Ćwiczenie HP3 - instrukcja

1. Zbiornik oleju

10. Tłumik

2. Szafka

11. Suwak

3. Akumulator hydrauliczny

12. Przetwornik poło

enia

4. Zawór bezpiecze

stwa

13. Cylinder hydrauliczny

5. Pompa

14. Zawór regulacyjny

6. Wzmacniacz

15. Manometr

7. Tylna

ciana

16. Osłona zabezpieczaj

8. Mechanizm napinania spr

ęŜ

yny

17. Panel steruj

9. Spr

ęŜ

yny

Cylinder hydrauliczny (13) ma skok 150 mm. Zawór regulacyjny (14) jest

zamontowany bezpo

rednio na cylindrze. Dzi

ki temu skrócono do minimum

odległo

ś ć

dzy elementami. Do tłoczyska przymocowany jest suwak (11) o masie

50 kg. Suwak jest zamocowany na ło

yskach kulkowych, które zmniejszaj

tarcie o

podło

Obci

ąŜ

enie cylindra hydraulicznego mo

na regulowa

za pomoc

dwóch

symetrycznie ustawionych spr

ęŜ

rubowych (9).

Dzi

ki tłumikowi (10) stanowisko pozwala równie

prowadzi

analizy dotycz

tłumienia.

Poło

enie suwaka jest mierzone za pomoc

przetwornika potencjometrycznego (12) i

przekazywane do wzmacniacza (6), który znajduje si

w oddzielnej obudowie.

Wszystkie sygnały steruj

ce mo

na zmierzy

podł

czaj

c urz

dzenie pomiarowe do

gniazd umieszczonych na czołowej płycie wzmacniacza, który jest równie

wyposa

ony w drukark

Zasilacz hydrauliczny składa si

ze zbiornika oleju (1) o pojemno

ci 10 litrów, pompy

(5), filtra, zaworu bezpiecze

stwa, manometru, akumulatora hydraulicznego (3) i

znajduje si

poni

ej na dole stanowiska. Manometry (15) przymocowane do tylnej

ciany (7) wskazuj

nienie panuj

ce po obu stronach tłoczyska.

Na panelu steruj

cym (17) znajduje si

wł

cznik pompy, główny wł

cznik zasilania,

wył

cznik awaryjny i gniazdko elektryczne (230V / 50Hz).

Dodatkowe akcesoria mo

na przechowywa

w szafce (2).

3.2. Opis układu sterowania

Rys.2. Schemat układu sterowania

1. Suwak

5. Cylinder hydrauliczny

2. Przetwornik poło

enia

6. Tłumik

3. Wzmacniacz

7. Spr

ęŜ

yna

4. Zawór regulacyjny

Zadaniem układu steruj

cego zaworem regulacyjnym jest ustawienie suwaka (1) w

zadanym poło

eniu z najwi

ksz

liw

dokładno

i pr

dko

W tym celu dokonywany jest pomiar rzeczywistego poło

enia suwaka (1) za pomoc

przetwornika poło

enia (2). Nast

pnie wzmacniacz (3) porównuje warto

ś ć

rzeczywist

z warto

zadan

(wyznacza uchyb) i na tej podstawie steruje prac

zaworu.

n ym kryterium oceny jako

ci układu sterowania wykorzystuj

cego zawór

regulacyjny jest dokładno

ś ć

pozycjonowania pod zmiennym obci

ąŜ

eniem, na któr

decyduj

cy wpływ ma jego sztywno

ś ć

Warto

ść

rzeczywista

Warto

ść

zadana

Przewody olejowe

Sygnał
steruj

3.3. Układ hydrauliczny

Rys.3. Schemat układu hydraulicznego.

Olej jest tłoczony przez pomp

oleju (1) (przez przewód P) do zaworu

bezpiecze

stwa (3). Je

eli ci

nienie w układzie jest za wysokie, zawór (3) otworzy

odprowadzaj

c nadmiar oleju do zbiornika przewód T. Ci

nienie za pomp

na odczyta

na manometrze (7). Za zaworem bezpiecze

stwa znajduje si

zawór akumulatora hydraulicznego (4). W trybie napełniania akumulatora (p<130

bar) zawór jest zamkni

ty a olej płynie prze z zawór jednokierunkowy do akumulatora

hydraulicznego (5). Kiedy ci

nienie w akumulatorze osi

gnie warto

ś ć

150 bar, zawór

(4) otworzy si

i olej zamiast do akumulatora popłynie do zbiornika. W takiej sytuacji

zawór jednokierunkowy zapobiega wypływaniu oleju z akumulatora. Zawór

bezpiecze

stwa (8) steruje ci

nieniem w obwodzie akumulatora.

Ab y zapobiec zanieczyszczeniu zaworu regulacyjnego (9) zastosowano bardzo

dokładny filtr (6) po stronie zasilania. Poziom zanieczyszczenia filtra wskazuje

manometr.

Oprócz tego w układzie znajduje si

drugi filtr oleju bezpo

rednio na spływie do

zbiornika. Zawór regulacyjny (9) steruje prac

cylindra hydraulicznego (10).

3.4. Zawór regulacyjny - budowa i działanie.

Zawór regulacyjny jest najwa

niejszym elementem hydraulicznego układu

sterowania. Przekształca sygnały elektryczne pochodz

ce ze wzmacniacza na

zmian

nienia i wydatku.

Zawór charakteryzuje si

zerowym przekryciem suwaka. Oznacza to brak martwej

strefy w

rodkowej cz

ęś

ci charakterystyki (rys. 4). Ma ponadto liniow

charakterystyk

, która zapewnia stabiln

prac

. Zawór regulacyjny znajduj

cy si

stanowisku jest wyposa

ony we własny wzmacniacz umieszczon y be zpo

rednio na

nim. Sygnałem steruj

cym jest sygnał napi

ciowy a zakresie + 10V.

Rys.4. Wpływ przekrycia suwaka zaworu na jego charakterystyk

Rysunek nr 5 przedstawia przekrój zaworu. Po lewej stronie znajduje si

suwak

zaworu (1) - przetwornik mechaniczno-hydrauliczny. Po jego prawej stronie znajduj

przetwornik

elektryczno-mechaniczny,

który

składa

cewki

elektromagnetycznej (2) i kotwicy (3).

Rys.5. Przekrój zaworu regulacyjnego

Poło

enie kotwicy jest niezale

ne od tarcia i ci

nienia panuj

cego w zaworze. Jest

ono regulowane za pomoc

układu steruj

cego poło

eniem. W tym celu dokonywany

jest pomiar rzeczywistego poło

enia suwaka za pomoc

przetwornika poło

enia (4),

którego wynik przekazywany jest do wzmacniacza zaworu (5). Na podstawie tej

informacji wzmacniacz steruje warto

nat

ęŜ

enia pr

du płyn

cego przez cewk

elektromagnesu w taki sposób, aby warto

ś ć

poło

enia suwaka odpowiadała warto

zadanej.

Sygnał odpowiadaj

cy rzeczywistemu poło

eniu suwaka jest dostarczany do

wzmacniacza steruj

cego (zł

cze zaworu).

Zawór poł

czony jest ze wzmacniaczem steruj

cym za pomoc

przewodu

podł

czanego do zł

cza (6).

4. Opis sposobu wykonania

wiczenia

Zespół zostaje podzielony na trzy grupy. Zadaniem ka

dej z grup jest wykonanie

oblicze

dla jednej z trzech nastaw parametrów wzmacniacza (współczynnik

wzmocnienia Kp=0,2, Kp=1 i Kp=2), przy trzech ró

nych warto

ci ugi

cia wst

pnego

spr

ęŜ

yn (0 mm - 30 mm - 60 mm) (ró

ne obci

ąŜ

enia).

Procedura wykonania praktycznej cz

ęś

wiczenia:

1. Ustawi

zadan

warto

ś ć

współczynnika wzmocnienia Kp = 0,2 i warto

ci zadanej

W2 = 2,0 V (zadane poło

enie tłoczyska)

2. Tłoczysko cylindra wysunie si

o ok. 30 mm.

3. Za pomoc

pokr

tła poluzowa

spr

ęŜ

yn y stanowi

ce obci

ąŜ

enie tłoczyska.

4. Odczyta

poło

enie płyty oporowej pokr

tła.

5. Za pomoc

woltomierza odczyta

napi

cie odpowiadaj

ce rzeczywistej warto

poło

enia tłoczyska xL1.

6. Zwi

kszy

ugi

cie spr

ęŜ

yny do 30 mm.

7. Za pomoc

woltomierza odczyta

napi

cie odpowiadaj

ce rzeczywistej warto

poło

enia tłoczyska xL2.

8. Zwi

kszy

ugi

cie spr

ęŜ

yny do 60 mm.

9. Za pomoc

woltomierza odczyta

napi

cie odpowiadaj

ce rzeczywistej warto

poło

enia tłoczyska xL3.

10. Zmniejszy

do minimum ugi

cie spr

ęŜ

yny.

Powy

sze czynno

ci powtórzy

dla współczynnika wzmocnienia Kp=1 i Kp=2

5. Wykonanie sprawozdania

Sprawozdanie powinno zawiera

1. Stron

tytułow

(zał

cznik do instrukcji) ze składem grupy.

2. Tabel

zawieraj

zmierzone warto

ci.

3. Obliczenia.

6. Zasady bezpiecze

stwa

UWAGA! W układzie hydraulicznym znajduje si

akumulator. Oznacza to,

e w

układzie hydraulicznym zgromadzona jest energia, nawet po wył

czeniu pompy.

Tłoczysko c ylindra mo

e si

niespodziewanie wysun

ąć

lub wsun

ąć

W układach hydrauliczny powstaj

e siły i pr

dko

ci ruchu.

W celu zapewnienia bezpiecznego u

ytkowania stanowiska nale

bezwzgl

dnie przestrzega

poni

szych wskazówek.

Wszystkie osoby przyst

puj

ce do

wiczenia musz

zapozna

z instrukcj

wiczenia i wskazówkami dotycz

cymi bezpiecze

stwa.

RYZYKO PORA

ENIA PR

DEM ELEKTRYCZNYM!

- Przed ro zpocz

ciem prac przy układzie elektrycznym nale

y obróci

główny

wył

cznik w poło

enie OFF i odł

czy

przewód zasilaj

cy z gniazdka

elektrycznego.
- Prace przy układzie elektrycznym powinny by

przeprowadzane wył

cznie przez

osoby posiadaj

ce odpowiednie uprawnienia.

- Nie dopuszcza

do zachlapania lub wstrz

sów elementów układu elektrycznego.

RYZYKO OBRA

CIAŁA!

- Tłoczysko cylindra hydraulicznego mo

e wysuwa

lub wsuwa

z du

Ŝą

dko

i sił

- Pokrywa ochronna zawsze powinna by

zamkni

ta.

- Przed ro zpocz

ciem prac przy cylindrze hydraulicznym (zmiana wst

pnego ugi

cia

spr

ęŜ

yn, podł

czanie i regulacja tłumika) nale

y obni

nienie w układzie do

poziomu ci

nienia atmosferycznego.

- Nie nale

y kła

ś ć

k na drodze suwaka.

Na drodze suwaka nie mog

znajdowa

adne przedmioty, przewody elektryczne

lub hydrauliczne.
UWAGA! Akumulator hydrauliczny
- Przed ro zpocz

ciem prac nale

y obni

nienie w układzie do poziomu

nienia atmosferycznego. W tym celu nale

y wył

czy

pomp

i za pomoc

wzmacniacza sterowa

ruchem tłoczyska cylindra (wysuwaj

c i wsuwaj

c) do

momentu, w którym ci

nienie w układzie osi

gnie warto

ś ć

nienia atmosferycznego.

- Uwaga! Manometr zasilacza hydraulicznego nie pokazuje ci

nienia oleju w

akumulatorze tylko za pomp

- Prace przy układzie hydraulicznym powinny by

wykon ywane wył

cznie prze z

wykwalifikowanych pracowników.
UWAGA! Poł

czenia elektryczne

- Wi

w zmacniacz i zawór regulacyjny mo

na odł

cza

tylko kiedy

stanowisko jest wył

czone a ci

nienie w układzie jest równe atmosferycznemu. W

przeciwnym razie układ hydrauliczny mo

e niespodziewanie zadziała

- Zł

cza nale

y odpowiednio dokr

, aby zapobiec jego poluzowaniu.

UWAGA!
- Nie wolno zostawia

adnych przedmiotów ani narz

dzi na drodze suwaka. W

przypadku kolizji, stanowisko mo

e zosta

powa

nie uszkodzone w w yniku

działania znacznych sił i pr

dko

ci.

- U

ytkowanie stanowiska z uszkodzonymi elementami grozi OBRA

ENIAMI CIAŁA!

INSTYTUT MASZYN ROBOCZYCH CI

Ęś

KICH

LABORATORIUM

NAP

DÓW

HYDRAULICZNYCH

I PNEUMATYCZNYCH

wiczenia:

HP3

Temat:

Dokładno

ść

pozycjonowania tłoczyska cylindra hydraulicznego

Zespół:

Grupa:

D/W/Z

Data:

Lista osób wykonuj

cych

wiczenie:

.....................................................................................

10. .....................................................................................

11. .....................................................................................

12. .....................................................................................