Pneumatika i hidraulika

PNEUMATIKA I HIDRAULIKA 

3 

SADRŽAJ 

PREDGOVOR ........................................................................................................................................ 5

1

UVOD............................................................................................................................................. 6

PNEUMATIKA

...................................................................................................................... 9

2

UVOD U PNEUMATIKU ............................................................................................................ 9

2.1

K

ARAKTERISTIKE PNEUMATSKOG UPRAVLJANJA

................................................................... 9

2.2

F

IZIKALNE OSNOVE

.............................................................................................................. 11

2.2.1

Termodinami

č

ke osnove ................................................................................................. 11

2.2.2

Strujanje zraka................................................................................................................ 13

2.2.3

Vlažnost zraka................................................................................................................. 16

2.3

S

IMBOLI I SHEME

.................................................................................................................. 18

3

DOBIVANJE I PRIPREMA ZRAKA....................................................................................... 20

3.1

D

OBIVANJE I RAZVOD ZRAKA

............................................................................................... 20

3.1.1

Kompresori ..................................................................................................................... 21

3.1.2

Sušenje / hla

ñ

enje ........................................................................................................... 24

3.1.3

Tla

č

na posuda (spremnik) .............................................................................................. 24

3.1.4

Razvodna mreža.............................................................................................................. 25

3.1.5

Odvaja

č

 kondenzata........................................................................................................ 26

3.2

P

RIPREMA ZRAKA

................................................................................................................. 27

3.2.1

Filtar............................................................................................................................... 27

3.2.2

Regulator tlaka ............................................................................................................... 27

3.2.3

Mazalica ......................................................................................................................... 28

4

PNEUMATSKI ELEMENTI ..................................................................................................... 30

4.1

I

ZVRŠNI ELEMENTI

............................................................................................................... 30

4.1.1

Cilindri ........................................................................................................................... 30

4.1.2

Primjer – Dimenzioniranje sustava dobave zraka .......................................................... 39

4.1.3

Pneumatski motori .......................................................................................................... 42

4.1.4

Pneumo-hidrauli

č

ki elementi.......................................................................................... 44

4.2

V

ENTILI

................................................................................................................................ 45

4.2.1

Razvodnik........................................................................................................................ 46

4.2.2

Zaporni ventil ................................................................................................................. 50

4.2.3

Tla

č

ni ventil .................................................................................................................... 55

4.2.4

Proto

č

ni ventili ............................................................................................................... 56

4.2.5

Kombinirani ventili......................................................................................................... 57

4.2.6

Cijevni zatvara

č

i............................................................................................................. 58

4.3

P

OMO

Ć

NI ELEMENTI

............................................................................................................. 59

5

PNEUMATSKO UPRAVLJANJE (UPRAVLJA

Č

KI DIO) ................................................... 60

5.1

VDMA 

METODA

.................................................................................................................. 63

5.2

K

ASKADNA METODA

............................................................................................................ 65

5.3

T

AKTNA METODA

................................................................................................................. 68

5.4

K

OMBINIRANA METODA

....................................................................................................... 74

HIDRAULIKA

...................................................................................................................... 75

6

UVOD U HIDRAULIKU............................................................................................................ 75

7

HIDROMEHANI

Č

KE OSNOVE.............................................................................................. 78

8

RADNI FLUIDI .......................................................................................................................... 83

9

PUMPE ........................................................................................................................................ 85

9.1

Z

UP

Č

ASTA PUMPA

................................................................................................................ 88

9.2

V

IJ

Č

ANA PUMPA

................................................................................................................... 90

5 

PREDGOVOR 

Ova  skripta  sadrže  gradivo  kolegija  ''Pneumatika  i  hidraulika''  IV  semestra  studija 
Mehatronike  Veleu

č

ilišta  u  Karlovcu.  Skripta  mogu  biti  od  pomo

ć

i  studentima 

tehni

č

kih u

č

ilišta za pripremu ispita iz podru

č

ja pneumatike i hidraulike. 

Izbor  i  sistematizacija  obra

ñ

enih  tema  uglavnom  se  podudaraju  s  temeljnim 

te

č

ajevima  hidraulike  i  pneumatike.  Me

ñ

utim,  program  je  morao  biti  prilago

ñ

en 

raspoloživom vremenu i adekvatno ograni

č

en. Zato u skripta nisu uklju

č

ena podru

č

ja 

elektropneumatike,  elektrohidraulike  i  proporcionalne  tehnike,  unato

č

  njihovoj 

aktualnosti i potrebama prakse. Tako

ñ

er se sva šarolikost mogu

ć

ih tehni

č

kih rješenja 

ne  tretira  sveobuhvatno.  Obra

ñ

ena  su  samo  tehni

č

ka  rješenja  potrebna  za 

razumijevanje  suštinskih  problema  i  principa.  Izloženo  gradivo  predstavlja  solidnu 
bazu  za  daljnji  samostalni  rad,  usavršavanje  i  produbljivanje  znanja  iz  pojedinih 
podru

č

ja sukladno individualnim potrebama. 

Ugodna mi je dužnost zahvaliti kolegama na svim sugestijama i podršci u pripremi i 
objavi  ovih  skripata.  Osobitu  zahvalnost  dugujem  prof.  dr.  sc.  Jošku  Petri

ć

u  za 

njegovu  nesebi

č

nu  i  svesrdnu  pomo

ć

.  Tako

ñ

er 

ć

u  i 

č

itateljima  biti  zahvalan  na 

eventualnim sugestijama i upozorenjima na pogreške prisutne u tekstu. 

Karlovac, lipanj 2007. 

Autor 

6 

1 

UVOD 

Pneumatika  i  hidraulika 

č

esto  se  nazivaju  zajedni

č

kim  imenom  fluidika.  Fluidika  se 

bavi  sustavima  za  prijenos  energije  i/ili  signala  putem  radnog  fluida.  Zadaci 
pneumatskog  ili  hidrauli

č

kog  sustava  mogu  uklju

č

ivati  pretvorbu,  prijenos  i 

upravljanje energijom. 

Pneumatika kao radni medij koristi stla

č

ivi fluid – plin, naj

č

eš

ć

e zrak. Hidraulika kao 

radni fluid koristi nestla

č

ivi fluid – kapljevinu. Naj

č

eš

ć

e je to hidrauli

č

ko ulje, pa se 

zbog  toga  susre

ć

e  i  naziv  uljna  tehnika.  Osim  ulja  koriste  se  i  teško  zapaljivi  i 

specijalni fluidi. 

Pneumatika  i  hidraulika  imaju  važnu  ulogu  u  automatizaciji,  posebno  kada  su  u 
pitanju  izvršni  elementi.  Pneumatski  elementi  prisutni  su  danas  u  velikom  broju 
pogona,  najviše  se  koriste  unutar  tzv.  male  automatizacije.  Pneumatika  je 
jednostavnija,  a  rješenja  su  u  ve

ć

oj  mjeri  univerzalna  i  koriste  standardizirane 

elemente, dok su kod hidraulike rješenja u ve

ć

oj mjeri specifi

č

na, pa zahtijevaju više 

iskustva  i  znanja.  U  širem  smislu  hidraulika  ili  tehni

č

ka  hidromehanika  bavi  se 

tehni

č

kom  primjenom  kapljevina,  što  uklju

č

uje  i  probleme  navodnjavanja,  opskrbu 

vodom, brane itd.  

Hidrauli

č

ki  sustavi  imaju  najpovoljniji  omjer  snage  po  jedinici  mase.  Tako

ñ

er  su 

radni tlakovi visoki tako da se hidrauli

č

ki sustavi tipi

č

no koriste u slu

č

ajevima kada je 

potrebna  velika  snaga  i/ili  velika  sila.  Nestla

č

ivi  medij  hidrauli

č

kih  sustava 

omogu

ć

ava precizno pozicioniranje izvršnih elemenata, dok kod pneumatskih sustava 

to nije slu

č

aj. Velika prednost pneumatskih sustava je nezapaljivost radnog medija, pa 

se 

č

esto koriste kada je potrebna visoka sigurnost pogona.  

Struktura  i  funkcija  fluidi

č

kih  prijenosa.  U  fluidi

č

kim  prijenosnim  sustavima 

povezani su generatori (pumpe ili kompresori), fluidi

č

ki motori i upravlja

č

ki elementi 

u kružni tok u kojem radni fluid cirkulira prenose

ć

i energiju (Sl. 1.1).  

Sl. 1.1 Struktura fluidi

č

kog prijenosa 

Zbog  visokih  se  tlakova  kao  generator  koristi  samo  volumetri

č

ki  tip  pumpe  odn. 

kompresora. Zbog toga i zbog nestla

č

ivosti hidrauli

č

kih fluida, prijenos hidrauli

č

kog 

pogona  približno  je  nezavisan  o  optere

ć

enju  (izme

ñ

u  pogonske  jedinice  –  pumpe  i 

pokreta

č

ke  jedinice  –  motora  postoji  volumenska  povezanost).  Nasuprot  tome, 

stla

č

ivost  plina  kao  radnog  medija  pneumatskih  sustava  je  znatna,  pa  se  pogonska  i 

pokreta

č

ka jedinica ponašaju kao da su priklju

č

ene na mrežu. 

Transport  radnog  fluida  odvija  se  putem  vodova,  što  omogu

ć

ava  slobodu  u 

razmještaju  pogonske  jedinice,  upravlja

č

kih  sklopova  i  motora.  Ekonomski  su  kod 

hidrauli

č

kih sustava prihvatljive udaljenosti do 30 m, a kod pneumatskih do 150 m. 

generator 

upravljanje 

(ventili) 

motor 

regulacija 

P

meh 

P

meh 

postavne 
vrijednosti 

8 

–  Sustavi s vanjskom energijom 

To  su  pravi  fluidi

č

ki  sustavi.  Mehani

č

ka  energija  dovodi  se  izvana  i  u 

odgovaraju

ć

oj formi prenosi na mjesto primjene. Zadatak posluživanja leži samo u 

prekap

č

anju. 

–  Sustavi s pomo

ć

nom energijom 

Njihov  zadatak  je  analogno  poja

č

anje  upravlja

č

ke  sile  korištenjem  pomo

ć

ne 

energije. Primjer: regulator turbine, pneumatske ko

č

nice kamiona. 

Za  prikazivanje  fluidi

č

kih  sustava  koriste  se  fluidi

č

ke  sheme  koje  su  normirane. 

Normiran  je  na

č

in  prikazivanja  fluidi

č

kih  elemenata  (normirani  simboli)  i  njihovog 

povezivanja.