Cesta vzduchu

O čem to je

Nafoukni balonek a pusť ho. Vzduch pod tlakem umí konat práci. Na tom stojí pneumatika: stlačený vzduch vysouvá písty, upíná díly, přenáší je přísavkami. Najdeš ji skoro v každé výrobní lince, protože je rychlá, levná a čistá.

Sledujme jednu molekulu vzduchu od kompresoru až k pístu válce. Po cestě poznáš všechny důležité prvky.

Nové pojmy

TlakSíla, kterou vzduch tlačí na každý kousek plochy: p = F / S. V pneumatice se udává v barech: 1 bar = 100 000 Pa = 0,1 MPa. Rozvody v dílnách mají obvykle kolem 6 bar.Na manometru u stroje vidíš 6 bar.
Kompresor a vzdušníkKompresor nasává vzduch z okolí a stlačuje ho. Vzdušník je tlaková nádoba, ve které se stlačený vzduch hromadí jako zásoba a vyrovnávají se v něm výkyvy tlaku.Pístový nebo šroubový kompresor v kompresorovně závodu.
Jednotka úpravy vzduchuSestava u stroje: filtr (zachytí nečistoty a vodu – kondenzát), regulátor tlaku s manometrem (nastaví pracovní tlak) a někdy maznice (přidá do vzduchu jemnou olejovou mlhu).Mnoho dnešních prvků je mazaných z výroby a maznici nepotřebuje.

Válce

Pneumatický válecTrubka s pístem a pístnicí. Vzduch tlačí na píst a pístnice se vysune nebo zasune.Válec vytlačí krabici z pásu do skluzu.
Jednočinný válecVzduch tlačí jen jedním směrem (obvykle vysouvá). Zpět píst vrátí pružina.Upínací válec, který jen přitlačí díl.
Dvojčinný válecVzduch se přivádí střídavě na obě strany pístu, takže vysouvá i zasouvá silou.Posuv dílů mezi stanicemi.

Rozvaděče – výhybky pro vzduch

RozvaděčVentil, který určuje, kam vzduch poteče. Označuje se dvěma čísly: počet cest/počet poloh. Cesty jsou přípoje (otvory), polohy jsou stavy, ve kterých může rozvaděč být.3/2 = 3 přípoje, 2 polohy. 5/2 = 5 přípojů, 2 polohy.

Přípoje se číslují podle normy. Otoč kartičky a zapamatuj si, co které číslo znamená.

  • 1 – přívod tlakového vzduchu
  • 2 a 4 – pracovní výstupy k válci
  • 3 a 5 – odvětrání (odfuk do okolí)
  • 12, 14 – řídicí přípoje – signál propojí 1 s 2, resp. 1 se 4
  • Jednočinný válec ovládá rozvaděč 3/2: v jedné poloze pustí vzduch 1 → 2 do válce, ve druhé ho vypustí 2 → 3 ven.
  • Dvojčinný válec ovládá rozvaděč 5/2: jedna strana válce se plní, druhá se současně vyfukuje.

Rychlost a logika

Škrticí zpětný ventilJedním směrem vzduch škrtí (přivře průtok nastavitelným šroubkem), druhým směrem ho pustí volně přes zpětný ventil.Šroubkem nastavíš, jak rychle se válec vysouvá.
Logické ventilyDvoutlakový ventil (funkce A ZÁROVEŇ B) pustí vzduch dál jen při tlaku na obou vstupech. Střídavý ventil (funkce NEBO) pustí vzduch z kteréhokoli vstupu.Lis se spustí jen při stisku dvou tlačítek oběma rukama → dvoutlakový ventil.

U dvojčinného válce se rychlost obvykle řídí škrcením odpadu: škrtí se vzduch, který z válce odchází. Píst je pak sevřený mezi dvěma polštáři vzduchu a jede plynuleji, i když se mění zatížení.

Válec má průměr pístu 50 mm a tlak je 6 bar. Jakou teoretickou silou vysouvá (bez tření)?
Plocha pístu S = π · r² = 3,14 · 25² ≈ 1 963 mm². Tlak 6 bar = 0,6 MPa = 0,6 N/mm². F = p · S = 0,6 · 1 963 ≈ 1 178 N, tedy asi 1,2 kN. Skutečná síla je kvůli tření o něco menší.
Lis má jít spustit jen tehdy, když obsluha drží obě ruce na dvou tlačítkových ventilech. Jaký logický prvek použiješ?
Oba tlačítkové ventily 3/2 se zavedou do dvoutlakového ventilu (A ZÁROVEŇ B). Jeho výstup přepne hlavní rozvaděč válce jen při stisku obou tlačítek.
✗Při výměně hadičky ji prostě vytáhnu, válec stojí.
✓Nejdřív uzavři přívod a odvzdušni obvod, teprve pak rozpojuj.

V hadicích a válci zůstává tlak. Uvolněná hadice může švihnout a válec se nečekaně pohnout. Stlačeným vzduchem nikdy nefoukej na kůži ani na oblečení a nos ochranné brýle.

Vzduch jde z kompresoru a vzdušníku přes jednotku úpravy (filtr, regulátor, maznice) do rozvaděčů a válců. Rozvaděč x/y má x přípojů a y poloh; jednočinný válec řídí 3/2, dvojčinný 5/2. Rychlost řídí škrticí zpětný ventil, u dvojčinného válce škrcením odpadu.

Čtení schémat

O čem to je

Údržbář přijde ke stroji, který nefunguje. Dostane do ruky pneumatické schéma. Když umí číst značky, za pár minut ví, který ventil co dělá a kde hledat závadu. Značky jsou dané normou ČSN ISO 1219, takže jsou stejné po celém světě.

Nové pojmy

PneumatikaObor, který k přenosu síly a pohybu využívá stlačený vzduch.Upínání, posuvy, přísavky na lince.
Schematická značkaZjednodušený obrázek prvku. Neukazuje, jak prvek vypadá, ale co dělá.Válec je obdélník s pístem a pístnicí.
Zdroj tlakuKroužek s prázdným (bílým) trojúhelníkem. Prázdný trojúhelník znamená vzduch, plný (černý) by znamenal kapalinu.Na začátku každého schématu.
Rozvaděč a jeho polohaRozvaděč se kreslí jako řada čtverečků, každý čtvereček je jedna poloha. Šipky ukazují, kudy vzduch teče, značka T znamená uzavřený přípoj. Přípoje se kreslí k té poloze, ve které je rozvaděč v klidu.Dva čtverečky = dvě polohy.
Ovládání rozvaděčeZnačky po stranách čtverečků říkají, co rozvaděč přepíná: tlačítko, páka, pružina (klikatá čára), tlakový signál, elektromagnet.Tlačítko vlevo, pružina vpravo = po puštění se rozvaděč vrátí.
Rozvaděč 3/2 a 5/2První číslo je počet přípojů (cest), druhé počet poloh. Přípoje: 1 tlak, 2 a 4 výstupy, 3 a 5 odvětrání.5/2 má přípoje 1, 2, 3, 4, 5 a dvě polohy.

Jak číst schéma

Najdi zdroj (kroužek s prázdným trojúhelníkem) a jednotku úpravy vzduchu.
Kresli se odspodu nahoru: dole zdroj, nad ním signální prvky (tlačítka, snímače), výš řídicí rozvaděče a nahoře válce.
U každého rozvaděče spočítej čtverečky (polohy) a přípoje u jednoho čtverečku (cesty).
Podívej se, co rozvaděč ovládá (tlačítko, pružina…), a představ si, co se stane po přepnutí – „přisuň“ druhý čtvereček na místo prvního.
Sleduj cestu od přípoje 1 přes rozvaděč k válci a zpět ven přes 3 nebo 5.
Značka slovyPrvek
kroužek s prázdným trojúhelníkemzdroj stlačeného vzduchu
kosočtverec s čárkovanou čaroufiltr
obdélník, uvnitř píst, vpravo pružinajednočinný válec s vratnou pružinou
obdélník s pístem, dva přípojedvojčinný válec
škrticí značka se šikmou šipkou + vedle kulička v sedle (zpětný ventil)škrticí zpětný ventil

Dvě základní zapojení

Popiš obvod: jednočinný válec, rozvaděč 3/2 ovládaný tlačítkem s vratnou pružinou. Co se děje?
Klid: pružina drží rozvaděč v poloze, kdy je přípoj 1 uzavřen a válec je propojen 2 → 3 s okolím. Pružina válce drží píst zasunutý. Stisk: rozvaděč přepne, vzduch jde 1 → 2 do válce, píst se vysune. Puštění: rozvaděč se vrátí, vzduch z válce uteče 2 → 3 a pružina válce píst zasune.
Dvojčinný válec má jet ven pomalu a zpět rychle. Kam dáš škrticí zpětný ventil a jak ho natočíš?
Při vysouvání vychází vzduch z pístnicové strany válce. Škrticí zpětný ventil dáš do této větve tak, aby škrtil vzduch odcházející z válce (škrcení odpadu). Při zasouvání jde vzduch tímto směrem dovnitř volně přes zpětný ventil, takže píst zajede rychle.

Doplň mezery. Když si nejsi jistý, vrať se k tabulce a pojmům.

✗Rozvaděč 3/2 má tři polohy a dva přípoje.
✓3/2 znamená 3 přípoje (cesty) a 2 polohy.

První číslo vždy udává cesty, druhé polohy. Polohy spočítáš podle čtverečků ve značce.

Schéma se čte odspodu: zdroj, signální prvky, rozvaděče, válce. Každý čtvereček rozvaděče je jedna poloha, kreslí se v klidové poloze. Prázdný trojúhelník = vzduch. Rychlost dvojčinného válce se řídí škrcením odcházejícího vzduchu.