PNEUMATIKA 1. Ispit PDF

Pneumatika Pneumatski sustavi omogućuju prijenos energije i signala STLAČENIM ZRAKOM **Prednosti** pneumatskih sustava: - SIGURNOST -- nema opasnosti od eksplozije i požara - BRZINA -- radni elementi postižu velike brzine gibnja; pneumatski cilindri 1-2 m/s, udarni cilindri do 10 m/s -...

Pneumatika Pneumatski sustavi omogućuju prijenos energije i signala STLAČENIM ZRAKOM **Prednosti** pneumatskih sustava: - SIGURNOST -- nema opasnosti od eksplozije i požara - BRZINA -- radni elementi postižu velike brzine gibnja; pneumatski cilindri 1-2 m/s, udarni cilindri do 10 m/s - JEDNOSTAVAN PRIJENOS ENERGIJE -- cjevovodima - SKLADIŠTENJE -- stlačeni zrak sprema se u spremnike od kojih se neki mogu i prenositi - NEOSJETLJIVOST NA PREOPTEREĆENJE -- pneumatski radni elementi mogu se opteretiti do zaustavljanja, a da se pri tom ne oštete - NEOSJETLJIVOST NA TEMPERATURU -- s dehidriranim stlačenim zrakom, pneumatski elementi mogu raditi od -20˚C do 70˚C (u posebnim izvedbama i do 200˚C) - NEOSJETLJIVOST na radijaciju, magnetsko polje te zagađenost atmosfere - KONTINUIRANA PROMJENA BRZINE -- rotacije pneumatskih motora i translacije pneumatskih cilindara (mogućnost glatkog i postepenog podešavanja brzine kretanja aktuatora ili protoka zraka kroz sustav) - PODEŠAVANJE DULJINE HODA -- uz pomoć graničnika - ČISTOĆA -- stlačeni zrak je čist, te kod eventualnog propuštanja, kao i ispuha u atmosferu ne onečišćuje okoliš - NEMA POVRATNIH VODOVA -- nakon izvršenog rada, zrak se preko ispušnog ventila ispušta u atmosferu - JEDNOSTAVNO ODRŽAVANJE -- zbog visokog stupnja standardiziranosti, zamjena je jednostavna **Nedostatci** pneumatskih sustava: - STLAČIVOST ZRAKA -- zbog stlačivosti zraka ograničene su veličine sila koje mogu ostvariti radni elementi - PROIZVODNJA STLAČENOG ZRAKA JE SKUPA -- skuplja od električne struje ili ulja pod tlakom - BUKA -- kod ekspanzije zraka u sustav - Bez dodatnih uređaja (npr. prigušnica) nije moguće postići male konstantne brzine izvršnih elemenata (npr. pneumatski cilindar) - PRIJENOS SIGNALA NA VELIKE UDALJENOSTI NIJE MOGUĆ -- zbog gubitaka tlaka zraka [Toplinsko stanje plinova] definira se slijedećim veličinama: - **Apsolutni tlak** (p ili p~a~) - **Specifični volumen / gustoća** (V, *ρ )* - **Temperatura** (T) **Tlak** -- djelovanje sile na jedinicu površine, p = F / A \[ N/m^2^ \] = \[ Pa \] Pa je mal, u praksi se koristi bar 1 bar = 100 000 Pa (10^5^ Pa) = 1000 kPa = 0,1 MPa p (p~a~) -- apsolutni tlak, p~v~ = podtlak, p~p~ = predtlak Mjerenje tlaka može pokazati razliku između izmjerene veličine i atmosferskog tlaka; Pozitivna razlika je predtlak, a negativna podtlak apsolutni = atmosferski + predtlak apsolutni = atmosferski -- podtlak **Gustoća** -- odnos mase i volumena neke materije, tvari ili tijela, *ρ = m / V \[ kg/m^3^ \]* Recipročna vrijednost gustoće je specifični volumen v = V / m \[ m^3^/kg \] **Osnovni plinski zakoni:** - Boyle -- Mariotteov zakon -- volumen plina pri stalnoj temperaturi obrnuto je proporcionalan tlaku V~2~ / V~1~ = p~1~ / p~2~ - Gay -- Lussacov zakon -- volumen plina pri stalnom tlaku izravno je proporcionalan temperaturi plina, V~1~ / V~2~ = T~1~ / T~2~ - Daltonov zakon -- ukupni tlak smjese plinova jednak je zbroju parcijalnih tlakova svih plinova u smjesi, p~s~ = p~1~ + p~2~ + p~3~ +... + p~n~ - Amontsonov zakon **Temperatura** - osnovna makroskopska manifestacija unutarnjeg toplinskog stanja \[ K \] T = t + 273,15 \[ K \], t = T -- 273,15 \[ ˚C \] **Relativna vlažnost** \[ % \] -- omjer sadržaja vode u atmosferi i sadržaja vode u zasićenom plinu pri istoj temperaturi **Točka rošenja** -- temperatura pri kojoj nastupa izdvajanje vode iz zraka Čistoća zraka očituje se količinom primjesa u zraku Tijekom proizvodnje stlačenog zraka te rada aktuatora u pneumatskim se sustavima događaju i kompresija i ekspanzija zraka U proračunima je potrebno koristiti vrijednosti apsolutnog tlaka i temperature **Vrste promjena stanja:** - Izobarni proces -- izvodi se kod stalnog tlaka, p = konst. - Izohorni proces -- izvodi se pri stalonm volumenu, V = konst. - Izotermni proces -- izvodi se kod stalne temperature, T = konst. - Adijabatski proces -- proces bez izmjene topline s okolinom, Q = 0 - Politropski proces **Kompresori --** strojevi za dobivanje stlačenog zraka; mehanički rad kompresora vrši stlačivanje zraka s atmosferske na višu razinu Slika na kojoj se prikazuje tekst, dijagram, Plan, Trokut Opis je automatski generiran U sustav za proizvodnju i distribuciju stlačenog zraka spadaju: - Kompresori - Odvlaživači (sušionici) zraka - Spremnici zraka - Pneumatske instalacije (cijevi) **Klipni kompresori** -- najčešće korišteni kompresori za proizvodnju stlačenog zraka tlaka 6-8 bara po jednom stupnju **Princip rada** -- kretanjem klipa od gornje ka donjoj mrtvoj točci, volumen u cilindur se povećava, stvara se podtlak koji otvara usisni ventil i u cilindar ulazi zrak iz okoliša. Daljnjom rotacijom koljenastog vratila počinje kretanje cilindra od donje ka gornjoj mrtvoj točci, volumen unutar cilindra se smanjuje i raste tlak, kada tlak dosegne dovoljnu vrijednost, otvara se tlačni ventil, a klip svojom daljnjom rotacijom istiskuje stlačeni zrak iz cilindra u tlačni vod / kolektor. Princip rada klipnih kompresora zasniva se na pretvorbi rotacijskog gibanja koljenastog vratila u pravocrtno gibanje klipa. Rotacijsko gibanje uzrokovano je radom pogonskog motora. Oscilirajućim pravocrtnim gibanjem klipa usisava se zrak u cilindar, a zatim tlači do radnog tlaka. Ulazak i izlazak iz cilindra omogućuje se naizmjeničnim otvaranjem i zatvaranjem USISNOG i POTISNOG ventila. Podjela klipnih kompresora **prema pokretljivosti**: - Mobilni ili pokretni -- za građevne radove i vozila - Stacionirani ili stabilni -- u industrijskim postrojenjima Klipni kompresori zbog smanjenja trenja kod klizanja klipa troše dosta ulja koje djelomično odlazi sa strujanjem zraka, to ulje nije poželjno u stlačenom zraku te se treba odstraniti. Zbog toga je prije upotrebe stlačenog zraka potrebno provesti pripremu stlačenog zraka. **Membranski kompresori** -- nadograđeni klipni kompresori, imaju ugrađenu membranu unutar membranskih cilindara koja razdvaja prostor za usisavanje i tlačenje zraka od dijelova bez tlaka Ulje u kompresoru nije s njime u doticaju i stlačeni zrak ne odnosi čestice ulja.  **Princip rada** -- kretanjem klipa od gornje ka donjoj mrtvoj točci klip povlači sa sobom membranu i povećava se volumen u membranskom cilindru, stvara se podtlak koji otvara usisni ventil i zrak iz okoliša ulazi u membranski cilindar. Daljnjom rotacijom koljenastog vratila od donje ka gornjoj mrtvoj točci, tlak se povećava i kada dosegne određenu vrijednost otvara se tlačni ventil, a klip svojim daljnjim kretanjem istiskuje stlačeni zrak iz membranskog cilindra u tlačni vod / kolektor **Lamelasti kompresori** -- rotacijom smanjuju volumen usisanog zraka, koriste se za povećane dobave zraka, a lamele su u pravilu grafitne **Princip rada** -- zrak ulazi u kompresor i biva zatvoren između lamela i kućišta, lamele su na ekscentrično smještenom rotoru, vrtnjom rotora volumen između lamela i kućišta se smanjuje i tlak raste te stlačeni zrak izlazi kroz tlačni vod Slika na kojoj se prikazuje skeč, krug, crtež, dijagram Opis je automatski generiran **Vijčani kompresori** -- čine ih 2 vijka s konveksnim i konkavnim profilom koji su u međusobnom zahvatu i rotiraju se u suprotnim smjerovima, koriste se za povećane dobave zraka i do tlaka 14 bara Troše 20% više pogonske snage od klipnih kompresora, ali imaju dug vijek trajanja, malo ulja je u stlačenom zraku i mali su troškovi održavanja. **Princip rada** -- u kompresoru se nalaze 2 vijska s konveksnim i konkavnim profilom koji su u međusobnom zahvatu i vrte se u suprotnim smjerovima, kada se vijci okreću, zrak je usisan s ulaznog otvora i \'\'zarobljen\'\' između vijaka, kako se oni okreću zrak se tlači i potiskuje na izlazni otvor, a na ulazu se usisava novi zrak  **Root kompresori** - čine ih 2 specijalno profilirana rotora koji se vrte u suprotnom smjeru, obično rade s 1 stupnjem, koriste se u transportnim pneumatskim sustavima, ne podmazuju se i hlade se zrakom **Pricnip rada** -- zrak ulazi u kompresor i \'\'hvata\'\' se između rotora i kućišta kompresora, ta 2 specijalno profilirana rotora se vrte u suprotnim smjerovima te je zrak zarobljen u praznom prostoru (džepu) između rotora i kućišta kompresora, rotacijom rotora džepovi se bliže prema izlaznom otvoru, zrak je izbačen prema van što stvara kompresiju Slika na kojoj se prikazuje skeč, crtež, ukrasni isječci, krug Opis je automatski generiran RADIJALNI SMJER -- smjer okomit na os rotacije, od središta prema rubu AKSIJALNI SMJER -- smjer paralelan s osi rotacije, duž osi kompresora **Radijalni kompresori** -- centrifugalni kompresori izvedeni s isključivo više stupnjeva, velika dobava zraka i relativno niski tlakovi, brzine okretaja vratila s lopaticma velike **Princip rada** -- zrak ulazi kroz središte i biva stlačen na obodu centrifugalnom silom, koja nastaje okretanjem centrifugalnih lopatica, taj zrak se dovodi na izlaz drugog rotora i postupak se ponavlja  **Aksijalni kompresori** -- najjednostavniji prikaz je ventilator, velika dobava zraka i relativno niski tlakovi, zrak nema čestica ulja iz kompresora, jednostavni za održavanje **Princip rada** -- zrak ulazi u kompresor i prolazi kroz niz lopatica koje su postavljene aksijalno, one zahvaćaju zrak i tjeraju ga naprijed. Svaki red lopatica povećava tlak zraka te tlak postepeno raste dok nije izbačen na izlazu Slika na kojoj se prikazuje skeč, dijagram, crtež, crta Opis je automatski generiran