Kon-41.3023 HYDRAULIIKKA JA PNEUMATIIKKA

Transcription

Sarja 7 8
Kon-41.3023
HYDRAULIIKKA
JA
PNEUMATIIKKA
Venttiilit
Aalto-yliopisto / Koneenrakennustekniikka / Hydrauliikan Ryhmä
Sarja 7 8
Päivän teemat
Toimilaitteiden
- liikesuunnan ohjaus?
- liikenopeuden ohjaus?
- voiman ohjaus?
Mistä riittävästi voimaa ohjaukseen?
Onko venttiileistä vain iloa?
Venttiilit
Sarja 7 8
VENTTIILIT
Ohjaavat hydraulista tehoa (= qV p)
Paineen ohjaus/säätö:
- toimilaitteista saatavat voimat ja momentit
Tilavuusvirran suuruuden ohjaus/säätö
- toimilaitteiden nopeudet
Tilavuusvirran suunnan ohjaus
- toimilaitteiden liikesuunnat
Paineventtiilit
Virtaventtiilit
Suuntaventtiilit
Venttiilit
Sarja 7 8
Rakenteet
qV
qV
Keskitysurat
qV
qV
Ohjausreuna
Rengasurat
qV
Rakennetyypit:
- istukka
- luisti
Venttiilit
Sarja 7 8
Venttiilirakenteet
Signaalirakennetyypit:
- normaalisti avoin
- normaalisti suljettu
Venttiilit
Sarja 7 8
Kokoluokat
NS = nimelliskoko (Nominal Size) / NG (Nenngrö e)
Ilmaisee venttiiliin kytkettävän poikkileikkaukseltaan
pyöreän virtauskanavan (putki tai letku) likimääräisen
sisähalkaisijan yksikössä [mm]
Yleisimmät koot 6, 10, 16, 25 ja 32
Venttiilit
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Ohjaavat tilavuusvirran suuntaa
Sulkuventtiilit
Vastaventtiilit
Varsinaiset suuntaventtiilit
Sulkuventtiilit
- joko sallitaan tai estetään virtaus
Vastaventtiilit
- sallitaan virtaus toiseen suuntaan ja
estetään vastakkaiseen suuntaan
Varsinaiset suuntaventtiilit
- virtaustilanteiden monipuolisempi hallinta
Venttiilit
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Sulkuventtiilit
Sulkuventtiilit
a
b
Sallitaan tai
estetään virtaus
c
Venttiilit
d
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Vastaventtiilit
Vastaventtiilit
qV
Sallitaan virtaus
yhteen suuntaan
ja
estetään toiseen
suuntaan
b
d
f
c
a
e
Venttiilit
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Vastaventtiilit
Ohjausmäntä
Kara
Ohjatut
vastaventtiilit
A
X
B
X
A
p
qV
Ohjausmäntä
A
X
B
qV
Esiohjauskara
Pääkara
Sallitaan virtaus
yhteen suuntaan
ja estetään toiseen
suuntaan, mutta
voidaan sallia
myös normaalisti
estettyyn suuntaan
B
X
p
Venttiilit
Y
A
qV
B
qV
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Vastaventtiilit
Ohjatut vastaventtiilit
b
a
Venttiilit
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Vastaventtiilit
Vaihtovastaventtiilit
C
C
A
A
Venttiilit
B
Virtausuunta
määräytyy
korkeimman
tulolinjan paineen
perusteella
B
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Suuntaventtiilien nimeäminen
A
A
A B
P
P T
P T
A
B
A
X
P
X
Y
B
P T
Y
T
Liitäntöjen määrä / Kytkentäasentojen määrä
Venttiilit
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
A B
Karatyypit
P T
T AP B
A
P T
T A P
Venttiilit
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Ohjaukset
Mekaaninen
Lihas
Paine
Sähkö
a
e
b
f
c
g
d
h
Monostabiili
Bistabiili
Venttiilit
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Kytkentäesimerkkejä
Venttiilit
a
b
c
d
e
f
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Kytkentäominaisuudet
Kytkentäaika
Karan peitot
Karan muotoilu
Positiivinen peitto
T A P B
Paine-esiavaus
Paluu-esiavaus
Negatiivinen peitto
T A P B
a
b
c
Nollapeitto
T A P B
Venttiilit
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Suoraanohjaus / Esiohjaus
Suoraanohjattu = yksiasteinen
Esiohjattu
= moniasteinen (yleensä 2 tai 3)
Tarvittavat ohjausvoimat kasvavat tilavuusvirran kasvun myötä
Esiohjaus = ohjaussignaalin hydraulinen vahvistaminen
Normaali
käyttöalue
Maksimi
läpäisykyky
l/min
l/min
NS 6
NS 10
0 20
10 30
NS 6
NS 10
0 30
20 60
Nimelliskoko
NS 10
NS 16
NS 25
NS 32
Venttiilit
20
50
100
250
80
200
500
800
Ohjaustapa
Rakenne
25
36
suoraanohjattu
suoraanohjattu
istukka
istukka
60
100
suoraanohjattu
suoraanohjattu
luisti
luisti
160
400
700
1100
esiohjattu
esiohjattu
esiohjattu
esiohjattu
luisti
luisti
luisti
luisti
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Esiohjaus, jousikeskitys
Venttiilit
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Esiohjaus, painekeskitys
Keskityssignaalin vahvistaminen
Venttiilit
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
Esiohjatun venttiilin kytkentäaika
P
Venttiilit
A
B
Ae
Be
X
Y
T
Sarja 7 8
Suuntaventtiilit
AB
p
[bar]
P T
P T
14
B
P
P
A
12
10
T
A
B
T
Suuntaventtiilin käyttöalue
8
6
4
2
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
qV [l/min]
p
[bar]
400
300
1
250
2
Tilavuusvirta
Painehäviö
Ohjausteho
200
3
150
100
50
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
qV [l/min]
Venttiilit
Sarja 7 8
PAINEVENTTIILIT
Ohjaavat/säätävät painetta
Ohjaavat järjestelmää painesignaalin perusteella
Paineen ohjaus/säätö:
- järjestelmän paineen rajoittaminen
- osajärjestelmän paineen rajoittaminen
Järjestelmän ohjaus paineen perusteella
- toiminnan sekvenssointi
- pumpun kuormituksen pienentäminen
- kuorman hallinta
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Rakenteet
qV
qV
qV
qV
Rakennetyypit:
- istukka
- luisti
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Signaalirakenne
Signaalirakennetyypit:
- normaalisti avoin
- normaalisti suljettu
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Suoraanohjaus / Esiohjaus
Suoraanohjattu = yksiasteinen
Esiohjattu
= moniasteinen (yleensä 2 tai 3)
Tarvittavat ohjausvoimat kasvavat tilavuusvirran kasvun myötä
Esiohjaus = ohjaussignaalin hydraulinen vahvistaminen
qV
Venttiilit
qV
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Ohjaukset ja
ohjausjousitilan paineettomuus
Ulkoinen
vuotokanava
Sisäinen
ohjauskanava
Sisäinen
vuotokanava
Ulkoinen
ohjauskanava
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Paineenrajoitusventtiili
Rajoittaa järjestelmän maksimipainetason
m
p
Järjestelmän
maksimipaine
T
1
2
3
4
5
6
t
Suojaa hydraulijärjestelmän ja siihen kiinnitetyt rakenteet
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
p
Asetuspaine pa
Avautumispaine po
Ideaalisen
paineenrajoitusventtiilin
ominaiskäyrä
po p
c
Sulkeutumispaine pc
qV
p
[bar]
p
[bar]
45
40
250
35
200
30
Suoraanohjattu
paineenrajoitusventtiili
25
150
20
100
15
10
50
5
0
0
0
20
40
60
80
qV [l/min]
Venttiilit
0
20
40
60
80
100
qV [l/min]
Sarja 7 8
Paineventtiilit
p
[bar]
250
Esiohjattu
paineenrajoitusventtiili
200
150
100
50
0
0
qVoe
Venttiilit
100
200
300
qV [l/min]
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Usean painetason toteuttaminen
1.1
3.3
3.2
2.3
Venttiilit
3.1
2.2
2.1
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Paineenalennusventtiili
Rajoittaa osajärjestelmän painetason
eli alentaa osajärjestelmän paineen pääjärjestelmän painetta
matalammalle tasolle
järjestelmän eri osiin mahdollista saada useita eri painetasoja
2-tieventtiili
3-tieventtiili
- sisältää paineenrajoitustoiminnon
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
2-tieventtiili
Ensiöjärjestelmään
m
p
Järjestelmän
maksimipaine
Ensiöjärjestelmän paine
Paineenalennusventtiilin
asetuspaine
1
Venttiilit
2
3
4
t
Sarja 7 8
Paineventtiilit
3-tieventtiili
Ensiöjärjestelmään
m
p
Järjestelmän
maksimipaine
Ensiöjärjestelmän paine
Paineenalennusventtiilin
asetuspaine
1
Venttiilit
2
3
4
t
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Suoraanohjatut
paineenalennusventtiilit
2-tie
Y
A
B
A
B
Y
3-tie
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Suoraanohjattu
paineenalennusventtiili
3-tie
p
[bar]
160
150
120
80
Asetuspaine
210
75
40
25
0
-4
-2
0
B T
4
6
A B
Paineenrajoitustoiminto
Venttiilit
2
8
10
qV [l/min]
Paineenalennustoiminto
Sarja 7 8
Paineventtiilit
2-tie
p
[bar]
200
150
100
50
0
0
10
20
30
qV [l/min]
3-tie
Esiohjatut
paineenalennusventtiilit
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Paine-eroventtiili ja painesuhdeventtiili
B
A
Vakio paine-ero
liitäntöjen välillä
A
B
Y
Vakio painesuhde
liitäntöjen välillä
A
Y
B
A
B
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Paineohjausventtiili
Ohjaa järjestelmän toimintaa painesignaalin perusteella
Sisäisesti ohjattu venttiili
Ulkoisesti ohjattu venttiili
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
2.1
1.1
p
Järjestelmän
maksimipaine
Plusliike
1.2
2.2
Venttiilin 2.2
asetuspaine
3.1
1
Venttiilit
2
3
t
Sarja 7 8
Paineventtiilit
1.1
1.2
p
2.1
Järjestelmän 2
maksimipaine
Plusliike
2.2
Järjestelmän 1
maksimipaine
3.2
Venttiilin 2.2
avautumispaine
3.1
1
Venttiilit
2
t
Paineventtiilit
Sarja 7 8
Suoraanohjattu
paineohjausventtiili
Esiohjattu
paineohjausventtiili
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Kevennysventtiili
Ohjaa pumpun tuoton suuntaa painesignaalin perusteella
eli ”keventää” (vähentää) järjestelmän käyttötehoa
m
p
Järjestelmän
maksimipaine
4.1
Paine pumpun 1.1
lähtöliitännässä
3.1
5.1
1.1
Paine pumpun 2.1
2.1
1
Venttiilit
2
3
t
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Kevennysventtiili
X
B
A
X
A
Suoraanohjattu
kevennysventtiili
B
Esiohjattu
kevennysventtiili
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Kevennysventtiili
Esiohjattu paineenrajoitusventtiili - Kevennysventtiili
A
A
Venttiilit
B
B
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Kevennysventtiili
Esiohjattu paineakun latausventtiili
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Kevennysventtiili
Paineakun latausventtiili
m
p
Järjestelmän
maksimipaine
Paine
sylinterissä
Plusliike
Latausventtiilin
asetuspaine
Paine pumpun
t
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Vastapaineventtiili
Tuottaa negatiiviselle kuormalle hydraulisen vastakuorman
ja mahdollistaa kuorman hallinnan
Sisäisesti ja ulkoisesti ohjattu venttiili
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Vastapaineventtiili
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Vastapaineventtiili
Venttiilit
Sarja 7 8
Paineventtiilit
Vastapaineventtiili
Sisäisesti ja ulkoisesti ohjattu venttiili
M
Venttiilit
Paineventtiilit
Vastapaineventtiili
Sarja 7 8
Suoraanohjattu
vastapaineventtiili
Venttiilit
Sarja 7 8
VIRTAVENTTIILIT
Ohjaavat/säätävät tilavuusvirtaa
Tilavuusvirran ohjaus/säätö:
- toimilaitteiden liikenopeuksiin vaikuttaminen
- komponenttien omiin sisäisiin toimintoihin vaikuttaminen
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Toimintaperiaate
Kuristus
p1 - p2 = p
qV
qV
p1
p2
qV
qV
Venttiilit
p
p
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Toimintaedellytys
qV
[l/min] 12
qV1
10
qV2
8
qV2
6
4
qV3
2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
t [s]
Tilavuusvirran
venttiiliohjaus
edellyttää
vaihtoehtoisen
virtauskanavan
olemassaoloa
Venttiilit
qV1
qV3
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Kuristustyypit
Turbulenttinen
Laminaarinen
qV
d
qV
p1
p2
p1
qV
Venttiilit
128
d
p2
l
l
DH4
DH2
4
l
p1
p2
qV
Cq
2
p1
p2
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Venttilien kuristusmuotoja
qV
qV
x
A
Amax
x
1,0
0,8
0,6
qV
qV
0,4
x
0,2
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
x
xmax
Venttiilit
max
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Toimilaitteen nopeuden ohjaus
Kuristuksen
vaihtoehtoiset
sijoituspaikat
c
a
b
e
d
f
Venttiilit
Esim. plusliikkeen
mukaisesti nimettynä
a, d = tulokanava
b, e = paluukanava
c, f = rinnakkaiskanava
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Toimilaitteen eri liikesuuntien nopeuksien erillinen ohjaus
Plusliike
Miinusliike
c
c
a
Venttiilit
b
a
b
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Vastusventtiilit
F
v
F
a)
p2
p
p1
b)
p1- p2
p1
p2
qV
c) v
t
Toimilaitteen liikenopeus riippuu kuormituksesta
Venttiilit
Virtaventtiilit
Vastusventtiilit
Venttiilit
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Vastusventtiilit
Venttiilit
Sarja 7 8
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Virransäätöventtiilit
2-tieventtiili
3-tieventtiili
- sisältää paineenrajoitustoiminnon
Venttiilit
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
2-tieventtiili
p3 v
p2
F
F
a)
p
p1
b)
p2 -p3
p2
p1
p3
qV
v
c)
t
Toimilaitteen liikenopeus ei riipu kuormituksesta
Venttiilit
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
2-tieventtiili
Painekompensaattori
Mittakuristin
Täydellinen
piirrosmerkki
A
A
p1
p2
p3
B
Yksinkertaistettu
piirrosmerkki
A
Venttiilit
B
B
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
2-tieventtiili
Venttiilit
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Säätötoiminnon reunaehdot
qV
0
Venttiilit
pmin
pmax
p
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
3-tieventtiili
v
p3
F
F
a)
p2
p
p1
b)
p1- p3
p1
p3
qV
v
c)
t
Toimilaitteen liikenopeus ei riipu kuormituksesta
Venttiilit
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
3-tieventtiili
Mittakuristin
Painekompensaattori
Täydellinen
piirrosmerkki
A
p1
p3
B
A
B
T
Yksinkertaistettu
piirrosmerkki
p2
A
T
Venttiilit
B
T
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
3-tieventtiili
Venttiilit
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
3-tieventtiili
Esiohjattu
Venttiilit
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Virranjakoventtiilit
Yksitoimiset
- virtaus vain yhteen suuntaan
Yksitoimiset
- säädetty virtaus yhteen suuntaan,
vapaa virtaus vastakkaiseen suuntaan
Kaksitoimiset
- säädetty virtaus molempiin suuntiin
Venttiilit
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Yksitoiminen
Painekompensaattori
A
B
p4
p5
Täydellinen
piirrosmerkki
A
P
p3
p2
B
Yksinkertaistettu
piirrosmerkki
A
p1
Mittakuristimet
Venttiilit
P
B
P
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
FA
A
B
FB
Toimilaitteiden nopeudet
Venttiilit
yhtäsuuret
Sarja 7 8
Virtaventtiilit
Säätötarkkuuden tilavuusvirtariippuvuus
qV
[%]
4
3
2
1
0
50
60
70
80
90
100
qVmax [%]
Venttiilit
Sarja 7 8
Päivän teemat kerraten
Toimilaitteiden
- liikesuunnan ohjaus?
- liikenopeuden ohjaus?
- voiman ohjaus?
Onko venttiileistä muiden ohjaustoimintojen
toteuttajiksi?
Tarvittavan ohjausvoiman tuottaminen?
Virtaventtiileissäkö haittapuolia?
Karatyyppien ominaisuudet?

Kon-41.3023 HYDRAULIIKKA JA PNEUMATIIKKA

Transcription

Similar documents

Kon-41.3023 HYDRAULIIKKA JA PNEUMATIIKKA

Lakeuden Hydro Oy:n tuote

Hinnasto 1.9.2015 alkaen

Kon-41.3023 HYDRAULIIKKA JA PNEUMATIIKKA

Digitalisaatio korkeakouluissa: Aalto

UUSI ENERGIA, HANKKEET

Lataa ohjelma pdf-tiedostona

Lue artikkeli ja käyttäjäkokemusta sähköohjauspaketistamme