PNEUMOJAOTID (0)

Tartu Kutsehariduskeskus
Tööstustehnoloogia
Silver Ahelik
PNEUMOJAOTID
Iseseisev töö
juhendaja Arvo Sagur
Tartu 2014
SISUKORD
SISSEJUHATUS 3
1. PNEUMOJAOTID 4
1.1 Pneumojaotide olemus ja näited 4
2. PNEUMOJAOTITE ASENDID JA TINGMÄRGID 5
2.1. Pneumaatilised asendid 5
Pneumojaotitel on kaks erinevat asendit, nullasend ning lähteasend. 5
2.2. Pneumojaotitel kasutatavad tingmärgid ja tähistus 5
Pneumojaoti tööasendit kujutatakse ruutudena. Ruutude arv määrav tööasendite arvu 5
Pneumojaoti sisemised ühendused kujutatakse õhu voolusuunda osutavate nooltega 5
Suletud avasid tähistatakse risti joonega 5
Liiteid kujutatakse null või lähteasendis 5
Pneumojaoti tähistuses näitab esimene number jaoti avade arvu (va juhtimisavad) ja teine number pneumojaoti tööasendite arvu. 5
2.3. Pneumojaoti avade määratlemine 6
3. PNEUMOJAOTITE JUHTIMISMEETODID 6
3.1 Juhtimisviiside liigitus. 6
3.1.2 Pideva juhtimisega juhtimisviis 7
3.1.3 Impulssjuhtimine 7
Pneumojaoti viimiseks uude asendisse mõjutatakse jaotit juhtusignaaliga suhteliselt lühikese aja vältel, näiteks antakse hetkeks impulss . Peale juhtsignaali lõppemist jääb jaoti uude asendisse. Pneumojaoti muudab oma asendit alles uue juhtimissignaali toimel. Selliseid jaoteid nimetatakse bistabiilseteks 7
3.1.4 Pneumojaotite juhtimismeetodid 7
3.1.4.1 Vahetu jaoti juhtimine 7
3.1.4.2 Võimendusega jaoti juhtimine 7
3.1.5 Pneumojaotite juhtimiseks kasutatavad tingmärgid 7
4. PNEUMOJAOTITE EHITUS 9
4.1. Pneumojaotite konstruktsioonid 9
4.1.1. Klappjaotid 9
4.1.2. Siiberjaotid 10
4.1.3. Bi- ja monostabiilne pneumojaoti 11
5. PNEUMOJAOTITE VOOLUVÄÄRTUSED 12
5.1. Rõhukadu ja voolukiirus pneumojaotis 12
6. PNEUMOJAOTITE PAIGALDUS 12
6.1. Pneumojaotite paigaldus ja töökindel toimimine 13
KOKKUVÕTE 13
KASUTATUD KIRJANDUS 14

SISSEJUHATUS

Pneumaatiliste täiturite rakendamiseks on vajalikud juhtimiskompoendid, mille ülesandeks on vajalike juhtimissignaalide tekitamine, täiturite liikumiskiiruse ja suruõhu rõhu reguleerimine ning muude juhtimisoperatsioonide tätmine pneumosüsteemides
Üks pneumaatilisi juhtimiskomponentide liike on pneumojaotid. Penumojaotid on pneumokomponendid, mille abil muudetakse suruõhu liikumisteekonda pneumotorustikes.
Antud töös tutvustatakse pneumojaotite asendeid ja tingmärke. Kuidas on võimalik antud jaoteid juhtida ning milline on nende ehitus. Samuti vooluväärtustest, paigaldamisest ja töökindla töötamise tagamisest.

1. PNEUMOJAOTID

1.1 Pneumojaotide olemus ja näited

Pneumojaotid on pneumokomponendid, mille abil muudetakse suruõhu liikumisteekonda õhutorustikes. Skeemides kujutatakse pneumojaoteid tingmärkidena, milles kajastub ainult nende poolt täidetav funkstioon , mitte ehitus. Pneumojaotite näited on toodud välja joonisena (vt joonis 1.1).
1)2)3)4)5)
Joonis 1.1 Pneumojaotite näited: 1) pneumaatiline lõpulüliti, 2) rullikuga juhitav pneumojaoti, 3) kangiga juhitav pneumojaoti, 4) trossiga juhitav pneumojaoti, 5) elektriliselt juhitav pneumojaoti

2. PNEUMOJAOTITE ASENDID JA TINGMÄRGID

2.1. Pneumaatilised asendid

Pneumojaotitel on kaks erinevat asendit, nullasend ning lähteasend.

Nullasendiks nimetatakse (nt vedruga tagastuval pneumojaotil) seda asendit, milles paiknevad pneumojaoti liikuvad osad, kui jaoti ei ole rakendunud olekus.
Lähteasendiks nimetatakse asendit, millesse liiguvad pneumojaoti liikuvad osad, kui pneumaatikaskeem, millesse ta on lülitatud, ühendatakse pneumovõrku ja millest algab seadme töötsükkel .

• Liiteid kujutatakse lähteasendist.
  
• Pneumojaoti sisemisi liiteid kujutatakse punkti kanalite ühenduskohas
  

2.2. Pneumojaotitel kasutatavad tingmärgid ja tähistus

Pneumoskeemides kujutatakse pneumojaoteid tingmärkidena, milles ei kajastu seadme ehitus, vaid ainult jaoti poolt täidetav funktsioon. Pneumojaotite tingmärgid vastavad standardile DIN ISO 1219. Alljärgnevas tabelis on välja toodud kasutatavad tingmärgid ning nende seletused (vt tabel 1).
Tabel 1
Pneumojaotite asendite , ühenduste, avade ja liidete kujutamine tingmärkidega

Pneumojaoti tööasendit kujutatakse ruutudena. Ruutude arv määrav tööasendite arvu

Pneumojaoti sisemised ühendused kujutatakse õhu voolusuunda osutavate nooltega

Suletud avasid tähistatakse risti joonega

Liiteid kujutatakse null või lähteasendis

Pneumojaoti tähistuses näitab esimene number jaoti avade arvu (va juhtimisavad) ja teine number pneumojaoti tööasendite arvu.

Näiteks 3/2 pneumojaotil on 3 ava ja 2 asendit (joonis 2.2). 4/3 pneumojaotil 4 ava ja 3 asendit.

• Punased nooled viitavad kolmele avale, sinised nooled kahele asendile (kaks ruutu)
  

Joonis 2.2 3/2 pneumojaoti koos avade ja asendite viidetega

2.3. Pneumojaoti avade määratlemine

Pneumojaoti avade määratlemiseks kasutatakse avade tähistussüsteeme, mis on kujutatud alljärgnevas tabelis (vt tabel 2.3).
Tabel 2
Pneumojaotide avade tähistussüsteem
Ava nimetus
Numbrid
Tähed
Numbriline näide
Tähtedega näide
Toide
1
P
Tööväljund
2, 4, 6
A, B, C
Tühjenemine
3, 5, 7
R, S, T
Juhtava
10, 12, 14
X, Y, Z

3. PNEUMOJAOTITE JUHTIMISMEETODID

3.1 Juhtimisviiside liigitus.

Eksisteerib kaks erinevat pneumojaotite juhtimisviisi, pidev juhtimine ning impulssjuhtimine.

3.1.2 Pideva juhtimisega juhtimisviis

Pneumojaoti on rakendunud asendis nii kaua, kuni kestab juhttoime: kas manuaalne, pneumaatiline, mehaaniline , elektriline ( lülitus manuaalselt või vedruga lähteasendisse). Selliseid jaoteid nimetatakse monostabiilseteks.

3.1.3 Impulssjuhtimine

Pneumojaoti viimiseks uude asendisse mõjutatakse jaotit juhtusignaaliga suhteliselt lühikese aja vältel, näiteks antakse hetkeks impulss. Peale juhtsignaali lõppemist jääb jaoti uude asendisse. Pneumojaoti muudab oma asendit alles uue juhtimissignaali toimel. Selliseid jaoteid nimetatakse bistabiilseteks

3.1.4 Pneumojaotite juhtimismeetodid

Pneumojaotites kasutatakse väga erinevaid juhtimismeetodeid: mehaaniline, pneumaatiline, elektromagnetiga või kombineeritud (mitu erinevat juhtimismeetodit koos).
Kasutaja vaatevinklist on oluline eristada vahetut juhtimist ja võimendiga juhtimist.

3.1.4.1 Vahetu jaoti juhtimine

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. Plussiks on see, et nad on tundetud tüüritava õhu rõhu suhtes.

3.1.4.2 Võimendusega jaoti juhtimine

Võimendusega juhtimise korral juhitakse abijaotit, mille kaudu toimub pneumojaoti juhtimine.

3.1.5 Pneumojaotite juhtimiseks kasutatavad tingmärgid

Pneumojaotite juhtimiseks kasutatakse järgnevaid tingmärke, mis vastavad standardile DIN ISO 1219;

Manuaalne:

üldtähis,

surunupp,

Lukustav hoob,

pedaal .
2. Mehaaniline:

tagastusvedru ,

keskele viiv vedru,

rulllik,

ühesuunaline rullik .
3. Pneumaatiline:

otsene juhtimine,

kaudne juhtimine.
4. Elektriline:

ühe mähisega ,

kahe mähisega.

4. PNEUMOJAOTITE EHITUS

4.1. Pneumojaotite konstruktsioonid

Pneumojaotite konstruktsioon määrab ära jaoti tööea, tema juhtimise, liidete konstruktsiooni ja mõõtmed. Kuigi antud tüüpi jaotite konstruktsioon areneb pidevalt, on praegu laiemalt kasutusel järgmist tüüp penumojaotid:

Klappjaotid:

kuulklapiga,

plaatklapiga.

Siiberjaotid:

kolviga,

plaadiga,

pöördsiibriga jaotid.

4.1.1. Klappjaotid

Klappjaotides toimub õhu liikumissuuna muutmine avatava ja suletava kuulklapi või plaadi toimel. Klapi tihendamine toimub elastsete tihendite kasutamisega. Sellist tüüpi pneumojaotides on vähe liikuvaid detaile, tänu millele on nende tööiga pikk. Samuti on nad suhteliselt tundetud mehaanilistele lisanditele suruõhus (joonis 4.1; joonis 4.2; joonis 4.3).
Klappjaotite juhtimiseks on vaja suurt jõudu, kuna pneumojaoti asendi muutmiseks tuleb ületada sisseehitatud vedru ja juhitava õhuvoolu rõhust tingitud jõud. Need pneumojaotid on kindla tihedusega ning tolerantsed mustuse suhtes.
Joonis 4.1 Klappjaotid
Joonis 4.2 Mehaaniliselt juhitav 3/2 klappjaoti
Joonis 4.3 Mehaaniliselt juhitav 4/2 klappjaoti

4.1.2. Siiberjaotid

Siiberjaotitel on suurem läbivool klappjaotitest, aga samal ajal on neil pikem ümberlülitumise aeg. Samuti pole neil nii head tihendust. Antud pneumojaotides on kasutusel liuguvad tihendid . Et vähendada tihendite kulumisest põhjustatud suruõhu leket, kasutatakse nendes pneumojaotides ühelt poolt õhuvoolu juhtimist siibriga. Tihenduses kasutatakse klappjaotide juures kasutatavaid konstrukstioonipõhimõtteid. Siiberjaotid on kasutusel suurtel voolukiiruste ja siis, kui vaja on kasutada väikest jõudu (joonis 4.6; joonis 4.5)
Joonis 4.4 Pneumaatiliselt juhitav 5/2 siiberjaoti
Joonis 4.5 Mehaaniliselt juhitav 3/2 siiberjaoti

4.1.3. Bi- ja monostabiilne pneumojaoti

Bistabiilne jaoti on kahepoolse toimega. Juhtsignaal muudab jaoti seisundit. Signaali katkemisel jaoti säilitab seisundi (joonis 4.6). Ühepoolse toimega ehk monostabiilsel jaotil juhtsignaal muudab samuti seisundit. Vahe on selles, et kui signaal katkeb, siis jaoti tagastub normaalseisundisse (joonis 4.7).
Joonis 4.6 Kahepoolse toimega ehk bistabiilne jaoti
Joonis 4.7 Ühepoolse toimega ehk monostabiilne jaoti

5. PNEUMOJAOTITE VOOLUVÄÄRTUSED

5.1. Rõhukadu ja voolukiirus pneumojaotis

Rõhukadu ning õhu voolukiirus on kasutaja jaoks tähtsad näitad. Pneumojaoti valik sõltub:

silindri mahust ja kiirusest,

nõutavast lülitussagedusest,

lubatavast rõhulangusest.
Pneumojaotitel on määratud nominaalne voolukiirus. Vooluväärtuste arvutamisel tuleb arvestada mitmete teguritega:

pl rõhk jaoti sisendis (kPA või bar),

p2 rõhk jaoti väljundis (kPa või bar),

p diferentsiaalrõhk ehk rõhkude vahe (p1-p2) (kPa või bar),

T1 temperatuur (K),

qn nominaalne voolukiirus (1/min).
Mõõtmise ajal liigub õhk ühesuunaliselt läbi pneumojaoti. Mõõdetakse sisend - ja väljundrõhku ning voolukiirust.

6. PNEUMOJAOTITE PAIGALDUS

6.1. Pneumojaotite paigaldus ja töökindel toimimine

Heade lülitusomaduste, stabiilse töö, lihtsa juurdepääsu ning hooldamise tagamiseks väga oluline pnemojaoti õige paigaldus. See kehtib nii jõu- kui juhtlülitusteks mõeldud jaotitele. Hooldust ja parandust lihtsustavad järgmised asjad:

komponentide süstemaatiline nummerdamine,

kirjeldavate siltide kasutusele võtmine,

sisukas ja kõikehõlmav dokumentatsioon.
Kontrollpaneelile või -lauale paigaldatakse enamasti käsijuhitavatele sisendsignaalideks mõeldud pneumojaotid. Sellepärast on mugav kasutada jaoteid, mida saab kombineerida erinevate nuppude ja hoobadega. Erinevateks sisendfunktsioonideks on saadaval lai valik baasjaotiga kombineeritavaid elemente. Pneumaatiliste jõuelementide tööd juhivad kontrollelementidena toimivad pneumojaotid. Nende ehitus peab tagama täiturite kiire antud signaali peale reageerimise. Seega peab jõuelemendina toimiv pneumojaoti olema täiturile nii lähedal, kui võimalik. Muidu hakkavad voolikutest moodustatud pikad ühendused tekitama viiteid . Ideaalis peaks asi olema nii, et jaoti on täiturisse sisse ehitatud. Sellise kooste eelis oleks lihtsam ja kiirem paigaldus ning ühenduskomponentide väiksem kulu.
Juhtahela töökindel toimimine on tugevas sõltuvuses lõpulülititena kasutatavate pneumojaotite õige paigaldusega. Nende paigaldusel tuleb arvestada edaspidise seadistamise võimalikkust ja lihtsust, et oleks tagatud õigeaegne lülitumine, olenevalt silindri liikumisest .

KOKKUVÕTE

Pneumaatiliste täiturite rakendamiseks on vajalikud juhtimiskompoendid, mille ülesandeks on vajalike juhtimissignaalide tekitamine, täiturite liikumiskiiruse ja suruõhu rõhu reguleerimine ja muude juhtimisoperatsioonide tätmine penumosüsteemides.
Üks pneumaatilisi juhtimiskomponentide liike on pneumojaotid. Penumojaotid on pneumokomponendid, mille abil muudetakse suruõhu liikumisteekonda pneumotorustikes.
Skeemides kujutatakse pneumojaoteid tingmärkidena, milles kajastub ainult nende poolt täidetav funkstioon, mitte ehitus.
Eksisteerib kaks erinevat pneumojaotite juhtimisviisi, pidev juhtimine ning impulssjuhtimine.
Pneumojaotites kasutatakse väga erinevaid juhtimismeetodeid: mehaaniline, pneumaatiline, elektromagnetiga või kombineeritud.
Pneumojaotite juhtimiseks kasutatakse järgnevaid tingmärke, mis vastavad standardile DIN ISO 1219.
Pneumojaotite konstruktsioon määrab ära jaoti tööea, tema juhtimise, liidete konstruktsiooni ja mõõtmed. Kasutusel on klappjaotid ja siiberjaotid.
Heade lülitusomaduste, stabiilse töö, lihtsa juurdepääsu ning hooldamise tagamiseks väga oluline pnemojaoti õige paigaldus. See kehtib nii jõu- kui juhtlülitusteks mõeldud jaotitele.

KASUTATUD KIRJANDUS

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Pneumatics (database online). 5.03.2014
2. Brindfeldt, E. Pettai , E. Hõimoja, H. Beldjajev, V. 2011. TÄITURID TÖÖSTUSAUTOMAATIKAS (online). Tallinn: Tallinna Tehnikaülikooli Kirjastus. https://mail.google.com/mail/u/0/?ui=2&ik=092328a482&view=att&th=140e27d91b6316fd&attid=0.5&disp=inline&realattid=f_h6sv8dzj4&safe=1&zw (5.03.2014)
3. http://www.tthk.ee/MEH/Taiturid_11.html (database online) 5.03.2014