Politechnika Śląska w Gliwicach                                                      

Napędy, sterowanie hydrauliczne i pneumatyczne.

Temat: „Projektowanie układów pneumatycznych i hydraulicznych”

Wydział: Mechaniczny Technologiczny

Kierunek: Automatyka i Robotyka

Grupa: AC3

1.WPROWADZENIE.

Ogólną procedurę projektowania hydraulicznych układów napędowych przedstawiono na rys1. Poszczególne jej elementy mogą być modyfikowane stopniem przygotowania i intuicją projektanta oraz ograniczeniami wynikającymi np. z możliwości nabycia poszczególnych elementów lub z obowiązujących przepisów dotyczących budowy i zasad bezpieczeństwa pracy określonych typów maszyn i urządzeń.

Analizę ruchów i obciążeń, która jest punktem wyjścia do obliczeń projektowych układu ułatwiają tzw. cyklogramy. Są to wykresy przedstawiające graficzne zależności drogi, prędkości i obciążeń elementów wykonawczych (siłowników lub silników) od czasu. W przypadku siłowników sporządza się je dla tłoka, z którym bezpośrednio jest związane obciążenie zewnętrzne.

Typowe przebiegi prędkości i obciążeń siłowników przedstawione są na rys.1.1 i rys.1.2.

Opóźnienie

Przyspieszenie

a)                                                                          b)

Ruch ustalony

                                                                            V

V

                                                  Vu                                   Vs    

                                                    t                                                                                Vu           

                                                                                                                             t

  tr             tu               th                                                tr        ts               tu                                           

                                                                               V

V

                                                          Pb

                                                                                                                                              Pu

                                                          Pu              Pb

                                                           åT                                                                               åT

                          Ph               t                                                                                 t

Rys1.1 Typowe przebiegi prędkości i obciążeń siłowników.

a) podajnika, b) posuwowego.

Cykl roboczy w czacie t zawiera trzy fazy, rozruch, ruch ustalony, hamowanie.

W fazie rozruchu wystąpi maksymalne obciążenie, jakie przenosi siłownik:

                                        PMAX = å T + Pu +Pb

å T – opory własne siłownika

Pu – zewnętrzne obciążenie użyteczne

Pb – siła bezwładności tłoka

Rys1. Ogólna procedura projektowania układu hydraulicznego.

Schemat elektryczny.

Ostateczna postać cyklogramu.

Opracowanie schematu montażowego, konstrukcji zabudowy elementów, instrukcji montażu i obsługi, zestawienie części zamiennych.

Końcowa postać schematu hydraulicznego.

Porównanie i ocena ofert pod względem ceny, kosztów eksploatacji i dostępności części zamiennych. Ostateczny dobór elementów.

Uwarunkowania zewnętrzne

Konsultacje i uzgodnienia z wytwórcami elementów.

Obliczenia wstępne, wybór elementów oraz opracowanie schematu hydraulicznego.

Ustalenie podstawowych parametrów układu i wybór cieczy

Analiza ruchów i obciążeń

Rodzaj energii w torze sterowania

Rodzaj energii do napędu pomp

Ustalenie danych wyjściowych do projektu hydraulicznego (prędkość i obciążenia odbiorników) oraz dyspozycyjnej przestrzeni zabudowy.

Sformułowanie problemu na podstawie projektu wstępnego maszyny lub urządzeni.

V      c)                                                             V           d)

                                                                                       Vs

                    Vs                                                                  

                                             t                                                                              t

    tr             ts              to                                        tr        ts                tu    

V                                                                       V

                                                    Pb                                                                              Pu

                   Pb                                         Pb

                                             t               åT                                                      t           åT

Rys.1.2 Typowe przebiegi prędkości i obciążeń siłowników.

              c) mocującego, d) roboczego

W fazie ruchu ustalonego obciążenie siłownika jest sumą siły użytecznej oraz siły tarcia i wynosi:

                                                 P = å T + Pu

W fazie hamowania (opóźniania ruchu ), tzn. przy zmniejszaniu prędkości od Vu do 0, na tłok musi oddziaływać siła Ph przeciwna do kierunku jego ruchu.

2.ZADANIE DO WYKONANIA.

Zaprojektować układ pneumatyczny spełniający następujące zadanie:

-          dwa siłowniki mają za zadanie przytrzymywać blachy przygotowane do spawania.

-          aby spawacz miał czas na wykonanie pierwszej spoiny to uruchomienie pierwszego siłownika (S1) musi wyprzedzać uruchomienie drugiego siłownika (S2) o czas t0.

Cyklogram pracy siłowników:

S1 max

...