Pneumatikk og hydraulikk 8258509756 [PDF]

Zitiervorschau

Steinar Haugnes

Pneumatikk og hydraulikk Bokmål

i

»j

Yrkesopplæring ans 1996

~

i i"J

© 1996, Yrkesopplæring ans

1. utgave, 1. opplag

Godkjent av Nasjonalt læremiddelsenter i oktober 1995. Godkjenningen er knyttet til fastsatt læreplan av oktober 1993. Godkjenningen gjelder så lenge læreplanen er gyldig.

Lay-out: PDC Printing Data Center Omslag: Cover Design as/Reidar Gjørven Illustrasjoner: Helge Iversen og Ole Martinsen Printed in Norway by PDC Printing Data Center a.s, 1930 Aurskog 1996

ISBN 82-585-0975-6

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

Forord

Læreboka Pneumatikk og hydraulikk er skrevet for grunnkurset i me­ kaniske fag og skal gi elevene en generell innføring i fagene. Det er lagt vekt på å få dem til å forstå hvordan komponentene virker, og hvordan vi kan forstå virkemåten ut fra symbolet for en kompo­

nent. Den utbredelsen som pneumatikk og hydraulikk har, gjør at be­ hovet for kompetanse på forskjellige nivåer er økende. For å dekke behovet drives det i dag en utstrakt opplæringsvirksomhet i indu­ stribedrifter og i virksomheter relatert til oljeutvinningen i Nord­ sjøen. I framtiden vil det være naturlig at skoleverket dekker en større del av opplæringsbehovet. Det vil etter min mening inne­ bære en stor satsing på fagområder som det ligger store framtidsut­ sikter i. Pneumatikk og hydraulikk er både teoretiske og praktiske fagom­ råder. Det er derfor av stor betydning at elevene får anledning til å regne oppgaver for å bestemme trykk, kraft, effekt osv. I boka fin­ nes det teoretiske og praktiske øvinger som skulle passe til den ti­ den som er satt av til undervisning.

Noen vil kanskje hevde at det fortsatt er for mye lærestoff. Til det er å si at dersom det skal kuttes mer, da må man sette et stort spørs­ målstegn ved om det i det hele tatt skal undervises i pneumatikk og hydraulikk på grunnkurset.

Jeg vil takke dem som har hjulpet meg med manuskriptet og der­ med gjort det mulig å få boka tilpasset Reform 94. En spesiell takk til Jozsef Sebestyen.

Oslo, 1995 Steinar Haugnes Forlaget tar gjerne imot kommentarer og synspunkter på boka.

Innhold

Sikkerhet og miljø i pneumatiske og hydrauliske systemer

9

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

12

1 Teori................................................................................................. 1.1 Trykk....................................................................................... 1.2 Kraftoverføring.................................................................... 1.3 Energioverføring ................................................................ 1.4 Volum ..................................................................................... 1.5 Volumstrøm.......................................................................... 1.6 Effekt ....................................................................................... 1.7 Trykkfall................................................................................. 1.8 Kraft og energiomforming i arbeidselementer .......... Hydraulisk sylinder .......................................................... Hydraulisk motor................................................................ Oversikt over formlene.............................................................. Symboler.........................................................................................

13 13 14 15 17 19 20 22 23 23 25 27 28

2 Pneumatikk ................................................................................... 2.1 Bruksområder og egenskaper.......................................... 2.2 Kompressor og tankanlegg.............................................. Luftforbruk og kapasitet .................................................. Kompressoranlegg.............................................................. 2.3 Luftbehandlingsapparater................................................ Luftfilter ................................................................................ Trykkregulator .................................................................... Smøreapparat ...................................................................... 2.4 Arbeidselementer................................................................ Enkeltvirkende sylinder.................................................... Dobbeltvirkende sylinder ................................................ 2.5 Retningsventiler.................................................................. Betjeningsmåter .................................................................. Ventilenes oppbygning...................................................... Nummerering av porttilkoplinger ................................ Ventilfunksjoner.................................................................. 2/2-veisventil ...................................................................... Enveisventil.......................................................................... 3/2-veisventil ...................................................................... Ventil med OG-funksjon ..................................................

36 36 37 38 39 40 40 40 41 42 44 43 44 44 44 44 45 45 46 46 48

5/2-veisventil .................................................................... Vekselventil, ventil med ELLER-funksjon ................. Ventil med tidsfunksjon................................................... Pulsventil - impulsavbryter ........................................... 2.6 Volumstrømventiler ......................................................... Strupeventil........................................................................ Strupe-tilbakeslagsventil ................................................. Regulering av hastigheten påstempelbevegelsen ... 2.7 Sekvensielle forløp.............................................................

48 49 50 51 51 52 52 53 53

3 Hydraulikk.................................................................................. Generelt........................................................................................ 3.1 Pumper ................................................................................ Generelt om pumper......................................................... Tannhjulspumper ............................................................... Pumper med stempelfortrengning -generelt ............. Aksialstempelpumper ..................................................... Radialstempelpumper ..................................................... 3.2 Arbeidselementer............................................................... Hydrauliske sylindrer....................................................... Hydrauliske motorer......................................................... 3.3 Retningsventiler................................................................. Symboler for retningsventiler......................................... Varianter av ventilfunksjonene ..................................... Styremåter .......................................................................... Indre tetting........................................................................ Omstillingsoverganger..................................................... 3.4 Trykkventiler...................................................................... Trykkbegrensningsventiler ............................................. Fors tyr t trykkreduksjons ventil....................................... 3.5 Volumstrømventiler ......................................................... Strupeventil........................................................................ Regulerbar strupe-tilbakeslagsventil ........................... Volumstrømregulator ....................................................... 3.6 Tilbakeslagsventiler.......................................................... Trykkstyrt tilbakeslagsventil ......................................... 3.7 Tilbehør................................................................................ Oljetanken .......................................................................... Filtre...................................................................................... Kjølere.................................................................................. Temperaturregulering ..................................................... Nivåvakt.............................................................................. Trykkvakt............................................................................

59 59 61 61 62 63 63 65 66 66 73 75 76 79 80 81 81 83 83 88 94 94 95 98 100 100 102 103 104 108 109 111 112

Trykkmåler............................................................................. Akkumulatorer.................................................................... 3.8 Hydrauliske væsker .......................................................... Grunnbegreper..................................................................... 3.9 Vedlikehold og tilsyn av hydraulisk utstyr ................ Oppstarting ........................................................................... Vedlikehold ..........................................................................

113 113 116 116 118 119 120

4 Øvinger........................................................................................... 0vinger i pneumatikk................................................................ Øvinger i hydraulikk................................................................... Tillegg...............................................................................................

124 124 136 144

Sikkerhet og miljø i pneumatiske og hydrauliske systemer

Pneumatikk Trykkluft kan forårsake alvorlige ulykker hvis den ikke brukes for­ skriftsmessig.

Sikkerhetsregler Bruk ikke trykkluft til å gjøre rent arbeidstøy eller kroppsdeler. Luft - selv under lavt trykk - kan forårsake livstruende skader.

Bruk øyevern når trykkluft brukes til rengjøring. Bruk ikke trykkluft som er ubehandlet, til apparater der lufta er brukt til pusteluft.

Vær spesielt oppmerksom på klemfaren ved automatiske sys­ temer; betjen ikke signalgivere eller sylindrer for hånd. Komprimert luft brukt i arbeidsmaskiner gir i hovedsak disse for­ urensningsproblemene: - støy - vibrasjon - avgasser (eksos)

Trykkluft som slippes fritt ut fra komponenter, kan ha høyt støy­ nivå.

9

TEORI

Avlufta bør føres til friluft gjennom støydempere - separat fra hver komponent eller samlet. Akseptabelt støynivå vil variere etter forholdene der utstyret bru­ kes. Det bør derfor vurderes i hvert enkelt tilfelle.

Vibrasjon Vibrasjon er hovedsakelig knyttet til roterende deler i trykkluftssystemer.

Komponentene og tilhørende deler bør være best mulig avbalan­ sert.

Varig utsettelse for vibrasjoner kan medføre skade i utsatte nerver og blodårer. Det er utarbeidet forskrifter som viser hvor lenge man kan utsettes for en bestemt vibrasjonsintensitet.

Avgasser (eksos) Brukt luft fra trykkluftanlegg inneholder gasser fra blant annet smøremidler i kompressor og smøresystemer. Disse gassene kan representere en helserisiko for enkelte personer.

I næringsmiddelindustrien kan gassene i trykkluften skade pro­ duktene.

Når forholdene tilsier det, bør luften samles i felles avløp og even­ tuelt renses før den slippes ut til omgivelsene.

Hydraulikk En del forhold som er nevnt i forbindelse med pneumatikk gjelder også for hydrauliske systemer. Hydraulikkvæske under trykk representerer en fare ved brudd på ledninger. Hydraulikkvæsker kan inneholde stoffer som kan gi irritasjoner ved direkte hudkontakt; bruk derfor vernehansker ved hånd­ tering.

10

TEORI

Maskinforskrifter De arbeidsmiljømessige forhold er i dag regulert ved lov i arbeids­ miljølovens forskrifter. Denne loven krever også CE merking av maskiner som blir pro­ dusert. Loven er en felles europeisk forskrift som normsetter de arbeids- og miljømessige forholdene.

Forskriften setter krav til blant annet: Verneinnretninger

Vernetiltak mot elektrisitet farlige temperaturer brannfare eksplosjonsfare vibrasjon utslipp av gasser mekaniske farer Krav til styreinnretninger som start og stopp og svikt i styrekretsen.

Det anbefales at elevene blir gjort kjent med disse forskriftene.

Maskinforskriften har bestillingsnr. 522 og kan bestilles hos Tiden Norsk Forlag A/S, Postboks 8813 Youngstorget, 0028 OSLO, tlf.: 22 42 50 04

11

Fysikalske enheter

Formelenhetene i denne boka er SI-enheter eller enheter som er av­ ledet av Sl-enhetene.

I utledningene ser vi bort fra tap som nødvendigvis vil oppstå på grunn av pakningsfriksjon, interne lekkasjer osv. Slike tap må vi ta hensyn til i praktiske situasjoner. I produktkatalogene finner vi som regel tabeller over virkningsgrad, friksjon o.l., som vi må ta hensyn til under beregningene.

Tabellen nedenfor viser de størrelsene og enhetene vi skal bruke.

Størrelse

Formelenhet

SI-enhet

Symbol

Omregninger

Bokas symbol

strekning lengde areal volum tid kraft fart volumstrøm

S

meter meter kvadratmeter kubikkmeter sekund newton meter per sekund kubikkmeter per sekund newtonmeter joule watt pascal

m m m2 m3 s N m/s m3/s

1 m — 100 cm

m m cm2 cm3 s N m/s //min

vrimoment arbeid effekt trykk

12

l A V t F V