Как же приятно посещать мероприятия по повышению квалификации, когда это:
⁃ Интересно и полезно конкретно тебе
⁃ Очно, а не по зуму, в маленькой группе
⁃ Грамотно подготовлены справочные материалы
⁃ Практика максимально приближена к реальности
Казалось бы так просто, но после ковида многим неочевидно.
Курс "проектирование пневмосистем" - это четырехдневный интенсив для разработчиков, в течение которого рассматриваются все аспекты пневматики:
- Теоретическая часть
- Практические знания
- Расчеты "руками" и с помощью ПО
- Решение практических задач
1 Теоретическая часть
Пневматика в нашем контексте - это область техники, которая использует сжатый воздух для преобразования в механическое движение. Дунул в трубочку и на другом конце что-то поехало. Когда я впервые узнал, что оказывается так можно было, решил, что это самый простой способ что-нибудь подвигать. К сожалению, чем дальше я заходил, тем больше понимал, как ошибался, а после пройденных курсов не советую использовать пневматику, если нет очень четкого понимания ее преимуществ в вашем конкретном случае.
Первое, что нужно понимать это то, что в трубку никто не дует и произвести сжатый воздух это отдельная объемная задача.
Схема такая:
1. Компрессор
2. Электродвигатель
3. Реле давления
4. Обратный клапан
5. Ресивер (воздухосборник)
6. Манометр
7. Автоматический конденсатоотводчик
8. Предохранительный клапан
9. Осушитель рефрижераторного типа
10. Магистральный фильтр
Не стал добавлять описание каждого устройства чтобы вы не закрыли статью, думаю интуитивно и так все ясно. Отмечу только что под разные задачи схема может отличаться.
Тоесть мы говорим про сжатие больших объемов воздуха: те кто хоть чуть-чуть помнят физику уже начнут глубоко вздыхать, вспоминая всякие сложные формулы, изо-процессы и смежные с химией понятия. Вот на курсах весь первый день был про это, мозги пришлось напрячь. Хорошая новость в том, что если нет задачи уходить в пневматику глубоко и надолго, то оно все не надо, ведь хвала небесам тупость современных инженеров прикрывает умное ПО. Например у SMC есть страничка https://etools.smc.at/, там много всякого полезного, сильно рекомендую.
Из того, что надо уяснить четко: подготовка воздуха - это отдельная объемная задача. Нужно бороться с влажностью, конденсатом, температурой, примесями и потерями давления. Все эти факторы резко снижают эффективность и срок службы всего чем вы там собрались двигать.
Еще есть такая неочевидная вещь: при уменьшении сечения увеличивается скорость потока (пальцем часть крана закрой и вода польется быстрее), но давление при этом уменьшается. Это вытекает из уравнения Бернулли и четко работает на практике.
2 Практические знания
Тут мы изучали принципы, устройство и ассортимент пневматических элементов, стало повеселее. Поговори про то, как мы собираемся наш сжатый воздух использовать.
1.Забор сжатого воздуха из магистрали
Сжатый воздух для потребителей отбирается из верхней части главной магистрали. Это делается для того, чтобы образовавшийся конденсат оставался в магистрали. Вода, конденсирующаяся в нижней части трубопровода, идущего к потребителю, стекает в автоматический конденсатоотводчик.
2.Автоматический конденсатоотводчик
В нижней точке каждого трубопровода должен быть предусмотрен дренаж. Конденсатоотводчик используется наиболее эффективно, если он не позволяет воде задерживаться в трубопроводе.
3.Блок подготовки сжатого воздуха
Такой блок обеспечивает получение очищенного сжатого воздуха с заданным уровнем давления. В его состав при необходимости может быть включен маслораспылитель, который вносит в поток сжатого воздуха масло с целью смазки узлов пневматической системы, расположенных ниже по потоку.
4. Пневматический распределитель
Это специализированный клапан, предназначенный для управления исполнительным устройством. Он подводит сжатый воздух к одной рабочей полости исполнительного устройства, одновременно сбрасывая воздух из другой, тем самым обеспечивая движение механизма. Переключение пневмораспределителя изменяет направление движения исполнительного устройства.
5. Исполнительное устройство
Исполнительное устройство предназначено для преобразования потенциальной энергии сжатого воздуха в механическую работу. На рисунке показан пневматический цилиндр, однако на практике это может быть, например, поворотный привод, захват или пневматический инструмент.
6. Устройства регулирования скорости (пневматические дроссели)
Эти элементы позволяют плавно регулировать скорость перемещения исполнительных устройств.
Тут уже важно, надеюсь прочитали. Повторюсь, что схема типовая, для примера, на самом деле все бывает сильно по-разному. Дальше будут картинки, не закрывайте, пожалуйста.
Было интересно посмотреть на выставочные образцы: были представлены элементы каждой из перечисленных категорий с вырезанной четвертью, чтобы можно было покрутить в руках и посмотреть принцип работы изнутри.
Например на картинке выше классический пневмоцилиндр двустороннего действия по стандарту ИСО. Тут видны и уплотнительные кольца, и магнитная часть для срабатывания гиркона, и кольцо для удержания нагрузки в радиальном направлении.
В отличие от классического, компактный пневмоцилиндр не имеет никаких колец, помимо уплотнительного, что не позволяет использовать на нем гирконы, прикладывать радиальную нагрузку, а также отсутствует конструктивно заложенное демпфирование.
Шток в пневмоцилиндре нужен не всегда, иногда к поршню внутри цилиндр крепят каретку, которая перемещается вместе с поршнем при подаче давления. В таком случае встает вопрос способа соединения каретки и поршня с учетом сохранения герметичности внутри. Распространенный способ - это магнитное соединение, как на картинке выше.
Или механическое соединения каретки и поршня, в таком случае герметичность сохраняется благодаря сложной системе уплотнений.
Было показано еще очень много всякого, но спамить миллионом фото смысла не вижу, просто имейте в виду, что "экспонатов" у них более чем достаточно. Вот еще пара:
Также выкладываю дополнительные видео в движении механизмов в своем телеграм канале
3 Расчеты
Ключевых расчетов по проектированию пневмосистемы у потребителя два: расчет на усилие и на расход воздуха.
Расчет усилия на пнемоцилиндре с одной стороны простой, с другой стороны надо понимать в некоторых случаях нюансы и закладывать коэффициенты запаса.
Расчет расхода воздуха тоже важен, хотя лично я об этом даже не задумывался. Он делится на средний и пиковый и по его результатам исходя из ваших условий подбираются диаметры трубок, распределители и все остальные элементы.
Подробно с примерами разобраны все расчеты в учебнике, который я выложил отдельным постом в своем телеграм канале.
Онлайн ПО есть на сайте https://etools.smc.at/, там надо к интерфейсу привыкнуть, но в общем все понятно. Если будет полезно записать видеоурок по использованию этих инструментов, оставляйте комментарии.
4 Решение практических задач
Думаю эта часть была самой интересной, потому что пришлось поработать и головой и руками.
И таких задач было много, при чем и на электрических элементах, и чисто на пневматической логике.
Вывод
За время прохождения курса было получено множество знаний и навыков, однако безусловно это не значит, что за четыре дня можно стать экспертом в пневматике, область глубокая и многогранная. На мой взгляд за короткий срок это оптимальный результат для тех, кто хочет начать работать с пневматикой имея уверенную базу и широкое представление.