Указания по выполнению работы

4.1. Ознакомится с условными обозначениями и элементной базой

лабораторных стендов.

4.2. Из набора пневмоэлементов и шлангов по схеме рисунок 1 собрать пневматическую часть стенда.

4.3. Настроить редуктор по манометру М₃ – 1.5 бара, отрегулировать 3/2 распределитель на давление сброса в атмосферу Р₃ > 1.5 бар.

Таблица 1

Р₃ = 1.5бар	Р₃= 2.0 бар	Р₃ = 0 бар
Р_м (бар)	Р₁ (бар)	Р₂ (бар)	t (с)	Р_м (бар)	Р₁ (бар)	Р₂ (бар)	t (с)	Р_м (бар)	Р₁ (бар)	Р₂ (бар)	t (с)
3.0				3.0				3.0
3.5				3.5				3.5
4.0				4.0				4.0
4.5				4.5				4.5
5.0				5.0				5.0

4.4. Выставить на редукторе по манометру Р_м = 3.0 бар, переключить 5/2 распределитель на выдвижение штока цилиндра1. С помощью дросселя отрегулировать скорость выдвижения штока цилиндра 1 3…6 секунд. Измерить время выдвижения t, давления Р₁, Р₂,Р₃,Р_м, данные занести в таблицу 1.

4.5. Выставить на редукторе по манометру Р_м = 3.5;4.0;4.5;5.0 бар, переключить 5/2 распределитель на выдвижение штока цилиндра1. Измерить время выдвижения t, давления Р₁, Р₂,Р₃,Р_м, данные занести в таблицу 1.

4.6. Настроить редуктор по манометру М₃ – 2.0 бара, отрегулировать 3/2 распределитель на давление сброса в атмосферу Р₃ > 2.0 бар.

Повторить п.4.4; 4.5 данные записать в таблицу 1.

Отсоединить подачу давления в цилиндр 2. Безштоковую полость цилиндра 2 соединить с атмосферой (отсоединить шланг). Повторить п.4.4; 4.5 данные записать в таблицу 1. (цилиндр 1 без нагрузки).

4.7. Разобрать элементы стенда и уложить на место.

4.8. Сравнить экспериментальную и теоретическую скорость выдвижения штока цилиндра 1 и давление Р₁ в полости цилиндра при различных нагрузках на штоке исследуемого цилиндра. Сделать выводы по работе.

Контрольные вопросы

5.1. Объяснить назначение элементов пневматической схемы?

5.2. Какими уравнениями описывается равномерное движение штока цилиндра?

5.3. Каким образом в лабораторном стенде организована нагрузка на штоке цилиндра?

5.4.Какие параметры влияют на скорость движения штока цилиндра?

Лабораторная работа № 4

Разработка пневматических схем с одним исполнительным устройством, цилиндром одно и двух - стороннего действия

1. Цель работы: изучить принципиальную пневматическую схему с одним исполнительным устройством, цилиндром одно и двух - стороннего действия с электроуправлением. По заданной схеме из пневматических и электропневматических элементов собрать лабораторный стенд и изучить работу приводов в действии.

Содержание работы

1.5. Ознакомится с условными обозначениями пневмоэлементов и электропневмоэлементов.

1.6. Ознакомится с элементной базой лабораторного стенда.

1.7. Ознакомится с пневматическими и электрическими принципиальными схемами: управления работой цилиндра оно и двух- стороннего действия.

1.8. Собрать стенд управления цилиндром оно и двух - стороннего действия.

1.9. Оформить отчет по проделанной работе.

Общие сведения

Для управления цилиндром одностороннего действия применена схема прямого управления, где используется 3/2 распределитель 1Y с односторонним электромагнитным управлением и пружинным возвратом электро- кнопка S1 рисунок 1. Когда кнопка нажата, ток течет по обмотке 1Y1 электромагнита 3/2 распределителя. Электромагнит срабатывает, распределитель переключается в открытую позицию, и воздух поступает в полость цилиндра, а шток при этом выдвигается. Отпускание кнопки приводит к разрыву цепи. Напряжение на обмотке электромагнита пропадает, распределитель пружиной возвращается в исходную позицию, шток цилиндра под воздействием пружины втягивается.

Не прямое управление цилиндром 1А представлено на рисунке 2. Если кнопка нажата, ток течет по обмотке реле. Контакт К1 реле замыкается, и распределитель 1Y переключается в другое положение. Шток цилиндра выдвигается. Если кнопку отпустить, ток перестанет течь по обмотке реле. Реле выключится, и распределитель 1Y вернется в исходное положение. Шток цилиндра 1А втянется.

Электрическая часть принципиальной схемы по сравнению со схемами для цилиндра одностороннего действия не изменилась. Но поскольку цилиндр двухстороннего действия имеет две рабочих полости, для его управления используется 5/2 – распределитель (рисунок 3).

Рисунок 1 - Принципиальные схемы пневматическая, электрическая для прямого управления цилиндром одностороннего действия

Рисунок 2 - Принципиальные схемы: пневматическая, электрическая для

непрямого управления цилиндром одностороннего действия

Рисунок 3 - Принципиальные схемы: пневматическая, электрическая для

непрямого управления цилиндром двухстороннего действия

Чтобы обеспечить требуемые перемещения штоков пневмоцилиндров, часто необходимо комбинировать сигналы от нескольких элементов управления через логические функции.

Часто необходимо чтобы шток цилиндра выдвигался при нажатии на два разных входных элемента, кнопки S1 или S2. На принципиальной схеме рисунок 4, контакты двух кнопок S1 и S2 подключены параллельно друг другу.

- Если ни одна из кнопок не нажата, распределитель 1Y остается в исходной позиции. Шток цилиндра втянут.

- Если по крайней мере одна из кнопок нажата или обе вместе (S1 и S2), распределитель 1Y переключается. Шток цилиндра выдвигается.

- Когда обе кнопки отпущены, распределитель 1Y возвращается в исходную позицию. Шток цилиндра втягивается.

Рисунок 4 – Управление цилиндром одностороннего действия - схема пневматическая; параллельное подключение двух контакторов (цепь ИЛИ), прямое управление - схема электрическая

Аналогичным образом работает схема не прямого управления цилиндром двухстороннего действия 2А от 5/2 - распределителя 1Y рисунок 5.

Рисунок 5 – Управление цилиндром двухстороннего действия - схема пневматическая; параллельное подключение двух контакторов (цепь ИЛИ), непрямое управление - схема электрическая

В том случае, когда шток цилиндра должен двигаться только при одновременном нажатии на обе кнопки S1 и S2, контакты этих кнопок подключены последовательно друг за другом логическая схема И

(рисунки 6 и 7).

- Если ни одна из кнопок не нажата, распределитель 1Y остается в исходной позиции. Шток цилиндра втянут.

- Если одновременно нажать на обе кнопки, распределитель переключается. Шток цилиндра выдвигается.

- Если хотя бы одну кнопку отпустить, распределитель возвращается в исходную позицию. Шток цилиндра втягивается.

Рисунок 6 - Управление цилиндром одностороннего действия - схема пневматическая; последовательное подключение двух контакторов (цепь И), прямое управление - схема электрическая

Рисунок 7 – Управление цилиндром двухстороннего действия - схема пневматическая; последовательное подключение двух контакторов (цепь И), непрямое управление - схема электрическая

В схемах представленных на рисунках 1...7 для управления цилиндром одностороннего действия используется 3/2 – распределитель с электромагнитным управлением, а для цилиндра двухстороннего действия 5/2 – распределитель с электромагнитным управлением.

На рисунке 8 показаны два разреза 3/2 – распределителя с пилотнным электромагнитным управлением, когда электрическое питание на катушку электромагнита не подано и подано.

- В исходном положении полость над приводным поршнем сообщена с атмосферой, поэтому пружина удерживает затвор вверху (рисунок 8,слева). Выходной канал 2 сообщен с атмосферным 3.

- При подаче электрического сигнала на катушку, полость над поршнем сообщается с каналом питания 1 (рисунок 8,справа). Усилие от давления сжатого воздуха будет расти, и поршень с затвором перемещается вниз. Проход между каналами 2 и 3 перекрывается, а между 1 и 2 открывается. Распределитель будет оставаться в таком положении, пока на катушке присутствует сигнал.

- Если сигнал с катушки снять, распределитель возвращается в исходное положение.

Рисунок 8 – Конструктивная схема 3/2 распределителя, нормально – закрытого, с односторонним пилотным элекромагнитным управлением и пружинным возвратом

На рисунке 9 показан 5/2 распределитель с односторонним пилотным элекромагнитным управлением в двух возможных положениях при переключении.

- В исходной позиции золотник распределителя под действием пружины находится в крайнем левом положении (верхний рисунок). Канал 1 сообщен с каналом 2, а канал 4 с каналом 5.

- Если на катушку электромагнита подать напряжение, золотник переместится вправо (нижний рисунок). В этой позиции 1 сообщен с каналом 4, а канал 2 с 3.

- Если сигнал с катушки снять, пружина вернет золотник в исходное положение. Давление на пилот подается через канал 84.

Пилотное управление распределителей - это двухкаскадное усиление мощности сигнала (электрический – пневматический управляющий, пневматический управляющий – силовой пневматический).

Для работы пилотного управления на распределитель нужно подавать некоторое минимальное давление (давление управления), которое должно быть достаточным для перемещения затвора против силы действия пружины. В распределителе с пилотным управлением не зависимо от диаметра условного прохода (например для больших рабочих расходов) для управления достаточно небольшого расхода, поэтому размеры якоря могут быть небольшими при небольшом развиваемом усилии. Следовательно размеры электромагнита могут быть намного меньше, чем у распределителя с прямым управлением. Также меньше потребление электроэнергии и выделение тепла.

Рисунок 9 - Конструктивная схема 5/2 распределителя, нормально – закрытого, с пилотным односторонним элекромагнитным управлением и пружиннопневматическим возвратом