A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
A pneumatika sűrített levegő energiájával létrehozott mozgást jelent. A pneuma (görög szó), jelentése: lélegzés, levegő, és a kinematika (kinima görög szóból ered) jelentése: mozgás, mozgatás.
Történelmi áttekintés
A sűrített levegő első felhasználására már az ókorban is találunk példákat, elsősorban fújtatók esetében. Később orgonák építésénél került előtérbe, majd ipari alkalmazása megjelent a bányászatban és a kohászatban is.
A műszaki világban a 19. században kezdték széles körben alkalmazni sűrített levegős szerszámok, fúrók, kalapácsok, csőpostarendszerek és mozdonyok egyéb segédberendezéseként. A gépipar és automatizálás területét a 20. század közepétől hódította meg mint elengedhetetlen alkalmazás.
Magyarországon
Az itt felsorolt vállalatok az állásos (kétállású) pneumatikus automatika elemeket gyártották. Az egri Finomszerelvénygyár, a Mecman svéd céggel 1967. október 11-én kötötte meg azt a nemzetközi szerződést, amely hosszú távon megalapozta a pneumatika iparágat Magyarországon, azon belül Egerben. Az évek folyamán a gyártás több cég neve alatt futott:
- Finomszerelvénygyár Eger (1967–1990)
- Mecman Eger Kft. – Rexroth Mecman Kft. - Mannesman Rexroth Kft. (1990–2000)
- Bosch Rexroth Pneumatika Kft. (2001–2004)
- Aventics Hungary Kft. (2014–)
A gyártás 2017-ben, immár Aventics Hungary Kft. néven ünnepelte 50 éves fennállását.
A német Festo cég Magyarországon állásos és analóg automatikákban is több mint három évtizede szerepet vállal a pneumatika oktatásában és szerelvényeinek forgalmazásában.[1]
Sűrített levegő
A sűrített levegő valamilyen nyomásra sűrített légköri levegőt jelent, melynek növelt nyomása energiát tárol, így munkavégzésre alkalmas. A levegő sűrítése közben hő keletkezik, tágulásakor a levegő lehűl. A légköri nyomást a Földet körülvevő levegő tömege okozza, értéke nem állandó, nagysága függ a levegő sűrűségétől és a magasságtól. A normál légköri nyomást az időjárás által okozott ingadozások kiküszöbölésére a szabvány (ISO 2533:1975) viszonyítási értéket határozott meg.
Tengerszinten meghatározott érték: 1013,25 mbar = 1013,25 hPa = 760 Torr
A nyomás a viszonyítási pont függvényében az alábbiak szerint határozható meg:
- 0 Abszolút nullpont
- 1 Légköri nyomás
- 2 Abszolút nyomás
- 3 Pozitív túlnyomás
- 4 Negatív túlnyomás (vákuum)
Általános áttekintés
Minden pneumatikus rendszer 4 részegységből épül fel:
- sűrített levegő előállítás,
- sűrített levegő kezelés,
- sűrített levegő elosztás és
- pneumatikus alkalmazás.
A levegő energiatartalma kompresszor segítségével lép magasabb szintre, majd szűrés és szárítás után léphet tovább a pneumatikus hálózat csövein keresztül a valós technikai alkalmazásba.
A pneumatikus alkalmazások a sűrített levegőt használják munkavégzéskor. Többnyire szelepek segítségével irányítható a nyomási energia a hengerek megfelelő kamráiba, ahol a dugattyúra kifejtett erő azt a megfelelő irányba mozdítja.
Sűrített levegő előállítása
A légköri levegő sűrítésének eszköze a kompresszor. Széleskörűen elterjedt a dugattyús kivitelű kompresszor, de nagy mennyiségű sűrített levegő előállításához csavarkompresszorok alkalmazása gazdaságosabb. A kompresszorok a légköri levegőt szívják be, majd a térfogat csökkentésével megnövelik a nyomását és ezt a magasabb energia tartalmú közeget továbbítják a kipufogó nyitáson (szelepen) keresztül. Az iparban általánosan 6-10 bar túlnyomású levegő használata terjedt el, ezért a kompresszorok is ilyen érték közelében állítanak elő sűrített levegőt. A levegő a sűrítés közben felmelegszik és ez által nagyobb mértékben képes vizet megkötni.
Sűrített levegő kezelése
A kompresszorokból kikerülő levegő nagy nyomásállósággal bíró tartályokban tárolható, de mielőtt ide kerülne, érdemes elvégezni a lehűtését, szárítását és szűrését. Ez azért fontos, mert a tartályban való lehűlés után a nedvességgel túltelített levegő eléri a harmatpontot és kiválik belőle a víz, ami a rendszerbe kerülve károkat okozhat. A mechanikus szűrés is elengedhetetlen a későbbi pneumatikus rendszer tömítéseinek élettartama szempontjából.
Sűrített levegő elosztása
A sűrített levegő elosztása a kompresszortól a fogyasztóig csővezetékeken keresztül történik, hasonlóan, mint a vízvezeték hálózatban. Fontos, hogy a csövek átmérője elegendő legyen ahhoz, hogy az áramlási veszteségek minimalizálhatóak legyenek. Érdemes kerülni a szűk és éles hajlításokat a csőrendszerben, mert ez is jelentősen növeli az áramlási veszteséget. A csővezetékeket és a tároló tartályokat a nyomástartó edényekre vonatkozó biztonsági és tervezési előírások figyelembevételével lehet kialakítani.
Pneumatikus alkalmazások
A pneumatikus alkalmazások leggyakoribb elemei a szelepek és a végrehajtó szervek (angolul: actuator).[2]
Pneumatikus szelepek
A szelepek feladata a sűrített levegő áramlásának vezérlése. Segítségükkel biztosítható, hogy a szükséges mennyiségű levegő a megfelelő időpontban a megfelelő berendezéshez jusson. A feladattól függően a szelepek kivitele a következő lehet:
- Útirány vezérlő szelep – a levegőáramlás kezdetét, végét és irányát határozza meg.
- Elzáró szelep – a levegőáramlást az egyik irányban zárja, a másik irányban nyitja.
- Áramló levegő mennyiségét meghatározó szelep – a levegő térfogatáramát határozza meg.
- Nyomást meghatározó szelep (nyomásszabályozó) – a levegő nyomását határozza meg.
Pneumatikus végrehajtó szervek
A legelterjedtebb pneumatikus végrehajtó szerv a munkahenger, amely a dugattyú felületére ható nyomási energia felhasználásával hoz létre egyenes vonalú mozgást. Kialakítása alapján megkülönböztethető:
- Dugattyúrudas henger
- Membránhenger
- Tömlőhenger
- Dugattyúrúd nélküli henger
- Forgatóhenger
Működését tekintve lehet egyoldali működésű (rugó visszatérítéses) vagy kétoldali működésű. A henger legfőbb jellemzője a méret, mert a dugattyú átmérője az általa kifejthető erőhatást, a löket a munkavégzés nagyságát határozza meg. A forgó mozgást létrehozó végrehajtó szervek a légmotorok.
- A dugattyú mozgási sebességét fojtószeleppel lehet szabályozni.
- A dugattyú által kifejtett erőt nyomásreduktor segítségével lehet szabályozni.
Gyakori példa erre a dugattyús végrehajtó és a szelepes beavatkozó egység, amelyet így együtt végrehajtó–beavatkozó szervnek neveznek.
A pneumatikus rendszerek jellemzői
- Hajtások nagy teljesítménysűrűsége
- Kis egységnyi teljesítményre jutó fajlagos tömeg, egyidejűleg nagy sebesség
- Jellegéből adódóan robbanásbiztos
- Külső hatásokra érzéketlen, pl.: hőmérséklet, szennyeződés, rezgések, nedvesség és elektromos mezők
- A munkavégző elemek túlterhelhetők
- Nincs szükség visszavezető ág kiépítésére
- Egyenesvonalú és forgómozgás egyszerűen megvalósítható
- A sebesség és az erő egyszerűen, fokozatmentesen változtatható
- Egyszerű karbantartás
- Drága az energia előállítása
- Nagyok a szállítási veszteségek
- A szivárgási veszteségek csökkentik a gazdaságosságot
- A levegő összenyomható, így a sebesség értéke terhelés függő
Felhasználási területei
A műszaki élet majd minden területén lehet találkozni pneumatikus eszközzel, ennek köszönhetően a mindennapi életünkhöz szinte észrevétlenül kapcsolódik a pneumatika.
- Ipari alkalmazások
- Közlekedés (vasúti, légi, vízi)
- Bányászat
- Egészségügy
- Élelmiszeripar
- Építőipar
- Haditechnika
- Járműipar (elsősorban nehézgépjárművek)
A sűrített levegő képes akár járműmeghajtásra is, ezek a pneumobilok.
Irányítástechnika
Pneumatikus automatika az irányítástechnikának az a részterülete, amely szabályozási és vezérlési feladatokkal foglalkozik, és főként állásos szabályozásként használjuk fel. Az irányítástechnika történetében arányos szabályozási körök is épültek ilyen eljárással. Ezeket a Mechanikai Mérőműszerek Gyára gyártotta. Az állásos irányítástechnikai rendszerek gyártója az Egri Finomszerlvénygyár volt, valamint a Festo termékeit elterjedten használták Magyarországon.
Pneumatikus automatika
Az analóg pneumatikus irányítástechnika alkalmazásai egyre ritkábbak. Náluk a szabályozási (irányítási) kör minden elemét megpróbálták teljesen pneumatikus megoldásokkal megvalósítani. Volt tehát pneumatikus érzékelő, pneumatikus szabályozó, végrehajtó és beavatkozó szerv. A szabályozási kör jelei analógjai voltak a szabályozott jellemzőnek. Például a hőmérséklet nulla és száz fok közötti tartományát leképezték 0,2 és 1 bar túlnyomású értékre, teljesen lineáris megfeleltetéssel. Ez a rendszer hasonló a jelenleg is használt elektronikus analóg szabályozásokhoz, bár azokat is ma már digitális megvalósításban ismerjük.
Az állásos pneumatikus rendszerekhez egészen más rendszer hasonítható: a hidraulikus automatika.
Eltérések az analóg és az állásos pneumatikus automatika között
- Az olajozás. Az analóg pneumatikus automatikákban olajleválasztókat illesztettek a szűrőkbe, nehogy eltömítsék a rendszer keskeny fúvókáit és a fojtószelepeket.
- Az állásos automatika rendszerek olajozást igényelnek; olajkenést, hogy csökkentsék az energiaveszteségeket.
- A jelszint. Az analóg rendszer a 0,2...1 bar közötti tartományt használta.
- Az állásos automatikák a 6 bar túlnyomású szabványt használják. A jel kétértékű, például a nulla túlnyomás a nem logikai értéknek felel meg, a 6 bar túlnyomás az igen értéknek.
- Az analóg rendszerek tervezését és beállítását éppúgy kell végezni, ahogyan azt az elektronikus szabályozóknál szokásos. Így például a kompenzálás feladatát is.
- Az állásos rendszerek tervezése hasonlóan folyik, ahogyan az áramútterveket tervezik az elektronikus vezérléseknél.
- Az analóg rendszerek általában zárt körű szabályozást valósítanak meg (closed loop control).
- Az állásos rendszerek többnyire vezérlések megvalósítását szolgálják (open loop control).
Kapcsolódó szócikkek
- Pneumatik (németül)
- Aventics
- Pneumobil
- Sűrített levegő
- Magyarország
- Eger
Jegyzetek
- ↑ A Festo cég Magyarországon. (Hozzáférés: 2020. január 28.)
- ↑ Neszveda József: Végrehajtók, beavatkozók. Óbudai Egyetem. . (Hozzáférés: 2018. április 19.)
Források
- 20 éves a Finomszerelvénygyár, Eger – 1971 (könyv)
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.
Analóg multiméterek túlterhelés elleni védelme
Egyenáram
Egyenáram mérése
Egyenirányítós lengőtekercses műszer
Elektromágnes (fizika)
Elektromos feszültség
Elektromos térerősség
Fáziseltolódás
Fázismutató
Fajlagos ellenállás
Feszültséggenerátor
Feszültségváltó
Forgó mágneses tér
Háromfázisú hálózat
Hőelektromosság
Hatásos ellenállás
A lap szövege Creative Commons Nevezd meg! – Így add tovább! 3.0 licenc alatt van; egyes esetekben más módon is felhasználható. Részletekért lásd a felhasználási feltételeket.