


53/82

A i B - camere de lucru (activ i pasiv);

1 - cilindrul;

2 - element mobil de separa ie a camerelor (piston sau membran);

3 - tij de ac ionare;

4 - capace de nchidere a camerelor de lucru.


UNDE PREDM?


CUM PREDM?

Se pot utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul, plane tematice i tipuri de motoare hidraulice.



Se recomand efectuarea unei lucrri de laborator pentru cunoa terea motoarelor hidraulice.

ORGANIZAREA CLASEI:



Se realiz prin fie de evaluare individuale n care elevul s recunoasc tipurilede motoare hidraulice, s identifice elementele componente ale motoarelor hidraulice is descrie modul de funcionare a acestora.


Fia suport 2.2. Distribuitoare. Supape. Aparate hidraulice speciale

Distribuitoarele au rolul dirijrii circula iei lichidului pe diferitele circuite ale instala iei , n scopul realizrii unor func iuni precum: pornirea-oprirea mi crii, inversarea sensului de deplasare, trecerea de la o faz de lucru la alta, etc.

Sunt elemente de comuta ie (nchid i deschid total trecerea lichidului), cu maimulte pozi ii i un anumit numr de ci.

ntr-un sistem de acionare distribuitorul ndeplinete urmtoarele funcii:- inverseaz sensul de micare al ansamblului mobil al motorului deservit;

53


54/82

- asigur oprirea pe curs a ansamblului mobil al motorului.

Fig.1. Rolul distribuitorului hidraulic

Pentru distribuitorul din figura 1, exist comanda:

- C1 distribuitorul stabilete conexiunile: Pa A i B T. n acest fel se asigurdeplasarea ansamblului mobil al motorului n sensul vitezei v1.

- C2 distribuitorul stabilete conexiunile: Pa B i A T. n acest fel se asigurdeplasarea ansamblului mobil al motorului n sensul vitezei v2.

Clasificarea ditribuitoarelor se face dup mai multe criterii:

dup principiul constructiv i func ional, pot fi:

- cu sertar (circular de transla ie, rotativ, i plan) ;

- cu supape.

dup numrul de pozi ii, pot avea:

- dou;

- trei;

- mai multe pozi ii.

dup numrul de ci:

- cu dou;

- trei;

- patru;

- mai multe ci.

dup modul de comand poate fi:54


55/82

- manual ( cu manet sau pedal);

- mecanic (cu arcuri);

- electric (cu electromagne i sau cu motoare);

- hidraulic;

- pneumatic;

- pilotat (electrohidraulic).

2.2.1. Distribuitoarele cu sertar circular de transla ie sunt cele mai rspndite,datorit urmtoarelor avantaje:

- echilibrare hidrostatic axial i radial total ;

- tehnologicitate ridicat;- simplitate constructiv;

- cost redus.

Principiul constructiv i func ional al distribuitoarelor cu sertar, precum i simbolurile conven ionale sunt redate n figura 2.

Fig.2. Distribuitoare i simboluri

Distribuitorul cu sertra este format dintr-un cilindru n interiorul cruia este deplasat un pistona printr-o comand extern. Pistona ul poate fi realizat cu dou pn la cinci gulere.

Distribuitoarele cu sertra pot fi cu trei ci sau cu patru ci. Cele cu trei ci pot stabili legtura orificiului de alimentare a motorului hidraulic fie cu orificiul care

55


56/82

comunic cu sursa de presiune, fie cu orificiul care comunic cu rezervorul. Se folosescatunci cnd tija de ac ionare a motorului se deplaseaz ntr-unul din sensuri. Cele mai rspndite sunt sertra ele cu patru ci, care stabilesc concomitent dou legturi: de la sursa de presiune la una din camerele motorului i de la cealalt camer la rezervor.

2.2.2. Distribuitoare rotative comut circuitele printr-o mi care de rota ie. n figura

3 este reprezentat un distribuitor rotativ cu cep care cuprinde corpul 1 i cepul 2. Trecerea uleiului se realizeaz prin canalele A i B. ntr-o pozi ie a cepului ce permite circula ia uleiului ntre orificiile I i II, respectiv III i IV, iar n alt pozi ie, prin rotirea cepului cu 90 , circula ia se face prin orificiile I i III, respectiv II i IV. Aceste distribuitoare se utilizeaz mai ales la circuitele cu deservire manual, avnd debite i presiuni relative mici.

Fig.3. Distribuitor rotativ

2.2.3. Distribuitoarele cu supape (fig.4) au muchiile active, nlocuite cu supape desens comandate.

Fig.4. Distribuitor cu supap

56


57/82

2.2.4. Distribuitoare pilotate (fig.5) sunt prevzute cu dubl comand, n generalelectrohidraulic,care mbin avantajele comenzii electrice cu ale celei hidraulice. Sefolosesc la puteri mari.

Fig.5. Distribuitor pilotat

Supapele sunt elemente care asigur deschiderea unui circuit hidraulic atuncicnd presiunea ntr-un sens de circula ie dep e te o anumit valoare.

Supapele pot ndeplini dou roluri: de comand (supape de sens) i de reglare a presiunii (supape de presiune).

2.2.5. Supapele de sens permit trecerea lichidului numai ntr-un sens, cu excep ia celor deblocabile care permit trecerea i n sens invers. Principiul constructiv i func ional este redat n figura 6.

Fig.6. Supap de sens

1 - element de nchidere-deschidere a trecerii lichidului;

2 - arc de compresiune;

3 - corpul supapei;

4 - inel de sprijin.

Arcul 2 este dimensionat la o for mic, necesar doar pentru nchidereasupapei, astfel nct cnd lichidul circul de la dreapta spre stnga supapa se deschidela o presiune mic permi nd trecerea lichidului (R 0). n sens invers supapa senchide automat, blocnd trecerea (R= ).

57


58/82

La supapele deblocabile deschiderea se realizeaz for at printr-o comand extern la orificiulx, lichidul putnd s circule i de la B la A.

Supapele duble deblocabile(fig.7) sunt construc ii monobloc, cele dou supape fiind cuplate ntre ele, decuplndu-se astfel reciproc. Cnd lichidul sub presiune vine peconducta A el comand deblocarea celeilalte supape astfel c acesta poate circula, de

la B1 la B i reciproc.

Fig.7. Supape deblocabile

O aplica ie frecvent ntlnit a supapelor de sens duble deblocabile este pentru men inerea n repaus a motoarelor hidraulice liniare, atunci cnd asupra acestora ac ioneaz for e R destabilizatoare, sau la deplasarea sarcinilor pe vertical. Ele potrealiza acest lucru deoarece prezint o etan are mult mai bun dect distribuitoarele hidraulice prin care sunt comandate mi crile.

2.2.6. Supapele de presiune au n principal rolul de a limita presiunea maxim dincircuit la o anumit valoare reglat. Ele pot avea diverse func ii (de siguran , de deversare, de raport etc) la aceea i form constructiv.

Clasificarea supapelor de presiune:

a. Dup func ia specific ndeplinit , ele pot fi clasificate astfel:

- supape pentru limitarea presiunii (de siguran );

- supape de reducere a presiunii;

- supape de comuta ie .

b. Dup pozi ia normal pot fi normal: - nchise;

- deschise.

c. Dup modul de comand: - direct;

58


59/82

- pilotat.

Supape pentru limitarea presiunii

Principiul constructiv i func ional este redat n figura 8.

Fig.8. Supape pentru limitarea presiuni

1 - corpul supapei, prevzut cu orificii de racordare de un anumit diametru;

2 - scaunul supapei, putnd avea diferite forme:

a. tronconic fr ghidare;

b. tronconic cu ghidare (pentru evitarea vibra iilor transversale);

c. sferic;

d. plan;

3 - element de nchidere - deschidere a sec iunii de trecere a lichidului;

4 - arc de compresiune (constant sau reglabil);

5 - capac de nchidere.

Supapele de limitare a presiunii (fig.9) sunt supape normal nchise, cu comanddirect (a), sau cu comand pilotat (b).

Fig.9. Supape normal nchise

a) comand direct b) comand pilotat

59


60/82

Supapele de limitare a presiunii se monteaz ntotdeauna imediat dup pompelevolumice pentru protec ia acestora i a ntregului circuit.

Supape de reducere a presiunii (fig.10) se utilizeaz n scopul alimentrii dintr-uncircuit principal de presiune variabil a unui circuit secundar la presiune constant. Elesunt supape normal deschise, cu comand direct sau pilotat realizat din circuitul deie ire, cu drenare d x extern.

Fig.10. Supape de reducere a presiunii

Supape de comutaie (fig.11) se utilizeaz n scopul comutrii circuitelor la o comandextern, ndeplinind func ii de comand, ca i distribuitoarele hidraulice.

Dup tipul comutrii pot fi:- supape de conectare: sunt supape normal nchise care la o comand extern

conecteaz circuitele;

- supape de deconectare: sunt supape normal deschise care la o comandexterioar deconecteaz circuitele.

Ambele tipuri pot fi cu comand direct (a), sau cu comand pilotat (b); cu saufar supap de sens.

Fig.11. Supape de comuta ie

60


61/82

Supapele de comuta ie sunt frecvent utilizate ca supape de succesiune a fazelor unui ciclu de lucru automat.

2.2.6. Divizoare de debit rezistive

Sunt aparate hidraulice (fig.12) realizate pe baza teoriei pun ilor utilizate la mpr irea unui debit n dou debite care trebuie s fie men inute ntr-un raport constant, independent de varia iile de presiune .

n principiu ele sunt alctuite din dou regulatoare de debit cuplate ntre ele,devenind astfel interdependente.

Fig.12. Divizor de debit pe circuitele de refulare

2.2.7. Distribuitoare propor ionale sau servovalve electrohidraulice

Sunt aparate hidraulice evoluate (fig.14) care cumuleaz func ia de comand cu cea de reglare. n principiu ele sunt distribuitoare cu comand pilotat electrohidraulic,comanda primar fiind realizat cu electromagneti propor ionali (care dezvolt o for proportional cu curentul de comand) diferen iali (care lucreaz n opozi ie), permitnd astfel reglarea continu a pozi iei sertarului i deci reglarea continu a debitului.

61


62/82

Fig.13. Simbol conven ional servovalv

Fig.14. Servovalv electrohidraulic

Sugestii metodologice:UNDE PREDM?


CUM PREDM?

Se pot utiliza: videoproiectorul, retroproiectorul, plane tematice, tipuri de distribuitoarei supape.



62


63/82

Se recomand efectuarea unei lucrri de laborator pentru cunoa terea principiului de func ionare a distribuitoarelor i supapelor.

ORGANIZAREA CLASEI:



Se realiz prin fie de evaluare individual n care elevul s recunoasc tipurilede distribuitoare, supape i modul lor de func ionare.


Fia suport 2.3. Parametri tehnico func ionali

Analiza diverselor tipuri de motoare hidraulice se face innd seama de c iva

parametri fundamentali, care permit evaluarea performan elor. n cele ce urmeaz v-om analiza ace ti parametri.

2.3.1. Presiunea maxim reprezint cea mai mare presiune, la care pompa poatefunc iona corect. Orict de mare ar fi presiunea n conducta de refulare, pompa debiteaz acela i volum de lichid. Dac puterea hidraulic a fluxului refulat dep e te capacitatea motorului de antrenare, acesta se avariaz. Dac presiunea n pomp saun re ea induce eforturi specifice mai mari dect rezisten a admisibil a materialului diferitelor organe de ma ini, acestea se pot rupe. Este de preferat utilizarea pompelor volumice la presiuni cu 25 ... 30% mai mici dect presiunea maxim posibil.

2.3.2. Debitul volumul de fluid pe care l furnizeaz pompa n unitatea de timp.Cilindreea reprezint volumul refulat de pomp ntr-un ciclu. Majoritatea pompelor fiindantrenate prin mi cri de rota ie, cilindreea nseamn volumul refulat ntr-o rota ie. Legtura dintre cilindree i debit este:

QT= q = q ,

unde: QT - debitul teoretic, n m3/sec;

q - cilindreea, n m3;

n - tura ia, n rot/min;- viteza unghiular, n 1/sec.

Debitul efectiv furnizat de pomp, Q, este mai mic dect cel teoretic, datoriturmtoarelor cauze:

- ntoarcerea lichidului din zona de refulare n zona de aspira ie;

- umplerea incomplet cu lichid, datorit unui debit insuficient pe conducta deaspira ie sau a ntrzierilor la nchiderea i deschiderea supapelor;

- existen a, uneori, n zona de aspira ie a unui amestec aer-lichid.

63


64/82

Pentru unele circuite hidraulice este important ca pompa s func ioneze cu debite variabile, la tura ie de antrenare constant. n acest scop au fost realizate solu ii constructive care s permit modificarea cilindreei n timpul func ionrii.

2.3.3. Diametrul nominal o mrime conven ional care define te sec iunea minimal de curgere a fluidului prin elementul respectiv.

2.3.4. Temperatura influen eaz parametrii func ionali ai instala iei prin vscozitate i prin dilatare termic. Vscozitatea uleiului variaz cu temperatura, fapt ce influeneazpierderile volumice i energetice din sistem.

Influena temperaturii trebuie luat n considerare, deoarece transportul deenergie ntre pomp i motor are loc cu pierderi ireversibile, nsoite de degajare de

cldur care modific temperatura fluidului. Termperatura se masoar cu termometre,cu traductoare de temperatur (care afi az digital valoarea masurat), sau utilizand instala ii de termostatare prevazute cu schimbtoare de cldur.

2.3.5. Puritatea reprezint calitatea fluidului de a fi pur, curat i neamestecat. Impurificarea fluidului cu substane care provin din afar ( substane mecanice ca: praf,nisip, particule de metal,etc.) are urmri grave putnd duce la deteriorarea elementelorhidraulice n micare. Impuritile se determin prin gravimetrie. Fluidul se poateimpurifica i cu produi lichizi i n special cu ap. Prezena apei poate fi constatat i

vizual, n unele cazuri, dup culoarea tulbure pe care o d fluidelor.


UNDE PREDM?


CUM PREDM?

Se poate utili

07_Sisteme de reglare automata III

Documents

Transcript of 07_Sisteme de reglare automata III