Электропневмоавтоматика 2
.pdf
Глава 4
Распределители с электромагн управлением
Festo Didactic • TP201
60
Гпава 4
4.1. Функции |
|
Электропневматическая система использует два вида энергии: |
|
• |
Электрическую в подсистеме обработки сигналов |
|
• Пневматическую (энергию сжатого воздуха) в исполнительной под |
|
|
|
системе. |
|
Интерфейс между двумя частями электропневматической системы |
|
|
образуют пневматические распределители с электромагнитным |
|
|
управлением. Они переключаются выходными сигналами и заставля |
|
|
ют перемещаться рабочие органы исполнительных устройств за счет |
|
|
открытия или закрытия трубопроводов. Главными задачами таких рас |
|
|
пределителей являются: |
|
|
• Включение и выключение питания сжатым воздухом |
|
|
• |
Перемещение рабочих органов приводов. |
Управление цилиндром |
На рис. 4.1 а показан электропневматический распределитель, который |
|
одностороннего |
управляет перемещением штока цилиндра одностороннего действия, |
|
действия |
Распределитель имеет 3 отверстия (канала) и 2 позиции переключении, |
|
|
• |
Если на катушку электромагнита распределителя ток не поступает, |
|
|
рабочая полость цилиндра сообщена с атмосферой. Шток цилиндра |
|
|
втянут |
|
• |
Если по катушке потечет ток, распределитель переключится и сое |
|
|
динит полость цилиндра с источником давления. Шток цилиндра вы |
|
|
двинется |
|
• |
Если подачу тока прекратить, распределитель вернется в исходное |
|
|
положение. Полость цилиндра снова сообщится с атмосферой, и его |
|
|
шток втянется. |
ТР201 - Festo Didactic
61
Гпава 4
На рис. 4.1 б показан цилиндр двустороннего действия и управляющий |
Управление цилиндром |
им распределитель, который имеет пять отверстий (каналов) и две пози- |
двустороннего действия |
ции переключения. |
|
• Если на катушку электромагнита распределителя ток не поступает, |
|
левая (поршневая) полость цилиндра сообщена с атмосферой, а в |
|
правой (штоковой) находится воздух под давлением. Шток цилиндра |
|
втянут |
|
•Если по катушке потечет ток, распределитель переключится. Левая полость цилиндра соединится с источником давления, а правая — с атмосферой. Шток цилиндра выдвинется
•Если подачу тока прекратить, распределитель вернется в исходное положение, и шток втянется.
Festo Didactic • ТР201
4.2. Конструкция и |
|
Распределители в эпектропневматических системах переключаются |
принцип работы |
|
с помощью электромагнитов (соленоидов). Они делятся на две группь |
|
• Распределители с односторонним управлением и пружинным воз |
|
|
|
вратом, остающиеся включенными пока действует сигнал управление |
|
• Распределители с двусторонним управлением, остающиеся в поел en |
|
|
|
ней позиции переключения даже после снятия сигналауправления |
Исходное положение |
В исходном положении ток на электромагниты распределителей не пс - |
|
|
дается, распределители с односторонним управлением удерживаются |
|
|
в исходной позиции пружиной, а распределители с двусторонним ynpat- |
|
|
лением не имеют четкой исходной позиции, и их положение определя |
|
|
ется последним поступившим на них сигналом управления. |
|
Обозначение |
Распределителитакже различаются по числу отверстий (каналов) для под- |
|
отверстий |
вода и отвода сжатого воздуха и по числу возможных позиций переклю |
|
|
чения. В обозначении распределителя первая цифра показывает числе |
|
|
отверстий, вторая — число позиций. Например, |
|
|
• |
3/2-распределитель с пружинным возвратом |
|
• |
5/2-распределитель с д в у с т о р о н н и м э п е к т р о м а г н и т н ы м у п р а в л е н и е м . |
|
В главе рассмотрены примеры конструкций и i I U H H U H I ia работы основ |
|
|
ных типов распределителей. |
|
3/2-распределитель с |
На рис. 4.2 показаны два поперечных разреза 3/2-распределитепя с |
|
прямым управлением |
прямым электромагнитным управлением. |
|
|
• В исходном положении рабочее отверстие 2 соединено с выхлопным |
|
|
|
отверстием 3 через проточки в якоре (см. вставку на рис. 4.2а) |
|
• |
Если на электромагнит подать ток, возникающая электромагнитная |
|
|
сила заставит якорь перемещаться вверх против действия пружины |
(рис. 4.26). Нижнее седло открывает проход сжатому воздуху из канала питания 1 на выход 2. Верхнее седло закрывает выхлоп в атмосферу 3
• Если сигнал с катушки убрать, якорь возвратной пружиной возвра щается в исходное положение (рис. 4.26). Выход 2 сообщается с атмосферой 3, а проход между 1 и 2 перекрывается. Сжатый воздух выходит через проточки в якоре.
ТР201 • Festo Didactic
Гг/ава 4
Кулачок ручного дублирования А позволяет открыть распределитель Ручное дублирование 1 а ж е при отсутствии сигнала управления — воздух проходит от 1 к 2.
~эи повороте кулачка он поднимает якорь над седлом. При повороте Е обратном направлении якорь возвращается в исходное положение.
I Z т Л\
Рис. 4.2: |
|
|
|
|
|
3/2-распределитель |
с |
электромагнитным управлением |
и ручным дублированием |
(нормально |
закрытый) |
Festo Didactic • ТР201
64
Глава 4
На рис. 4.3 показан нормально открытый 3/2-распределитель. На рис. 4.3 а он показан в исходном положении, а на рис. 4.3 б — во включенном. По сравнению с предыдущим распределителем в исходном положении у него открыт проход от 1 к 2, а канал 3 заглушён.
IZ \ |
т VW |
б) |
1 1 |
Рис. 4.3: |
|
|
|
|
|
3/2-распределитель |
с |
электромагнитным управлением |
и ручным дублированием |
(нормально |
открытый) |
TP201 • Festo Didactic
В распределителе с пилотным управлением главный затвор переме Расп
щается не напрямую от электромагнита, а под действием сжатого воздуха, пилот
•Якорь электромагнита открывает или закрывает проход воздуха из канала питания 1
•Если якорь поднят, воздух воздействует на приводной поршень зат вора
Рис. 4.4 объясняет принцип работы пилотного управления.
•Если катушка не под напряжением, якорь под действием пружины закрывает нижнее седло. Полость над поршнем затвора сообщена
сатмосферой (рис. 4.4 а)
•Если на катушку подать напряжение, якорь поднимется, и сжатый
воздух пойдет в полость над поршнем затвора (рис. 4.4 б)
66
Гпава 4
3/2-распределитель с |
На рис. 4.5 показаны два разреза 3/2-распределителя с пилотным |
пилотным управлением |
электромагнитным управлением. |
|
• В исходном положении полость над приводным поршнем сообщена с |
|
атмосферой, поэтому пружина удерживает затвор вверху (рис. 4.5 а). |
|
Выходной канал 2 сообщен с атмосферным 3 |
|
• При подаче электрического сигнала на катушку, полость над поршнем |
|
сообщится с каналом питания 1 (рис. 4.5 б). Усилие от давления сжа |
|
того воздуха будет расти, и поршень с затвором перемещается вниз. |
|
Проход между каналами 2 и 3 перекрывается, а между 1 и 2 откры |
|
вается. Распределитель будет оставаться в таком положении, пока |
|
на катушке присутствует сигнал |
|
• Если сигнал с катушки снять, распределитель возвращается в исход |
|
ное положение. |
|
Для работы пилотного управления на распределитель нужно подать |
|
некоторое минимальное давление (давление управления), которого |
|
должно быть достаточно для перемещения затвора против силы дей |
|
ствия пружины. Значение этого давления указывается в характерис |
|
тиках распределителя и обычно оно лежит в пределах от 2 до 3 бар. |
Рис. 4.5: |
|
|
|
|
|
3/2-распределитель |
с пилотным |
электромагнитным управлением |
(нормально |
закрытый, |
с ручным дублированием) |
ТР201 • Festo Didactic
67
Гпава 4
Чем больше условный проход распределителя, тем больший расход сжатого воздуха он пропускает.
В распределителе с прямым управлением воздух к потребителю про ходит через отверстие, закрываемое и открываемое якорем электро магнита (рис. 4.2). Чтобы обеспечить достаточный расход, площадь это го отверстия следует делать как можно больше, что влечет за собой увеличение размеров якоря. Это, в свою очередь, требует большой возвратной пружины, против которой должен будет действовать электро магнит. В результате размеры распределителя растут, как и потребляе мая им электрическая мощность.
В распределителе с пилотным управлением потоком сжатого воздуха, идущим к потребителю, управляет главный затвор (рис. 4.5). А приводной поршень затвора управляется пилотным каскадом. Здесь достаточно не большого расхода, поэтому и размеры якоря могут быть относительно не большими при небольшом развиваемом усилии. Следовательно, размеры электромагнита могут быть намного меньше, чем у распределителя с прямым управлением. Также меньше потребление электроэнергии и выделение тепла.
Эти преимущества в размерах, потреблении энергии и выделении тепла привели к тому, что в электропневматических системах в основном, распределители с пилотным управлением.
Сравнение между распределителями с прямым и пилотным управлением
Festo Didactic • ТР201
68
Гпава 4
5/2-распределитель с На рис. 4.6 показан 5/2-распределитель с одностор пилотным управлением электромагнитным управлением в двух возможных п
чения.
•В исходной позиции золотник распределителя под ны находится в крайнем левом положении (рис. 4.6 щен с каналом 2, а канал 4 с каналом 5
•Если на катушку электромагнита подать напряже реместится вправо (рис. 4.6 б). В этой позиции ка каналом 4, а канал 2 с 3
•Если сигнал с катушки снять, пружина вернет зол положение
•Давление на пилот подается через канал 84.
84 5