background image

 
 

 

Politechnika Białostocka 

 

Wydział Mechaniczny

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 

 

 

Temat 

ćwiczenia

Podstawowe pneumatyczne układy 

sterowania ręcznego

 

 

Numer ćwiczenia: 2

 

 

Laboratorium z przedmiotu: 

Napędy płynowe 

 

Kod: 

 

 
 
 

Opracował: mgr inż. Tomasz Huścio 

mgr inż. Tomasz Kuźmierowski 

 
 

Białystok 2004 

background image

Cel  ćwiczenia 

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i działaniem pneumatycznych układów 

sterowania ręcznego. 
 
 

Zakres ćwiczenia: 

1. Zapoznanie się z budową i zasadą działania poszczególnych elementów pneumatycznych 

wykorzystywanych do budowy układów napędu i sterowania pneumatycznego będących 

przedmiotem ćwiczenia. 

2. Wykonanie połączeń i praktyczne sprawdzenie poprawności działania pneumatycznych 

układów sterowania zamieszczonych w instrukcji. 

3.  Opracowanie schematów pneumatycznych układów sterowania dla podanych zadań. 

4. Wykonanie połączeń i praktyczne sprawdzenie poprawności działania pneumatycznych 

układów sterowania dla samodzielnie opracowanych schematów. 

5. Sporządzenie sprawozdania z ćwiczenia. 

6.  Wykonanie sprawozdania z ćwiczenia. 
 

Sprawozdanie powinno zawierać: 

1. 

Imiona, nazwiska, kierunek i rok studiów członków zespołu. 

2. Temat 

ćwiczenia. 

3. Datę wykonania ćwiczenia. 
4. Treść zadania. 
5.  

Schematy pneumatycznych układów sterowania dla podanych zadań kontrolnych. 

6.  

Opis działania + cyklogram pracy samodzielnie opracowanych schematów, 

7.  

Uwagi i spostrzeżenia. 

 

Wymagania BHP pracy przy stanowiskach z tablicami montażowymi 

 Nie przekraczać wartości ciśnienia zasilającego 

MPa

p

z

6

,

0

4

,

0

÷

=

. 

 Zabronione jest jakiekolwiek manipulowanie pokrętłem zaworu redukcyjnego 

umiejscowionego w zespole przygotowania powietrza. 

 W przypadku samoczynnego odłączenia przewodu z gniazda dowolnego elementu układu 

należy natychmiast odłączyć dopływ sprężonego powietrza do układu. 

 
 
 
 

background image

1. Wprowadzenie 

 

Czynności sterowania ręcznego (siłą mięśni) w układach pneumatycznych dotyczą 

obsługi zaworów rozdzielających. Sposób sterowania dowolnego zaworu rozdzielającego nie 

zależy od funkcji czy budowy zaworu. Jednakowy rodzaj sterowania mogą posiadać zawory 

2, 3, 4, czy 5- drogowe, zarówno 2 jak i 3- położeniowe. W tabeli 1 zestawiono podstawowe 

sposoby sterowania siłą mięśni wg PN-ISO 1219.  

 

Symbol Określenie 

 

symbol ogólny, bez wskazania sposobu 
sterowania 

 

przycisk wciskany 

 

dźwignia 

 

pedał 

Tab. 1. Podstawowe sposoby sterowania siłą mięśni wg PN-ISO 1219 

 

Sterowanie pneumatyczne może być realizowane poprzez zastosowania sterowania 

bezpośredniego i sterowania pośredniego pracą siłownika jedno- lub dwustronnego działania. 

Sterowanie bezpośrednie  pracę siłownika pneumatycznego stosuje się w przypadkach, gdy 

odległość między siłownikiem a stanowiskiem obsługi jest niewielka oraz mamy do czynienia                

z siłownikami o małych gabarytach (małe objętości komór). 

Sterowanie pośrednie stosuje się do sterowania dużymi siłownikami przy znacznej odległości 

między siłownikiem a stanowiskiem obsługi. Dzięki umieszczeniu zaworu głównego 

w pobliżu siłownika ulegają skróceniu przewody zasilające, przez co zmniejsza się przestrzeń 

martwa między zaworem a siłownikiem. Prowadzi to do znacznie mniejszych strat energii. 

Sterowanie pośrednie pracą siłownika jedno- lub dwustronnego działania może być 

realizowane poprzez zastosowanie mono- lub bistabilnego zaworu głównego. 

Zawór rozdzielający monostabilny pozostaje tak długo przesterowany, jak długo 

podtrzymywane jest sterowanie (np. wciśnięty przycisk). Po zwolnieniu sterowania zawór 

samoczynnie powraca do położenia wyjściowego.   

Przykładem zaworu monostabilnego jest zawór rozdzielający trójdrogowy dwupołożeniowy 

sterowany przyciskiem, powrót pod działaniem sprężyny. 

  

background image

Zawór rozdzielający bistabilny jest to element o dwóch stanach stabilnych położenia: 

odcinającym i otwierającym przepływ czynnika (powietrza), wymagający odpowiedniego 

impulsu w celu przejścia z jednego stanu w drugi. 

Przykładem zaworu bistabilnego jest zawór rozdzielający pięciodrogowy dwupołożeniowy 

sterowany obustronnie pneumatycznie strumieniem napełniającym 

 

 

2.  Schematy podstawowych układów sterowania 
Sterowanie bezpośrednie 

 

Rys. 1. Układ sterowania bezpośredniego siłownika 

jednostronnego działania  

 
Przedstawiony na rysunku 1 schemat układu zbudowany jest 
z: 1.0 - siłownika jednostronnego działania; 1.2 - zaworu 
rozdzielającego trójdrogowego dwupołożeniowego ze 
sprężyną, sterowanego ręcznie przyciskiem.  
Wciśnięcie i przytrzymanie przycisku zaworu rozdzielającego 
(1.2) powoduje przepływ powietrza z bloku zasilania (0.1) do 
komory siłownika (1.0). Wzrost ciśnienia w komorze 
siłownika powoduje wysuw tłoczyska siłownika.  Ruch 
powrotny tłoczyska siłownika następuje po zwolnieniu 
przycisku i powrocie zaworu rozdzielającego do położenia 
wyjściowego pod wpływem działania sprężyny. 

 

 
 

 

Rys. 2. Układ sterowania bezpośredniego siłownika 

dwustronnego działania

 

 
Przedstawiony na rysunku 2 schemat układu zbudowany jest 
z: 1.0 - siłownika dwustronnego działania; 1.2 i 1.3 - zaworów 
rozdzielających trójdrogowych dwupołożeniowych ze 
sprężyną, sterowanych ręcznie przyciskami. 
Wciśnięcie i przytrzymanie przycisku zaworu rozdzielającego 
(1.2) powoduje wysuw tłoczyska siłownika. Ruch powrotny 
tłoczyska siłownika następuje po zwolnieniu przycisku zaworu 
(1.2), wciśnięciu i przytrzymaniu przycisku zaworu 
rozdzielającego (1.3). 
Sygnały z zaworów rozdzielających (1.2) i (1.3) połączonych 
bezpośrednio z siłownikiem umożliwiają przesunięcie 
tłoczyska w obu kierunkach. Jednak w położeniach 
krańcowych (wysunięte, cofnięte tłoczysko) przy zwolnionych 
przyciskach tłok siłownika nie jest pod ciśnieniem i pod 
działaniem sił zewnętrznych mógłby zmienić położenie.  

 

 

background image

Sterowanie pośrednie 

 

Rys. 3. Układ sterowania pośredniego siłownika 

jednostronnego działania z monostabilnym 
zaworem głównym 

 
Przedstawiony na rysunku 3 schemat układu zbudowany jest z: 
1.0 - siłownika jednostronnego działania; 1.1 – monostabilnego  
zaworu głównego (zawór rozdzielających trójdrogowy 
dwupołożeniowy sterowany pneumatycznie strumieniem 
napełniającym, powrót pod działaniem sprężyny); 1.2 - zaworu 
rozdzielającego trójdrogowego dwupołożeniowego ze sprężyną, 
sterowanego ręcznie przyciskiem. 
Wciśnięcie i przytrzymanie przycisku zaworu rozdzielającego 
(1.2) powoduje przesterowanie zaworu głównego (1.1) 
i przepływ powietrza z bloku zasilania (0.1) do komory 
siłownika (1.0). Wzrost ciśnienia w komorze siłownika 
powoduje wysuw tłoczyska siłownika. Ruch powrotny tłoczyska 
siłownika następuje po zwolnieniu przycisku i powrocie, w 
pierwszej kolejności, zaworu rozdzielającego (1.2) następnie 
zaworu głównego (1.1) do położenia wyjściowego pod 
wpływem działania sprężyn. 

 

Rys. 4. Układ sterowania pośredniego siłownika 

jednostronnego działania z bistabilnym 
zaworem głównym 

 

Przedstawiony na rysunku 4 schemat układu zbudowany jest z: 
1.0 - siłownika jednostronnego działania; 1.1 – bistabilnego  
zaworu głównego (zawór rozdzielających trójdrogowy 
dwupołożeniowy sterowany obustronnie pneumatycznie 
strumieniem napełniającym); 1.2 i 1.3 - zaworów 
rozdzielających trójdrogowych dwupołożeniowych ze sprężyną, 
sterowanych ręcznie przyciskami. 
Krótkotrwałe wciśnięcie przycisku zaworu rozdzielającego (1.2) 
powoduje przesterowanie zaworu głównego (1.1) i przepływ 
powietrza z bloku zasilania (0.1) do komory siłownika (1.0). 
Wzrost ciśnienia w komorze siłownika powoduje wysuw 
tłoczyska siłownika. Ruch powrotny tłoczyska siłownika 
następuje po krótkotrwałym wciśnięciu przycisku zaworu 
rozdzielającego (1.3). Spowoduje to przesterowanie zaworu 
głównego (1.1) do położenia wyjściowego. 
 

 

 

Rys. 5. Układ sterowania pośredniego siłownikiem 

dwustronnego działania z bistabilnym 
zaworem głównym

 

 
 
 
Przedstawiony na rysunku 5 schemat układu zbudowany jest z: 
1.0 - siłownika dwustronnego działania; 1.1 – bistabilnego  
zaworu głównego (zawór rozdzielający pięciodrogowy 
dwupołożeniowy sterowany obustronnie pneumatycznie 
strumieniem napełniającym); 1.2 i 1.3 - zaworów 
rozdzielających trójdrogowych dwupołożeniowych ze sprężyną, 
sterowanych ręcznie przyciskami. 
 
Główny zawór rozdzielający współpracujący z siłownikiem jest 
przesterowywany po krótkotrwałym wciśnięciu przycisku 
zaworów rozdzielających (1.2) lub (1.3). Ruch tłoczyska 
siłownika w przód i w tył następuje po wciśnięciu odpowiednio 
przycisków (1.2) i (1.3). 

 

 

 

background image

3.  Zadania do wykonania 

Zad.1. Siłownik dwustronnego działania sterowany jest za pomocą zaworu rozdzielającego 

pięciodrogowego dwupołożeniowego (5/2) ze sprężyną powrotną, sterowanego 

ręcznie przyciskiem. Narysuj schemat układu, oznacz wszystkie elementy. 

Zad.2. Siłownik dwustronnego działania sterowany jest za pomocą monostabilnego 

rozdzielacza pięciodrogowego dwupołożeniowego. Narysuj schemat układu, oznacz 

wszystkie elementy.