PNEUMATIKA I HIDRAULIKA
Modul 1
Uvod u pneumatiku i stlačeni zrak
Prije prvog cilindra i prvog razvodnika treba razumjeti medij koji ih pokreće. Modul prati stlačeni zrak od usisa kompresora do priključka stroja: njegova svojstva i promjene stanja, dobivanje u kompresoru, spremanje, sušenje, pripremu i razvod, a obuhvaća i vakuum kao njegovu suprotnu stranu. Sve se računa na zajedničkom primjeru naprave SL-3 za savijanje lima.
- opisati primjenu pneumatike te njezine prednosti i ograničenja u usporedbi s hidraulikom i elektromehaničkim pogonima
- opisati osnovna svojstva zraka i razlikovati apsolutni tlak, pretlak i podtlak
- primijeniti jednadžbu stanja i zakone promjene stanja idealnih plinova na stlačeni zrak
- razlikovati vrste kompresora i načine upravljanja njihovim radom
- objasniti rad vakuum-pumpi i ejektora te odabrati vakuumske prihvatnice
- protumačiti ulogu spremnika i sušača te odrediti volumen spremnika
- objasniti rad pripremne grupe te je pravilno namjestiti i održavati
- dimenzionirati razvodnu mrežu i ocijeniti trošak propuštanja
O modulu
Stlačeni zrak je u pogonu uvijek pri ruci i zato se lako zaboravlja da je jedan od najskupljih oblika energije. Od električne energije koju troši kompresor tek manji dio stigne do klipa kao koristan rad; ostatak odlazi u toplinu, pad tlaka, kondenzat i propuštanja. Tko razumije kako zrak nastaje, kako se priprema i kako putuje do stroja, zna i gdje se gubi.
Modul počinje primjenom pneumatike i osnovnim veličinama stanja zraka: tlakom, temperaturom, gustoćom i vlagom. Slijede jednadžba stanja i promjene stanja idealnih plinova, na kojima se temelji svaki proračun potrošnje i svako razumijevanje kompresora. Zatim se obrađuje dobivanje stlačenog zraka u kompresorima i upravljanje njihovim radom, a potom njegova suprotna strana, vakuum, s vakuum-pumpama, ejektorima i prihvatnicama.
Drugi dio modula prati zrak od kompresora do stroja: spremnik izjednačuje tlak i izdvaja kondenzat, sušač snižava točku rosišta, pripremna grupa pročišćuje zrak i održava stalan radni tlak, a razvodna mreža ga dovodi do potrošača uz što manji pad tlaka i što manje propuštanja. Svaka jedinica ima računski prikaz na zajedničkom primjeru naprave SL-3 (kompresor 0,8 m³/min, spremnik 270 l, mreža 6 bar, tri cilindra, 17,6 Nl/min). Aktivnosti za samostalno učenje oslanjaju se na te prikaze, a procjena znanja na kraju provjerava cijeli modul.
Nastavne jedinice
- Otvori
1.1
Primjena pneumatike
Što je pneumatika, njezine prednosti i ograničenja, područja primjene, usporedba s električnim i hidrauličkim pogonom te ustroj pneumatskog sustava.
- Otvori
1.2
Osnovne veličine stanja zraka
Tlak (apsolutni, pretlak, podtlak), temperatura, gustoća i specifični volumen te vlažnost zraka s točkom rosišta i izdvajanjem kondenzata.
- Otvori
1.3
Jednadžba stanja i promjene stanja idealnih plinova
Jednadžba stanja p · V = m · R · T i osnovne promjene stanja idealnog plina: izohora, izobara, izoterma, izentropa i politropa, s p–V dijagramima i radom.
- Otvori
1.4
Kompresori i upravljanje radom kompresora
Podjela i načelo rada kompresora (klipni, membranski, lamelasti, vijčani, strujni), hlađenje, upravljanje radom i izbor prema potrošnji zraka.
- Otvori
1.5
Vakuum-pumpe i vakuum-generatori
Podtlak, vakuum-pumpe, ejektorski vakuum-generatori i proračun vakuumskih prihvatnica za prihvat lima.
- Otvori
1.6
Spremnici i sušenje stlačenog zraka
Uloga, oprema i volumen spremnika; rashladni, apsorpcijski, adsorpcijski i membranski sušači; točka rosišta i klase čistoće.
- Otvori
1.7
Pripremna grupa: pročistač, regulator tlaka, zauljivač
Pročistač, regulator tlaka s rasterećenjem i zauljivač: građa, redoslijed, simboli, namještanje, održavanje i pad tlaka.
- Otvori
1.8
Razvodna mreža i strujanje zraka
Prstenasta i slijepa mreža, nagib i odvojci, materijali cijevi, strujanje zraka, dimenzioniranje vodova i trošak propuštanja.
Ključni pojmovi modula
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Pneumatika | grana tehnike koja stlačeni zrak koristi za prijenos energije i signala |
| Elektropneumatika | pneumatski sustav u kojem se signali obrađuju električnim putem, a rad obavlja stlačeni zrak |
| Apsolutni tlak | tlak mjeren od apsolutne nule (vakuuma); koristi se u svim termodinamičkim proračunima |
| Pretlak | razlika apsolutnog i atmosferskog tlaka; pokazuje ga manometar |
| Jednadžba stanja | p · V = m · R · T; veza apsolutnog tlaka, obujma, mase i termodinamičke temperature idealnog plina |
| Plinska konstanta zraka | R = 287 J/(kg·K) |
| Volumetrijski kompresor | kompresor koji tlak povisuje smanjenjem obujma zatvorenog prostora: klipni, membranski, lamelasti, vijčani |
| Strujni kompresor | kompresor koji zraku daje brzinu rotorom i pretvara je u tlak u difuzoru |
| Podtlak | tlak niži od atmosferskog, iskazan kao negativni pretlak, npr. −0,6 bar |
| Grubi vakuum | područje od atmosferskog tlaka do oko 1 mbar aps.; u njemu radi tehnika rukovanja |
| Spremnik stlačenog zraka | tlačna posuda koja izjednačuje tlak, hladi zrak i izdvaja kondenzat |
| Sklopna razlika tlaka | razlika tlaka isklopa i uklopa kompresora, npr. 8 − 6,5 = 1,5 bar |
| Pripremna grupa | pročistač, regulator tlaka s manometrom i zauljivač ispred stroja, tim redom |
| Nazivna finoća pročistača | najmanja veličina čestica koje uložak zadržava, npr. 40 µm ili 5 µm |
| Slijepa mreža | razgranata mreža u kojoj svaka grana završava slijepo; jeftina, veći pad tlaka |
| Prstenasta mreža | mreža zatvorena u prsten; zrak dolazi s dviju strana, dionice se mogu odvojiti |