Pneumaatika töö (0)

Pneumaatika  töö 
 
1. Ühikud  
Parameeter  
Mõõtühik  Nimetus  Märkus 
Pikkus 
m 
 
 
Mass 
kg 
 
 
Aeg 
s 
 
 
Temperatuur 
K 
Kelvin 
 
Ainehulk  
Mol 
 
 
Valgustihedus  
Cd 
 
 
Jõud 
N 
newton 
Kg*m/s2 
Rõhk 
Pa 
pascal  
N/m2 
Energia, töö 
J 
dzaul  
N*m 
Võimsus 
W 
vatt  
J/s 
Elektriline potensiaal /pinge 
V 
volt 
W/A 
2. Pneumaatika eelised 
Kättesaadavus 
Transporditavus (suured kaugused) 
Akumuleerimise võimalus (kokkusurutav) 
Ajamite konstruktsiooni ja hoolduse lihtsus 
Pneumoenergiat on lihtne muundada nii  lineaar - kui pöördliikumiseks 
Kõrged töökiirused 
Reguleeritavus 
Tundetus välistingimuste mõjule (rasked tingimused- tolm, temperatuur, niiskus) 
Seadmete töökindlus ja pikk tööiga 
Tule- ja plahvatusohutus 
Ökoloogiline puhtus 
Suhteliselt tundetu ülekoormusele 
3. Pneumaatika puudused (nt. võrreldes  elektriga ) 
Suruõhu ettevalmistamise vajadus- kõrvalosakesed vähendavad seadmete eluiga 
Suruõhk on suhteliselt kallis energiakanda- suruõhk on kallim hüdro- ja elektrienergiast 
Täiturite ebastabiilne liikumine tänu õhu kokkusurutavusele 
Täitureid ei saa peatada vahepealses asendis 
Pneumotäiturite madal positsioneerimistäpsus 
Suhteliselt madal saavutatav jõud- töörõhk reeglina kuni 1MPa, saavutatud jõud kuni 30 kN 
Müra (eriti väljalaske portides) 
Signaali madal liikumiskiirus ( elektril 300 km/s, pneumol 40-150 m/s) 
4. Surve definitsioon 
Rõhk on füüsikaline suurus, mis võrdub pinnale risti mõjuva jõu ja pindala suhtega. 
Pascal’i seadus        
P- rõhk; Pa 
F- Mõjuv jõud; N 
A- pindala; m2 
 
5. Vooluhulk 
Ajaühikus voolu ristlõiget läbinud vedeliku (gaasi) 
kogus 
Mahuline  vooluhulk:       
 
Massivooluhulk:            
Vooluhulga leidmine kiiruse kaudu:           
Ristlõike  vähenedes voolukiirus suureneb  
6. Õhu niiskus 
Maksimaalne niiskus (küllastuspiir): Fmax [g/m3] maksimaalne veeauru sisaldus 1m3 õhus 
antud temperatuuril. 
Absoluutne niiskus: f [g/m3] tegelik veeauru sisaldus 1m3 õhus antud temperatuuril 
Suhteline niiskus φ, % 
φ=           
Maksimaalne veeauru sisaldus (g) teatud õhu mahus  ei sõltu rõhust 
     
ning sõltub ainut temperatuurist. Kastepunkt- temperatuur, milleni tuleks õhu temperatuuri 
alandada, et õhus olev veeaur  hakkaks kondenseeruma. 
Niiskus õhus ei ole soovitatav, sestap kasutatakse kuivateid süsteemides. 
Kasutatakse: 
Absorptsioonikuivateid (keemiline protsess)- õhk aetakse äbi erinevate kloriidsegude mil vesi 
jääb sinna reaktsiooni tulemusena 
Adsorptsioonikuivateid (füüsikaline protsess)- kasutatakse adsorbente, mis seovad vee endaga 
(füüsikaline nähtus) 
Suruõhu jahutamist 
Membraankuivatust 
7. Kompressorid  (joonised), eelised/ puudused 
Mahtkompressorid- suruõhk saadakse õhu ruumala vähendamise teel (õhk imetakse suletud 
anumasse , mille ruumala algul suurendatakse, seejärel vähendatakse (ühk surutakse kokku). 
Turbokompressorid- suruõhu saamiseks kasutatakse õhujuga. Õhk imetakse sisse ühelt poolt 
ning õhu suurenemine  saavutatakse  gaasimolekulide kiirendamisega (turbiin). 
 
 
 
 
Kolbkompressorid 
Eelised 
Puudused 
 
kõrged rõhud   
määrdeõli kandub suruõhku   
lihtne konstruktsioon 
pulseeriv väljundvool (vajavad mahutit) 
tugev müra 
Kolbkompressorid ( membraankompressor ) 
Kolbkompressori eriliik 
 
Kasutatakse saastevaba suruõhu saamiseks 
Liikuvad osad on eraldatud suruõhust 
Tiivikkompressor 
Eelised 
Puudused 
Kompaktsed 
Välundõhus esineb õli 
Sujuv töö 
Liikuvate detailide määrdumine 
Ühtlane väljundvool 
Labade  tihendamine  
 
Jahutamine  
Madal saavutatav rõhk 
 
Kruvikompressor 
Eelised 
Puudused 
Suhteliselt müratud 
Õli väljundõhus 
Ühtlane väljundvool 
Keeruline konstruktsioon 
Optimaalne töörhk kuni 15 bar 
Head 
reguleerimisvõimalused 
 
 
Nurkrataskompressor 
Aksiaalkompressor  
Kasutatakse väga kõrgete voolue ja 
madalate survete puhul. 
 
 
Radiaalkompressor 
 
8. Kompressorite reguleerimine 
Tootlikkuse reguleerimist teostatakse: 
  Kompressorist pneumosüsteemi väljastatava õhuhulga piiramisega 
Kui rõhk pneumotorustikus või suruõhureservuaaris saavutab etteantud 
väärtuse,  avaneb väljalaskeklapp ja liigne õhk juhitakse välja. Vastuklapp 
väldib suruõhureservuaari tühjenemise (kasutatakse väiksemates 
pneumosüsteemides) 
   Kompressorisse  juhitava õhuvoolu sulgemisega ja avamisega 
Antud reguleerimisel suletakse õhu sisselase kompressorisse. Kui õhu 
sisselase kompressorisse on suletud, töötab kompressor alarõhu piirkonnas. 
Seda meetodit kasutatakse eeskätte kolbkompressorites ja pöörlevat 
liikumist kasutatavates kompressorites. 
  Kompressori sisselaskeklapi lukustamisega avatud asendisse 
Meetodit kasutatakse eelkõige suurtes kolbkompressorites. Pärast kompressori 
sisselaskeklapi avatud asendisse lukustamist, ei ole kompressor võimeline 
tootma suruõhku. 
  Kompressori ajami pöörlemissageduse muutmisega 
Pöörlemissagedust muudetakse sellisel juhul kas käsitsi või automaatselt sõltuvalt töörõhust. 
  Kompressorisse juhitava õhuvoolu piiramisega 
Reguleerimine toimub õhu sissevoolu piisamise teel. Meetodit kasutakse eeskätt  kolb - ja 
turbokmpressorite kasutamise korral. 
  Kompressori ajami käivitamise ja seiskamisega 
Antud reguleerimise korral on kompressor ühes olekus kahest: töötab täiskoormusel või on 
väljalülitatud. Rõhu tõustes väärtuseni Pmax, 
lülitatakse kompressor välja, sisselülistamine 
toimub rõhu langemisel väärtuseni Pmin. 
Väärtused Pmax ja Pmin onetteantud 
reguleerimisseadmetelt ning need määravad ära 
sisse- ja väljalülitamissageduse. Selleks, et see sagedus püsiks lubatud piires on kindlasti 
tarvilik suruõhureservuaar. 
9. Õhu jahutamine 
Loomulik jahutus (õhk) ja undjahutus ( ventilaator , vesi). 
Nõuded kompressoriruumile: 
Kompressor tuleks paigutada suletud heliisolatsiooniga ruumi, mis on hea ventilatsiooniga. 
Tuleks jälgida, et kompressorisse juhitav õhk oleks võimalikult jahe (soovitatav mitte alla 
+3C ning mitte üle +40C), tolmuvaba ja kuiv. 
10. Õliti (kus asub ja milleks vaja on) 
Õli lisamiseks enne tarbijat. Õhuettevalmistusplokis. 
11. Jääkrõhu väljalase (kus asub ja milleks vaja on) 
Õhuettevalmistusplokis. Jääkrõhu välja laskmiseks. 
12. Täiturid (tingmärk, silindri amortisaatori eesmärk ja tööpõhimõte) 
 
  Lineaarliikumisega pneumosilindrid 
Ühepoolse toimega silindrid  
 
Membraansilinder 
  
 
  Kahepoolse toimega pneumosilindrid 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
Kahepoolse toimega silindri amortisaatorid  
Kui silindri kolb on jõudnud piirasendi lähedale, sulgeb 
amortisaatori kolb väljavoolava õhu otseväljavoolu. Õhk 
suunatakse välja drosseli kaudu. Silindri liikumisel teises suunas 
pääseb õhk kolvi taha moodavooluklapi (vastuklapi) kaudu. 
 
 
  Erikonstruktsiooniga pneumosilindrid 
Läbiva kolvivarrega pneumosilinder 
 
Lame- (lapik) 
 
tandem -, kompaktne  tandemsilinder  
 
Mitmepositsioonsilinder 
 
Kolmepositsioon-, juhikutega-, stoppersilindrid 
 
Teleskoopsilinder 
 
 
 
Kolvivarreta silindrid- pikk ruum väikese mõõtmega ( tross -, 
 
pilutihendiga ja püsimagnetitega silindrid) 
13. Lineaar- ja pöördsilinder (nt mis nende vahe on) 
 
Hammaslatiga pöördsilindrid (pöördenurk 
kuni 360o)  
 
 
 
Labaga pöördsilindrid 
 
 
 
Lineaarliikumisega  silinder  liigub sirgjooneliselt samas kui pöördliikumisega liigub pöördega. 
14. Suunaventiilid e. jaotid (tähistused ja avade  markeeringud) 
Funktsioon on muuta õhuvoolu suunda muutes sisend - ja väldavade ühendusseeme: 
 
Suunaventiilide ülesanneteks pneumosüsteemis on: 
o  Täiturite juhtimine 
o  Pneumosignaalide andmine 
o  Loogikafunktsioonide  realiseerimine  
Suunaventiile tähistatakse kahe numbriga, millest esimene 
näitab suunaventiili avade arvu (Va. Juhtimisavad) ja 
teine- suunaventiilide tööasendite arvu. 
Ruutude juurde joonistatakse ventiili juhtimiselemente: 
 
15. Vahetu ja võimendiga juhtimine 
Pneumojaotites kasutatakse väga erinevaid juhtimismeetodeid: 
mehaaniline , pneumaatiline, elektromagnetiga või kombineeritud  
(kasutatakse erinevaid meetodeid nt. juhtimine  pneumaatiliselt  ja mehaaniliselt). 
Kasutaja vaatevinklist on oluline eristada vahetut juhtimist ja võimendusega juhtimist. 
Vahetu juhtimise korral kantakse juhttoime pneumojaoti  klappidele või siibritele üle vahetult. 
Antud juhtimise puuduseks on see, et suuremate pneumojaotite juhtimiseks  vajalik 
juhtimisenergia peab olema suhteliselt suur (jõud nuppude või tõukurite liigutamiseks, 
elektromagneti võimsus jne). Samal ajal on aga plussiks see, et nad on tundetud tüüritava 
õhurõhu suhtes. 
Võimendusega juhtimise korral juhitakse nn abijaotit, mille kaudu omakorda toimub 
pneumojaoti tegelik juhtimine 
Pneumoskeemides kasutatakse järgmisi juhtimismooduseid: 
  Muskulaane (a) 
  Mehaaniline (b) 
  Pneumaatiline (c) 
  Elektriline (d) 
  Kombineeritud juhtimine 
16. Drossel (milleks, miks tekivad sisendis probleemid) 
Drosseleid kasutatakse läbivoolava õhu hulga reguleerimisel, näiteks pneumaatilise  ajami 
liikumiskiiruse‐ või pöörlemiskiiruse vähendamiseks. Drosseli reguleeritava kruvi abil 
vähendatakse läbilaske ava läbimõõtu, sellega suurendatakse pneumoahela takistust ehk 
vähendatakse õhuvoolu. Drosseli kasutamisel muutub silindri kiirus nii väljakui ka 
tagasisuunas. 
Selleks, et muuta  pneumoajami  kiirust ainult ühes suunas kasutatakse koos drosseliga teist 
elementi ‐ mittetagasivooluklapp. See  klapp on ühendatud paralleelselt drosseliga, mis annab 
võimaluse muuta õhuvoolu ainult ühes suunas. 
17. JA/VÕI pneumaatiline  tehe  (180) ja klapid  
Pneumaatiline NING (AND)  loogikaelement  
Pneumaatilise loogikaelemendis on liikuv tihenditega klapp, mis 
saab kinni panna korraga vaid üht kahest sisendavast. 
Sisendjuhtsignaaliga pannakse sama sisendülemiku ava kinni kuhu 
  
saabub juhtsignaal. Selle tulemusena väljundis on signaal  ainult siis 
Pneumaatilise  
kui mõlemal sisendil on signaal, sellepärast et elemendi klapp ei ole 
NING loogikaelemendi 
võimeline kinni panemaa korraga mõlemat sisendit. 
tingmärk 
Tõeväärtustabel. 
X 
Y 
A 
Igale  loogika elemendile kuulub oma tõeväärtustabel, mis 
0 
0 
0 
kirjeldab elemendi tööpõhimõte loogilise ühikuna. 
0 
1 
0 
1 
0 
0 
1 
1 
1 
 
Pneumaatiline VÕI (OR) loogikaelement 
Loogiline VÕI element on ehitatud nii, et juhtsignaali 
X 
Y 
A 
saabumisel ükskõik millisesse sisendisse ilmub 
0 
0 
0 
väljundisse juhtsignaal. See loogika vastab skeemile,  0 
1 
1 
kus elemendid on ühendatud paralleelselt. Samas ei tohi 
1 
0 
1 
pneumaatilisi elemente paralleelselt ühendada, sest sedasi lastaks 
1 
1 
1 
nende väljund teise elemendi kaudu välja.  
18. Releed  (tööskeemid?) 
Relee  on elektromehaaniline seade, mis on ette nähtud elektriahelate kommutatsiooniks. 
Relee kontaktid tähistatakse 2 numbriga : esimene näitab kontakti gruppi, 
teine - missugune kontakt on (normaalselt avatud või normaalselt suletud). 
Elektromagneti mähis on elektriahela koormus. Elektrivoolu tugevus selles 
ahelas sõltub relee gabariidist. Tavaliselt kasutatakse automaatikas väikse 
võimsusega releesid kuni 200mA , mis annab võimaluse kasutada releed 
mikroandurite koormuseks. 
Relee mähisel pole tähtis  polaarsus . Aga relee mähis on ka  induktiivsus . Selleks, et vältida 
liigpinget elektriahela kommutatsioonil , ühendatakse paralleelselt mähisega pooljuhtdiood. 
Sellisel juhul on tähtis polaarsus. Relee mähise klemm  A1 ühendatakse plussiga, aga A2 – 
miinusiga. Relee elektriskeemi tähistus 
Relee mähist tähistatakse numbriga Кn. Mähise all näidatakse kontaktide tabel. Relee 
kontaktid -Кn.n, kus esimene täht näitab relee numbrit, teine - kontakti gruppi. 
Põhifunktsioonid: 
Pinge muutmine 
Inverterfunktsioon (NO->NC) 
Kontaktide arvude suurendamine 
Koormusvoolu suurendamine 
Mälufinktsioon 
Elektropneumatika skeemid  
Kuna elektropneumaatikaskeemide puhul on tegemist nii pneumo - kui ka elektriskeemiga, 
koosneb elektropneumaatikaskeem kahest eraldi skeemist, mis seotakse omavahel tervikuks 
komponentide tähistusega: 
 
19. Andurid  (millele reageerib, probleemid) 
  Asendiandurid 
Kasutatakse megnetandureid, mis reageerivad täituri kolvile paigaldatud püsimagnetrõnga 
peale (herkonid ja elektroonsed magnetandurid). 
Elektroonsed magnetandurid: 
Ei sisalda liikuvaid kontakte 
Pikem eluiga võrreldes nt herkonidega 
Lühem  reageerimisaeg  
PNP ja NPN 
  Teised elektroonsed kontaktivabad andurid 
Induktiivandurid  
Mahtuvusandur  
Optiline  andur  
Ultraheliandur 
  Induktiivandur 
Saab kasutada ainult magnetiliste materjalide äratundmiseks. Anduri tundlikus 
(rakenduskaugus) sõltub objekti materjalist. 
 
 
  Mahtuvusandur 
Fikseerib kondensaatori mahtuvuse  muust . Saab kasutada 
kõikide materjalide äratundmiseks. Võimaldab tuvastada 
objekte läbi teiste materjalide. 
  
 
  Optiline andur 
Koosneb kahest osast (saatjast+ vastuvõtjast). Reageerib optilise signaali 
katkestamist. 
  
  Ultraheliandur 
 
  Rõhuandur 
Pneumosignaali muundamiseks elektriliseks  
signaaliks. 
  Läbivooluandur 
Õhukulu muutmine elektriliseks signaaliks