ACIONRI HIDRAULICE I PNEUMATICE 1. Aspecte generale ntr-o transmisie hidraulic, o pomp transform energia mecanic furnizat de maina de for n energie hidraulic; aceasta este retransformat n energie mecanic de un motor hidraulic care antreneaz maina de lucru. Structura transmisiilor pneumatice este similar: un compresor antrenat de maina de for alimenteaz cu gaz un motor pneumatic care acioneaz maina de lucru. Exist i sisteme de acionri pneumatice formate n esen din generatoare de gaze i motoare pneumatice (de ex. cele utilizate pentru dirijarea unor rachete). Parametrii energiei mecanice furnizate de aceste transmisii pot fi reglai continuu i n limite largi prin mijloace relativ simple. Flexibilitatea constituie un avantaj esenial al transmisiilor hidraulice i pneumatice fa de cele mecanice, asigurndu-le o larg utilizare, dei principiul lor de funcionare implic randamente relativ mici. n funcie de tipul mainilor hidraulice utilizate, transmisiile hidraulice pot fi: hidrostatice (volumice), hidrodinamice sau hidrosonice. Dac mainile hidraulice (pompa i motorul), care constituie elementele fundamentale ale transmisiei hidraulice, sunt de tip volumic, transmisia se numete uzual hidrostatic sau volumic, deoarece energia mecanic furnizat de maina de for este utilizat de o pomp volumic practic numai pentru creterea energiei de presiune a lichidului vehiculat; aceasta este retransformat n energie mecanic de un motor hidraulic volumic. Transmisiile "pneumostatice" utilizeaz maini pneumatice volumice, iar cele "pneumodinamice" turbomaini pneumatice, existnd i soluii mixte (compresor volumic - turbin pneumatic). Notarea aparatelor pneumatice n circuite Notarea elementelor ntr-un circuit se poate face utiliznd urmtoarea notaie: toate elementele care concur la funcionarea unui element de execuie aparin aceleiai grupe, i poart un numr. Separat de acest numr printr-un punct urmeaz numrul de ordine al aparatului la care se face referire. Exemplu: Aparatul 4.3 este aparatul numrul 3 din grupa 4. Clasificarea grupelor 0 - toate elementele ce aparin alimentrii cu energie; 1, 2, 3,. - notarea lanurilor de comand (a grupelor) pentru fiecare element de execuie din schem. Semnificaia cifrei care urmeaz punctului 0 - element de execuie; 1 - elemente de comand final; 2, 4, (numere pare) - toate elementele care influeneaz cursa de avans a elementului de execuie; 3, 5, (numere impare) - toate elementele care influeneaz cursa de revenire a elementului de execuie; 01, 02,. - elementele de reglare aflate ntre elementele de execuie i cele de comand final. Acest sistem de notare are avantajul c n practic personalul de ntreinere poate identifica efectul unui semnal pornind de la numrul alocat fiecrui aparat; de exemplu, dac se constat o perturbare n funcionarea cilindrului 2.0, cauza trebuie cutat n grupa 2 i, de aceea, trebuie verificate n primul rnd elementele a cror prim cifr din cod este 2. Trebuie subliniat c nu ntotdeauna este posibil aceast notare, deoarece exist cazuri cnd un aparat oarecare are funcii n cadrul mai multor grupe sau/i pe avans i pe revenirea unui element de execuie. Notarea aparatelor n circuite utiliznd litere Acest mod de notare nu asociaz aparatele unei grupe ce poart numrul elementului de execuie acionat, ci aloc respectivului element de execuie elemente de semnalizare pe care acesta le acioneaz: A, B, C,.. elemente de execuie; a0, b0, c0,.. elemente de semnalizare acionate de cilindrii A, B, C la capt de curs pe retragere; a1, b1, c1,.. elemente de semnalizare acionate de cilindrii A, B, C la capt de curs pe avans; Deseori, n practic pot fi ntlnite combinaii ale celor dou moduri de notare. n cazul schemelor pneumatice, mai ales a celor complexe, de multe ori se renun la reprezentarea traseelor ce leag diferite componente din dou motive: - schema ar fi mult prea ncrcat, fcnd dificil interpretarea ei; - un singur capt al traseului se afl pe pagina respectiv, cellalt, datorit ntinderii schemei, aflnduse pe alt pagin.

1

Pentru a se pstra claritatea reprezentrii schemei, se noteaz doar terminalele traseelor respective, utiliznd codificarea de mai jos:

Figura 1.1. Schema unei transmisii hidrostaticen figura 1.1. este prezentat schema unei transmisii hidrostatice pentru acionarea unui motor hidraulic liniar, compus din: 0Z1- grupul hidraulic (compus din rezervor, pompa hidraulic, motorul electric de acionare a pompei, supapa de siguran, manometru); 0V- supapa de siguran; 0Z2, 1Z- manometre; 1V1distribuitorul hidraulic de tipul 4/2 cu acionare electric i revenire prin arc; 1V2- drosel reglabil cu supap de sens; 1B- convertor de semnal hidraulic (switch); 1A- cilindru hidraulic.

Figura 1.2. Schema unei transmisii pneumostatice

2

n figura 1.2 este prezentat schema unei transmisii pneumostatice pentru acionarea unui motor pneumatic liniar, compus din: 0Z- unitatea de preparare a aerului comprimat; 1S1, 1S2- distribuitoare pneumatice 3/2 cu comand mecanic prin rol; 1S3- distribuitor pneumatic 3/2 cu comand manual prin buton de apsare; 1V1- supap cu dou presiuni (element logic i); 1V2- distribuitor pneumatic 5/2 cu comand pneumatic sau manual n ambele sensuri; 1V3- supap de evacuare rapid cu amortizor, 1V4drosel reglabil cu supap de ocolire; 1A- cilindru pneumatic. 2. Clasificarea transmisiilor hidraulice i pneumatice In cadrul transmisiilor hidrostatice i pneumostatice se disting, din punctul de vedere al teoriei sistemelor automate, sisteme de acionare, sisteme de comand i sisteme de reglare automat. Sistemele de acionare i comand hidrostatice i pneumostatice sunt sisteme cu circuit deschis, n sensul c mrimea de intrare, care impune regimul de funcionare al sistemului, nu este influenat de efectul aciunii sale; datorit perturbaiilor inerente, mrimea de ieire nu poate fi corelat n mod univoc cu mrimea de intrare. Sistemele de acionare hidrostatice i pneumostatice transmit n general puteri mari, randamentul lor fiind un parametru important, utilizat obligatoriu n comparaia cu alte tipuri de transmisii. Sistemele de comand hidrostatice i pneumostatice transmit n general puteri mici, iar motoarele acestora acioneaz asupra elementelor de comand ale altor transmisii care vehiculeaz puteri mult mai mari. Sistemele de reglare automat hidrostatice i pneumostatice sunt sisteme cu circuit nchis, deci conin o legtur de reacie care permite compararea, continu sau intermitent, a mrimii de intrare cu cea de ieire; diferena dintre acestea (eroarea) constituie semnalul de comand al amplificatorului sistemului, care alimenteaz elementul de execuie n scopul anulrii erorii; astfel, precizia acestor sisteme este ridicat (n regim staionar, relaia dintre mrimea de intrare i cea de ieire este practic biunivoc). Parametrii reglai uzual sunt: poziia, viteza unghiular (liniar), momentul arborelui (fora tijei) motorului hidrostatic sau pneumostatic, puterea consumat de transmisie de la maina de for etc. n general, transmisiile hidrostatice sunt numite "hidraulice", iar transmisiile pneumostatice "pneumatice". 3. Avantaje i dezavantaje ale utilizrii transmisiilor hidraulice i pneumatice Transmisiile hidraulice i pneumatice au cteva caracteristici specifice, care le difereniaz de alte tipuri de transmisii, explicnd att larga lor rspndire ct i restriciile de utilizare. Locul transmisiilor hidraulice i pneumatice n cadrul transmisiilor poate fi stabilit pe baza mai multor criterii de natur practic.

Avantaje- Posibilitatea amplasrii motoarelor hidraulice volumice ntr-o poziie oarecare fa de mainile de for. - Elementele de comand ale transmisiilor hidraulice solicit operatorilor fore sau momente reduse i pot fi amplasate n locuri convenabile. - Cuplul dezvoltat de motoarele hidraulice volumice rotative este proporional cu diferena de presiune dintre racordurile energetice, fiind limitat numai de eforturile admisibile ale materialelor utilizate. - Cldura generat de pierderile interne, care limiteaz performanele oricrei maini, este preluat de lichidul vehiculat i cedat mediului ambiant printr-un schimbtor de cldur amplasat convenabil; ca urmare, mainile volumice au frecvent puteri specifice mai mari de 1 kW/kg. - Lichidele utilizate n transmisiile hidraulice tipice ndeplinesc i rolul de lubrifiant, asigurndu-le o funcionare ndelungat. - Motoarele volumice rotative pot funciona ntr-o gam larg de turaii; valoarea turaiei minime stabile depinde de tipul mecanismului utilizat pentru realizarea camerelor de volum variabil, de tipul sistemului de distribuie i de precizia execuiei. - Datorit scurgerilor relativ mici, randamentul volumic al acestor motoare are valori ridicate, iar caracteristica mecanic (M-n) are o pant redus; aceasta confer motoarelor volumice rotative o mare rigiditate static (scderea turaiei la creterea momentului rezistent este mic). n sistemele de reglare automat a poziiei, aceast calitate asigur o precizie deosebit i o sensibilitate redus la perturbaii. - Motoarele volumice rotative ofer o legtur liniar ntre debit i viteza unghiular, iar raportul dintre momentul activ i cel de inerie al prilor mobile are o valoare foarte mare. Aceste motoare pot realiza porniri, opriri i inversri de sens rapide. n ansamblu, transmisiile hidraulice asigur o amplificare mare n

3

putere (putere util/putere de comand) i un rspuns bun n frecven, suficient pentru aplicaiile practice uzuale. - Motoarele hidraulice volumice liniare permit obinerea unor fore considerabile cu un gabarit redus, datorit presiunilor mari de lucru. Raportul dintre forele active i forele de inerie ale prilor mobile are valori ridicate, asigurnd o vitez de rspuns mare, specific sistemelor de poziionare rapid. Scurgerile interne ale acestor motoare sunt foarte mici, astfel c randamentul lor volumic este apropiat de unitate, viteza minim stabil este foarte redus, iar rigiditatea static este foarte mare. - Reglarea parametrilor funcionali ai motoarelor volumice se face relativ simplu, utiliznd fie pompe reglabile, fie rezistene hidraulice reglabile. Transmisiile hidraulice pot fi conduse cu automate programabile sau calculatoare industriale prin intermediul amplificatoarelor electrohidraulice (conver-toare electrohidraulice cu factor mare de amplificare n putere). Stocarea energiei hidraulice se realizeaz simplu, n acumulatoare hidropneumatice - Motoarele pneumatice volumice sunt compacte, acest avantaj fiind valorificat ndeosebi n cazul sculelor portabile - Viteza i fora sau cuplul motoarelor pneumatice volumice pot fi reglate simplu i n limite largi. Funcionarea n ciclu automat este favorizat de existena elementelor logice pneumatice, precum i a amplificatoarelor electropneumatice discrete sau continue. Fiind nepoluante, motoarele pneumatice volumice sunt larg utilizate n instalaiile nepoluante sau antiexplozive, specifice industriei alimentare, chimice, miniere, petroliere, energetice etc. - Utilizarea pe scar larg a transmisiilor hidraulice i pneumatice, creeaz posibilitatea tipizrii, normalizrii i unificrii elementelor acestora. Dezavantaje - Transmisiile hidraulice sunt scumpe deoarece includ, n afara pompelor i motoarelor volumice, elemente de comand, reglare i protecie, elemente de stocare, filtrare i transport al lichidului. Majoritatea acestor componente necesit o precizie de execuie ridicat (specific mecanicii fine), materiale i tehnologii neconvenionale, necesare asigurrii preciziei, randamentului i siguranei funcionale impuse. - Pierderile de putere care apar n cursul transformrilor energetice din mainile hidraulice volumice, precum i n elementele de legtur, reglare i protecie, afecteaz semnificativ randamentul global al mainilor de lucru echipate cu transmisii hidraulice. - Transmisiile hidraulice sunt poluante, deoarece au scurgeri, existnd ntotdeauna pericolul pierderii complete a lichidului datorit neetaneitii unui singur element. - Ceaa de lichid care se formeaz n cazul curgerii sub presiune mare prin fisuri este foarte inflamabil, datorit componentelor volatile ale hidrocarburilor care constituie baza majoritii lichidelor utilizate n transmisiile hidraulice. - Pericolul autoaprinderii lichidului sau pierderii calitii sale lubrifiante limiteaz superior temperatura de funcionare a transmisiilor hidraulice. Acest dezavantaj poate fi evitat prin utilizarea lichidelor de nalt temperatur sau a celor neinflamabile concepute relativ recent. - Contaminarea lichidului de lucru constituie principala cauz a uzurii premature a transmisiilor hidraulice. n cazul n care contaminantul este abraziv, performanele transmisiei se reduc continuu datorit creterii jocurilor. nfundarea orificiilor de comand ale elementelor de reglare furnizeaz semnale de comand false care pot provoca accidente grave. - Ptrunderea aerului n lichidul de lucru genereaz oscilaii care limiteaz sever performanele dinamice ale transmisiilor hidraulice. - ntreinerea, depanarea i repararea transmisiilor hidraulice necesit personal de calificare specific, superioar celei corespunztoare altor tipuri de transmisii. - Complexitatea metodelor de analiz i sintez a transmisiilor hidraulice nu permite elaborarea unei metodologii de proiectare accesibil fr o pregtire superioar. - Principalul dezavantaj al transmisiilor pneumatice este randamentul foarte sczut. - Nivelul redus al presiunii de lucru limiteaz forele, momentele i puterile transmise. - Compresibilitatea gazelor nu permite reglarea precis, cu mijloace simple, a parametrilor funcionali ai transmisiilor pneumatice, ndeosebi n cazul sarcinilor variabile. - Aerul nu poate fi complet purificat, contaminanii provocnd uzura i coroziunea continu a elementelor transmisiilor pneumatice. - Apa, prezent totdeauna n aer, pune n mare pericol funcionarea sistemelor pneumatice prin ngheare.

4

Transmisiile pneumatice le concureaz pe cele electrice la puteri mici, ndeosebi n cazurile cnd sunt necesare deplasri liniare realizabile simplu cu ajutorul cilindrilor pneumatici. Alegerea tipului optim de transmisie, pentru condiii concrete date, reprezint, n principiu, o problem de natur tehnico-economic, a crei soluionare corect necesit cunoaterea detaliat a caracteristicilor tuturor soluiilor posibile. 4. Elemente de acionare cu simpl i dubl aciune ntr-o instalaie acionat pneumatic, elementele de execuie ale respectivei instalaii sunt motoarele pneumatice. Acestea transform energia pneumatic n energie mecanic ce servete la antrenarea mecanismelor instalaiei. Alimentarea elementelor de execuie pneumatice se face cu energie de la regulatoarele pneumatice (0.2 1 bar), sau electronice, prin intermediul convertorului electro-pneumatic. Utilizarea motoarelor de execuie pneumatice prezint urmtoarele 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. Dezavantajele acestor motoare sunt urmtoarele: - viteza de rspuns este mic (n medie 1/3 1/4 din viteza de rspuns a motoarelor hidraulice); - precizia motoarelor pneumatice este redus. Utilizarea servomotoarelor pneumatice este indicat n urmtoarele cazuri: - necesitatea unui sistem de acionare cu greutate redus; - temperatura mediului ambiant este ridicat i cu variaii mari; - mediul ambiant este exploziv; - nu se cere precizie mare; - nu se cer viteze de lucru mari. Motoarele pneumatice pot fi: rotative i liniare (cu piston sau cu membran). Motoarele liniare (cilindrii) au aplicaii foarte largi si se construiesc ntr-o gam tipo-dimensional extrem de diversificat. Dup tipul constructiv, se poate face o clasificare general a cilindrilor: - cilindri cu simpl aciune (simplu efect): cu revenire cu arc; cu revenire sub aciunea unei fore rezistente. - cilindri cu dubl aciune (dublu efect): cu tij unilateral; cu tij bilateral. - cilindri n tandem: - cu amplificare de for; - avnd cursa n dou trepte.

5

Fig. 4.1. Cilindru cu simpl aciune cilindri cu simpl aciune (figura 4.1) sau cilindrii cu simplu efect se utilizeaz acolo unde doar pe cursa de avans (sau cea de retragere) este necesar dezvoltarea forei motoare: dispozitive de prindere i fixare, mpingerea pieselor, opritoare, tane, etc. Astfel, doar o camer a cilindrului este alimentat cu aer comprimat, revenirea n poziia iniial realizndu-se sub aciunea resortului. Fora teoretic de avans (neglijnd frecrile interne) este dat de presiunea ce acioneaz pe suprafaa pistonului din care se substrage fora de reaciune a arcului. Fora arcului este calibrat de aa natur nct aduce napoi pistonul fr sarcin pn la poziia sa iniial. Se utilizeaz de regul pentru curse de pana la 100 mm. - cilindri cu dubl aciune (figura 4.2) sau cilindrii cu dublu efect sunt utilizai cu precdere acolo unde ambele curse trebuie s dezvolte for motoare. Din punct de vedere constructiv prezint dou orificii pentru aer comprimat, prevzute n capacele cilindrului. Pentru deplasarea pistonului ntr-un sens (extindere) se conecteaz racordul A la presiune iar racordul B la atmosfer. Pentru a efectua cursa de retragere se inverseaz modul de conectare al racordurilor.

A

B Fig. 4.2. Cilindru cu dubl aciune

- cilindri cu dubl aciune i frnare la capt de curs (figura 4.3). Frnarea ansamblului mobil la capt de curs este necesar pentru a evita socurile ce pot avaria cilindrii sau mecanismele puse n miscare de acestia. Se poate observa c pentru ambele curse, de avans si de revenire, este prevzut un circuit suplimentar de evacuare a camerei pasive printr-o seciune droselizat.

Fig. 4.3. Cilindru cu dubl aciune i frnare la capt de curs

6

Pentru cursa de avans, de exemplu, n momentul n care mansonul ajunge n dreptul etansrii, evacuarea camerei din dreapta nu se mai poate face prin spaiul dintre tija si capac. Aerul este obligat s curg prin orificiul a crui seciune este reglat de drosel. Aceast seciune fiind mult micsorat, debitul de aer evacuat este mai mic. Rezultatul este apariia unei contrapresiuni n zona captului de curs ce se opune deplasrii pistonului spre dreapta, deci l frneaz. n funcie de reglajul efectuat asupra droselului se obine un efect de frnare mai redus sau mai puternic. Reglnd n mod diferit cele dou drosele, se obin efecte de frnare diferite pe capetele de curs. - cilindri n tandem (figura 4.4), reprezint un ansamblu (tandem) compus din doi cilindri dubl aciune ntr-o singur unitate cu scopul amplificrii forei exercitate de cilindru (pn la dublu). Acest cilindru este folosit acolo unde este nevoie de putere mrit i gabarit diametral relative redus impus de condiiile de instalare.

Fig. 4.4. Cilindru dublu

B

A

Fig. 4.5. Cilindru oscilant cu tij-cremalier

-motoare liniar oscilant cu tij-cremalier (figura 4.5) se utilizeaz atunci cnd sunt necesare momente de torsiune mari i unghiuri de rotaie fixe. Micarea de rotaie se obine la axul de ieire datorit angrenrii dintre cremalier ce unete cele dou pistoane i pinionul montat pe ax. Rotirea n sens orar a axului se realizeaz prin alimentarea cu aer comprimat a racordului A i ventilarea racordului B. Frnarea la capt de curs este similar cu soluia tehnic ntlnit la cilindri, folosind un traseu ocolitor droselizat. Patina are rolul de a ghida cremaliera i a asigura angrenarea cu pinionul.5. Elemente de comand i distribuie hidraulice i pneumatice comandate electric i mecanic Sistemele de actionare hidraulic sau pneumatic necesit dispozitive de reglare a debitului i control a direciei curgerii fluidului de la pomp sau compresor la diferitele dispozitive de execuie. Dei exist diferene semnificative de ordin practic ntre dispozitivele pneumatice i cele hidraulice (n principal datorate unor diferene de presiuni de funcionare i tipuri de etanri necesare pentru gaz sau lichid), principiile de funcionare sunt foarte similare. Distribuitoarele sunt elemente hidraulice sau pneumatice ce pot ndeplini urmtoarele funcii: a) realizeaz diferite conexiuni hidraulice ntre racorduri (funcia de distribuie); b) regleaz debitul pe circuitele realizate ntre racorduri (funcia de reglare). Elementele care ndeplinesc numai prima funcie se numesc "distribuitoare direcionale" i trebuie s introduc pierderi de presiune minime ntre racorduri pentru a nu afecta randamentul transmisiilor din care fac parte.

7

Elementele care realizeaz i funcia de reglare se numesc "distribuitoare de reglare", iar din punctul de vedere al teoriei sistemelor sunt amplificatoare mecanohidraulice (raportul dintre puterea hidraulic comandat i puterea mecanic necesar pentru comand este mult mai mare ca unitatea). Distribuitoarele direcionale pot asigura, n funcie de soluia constructiv adoptat, pornirea, oprirea, alegerea cii de curgere, diviziunea i reuniunea fluxului de lichid. Ele pot fi construite dup principiul supapei sau al sertraului. Distribuitoarele de tip supap pot fi cu bile, cu scaune conice sau supape propriu-zise. Distribuitoarele cu sertrae pot avea sertrae plane, rotitoare sau de tip piston (plunjere). Distribuitoarele cu sertrae de tip piston au cea mai mare rspndire, cu ele putnd fi comandate debite i presiuni mari dar cu gabarit redus. Cel mai simplu distribuitor are dou racorduri i dou poziii, fiind de fapt un drosel ntrebuinat pentru ntreruperea circuitelor hidraulice sau ca element de reglare a debitului. Distribuitoarele cu trei ci sunt utilizate pentru comanda motoarelor hidraulice unidirecionale cu simplu efect, a cror revenire se face gravitaional sau sub aciunea unei fore elastice. De asemenea, ele pot comanda motoare hidraulice liniare cu dublu efect difereniale, ale cror pistoane au arii utile inegale. O simbolizare foarte concis a unui distribuitor presupune indicarea cel puin a numrului de ci, a numrului de poziii, a racordurilor i a modului de comand. Prima cifr din notare arat numrul de ci, iar a doua numrul de poziii pe care poate comuta distribuitorul; cele dou indicaii sunt desprite printr-o bar nclinat. Pentru a putea interpreta notarea racordurilor este necesar s fie cunoscut semnificaia notaiilor. Exist dou tipuri de notare: numeric i literal. n practic poate fi ntlnit una din cele dou tipuri sau chiar amndou, combinate. n tabelul de mai jos este dat corespondena i semnificaia notrii racordurilor: Tabelul 5.1 Notaie numeric 1 2, 4, 6 3, 5, 7 12, 14 10 81, 91 82, 84

Funcia racordului Orificiu de conectare la sursa de presiune Orificiu de conectare la consumatori Orificiu de drenaj sau ventilare Orificiu de comand (pilotare) Orificiu de comand la resetare Orificii de command auxiliare Orificiu de ventilare a piloilor

Notaie literal P A, B, C R, S, T x,z,y L(*) -

Comanda unui distribuitor poate fi: manual, mecanic, hidraulic, pneumatic, electromecanic, electrohidraulic, electropneumatic sau combinat. Simbolul comenzii se ataeaz lateral simbolului distribuitorului; n general exist o coresponden ntre simbolul comenzii i conexiunile realizate de csua alturat acesteia.Comenzile pot fi "reinute" sau "nereinute"; dac legturile generate de o comand se menin i dup dispariia acesteia, comanda se numete "reinut". O comand "nereinut" are efect numai ct timp este aplicat. Revenirea obturatorului n poziia neutr se face sub aciunea unui resort montat ntr-o caset sau cu ajutorul a dou resoarte simetrice. La debite mici este posibil comanda direct (manual, mecanic, electromagnetic etc.). La debite mari se utilizeaz comanda indirect, distribuitoarele avnd dou sau trei etaje. Exemplu: distribuitor 3/2 (figura 5.1): distribuitor cu 3 ci i 2 poziii, normal nchis, comandat pneumatic indirect (cu pilot), iar revenirea pe poziie (resetarea) se face pneumatic, direct (fr pilot).

Fig. 5.1. Reprezentarea schematizat a unui distribuitor 3/2 - Distribuitoare cu supape. Sunt acele distribuitoare la care conexiunile interne se realizeaz cu ajutorul unor elemente de etanare de tip supap. Comanda este de obicei mecanic, cu ajutorul unui plunjer.

8

a)

b)

Fig. 5.2. Distribuitor 3/2 cu supap sferic a) n poziie neacionat; b) n poziia acionat. n figura 5.2.a. este prezentat un distribuitor cu 3 ci i 2 poziii (3/2) cu supap sferic. Dac plunjerul este neapsat (fig. 5.2.b) atunci racordul 2 se ventileaz n atmosfer prin orificiul 3 din plunjer. Legtura ntre racordurile 1 i 2 este blocat de supapa nchis. La apsarea plunjerului orificiul 3 este izolat, supapa este apasat i se deschide legtura 1-2.

a)

b)

Fig. 5.3. Distribuitor 3/2 normal nchis cu supap disc. a) n poziie neacionat; b) n poziia acionat. Dac n poziia neacionat distribuitorul are legtura dintre intrare i ieire ntrerupt, se numete c este de tipul normal nchis. n caz contrar (dac n poziia neacionat distribuitorul permite trecerea fluidului de la portul de intrare la cel de ieire), distribuitorul este de tipul normal deschis. n figurile 5.3 i 5.4 se prezint un distribuitor 3/2 normal nchis respectiv normal deschis cu supap disc. Funcionarea acestora este asemntoare cu cea a distribuitorului anterior.

a)

b)

Fig. 5.4. Distribuitor 3/2 normal deschis cu supap disc. a) n poziie neacionat; b) n poziia acionat.

9

a)

b)

Fig. 5.5. Distribuitor 3/2 normal nchis cu supap disc, comandat pneumatic. a) n poziie neacionat; b) n poziia acionat.

Fig. 5.6. Distribuitor pilot pentru comanda unui distribuitor principal (prezentat n poziia acionat). Un tip de distribuitor des ntlnit este cel din figura 5.7. Este tot de tipul 3/2 normal nchis i se folosete ca senzor de capt de curs. Datorit faptului c fora de apsare pe rol trebuie s fie ct mai mic, acest distribuitor este unul pilotat. Rola apas plunjerul supapei de comand (care necesit for mic) pemind accesul aerului comprimat n spatele pistonului de pilotare care are suprafaa mai mare pentru a putea dezvolta fora necesar apsrii supapei principale a distribuitorului. Supapa de comand i pistonul de pilotare realizeaz astfel un etaj de amplificare pneumatic.

a)

b)

Fig. 5.7. Distribuitor 3/2 pilotat (cu comand mecanic prin rol)

10

a) n poziie neacionat; b) n poziia acionat.

a)

b)

Fig. 5.8. Distribuitor 4/2 cu comand mecanic a) n poziie neacionat; b) n poziia acionat. n figura 5.9 se prezint un distribuitor 4/3 cu sertar rotativ, acionat manual cu manet. n corpul sertarului sunt practicate dou canale de forma unor arce de cerc care au rolul de a realiza legturile ntre orificii.

a)

b)

c)

Fig. 5.9. Distribuitor 4/3 cu sertar rotativ (comand manual) n figura 5.10 este prezentat un distribuitor cu sertar cilindric, pilotat. La aceste distribuitoare comutarea funciilor se realizeaz datorit seciunilor diferite ale sertarului care (prin deplasare) astup sau deschide legturile dintre cavitile practicate n corpul distribuitorului, corespunztoare orificiilor de racordare. Comanda acestui distribuitor este realizat de ctre piloii (elementele de tip piston) montate la capetele sertarului. La alimentarea racordului de pilotare 12 sertarul este deplasat spre stnga realizndu-se legtura ntre racordurile 1 i 2 respectiv 4 i 5. Pentru comutarea poziiei distribuitorului este necesar ventilarea racordului 12 i alimentarea racordului 14. Datorit faptului c distribuitorul nu revine n poziia iniial dup dispariia comenzii, spunem c este cu reinere sau bistabil.

a)Fig. 5.10. Distribuitor 5/2 cu sertar cilindric comandat pneumatic

a) 11

b)

c)Fig. 5.11. Distribuitoare 5/3 cu sertar cilindric (comand pneumatic i revenire cu arc)

Fig. 5.12. Distribuitor 5/2 cu sertar cilindric comandat pneumatic i mechanic Drosele sunt elemente ce permit reglarea vitezei motoarelor rotative sau a cilindrilor 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.

Fig. 5.13. Drosel reglabil

Fig. 5.14. Drosel reglabil cu supap de ocolire (drosel de cale)

12

Variaia cderii de presiune determin variaia debitului ce traverseaz droselul, deci variaia vitezei de micare a elementului de execuie alimentat. Droselele sunt de obicei reglabile i se ntlnesc n dou variante: - drosele simple (fig. 5.13) regleaz debitul de fluid indiferent de sensul de curgere al acestuia; - drosele de cale (fig.5.14) permit variaia debitului pentru un singur sens de curgere. Droselul de cale are urmtorul principiu de funcionare: cnd curgerea are loc de la stnga la dreapta, aerul este obligat s treac prin seciunea reglat de obturatorul droselului (supapa de sens este blocat). La curgere invers elementul elastic de etanare se deformeaz opunnd o rezisten minim. Ca urmare, debitul de aer ocolete seciunea ngustat i traverseaz seciunea creat prin deformarea elementului elastic (supapa de sens este deblocat). Supapele sunt elemente pneumatice care pot avea funcii de reglare i control a parametrilor 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 a agentului de lucru, fie agentul de lucru caracterizat de anumii parametri. Supapa de selectare cu dou presiuni sau element logic I Se poate vedea o seciune din supapa cu element logic I n figura 5.15.a. Dac racordul 1 sau 3 este alimentat, sub efectul forei de presiune supapa blocheaz accesul din racordul respectiv la racordul 2. Dac ambele orificii sunt alimentate la aceeai presiune, orificiul 2 va fi alimentat, de la orificiul 1 sau 3 sau i 1 i 3 (poziia elementului mobil este indiferent). Dac ambele racorduri de comand vor fi alimentate, dar la presiuni diferite, racordul 2 va fi alimentat la presiunea cea mai mic.

a)

b)

Fig. 5.15. Supape cu funcii logice a) supapa I; b) supapa SAU Tabelul de adevr al acestei supape arat astfel: 1 0 0 1 1 3 0 1 0 1 2 0 0 0 1

Supapa de selectare sau element logic SAU Dac orificiile 1 i 3 sunt alimentate la aceeai presiune, prin orificiul 2 va curge fluid avnd presiunea respectiv, orificiile de alimentare putnd fi 1 sau 3 sau 1 i 3 (fig.5.15.b). Dac este alimentat numai orificiul 1 sau numai orificiul 3, orificiul nealimentat este obturat, iar orificiul alimentat este conectat la orificiul 2. Dac sunt alimentate ambele orificii de comand 1 i 3, dar la presiuni diferite, conectorul 2 va fi la presiunea cea mai mare dintre acestea (funcia de selectare). Funcionarea acestei supape este descris n tabelul de adevr de mai jos: 1 0 0 1 1 3 0 1 0 1 2 0 1 1 1

Supapa de sens. Conform figurii 5.16 dac apare o curgere de fluid de la stnga la dreapta, fora de presiune mpinge elementul mobil (talerul), arcul se comprim, iar agentul de lucru trece prin spaiul dintre elementul mobil, arc i corpul supapei. La o curgere invers, fora de presiune, se nsumeaz cu fora din arc i se opun deschiderii supapei, deci agentul de lucru nu poate traversa supapa.

13

Fig. 5.16. Supap de sens unic cu arc

Supapa cu descrcare rapid se utilizeaz pentru golirea rapid a camerelor cilindrului, permind reducerea considerabil a timpilor de rspuns ai cilindrilor.Funcionarea supapei: n figura 5.17 presiunea aerului ptrunde prin orificiul 1 blocnd orificiul 3 i este evacuat prin orificiul 2. Dac aerul intr prin orificiul 2, orificiul 1 este blocat i este evacuate prin orificiul 3

Fig. 5.17. Supap de evacuare rapid cu amortizor

Fig. 5.18. Supap secvenial reglabil Supapa de succesiune (secvenial), prezentat n figura 5.18 are rolul de a conecta (deconecta) dou circuite pneumatice atunci cnd n unul din ele sau ntr-un alt circuit presiunea atinge o anumit valoare, prestabilit. Supapa de succesiune este echivalentul presostatului din circuitele electro-pneumatice i poate fi ntlnit att n etajele de comand ct i n cele de for. Cnd presiunea pe racordul 12 depete valoarea prestabilit, supapa reglabil se deschide i permite alimentarea pilotului distribuitorului, respectiv comutarea distribuitorului n cealalt poziie funcional. Supape regulatoare de presiune. Supapele regulatoare de presiune (fig. 5.19), permit reglarea presiunii ntrun circuit pneumatic n aval la valoarea dorit (n domeniul de lucru al aparatului) i menin constant aceast valoare. La creterea presiunii n aval (portul 2) ca urmare a scderii consumului, membrana elastic se deformeaz deplasndu-se n sus mpreun cu plunjerul, reducnd astfel seciunea de intrare a aerului, respectiv debitul de aer prin supap i implicit se reduce presiunea n aval.

14

Fig. 5.19. Regulator de presiune Dac presiunea din aval scade, membrana elastic se deformeaz n jos sub efectul forei din arc, plunjerul coboar iar seciunea de intrare a aerului n amonte crete, crescnd debitul de aer prin regulator, ceea ce conduce la creterea presiunii n aval. Temporizatoarele sunt aparate a cror funcie este realizarea unei temporizri n cadrul ciclului de funcionare al unei instalaii. Temporizarea se poate face n mai multe moduri: - Temporizare ntre momentul t0 al iniierii comenzii pn n momentul t1 al execuiei acestei comenzi. - Temporizare ntre momentul t1 cnd comanda a fost anulat i momentul t2 cnd temporizatorul genereaz n sistem semnalul de anulare a comenzii, deci de ncetare a execuiei acestei comenzi. n figura 5.20 este prezentat schematic un temporizator din primul tip, compus din urmtoarele elemente: distribuitorul 3/2 monostabil (normal nchis sau normal deschis), droselul de cale i rezervorul pneumatic. Modul de funcionare: Racordul 1 este alimentat cu aer comprimat. n momentul t 0 cnd racordul 12 este alimentat, prin droselul de cale ncepe umplerea lent a rezervorului. Cnd n rezervor este atins presiunea minim necesar comutrii distribuitorului, la momentul t1, acesta comut i conecteaz orificiu 1 la 2, dup ce orificiul 2 a fost izolat fa de 3, genernd o comand n instalaie. n momentul n care dispare semnalul de comand, la t2, din racordul 12, rezervorul se golete rapid prin supapa de sens i distribuitorul comut rapid n poziia iniial.

fig. 5.20. Temporizator Diferena dintre cele dou temporizatoare de mai sus const n modul de conectare a droselului de cale (respectiv poziionarea supapei acestuia). 15

Amortizorul de zgomot se moteaz direct pe orificiile de refulare ale distribuitoarelor sau la capatul unei canalizri care colecteaz toate refulrile. El determin o scadere important a nivelului de zgomot la refularea aerului n atmosfer. Rezultatul este obinut prin difuzia aerului la traversarea materialului poros, (bronz) de granualaie apropiat. Amortizorul de zgomot se comport ca un regulator de debit permind astfel cotrolarea descrcrii.

6. Scheme de acionare pneumatic Cea mai simpl schem de acionare pneumatic a unui cilindru liniar este cea indicat n figura 6.1.a, compus doar din sursa de presiune, distribuitorul 1S1 cu 3 ci i dou poziii i cilindrul pneumatic 1A1. n stare de repaus, cilindrul nu este presurizat i se afl n poziia retras. Prin acionarea manual de la butonul de apsare a distribuitorului, acesta comut n cealalt poziie, cilindrul este presurizat i are loc cursa activ a pistonului (deplasarea spre dreapta). Deplasarea pistonului n cursa de lucru are loc ct timp butonul distribuitorului este meninut apsat (comand nereinut) i numai pn la limita cursei maxime admise a cilindrului. Imediat ce nceteaz apsarea asupra butonului distribuitoruluitorului, distribuitorul comut pe poziia iniial sub efectul resortului elastic i cilindrul este scos de sub presiune i pus n legtur cu atmosfera. Sub efectul arcului cilindrului pneumatic are loc retragerea pistonului pn la poziia iniial de start. Aceast schem de acionare nu permite reglarea vitezei de deplasare a cilindrului i nici a cursei acestuia. La capetele cursei oprirea se face cu oc, motiv pentru care este recomandat pentru viteze mici de deplasare i pentru mase ineriale mici.1 A1

1 A1 1 V112 2

1 S1

2

1 S1

2

1

3

1

3

1

3

a)

b)

Fig. 6.1. Scheme de acionare a unui cilindru cu simplu efect Schema prezentat n figura 6.1.b se deosebete de precedenta prin utilizarea unui distribuitor pilot 1S1 pentru comanda distribuitorului principal 1V1. Prin aceasta schema din figura 6.1.b permite trecerea unor debite de fluid mai mari prin distribuitorul principal i implicit sarcini de lucru mai mari la cilindrul pneumatic.

16

1 A1

2 A1

1 V11

2

2 V11 3

2

1 S1

2

2 S1 4

2

3

1

3

5 1

3

a)

b)

Fig. 6.2. Scheme de acionare cu supap de evacuare rapid cu amortizor Schemele de acionare din figura 6.2 utilizeaz supape de evacuare rapid a aerului cu amortizor pentru cursa de revenire a cilindrului cu simpl aciune (fig. 6.2.a), respectiv pentru cursa direct a unui cilindru cu dubl aciune i frnare la capete de curs (fig. 6.2.b).1 A1

1 V114

4

2

1 V21

5 2 1 1

3

1 S1

2 1S2

2

1 Z1

1

3

1

3

Fig. 6.3. Acionarea a unui cilindru cu dublu efect utiliznd supap I1 A1

50%

50%

1 V1

1 V2

1 V314

4

2 12

5

3 1

1 S1

2

1 S2

2

1 Z1

1

3

1

3

a)

17

1 A11 A1v=0

v =0

50%

50%

1 V1

1 V2

1 V1

1 V2

1 V314

50% 4 5

50% 2 3 1

1 V312

4

2 12

14 5 3 1

1 S1

2

1 S2

2

1 S1

2

1 S2

2

1 Z1

1

3

1

3

1 Z1

1

3

1

3

b)

c) Fig. 6.4. Schem de acionare cu reglarea vitezelor

Schema din figura 6.3 utilizeaz un cilindru cu dublu efect i cu frnare la capetele cursei pentru realizarea unor opriri line la capetele curselor iar pilotarea distribuitorului principal 1V1 este realizat prin supapa 1V1 (element logic I) de distribuitoarele 1S1, 1S2 comandate manual, respective mecanic. Prepararea aerului este realizat de grupul de preparare 1Z1. Pentru a putea funciona, la ambele capete ale cursei cilindrului trebuie s fie montate nite came (limitatori) care s apese prghia cu rol a distribuitorului 1S2 astfel nct acest distribuitor s fie pe poziia trece.1 A1

1 Z1

50%

1 V1

1 V214

4

2 12 2

1 V3

5 1

3

1 S1

2 3

1 Z2

1

3 12 1

a)

18

1 A1

1S2

1 V114

4

2 12

5 1

3

1 V2

2

3 12 2 1S2 2 1

1 S1

1 Z1

1

3

1

3

b) Fig. 6.5. Scheme de acionare cu supap de succesiune n stare de repaus, cilindrul se afl n poziia retras. La o simpl apsare a butonului distribuitorului 1S1 prin supapa 1V1 este comandat schimbarea poziiei distribuitorului principal 1V1 i prin aceasta presurizarea camerei din stnga a cilindrului care ncepe cursa direct. La captul cursei directe un limitator atinge rola distribuitorului 1S2, acesta comut iar pe poziia trece i permite reluarea cursei n sens invers la o nou apsare pe butonul distribuitorului 1S1. n figura 6.4.a este prezentat schema de acionare a unui cilindru cu dubl aciune cu posibilitatea reglrii independente a vitezelor de deplasare a cilindrului pneumatic pe cursa direct i respective pe cursa de revenire. Astfel prin droselul de cale 1V2 se regleaz viteza de deplasare a cilindrului pe cursa de destindere iar prin droselul de cale 1V1 pe cursa de retragere. Pentru comanda cilindrului 1A1 se utilizeaz distribuitorul principal 1V3 comandat pneumatic prin distribuitoarele pilot 1S1 i 1S2. Dup cum se poate observa, i conserv poziia comandat de unul ditre piloi chiar dac aciunea acestuia nceteaz, pn cnd primete o nou comand de la cellalt distribuitor pilot. Poziia distribuitorului 1V3 se schimb n urma unor impulsuri de scurt durat aplicate succesiv i alternant de distribuitoarele pilot. Presurizarea elementelor de legtur ale sistemului (conductele) pentru cursa direct, respectiv pentru cursa de retragere este prezentat n figurile 6.4.b, respectiv 6.4.c (conductele presurizate sunt prezentate mai intens colorate dect cele nepresurizate). Schemele de acionare din figura 6.5 permit schimbarea sensului de deplasare a cilindrului la captul cursei directe utiliznd supape de succesiune. Pentru schema din figura 6.5.a, la apsarea butonului distribuitorului pilot 1S1, distribuitorul principal 1V2 trece pe poziia ce permite alimentarea cilindrului prin camera din stnga i deplasarea tijei acestuia ctre dreapta (destindere). Supapa de ocolire a droselului de cale 1V1 permite trecerea aerului cu minim rezisten ctre cilindru, respective permite viteza maxim pe cursa direct. La captul cursei directe, tija se oprete i are loc creterea presiunii n camera din stnga a cilindrului pn la valoarea presiunii de alimentare prin grupul de preparare a aerului. Atunci cnd presiunea n aval de droselul de cale atinge valoarea prestabilit de comand a supapei de succesiune (portul 12), aceasta comut i permite conectarea porturilor 1 i 2 aplicnd astfel un impuls de comand distribuitorului principal care comut permind alimentarea cilindrului prin

19

camera din stnga, respectiv ncepe cursa de retragere a acestuia. Un neajuns a acestei scheme const n faptul c nu permite reglarea cursei cilindrului. Schema de acionare din figura 6.5.b elimin acest neajuns prin introducerea n circuitul de comand al supapei de succesiune distribuitorul 1S2 comandat mecanic printr-o cam limitatoare de curs montat solidar cu tija cilindrului.1S2 1S3

1 A1

50%

50%

1 V1

1 V2

1 V314

4

2 12 2 12 13% 1 3 3

1 V5

1 V41

5 2 1 2 1S2 1

3

1 S1

2

2 1S3

1 Z1

1

3

1

3

1

Fig. 6.6. Schem de acionare cu temporizare la cursa de retragere n figura 6.6 este prezentat schema de acionare cu temporizare la cursa de retragere a cilindrului pneumatic 1A1. Pentru comanda n cursa direct a cilindrului, distribuitorul principal 1V3 este pilotat prin intermediul supapei 1V4 dup logica i de distribuitoarele pilot 1S1 i 1S2 cu comand manual, respectiv mecanic. Pentru comanda temporizat pe cursa de retragere distribuitorul principal este pilotat prin supapa temporizatoare 1V5 de distribuitorul pilot 1S3 cu comand mecanic. Pentru comanda mecanic distribuitoarelor pilot 1S2 i 1S3, solidar cu tija cilindrului se monteaz came limitatoare de curs.1 A12S2 2S1

2 A1

1S3

1S2

50%

50%

1 V1

2 V1

1 V214 2 1S3 1 3

4

2 12 14

2 V2

4

2 12

5 1

3 2 1S2 2S1 1 3 1 3 2

5 1

3 2 2S2 1 3

1 S1

2

0 Z1

1

3

a)

20

1S3

2S1

1S2

2S2

1 A1

2 A1

1 V114

4

2 12

2 V114 2 1S2 1 3 2S1 1 3 2

4

2 12

5 1

3

5 1

3

1 V214

4

2 12

5

3 1 2 2S2

1 S1

2 1S3 1 3

2

1

3

1

3

b) Fig. 6.7. Scheme pentru acionarea secvenial a doi cilindri pneumatici Acionarea succesiv a doi cilindri cu dubl aciune se poate realiza cu schemele prezentate n figura 6.7. n figura 6.7.a, cei doi cilindri au circuite distincte de comand compuse din distribuitorul principal 1V2 i piloii acestuia 1S2, 1S3 pentru cilindrul 1A1, respectiv distribuitorul principal 2V2 i piloii acestuia 2S1, 2S2 pentru cilindrul 2A1. Comanda de start se d prin butonul distribuitorului 1S1 inclus n circuitul de comand al cilindrului 1A1. Camele limitator de curs sunt solidare cu tijele cilindrilor i comand distribuitoarele pilot dup cum urmeaz: distribuitoarele 2S2 i 2S1 din circuitul cilindrului 2A1 sunt comandate n poziiile retras respectiv destins ale cilindrului 1A1; distribuitoarele 1S3 i 1S2 din circuitul cilindrului 1A1 sunt comandate n poziiile retras respectiv destins ale cilindrului 2A1. n stare de repaus ambii cilindrii se afl n poziia retras. Distribuitorul de start 1S1 este cu comand manual prin buton de apsare i permite conectarea la sursa de presiune a pilotului 1S3. La apsarea butonului distribuitorului 1S1 ncepe cursa direct a cilindrului 1A1. La captul cursei cilindrului 1A1 este comandat distribuitorul pilot 2S1 care d startul cursei directe pentru cilindrul 2A1. La captul cursei cilindrului 2A1 este comandat distribuitorul pilot 2S2 care d startul cursei de retragere pentru cilindrul 1A1. La finalul cursei de retragere a cilindrului 1A1, distribuitorul pilot 2S2 d startul cursei de retragere pentru cilindrul 2. Fa de schema precedent, n figura 6.7.b apare n plus un distribuitor 5/2 cu comand pneumatic ce alimenteaz succesiv sub presiune cele dou conducte ale unei magistrale la care sunt conectai prin distribuitorii principali cei doi cilindri. Conform acestei scheme, ordinea de acionare a cilindrilor este urmtoarea: start prin distribuitorul 1S1; alimentarea camerei din stnga a cilindrului 1A1 prin distribuitorul principal 1V1, comandat de distribuitorul pilotat 1V2 prin pilotul acestuia 1S3. La captul cursei directe a tijei cilindrului 1A1 este acionat distribuitorul pilot 2S1 din circuitul de comanda a distribuitorului principal 2V1 i este alimentat camera din stnga a cilindrului 2A1 pentru iniierea cursei directe a pistonului acestuia. La finalul cursei directe a pistonului cilindrului 2A1 este comandat distribuitorul principal 1V2 prin distribuitorul pilot 2S2 i inversate presiunile pe magistral (conducta aflat iniial sub presiune nalt este adus la presiunea atmosferic iar cea aflat iniial la presiunea atmosferic este conectat la sursa de presiune nalt). Astfel, distribuitorul principal 2V1 comut i ncepe cursa de retragere a pistonului cilindrului 2A1. La captul cursei de retragere a pistonului cilindrului 2A1 este comandat distribuitorul rincipal 1V1 prin pilotul 1S2 i ncepe practic cursa de retragere a pistonului cilindrului 1A1. 21

1S2

1S3

1S4

4 14 5 1 2 1S2 1 2 3

2 12 3 14

4

2 12

5 1

3

2 1 2 1S3 1 3 1S4 1 3 2 2 1

1

3

3 12 1

Fig. 6.8. Acionare cu supap de succesiune pentru doi cilindri pneumatici Pentru acionarea a doi cilindri printr-o schem cu supap de succesiune (figura 6.8) succesiunea fazelor este urmtoarea: la acionarea manual a distribuitorului de start, este comandat distribuitorul principal al cilindrului din stnga prin intermediul distribuitorului pilot 1S2 i ncepe cursa direct a pistonului acestui cilindru. La captul cursei directe a cilindrului din stnga este comandat mecanic distribuitorul pilot 1S3 care comut starea distribuitorului principal al cilindrului din dreapta i ncepe cursa direct a acestuia. La captul cursei directe este acionat distribuitorul 1S4 i concomitant are loc creterea presiunii la portul 12 al supapei de succesiune peste valoarea prestabilit, producnd conectarea prin supap a porturilor 1 cu 2. Supapa SAU este conectat la presiune pe ambele porturi de intrare i transmite prin portul 2 ctre distribuitoarele principale ale cilindrilor comanda de comutare pe poziia de retragere simultan a pistoanelor acestora.

22

1A

1S1

1S2

2A

2S1

2S2

1Z

2Z

50%

50%

1 V2 2 V112 14 5 1

2 V2

1 V114

4

2

4

2 12 3 2

5 1

3

0 V314

0 Z44 2 12 5 3 1 1 3

0 V11

2 1

0 V21

2 1

0 Z312 2 2S1 1 3 2S2 44%

2

3 1 2

0 S1

2 1S1 1 3

2

0 S2

2 1S2

1 2

3

1

3

1

3

1

3

. Fig. 6.9. Acionare simultan cu elemente logice i temporizator a doi cilindri pneumatici Schema de acionare simultan a doi cilindri pneumatici din figura 6.9 este ntructva asemntoare cu cea prezentat n figura 6.6. Distribuitoarele principale 1V1 i 2V1 ale celor doi cilindri sunt conectate n parallel la aceeai surs de presiune prin regulatorul de presiune 0Z4 i comandate simultan prin acelai distribuitor pilot 0V3. Pentru cursa direct a cilindrilor, distribuitorul pilot este comandat prin supapa 0V1 (supap I) de ctre distribuitorul de start cu comand manual 0S1 i distribuitoarele cu comand mecanic 1S1 i 2S1. La capetele curselor directe sunt comandate distribuitoarele 1S2 i 2S2 montate n serie pe circuitul de comand al temporiratorului (conectorul 12). Comanda pentru cursa de retragere simultan a cilindrilor este aplicat distribuitorului pilot 0V3 prin supapa 0V2 (supap SAU) conectat la distribuitorul cu comand manual 0S2 i temporizator.Tem: S se explice funcionarea schemelor de acionare prezentate n figurile de mai jos.

23

1A 1Z

1S3

1S4

1 V2

46%

1 V114

4

2 12

5

3 2 1

0 Z5

2

0 Z4

0 V21

1 2 1

3 3 12 1 2 2 1S4 1 37% 1 3 3

0 V12 1 1 12

0 Z3

1 S1

2

1 S2

2

1

3

1

3

2 1S3 1 3

Fig. 6.101 A11S1 1S2

1 A2

1V 0 V31 14 2 1

4

2 12

5 1

3

0 Z312 37%

2

0 Z412 3 54%

2

3 1

1 2 1S1 1 3 1S2 1 3 2

0 V212

2

0 V12 1 1

1

3

0 S1

2

0 S2

2

1

3

1

3

Fig. 6.11.

24

1A

1S2

1S1

2A

2S

2 57% 62%

2 V33

1 V2

2 V2

1

1 V114

4

2 12 14

4

2

2 V112

5 1

3

5 1 2 1S2 1 3

3

0 Z5

1

0 V314 2

4

2 12 2

1

0 V21

0 V41

0 Z4

5 1

3

0 V11

0 Z32 1 12 13%

2

0S2 2S 1 3 1 3 2 1S1 1 3 2

3 1

Fig. 6.12.1A1S2 1S1

2A

2S

2 57% 62%

2 V33

1 V2

2 V2

1

1 V114

4

2 12 14

4

2

2 V112

5 1

3

5 1 2 1S2 1 3

3

0 Z5

0V14

4

2 12

0 Z4 0 Z312 2

5 2 2S 1 3 1

3

0S

13% 2 1S1 1 3 1 3 2 1

3

Fig. 6.13.

25

1S2

1S3

1A

60%

1 V2

50%

1 V3

1 V114

4

2

1 S4

2

5 1 2

3

0 Z61 3 1 1

0 V71

2

3

0 Z4

4 14 5 4 14 1

2

0 V612

0 Z5

3 2

0 V512

0 V414

5 4 1

3 2 12 5 1 3

0 Z3 0 V11 2 1 12 44%

2

0 V21 3 1

2 1

0 V31

2 1

1 S12 1S2 1 3 1 3 2

2 1S3 1 3

Fig. 6.14.1A1S3 1S2

2A

2S

2V 1 V312

1 V2

2

55%

60%

1

3

0 Z4

0 Z5

1 V114

4

2 12 2 1S3 1 3

5 1

3

4 14 5 1 1

2

0 V312 2

1

0 V51

3

0 V214 2

4

2 12 2

1

0 V11

0 V41 12

0 Z3

2

5 1

3

1 S1

37% 2 2S 1 3 1 3 2 1S2 1 3 2 1

3

Fig. 6.15.

26

1A

1S1

1S2

2A

2S1

2S2

1V14

4

2 12

2V14

4

2 12

5 1

3

3 V51

5 2 1 1

3

3 V61

2 1

3 V1

2 1 1

3 V2

2 1 1

3 V3

2 1 1

3 V4

2 1 1

0 V41 2 1S1 1 3 2 12 30% 1 2 1 3 1S2 1 3 2 2S1 1 3 2 2 2S2 1 3 1 2

0 Z3

0 V31

0 S2

2

1

3 2

0 V214

4

0 V11

5 2 1 1

3

0 S1

2

1

3

Fig. 6.16.1A1S2 1S1

2A

2S

2 57% 62%

2 V33

1 V2

2 V2

1

0 Z4

0 Z5

1 V114

4

2 12 14

4

2

2 V112

5 1

3

5 1

3

0 Z6

1

0 V22 1

0 Z312 13% 2 1S1 1 3 1 3 2

2

0S

3 1 1S2 1 3 2 2S 1 3 2

Fig. 6.17.

27

7. Simboluri grafice utilizate n schemele de comand i acionare pneumatice Conversia energiei 2 Pomp vacuum

1

Compresor

de

1

2 3

4

Motor cu capacitate constant i dou sensuri de rotaie Motor cu capacitate variabil i un sens de rotaie Motor cu capacitate variabil i dou sensuri de rotaie Motor oscilant

Motoare rotative i liniare 7 Cilindru cu dublu effect cu aciune bilateral 8 Cilindru telescopic cu simplu efect 9 Cilindru telescopic cu dublu efect Amplificator de presiune pentru acelai fluid Amplificator de presiune pentru aer i lichid

1 0 1 1

5

Cilindru cu dublu efect Cilindru cu dublu efect cu frnare la ambele capete de curs

6

1

Distribuitor 2/2 normal nchis Distribuitor 2/2 normal deschis Distribuitor 3/2 normal nchis Distribuitor 3/2 normal deschis Distribuitor 4/2 Distribuitor 5/2 Distribuitor 4/3 cu racordul P nchis i consumatorii ventilai

2 3 4 5 6 7

Distribuitoare 8 Distribuitor 4/3 cu racordul P conectat la consumatori (cu centrul flotant) 9 Distribuitor 4/3 cu centrul nchis 10 11 12 13 14 Distribuitor 4/3 centrul ventilat Distribuitor 4/3 racordul P ventilat Distribuitor 6/3 Distribuitor proporional cu dou poziii finale Distribuitor cu patru ci (reprezentare simplificat) cu cu

28

1 2 3 4

Supap de sens fr arc Supap de sens cu arc Supap de sens pilotat Supap de sens pilotat

Supape de sens i derivate 5 Supap selectoare (element logic sau) 6 7 Supap rapid de evacuare

Supap cu dou presiuni (element logic i)

1 Supap de suprapresiune reglabil 2 Supap regulator de presiune fr evacuare n atmosfer

Supape pentru controlul presiunii 4 Supap secvenial reglabil 5 Supap secvenial reglabil

3 Supap regulator de presiune cu evacuare n atmosfer Aparate pentru controlul debitului 5 Drosel reglabil acionat mecanic 6 Drosel reglabil acionat mecanic Drosel reglabil cu supap de ocolire Diafragm

1

Drosel nereglabil

2

Drosel reglabil

3 4

Drosel reglabil acionat manual Drosel reglabil acionat manual

7 8

1

Senzor cu reflexie

Senzori de proximitate 4 Duz cu presiune 5 6

reacie de

2 3

Duz, emitor pentru bariera de aer Duz, receptor pentru bariera de aer, cu surs de alimentare

Sensor pneumatic acionat de magnet permanent Sensor cu barier de aer

29

1

Electro-pneumatic

Convertoare de semnal 3 Pneumo-electric

2

Pneumo-electric (nestandardizat)

1

Amplificator

Amplificatoare 3 Distribuitor amplificator de

3/2

cu

2

Amplificator debit

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Conexiune de conducte Suprapunere de conducte Punct de evacuare (ventilare) pe conduct Punct de evacuare (ventilare) pe aparat, fr conexiune Punct de evacuare (ventilare) pe aparat, cu conexiune Punct de conectare nchis Cupl rapid cu supap de sens, cuplat Cupl rapid fr supap de sens, cuplat Cupl rapid fr supap de sens, decuplat Cupl rapid cu supap de sens, decuplat

Echipamente auxiliare 11 Amortizor de zgomot 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Rezervor de aer Filtru Collector de ap cu drenare manual Collector de ap cu drenare automat Filtru cu drenare automat Usctor Ungtor Unitate de preparare a aerului comprimat (simbol simplificat) Rcitor

1 2 3

Comand manual (simbol general) Buton de apsare Buton de tragere

Comenzi manuale 4 5 6

Buton de tragere i apsare prghie Pedal

30

1 2 3

Plunjer Arc Rol

Comenzi mecanice 4 Rol articulat 5 Element sesizor (nestandardizat)

1 2

Solenoid cu o nfurare Solenoid nfurri cu dou

Comenzi electrice 3 Motor electric cu rotaie continu

1 2 3 4 5

Direct prin presiune Direct prin anularea presiunii Cu presiune diferenial Comand centrare presiune Comand presiune centrare arcuri i cu cu i cu

Comenzi pneumatice 6 Comand indirect (pilotat) 7 Comand indirect (pilotat) prin anularea presiunii 8 Comand prin amplificator 9 10 Comand prin amplificator, indirect Comand alternativ

1 2

Comand electric cu pilot pneumatic Comand electric sau pneumatic

Comenzi combinate 3 Comand electric sau manual cu arc de revenire 4 Comand general (explicarea simbolului se face separat)

Bibliografie [1] Mazilu, I., Marin, V., Sisteme hidraulice automate. Editura Academiei R.S.R., Bucureti, 1982. [2] Vasiliu, N., Vasiliu, D., Catan, I., Theodorescu, C., Servomecanisme hidraulice i pneumatice. vol.I (Litografiat). Universitatea "Politehnica" din Bucureti, 1992. [3] Vasiliu, D., Vasiliu, N., Acionri i comenzi hidropneumatice n energetic. (Litografiat). Universitatea "Politehnica" din Bucureti, 1993. [4] Merrit, H.E., Hydraulic Control Systems. John Wiley and Sons Inc., New York, London, Sydney, 1967. [5] Landau, I.D., System Identification and Control Design. Prentice-Hall, 1990. [6] Lewis, E.E., Stern, H., Design of Hydraulic Control Systems. Mc Graw Hill Book Company, New York, 1962. [7] Ciupe V., Maniu I., Flow Control Capabilities of a Standard Pneumatic Valve, The 18th International DAAAM Symposium, 24-27 october 2007, Zadar, Croatia [8] Dolga V., Maniu I., Sisteme de acionare, Ed. Orizonturi Universitare, Timioara 2003 [9] Festo Didactic GMBH & Co, Pneumatics, Workbook, Basic level, 2002 [10] Festo Didactic GMBH & Co, TP101 Transparency set, 2000

31

[11] Festo Didactic GMBH & Co, FluidSim 4 Pneumatics, User Guide, 2007

32