Les 3: Luchtstroom in een pneumatisch systeem

In de vorige les hebt u geleerd uit welke onderdelen een pneumatisch systeem bestaat en hebt u deze onderdelen geïdentificeerd aan de hand van een praktijkvoorbeeld. In deze les duik je dieper in de mechanica van een pneumatisch systeem om te begrijpen hoe de samengeperste lucht door het systeem beweegt en beweging creëert.

In deze les leert u over:

Diagram van een pneumatisch circuit
Identificatie van de stroom van perslucht door een pneumatisch circuit
De kracht die door perslucht wordt gecreëerd en hoe deze wordt overgebracht met behulp van actuatoren

Aan het einde van deze les maakt u een diagram van de pneumatische componenten in een toekomstige CTE Workcell-build.

Bouw van de CTE Werkcel + Pneumatiek.

Pneumatische systemen en circuits

In de voorgaande lessen hebt u geleerd over verschillende pneumatische elementen en hebt u deze elementen geïdentificeerd in een voorbeeld van industriële productie. Pneumatieksystemen, zoals u hebt geleerd, vangen lucht op, transporteren die lucht door een circuit en gebruiken de gegenereerde energie om taken uit te voeren. De term "pneumatisch circuit" wordt gebruikt om een deel van dat systeem te beschrijven. Eenppneumatisch circuitis een set pneumatische componenten die samenwerken om één enkele actuatie (beweging) uit te voeren.

In deze les wordt u stap voor stap uitgelegd hoe een enkel pneumatisch circuit werkt.

Diagrammen gebruiken in uw technisch notitieboekje

Bij dit onderzoek naar de luchtstroom in een pneumatisch circuit maken we gebruik van diagrammen en kleine schetsen. Deze afbeeldingen illustreren de opstelling van de afzonderlijke componenten en beschrijven de beweging van de perslucht. Diagrammen bouwen voort op elkaar en indien nodig worden er extra componenten aan toegevoegd. Noteer deze diagrammen gedurende de les in uw technisch notitieboekje.

Ter informatie

Diagrammen kunnen verschillende vormen aannemen. In het CTE Digital Engineering Notebook worden onderdelen op schaal weergegeven, die gebruikt kunnen worden om pneumatische systemen in kaart te brengen.

Schema in een technisch notitieboekje van de compressor die is aangesloten op een luchttank.

Om de boodschap duidelijk te maken, kunnen echter ook eenvoudigere tekeningen volstaan bij het beschrijven van de luchtstroom.

Schema van de compressor die is aangesloten op een luchttank, met alleen vierkanten en lijnen. Het bovenste vierkant heeft het label Luchttank en het onderste het label Luchtcompressor.

Gebruik in uw ingenieursnotitieboek het notitiesysteem dat het beste bij u past.

Diagram van de luchtstroom

Voordat de lucht in beweging kan worden gebracht, moet de lucht in het pneumatische circuit worden samengeperst. Zoals u eerder hebt geleerd, wordt dit gedaan met een luchtcompressor.

Naarmate de compressor steeds meer perslucht creëert, kan de lucht in een luchttank worden opgeslagen. Deze componenten zijn met slangen verbonden.

Schema van de compressor, aangesloten op een luchttank met slangen. De compressor bevindt zich bovenop en de luchttank eronder.

Nu er perslucht in het systeem zit, kan de solenoïde worden aangesloten om de luchtstroom te regelen.

Hetzelfde schema van de compressor aangesloten op een luchttank als hierboven, maar nu met een toegevoegde solenoïde. Er loopt een slang vanaf de solenoïde naar de slang die de compressor met de luchttank verbindt.

Vanuit de solenoïde zijn twee buizen verbonden met elke cilinder:

Eén pad voor de samengeperste lucht om de cilinder te laten uitzetten
Eén pad voor de perslucht om de cilinder terug te trekken

Hetzelfde schema als hierboven, maar met een cilinder die met twee buizen aan de solenoïde is verbonden, waardoor een volledig pneumatisch systeem ontstaat.

Ter informatie

Bij deze diagrammen raken de buizen alleen de bijbehorende componenten aan, en niet de specifieke in- en uitgangen die relevant zijn bij een build. De markeringen op de pneumatische solenoïde geven aan dat de slangen correct zijn geplaatst.

Elk pneumatisch circuit op de solenoïde bestaat uit drie locaties om de slangen aan te sluiten.

De Pgeeft aan waar de perslucht van de compressor en de luchttank moet worden aangesloten. Dit is de ingang van de solenoïde.

Close-up van de CTE-solenoïde met de p-ingang en het label aangegeven met een rood kader.

DeAgeeft aan waar de buis van de A-zijde van de pneumatische cilinder moet worden aangesloten.
DeBgeeft aan waar de buis van de B-zijde van de pneumatische cilinder moet worden aangesloten.

De aansluitingen A en B zijn de uitgangen van de solenoïde.

Deze markeringen kunnen aan uw schema worden toegevoegd om de in- en uitgangen van de pneumatische solenoïde beter te begrijpen.

diagram van een volledig pneumatisch systeem met markeringen op de P-, A- en B-slang

De luchtstroom volgen

Nu het pneumatische circuit schematisch is weergegeven, is de luchtstroom beter te zien.

Houd er rekening mee dat perslucht de energiebron is in het pneumatische systeem. Door de luchtstroom te volgen, kunt u effectief de kracht volgen die door de verschillende pneumatische componenten beweegt.

Zoals eerder besproken, wordt de lucht in de compressor onder druk gezet, waardoor de luchtstroom door het hele systeem op gang komt.

Omdat de lucht onder druk staat, stroomt deze ook in de luchttank. Zo ontstaat er een voorraad perslucht die kan worden gebruikt als de compressor wordt uitgeschakeld. Voor dit voorbeeld van luchtstroom kan worden aangenomen dat de perslucht zowel uit de tank als uit de compressor komt.

De video links toont het CTE pneumatische systeem, waarbij rode pijlen de luchtstroom markeren. De pijlen volgen het pad van de slang, die vanuit de tank en de compressor naar de solenoïde stroomt.

De perslucht is de ingang van de solenoïde. De andere buizen die op de solenoïde zijn aangesloten, fungeren als uitgangen. Afhankelijk van de ingestelde regeling stroomt de perslucht in buis A of buis B.

In de video links ziet u rode pijlen die de luchtstroom van de solenoïde naar de cilinder via buizen A en B markeren.

Luchtstroom binnen de solenoïde

Bedenk dat solenoïdes als een klep werken.

In de solenoïde bevindt zich een pad voor de perslucht dat de invoer (P) en één uitvoeroptie (A of B).

Close-up van de solenoïde waarbij de a- en p-kanalen zijn gemarkeerd met een rood kader.

Wanneer een programmeerbare logische controller (PLC) hier opdracht toe geeft, schakelt de solenoïde de luchtstroom van de ene uitgang naar de andere. Hiermee wordt feitelijk gekozen of de cilinder wordt ingesteld om uit te zetten of in te trekken.

Close-up van de solenoïde waarbij de b- en p-kanalen zijn gemarkeerd met een rood kader.

Kracht in een pneumatische cilinder

Zodra de samengeperste lucht de cilinder bereikt, zorgt de lucht ervoor dat de zuiger naar binnen wordt uitgeschoven of ingetrokken.

Doorsnede van een uitgeschoven CTE-cilinder, waarin te zien is hoe de zuiger in de cilinder door de luchtstroom naar buiten wordt geduwd. De zuiger wordt aangegeven met een pijl en voorzien van een label.

Wanneer de samengeperste lucht tegen de zuiger aan de binnenkant van de cilinder drukt, oefent de lucht kracht uit op die zuiger en beweegt deze in een lineaire richting (op en neer of heen en weer). De beweging van die zuiger wordt vervolgens gebruikt om de taak uit te voeren waarvoor het systeem is ontworpen. Dit kan bijvoorbeeld het tillen, duwen of trekken van voorwerpen inhouden.

De bewegingsrichting is afhankelijk van de gekozen uitgang op de solenoïde: A of B.

Wanneer de perslucht door buis B naar de pneumatische cilinder stroomt, wordt de zuiger in de cilinder naar buiten geduwd. Hierdoor zet het uiteinde van de cilinder uit, zoals u in de video links kunt zien.

Wanneer de samengeperste lucht in buis A stroomt, wordt de zuiger in de cilinder verder de cilinder in geduwd. Hierdoor trekt het uiteinde van de cilinder zich terug, zoals u in de video links kunt zien.

De kracht die op de zuiger in de cilinder wordt uitgeoefend, zorgt ervoor dat alle materialen die aan de zuiger vastzitten, ook gaan bewegen. In deze video ziet u hoe de lucht in de cilinder stroomt en ervoor zorgt dat de afleider omhoog beweegt met de zuiger in de cilinder.

Activiteit

Nu u een schema van een eenvoudig pneumatisch circuit hebt gemaakt, gaat u uw vaardigheden oefenen door een schema te maken van de pneumatische circuits die u in een toekomstige eenheid aan uw CTE-werkcel zult toevoegen.

Activiteit:Maak met behulp van de afbeelding hierboven een diagram van het pneumatische systeem in je technisch notitieboekje.

Zorg ervoor dat u bij het maken van uw schema elk pneumatisch circuit op de solenoïde labelt. Let op, er zijndriepneumatische circuits in deze build.
1. U kunt kiezen of u alle drie de circuits samen of afzonderlijk wilt diagrammen.
Nadat u uw diagram(men) hebt gemaakt, beantwoordt u de volgende vragen in uw technisch notitieboekje.
1. Hoeveel pneumatische cilinders zitten er in dit pneumatische systeem? Welke mechanismen denk je dat aan elke cilinder bevestigd zijn?
2. Hoe groot is de luchtstroom van de compressor naar elk van de cilinders? Teken de weg die de lucht moet afleggen om elke cilinder te verlengen. Teken ook de weg die de lucht moet afleggen om elke cilinder in te trekken.
3. Hoe zou je elk van deze pneumatische circuits noemen? Kijk waar ze in de werkcel zijn geplaatst en bedenk welke functie ze zouden kunnen hebben.

Controleer uw begrip

Voordat u doorgaat naar de volgende les, moet u ervoor zorgen dat u de concepten in deze les begrijpt door de volgende vragen in uw technische notitieboekje te beantwoorden.

Controleer uw begrip vragen > ( Google Doc / .docx / .pdf)

Selecteer Volgende > om uw eigen pneumatisch circuit te bouwen en testen met de CTE Workcell Kit.

< Terug Terug naar eenheden Volgende >