Transcript Pneumatiskekretser_Dimensjonering

Grunnleggende pneumatikk kretser
Grunnleggende pneumatikk kretser
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
2
Styring av en enkeltvirkende sylinder med en 3/2 ventil
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
3
Styring av en enkeltvirkende sylinder med en NO 3/2 ventil
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
4
Styring av en enkeltvirkende sylinder med to 2/2 ventiler
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
5
Hastighetsregulering av en enkeltvirkende sylinder
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
6
Hastighetsregulering
 Vi plasserer alltid strupeventilene sånn at de får innvirkning bare på
den ene bevegelsesretningen. Dersom vi ønsker hastighetsregulering i
begge retninger må vi derfor bruke to strupeventiler.
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
7
Styring av en dobbeltvirkende sylinder med hastighetskontroll
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
8
Sekvens styring
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
9
Sekvens styring
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
10
Trykkfall prinsippet
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
11
Sekvens syring
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
12
Sekvens syring
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
13
Elektropneumatikk / automatiserte anlegg
Elektropneumatikk
I moderne industri og i automatiserte prosesser er det som regel alltid
strøm og spenning involvert. Elektrisiteten blir brukt som signalbærer
og arbeidskraft.
Et typisk eksempel på hva vi mener med signalbærer kan være all data
kommunikasjon som hele tiden flyter gjennom en moderne virksomhet,
eller som et enkelt signal fra en endebryter og inn til PLS`en.
Elektrisitet som arbeidskraft kan være en elektromotor som driver en
maskin, eller den kraften som betjener pilotventilen i en pneumatikk
ventil som igjen sørger for at ventilsleiden stiller om og sylinderen gjør
jobben sin.
For at vi lettere skal forstå elektropneumatikken skal vi se litt på den
grunnleggende elektroteknikken……..
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
15
Strøm, spenning og motstand
 Dette er tre grunn begreper innen elektronikken og det meste er en
funksjon mellom disse tre.
 Spenning
Volt
U
 Strøm
Ampere
I
 Motstand
Ohm
R
Ut fra disse tre variablene kommer formelen som er grunnlaget for all
elektrisitetslære, Ohms lov.
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
16
Hva er forskjellen på strøm og spenning ?
 Det er strømmen som er energibæreren eller sagt på en annen måte, gjør
jobben.
 Spenningen er drivkilden som skaper strømmen, men spenningen i seg selv er
ingen energi bærer.
Vi tenker oss en vannslange:
Selve slangen representerer motstanden eller resistansen (R)
Vannet som strømmer i slangen er strømmen (I)
Mens trykket som presser vannet (strømmen) gjennom er spenning (U)
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
17
Ohm` s lov
I=U / R
Strømmen = Spenningen delt på motstanden
Hvis vi snur på formelen kan vi også si at:
U=R*I
eller
R=U/I
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
18
Effekt
Effekt måles i Watt.
Formelsymbolet er P.
P=U*I
På mange spoler står det f.eks 5 W. Da kan vi enkelt regne ut
hvor mye strøm som kommer til å gå i ledningen vår.
P (5 W) = U (24 V) * I
I = P / U = 5 W / 24 V = 0,208 Ampere
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
19
Motstand i en spole
Vi har nå funnet ut at i en spole på 5 Watt går det en strøm
på 0,2 Ampere.
Hvor stor er da motstanden i spolen?
R = U / I (motstanden er lik spenningen delt på strømmen)
R = 24 V / 0,208 A
R = 115 Ohm
Nå er det bare og måle motstanden i spolen med et multimeter.
Er motstanden ca. 115 Ohm vet vi at spolen er i orden!
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
20
Dimensjonering
Dimensjonering
 I dimensjoneringen skiller vi mellom statisk og dynamisk last
 Statisk last er når sylinderen står stille under arbeisprosessen f.eks ved
fastspenning av et arbeidsstykke eller ved liming.
 Dynamisk last er hvis sylinderen er i bevegelse når den utfører arbeidet
f.eks ved skyving eller heising.
Når vi dimensjonerer en sylinder med dynamisk last er det viktig å
merke seg at luft som strømmer gir trykktap i tillegg til friksjonskreftene.
Vi får et trykktap over ventilen samt trykktap i slanger og koblinger.
Stor gjennomstrømning gir stort trykkfall. Det har også betydning
hvordan ventil og slanger er dimensjonert.
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
22
Trykktap ved dynamisk last
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
23
Trykktap ved dynamisk last
Følgende momenter har betydning for å dimensjonere en
sylinder med dynamisk belastning:









Ventilkapasitet
Slangedimensjon
Slangelengde
Armatur
Hastighet på sylinderen
Dimensjon på sylinderen
Hvilke porter som er på sylinderen
Friksjons kreftene
Hvilken stand sylinderen er i
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
24
Hva gjør du??
 Skal sylinderen gå rolig, dimensjoner mer enn 20% overkapasitet
 Skal sylinderen gå hurtig, dimensjoner mer enn 30-40% overkapasitet
 Velg ventiler og slanger med god dimensjon
 Ha kortest mulig avstand fra ventilen til sylinderen
 Ring oss og spør om råd
 Bruk beregningsprogrammet på hjemmesiden vår!
(www.boschrexroth.no)
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
25
Dimensjonering
 Beregning av sylindre:
Kraften som sylinderen gir beregner vi med denne formelen
F = P * A * 10
F = kraften i N
P = trykket i bar
A = arealet i cm2
Vi ganger med 10 siden 1 bar = 10 N/cm2
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
26
Formel for areal
A = (3,14 * d * d) / 4
 Vi skal finne arealet for en sylinder med diameter 25mm.
 Siden vi ønsker svaret i cm2 bruker vi cm i stedet for mm når vi setter
inn i formelen
A = (3,14 * 2,5 * 2,5) / 4
A = 4,9 cm2
Vi finner kraften:
F = P * A * 10
F = 8 bar * 4,9 cm2 * 10
F = 382 N
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
27
Dimensjonering
 Når vi beregner kraften i minus slaget må vi huske på å trekke fra
arealet av stempelstangen.
 Ofte blir arealet på pluss siden betegnet A1, men arealet på minus
siden er A2
 Vi prøver et regneeksempel:
Finn kraften i pluss slaget på en sylinder med diameter 63mm
Trykket er 8 bar
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
28
Dimensjonering
 Vi finner først arealet A1 i cm2
A1 = (3,14 * 6,3 * 6,3) / 4
A1 = 31,15 cm2
Deretter setter vi inn arealet i formelen for kraft:
F = P * A * 10
F = 8 bar * 31,15 cm2 * 10
F = 2492 N
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
29
Dimensjonering
 De kreftene vi nå har regnet ut er teoretiske. Det vil si at
friksjonskreftene ikke er trukket fra.
 Friksjonskreftene vil alltid redusere den virkelige krafta. Vanlig verdi for
friksjon er 5 – 10 %
 Vi beregner som regel ut fra 10 % for å ha en liten sikkerhets margin
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
30
Oppgave
 Ta hensyn til friksjons tapet og beregn virkelig kraft på en sylinder med
Ø 125 mm når trykket er 10 bar
Svar:
F = 11034 N
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
31
Oppgave
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
32
Luftforbruk
 Luftforbruket finner vi med å multiplisere slagvolumet med det absolutte
trykket i sylinderen (bara).
Slagvolum er arealet multiplisert med slaglengden på sylinderen
Vi tenker oss en sylinder på Ø 50 som har et areal på 20cm2.
Vi vet at 1 liter er 1 dm3. For å få svaret i liter gjør vi derfor om arealet til
dm2, dvs 20cm2 = 0,2dm2
Slaglengden er 500 mm . Vi gjør også denne om til dm og får s=5 dm
Vi finner da at volumet i sylinderen er 5 * 0,2 = 1 liter
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
33
Luftforbruk
 Nå kan vi beregne luftforbruket pr. slag.
 Q=V*P
Q = luftforbruk i dm3
V = volumet i sylinderen dm3
P = absolutt trykk (bara)
Q = 1 liter * 8 bara
Q = 8 liter pr. slag
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
34
Luftforbruk
 Hvis sylinderen vår gjør 40 slag i minuttet multipliserer vi volumet for ett
slag med 40 slag og finner at forbruket er 320 Nl /min.
Nl = Normal liter og er et mål for mengde ved atmosfærisk trykk.
Normal liter er den standardiserte måten og angi luftforbruk på, og denne
benevnelsen finner du igjen i kataloger og annen teknisk informasjon.
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
35
Oppgave
 Finn luftforbruket i en sylinder med Ø 125 og slaglengde 1000 mm
 Sylinderen gjør bruker 2 sek. på et slag og vi har 9 bara.
 Vi tenker oss at det er en skyttelsylinder slik at vi slipper å tenke på
arealforskjeller mellom + og – kammer.
Vi trenger følgende formler:
A= (3,14 * d2) / 4
Q= V * Pinn
A= areal
Q= luftforbruk
P= absolutt trykk
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
36
Dimensjonering av rør og ventil
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
37
C-Verdi for ventiler
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
38
C-Verdi for rør
© All rights reserved by Bosch Rexroth AG, even and especially in cases of proprietary rights applications.
We also retain sole power of disposal, including all rights relating to copying, transmission and dissemination.
39