Pneumatikk : generell innføring 8258506056 [PDF]

Zitiervorschau

Kjell Evensen Jul Ruud

NB Rana Depotbiblioteke

Pneumatikk Generell innføring

BOKMÅL

Yrkesopplæring i • s — 1990 i samarbeid med Mecman A/S, Norge

© 1988, Yrkesopplæring i • s 1. utgave, 2. opplag Godkjent av Rådet for videregående opplæring i juli 1988 til bruk i den videregående skolen forutsatt at KUD godkjenner RVOs forslag til fagplan.

Omslag: Reidar Gjørven Illustrasjoner: Helge Iversen, Nils Mohlin, Stein Dammen og Elisabeth Mo

Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverksloven og fotografiloven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med KOPINOR, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndraging, og kan straffes med bøter eller fengsel.

Printed in Norway by PDC, 1930 Aurskog, 1990 ISBN 82-585-0605-6

Forord Denne boka, som gir en grunnleggende innføring i pneumatikk, er skrevet etter den nye fagplanen for grunnkurset i mekaniske fag. Vi har tatt med så mye stoff at også fordypningsdelen skulle være godt dekket. Dermed egner boka seg også for undervisning i andre skoleslag og kurs. Til læreboka hører en arbeidsbok. Oppgavene her bør løses parallelt med framdriften i læreboka. Oslo, april 1988

Kjell Evensen Jul Ruud

Innhold Innledning........................................................... Hva er pneumatikk?...................................................... Fordeler med pneumatikk............................................

7 7 12

Trykkluft ............................................................. Kompressor og trykkbeholder .................................... Trykk og kompresjon ....................................................

13 13 14

Pneumatiske arbeidselementer .............................. Sylindere......................................................................... Tetninger .......................................................................

18 18 26

Pneumatiske styreelementer.................................. Ventiler........................................................................... Retningsventiler ........................................................... Volumstrømregulerende ventiler................................. Trykkregulerende ventiler — trykkventiler ............... Sperreventiler ...............................................................

30 30 30 43 44 45

Grunnleggende pneumatikkretser ......................... 47 Styring av en enkeltvirkende sylinder ......................... 47 Styring av en dobbeltvirkende sylinder........................... 50 Logiske grunnfunksjoner....................................... Pneumatisk signalgiving .............................................. Sannhetstabell............................................................... Logiske funksjoner.......................................................

69 69 70 71

Automatiske forløp ............................................... Pneumatiske styresystemer .......................................... Beskrivelse av automatiske forløp ............................... Eksempler på koplingsskjemaer..................................

85 87 92 104

Elektrisk styring av pneumatiske anlegg ................. PLS — programmerbare logiske styresystemer .......... Elektriske signalgivere ..................................................

109 112 115

Luftbehandling..................................................... Filtrering......................................................................... Trykkregulering............................................................. Smøring ......................................................................... Tørking av trykkluft ......................................................

118 120 121 123 124

Trykkhifthydrauliske systemer............................... Oljedempet sylinderbevegelse ..................................... Trykkforsterker .............................................................

128 128 129

Installasjon og vedlikehold av pneumatiske anlegg .. Montering ..................................................................... Igangkjøring av anlegg .................................................. Feilsøking....................................................................... Vedlikehold og reparasjon ..........................................

132 132 142 143 145

Dimensjonering .................................................... Beregning av sylindere.................................................. Dimensjonering av rør og ventil for en sylinder med gitt hastighet ......................................................... Dempediagram .............................................................

148 148

Lavtrykkspneumatikk............................................ Berøringsfri signalgiving med trykkluft.......................

157 157

Fysikalske enheter.................................................

160

Funksjonsmerking av pneumatiske anlegg ..............

161

Symbolelementer og funksjonssymboler .................

162

Stikkordliste ........................................................

169

154 156

Innledning Hva er pneumatikk? Pneumatikk er trykkluftteknikk Ordet pneuma kommer fra gresk og betyr luft eller ånd.

I dagliglivet ser vi trykkluft bli brukt til å bore i berg, til å åpne dører på busser og tog og til å fylle bildekk.

Figur 1 Boring med hånddrill

Figur 2 Pumping av bildekk

Figur 3 Boring i berg

8

I industrien brukes trykkluft til å drive håndverktøy som boremaskiner og slipemaskiner, eller til pneumatisk transport av pulveraktige materialer som sement og korn. Men framfor alt bruker industrien trykkluft til å automatisere arbeids­ prosesser, og pneumatikk blir oftest forbundet med begrepet automatisering. Pneumatikk er overføring av kraft og bevegelse med trykkluft.

I pneumatikken er trykkluftsylinderen et viktig arbeidselement.

Figur 4 En automatisk pakke maskin (melkekartongløfter)

0

0

Figur 5 En dobbeltvirkende sylinder

Trykkluftsylinderen er i enkelhet et rør som er lukket i endene av gavler. Inne i sylinderen er det et stempel og en stempel­ stang som går ut gjennom den ene gavlen. Stempelet blir drevet fram og tilbake med trykkluft, og krafta blir overført gjennom stempelstanga. Trykkluftsylinderen blir brukt til forskjellige arbeids­ operasjoner som ellers ofte har vært utført manuelt, for eksempel skyving/trekking, løfting/senking, åpning/lukking, pressing/fastspenning og vending/vriding i forbindelse med bearbeiding og transport av materialer.

9

Figur 7 Magasin — frammating av ruller

Figur 8 Løfting av kasser i transportbane

10

Figur 12 a Fastspenning — limknekt

Figur 12 b Fastspenning og sentrering av et arbeidsstykke

Figur 10 Åpning og lukking av skyvedør

Figur 13 En kneleddmekanisme

Figur 11 Åpning og lukking av spjeld

11

Figur 15 Vending av et dørblad i en transportbane

Vi skal seinere se på de forskjellige typene sylindere og arbeidselementer, styreelementene deres, ventilene og de pneumatiske styresystemene.

12

Fordeler med pneumatikk Trykkluft som energiform har spesielle fordeler. Den kan lagres på tank i ubegrenset tid. Den strømmer raskt i rørledninger uten store tap, og vi kan ta ut store øyeblikkelige effekter.

Sylindere kan bevege seg fra svært lave til svært høye hastigheter på grunn av den store strømningshastigheten som trykklufta kan oppnå (helt opp til lydens hastighet).

Trykkluftens elastisitet gjør at den utnyttes som fjær, til støtdemping og vibrasjonsdemping.

Roterende motorer kan ha svært høye omdreiningstall, for eksempel 30 000 o/min. Sylindere og motorer har liten vekt og størrelse i forhold til ytelsen. Trykkluft er ikke brann- eller eksplosjonsfarlig, og pneumatikk brukes derfor ofte i områder med antennelige gasser og eksplosiver. Pneumatiske systemer er enkle å installere og vedlikeholde, og de har stor driftssikkerhet.

Trykkluft Kompressor og trykkbeholder Trykkluft er sammenpresset eller komprimert luft. Til å framstille trykkluft bruker vi en kompressor.

Fase I

Fase II

Figur 18 og 19 En kompressor i to faser

Atmosfæreluft (1) blir sugd inn gjennom innsugingsventilen (2) idet stempelet (3) beveger seg nedover i sylinderen. Når stempelet går oppover, blir lufta i sylinderen trykt sammen og skjøvet gjennom trykkventilen (4) til utløpet (5).

Trykklufta går fra kompressoren til en beholder, der den blir lagret, og så blir den ført i rør til de stedene der den skal brukes.

14

Figur 20 En kompressor med tank Kompressoren her er en entrinns stempelkompressor som gir et trykk på 8-10 bar. Med flertrinns kompressorer kan vi få høyere trykk, men vanligvis ligger arbeidstrykket i industrien på 6-8 bar (bar, se neste avsnitt om trykkenheter). Foruten stempelkompressorer fins det vingekompressorer og skruekompressorer. De to siste får stadig større utbredelse på grunn av at de har en kompakt form og lydsvak drift.

Figur 21 Prinsipptegning av en vingekompressor

Kompressorer og trykkbeholdere er underlagt årlig kontroll etter forskrifter fra Statens arbeidstilsyn, som også gir anvisninger om hvordan kontrollen skal utføres.

Trykk og kompresjon Trykk I pneumatikken blir trykk som regel målt i bar. 1 bar = 10 N/cm2. I Sl-systemet brukes enheten pascal (Pa). I fagmiljøet er imidlertid enheten bar så innarbeidet at vi finner det riktig å anvende den i denne boka om pneumatikk.

I lufta omkring oss er det et trykk på én atmosfære. En normalatmosfære (1 atm) er lik 1,013 bar. Siden forskjellen på en atmosfære og en bar er så liten, bare litt over 1 %, vil vi i denne boka stort sett bruke trykkenheten bar, og vi setter 1 atm lik 1 bar.

15

Trykk

Overtrykk og absolutt trykk 16 bare over­ trykk

7 bara absolutt trykk

I pneumatikken måler vi alltid overtrykk, det vil si trykk over atmosfæretrykket. Men når vi beregner luftmengde og luftforbruk, må vi regne med det absolutte trykket.

Et overtrykk på 6 bare vil for eksempel svare til et absolutt trykk på 6 + 1 = 7 bara. Heretter bruker vi betegnelsen bar for overtrykk og bara for absolutt trykk.

1 atm

0 Figur 22

1 bara

Oversikt over trykkenheter 1 bar = 10 N/cm2 1 atm = 1,01325 bar Enheten pascal, Pa, blir stadig mer brukt i teknikken.

1 Pa = 1 N/m2 1 kPa = 1000 N/m2 = 0,01 bar 1 MPa = 1 000 000 N/m2 = 10 bar

(kilopascal) (megapascal)

Andre enheter: 1 kp/cm2 = 0,981 bar

(kilopond per kvadratcentimeter)

1 psig = 0,07 bar

(pounds per square inch gauge — pund per kvadrattomme)

Kompresjon I sylinderen til venstre er det luft med atmosfæretrykk, Pi = 1 bara, og volumet er 1 liter. Dersom vi trykker sammen lufta til en sjudel av det opp­ rinnelige volumet, øker trykket til det sjudobbelte, det vil si P2 = 7 bara.

Figur 23

For luft gjelder:

trykk-volum = konstant Eller:

Pi Vi = P2-V2

Figur 24

Vi konstaterer også at det må en kraft til for å trykke lufta sammen. Dersom vi slipper stempelet løs igjen, vil lufta i sylinderen ekspandere til volumet igjen er 1 liter.

16

Luftmengde

Figur 25 En sylinder med volumet Vi = 0,5 1 blir fylt med trykkluft med 6 bar trykk. Hvor mange liter luft med atmosfæretrykk er det i sylinderen? Vi bruker ligningen på side 15, og vi setter:

Vi = 0,5 1 Pr -- 6 + 1 = 7 bara P2 = 1 bara (atmosfæretrykk) n t

•

u

Det vil si: V2 ~

Pi •

7 ' °>5 NTi

1---- - =----- — NI,

V2 = 3,5 NI Vi angir alltid luftmengde i normalliter, NI, eller i normalkubikkmeter, Nm3. Egentlig er disse betegnelsene brukt for luft med 1 atm trykk ved 15 °C. Men i overslags­ beregninger av luftmengde og luftforbruk tar vi ikke hensyn til temperaturendringer.

Luftforbruk Luftforbruk måler vi i:

Nl/s - normalliter per sekund Nl/min - normalliter per minutt Nm3/min - normalkubikkmeter per minutt Dersom sylinderen over, som har et volum på 0,5 1, blir fylt en gang i sekundet på begge sider av stempelet, blir luftforbruket: Q = 0,5 • 7 • 2 Nl/s = 7 Nl/s

Det vil si: Q = V-Pa-n = Nl/s V = sylindervolum i liter per arbeidsoperasjon (slagvolum) Pa = trykk i bara n = antall operasjoner per sekund

17 Eksempel: En luftsylinder har et volum per arbeidsoperasjon (fram og tilbake) V = 1,5 1. Arbeidstrykket er 5 bar, det vil si:

Pa = 5 + 1 = 6 bara Antall operasjoner: n = 0,5 per sekund

Luftforbruk: Q = VPan = 1,5 • 6 • 0,5 Nl/s = 4,5 Nl/s Luftforbruk per minutt:

4,5 Nl/s • 60 s/min = 270 Nl/min

Pneumatiske arbeidselementer Sylindere Dobbeltvirkende sylinder En sylinder er dobbeltvirkende når stempelet blir drevet i begge retningene med trykkluft. En dobbeltvirkende sylinder kan utføre arbeid i begge retninger. Sylinderen består av et sylinderrør, et stempel, en stempelstang og en fremre og en bakre gavl.

Bakgavl

Sylinderrør

Framgavl

Dempetetning Figur 26 Dobbeltvirkende sylinder med endedemping

På stempelet er det stempeltetninger, og i stempelstangstyringen sitter stempelstangtetningen. Tetningene hindrer lufta i å passere og er en betingelse for at sylinderen skal arbeide effektivt uten lekkasjer og trykktap og med minst mulig energiforbruk. En avskraperring skraper smuss av stanga når den blir trekt inn i sylinderen. Avskraperringen er nødvendig når lufta i omgivelsene er forurenset. Dempetetningene sørger for at stempelets hastighet dempes ned før anslag mot gavlen.

19

Figur 27

Vi kaller de to ytterstillingene til sylinderen for plusstilling og minusstilling. Dersom vi slipper trykkluft inn i sylinderens plusskammer, går stempelstanga mot plusstillingen, og vi får en plussbevegelse. En minusbevegelse får vi når vi slipper trykkluft inn i minuskammeret til sylinderen. Vi må selvsagt slippe lufta ut fra det motsatte kammeret samtidig.

Enkeltvirkende sylinder Symbol

k A A A T

\ \ \t\ V V V V Figur 28 En enkeltvirkende sylinder med returfjær

En enkeltvirkende sylinder blir drevet i én retning med trykkluft og i den andre retningen med en fjær. Returkrafta fra fjæra vil som regel bli dimensjonert slik at den tar minst mulig av sylinderkrafta. Den enkeltvirkende sylinderen er derfor som regel bare egnet til å utføre arbeid i én retning. Det fins imidlertid sylindere der returfjæra er kraftig dimensjonert for å utføre arbeid, for eksempel lukking av store ventiler. I en del tilfeller blir sylinderen brukt som enkeltvirkende, men blir drevet tilbake av en ytre kraft.

Enkeltvirkende sylindere med fjær har som regel en kort slaglengde fordi fjæra krever økt lengde på sylinderen.

20

Endedemping av stempelbevegelsen Trykklufta kan strømme i ledningen med svært stor hastighet. Stempelhastigheten i en trykkluftsylinder kan bli opp til flere meter i sekundet. Når stempelet stopper mot endegavlen, kan vi derfor få skadelige slag dersom hastigheten ikke blir dempet ned på en hensiktsmessig måte.

Dempingen kan være utført som anslagsdemping, det vil si at det er lagt inn et dempende materiale som gummi eller plast i endegavlen. Slik kan vi dempe mindre hastigheter og masser. Når hastigheten er stor, bruker vi pneumatisk demping.

Figur 29 a

Figur 29 b

Figurene 29 a og b viser pneumatisk demping. Dempestempelet, som er en forlengelse av sylinderstempelet, har en tetning som går inn i en sylindrisk boring i endegavlen. Dermed blir det normale utløpet stengt for trykklufta som blir innesluttet i dempekammeret.

21 Trykket i dempekammeret stiger, og motstanden mot bevegelsen øker etter som stempelet nærmer seg endestillingen. Lufta fra dempekammeret strømmer ut gjennom dempeluftkanalen, og utstrømningen blir regulert med en dempeskrue (dempeventil). Slik får vi en myk og nesten lydløs demping av stempelbevegelsen.

Sylindertyper 1) Dobbeltvirkende sylinder uten pneumatisk demping

Symbol

Figur 30 En dobbeltvirkende sylinder uten demping Demperinger av plast sørger for mekanisk anslagsdemping av stempelet. Tegningssymbolet viser at sylinderen ikke har endedemping. 2) Dobbeltvirkende sylinder med pneumatisk demping i endestillingene

Symbol

Stempelstangtetning og avskraper Figur 31 En dobbeltvirkende sylinder med stillbar endedemping

22 Sylinderen har magneter i stempelet som gjør det mulig med berøringsfri signalgiving med magnetbrytere utenpå sylinderen. Sylindertypen følger ISO-standard med hensyn til ytre mål.1) Tegningssymbolet viser at stempelet har endedemping, og pilen på skrå over stempelet angir at dempingen er regulerbar. Sylinderen lages med diametere fra 25 til 320 mm.

3) Dobbeltvirkende sylinder uten pneumatisk demping og med magnetisk stempel for berøringsfri signalgiving

Symbol

Figur 32 En dobbeltvirkende sylinder

Sylindertypen blir laget med diametrene 16, 20, 25 og 32 mm og følger ISO-standard for ytre mål.1)

Figur 33 Sylindere med magnetstempel og magnetbrytere utenpå røret

Når magnetfeltet nærmer seg bryteren, blir kontaktene i den hermetisk lukkede bryterampullen sluttet.

!) Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen ISO har fastlagt standard innbygningsmål for pneumatiske sylindere, ISO 6431 og 6432.

23 Et magnetstempel i sylinderen muliggjør elektrisk signalgiving med brytere utenpå sylinderrøret. Figur 33 viser mekaniske magnetbrytere (reedkontakter). Det blir stadig utviklet nye typer signalgivere som nå oftest bygger på halvlederteknikk. 4) Enkeltvirkende sylinder med fjær i minuskammeret

Symbol

Figur 34 En enkeltvirkende sylinder

Enkeltvirkende sylindere har en begrenset slaglengde og retur kraft. 5) Enkeltvirkende membransylinder (membranmotor)

Symbol

Figur 35 En enkeltvirkende membransylinder Denne sylindertypen har en kort slaglengde på grunn av membranen, men stor kraft og svært liten friksjon.

24

Figur 36 Gummibelgsom pneumatisk arbeidselement

Symbol

cm cm m cm cm cm En gummibelg (også kalt belgsylinder) med to endestykker av stålplate er et annet arbeidselement som egner seg særlig godt til løfteoperasjoner i transportanlegg. Belger har en begrenset slaglengde, men de kan forlenges ved at de blir bygd som dobbelt- eller trippelbelger (se figuren). Belger av denne typen og lignende typer blir også brukt som luftfjærer og vibrasjonsdempere.

25

Figur 57 En vrisylinder

For en begrenset rotasjonsvinkel, vanligvis opp til 360°, er tannstangsylinderen en vanlig konstruksjon. To stempler driver en tannstang fram og tilbake. Tannstanga driver et tannhjul som overfører dreiebevegelsen til ytre maskindeler.

Figur 58 En vingeaktuator

En annen type vrisylinder er vingeaktuatoren (figur 38). Lufta blir tilført på én side av vingen, som maksimalt kan rotere ca 270°.

Stempelstangløs sylinder — skyttelsylinder Når krafta skal overføres fra stempelet i en sylinder uten stempelstang, kan det skje gjennom en langsgående sliss i hele rørets lengde.

26 Stålbåndene glir gjennom stempelet (skyttelen) som vist på figuren. Fordelen ved en slik sylinderkonstruksjon er først og fremst den totale byggelengden, som blir omtrent halvparten så stor som for en sylinder med stempelstang.

En skyttelsylinder gir god styring og kan ta opp sidekrefter og momenter, slik at en for enkelte arbeidsoperasjoner kan feste verktøyet direkte til skyttelen. Eksempler på slike operasjoner kan være løfting av pakker eller kutting av papir.

Roterende motorer Vingemotoren (lamellmotoren) er den enkleste og mest utbredte roterende trykkluftmotoren. Den blir mest brukt i håndverktøy som bore- og slipemaskiner. Vingemotoren kan oftest drives i begge retninger. Når lufta blir tilført i innløpet til venstre (se figuren), roterer motoren mot høyre, og lufta strømmer ut i avløpet til høyre.

Luftmotorer er kompakte, gir stor ytelse og tåler store variasjoner i last. Omdreiningstallet kan variere fra 0 til 30 000 o/min.

Figur 40 En lamellmotor

Stempelmotorer fins som radialstempelmotorer. Stempelmotorer kan brukes i maskiner til å drive transportremmer, kjeder, skruer o.l., oftest for bevegelser som skal avbrytes eller gå trinnvis.

Figur 41 En boremaskin med lamellmotor

Tetninger Tetninger for trykkluftsylindere er vanligvis elastiske (elastomertetninger), framstilt av gummi eller plast. De skal ta opp dimensjonsforskjeller i de delene de tetter mot, og dessuten skal de kompensere for slitasje etter lang tids bruk.

27

Tetningsformer 1

2

3

Figur 42 Tetningsformer 1 statiske tetninger 2 og 3 dynamiske tetninger

1 ) Statiske tetninger tetter mellom stillestående deler, slik som sylinderrør og gavler i en sylinder. De skal tåle trykk og ta opp mindre ujevnheter og variasjoner i dimensjoner. 42 a

O-ringen er den mest brukte statiske tetningen på grunn av den enkle formen (se figur 42 a). En O-ring med én eller to støtteringer av plast kan stå for svært høye trykk (se figur 42 b).

42 c

42 d

Forskjellige former for plantetninger blir også brukt som tetning mellom sylinderrøret og gavlene (se figur 42 c).

En innestengt plantetning tåler svært høye trykk (se figur 42 d).

28

2 og 3) Dynamiske tetninger er tetninger som skal tette under bevegelse, slik som stempeltetningen eller stangtetningen i en sylinder. Dynamiske tetninger har ofte U- eller V-form med en myk leppe som blir trykt mot den bevegelige flata.

Figurene 42 e, f og g viser forskjellige stempeltetninger som blir brukt i sylindere.

42 h

Løsningen med to separate tetningsringer og en glidering imellom blir stadig mer utbredt (se figur 42 h).

Stempelstanga trenger foruten tetningen for det innvendige trykket også oftest en avskraper som fjerner utvendig smuss (se figurene 42 i og j).

29

Mens det før har vært vanlig å ha en separat stangtetning og avskraperen vulkanisert inn i en metallring, slik figurene i og j viser, går tendensen nå mot at tetningen og avskraperen lages i én del, enten metallforsterket, eller av to forskjellige materialer (se figurene k og 1).

Dynamiske tetninger i ventiler er ofte O-ringer eller lignende kompakte tetninger. Det kommer av at ventildelene beveger seg lite og tetningene derfor får liten slitasje.

Pneumatiske styreelementer Ventiler Ventilene styrer arbeidselementenes bevegelser med hensyn til retning, kraft og hastighet. Vi grupperer vanligvis ventilene etter deres funksjon, slik det også er gjengitt i Norsk Standard, NS 1422 (og andre standarder):

1) Retningsregulerende ventiler (retningsventiler) styrer luftas strømningsretning, eller de åpner og stenger for gjennomstrømning. 2) Volumstrømregulerende ventiler (mengdeventiler) styrer den gjennomstrømmede mengden og regulerer sylinderhastigheten. 3) Trykkregulerende ventiler (trykkventiler) begrenser eller reduserer lufttrykket og styrer trykket (dermed også krafta). 4) Sperreventiler sperrer gjennomstrømningen i en eller begge retningene (hjelpefunksjoner).

Vi skal ta for oss de enkelte ventilgruppene og deres funksjon og virkemåte.

Retningsventiler Denne gruppen er den største, og retningsventilene har et stort antall forskjellige funksjoner. Etter deres arbeidsoppgave betegner vi retningsventilene slik:

31 2-portventiler: - har én strømvei - har to porter: innløp og utløp - åpner og stenger ett løp - brukes som stengeventiler

3-portventiler: - har to strømveier - har tre porter: innløp, utløp og avløp - brukes til å styre enkeltvirkende sylindere og til signalgiving 5-portventiler: - har fire strømveier - har fem porter: ett innløp, to utløp og to avløp - kan fylle og tømme to kammere - brukes til å styre dobbeltvirkende sylindere

2-portventiler En 2-portventil har to porter: et innløp 1 og et utløp 2. Den har én strømvei.

Ventilen A ligger an og tetter mot setet B i ventilhuset C. Ventilspindelen D, som er forbundet med ventilen, ender i et styreorgan E, i dette tilfellet en trykknapp.

Når ventilen er upåvirket, er ventilen stengt, det vil si at trykkluft står tilknyttet port 1, men slipper ikke gjennom til port 2. Dersom vi trykker spindelen ned, åpner ventilen, og lufta strømmer fra port 1 til port 2. En fjær hjelper til å lukke ventilen når den er upåvirket igjen. Vi kaller denne ventilen en 2-portventil med to stillinger.

Videre sier vi at ventilen er normalt stengt fordi den er stengt når den er upåvirket. Beskrivelsen ovenfor kan vi kort sammenfatte slik:

Figur 43 En 2/2-ventil

-

2/2-ventil (2-portventil med to stillinger) normalt stengt (n.s.) manuelt styrt unistabil (stabil i én stilling)

Tegningssymbolet for ventilen er vist til venstre. Den venstre ruta viser ventilfunksjonen når fjæra virker, altså når ventilen er ubetjent.

32

Den høyre ruta viser ventilfunksjonen når trykknappen er påvirket, altså når ventilen er betjent. Figur 44 viser symbolet for en normalt åpen ventil der lufta strømmer gjennom ventilen når den er upåvirket. For å stenge ventilen må vi holde styreorganet betjent.

Vi kan sammenfatte det slik:

Figur 44 Symbol for en normalt åpen 2-portventil

-

2/2-ventil normalt åpen (n.å.) manuelt styrt unistabil

3-portventiler 3-portventilene har tre porter og to strømveier. 3-portventilene er en svært stor ventilgruppe som blir brukt til:

- signalgiving, det vil si styring av andre ventiler - styring av enkeltvirkende sylindere - styring av dobbeltvirkende sylindere, det vil si at to 3-portventiler blir brukt, en for hvert sylinderkammer

Normalt stengt 3/2-ventil

Figur 45 En normalt stengt 3/2ventil

Påvirket ventil

33 Figurene 45 a og b viser en 3-portventil av setekonstruksjon. Den består av et ventilhus og en øvre og en nedre ventilspindel. Ventilen har et innløp, port 1, et utløp, port 2, og et avløp, port 3. Når ventilen er upåvirket, er det forbindelse fra port 2 til port 3, mens port 1 er stengt. Dersom vi trykker spindelen ned, blir avløpet (3) tettet. Når vi trykker spindelen videre, blir den nedre spindelen brakt med, og det blir forbindelse fra port 1 til port 2, mens port 3 er stengt. Dersom vi slipper trykknappen, går ventilen straks til utgangsstillingen. Ventilen er en 3-portventil med to stillinger. Den er normalt stengt fordi innløpet er stengt når den er ubetjent. Den er manuelt styrt og har unistabil funksjon. Det er fjærer inne i ventilen som returnerer spindlene. Vi betegner ventilen slik:

-

3/2-ventil (3-portventil med to stillinger) normalt stengt manuelt styrt (med trykknapp) unistabil (i dette tilfellet med fjærretur)

Tegningssymbolet for ventilen er vist til venstre.

Normalt åpen 3/2-ventil

Figur 46 a En normalt åpen 3/2ventil Ventilen på figuren over har en noe annen konstruksjon. Den har en ventil med tetning på begge sidene og sete i huset både i øvre og nedre stilling (dobbeltseteventil). Når ventilen er ubetjent, er det forbindelse fra port 1 til port 2, mens port 3 er stengt, og ventilen er åpen for gjennomstrømning.

34

Figur 46 b

Dersom vi betjener styreorganet, blir port 1 stengt, og det blir åpning fra port 2 til port 3. Ventilen avlufter. Symbolet for denne ventilen er vist til venstre. Betegnelsen blir nå:

2

IW|

-

3/2-ventil normalt åpen manuelt styrt unistabil (med fjærretur)

1 3 Dersom ventiltypen her blir omstilt langsomt, er det åpenbart at den i en mellomstilling vil blåse ut av port 2 og port 3 samtidig. Ventiler av denne typen må derfor ha hurtig omstilling, og de er derfor som regel styrt med trykksignal eller elektrisk signal.

Forstyrt 3/2-ventil Ventilen til venstre er en 3-portventil av dobbeltsetetypen.

Ventilspindelen A tetter mot det øvre setet B idet trykk fra tilførselsporten 1 går via en liten styreventil C i toppen av huset til styrestempelet D. Det er forbindelse fra port 2 til port 3 i ventilen mens innløpet 1 er stengt.

Figur 47 En forstyrt 3/2-ventil a fase 1: ubetjent ventil b fase 2: betjent ventil c symbol med forstyring

35 Når rullearmen F blir påvirket, blir styrelufta avluftet, og stempelet blir trykt opp. Ventilen stenger nå avløp 3, og det blir forbindelse mellom port 1 og port 2.

Vi ser her at hovedventilen blir styrt av en mindre ventil. Det kaller vi forstyring eller indirekte styring. Ved forstyring oppnår vi at styreventilen krever liten betjeningskraft. Vi får også en momentan omstilling av hovedventilen, slik det som oftest er ønskelig for trykkluftventiler. 3-portventiler, slik de er beskrevet her, blir brukt som signalgivere i pneumatiske systemer. Figur 48 viser et utvalg av styreorganer for ventiler med manuell og mekanisk påvirkning.

Figur 48 3/2-ventiler og styreorganer

Magnetventil (elektrisk styrt 3/2-ventil) Den mest utbredte elektriske 3/2-ventilen er forstyringsventilen som vist på figur 49 a.

Figur 49 a Snitt av en 3/2magnetventil

Magnetkjernen A utgjør samtidig ventilspindelen som tetter mot et nedre sete i huset B. Det er forbindelse fra port 2 til port 3 i ventilhuset. Når vi setter spenning på magnetspolen C, blir kjernen (ventilen) løftet, og det blir forbindelse fra port 1 til port 2, mens port 3 blir stengt av ventilspindelen mot det øvre

36 setet (i port 3). En prøver å få lavest mulig elektrisk effekt på slike styreventiler. Effekten ligger for det meste under 20 W, og de fleste styreventilene ligger på fra 2 til 5 W.

Figur 49 b Symbol for en 3/2magnetventil

Tegningssymbolet for en normalt stengt elektrisk styrt 3/2ventil er vist til venstre. •4»

Figur 49 c Bildet viser en vanlig type 3-ports magnetventiler

5-portventiler 5-portventiler har fire strømveier, de kan fylle og tømme to kamre, og de blir mest brukt til å styre dobbeltvirkende sylindere.

Bistabil 5/2-ventil

Figur 50 a En bistabil 5/2-ventil

5-portventiler er som oftest sleideventiler. Figur 50 a viser en 5-ports sleideventil. Sleiden løper i en sylindrisk boring i huset, og den har tetningspartier og neddreide partier. I huset er anslutningsport 1 for innløp, portene 2 og 4 for utløp til sylinderen og portene 3 og 5 for avløp til atmosfæren.

37 Lufttilførselen er knyttet til port 1. Lufta strømmer da fra port 1 til port 4, mens port 5 er stengt. Samtidig kan luft strømme fra port 2 til port 3. Dersom sleiden skifter stilling, får vi gjennomløp fra port 1 til port 2 og fra port 4 til port 5.

Figur 50 b En bistabil 5/2-ventil Ventilen som er vist her, er trykkstyrt. Dersom vi tilfører styretrykk i port 12, vil sleiden bli stilt om slik at vi får forbindelse fra port 1 til port 2 (og fra port 4 til port 5). Dersom vi setter styretrykk i port 14, får vi forbindelse fra port 1 til port 4 (og fra port 2 til port 3).

14

12

3 1 5

Symbolet for denne 5-portventilen ser vi her. Etter det samme prinsippet som før kan vi kort beskrive denne ventilen slik:

- 5/2-ventil (5-portventil med to stillinger) - trykkstyrt - bistabil (stabil i to stillinger)

Unistabil 5/2-ventil

Figur 51 a En unistabil 5/2ventil Dersom vi setter en fjær i stedet for signalet 12 i den forrige ventilen, vil fjæra sørge for at sleiden alltid blir returnert til samme stilling når signal 14 opphører (figur 51a).

38

Ventilen som figur 51 viser, beskriver vi slik: - 5/2-ventil - trykkstyrt - unistabil

Figur 51 b Trykkstyrt, unistabil 5/2-ventil

Elektrisk styrt 5/2-ventil Dersom vi lar en trykkstyrt 5-portventil bli styrt av en 3-ports magnetventil, får vi en elektrisk forstyrt 5-portventil.

Ventilen på figuren er: - en 5/2-ventil - elektrisk forstyrt - bistabil Figur 52 Tegningssymbolfor en elektrisk forstyrt, bistabil 5/2-ventil

Ventilen må ha to forstyringsventiler fordi den skal være stabil i begge stillingene. Ventilen på figuren er:

- en 5/2-ventil - elektrisk forstyrt - unistabil (med fjærretur)

Figur 55 Tegningssymbolfor en elektrisk forstyrt, unistabil 5/2-ventil

Moderne, signalstyrte ventiler er vanligvis utformet for blokkmontering. Figurene 54 a og c viser to forskjellige blokkmonteringssystemer for 5-portventiler.

39

Figur 54 a Blokkmonterte ISOventiler Det første er for såkalte ISO-ventiler, det vil si ventiler som er i overensstemmelse med ISO-5599/1, en standard som be­ skriver portbildet på anslutningsplata for ventilen.

Figur 54 b Anslutningsplate med ISO-portbilde

ISO-standarden gjelder seks dimensjoner: ISO-1 med portdimensjon G 1/8"-G ISO-2 med portdimensjon G 1/4" —G ISO-3 med portdimensjon G 3/8"-G ISO-4 med portdimensjon G 1/2"-G ISO-5 med portdimensjon Gl" ISO-6 med portdimensjon G 1 1/2"

1/4" 3/8" 1/2" 3/4"

ISO-standarden innebærer at ventiler av forskjellig fabrikat kan byttes mot hverandre.

40

Figur 54 c Kompaktventiler i blokk

De såkalte kompaktventilene er en annen utforming av blokkmonterte 5/2-ventiler. Som navnet sier, er fordelen med kompaktventilene at de krever liten plass.

5-portventiler med tre stillinger — 5/5-ventiler

41

Figur 55 En 5/3-ventil

I noen tilfeller er det hensiktsmessig at 5-portventilen i tillegg til de to ytterstillingene har en tredje stilling der utløpsportene er stengt eller også avluftet. Dersom vi lar sleiden bli styrt mot en midtstilling av to fjærer, vil vi få en ventil med tre stillinger, en 5/5-ventil. 5/3-ventilen på figur 55 a har stengt midtstilling, og ved signal 12 eller 14 vil den innta de vanlige ytterstillingene som vist på figurene 55 b og 55 c. Dersom signalene opphører, inntar sleiden midtstillingen (figur 55 a).

Denne ventilen er: - en 5/3-ventil - trykkstyrt - med stengt midtstilling

Symbolene viser tre ruter som angir ventilens strømveier i de tre ventilstillingene.

Andre typer 5/3-ventiler er 5/3-ventilen med åpen midt­ stilling, det vil si åpne utløp til avløpene i midtstilling, og 5/3-ventilen med åpent innløp til begge utløpene i midtstilling (flytende midtstilling). Styreorganene kan variere. Vi har for eksempel:

- håndspak med fjærsentrering - håndspak med kulestopper (stabil i tre stillinger) - elektrisk forstyring med fjærsentrering

42

Spak, manuell

Spak med kulestopper

Rulle, mekanisk

Rulle som virker i én retning

Trykkstyring

Elektromagnet

Elektrisk forstyring

Trykk-trekk, manuell betjening

Trykknapp, manuell

Fotpedal

Figur 56 Styreorganer for retningsventiler

43

Volumstrømregulerende ventiler Ventiler som styrer den gjennomstrømmede mengden, kaller vi volumstrømregulerende ventiler, eller mengdeventiler.

Figur 57 En strupeventil

I trykkluftteknikken er det strupeventilen alene som utgjør hele denne gruppen. Strupeventilen består av en stort sett konisk spindel som kan reguleres opp og ned i en seteåpning. Dermed blir gjennomstrømningsarealet i ventilen regulert. Symbolet for en struping er slik som vist på figuren. Pilen på skrå over symbolet angir at strupingen er variabel (regulerbar).

Enveis strupeventil — strupe-tilbakeslagsventil

Dersom vi bygger en tilbakeslagsventil inn i en strupeventil, får vi en enveis strupeventil. Vi kaller den for en strupetilbakeslagsventil. Strupeventilen og tilbakeslagsventilen er koplet parallelt i strømløpet. Rammen omkring symbolet angir at begge ventilene sitter i samme hus.

Figur 58 En strupe-tilbake­ slagsventil

44

Avløpsstrupere I moderne ventilkonstruksjoner er strupeventiler ofte innebygd i retningsventilene. Symbol for avløpsstrupere er vist på figuren til venstre.

Figur 59 Symbol for en 5-portventil med avløpsstrupere

Trykkregulerende ventiler — trykkventiler I pneumatikken bruker vi i dag hovedsakelig tre typer trykkventiler.

1) Trykkreduksjonsventiler, også kalt trykkregulatorer, blir brukt når vi vil holde trykket konstant på et lavere nivå enn nettrykket.

Figur 60 Symbol for en trykkregulator

2) Trykkbegrensningsventiler, eller sikkerhetsventiler, bruker vi når vi vil sikre et system mot en uønsket trykkøkning. 3) Trykkvakt blir brukt til å overvåke trykket i et system. Trykkvakta gir signal når trykket blir høyere eller lavere enn ønskelig. Både trykkregulatorene og trykkbegrensningsventilene blir nærmere beskrevet i avsnittet om luftbehandling.

Figur 61 Symbol for en trykkbegrensningsventil

Trykkvakta er en trykkstyrt 3-portventil med innstillbart styretrykk, det vil si regulerbar returfjær. Det framgår av symbolet under. Når fjærkrafta øker, må styretrykket øke tilsvarende på motsatt side. Når styretrykket øker, vil den normalt stengte ventilen til slutt gi utsignal.

Den normalt åpne ventilen vil gi utsignal når styretrykket faller. Kopler vi nettrykket til styreporten (12,10), vil trykkvakta gi signal når nettrykket stiger eller faller utenfor den innstilte verdien.

Figur 62 a Trykkvakt — normalt stengt

Figur 62 b Trykkvakt — normalt åpen

45

Sperreventiler En sperreventil er en ventil som sperrer for gjennomstrømning i en eller flere retninger. Sperreventilene utgjør hjelpe­ funksjoner i trykkluftssystemene.

Figur 63 En tilbakeslagsventil Tilbakeslagsventilen er den enkleste sperreventilen.

En ventilkjegle med fjærbelastning sperrer for gjennom­ strømning fra port 2 til port 1.

Når lufta strømmer i motsatt retning, fra port 1 til port 2, blir kjegla løftet fra setet, og ventilen gir full gjennomstrømning. De logiske ventilene ELLER og OG er også sperreventiler, men vi redegjør for dem i avsnittet om logiske funksjoner.

46

Hurtigtømmingsventil For å øke hastigheten på en sylinder er det vanlig å montere en hurtigtømmingsventil direkte i sylinderporten.

Figur 64 a En hurtigtømmings­ ventil — snitt

Figur 64 b En hurtigtømmings­ ventil— symbol

Lufta strømmer inn i port 1 og passerer fritt forbi den myke ytre tetningsleppa på ventilen og videre til port 2. Når lufta skal strømme tilbake, tetter leppa mot ytterveggene. Ventilen blir presset tilbake, og åpningen til port 3 blir avdekt. Dermed kan lufta gå korteste vei rett ut til atmosfæren, og sylinderkammeret blir raskt tømt.

Figur 64 c Sylinder og hurtig­ tømmingsventil sammenkoplet

Grunnleggende pneumatikkretser Pneumatiske sylindere fins som tidligere nevnt både i enkeltvirkende og dobbeltvirkende utførelse.

Dobbeltvirkende sylinder

Figur 65

I en dobbeltvirkende sylinder blir stempelet drevet fram og tilbake ved at en slipper trykkluft vekselvis inn i de to sylinderkamrene. I en enkeltvirkende sylinder derimot blir stempelet drevet av trykkluft bare i én retning. Returbevegelsen skyldes vanligvis en innebygd fjær i motsatt sylinderkammer. Vi definerer stempelets posisjoner og bevegelsesretninger og sylinderens to kamre slik det er vist på figur 66.

Minusposisjon Plussposisjon

Plusskammer Figur 66

Minuskammer

Plussretning

Minusretning ■

■ ■

- ■ ■ ' ■

Vi kan her se at dersom vi tilfører trykkluft i sylinderens plusskammer, gjør stempelet en plussbevegelse og stanser i plussposisjon.

Styring av en enkeltvirkende sylinder Vi tar utgangspunkt i en enkeltvirkende sylinder som har fjærretur. For å styre lufta inn og ut av sylinderens plusskammer, trenger vi en 3/2-ventil.

48

Bruk av en normalt stengt 3/2-ventil

Figur 67 Styring av en enkelt­ virkende sylinder med en normalt stengt ventil

Når ventil Sl er ubetjent, står stempelet i minusposisjon med plusskammeret til sylinder Cl avluftet til atmosfæren via ventilportene 2 og 3. Dersom vi betjener ventilen, blir avluftingen stengt, og det strømmer trykkluft inn i sylinderen gjennom ventilportene 1 og 2. Stempelet gjør en plussbevegelse til plussposisjon. Når vi slipper styreknappen igjen, blir ventilport 1 stengt, og sylinderens plusskammer blir avluftet. Fjæra i sylinderen trykker nå stempelet tilbake til minusposisjon.

Bruk av en normalt åpen 3/2-ventil C1

S1 Figur 68 Styring av en enkelt­ virkende sylinder med en normalt åpen ventil

Luft fra nett

Ventil Sl er normalt åpen, og sylinderen vil gå til pluss­ posisjon straks vi setter trykkluft på anlegget. Når vi betjener Sl, vil sylinderens plusskammer bli avluftet gjennom ventil­ port 3. Når vi slipper ventilens styreorgan, vil lufta på nytt strømme inn i sylinderen.

49

Bruk av to 2/2-ventiler Vi har nå sett at en enkeltvirkende sylinder blir drevet fram og tilbake ved at sylinderen vekselvis blir avluftet og påluftet. Det kan vi også gjøre ved å benytte 2/2-ventiler. Vi trenger da to ventiler, en for pålufting og en for avlufting.

Figur 69 Styring av en enkelt­ virkende sylinder med 2-portventiler

Vi betjener her Sl for å få plussbevegelse og S2 for å få minusbevegelse. Når begge ventilene er ubetjent, står sylinderen i ro.

Hastighetsregulering av en enkeltvirkende sylinder Vi regulerer stempelhastigheten i en sylinder ved å kontrollere luftstrømmen inn eller ut av sylinderen. Det gjør vi ved å bruke strupeventiler.

+

Figur 70 Hastighetsregulering av en enkeltvirkende sylinder

50

Vi plasserer alltid strupeventilene slik at de får innvirkning bare på den ene bevegelsesretningen. Dersom vi ønsker hastighetsregulering i begge retningene, må vi derfor bruke to strupeventiler, RI og R2. I praksis vil det ofte være ønskelig å montere strupeventilene mellom sylinderen og ventilen. Det er blant annet tilfellet dersom vi gjør bruk av forstyrte ventiler. Vi unngår da at kraftig struping vil gi så lavt trykk inn på ventilen at den ikke vil fungere tilfredsstillende.

Figur 71 Hastighetsregulering av en enkeltvirkende sylinder

Dersom vi ønsker en plassering mellom sylinderen og ventilen, bruker vi en strupe-tilbakeslagsventil for at den skal virke i bare den ene retningen.

Styring av en dobbeltvirkende sylinder En dobbeltvirkende sylinder blir vanligvis styrt av en 5/2ventil. En slik ventil har to utløp og to avløp, et sett for hvert sylinderkammer. Når vi pålufter det ene sylinderkammeret, får vi samtidig avlufting av det andre sylinderkammeret.

Figur 72 viser hvordan det fungerer i praksis. Vi ser trykklufttilførsel fra nettet (kompressor K og trykkregulator RI med manometer) inn på ventilport 1. Ventilport 2 er koplet til

51

Figur 72 Styring av en dobbelt­ virkende sylinder

sylinderens minuskammer, og ventilport 4 er koplet til sylinderens plusskammer. Ventilportene 3 og 5 står åpne for avlufting til atmosfæren. Med ventilen i den posisjonen som er vist, står sylinderen i minusposisjon med fullt trykk i minuskammeret. Plusskammeret er avluftet over ventilport 5 og dermed trykkløst. Dersom vi beveger ventilsleiden til høyre, blir sylinderens plusskammer påluftet, mens minuskammeret blir avluftet, og stempelet beveger seg til høyre mot plussposisjon. Der blir stempelet stående i ro med fullt trykk i plusskammeret og avluftet minuskammer.

Dersom vi trekker ventilsleiden tilbake, blir sylinderens minuskammer påluftet og plusskammeret avluftet slik at stempelet går tilbake til utgangsstillingen igjen. Hastighetsreguleringen skjer ved hjelp av to strupetilbakeslagsventiler, en for hver retning.

52 Hastighetsregulering av en dobbeltvirkende sylinder skjer oftest ved at luftstrømmen ut fra sylinderen blir strupt, mens trykktilførselen skjer uhindret. Vi oppnår da en hastighet som er relativt uavhengig av belastningsvariasjoner under bevegelsen. På figuren vil ventil R2 regulere hastigheten i minusretningen, og R3 regulerer hastigheten i plussretningen.

Når vi skal vise denne koplingen i et koplingsskjema, bruker vi standardiserte symboler som vist på figuren under.

Figur 75 Koplingsskjema for figur 72

Vi ser her at alle komponentene er vist med sine særegne symboler som viser funksjonen, og vi kan se hvordan komponentene er sammenkoplet. Ut fra dette koplingsskjemaet er vi i stand til å se hva som skjer med sylinderen og ventilen når vi betjener styrespaken.

Signalstyring av en dobbeltvirkende sylinder 1) Signalstyring med en unistabil 5/2-ventil: En dobbeltvirkende sylinder kan styres med signal når vi bruker en trykkstyrt 5/2-ventil.

53

C1

54

Vi ser her en unistabil 5/2-ventil, Yl, som er styrt av en manuelt styrt 3/2-ventil, Sl. I utgangsstilling står anlegget med trykk inn på port 1 på begge ventilene og i sylinderens minuskammer. Når vi betjener Sl, strømmer luft gjennom den og stiller om ventil Yl. Sylinderens minuskammer blir avluftet, og plusskammeret blir påluftet. Det fører til at sylinderen går til plussposisjon. Sylinderen står i pluss­ posisjon helt til vi slipper Sl. Da blir ventil Sl stengt, og styrelufta til Yl blir avluftet gjennom port 3 på Sl. Fjæra i Yl stiller om ventilen, og plusskammeret i Cl blir avluftet samtidig med at minuskammeret blir påluftet. Sylinderen går da tilbake til minusposisjon.

Vi merker oss her at sylinderen går i plussposisjon og blir stående der så lenge vi betjener ventil Sl. Når Sl er ubetjent, går sylinderen i minusposisjon og blir stående der. 2) Signalstyring med en bistabil 5/2-ventil:

Vi kan også styre en dobbeltvirkende sylinder ved hjelp av en bistabil 5/2-ventil. Vi trenger da to styreventiler. På figur 75 gir ventilene Sl og S2 styresignalene. I utgangs­ stilling står sylinderen med fullt trykk i minuskammeret, og styreportene på ventil Yl (12 og 14) er begge avluftet. For å få sylinderen til å gå til plussposisjon betjener vi ventil Sl, som åpner for trykk ut i port 2 og signaltrykk på Yl, port 14. Yl stiller om, og sylinderen går til plussposisjon. Sylinderen blir nå stående der selv om vi slutter å betjene Sl. For å få sylinderen til å gå tilbake må vi betjene S2. Betjeningen av signalgiverne Sl og S2 kan være kortvarig. Men på Yl må signaltiden minst være lik omstillingstiden, ca 15-30 ms. Figuren viser at hastighetsreguleringen av sylinderen kan skje ved hjelp av to strupeventiler RI og R2 i avløpsportene i Yl. Dette forutsetter at sleiden i ventilen Yl er trykkbalansert, det vil si at lufttrykket ikke gir aksialkraft på sleiden.

55

Figur 75 Styring av en dobbeltvirkende sylinder

56 3) Styring av en dobbeltvirkende sylinder med automatisk signalgiving etter returslaget: Vi tar utgangspunkt i den forrige figuren med to manuelle signalgivere. Dersom vi nå ønsker at sylinderen skal gå tilbake med en gang den kommer til plussposisjon, vil det skje enklest ved at sylinderen gir sitt eget retursignal. Vi bytter ut signalgiver S2 med en type som egner seg for mekanisk betjening, og flytter signalgiveren slik at sylind­ eren betjener ventilen like før den når plussposisjon (samtidig blir ventilens funksjonsbetegnelse endret til SIJ.

C1

Figur 76 Styring av en dobbeltvirkende sylinder, automatisk retur

57

En kortvarig betjening av signalgiver Sl fører til at Yl stiller om og gir trykk i port 4. Sylinder Cl går i plussretning. Like før Cl er i plussposisjon, betjener den signalgiver Slb som gir signal til Yl, styreport 12. Yl stiller tilbake og gir trykk i port 2. Sylinderen vender og går tilbake til minusposisjon og stanser der. Dersom vi betjener Sl på nytt, blir dette forløpet gjentatt.

4) Styring av en dobbeltvirkende sylinder med automatisk signalgiving i begge endestillingene:

Vi endrer signalgiver Sl på samme måten som S1T i det forrige eksempelet og flytter signalgiveren til sylinderens minusposisjon slik at sylinderen også gir sitt eget startsignal (samtidig blir funksjonsbetegnelsen endret til Sl0).

58

Figur 77 Styring av en dobbeltvirkende sylinder. Automatisk forløp med signalgivere i endestillingene.

59 Vi har nå koplet sylinderen og ventilene slik at sylinderen går automatisk fram og tilbake mellom pluss- og minus­ posisjon.

5) Start og stopp av automatiske anlegg: De fleste automatiske anleggene er utstyrt med en ventil for start og stopp. Den kopler vi inn slik at anlegget stanser i ønsket posisjon uansett når vi betjener start- og stoppventilen.

Figur 78 a Styring av en dobbeltvirkende sylinder. Automatisk forløp med start-/stoppventil, Sl.

På figuren ser vi en start- og stoppventil innkoplet slik at vi kontrollerer tilførselen av trykkluft til ventil Sl0. Når startventilen er på, har vi trykkluft fram til Sl0, og sylinderen går automatisk. Når vi slår av startventilen, blir ventil Sl0 avluftet. Sylinderen går normalt helt til Sl0 skal gi signal, og siden det uteblir, stanser sylinderen.

60

Figur 78 b Styring av en dobbeltvirkende sylinder, koplingsskjema

Elektrisk styring av en dobbeltvirkende sylinder For å styre pneumatiske sylindere elektrisk bruker vi såkalte magnetventiler. Elektrisk styrte effektventiler er gjerne forstyrte, det vil si at vi bruker en liten 3/2-magnetventil som styrer selve effektventilen.

1) Styring med en elektrisk styrt, unistabil 5/2-ventil På figur 79 ser vi prinsippet for elektrisk styring av en pneumatisk sylinder. Når vi betjener bryter Sl, flyter det en elektrisk strøm gjennom en spole på ventil Ml. De magnetkreftene som da oppstår, påvirker en stålkjerne i spolen, som skyver ventilspindelen ned. Lufta strømmer da gjennom Ml, ventil Yl stiller om, og sylinder Cl går pluss. Denne tilstanden består så lenge styresignalet blir gitt av Sl. Når styresignalet opphører, mister vi magnetkreftene, en innebygd fjær i Ml returnerer spindelen, og Ml avlufter styresignalet på Yl. Fjæra i Yl returnerer sleiden slik at vi får trykk i sylinderens minuskammer, og sylinderen returnerer til utgangsstillingen.

61

Figur 79 Styring av en dobbeltvirkende sylinder med en elektrisk styrt, unistabil 5/2-ventil

62 2) Styring med en elektrisk styrt, bistabil 5/2-ventil

Den bistabile magnetventilen har to små 3/2-styreventiler, en for hver bevegelsesretning. Et kortvarig elektrisk signal på Sl får sylinderen til å gå pluss, og sylinderen blir stående i ro i plussposisjon selv om styresignalet blir borte. For å returnere sylinderen kreves det et kortvarig signal fra S2.

Figur 80 Styring av en dobbeltvirkende sylinder med en elektrisk styrt, bistabil 5/2-ventil

63

Styring av en dobbeltvirkende sylinder med to 3/2-ventiler I visse anlegg kan det være nyttig å styre en dobbeltvirkende sylinder med to 3/2-ventiler i stedet for en 5/2-ventil. Figuren under viser hvordan vi gjør det. Ventilene erstatter en unistabil 5/2-ventil.

Legg merke til at vi trenger en ventil som er normalt åpen, og en som er normalt stengt. Uten signaltrykk på de to styreportene står sylinderen i minusposisjon.

64

Stopp av sylindere i mellomposisjoner Når vi ønsker å stoppe en sylinder i mellomposisjoner, gjør vi det ved å stenge lufta inne i begge sylinderkamrene. Vi trenger en 5/3-ventil for å gjøre det. 1) Styring med en 5/3-ventil med stengt midtstilling:

Figur 82 Styring med en 5/3-ventil med håndspak og stengt midtstilling

65

Vi kan her kjøre sylinderen pluss ved at vi skyver ventilsleiden mot høyre, og minus ved å trekke sleiden mot venstre. Når ventilen er ubetjent, vil fjærene sentrere sleiden i midtstilling og stenge alle portene. Lufta blir stengt inne i sylinderen, som stanser. Siden trykklufta er kompressibel, kan varierende krefter føre til at stopposisjonen ikke blir særlig nøyaktig.

2) Styring med en 5/3-ventil med åpen mi

Figur 83 Stopp i mellomposisjon med en 5/3-ventil med åpen midtstilling

Sleideventiler har oftest en trykkbalansert sleide, og de kan ha tilførsel av trykkluft i de normale avløpsportene 3 og 5. Dersom en ventil med avluftet midtstilling blir tilkoplet trykk fra nettet i avløpsportene 3 og 5, vil sylinderen stå med fullt trykk inn i begge kamrene når ventilen står i midtstilling. På grunn av arealforskjellen i sylinderens pluss- og minuskammer og fordi tilbakeslagsventilene, Hl og H2, hindrer luftevakuering, blir trykket i minuskammeret noe høyere enn nettrykket. Avlufting av begge sylinderkamrene skjer gjennom port 1.

Signalgiving ved hjelp av trykkjall På side 58 kunne vi se hvordan sylinderen kan betjene ventiler og gi signal når den kommer til endeposisjon. I noen tilfeller har vi ikke mulighet til å plassere signalgiverne i sylinderens endeposisjon, og vi trenger da en annen form for signalgiving.

Vi skal her se på en metode som blir kalt trykkfallsprinsippet. For å forstå hva som skjer, må vi først se hva som skjer med trykket i sylinderen mens den er i bevegelse.

66 Vi tar for oss en sylinder som gjør en plussbevegelse. Vi har et trykk på nettet på 6 bar, og før vi starter, har vi også 6 bar i minuskammeret og 0 bar i plusskammeret. Når vi stiller om retningsventilen for å kjøre sylinderen i plussretning, vil trykket P} i plusskammeret stige til 6 bar relativt raskt. Trykket P2 i minuskammeret vil falle, men ikke helt ned til 0. Når trykkforskjellen mellom pluss- og minuskammeret er stor nok til å overvinne bevegelsesmotstanden (belastning + sylinderens hvilefriksjon), starter bevegelsen (Sl). Trykket i plusskammeret avtar noe på grunn av bevegelsen. Siden glidefriksjonen er mindre enn hvilefriksjonen, og akselerasjonskreftene blir borte når sylinderen kommer opp i full hastighet (S2), vil trykkforskjellen over stempelet minke. Denne trykkforskjellen vil være tilnærmet konstant under hele resten av stempelbevegelsen helt til vi kommer inn i sylinderens dempesone (S3).

S3 S4

Figur 84 Trykkforløp for en dobbeltvirkende sylinder ved plussbevegelse

67 Med liten belastning på sylinderen vil evakueringstrykket i sylinderen være relativt høyt og konstant under hele bevegelsen. Med større belastninger på sylinderen vil evakueringstrykket ligge tilsvarende lavere, men holde seg konstant under hele bevegelsen. Når sylinderen kommer til endestilling, stanser bevegelsen, og trykket i minuskammeret faller mot 0 (S4). Vi utnytter dette ved å bruke en trykkstyrt normalt åpen 3/2-ventil der styretrykket kommer fra sylinderens minuskammer. Ventilen vil være betjent (styrt) under hele plussbevegelsen og miste styretrykket først når sylinderen kommer til endestilling.

C1

Figur 85 Trykkfallssignal

68

Når vi kjører sylinderen i motsatt retning, blir ventilen på nytt betjent, er betjent under hele bevegelsen og i sylinderens minusposisjon.

Ventilen vil altså være betjent hele tiden bortsett fra når sylinderen står i ro i plussposisjon. Vi bruker en normalt åpen, trykkstyrt ventil, og ventilen gir signal når den er ubetjent. Ventilen i eksempelet har et styretrykk på 3,5 bar, og den vil fungere så framt sylinderbelastningen ikke er for stor. Dersom sylinderbelastningen er stor, vil trykket i minuskammeret ligge under 3,5 bar under hele bevegelsen, og vi trenger en ventil med lavere styretrykk. Ventiler til dette formålet fins med styretrykk i området 0,1 til 0,5 bar.

Logiske grunnfunksj oner Pneumatisk signalgiving Pneumatisk signalgiving skjer ved hjelp av 3/2-ventiler.

Figur 86 Signaltilstander

Ventilens signalledning kan enten ha atmosfæretrykk eller nettrykk (6 bar). Det avhenger av om ventilen er betjent eller ikke. Ventilens signaltilstand angis ofte som logisk 1 og logisk 0. Med logisk 1 mener vi at signalledningen har fullt trykk, og vi har utsignal. Med logisk 0 mener vi at signalledningen er avluftet og vi ikke har utsignal.

Trykk

Nettrykk 6 bar -

Atmosfæretrykk o

Figur 87 Signaltilstander

— Signaltilstand 1 it

Tid

Signaltilstand 0

70

Sannhetstabell Sannhetstabellen er et nyttig hjelpemiddel når vi skal analysere logiske kretser. Tabellen gir en grei oversikt over hvilke signalkombinasjoner som gir utsignal, og hvilke som ikke gir utsignal.

Dersom vi har en signalgiver A, kan den skifte mellom to signaltilstander, av og på.

A 0 1

Dersom vi har to signalgivere A og B, vil vi få fire signalkombinasj oner. B

A

0 0 1 1

0 1 0 1

Med tre signalgivere får vi åtte forskjellige signalkombinasj oner.

C

B

A

0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1

Slik kan vi fortsette, og hver gang vi øker med én signalgiver, vil antallet signalkombinasjoner bli fordoblet.

Forholdet mellom antallet innsignaler og antallet signalkombinasjoner er: 1

2

3

21 =2

22 =4

23 =8

4

5

24 25 = 16 =32

6

26 =64

etc.

Antall signaler Antall signalkombinasjoner

71

Logiske funksjoner De logiske funksjonene vi skal gjennomgå her, er:

OG ELLER IKKE

logiske grunnfunksjoner

MINNE - forsinket tilslag TID sammensatte - forsinket fraslag ' funksjoner - signalavbryter (pulsfunksjon)

Figur 88 En oversikt over logikkfunksjoner

Logiske funksjoner

Logiske symboler

Norsk

Engelsk

OG

AND

—

& —

ELLER

OR

—

>1

IKKE

NOT

MINNE

MEMORY

11

TID

x

PULS

TIME-DELAY

1 f

PULSE

-

s

-

R

-

S

-

R

-

ti 11

. f*2

— _nl —

Logiske tegn

Eksempel/merknader

A • B = A og B

+

A + B = A eller B Vekselventil

—

Å = ikke A Normalt åpen 3/2-ventil

1 utgang, bistabil 3/2-ventil

2 utganger, bistabil 5/2-ventil

Forsinket tilslag

Forsinket fraslag

Signalavbryter

72

Logikkfunksjonene er generelle og blir brukt i all styreteknikk både i reléstyringer, datastyringer og pneumatiske styringer. Vi skal her se på hvordan vi bygger opp disse funksjonene med pneumatiske ventiler.

OG-funksjonen (AND) OG-funksjonen gir utsignal bare når to innsignaler ligger på samtidig. Vi kan beskrive det ved hjelp av denne sannhets­ tabellen:

B

A

X

0 0 1 1

0 1 0 1

0 0 0 1

X

Her ser vi innsignalene A og B med alle deres signal­ kombinasjoner. Utsignal X blir bare gitt når A og B ligger på samtidig, ikke om ett signal eller begge er borte.

Denne funksjonen får vi ved å:

1 seriekople signalgivere 2 benytte et OG-element 3 benytte et JA-element 1) Seriekopling av signalgivere

Figur 89 OG-funksjon ved seriekopling Vi ser her at signalutgang X bare kommer når både A og B er betjent, ellers ikke. Denne koplingen er mye brukt. En ulempe ved koplingen er at den kan gi lange signalledninger, noe vi bør unngå ved pneumatiske styringer. Vær også oppmerksom på at signalgiver B ikke kan gi signal uten at A er betjent.

73

(X)| 2

12

।

।

1

(A)

।

i

(B)

Figur 90 Pneumatisk OGelement

OG-elementet er konstruert slik at uansett hvilket innsignal som kommer, vil sleiden bli skjøvet over, og signalet sperrer for seg selv. Først når begge signalene er til stede, vil ett av signalene passere sleiden og gi utsignal.

Figur 91 OG-funksjon med OGelement

Denne koplingen har ikke de samme ulempene som seriekoplingen, men den krever en ekstra ventil. Dersom vi har forskjellige signaltrykk, vil alltid det laveste gi utsignal. 3) Bruk av et JA-element (YES)

Figur 92 fA-element, normalt stengt 3/2-ventil

74 JA-elementet er en vanlig trykkstyrt 3/2-ventil, og signalinngangene er portene 1 og 12. Port 2 gir utsignal.

Figur 93 OG-funksjon med JA-element

Denne koplingen gir de samme fordelene som OG-ventilen med den forskjellen at det er alltid signalet inn på port 1 som gir utsignal.

ELLER-funksjonen (OR) ELLER-funksjonen gir utsignal når ett av to innsignaler er til stede. Det kan vi beskrive ved hjelp av denne sannhetstabellen: B

A

X

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

Vi ser her at vi får utsignal når enten inngang A eller inngang B ligger på. Vi får også utsignal dersom begge inngangene ligger på; denne ELLER- funksjonen kaller vi egentlig INKLUSIV-ELLER. Vi har også en EKSKLUSIV- ELLERfunksjon. Den gir utsignal bare når ett av innsignalene ligger o pa. B

A

X

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 0

75

EKSKLUSIV-ELLER-funksjonen forekommer sjelden i pneumatiske kretser og vil ikke bli behandlet her. Når vi seinere omtaler ELLER-funksjonen, mener vi alltid INKLUSIV-ELLER-funksjonen. Denne funksjonen får vi ved å:

1 parallellkople signalgiverne 2 benytte et ELLER-element 1) Parallellkopling av signalgivere

Figur 94 ELLER-funksjon ved parallellkopling

Den ene signalgiveren gir sitt utsignal over avløpsporten på den andre signalgiveren slik at begge signalgiverne gir utsignal i den samme ledningen. Denne koplingen er enkel og rimelig, men vi må være oppmerksom på at vi kan få lange signalledninger.

2) Bruk av et ELLER-element

Figur 95 Pneumatisk ELLERelement ELLER-elementet er konstruert slik at innsignalet flytter sleiden og åpner for utsignal. Ventilen er utstyrt med tetninger som hindrer trykk ut på den motsatte innsignalsiden. Dersom begge innsignalene kommer samtidig, vil et av signalene passere ventilen og gi utsignal. ELLERelementet er i pneumatikken ofte kalt vekselventil.

76

D

X

lii v v v V vTT r---

Figur 96 ELLER-funksjon med ELLER-element Vi ser her et eksempel på bruk av ELLER-elementet. Begge innsignalene blir koplet inn til ELLER-elementet og gir utsignal på den samme ledningen. Dersom vi har forskjellige signaltrykk, vil alltid det høyeste gi utsignal.

IKKE-funksjonen (NOT) IKKE-funksjonen er det samme som invertering av et signal. Dersom innsignalet er til stede, får vi IKKE utsignal. Følgelig får vi utsignal dersom vi ikke har innsignal til stede. Det kan vi beskrive med denne sannhetstabellen:

Pneumatisk kan vi få denne funksjonen ved å:

1 benytte en normalt åpen signalgiver 2 benytte en IKKE-ventil 1) Bruk av en normalt åpen signalgiver

Figur 97 IKKE-funksjon med en normalt åpen signalgiver

77

Slike signalgivere fins i et stort utvalg med de aller fleste typene av styreorganer. De virker slik at vi får utsignal så lenge styreorganet er ubetjent. Når styreorganet blir betjent, blir utsignalet fjernet.

2) Bruk av en IKKE-ventil

Figur 98 IKKE-ventil

IKKE-ventilen har normalt tilførsel av trykkluft inn på port 1, og ventilen ligger åpen mot utløpsport 2, mens avløpsport 3 er stengt. Når vi sender et trykksignal inn på port 10, vil ventilen stille om. Port 1 stenger, det blir åpnet for­ bindelse mellom portene 2 og 3, og utsignalet blir avluftet. IKKE-ventilen er en trykkstyrt 3/2-ventil med normalt åpen funksjon.

C

Vi ser her et eksempel på bruk av IKKE-ventilen. Innsignal A blir koplet til styreport 10 på IKKE-ventilen. Det blir tilført trykkluft fra nettet til port 1, og avløpsport 3 står åpen mot atmosfæren.

78

MINNE-funksjonen (MEMORY) A

S

B

R

MINNE med én utgang, logisk symbol

MINNE-funksjonen er en sammensatt logisk funksjon. Dette er vel den sammensatte funksjonen som er oftest brukt innen­ for styreteknikken. MINNE-funksjonen har som formål å lagre et signal til vi har bruk for det, selv om inngangssignalet da er borte. MINNE-funksjonen har alltid to styresignaler. Det ene styresignalet slår MINNE-funksjonen på slik at den gir utsignal. Det andre styresignalet slår MINNE-funksjonen av slik at den ikke gir utsignal.

Figur 100 En MINNE-ventil med én utgang, 3/2-ventil

I pneumatikken får vi MINNE-funksjonen ved hjelp av en bistabil 3/2-ventil. Styresignalene blir gitt på styreportene 10 og 12. Styresignalet på port 12 flytter sleiden slik at vi får utsignal i port 2 forutsatt at vi har trykk inn på port 1. Styresignal 10 flytter sleiden tilbake, og utsignalet i port 2 blir avluftet.

Dersom begge styresignalene her ligger på samtidig, vil sleiden stå i ro på samme måten som om begge styresignalene var av. Det betyr at i pneumatisk styreteknikk må vi sørge for at styresignalene ikke blir liggende på samtidig på begge sider av MINNE-ventilen.

79

Dette eksempelet viser MINNE-ventilen D med styresignalene A og B. Et kort styresignal på A stiller om MINNEventilen, og vi får indikering av utsignal på sylinder C. Utsignalet ligger fortsatt på om signalet fra A blir borte. Utsignalet blir først slått av ved signal fra ventil B og forblir avslått selv om vi slipper ventil B. Denne MINNE-ventilen ligger i posisjon også om trykktilførselen blir slått av og på.

MIN NE-funksjon med to utganger

MINNE med to utganger, logisk symbol

I pneumatisk styreteknikk bruker vi svært ofte en MINNEfunksjon med to utganger. Utgangene er invertert i forhold til hverandre. Det vil si at dersom den ene ligger på, ligger den andre av, og omvendt. En bistabil 5/2-ventil fungerer som et slikt minne.

Figur 102 En MINNE-ventil med to utganger, 5/2-ventil

Denne MINNE-ventilen har to styreporter, portene 12 og 14. Den er en trykkstyrt, bistabil 5/2-ventil. Forutsatt at vi har tilførsel av trykk på innløpsporten, vil et signal på styreport 12

80 gi utsignal på port 2, og et signal på styreport 14 vil gi utsignal på port 4. På samme måten som et minne med én utgang kan bare ett av styresignalene være til stede samtidig for at vi skal få en omstilling av MINNE-ventilen.

I eksempelet har vi brukt et minne med to utganger. Et kort signal på signalgiver A stiller om ventil D, vi får trykk i utløpsport 2, og sylinderen går pluss. Ventil D og sylinder C blir stående i ro selv om signalet fra A blir borte. Først når vi gir signal med signalgiver B, stiller MINNE-ventilen tilbake, vi får trykk i utløpsport 4, og sylinderen går tilbake til minus­ posisjon.

TID-funksjon (TIME-delay) I all styreteknikk er TID-funksjonen svært viktig. Denne funksjonen bruker vi til å forsinke et signal når vi vil at noe skal skje en viss tid etter at signalet kommer. TID-funksjonen bruker vi også til å forlenge et signal eller til å forkorte et signal. Pneumatisk måler vi tid ved at vi struper lufttilførselen til et luftvolum. Luftvolumet blir koplet til en trykkstyrt 3/2-ventil, som eksempelvis har et styretrykk på ca 3,5 bar. Når trykket i volumet er oppe i 3,5 bar, stiller ventilen om og gir utsignal. Den tiden vi måler, er altså den tiden som går fra vi sender et signal til luftvolumet til trykket når ventilens styretrykk.

81

Figur 104 Trykkdiagramfor TID-ventilens luftvolum

Tid i sekunder

Her skal vi se på tre forskjellige TID-elementer:

- forsinket tilslag - forsinket fraslag - signalavbryter (puls)

1) Forsinket tilslag Innsignal

Utsignal Logisk symbol

Figur 105 TID-ventilmed forsinket tilslag

82 TID-ventilen består av en strupeventil, et volum, en 3/2ventil og en tilbakeslagsventil. Ventilen må ha tilførsel av trykk fra nettet på port 1. Når vi gir et styresignal inn på port 12, vil strupeventilen hindre en rask fylling av volumet. Trykket vil stige langsomt, etter en tid er trykket høyt nok til å stille om ventilen, og vi får utsignal på utløpsporten. Tiden kan reguleres med strupeventilen. Sterk struping gir lang tid, liten struping gir kort tid. Tilbakeslagsventilen sikrer rask tømming av volumet når styresignalet opphører, og ventilen er raskt klar til en ny funksjon. Vi kan teste TID-funksjonen som vist i eksempelet under, der sylinderen går pluss når ventilen gir utsignal.

Figur 106 TID-funksjon med forsinket tilslag

En slik TID-funksjon kan også koples opp med enkle komponenter:

- en strupe-tilbakeslagsventil - en normalt stengt unistabil 3/2-ventil - et luftvolum 2) Forsinket fraslag

Innsignal

Utsignal

3

Pneumatisk symbol

Figur 107 TID-ventilmed forsinket fraslag

1

83 Denne TID-ventilen er helt lik TID-ventilen for forsinket tilslag bortsett fra at tilbakeslagsventilen er snudd. Når vi gir et styresignal inn på styreport 12, vil volumet bli raskt fylt, og ventilen gir utsignal direkte. Tilbakeslags­ ventilen vil nå hindre evakuering av luft fra volumet slik at lufta må strømme ut gjennom strupeventilen, og det tar tid før trykket har sunket til under 3,5 bar (ventilens styretrykk) og utsignalet blir avluftet. Tiden blir også her regulert med strupeventilen. Sterk struping gir lang tid, liten struping gir kort tid.

Figur 108 TID-funksjon med forsinket fraslag

Vi kan teste fraslagsfunksjonen med en kopling som vist i dette eksempelet. Denne koplingen kan vi enten gjøre med en komplett TID- ventil for forsinket fraslag, eller vi kan kople funksjonen med separate komponenter: - et luftvolum - en strupe-tilbakeslagsventil - en normalt stengt, unistabil 3/2-ventil

3) Signalavbryter (PULS-funksjon)

Figur 110 En signalavbryter, snitt

Figur 109 En signalavbryter, symbol

En signalavbryter er en TID-ventil som har til oppgave å forkorte et varig signal.

84

Signalavbryteren fungerer som en vanlig TID-ventil med fast struping. Det vil si at tiden er fast, ca 0,3 sekunder. Ventilfunksjonen er som en normalt åpen unistabil 3/2ventil. Det betyr at et signal inn på innløpsport 1 passerer rett gjennom ventilen og ut som utsignal i port 2. Samtidig strømmer luft inn i volumet, og det tar 0,3 sekunder før trykket i volumet er 3,5 bar slik at ventilen stenger for port 1 og avlufter utsignalet. Når innsignalet forsvinner, blir volumet samtidig tømt, styresignalet går ut gjennom tilbakeslagsventilen, og signalavbryteren er klar for ny funksjon.

Figur 111

Eksempelet over viser hvordan vi kan kople signalavbryteren enten med en komplett enhet eller med separate komponenter som en strupe- tilbakeslagsventil, et volum og en normalt åpen unistabil 3/2-ventil.

Automatiske forløp Vi går først litt tilbake og ser på koplingseksempelet som ble vist på side 59, der vi har et automatisk anlegg, der:

Figur 112 Skjema for et "komplett system”

-

sylinder Cl er arbeidselement ventil Yl tilfører sylinderen effekt i form av trykkluft ventilene Sl0 og S1T er mekanisk betjente signalgivere ventil Sl er en manuelt betjent signalgiver

86

Dette er ventiler og funksjoner som vi finner igjen i alle automatiske forløp. I litt mer innviklede forløp finner vi også signalbehandlende elementer, som har til oppgave å koordinere og omforme innsignalene til brukbare utsignaler.

Figur 113 Komponentene i et automatisk system

Arbeidselementer Arbeidselementene i et automatisk anlegg utfører den fysiske jobben. I pneumatikken er det oftest sylindere og luftmotorer. De kan variere i størrelse og effekt for nær sagt alle behov. Vi bruker også iblant arbeidselementer som:

- kulevibratorer - ejektorer og vakuumskåler

Effektventiler Effektventilene skal sørge for at arbeidselementene får tilført nok trykkluft slik at de kan utføre arbeidet med den ønskede hastigheten. Til det bruker vi 3/2- eller 5/2ventiler, som varierer i størrelse etter hvor stor effekt som trengs.

Signalgivere Signalgiverne har til oppgave å formidle meldinger om tilstandsendringer i anlegget og gi beskjeder fra operatøren til anlegget.

87 Pneumatiske signalgivere er som regel unistabile 3/2ventiler, og av dem fins det fire hovedtyper: -

mekanisk styrte ventiler manuelt styrte ventiler trykkstyrte ventiler elektrisk styrte ventiler

I dagens anlegg, som ofte er elektronisk styrt, fins også alle de vanlige elektriske og elektroniske signalgiverne: -

magnetbrytere mekaniske brytere trykkbrytere, temperaturbrytere induktive, kapasitive og optiske givere

Signalbehandlende elementer Pneumatiske styresystemer blir i første rekke bygd opp av logikkventiler. I tillegg bruker vi ventiler som: - forsterkere - omformere — elektrisk/trykk og trykk/elektrisk

Elektroniske styresystemer har etter hvert fått stor betydning for styring av pneumatiske anlegg, særlig PLS-systemene, som etter hvert har blitt helt dominerende innenfor styre teknikken. Her kommer også ofte elementer som: - forsterkere - omformere — el/luft og luft/el

Pneumatiske styresystemer Vi skiller klart mellom to typer styresystemer:

- styresystemer med kvitteringssignaler - styresystemer uten kvitteringssignaler

Ute i industrien er styresystemer med kvitteringssignaler helt dominerende, og vi skal konsentrere oss helt om denne typen styresystemer og bare kort nevne styresystemer uten kvitteringssignaler.

88

Styresystemer uten kvitteringssignaler Slike styresystemer kaller vi vanligvis programverk. De fungerer slik at de sender kommandosignaler til et anlegg med faste tidsintervaller. Slike programverk benytter seg som regel av en elektrisk motor som går med jevn hastighet. Motoren driver en aksel med justerbare skiver som i sin tur betjener pneumatiske ventiler. Disse systemene har en enkel oppbygning og er svært driftssikre og lette å vedlikeholde. Figur 114 Prinsippskisse for et programverk

Disse styresystemene har imidlertid den ulempen at dersom noe går galt ute i anlegget, vil ikke det bli registrert av styresystemet. Det fortsetter ufortrødent å sende ut nye kommandosignaler, og det kan føre til feil i produksjonen og i verste fall til kollisjon mellom bevegelsene uten at anlegget stopper.

89

Styresystemer med kvitteringssignaler Slike styresystemer blir vanligvis kalt sekvensstyringer. De fins både som ferdige styresystemer og som skreddersydde anlegg som blir bygd opp etter behov.

Disse styresystemene har som kjennetegn at de bruker signalgivere ute i anlegget som gir melding tilbake om at en bevegelse eller funksjon er utført.

Figur 116 Komponentene i et styresystem med kvitteringssignaler

90 Alle komponentene som inngår i et anlegg, må merkes, og vi har valgt denne modellen: - C = sylindere - Y = effektventiler - S = signalgivere Vi nummererer sylindrene i tur og orden: Cl, C2, C3 osv. Effektventilene får samme nummer som den sylinderen de driver, slik at Cl blir drevet av Yl, C2 blir drevet av Y2, C3 blir drevet av Y3 osv. Signalgiverne får også samme nummer som den sylinderen de blir betjent av. Men siden det som regel er to signalgivere for hver sylinder, bruker vi i tillegg indeksene 0 og 1. Indeks 0 blir brukt for signalgivere i minusposisjon, og indeks 1 blir brukt for signalgivere i plussposisjon. Vi får da at sylinder Cl har to signalgivere: Sl0 i minusposisjon og Slx i plussposisjon. De andre signalgiverne vil på samme måten hete S20 og S2n S30 og S3i osv.

Figur 117

91

I enkle anlegg vil vi kunne bruke signalene ute fra anlegget direkte som kommandosignaler. Men til mer innviklede forløp må vi bruke signalbehandlende komponenter som logikkelementer o.l. Eller vi bruker ferdige styresystemer, det vil si ferdig koplede signalbehandlingssystemer, der man bare kopler til inn- og utgangssignaler.

C1

C2

Figur 118 Eksempel på koplingsskjema for ferdig, ”prefabrikert” styresystem

C3

92

Beskrivelse av automatiske forløp For å kunne styre et automatisk anlegg er det svært viktig at vi kan beskrive anlegget klart og utvetydig. Vi tar utgangspunkt i en løfteanordning i en transportørbane.

Figur 119 Skisse aven løfteanordning i transportbane Figuren viser hvordan anlegget virker i praksis. Vi ser en sylinder som fungerer som heis, og en sylinder som fungerer som avskyver i heisens øvre posisjon. Vi betegner begge sylindrene med C, og vi nummererer dem fortløpende slik at heisen blir kalt Cl og avskyveren C2. Sylinderbevegelsene ut og inn kaller vi som før pluss- og minusbevegelse. Vi kan da beskrive virkemåten for heisen når en eske skal transporteres fra nedre til øvre transportør:

Cl C2 Cl C2

+ + -

Løfte eske Skyve av eske Ned Tilbake

Dette kaller vi anleggets arbeidsforløp, og det viser på en kortfattet måte i hvilken rekkefølge bevegelsene skjer.

93

Funksjonsplan En funksjonsplan deler hele arbeidsforløpet inn i forskjellige steg. Vi tar for oss arbeidsforløpet i eksempelet vårt og nummererer slik:

Figur 120 En funksjonsplan for eksempelet i figur 119

Når sylindrene kommer til endeposisjon, gir de kvitteringssignal. Det kan vi også vise på funksjonsplanen:

Figur 121 En funksjonsplan med signalrekke Funksjonsplanen gir god oversikt over sylindrenes arbeidsforløp og signalrekken i forløpet. Den gir imidlertid ingen oversikt over signaltider. Vi tegner derfor oftest et funksjonsdiagram i tillegg, slik som beskrevet i det følgende.

94

Grafisk beskrivelse av sylinderbevegelse En sylinderbevegelse kan vi også beskrive grafisk. For å vise det tenker vi oss en papirrull som blir spolet om med konstant hastighet. Vi monterer en sylinder på tvers av papirbevegelsen og en blyant i enden av stempelstanga.

Vi vil da se at: — når sylinderen står i ro i minusposisjon, tegner den en horisontal linje nederst på arket - når sylinderen står i ro i plussposisjon, tegner den en horisontal linje øverst på arket - når sylinderen gjør en plussbevegelse, tegner den en skrå linje som heller til høyre - når sylinderen gjør en minusbevegelse, tegner den en skrå linje som heller til venstre.

Funksjonsdiagram Når vi tegner et slikt diagram, avgrenser vi diagrammet med hjelpelinjer for sylinderens pluss- og minusposisjon.

___ Hjelpelinje C1

Funksjonslinje

Hjelpelinje Figur 123 Funksjonsdiagram for en sylinder

Funksjonsdiagrammet er et vei-tid-diagram, der den loddrette aksen viser sylinderbevegelsen og den horisontale aksen tiden. Funksjonslinjene tegner vi som regel med 45° helling på hjelpelinjen, men vi kan endre denne vinkelen dersom vi ønsker å indikere raske eller langsomme bevegelser.

95 Vi tar utgangspunkt i løfteanordningen på side 92 igjen for å beskrive den i et funksjonsdiagram. Vi tegner diagrammet slik at vi ser hvordan sylinderbevegelsene skjer i tidsrekkefølge.

Figur 124 Funksjonsdiagram for to sylindre Vi markerer området for ett forløp, men tegner diagrammet inn i neste forløp helt til begge sylindrene har gjort minst én bevegelse hver. Det gjør vi for å få oversikt over hva som skjer i overgangen mellom to forløp.

Signalrekke Siden sylindrene selv står for signalgivingen, kan vi avmerke signalene direkte i funksjonsdiagrammet. Hjelpelinjene indikerer sylindrenes endeposisjoner og samtidig alle signalgiverne som blir betjent i sylindrenes endeposisjoner.

Figur 125 Funksjonsdiagram påført signalgivernes nummer Vi skriver signalgivernes nummer inn i funksjonsdiagrammet og avmerker dem med et punkt på det stedet de først blir betjent. Her skal vi være oppmerksom på at signalgiverne ligger betjent og gir signal så lenge sylinderen står i ro i endeposisjon. Dermed kan vi lese varigheten av signalene direkte av diagrammet.

96

Figur 126 Funksjonsdiagram inndelt i steg, og med signalnummer På figur 126 har vi ført inn ”steg nr” og påført sylindrenes arbeidsforløp. Signalene som starter de enkelte bevegelsene, står under hvert steg. På funksjonsplanen på figur 121 ser du at den stemmer helt med diagrammet her.

Koplingsskjema Figur 127 Koplingsskjema for løftea nordni ngen

Når funksjonsdiagrammet er tegnet opp og signalrekken klarlagt, har vi opplysninger nok til å tegne koplingsskjemaet.

97 Vi tegner først opp alle sylindrene på en rekke, med tilhørende 5/2-, trykkstyrte og bistabile effektventiler.

Vi kopler port 2 til sylinderens minuskammer og port 4 til plusskammeret. Dermed vil signal 14 gi plussbevegelse og signal 12 gi minusbevegelse. Av funksjonsdiagrammet kan vi lese at SO • S20 Slt S2i Sl0

starter starter starter starter

Cl + C2 + Cl C2 -

Signalgiverne tegner vi som regel rett nedenfor de effektventilene de styrer.

Signaltyper I et pneumatisk anlegg vil signalgiverne gi fra kortvarige impulser til signaler som varer nesten hele syklustiden. Enkelte av disse signalene kan bli liggende på så lenge at de hindrer de bevegelsene som følger.

Vi ser her et arrangement for boring av rør med automatisk mating fra magasin og automatisk utslipp av den ferdige detaljen. Utgangsstillingen er vist på situasjonsskissen, og forløpet blir:

C1 + C2 + C2 -

C3 + ClC3 -

Sylinder C1 mater fram et nytt rør fra magasinet og holder det fastspent under boreoperasjonen. Sylinder C2 foretar boringen. Sylinder C2 går tilbake. Utkast skjer ved at sylinder C3 flytter underlaget, Cl går tilbake. Til slutt går C3 tilbake og gjør klart til et nytt forløp. ///////////

Figur 128 Bormaskin for rør — arrangementstegning

98

Figur 129 Funksjonsdiagram for bormaskin

Av funksjonsdiagrammet på figur 129 ser vi at signalgiver SC starter C2 +. Slj blir deretter liggende på så lenge Cl er i plusstilling. Når så signalet S2T kommer og skal gi C2 bevegelse, vil hindre dette.

C2

Figur 130 Når signalet Sl i ligger på, kan S2i ikke stille om effektventilen Y2

Signaler som hindrer påfølgende funksjon, kaller vi sperresignaler. Et sperresignal løser vi opp ved hjelp av en MINNE-ventil, det vil si en trykkstyrt, bistabil 3/2-ventil.

99 Y2

Figur 151 Oppløsning av et sperresignal med en MINNEv en til

Når vi kopler Slj i serie med en MINNE-ventil, Dl, kan S2j omstille minnet slik at Slrsignalet blir avluftet. Dersom vi studerer funksjonsdiagrammet vårt videre, vil vi også se at signal S20 er et sperresignal. S20 sørger for at C3 går pluss og ligger fortsatt på når Sl0 skal returnere C3. S20 må likeledes fjernes før C3 kan gå minus.

Vi har tre typer signaler i slike anlegg. Det er:

- sperresignaler, som vi kan markere med Sl i og S20 - momentansignaler, som er svært kortvarige, S2: - hvilesignaler, som er alle andre signaler, Sl0, S30 og S3X Vi markerer ofte sperresignalene med en ring i diagrammet. Det letter arbeidet med skjemaløsningen. Vi har nå slått fast at vi har to sperresignaler i oppgaven, Sl: og S20. Sperresignaler løser vi opp med MINNE-ventiler, en for hvert sperresignal. Det kan være hensiktsmessig å tegne minnene grafisk inn i funksjonsdiagrammet og angi tiden for når de blir koplet av og på, se figur 132.

100

Figur 132 Funksjonsdiagram med inntegnede MINNEfunksjoner

Vi tegner nå opp koplingsskjemaet med sylindere, effektventiler og signalgivere ordnet i rekker. Start- og stoppventil S0 og materialføler Sl kopler vi inn i serie med S30.

MATING

BORING

UTKAST

101 Av koplingsskjemaet ser vi hvordan signalet S2j omstiller MINNE Dl til ”av” og neste MINNE D2 til ”på”. På samme måten stiller Sl0 om MINNE D2 til ”av” og Dl til ”på”.

Bruk av sekvenskjede Ved mer kompliserte oppgaver kan vi ha nytte av å bruke et styresystem som er bygd opp som en sekvenskjede. En sekvenskjede består av en rekke minner, like mange som antall steg i arbeidsforløpet. Sekvenskjeden behandler i prinsippet alle signaler som sperresignaler.

Et signal vil alltid kople ut foranliggende signal og inn etterfølgende, slik at et utsignal bare blir liggende på under ett steg.

Vi tar for oss oppgaven med bormaskinen igjen og deler inn funksjonsdiagrammet i steg.

MATING

BORING

UTSLIPP

Figur 134 Funksjonsdiagram for bruk av sekvenskjede (bormaskin)

Vi ser at forløpet har seks steg, og vi har nå også nytte av en funksjonsplan som vist på figur 135.

102

Figur 135 Funksjonsplan for bormaskin Av funksjonsplanen og diagrammet framgår at vår sekvenskjede skal bestå av seks steg. Et steg inneholder et MINNE, et OG-element og et ELLERelement. Utsignalet fra et steg i OG-funksjon med signalet som blir gitt i samme steg, kopler inn neste steg.

Utsignalet kopler samtidig ut foregående steg. Vi tegner nå koplingsskjema for bormaskinen med sekvenskjede, se figur 136.

Som vi ser, er sylindrene, effektventilene og signalgiverne ordnet i rekker, og sekvenskjeden er plassert mellom signalgiverne og effektventilene. Virkemåten for sekvenskjeden kan vi her lese i detalj ut fra symbolskjemaet. Men når vi benytter et slikt ferdig system, er alle interne koplinger gjort klare på forhånd, og skjemaet for selve kjeden kan derfor forenkles slik det er vist på figur 137.

103

Figur 136

Figur 137 Forenklet blokkskjema for sekvenskjede

104

Eksempler på koplingsskjemaer Eksempel 1 viser et koplingsskjema med to sylindere som begge kan hastighetsreguleres i plussretning. Arrangementet blir startet med en unistabil 3/2-ventil, S0. Det betyr at det stopper etter fullført forløp. På funksjonsdiagrammet ser vi at det ikke fins sperresignaler, og oppgaven er løst uten hjelpeventiler. Funksjonsplanen er et godt hjelpemiddel. Den bør settes opp ved alle oppgaveløsninger samtidig med eller før funksjonsdiagrammet. Funksjonsplan

105

Eksempel 2 viser et koplingsskjema med to sylindere. Sylinder C2 hastighetsreguleres i begge retninger, mens sylinder Cl ikke hastighetsreguleres. Startventilen er unistabil, og anlegget stopper etter fullført forløp. På funksjonsdiagrammet ser vi at og S20 er sperresignaler som løses opp med to hjelpeventiler, Dl og D2.

Funksjonsplan

106

Eksempel 3 viser en løsning på en konkret oppgave, som er bøying av en plate. Den mekaniske løsningen er vist på situasjonsbildet.

Sylinder Cl spenner fast plata mot et fast anlegg. Sylinder C2 bøyer plata halvveis, og sylinder C3 fortsetter bøyingen til plata får den U-formen vi ønsker.

Fastspenningen og bøyeoperasjonen blir startet manuelt ved at en startventil S0 blir betjent.

I forløpet fins det tre sperrende signaler, Slb S20 og S30, som løses opp med MINNE-ventilene Dl, D2 og D3.

107

Funksjonsplan

Eksempel 4 viser et arrangement for frammating, boring og kapping av stangmateriale. Driften er helautomatisk og kan startes og stoppes av en manuell ventil S0. Signalgiver Sl registrerer om det er stangmateriale til stede, og gir stopp når stangmaterialet blir for kort.

108

Elektrisk styring av pneumatiske anlegg Som vi har sett tidligere i denne boka, fins det et rikholdig utvalg av pneumatiske ventiler som kan brukes som styreventiler i automatiske anlegg. Svært mange pneumatiske anlegg er da også helt pneumatisk styrt, og det gir enkle og driftssikre anlegg.

Imidlertid har utviklingen i de seinere årene gått mer og mer i retning av å bruke elektroniske styresystemer også for pneumatiske anlegg. Den typen styresystemer det oftest er tale om, blir kalt PLS (programmerbare logiske styresystemer). Disse styresystemene er etter hvert blitt så vanlige at vi har funnet det riktig å gå utenom temaet for boka og gi en liten oversikt over både PLS-systemene og de mest aktuelle signalgiverne som blir brukt. Vi vil også kort omtale releet, som tidligere var nesten enerådende i elektrisk styreteknikk, og som fremdeles er mye brukt.

Magnetventilen er tidligere omtalt på side 35, og den blir brukt både som effektventil og til å omforme et elektrisk signal til et pneumatisk signal. Signalgiverne i et elektrisk anlegg har den samme funksjonen som impulsventilen har i et rent pneumatisk anlegg.

Figur 138 a Symboler for elektriske kontakter

Vekselkontakt

Brytende kontakt

Sluttende kontakt

110 Signalgiverne består av et kontaktsett som kan påvirkes av en betjeningsarm. Kontaktsettet er som regel sammensatt av en sluttekontakt og en brytekontakt. Visse typer signalgivere har også disse kontaktene kombinert som en vekselkontakt.

Figur 138 b Symboler for signal­ givere i et pneumatisk anlegg

Mekanisk rulle

Manuell impulsbryter

Manuell bryter med to stillinger

Betjeningsorganer fins i et stort antall varianter, men her viser vi bare tre utgaver:

Figur 139

Vi viser i prinsippet elektrisk styring av et pneumatisk anlegg på samme måten som ren pneumatisk styring. Funksjons­ diagrammet viser sylindrenes arbeidsrekkefølge, nødvendige signalgivere og de aktuelle signaltidene. Det pneumatiske koplingsskjemaet viser sylindere, effektventiler og den pneumatiske ledningsføringen.

Funksjonsdiagram 1. forløp

111 Pneumatisk koplingsskjema

S2,

Figur 140 Det elektriske koplingsskjemaet (også kalt strømveisskjema) viser hvordan signalgiverne setter strøm på magnetventilene etter hvert som de blir betjent. Elektriske signalgivere har nummer på alle tilkoplingspunktene på samme måten som pneumatiske signalgivere.

Signalgivere bruker den samme funksjonsnummereringen som brukes i et pneumatisk skjema. Magnetspolene benytter effektventilens merking, som blir supplert med indeksene 12 eller 14 dersom de sitter på en bistabil ventil. Releet var tidligere det dominerende elementet i elektrisk styreteknikk, og det er også i dag så pass mye brukt at vi vil vise et eksempel der det er benyttet som hjelperelé. På samme måten som i en magnetventil får vi betjeningskreftene ved hjelp av magnetfeltet i en elektrisk spole. Dette magnetfeltet påvirker en stålkjerne i spolens sentrum og betjener ett eller flere kontaktsett på releet. Kontaktsettene er fjærbelastet slik at kontaktene går tilbake til utgangsstillingen når styrestrømmen blir brutt og magnetfeltet opphører.

112 Vi ser her symbolet for et relé med tre vekselkontakter. Slike releer fins i forskjellige utgaver med både sluttekontakter og brytekontakter eller vekselkontakter. Figur 141

Pneumatisk koplingsskjema

Figur 142

På figuren er vist pneumatisk og elektrisk skjema for en sylinder som skal gå automatisk fram og tilbake. Når vi legger inn startbryteren SO, sluttes kretsen over Sl0 som er betjent. Releet RI aktiveres, og relékontakten Rl-1-3 danner en holdekrets. Magnetventilen Yl blir aktivert med relékontakten Rl-6-7, og vi får Cl + bevegelse. Når Sln blir påvirket, brytes holdekretsen, releet faller ut og sylinderen returnerer.

PLS — programmerbare logiske styresystemer Disse systemene er helt elektronisk oppbygd, og de er i første rekke beregnet på koordinering av digitale signaler.

Figur 143 EtPLS-system

Sentral­ enhet

Utganger

Innganger

t 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Effektutganger

Programminne

Signal­ givere ____ ________

i i i i i i

113 PLS-systemene er bygd opp rundt en sentralenhet som foretar logisk behandling av signalene. Sentralenheten inneholder logiske funksjoner som OG-, ELLER-, IKKE-, MINNE-, TIDog TELLE-funksjoner. Sentralenhetens funksjon blir styrt av et programminne som gir beskjed om hvilke logiske funksjoner som skal brukes, og om når de skal brukes. Instruksjonene i programminnet blir bestemt av brukeren, og arbeidet med å bestemme disse instruksjonene og overføre dem til programminnet kalles programmering.

Som underlag for programmering bruker vi de vanlige formene for funksjonsbeskrivelse som: -

funksjonsdiagram funksjonsplan flytskjema strømveisskjema logiske symboler

Den vanligste metoden er å beskrive den ønskede prosessen med et funksjonsdiagram som gir oversikt over alle sylinderbevegelser og nødvendige signaler og signaltider. Dette blir brukt som grunnlag for å tegne et strømveisskjema som viser sammenhengen mellom de forskjellige logiske funksjonene.

Programmeringsinstruksjonene som blir brukt i et PLSsystem, er rent logiske og heter for eksempel AND, OR og NOT. Det er de samme som OG-, ELLER- og IKKEinstruksjonene som vi har nevnt før.

Et PLS-anlegg blir dokumentert og programmert som figurene 144-147 viser.

Figur 144 Funksjonsdiagram for PLS-styring. Signalgiverne nummereres fortløpende

114

+ S2

Figur 145 Pneumatisk koplingsskjema

Figur 146 Elektrisk koplingsskjema

S6

115

Programmeringsinstruksjoner

Reléskjema

ADR INSTRUKSJON 00 LES IKKE 400 1 OGO 2 OG1 3 MINNE PÅ 400 4 MINNE PÅ 401 5 LES 401 6 OG 4 7 MINNE PÅ 402 8 MINNE AV 401 9 LES 402 10 OG 6 11 MINNE AV 400 12 MINNE AV 402 13 LES 401 14 MINNE PÅ 200 15 LES IKKE 400 16 OG 5 17 MINNE AV 200 18 LES 401 19 OG 2 20 UT 201 21 LES 402 22 OG 3 23 UT 202

Figur 147 Et PLS-program for eksempelet på figurene 144-46

Elektriske signalgivere Manuelle brytere er beregnet for manuell signalgiving og fins i mange varianter på styreorganet.

Manuelle brytere er som regel elektromekaniske, det vil si at de har slutte- og brytekontakter som blir sluttet og åpnet når de blir betjent. Bryterne er oppbygd av en manøverdel som kan bli påmontert kontakter etter ønske og behov.

Figur 148 Endebrytere

Endebrytere blir brukt til å indikere en sylinders endeposisjoner, derav navnet. Disse bryterne er også kalt mikrobrytere og er elektromekaniske på samme måten som de manuelle. Endebryterne fins i mange forskjellige varianter slik at de kan oppfylle ulike krav til presisjon, levetid, bryteevne, størrelse, tetthet osv. I tillegg har de utallige varianter av styreorganer.

116 Trykkbrytere blir brukt til å omforme et pneumatisk signal til et elektrisk signal. Trykkbryterne er oppbygd av et kontaktsett (som regel en vekselkontakt) som blir påvirket av trykkluft over en membran eller et stempel. I motsatt retning blir stempelet påvirket av en trykkfjær.

Figur 149 Trykkbryter

Fjærkraften kan reguleres, og dermed kan vi justere det tilslagstrykket vi ønsker. Trykkbryterne kaller vi også trykkstrømbrytere eller pressostater, og de fins for forskjellige trykkområder. Visse trykkbrytere har en egen innstilling for tilslagstrykk og fraslagstrykk. Vakuumbryteren er i prinsippet lik trykkbryteren, men i stedet for at det blir satt trykk på et stempel, blir lufta sugd ut på den motsatte siden, og vi betjener bryteren ved hjelp av atmosfæretrykket. Vakuumbryterens tilslag kan også justeres.

Magnetavkjennere har i dag nesten helt erstattet de elektromekaniske endebryterne på pneumatiske sylindere. Magnetavkjennerne blir påvirket av magnetfelt slik at de gir utgangssignal.

Det fins i dag forskjellige utgaver av magnetkjennere: - tungeelementer eller reedreleer - induktive givere som bygger på svingekretser - magnetoresistive avkjennere som bygger på at elektrisk motstand endrer seg i et magnetfelt Induktive givere er bygd opp omkring en elektronisk oscillator som gir et svært bestemt induktivt felt foran en avkjenningsflate. Dersom en metallgjenstand blir ført inn i det induktive feltet, avtar oscillatorspenningen. Denne spenningsendringen kan registreres, og dermed kan den styre en utgangsforsterker. Utgangsforsterkeren er som regel en transistor, og det fins to utgaver av transistorer: PNPtransistorer for positive signaler og NPN-transistorer for negative signaler.

Induktive givere reagerer bare på metaller, og det gir en relativt god sikkerhet mot ufrivillig betjening.

Figur 152 Kapasitive givere

Kapasitive givere er på samme måten som induktive givere bygd opp omkring en oscillator som gir et felt foran en avkjenningsflate. Dersom feltet blir forstyrret av en gjenstand med en annen dielektrisitetskonstant enn luft, blir kapasitansen endret. Det kan registreres og brukes til å styre en utgangsforsterker, som også her som oftest er en transistor (PNP eller NPN). Kapasitive givere reagerer på alle typer

117

materialer. Disse giverne gir relativt liten sikkerhet mot ufrivillig betjening og er derfor lite brukt. Foto elektriske givere er bygd opp omkring et lysømfintlig halvledermateriale, som når det blir belyst, gir økt strøm eller spenning i en tilsluttet krets. Belysningen kommer fra en lyskilde som enten er innebygd i en enhet sammen med fotocellen, eller den fins i et separat hus.

Fotocellens utgangsforsterker er som regel et relé eller en transistorforsterker (PNP eller NPN).

Figur 153 Fotoceller

Fotoelektriske givere bruker i dag som regel infrarød belysning for å minske faren for ufrivillig betjening fra andre lyskilder. Fotoceller er ideelle signalgivere når en bruker lysledere som signalledning.

Figuren under viser hvordan de forskjellige typene signalgivere blir brukt i en elektrisk krets.

Figur 154 Signalutgang

Luftbehandling Trykkluftnettet i fabrikken

Figur 155 Trykkluftledning i en fabrikkhall

Når vi legger opp hovedledninger rundt i en fabrikk, må vi ta hensyn til særlig to faktorer: - trykkfallet, som skal være så lavt som mulig - vannutskillingen, som kommer av at trykklufta blir nedkjølt

119

Trykkfallet i et røropplegg bør ikke overstige 0,4-0,5 bar i hovednettet. Tabellen nedenfor kan vi bruke for å beregne hvor stort trykkfallet i ledningen blir ved forskjellige luftmengder. Vi kan også bruke tabellen til å beregne hvor stor ledningsdimensjon vi trenger. Legg merke til at trykkfallet er angitt i Pa (pascal). 1 bar = 100 000 Pa, 1 bar = 100 kPa.

TABELL OVER TRYKKFALL I RØR

Innvendig rørdiameter i mm 16 20 25 32 40 50

Eksempel: Luftmengden Q = 200 Nl/s. Rørets diameter er 32 mm. Rørets lengde er 10,0 m. Trykkfallet blir: 3,040 kPa/m • 10 m = 30,4 kPa eller 0,304 bar

z a

OD c ’E E s to E o c c(U ‘dd

cd 2

63

80

5

110

30

10 16 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200

380

130

40

10

910

300

100

30

1510

450

150

40

10

2070

680

220

70

20

3270

1070

350

100

30

10

4950

1620

530

160

50

20

7420

2450

800

230

80

30

3780

1230

360

120

40

10

5840

1910

560

180

60

20

8800

2900

840

280

90

30

4370

1270

420

140

40

10

6900

2010

660

220

70

20

3040

1000

330

100

30

4590

1500

500

160

50

7240

2370

780

250

70

3590

1170

370

110

5420

1780

560

170

8310

2720

860

260

4240

1330

400

6400

2020

610

250 320 400 500 630 800 1000

10

Trykkfallet er angitt i Pa per meter rør ved innløpstrykk på 8 bar absolutt

Når trykklufta strømmer gjennom røret til forbrukerstedet, blir den nedkjølt. Lufta skiller da ut vann, og det samler seg i bunnen av røret. Hovednettet må derfor på visse punkter ha mulighet til at vi kan tappe av dette vannet. I tillegg må vi ha dreneringskraner på alle lave punkter. Disse dreneringsledningene blir montert slik at vannet kan renne rett ned til avtappingskranene.

120 Ledningsuttak til de enkelte forbrukerstedene har vi på toppen av hovedledningen for å hindre at vann og slam blir med ut. Alle forbrukerne blir forsynt med filter på tilførselen. Når vi trenger konstant arbeidstrykk, setter vi også inn en trykkregulator. Noen ganger, særlig ved svært intensiv drift, bør også et smøreapparat settes inn, selv om man nå tilstreber å lage ”smørefrie” komponenter.

Filtrering Trykklufta strømmer inn i filteret og blir tvunget ned gjennom en skovlplate (A) som setter lufta i rotasjon.

Filter med vannutskiller og manuell drenering

Filter med vannutskiller og automatisk drenering

Figur 156 Luftfilter med vannutskiller og automatisk drenering

Vanndråper og større faste partikler blir slynget ut mot beholderveggen og renner ned i bunnen av beholderen. Trykklufta strømmer så videre gjennom filterelementet (B), der faste partikler stopper. Vannet som blir samlet i bunnen av beholderen, må tappes regelmessig, enten manuelt eller ved hjelp av en automatisk dreneringsmekanisme (D). Nede i

121

beholderen fins en skilleplate (C) som demper luftpassasjen mellom den øvre og nedre delen av beholderen. Det fører til at lufta over vannflata står i ro. Dersom vannivået stiger over skilleplaten, kan det føre til at noe av vannet blir revet med lufta igjen og går ut i anlegget. Det fins filterelementer i forskjellige finhetsgrader. For eksempel blir filtere med 100, 50,25 og 5 ^m porestørrelse framstilt av sintrert bronse og er normalt gode nok for pneumatisk utstyr. Submikrofiltre og kullfiltre blir brukt i anlegg der det stilles særlige krav til ren luft.

Drenering Som manuell drenering bruker vi en enkel kran. Automatisk drenering består av en fjærbelastet ventil som blir stengt ved hjelp av en flottør. Når vannivået stiger og flottøren følger med, åpner ventilen, og trykket i beholderen blåser ut vannet.

Trykkregulering Trykklufta i et industrianlegg kan produseres med forskjellige trykk. Normalt er dette trykket 7-9 bar. Det vil svinge mellom disse verdiene blant annet for at kompressoren skal få lang nok stopptid og dermed kjøling. Trykket i et pneumatisk anlegg bør helst være så stabilt som mulig for at anlegget skal få jevn og stabil drift. For å sikre det installerer vi en trykkregulator. Den består av en ventil (C) som kan åpne og stenge for trykklufta. Ventilen blir påvirket av en membran (B) som er forspent av en fjær (D). Forspenningen av fjæra kan reguleres med rattet (A). Når trykklufta blir satt på, strømmer den først uhindret gjennom ventilen, som står åpen på grunn av at fjæra er forspent. Etter hvert som trykket øker på utløpssiden, øker også trykket under membranen på grunn av åpningen (E). Trykket under membranen fører til en løftekraft på membranen, trykk ganger areal (P • A). Løftekrafta øker proporsjonalt med trykket og vil etter hvert nå samme verdi som fjærkrafta. Da vil ventilen stenge og trykkøkningen stanse. Vi har da det som kalles innstilt trykk. Når det blir forbruk på utløpssiden, vil trykket avta. Trykket under membranen avtar samtidig, fjæra presser ned membranen, og ventilen åpner for etterfylling av trykkluft.

122

Symbol

Figur 157 a En trykkregulator med avlufting

Avlufting Regulatorene kan være med eller uten avlufting. En regulator med avlufting har en åpning i senteret av membranen, som blir avdekt dersom trykket på utløpssiden gir større løftekraft på membranen enn fjærkrafta. Dette hullet sørger for at overskuddslufta kan blåse ut i atmosfæren. Dersom regulatoren har avlufting, vil det i praksis si at når vi senker det innstilte trykket på regulatoren, vil overskuddslufta blåse ut, og trykket avtar gradvis. I en regulator uten avlufting vil vi derimot måtte forbruke luft før trykket avtar.

Sikkerhetsventil — avluftingsventil

Figur 157b En avluftingsventil

For å sikre pneumatiske anlegg mot skadelig overtrykk kan vi installere en avluftingsventil som evakuerer lufta dersom trykket blir for høyt. Disse ventilene fins i forskjellige utgaver, men de enkleste og vanligste er oppbygd av et hus med en fjærbelastet kule. Trykket i anlegget gir en løftekraft på kula som er lik trykket multiplisert med arealet av ventilsetet. Motkrafta kan vi regulere ved å spenne fjæra. Dersom trykkluftkrafta blir større enn fjærkrafta, vil ventilen åpne, og overskuddstrykket blåser ut i atmosfæren.

123

Filterregulator Både filtrering og trykkregulering er så nødvendige og vanlige at disse funksjonene også kan fås bygd sammen i én komponent. Funksjonen tilsvarer både filter og regulator. Filtreringen skjer først, deretter trykkreguleringen. Filtreringen av lufta skjer også før trykkreguleringen i anlegg med separate komponenter blant annet for å hindre at trykkregulatoren skal bli forurenset.

Smøring Pneumatiske anlegg kan tilføres smøreolje i trykklufta. Smøreapparater som tilfører olje i trykklufta, er som regel oljeforstøvingsapparater, også kalt tåkesmøreapparater.

Oljetåkeapparatet (oil fog)

Figur 158 Tåkesmøreapparat

124 Dette apparatet består av et hus med innløp og utløp, og midt i luftløpet har det en såkalt venturiseksjon (C). Dessuten har apparatet en beholder (E), et seglass (B) med strupeventil (A) for regulering av oljemengden og et rør for tilførsel av olje til seglasset.

Hovedluftstrømmen går rett gjennom apparatet og passerer en gummimembran (D), som gir en viss motstand. Dermed blir det skapt en trykkdifferanse som driver oljen gjennom røret til seglasset på toppen.

Ved en ejektorvirkning blir oljedråper trukket med hovedluftstrømmen og slitt i små partikler (oljetåke). Apparater av denne typen kan smøre komponenter som har 5-10 m ledninger fra smøreapparatet.

Mikrotåkeapparatet (micro fog) Dette apparatet har et liknende prinsipp som det første, men her peker ejektoråpningen ned i beholderen, og en del av luftstrømmen går gjennom beholderen til utløpet. Meste­ parten av oljen faller da ned i oljebeholderen som dråper, mens den mest finfordelte oljen svever i lufta og blir med hovedluftstrømmen gjennom en passasje fra beholderen til utløpet.

Vi regner med at denne typen smøreapparat kan smøre i en avstand av ca 30 m.

Injeksjonssmøreapparat Injeksjonssmøreapparater blir brukt der oljetåken ikke når fram i store nok mengder. En injeksjonssmører er en trykkluftdrevet liten stempelpumpe som pumper oljen direkte inn i ledningen nær smørestedet. .

Figur 159 Mikrotåkeapparat

Tørking av trykkluft Lufta inneholder alltid fuktighet i form av vanndamp. Mengden av vanndamp i lufta kan variere sterkt fra nesten ingenting til en maksimumsmengde når lufta er mettet. Denne grenseverdien for hvor mye vanndamp lufta kan inneholde, varierer både med trykket og temperaturen til lufta. Diagrammet på neste side angir hvor mye vann lufta kan inneholde ved forskjellige temperaturer.

125

100

DIAGRAM OVER VANNINNHOLD I LUFT VED ULIKE TEMPERATURER

Den lufta som strømmer ut i anlegget, er ofte mettet med vanndamp. Når lufta så blir kjølt ned ute i trykkluftnettet, vil noe av vannet bli utskilt (kondensert). Dette vannet kan skape driftsforstyrrelser i anlegget. For å unngå det kan vi tørke lufta, og det skjer enten ved nedkjøling eller adsorpsjon.

Kjøletørker En kjøletørker utnytter det forholdet at lufta skiller ut vann når temperaturen synker. Kjøletørkeren består av et kjøleaggregat og to varmevekslere i trykkluftkretsen. Varm og fuktig luft strømmer først inn i en varmeveksler, der den blir kjølt ned av kald utstrømmende luft. Den fuktige lufta strømmer videre inn i neste varmeveksler, der den blir kjølt ytterligere ned av kjølemediet. Nedkjølingen skjer til ca +2 °C. Lufta har da skilt ut vann, som blir drenert ut ved hjelp av en automatisk dreneringsmekanisme. Lufta strømmer videre ut gjennom den første varmeveksleren igjen og blir varmet opp litt igjen av innstrømmende varm luft.

126

Grensen for nedkjøling av lufta er her 0 °C fordi vannet som blir skilt ut, fryser dersom temperaturen blir lavere. Den utstrømmende lufta har en temperatur på 8-10 °C, men den inneholder ikke mer vann enn at den er mettet med vann ved +2 °C. Vi sier da at lufta har et duggpunkt på 2 °C. Duggpunktet er således et uttrykk for vanninnholdet i lufta.

Adsorpsjonstørker

Figur 160b Adsorpsjonstørker Adsorbere betyr å suge til seg. Porøse materialer har evne til å suge opp vann uten at vannet inngår en kjemisk forbindelse med materialet. Evnen til å suge opp vann blir borte når

127 materialet er mettet med vann. Det er særlig aluminiumoksid og silisiumoksid som blir brukt til lufttørking, fordi oksidene har en stor evne til å trekke til seg vanndamp. Når oksidene er mettet med vann, kan de reaktiveres. Det skjer ved at vi lar tørket luft med lavt trykk strømme forbi (kaldregenerering), eller ved at vi tilfører varme (varmregenerering).

En adsorpsjonstørker består av to beholdere som er fylt med tørkemiddel. Den ene beholderen står for tørking av lufta, mens tørkemiddelet i den andre beholderen blir reaktivert. Etter en tid veksler tørkeren slik at lufta strømmer inn til det reaktiverte tørkemiddelet og starter reaktivering av den motsatte beholderen. Vekslingene blir styrt av et elektrisk tidsur som gir signaler til magnetventiler. Magnetventilene kopler om slik at innløp og utløp skjer fra den ene eller den andre beholderen. Tiden mellom disse vekslingene er alltid innstilt fra fabrikken. Reaktivering av tørkemiddelet skjer ved at en gass strømmer gjennom beholderen. I små tørkere blir som regel litt av den tørkede lufta brukt til reaktivering. Reaktivering skjer ved atmosfæretrykk, og lufta får da et svært lavt duggpunkt i tillegg til at volumet øker. Vi vil derfor klare oss med en liten del (ca 15 %) av den tørkede lufta til reaktivering. I litt større tørkere blir reaktiveringslufta varmet opp for å senke behovet for reaktiveringsluft. Disse tørkerne bruker 2-5 % av den tørkede lufta som reaktiveringsluft. I de største tørkerne blir det brukt en vifte som tar luft fra atmosfæren til reaktiveringsprosessen. Det trengs da større mengder luft, men det betyr lite siden kostnadene er svært små. Adsorpsjonstørkere gir svært tørr luft. Duggpunktet i lufta blir normalt mellom -30 og -40 °C. Disse tørkerne vil altså gi så tørr luft at det ikke blir frostproblemer selv om trykklufta blir brukt ute i vinterkulda. Adsorpsjonstørkere krever oljefri luft. Tørkemiddelet vil vanligvis avgi noe støv som kan være skadelig for tetningene til trykkluftkomponentene. Adsorpsjonstørkerne vil derfor ha behov for et oljeavskillende filter på innløpssiden og et støvfilter på utløpssiden.

Trykklufthydrauliske systemer Oljedempet sylinderbevegelse Figur 161 Oljedempet sylinder­ bevegelse

Som kjent kan vi trykke sammen luft, og den kan utvide seg. Så når lasten varierer sterkt, vil en trykkluftsylinder få en ujevn eller rykkete bevegelse. I en del tilfeller vil det være uheldig, for eksempel ved mating av verktøy på bor- eller fresemaskiner, eller ved heving og senking av last når det kreves god kontroll.

129 Figur 161 viser et vanlig brukt system for en oljedempet, trykkluftdrevet bevegelse.

De to kamrene i sylinderen Cl er knyttet til oljebeholderne VI og V2, som er fylt med olje slik at sylinderens slagvolum tilsvarer volumet mellom det øvre og nedre nivået i beholdernes nivåglass. En 5-portventil, Yl, er koplet til oljebeholdernes øvre port med utløpene 2 og 4. Ved veksling av ventilstillingen vil sylinderen bevege seg fram og tilbake, men langsommere med olje enn med luft. For å regulere hastigheten i plussretning bruker vi strupeventilen RI. For å få full hastighet på minusbevegelsen har vi tilbakeslagsventilen El på samme ledningen.

Sylinderen her er også spesiallaget for lavtrykkshydraulisk drift. Oljebeholderne er også spesielt laget for formålet og utformet slik at luft og olje ikke blir blandet og danner skum. De andre komponentene er av samme typen som brukes i pneumatikk. Dersom det ved trykklufthydraulisk drift er fare for trykkøkninger som komponentene ikke er beregnet for, må vi overveie å sette inn høytrykkskomponenter. Det gjelder i vårt tilfelle rør, koplinger, strupeventil og tilbakeslagsventil.

Trykkforsterker Hydrostatisk trykk I et lukket rom er det hydrauliske trykket det samme i alle retninger, og trykket er det samme om rommet er lite eller stort.

^3

Figur 162 Hydrostatisk trykk. Trykkforsterker

130 På figur 162 har vi en lukket beholder med et stempel i den ene veggen. Dersom vi trykker på stempelet med en kraft F og stempelet har arealet A, blir trykket i beholderen:

Det vil si at jo større krafta F er, desto høyere blir trykket P.

Dette prinsippet utnytter vi i trykkluftdrevne trykkforsterkere. I en trykkluftsylinder har vi et stempel med arealet Ap Stempelstangarealet, A2, er mye mindre enn AP Stempelstanga går i denne sylinderen over en høytrykkstetning inn i et høytrykkskammer fylt med olje. Når vi setter lufttrykket P} inn på stempelarealet A], får vi en kraft:

Fi = P}-A} Denne krafta skal tas opp av stempelstangarealet A2 og oljetrykket P2. Det vil si: Pi • Ai = P2 • A2

Det gjør at P2 = Pi • —A2 Vi kaller forholdet A\/A2 = U, som er utvekslingsforholdet i trykkforsterkeren.

Regneeksempel: Arealet Ai = 78,5 cm2 (100 mm diameter) Arealet A2 = 3,14 cm2 (20 mm diameter) Trykket Pj = 6,3 bar Utvekslingsforholdet U =

A2

— = 25 3,14

Trykket P2 = PY • U = 6,3 bar-25 = 157,5 bar. Vi knytter høytrykkskammeret til en høytrykksoljesylinder med stempelarealet A3. Krafta på dette stempelet blir:

f2

= p2-a3

Eksempel: A3 = 19,6 cm2 (sylinderdiameter 50 mm) P2 = 157,5 bar F2 = 157,5-10-19,6 E _ 7A Q7O M

_ inNT/ 2x N/em )

131 Det er med andre ord en betydelig trykkøkning vi kan oppnå på denne måten. Prinsippet blir brukt ved fastspenning, pressing og stansing på fettpresser, ved høytrykkssprøytemaling o.l. Det er verd å merke seg at trykkforsterkeren bare leverer en viss mengde olje, som er begrenset av stempelstangas areal og slaglengde. Det blir derfor bare ved et forholdsvis kort høytrykkslag for arbeidssylinderen at vi kan utnytte dette prinsippet. Regneeksempel:

Høytrykksvolum VH = ^2' Slaglengden St sier vi er 10 cm, A2 er 3,14 cm2

Høytrykksvolum VH = 3,14 • 10 =31,4 cm3 Arealet på arbeidssylinderens stempel A3 = 19,6 cm2 V

^14 em3

Slaglengden S2 = —— = —’----- - = 1,6 cm A3 19,6 cm2

Når vi har høye oljetrykk (over 20 bar), bør vi alltid bruke høytrykksrør og rørkoplinger for å unngå lekkasjer.

Installasjon og vedlikehold av pneumatiske anlegg Montering Forberedelse Før monteringen starter, skal nødvendige arbeidstegninger og koplingsskjema foreligge. Koplingsskjemaet skal inneholde alle komponentene som inngår i maskinen. Dersom skjemaet mangler opplysninger over ledningsdimensjoner, ledningstype, lengder og slike ting, skal vi skaffe oss dem og gjerne notere dem på skjemaet. Det samme gjelder for rørkoplinger.

Hold koplingene rene før og under monteringen. Behold beskyttelsespropper og teip i portene på sylindere og ventiler så lenge som mulig og sørg for at de er skjermet for støv og væskesprut.

Start monteringen med sylindrene Kontroller at sylindrene har passende festebraketter. Det gjelder både sylinderkroppen og stempelstanga.

Figur 163 En sylinder med fester

133 Når du fester sylinderen, skal du kontrollere at det ikke oppstår skjevheter som skaper brytninger.

Trekk stempelstanga fram og tilbake og kjenn etter at den går lett etter monteringen. Dersom det ikke er mulig å dra stempelstanga for hånd, bør du prøve sylinderen med lavt lufttrykk etter monteringen. Til standardsylindere fins det egnede festeanordninger for de fleste tilfellene, slik figurene viser.

Figur 164 Fester for en sylinder

134

Figur 165 En sylinder med svingfeste

En sylinder med svingbart feste i begge endene arbeider som regel brytningsfritt og uten skadelige sidekrefter. Men dersom sylinderen har en lang slaglengde og stor egen tyngde, slik figuren under viser, kan et midtfeste gi en bedre løsning.

Figur 166 Et midtfeste gir bedre utbalansering av sylinderens egenvekt

På neste figur ser vi hvordan vekta av sylinderkroppen er utbalansert i og med at svingfestet er plassert midt på sylinderen.

135

Montering av ventiler Begynn med de ventilene som skal påvirkes ute i maskinen, signalgiverne. Kontroller at ventilenes styreorgan ikke blir skadd ved at trykknappen eller rullearmen blir tvunget over maksimalt utslag (se figuren under).

o

136

Når en ventil blir påvirket av en roterende kam, skal kammen være utf°rrnet slik at ventilen får en suksessiv og ikke slagartet nåvirkninø

Figur 168 Ventil og kamskive, til venstre bra utforming av kammen, til høyre dårlig Dersom ventilen står i et område der det er fare for nedsmussing eller overspyling, må den trekkes mest mulig ut av området eller skjermes.

Trykkstyrte eller elektrisk styrte ventiler kan med fordel samles i grupper og gjerne i egnede skap. En stor del av systemet kan dermed koples ferdig på forhånd, prefabrikeres, og vi får en rasjonell, tidsbesparende montering.

137

Blokkmonterte ventiler

Figur 170 Pneumatisk styreskap

Dersom det er stor avstand fra skapet til sylindrene, kan det noen ganger tale for å sette ventilen nær sylinderen. Merk komponentene med de samme betegnelsene som på koplingsskjemaet, for eksempel: Cl, Sl, Yl osv. Merk med varige skilter.

Tilførselen Monter avstengingsventilen, filteret, trykkregulatoren og det eventuelle smøreapparatet på et lett tilgjengelig sted så nært forbruksstedet som mulig. Se ellers avsnittet om luftbehandling.

138

Ledninger og koplinger Klemringarmatur

Snittringarmatur

।

i

Figur 171 Armatur for metallrør

Faste eller stive ledninger kan være av stålrør, kopperrør eller rustfrie stålrør. For slike rør må vi bruke klemrings- eller snittringsarmatur (se figuren). Disse armaturene kan også brukes på plastrør, men da med en støttehylse av metall inne i røret.

Figur 172 Montering av klemringarmatur

Klemringskoplinger trekker vi hensiktsmessig til i en skrustikke før vi monterer dem på plass i anlegget.

139

Figur 173 Kapping, grating og renblåsing av rør

Metallrør kapper vi vinkelrett, gjerne med en rørkutter. Når vi bruker baufil, må vi grate røret innvendig og utvendig og blåse det rent for all spon etterpå. I pneumatikken dekker plastrørene nå de fleste behov og er snart enerådende.

140 A

Til plastrør bruker vi mest innstikkskoplinger eller hurtigkoplinger. Vi stikker røret inn i en spennhylse med mothaker og videre inn over en O- ringstetning. Vi løsner røret igjen ved å trykke inn spennhylsen med et verktøy samtidig som vi trekker røret ut. Gummislanger bruker vi til bøyelige ledninger som er særlig utsatt for slitasje. Figurene nedenfor viser noen typiske riktige og gale måter å montere gummislanger på.

Figur 174 Hurtigkopling for plastrør

Figur 175 Montering av gummislanger

141

Grunnreglene er:

-

Figur 176 Tetning mellom nippel og gjengeport

Vri ikke slanger. Strekk ikke slanger. Ha ikke for krapp bøyning. Ha løse, ledige buktninger.

Når vi monterer nipler i gjengeportene i sylindere og ventiler, bruker vi helst plantetninger. Figur 176 viser tre gode tetningsprinsipper. Unngå gjengeteip og tetningsvæske, for de gir lett løse rester som går i rørsystemet og forstyrrer ventilfunksjonene.

142

Igangkjøring av anlegg Utgangsstilling 1) Trykklufta skal være frakoplet. Still alle sylindrene i utgangsstilling om mulig. Still effektventilene i den aktuelle utgangsstillingen om mulig. 2) Styrekretsen skal være slått av eller stilt på manuell. Et ideelt styresystem skal ha mulighet for manuell trinnkjøring av maskinen og for manuell nullstilling.

3) Strupeventiler for hastighetsregulering av sylindere skal vi skru helt igjen og så åpne dem 1-2 omdreininger. Det gjør vi for å hindre altfor hurtig start.

Start 4) Slipp trykket svært langsomt på. Sylindrene vil nå innta en posisjon som svarer til effektventilenes stilling. Still inn riktig arbeidstrykk. 5) Kjør, om mulig, hver enkelt sylinder med manuell styring og still inn riktig hastighet. Alternativt kan du trinnkjøre maskinen. Da må du stille inn hastigheten etter hvert i løpet av noen arbeidssykluser. Kontroller at signalgiverne har riktig betjening.

6) Kjør arbeidsforløpet kontinuerlig og finjuster arbeidshastigheten før produksjonstesten begynner. Selv små sylindere kan føre til personskade. Utfør derfor aldri monterings- eller utbedringsarbeider i maskinen uten at lufta er slått av, og sett en mekanisk sperre for spesielt farlige bevegelser. Bruk et redskap til å betjene signalgivere når det er nødvendig for å prøve funksjonen.

Avstengingsventilen for anlegget bør være av 3-porttypen slik at maskinen kan avluftes når ventilen blir stengt.

Når vi setter på lufta igjen etter en reparasjon, er det som oftest riktig å øke trykket svært langsomt for å unngå en altfor rask start av sylinderbevegelsene. Det fins ventiler som automatisk gir en langsom pålufting. Figur 177 viser en slik ventil. Den er bygd på som tilførselsmodul til en ventilblokk. Når vi starter, gir ventilen en langsom trykkøkning til ca 4,5 bar og veksler så til full åpning.

143

Figur 177 Ventilblokk med påluftingsmodul

Feilsøking Let systematisk etter feilen 1) Kontroller arbeidstrykket på manometeret. Det skal normalt ligge på 6-7 bar. Hør om maskinen har lekkasjer. 2) Dersom maskinen har elektriske styreelementer, må du se om strømmen er på, og om maskinen har riktig spenning. 3) Rør ikke endebryterne i maskinen, for de kan gi uønskede bevegelser, og da blir det enda vanskeligere å finne feilen. 4) Ta for deg koplingsskjemaet med funksjonsdiagram. Finn ut hvor i forløpet maskinen har stanset.

144

C1

C2

C3

C4

Figur 178 Funksjonsdiagram

Dermed kan du se hvilken signalgiver som ikke gir signal, eller at signalet ikke gir den forventede virkningen. 5) Du søker så feilen ut fra denne signalgiveren og undersøker dette:

- Gir den signal eller ikke? - Veksler den ventilen som får signalet? - Går den sylinderen som blir styrt av ventilen? Ved en slik systematisk gjennomgang finner du fort fram til årsaken. Utelukk ikke at feilen kan være mekanisk. Slitte maskindetaljer eller fremmedlegemer som sperrer for bevegelsene, er ganske vanlige feilkilder. 6) Se over ledningene. Klemte ledninger kan gi feil som er vanskelige å spore.

7) Når du starter opp, bør du følge de rådene som er gitt i avsnittet om igangkjøring. HUSK forsiktighetsreglene når du søker feil i maskinen.

145

Vedlikehold og reparasjon Vedlikeholdsarbeidet kan vi dele i forebyggende og utbedrende vedlikehold.

Ved et systematisk forebyggende vedlikehold kan vi forlenge tiden mellom maskinrevisjonene og kanskje helt unngå en overraskende driftsstopp. Under finner du en grei sjekkliste for forebyggende vedlikehold.

Hyppighet Kontrolloperasjon

Hvert år

Hvert 2. år

8 Skifte sylindere

X

X

9 Skifte ventiler

X

X

Hver dag 1 Kontrollere trykk

X

2 Kontrollere lekkasje

X

3 Tappe filter

X

4 Kontrollere smøreapparat

X

Hver uke

Hver måned

5 Kontrollere ledninger

X

6 Kontrollere sylinder

X

X

7 Kontrollere signalgivere

X

X

Sjekklisten kan variere fra bedrift til bedrift og etter de forskjellige driftsforholdene som råder. Vi skal her beskrive de enkelte punktene litt mer utførlig. 1) Arbeidstrykket skal kontrolleres før start og under kjøring av maskinen. Maskininstruksen skal angi størrelsen på arbeidstrykket. Dersom det viser seg at trykket faller under kjøring, må filteret på tilførselen sjekkes. Kanskje filterinnsatsen må skiftes.

2) Du kontrollerer med øret om det er lekkasjer. Ikke hørbare lekkasjer er som regel uskadelige. 3) Tapp filteret for vann så ofte som nødvendig, minst hver dag. Filterinnsatsen kan gå tett av olje og må da skiftes.

146 4) Kontroller smøreapparatet visuelt hver dag. Fyll etter med olje etter behov. Se etter at det er et forbruk av olje, men ikke så stort at det blir oljesøl fra ventilavløpene. 5) Se etter at ledningene ikke er løse eller ligger i klem, eller at bøyelige ledninger ikke blir gnagd av.

6) Sylindrene skal ha lang levetid, så det er viktig å se etter at stempelstengene ikke får riper eller synlige slitemerker. Likedan er det enkelt å kjenne etter om festene og skruene sitter fast. Hurtige bevegelser kan lett løsne dem. 7) Signalgivere kan være ventiler, elektriske brytere eller andre typer givere. I alle fall gjelder det at de må sitte fast, sitte i riktig stilling og ikke bli overbelastet av for eksempel løse maskindeler eller produkter. Det er som regel enkelt å sjekke disse tingene og forebygge stygge feil.

NB! Betjen ikke giverne med hendene under kontrollen. Slå av styrelufta eller styrestrømmen hvis det er mulig. 8) Skift eller overhal en sylinder når det har oppstått en feil, eller når den har utført så mange arbeidsoperasjoner at du kan forvente feil.

9) Ventiler er enten signalgivere eller fjernstyrte effektventiler. En signalgiver vil normalt ha like lang levetid som sylindrene og kan ha samme utskiftningsfrekvens. Ventiler som blir styrt med trykk eller elektrisk, vil som regel ha lengre serviceintervaller.

Smøremidler Når komponentene blir overhalt, skal de settes inn med fett. Dersom maskineriet krever tilsatssmøring under drift, må vi tilsette trykklufta olje. Spør leverandørene om hvilke smøremidler som skal brukes, og følg anbefalingene. Leverandørene vil også kunne gi råd om når smørefri drift bør anbefales.

Reparasjon av sylindere og ventiler 1) Før du demonterer en komponent, skal du rengjøre den utvendig. 2) Finn fram reservedelskatalogen og se hvordan delene er satt sammen, slik at du begynner å demontere riktig.

147

Figur 179 Reservedelstegning/ekspandert sylinder

3) Se etter hvilke reservedeler som fins. Som regel blir det nå levert komplette slitedelssett. 4) Demonter komponentene i et rent rom om mulig. Rens delene med tillatte og anbefalte rensemidler.

5) Tørk bort alt rensemiddel fra delene.

6) Sett inn nye og gamle deler med et tynt lag fett av anbefalt type.

7) Monter sammen delene og foreta en tetthetsprøve for å finne lekkasjer. 8) Funksjonsprøv ventiler med trykk. Kontroller at ventilen arbeider under det angitte styretrykket.

Figur 180 Reservedelstegning/ ekspandert ventil

Dersom reparasjonen er riktig gjort, skal komponenten være like god som ny.

Dimensjonering Beregning av sylindere Statisk last

Figur 181 En sylinder som står stille under arbeidsoperasjonen, for eksempel når vi spenner fast en gjenstand, sier vi har statisk last. Krafta i plussretning, F+, er da lik nettrykket ganget med arealet på stempelets plusside: F+ = P-A1 Regneeksempel: Trykket P = 6,3 bar Stempelarealet AT = 20 cm2

Krafta i plussretning: F+ = 6,3 • 10 N/cm2 • 20 cm2 = 1260 N (1 bar = 10 N/cm2, se avsnittet om trykkenheter)

149

Krafta i minusretning: F- = PA2

Arealet på stempelets minusside er mindre på grunn av at arealet av stempelstanga må trekkes fra. Regneeksempel: Trykket P - 6,3 bar Stempelarealet A2 =17 cm2

F- = 6,3 • 10 N/cm2 • 17 cm2 = 1071 N Eksemplene gjelder for en sylinder med en diameter på 50 mm.

De kreftene vi har regnet ut, er teoretiske. Det vil si at friksjonskreftene ikke er trukket fra. Friksjonskreftene vil alltid redusere den teoretiske krafta. Vanlig verdi for friksjon er 5-10 %.

Den krafta som trengs til et arbeid, kan være vanskelig å bestemme helt nøyaktig. For sikkerhets skyld kan vi derfor regne med 10 % fradrag for friksjonen. For å gjøre beregningene enkelt og raskt bruker vi i praksis mest mulig ferdig utregnede tabeller.

150 Figur 183 Tabell over stempelarealer og krefter ved 6,3 bars arbeidstrykk for standardsylindere

Sylinder

0 mm

10 16 20 25 32 40 50 63 80 100

Stempel­ Areal på Areal på Teoretisk kraft i stang 0 stempelets stempelets N ved 6,3 bar plusside minusside mm At cm2 A2 cm2 Plusside Minusside

6 6 8 10 12 16 20 20 25 32

0,80 2,00 3,14 4,91 8,04 12,60 19,60 31,00 50,00 78,50

0,77 1,73 2,64 4,10 6,91 10,60 16,50 28,00 45,10 70,50

50 126 200 309 506 793 1234 1953 3150 4945

48 108 166 258 435 667 1039 1764 2841 4441

Dersom vi skal bruke et annet arbeidstrykk enn 6,3 bar, bruker vi formlene F+ = P • Ax og F- = P • A2 og setter inn det aktuelle arbeidstrykket. Eksempel: En sylinder med diameteren 63 mm skal drives med 4 bars trykk. F+ blir da:

F+ = 4 • 10 N/cm2 • 31 cm2 = 1240 N

Belastningsgrad — Br Den teoretiske krafta P • A må alltid være større enn den virkelige krafta F som sylinderen skal overvinne.

I beregninger bruker vi derfor begrepet belastningsgrad.

B _

F

_

P•A

Virkelig kraft Teoretisk kraft

For statisk last velger vi belastningsgraden vanligvis ikke over 0,80, for dynamisk last aldri over 0,70.

Eksempel: En sylinder skal klare en last på 1300 N ved plussbevegelse. Trykket er 6,3 bar. I tabellen foran ser vi at vi må velge en sylinder med en diameter på 63 mm, og den gir teoretisk 1953 N ved plussbevegelse.

Belastningsgrad — Br

1300 N PA

1953 N

= 0,66

151

Dynamisk last Når sylinderen utfører et arbeid under bevegelse, får vi et trykktap på grunn av strømningen inn og ut av ventilen og røret. Trykkbalansen i systemet blir slik:

Trykk for å overvinne lasten F P

=

_L

* last

Figur 184 Trykk i en sylinder

A-Pfriksjon

A^inn

APut

.

Effektivt trykk

friksjonstap strømningstap inn strømningstap ut

Sum = disponibelt arbeidstrykk; 6,3 bar

Trykkforløp under slaget Diagrammet viser hvordan trykket kan variere i den tiden sylinderen beveger seg.

Figur 185 Diagram for trykkbalanse i en dobbeltvirkende sylinder En kort tid, starttid, går med til å senke trykket på utløpssiden til trykkforskjellen på innløps- og utløpssiden blir stor nok til å overvinne krafta F. Sylinderen starter så bevegelsen, og trykkene "stabiliserer” seg under slaget til stempelet når endestillingen.

152

Luftforbruk, Q, ved bevegelsen Dersom vi kjenner hastigheten på stempelet og trykket på innløpssida, Pinn, kan vi beregne iuftforbruket slik:

Sylinderdiameteren D = 50 mm. Stempelarealet A! = 20 cm2 eller 0,2 dm2. Hastigheten v = 0,5 m/s, eller 5 dm/s. Slagvolumet V = 0,2 dm2 • 5 dm/s = 1 dm3/s.

Luftforbruket Q finner vi ved å multiplisere slagvolumet V med det absolutte trykket i sylinderen. Dersom Pinn = 6,3 bara, blir Q=V- Pinn = 1 dm3/s • 6,3 = 6,3 NdmVs, eller 6,3 Nl/s

Vi må nå ha en ventil og et rør til sylinderen som gir stor nok gjennomstrømningskapasitet til at vi kan få denne hastigheten.

Gjennomstrømningskapasitet, konduktans, i ventiler og rør Gjennomstrømningskapasiteten, konduktansen, definerer vi slik:

Komponent Innløpstrykk 6,3 bar

Qmaks

Utløpstrykk 1 bara (1 atm)

C-verdi

Figur 186

(Nl/s) er den mengden luft som strømmer gjennom ventilen når trykket ved innløpet er 6,3 bar (7,3 bara), og trykket ved utløpet er 1 bara (1 atm). Qmaks

Konduktansen C = -^maks 7,3 bara

(Nl/s • bar)

Leverandørene oppgir verdiene for Qmaks og C, og vi har her en internasjonalt kjent måte å angi strømningskapasiteten på.

153

C-verdierfor ventiler og rør Figur 187 Tabell over C-verdierfor noen vanlig brukte ventiler

Ventiltype 3/2-signalventil 3/2-signal-/effektventil 3/2- og 5/2-ventiler 5/2-ventil 5/2-ventil 5/2- og 3/2-ventiler 5/2- og 3/2-ventiler 5/2- og 3/2-ventiler 5/2- og 3/2-ventiler 5/2- og 3/2-ventiler

Port­ dimensjon

C-verdi Nl/s ■ bar

M5 G 1/8" G 1/8" G 1/8" G 1/4" G 1/4" G 3/8" G 3/8" G 1/2" G 3/4"

0,12 0,5 1,2 2,5 4,0 5,6 7,5 11,0 15,0 33,0

Diagrammet nedenfor angir C-verdi for rør med de mest vanlige innvendige diametrene i mm. Eksempel: Et rør med diameter 6 mm og en lengde på 1 m, har en C-verdi på 3 Nl/s • bar.

154

Dimensjonering av rør og ventil for en sylinder med gitt hastighet I nomogrammet på neste side finner vi størrelsen på røret og C-verdien for ventilen når vi kjenner sylinderens diameter, D, stempelhastighet og belastningsgrad Br og rørets lengde L fra ventil til sylinder. Framgangsmåten er slik dersom vi velger en sylinder med diameter 50 mm, hastighet 1 m/s og belastningsgrad lik null (rørlengden L er 2 m):

Vi går inn i del 1 på nomogrammet på hastighet v = 1 m/s og følger den loddrette linjen opp til kurven for D = 50 mm. Fra skjæringspunktet går vi så vannrett ut til høyre til del 2 på nomogrammet til linjen for null belastning. Fordi belastningsgraden er null, kan vi fortsette vannrett ut til høyre gjennom del 3 på nomogrammet til skalaen for ventilens C-verdi ute til høyre. Vi finner at den blir ca 2,3 (stiplet linje 1).

Dersom vi nå trekker en linje fra ledningslengde L = 2 m opp til den linjen vi nettopp har lagt inn, ser vi at linjene skjærer hverandre på kurven for rørdiameter 6 mm. Vi har altså funnet at rørdiameteren må være 6 mm, og ventilens C-verdi må være minst 2,4. Vi kan da gå inn i leverandørkatalogen og finne en slik ventil.

Annen belastningsgrad Hvis belastningsgraden ikke er null, men for eksempel 70 %, må vi følge de skrå linjene i del 2 på nomogrammet til linjen for belastningsgrad 70 %. Vi går så vannrett ut til del 3 på nomogrammet, stiplet linje 2, og finner helt ute til høyre at ventilens C-verdi må være ca 5,5, og at rørdiameteren må være 9 mm.

På skalaen til venstre i del 3 på nomogrammet er angitt Cverdien for ventil og rør sammenkoplet, det vil si resulterende C-verdi, Cinn. Du kan nå gå tilbake til tabellen over C-verdien for ventiler og se hvilke ventiler du må velge i de to tilfellene. Du vil da finne at ved null belastning kan du bruke en ventil med C-verdi 2,5, dimensjon G 1/8". Ved 70 % belastning kan du bruke en ventil med C-verdi 5,9, dimensjon G 1/4".

Du kan nå lage eksempler selv og prøve nomogrammet.

0,2 0,3

Stempelhastighet

0,1

0,5

1,0 2

V

,

n

[m /s ]

r

0,1

0,2 0,3

0,5

1,0

2

3

5

10

30

Rørlengde

20

L, meter

155

156

Dempediagram

Figur 188 Dempediagram Når vi har bestemt størrelsen på sylinderen og vet hvilken hastighet den skal ha, gjenstår det å kontrollere om sylinderens dempeevne står i forhold til den oppgaven den skal utføre. Vi har tidligere sett på dempingens virkemåte. I dempediagrammet (figur 188) finner vi hvor stort dempearbeid sylinderen er i stand til å ta opp.

Eksempel: Vi forutsetter at sylinderen skal bevege en masse m = 100 kg, og at stempelhastigheten v = 0,5 m/s. Vi går inn i diagrammet på hastigheten v = 0,5 m/s og finner at en sylinderdiameter på 50 mm kan dempe en masse på ca 120 kg. Lag noen eksempler selv og prøv diagrammet.

Lavtrykkspneumatikk Berøringsfri signalgiving med trykkluft I noen tilfeller, der det er vanskelig å gi signaler med vanlige ventiler, kan vi få signaler med luftstråleteknikk. Det kan være aktuelt å bruke når emnet som skal gi signaler, er svært lett, ømfintlig eller kanskje svært varmt. Vi kan også bruke luftstrålesignal der det er liten plass til rådighet, ved at vi borer blåseluftkanaler i selve maskinen.

Blåsemunnstykke Figur 189 viser et blåsemunnstykke med tre åpninger. Luft med et lite overtrykk strømmer inn i port 1 og fritt ut i port 3. Når en gjenstand nærmer seg port 3, blir utstrømmingen hindret, og lufta strømmer ut i port 2. Etter hvert blir trykket i utløpet høyt nok til å aktivere en membranforsterker.

U-munnstykke På figur 190 strømmer lufta inn i port 1, den går videre over et åpent gap i U-forma, blir fanget opp på den andre siden av gapet og strømmer ut i port 2. Dersom vi fører en gjenstand inn i gapet, blir strålen brutt, og utsignalet opphører. Gapet må ikke være for stort (vanligvis ikke mer enn 25 mm), ellers blir trykktapet for stort.

Figur 190 Et U-munnstykke

158

Kombinasjon av munnstykker Når større gjenstander skal gi signal, må vi ha større gap. Vi kan da arrangere en kombinasjon av munnstykker slik figur 191 viser. Strålen fra det enkle munnstykket bryter strålen i U-munnstykket slik at utsignalet opphører. Når en gjenstand blir ført mellom munnstykkene, blir utsignalet opprettet igjen. Denne kombinasjonen kan brukes på avstander opp til ca 200 mm.

Figur 191 Kombinasjon av munnstykker

Refleksmunnstykke V

Figur 192 Et refleksmunnstykke Lufta fra innløp 1 strømmer ut i en rørformet spalte og danner en rørformet skjerm eller stråle. Når en gjenstand blir ført mot åpningen, stiger trykket i utløp 2, som har en kanal midt inne i utløpsstrålen, og vi får utsignal.

Signalene vi får her, er basert på lave innløpstrykk, for det meste i størrelsen 0,1 -1,0 bar. Underveis blir trykket mye svekket, slik at utsignalene ligger i størrelsen 0,01 bar (1 kPa). Det tilsvarer en 100 mm vannsøyle.

Forsterker ventil (membranjorsterker) Disse svake signalene må omformes til signaler med vanlig arbeidstrykk på 6-7 bar. Til det bruker vi en trykkstyrt ventil med en membranoperert forstyringsventil som på figur 193a. I uaktivert tilstand, fase 1, strømmer styreluft gjennom en dyseåpning til atmosfæren via en evakueringsåpning under membranen. Når styretrykk påvirker membranen, blir dyseåpningen tettet til, og trykket stiger over styrestempelet i ventilen. Dermed skifter ventilen stilling og gir utsignal.

Figur 193b viser symbolskjemaet for en signalkrets med lavtrykkssignal.

159 Signaltrykk

Fase 1

Fase 2

Figur 193 a En lavtrykkstyrt, membranoperert ventil, også kalt membranforsterker

Signalgiver

Forsterkerventil

Figur 193 b Eksempel på sammenkopling av blåsemunnstykke og membranventil

Som oppkoplingen i figur 193 b viser, er det en strupt lekkasjeluftstrøm fra innløpet 1 til utløpet 2 i blåsemunnstykket. Dette er ofte nødvendig i slike systemer fordi luftstrålen alene ikke gir tilstrekkelig signalstyrke.

Filtrering av tilførselsluften er nødvendig, gjerne med et 5 /xm mekanisk filter. Tilførselsluften bør også være vann- og oljefri.

Fysikalske enheter Lengde

L

m og cm meter og centimeter mm og pm millimeter og mikrometer

Areal

A

m2 og cm2 kvadratmeter og kvadratcentimeter

Masse

m

kg

Tid

t

s sekund ms millisekund (1/1000 s)

Kraft

F

N

Hastighet

v

m/s

Trykk

P

Pa pascal 1 Pa = 1 N/m2

kilogram

newton

meter per sekund

Multipler 1 kPa = 1000 Pa, kilopascal 1 MPa = 1 000 000 Pa, megapascal bar, 1 bar = 10 N/cm2 1 bar = 0,1 MPa Absolutt trykk skrives bara Overtrykk skrives bar (eller bare) Luftvolum

V

Nm3 normalkubikkmeter NI (Ndm3) normalliter

Volumstrøm eller -mengde

Q

Nl/s normalliter per sekund Nm3/min normalkubikk­ meter per minutt

Konduktans

C

Nl/s • bara normalliter per sekund per bar

Funksjonsmerking av pneumatiske anlegg A C D E F G H K L M P R S T V Y Z

-

Monterte enheter (skap, ramper, FRL-aggregat etc.) Sylindere Logikkomponenter Hjelpekomponenter Filtere Kraftforsyning (Trafo-likeretter) Signalering (manometer, lamper etc.) Kompressor Smøreapparater Motorer Programverk (sekvensenheter, PLS etc.) Trykkregulatorer, strupeventiler Signalgivere Avstengningsventiler Volumkar, oljebeholdere Effektventiler Armatur (tilkoplingsutstyr)

Symbolelementer og ftmksjonssymboler Tilførsel fra trykkilden Hovedledning

Styreledninger Bøyelig ledning

Sammenkoblede ledninger

Kryssede, ikke sammenkoblede ledninger

Strømningsretning trykkluft

Strømningsretning væske

Innramming av sammenhørende komponenter

Struping, arealminskning

I——।

Luftavløp uten tilkoblingsmulighet

Luftavløp med tilkoblingsmulighet

163

Plugget uttak Strømningsretning i ventil Én retning

Strømningsretning i ventil To retninger

——

KAI

ZZZZZZZ

Styrbarhet, stillbarhet

Fjær Aksel, stempelstang

Mekanisk ledd Rulle

Sylindere Enkeltvirkende sylinder

Enkeltvirkende sylinder med fjærretur

Dobbeltvirkende sylinder med stempelstang i en ende Dobbeltvirkende sylinder med stempelstang i en ende og endedemping i begge bevegelsesretninger

164

Dobbeltvirkende sylinder med stempelstang i en ende og stillbar demping i begge bevegelsesretninger Dobbeltvirkende sylinder med stempelstang i begge ender og stillbar demping i begge bevegelsesretninger

Vrisylinder

Trykkforsterker

Ventiler Mekaniske styreorganer Tapp Påvirkes aksielt Styrer i én retning

Rulle Styrer i én retning Fjær Styrer i én retning

Vikeledd For mekanisk styring i én retning

165

Manuelle styreorganer Generelt symbol Kan styre i to retninger

Trykknapp Styrer i én retning

Spak Kan styre i flere retninger

>2

Pedal Kan styre i flere retninger

Trykkstyring Trykkstyring

Styring med trykksenkning

Indirekte trykkstyring Trykkstyring med differensialvirkning

Elektrisk styring Elektrisk styring (elektromagnet) Elektrisk forstyring

166

Retningsventiler, grunnsymboler Ventilstilling, strømningsvei åpen Ventilstilling, strømningsvei stengt Ventil med to stillinger: åpen og stengt. 2/2-ventil (to porter og to funksjonsstillinger)

3/2-ventil, normalt stengt, unistabil, trykkstyrt

3/2-ventil, normalt åpen, unistabil, trykkstyrt

5/2-ventil, unistabil, trykkstyrt

5/2-ventil, unistabil, elektrisk forstyrt

5/2-ventil, bistabil, trykkstyrt

5/3-ventil med tre funksjonsstillinger, stengt, midtstilling, fjærsentrert

167

Sperreventiler Tilbakeslagsventil som styres bare av trykkforskjell

ELLER-ventil

OG-ventil

Hurtigtømmingsventil

Komponenter for mengderegulering Strupeventil med stillbarhet

Strupe-tilbakeslagsventil

Avstengningsventil med avlufting Luftbeholder, akkumulator

Filter, trykkregulator og tåkesmøreapparat Filter med vannutskiller og manuell drenering

Filter med vannutskiller og automatisk drenering

168

Trykkregulator med avlufting av sekundærsiden ved trykkoverskridelse

Tåkesmøreapparat

FRL-aggregat, forenklet symbol

Annen utrustning Lyddemper

Elektrisk trykkvakt

Pneumatisk trykkvakt

Tidventil, normalt åpen, forsinket tilslag

Stikkord absolutt trykk 15 adsorpsjonstørker 126 anslagsdemping 20 arbeidselementer 18,86 arbeidsforløp 92 automatisk forløp 85, 92 avlufting 122 avluftingsventil 122 avløpsstrupere 44

feilsøking 143 5-portventiler 36 filterelement 121 filterregulator 123 filtrering 120 flytskjema 113 forsterkerventil 158 forstyring 35 fotoelektrisk giver 117 funksjonsdiagram 94 funksjonsplan 93

bar 14 bara 15 belastningsgrad 150 belg 24 bistabil 36-37,54 blokkmontering 38 blåsemunnstykke 157

dempediagram 156 dempekammer 20 dempestempel 20 dobbeltvirkende sylinder 47, 50 dimensjonering 148 drenering 121 duggpunkt 126 dynamisk last 151 dynamisk tetning 28 effektventil

gjennomstrømningskapasitet

hurtigtømmingsventil 46 hvilesignal 99 hydrostatisk trykk 129

18,

86

EKSKLUSIV-ELLER 74 elektroniske styresystemer 87, 109 ELLER-funksjon 74 endebryter 115 endedemping 20 enkeltvirkende sylinder 19,47

IKKE-funksjon 76 indirekte styring 35 induktiv giver 116 injeksjonssmøreapparat installasjon 132

124

JA-element 73

kapasitiv giver 116 kjøletørker 125 kompaktventiler 40 kompresjon 14 kompressor 13 konduktans 152 koplingsskjema 52,96,104 lavtrykkspneumatikk 157 logiske funksjoner 71 luftbehandling 118

152

170

luftfilter 120 luftforbruk 16,152 luftmengde 16 luftstråleteknikk 157 magnetavkj ennere 116 magnetbryter 22 magnetventil 35,111 manuell bryter 110,115 manuelt styrt ventil 31 mekanisk styrt ventil 35 mengdeventiler 30 mikrotåkeapparat 124 MINNE-funksjon 78 minuskammer 19,47 minusstilling 19,47 momentansignal 99 montering av pneumatiske anlegg 132 motorer 26 normalatmosfære 14 normalliter 16 normalt stengt ventil 31 normalt åpen ventil 32

OG-funksjon 72 oljedempet sylinderbevegelse 128 oljetåkeapparat 123 overtrykk 15 pascal 14 PLS 112 plusskammer 19,47 plusstilling 19,47 pneumatisk demping 20 pneumatiske styresystemer 87 programverk 88 PULS 83 reaktivering 127 refleksmunnstykke 158 relé 111 reparasjon av ventiler og sylindere 146 retningsregulerende ventil 30 retningsventil 30 roterende motor 26

sannhetstabell 70 sekvenskjede 101 seteventil 33

signalavbryter 83 signalbehandlende elementer 87 signalgiver 86,109,115 signalrekke 95 signaltyper 97 sikkerhetsventil 122 skyttelsylinder 25 sleideventil 36 smøring 123,146 sperresignal 99 sperreventiler 45 statisk last 148 statisk tetning 27 stempelkompressor 14 stengt midtstilling 41, 64 strupe-tilbakeslagsventil 43,50 strupeventil 43,49 styreelementer 30 styresystem 87,112 sylinder 8,18,47,148 sylindertyper 21

tetninger 26 tetningsformer 27 TID-funksjon 80 tilbakeslagsventil 45 2-portventiler 31 3-portventiler 32 trykk 14 trykkbalansert 54 trykkbegrensingsventil 44 trykkbeholder 13 trykkbryter 116 trykkfallsprinsippet 65 trykkforsterker 129 trykkluft 7,13 trykklufthydrauliske systemer 128 trykkluftsylinder 8 trykkregulator 121 trykkregulerende ventil 44 trykkregulering 121 trykkstyrt ventil 37, 67, 98 trykkvakt 44 trykkventiler 44 tørking av trykkluft 124

U-munnstykke 157 unistabil 37,53 vakuumb ryter 116 vannutskiller 120

171 vedlikeholdsarbeid 145 vei-tid diagram 94 ventiler 30 vingeaktuator 25 vingemotor 26

volumstrømregulerende ventiler 43 vrisylinder 25 åpen midtstilling 41, 65