HAZIRLAYANLARHAZIRLAYANLAR

200214111001 ABDULKADİR ABLAK

200214111040 İBRAHİM YILMAZ

PNÖMATİĞE GİRİŞ  Endüstride basınçlı ve kontrol edilebilen hava ile çalışan sistemlere ‘pnömatik sistemler’ denir. Basınçlı havanın bir enerji olarak kullanılması gittikçe yaygınlaşmaktadır. Pnömatik enerjinin kaynağı olan havanın atmosferde sınırsız olarak bulunması nedeniyle, pnömatik sistemler birçok alanlarda tercih edilmektedir. Petrole dayalı enerji kaynaklarının her geçen gün fiyatları artmakta ve bu durum konstrüktörler in başka enerji kaynaklarını harekete geçirmeye zorlamaktadır. Basınçlı havanın, bir enerji olarak kullanılması çok eski yıllara rastlar. Madencilikte, otomobillerde ve demiryollarındaki havalı frenlerde uzun zamandan beri basınçlı havadan yararlanılmaktadır. Endüstriyel alandaki uygulamanın yaygınlaşması ise 1950 yıllarında başlar. Endüstrinin hemen hemen bütün alanlarında işin sıkılması, gevşetilmesi, ilerletilmesi,Doğrusal ve dairesel hareketlerin üretilmesi….gibi çeşitli işlemler pnömatik sistemlerden yararlanıldığında daha ekonomik olmakta ve çok hızlı hareketler üretilmektedir. Yunancada hava ve rüzgar anlamına gelen ‘pnöma’ kelimesinden türetilen ‘pnömatik’, endüstride gittikçe yaygınlaşan bir sistemin adı olarak sık sık duyulacaktır. Batılı endüstrileşmiş ülkelerde uzun zamandan beri bilinen ve kullanılan bu enerji bizim gelişen endüstrimizin de ayrılmaz bir parçası olacaktır. Pnömatik enerjinin kullanılma alanlarını bilmek yeterli değildir. Hangi elemanın nerede ve nasıl kullanılacağına bilmek, meydana getiren elemanların çalışma sistemlerini de bilmek gerekir. Konular ilerledikçe devreyi meydana getiren elemanlar tek tek incelenecek ve devrenin bir bütün olarak ele alınmasına adım adım yaklaşılacaktır.

PNÖMATİK SİSTEMİN ÜSTÜNLÜKLERİ

1.    Pnömatik enerjinin kaynağı olan hava, atmosferden sınırsız olarak elde edilebilir.2.    Basınçlı hava uzak mesafelere taşınabilir.3.   Basınçlı hava ısı değişmelerine karşı duyarlı değildir, ateş alma tehlikesi olmadığı için sıcak ortamlarda emniyetle kullanılabilir. 4.   Hava temizdir, meydana gelecek sızıntılar çevreyi kirletmez ve pislik yapmaz. Bu

nedenle kâğıt, ilaç, gıda, tekstil, deri ve kimya sanayisinde tercih edilir.5.    Devre elemanları basit ve ucuzdur, birçok elemanlar artık memleketimizde

üretilmektedir.6.    Yüksek hız elde edilmektedir. Piston hızı 1m/sn-2m/sn değerlerine erişebilir7.    Aşırı yüklenmelere karşı emniyetlidir.8.    Hız ve üretilen kuvvet değişik değerlere ayarlanabilir.

PNÖMATİK SİSTEMİN DEZAVANTAJLARI

1.  Pnömatik sistemde kullanılan enerjinin-havanın-sıkışabilir olması nedeniyle piston hızının her zaman istenilen değerlerde elde etmek,bütün şartlarda aynı düzeyde tutmak mümkün olmaz.2.  Uygun şekilde yağlayıcı ve filtre kullanılmadığı zaman sürtünme artar ve hareket güçleşir.3.  Havanın içine karışmış olan nem –su buharı- yağlama işlemi yeterli olmadığı zamanlarda paslanmaya yol açabilir.4.  Normal çalışma basıncı 6-7 bar olduğu için pnömatik sistemde elde edilecek itme ve çekme kuvvetleri 2000 kg ve 3000 kg arasında değişir.hava sıkışabilir olduğu için büyük kuvvetler elde edilememektedir.5.  Görevini tamamlayan hava egsoz hattından atmosfere atıldığı için sürekli hava sarfiyeti olur, bu durum maliyeti artırır.6.  egsoz hattından atmosfere atılan hava, susturucu takılmadığı zaman çalışanları rahatsız eden bir ses çıkartır.

PNÖMATİĞİN UYGULAMA ALANLARI 1.   Tarım ve hayvancılık sanayisinde,2.   Nükleer güç santrallerinde,3.   Madencilik ve inşaat endüstrisinde,4.   Gıda ve kimya sanayisinde,5.   Petrol sanayisinde,6.   Taşçılık ve seramik endüstrisinde,7.   Cam sanayisinde,8.   Dökümcülük sanayisinde,9.   Montaj sanayisinde,10.         Ağaç işleri endüstrisinde,11.         Metal işleme sanayisinde,12.         Kâğıt ve deri sanayisinde,13.         Tekstil ve kundura sanayisinde,14.         Makine ve takım tezgâhlarının konstrüksiyonunda,15.         Transport –taşıma- alanlarında kullanılır.

PNÖMATİK SİLİNDİRLERTEK ETKİLİ SİLİNDİRLER: Tek etkili silindirler tek hava girişine sahiptir ve kuvvet yalnızca bir yönden uygulanabilirler. Silindir çemberindeki basınçlı havanın kesilmesiyle birlikte silindir yay veya harici bir kuvvetin etkisiyle ilk konumuna geri döner.             

Şekil 1. Tek etkili silindir ve sembolik gösterimi

Özellikleri:1.   Yalnızca hareket ederken hava sarfiyatı olur.2.   Enerji kesintilerinde dahi ilk konumuna geri döner.3.   İlerleme yönündeki kuvvet, karşı yayın negatif etkisiyle azalır.4.   Gövdeleri daha uzundur.5.   Strokları kısadır.6.   Geri dönüş kuvveti ilerleme kuvvetine göre oldukça düşüktür. Uygulama Alanları: Tek etkili silindirler genellikle kısa stroklu ve geri dönüş esnasında herhangi bir kuvvetin bulunmadığı durumlarda kullanılır. 1.   Tipik kullanım yerleri şunlardır:2.   Tutma3.   İtme4.   Sürme5.   Kesme6.   Pres

ÇİFT ETKİLİ SİLİNDİRLER:

Çift etkili silindirlerle basınçlı hava yardımıyla her iki yönde hareket ve kuvvet elde etmek mümkündür.             

Şekil 2. Çift etkili silindir ve sembolik gösterimi

 

Özellikleri:1.   İlerleme ve geri dönüş hareketlerinde kuvvet elde etmek mümkündür. 2.   Geri dönüş kuvveti alanı dolayısıyla ileri harekete göre daha küçüktür.3.   Piston mili yatay kuvvetlere karşı koyamaz.4.   Tek etkili silindirlere göre daha uzun stroklar elde edilebilir.5.   Geri dönüş kuvvetini arttırabilmek amacıyla piston milinin çapı küçük tutulur. İç yapıları basittir.

Uygulama Alanları:Küçük ve orta büyüklüklerdeki kuvvetlerin hem ilerleme hem de geri dönüş yönünde uygulandığı yerlerde kullanılır. Tipik kullanım yerleri şunlardır;1.   Tutma2.   İtme3.   Sürme4.   İşleme5.   Ayırma6.   Monte etme7.   Form verme8.   Delme / Zımbalama9.   Bükme10.   Açma / Kapama

DİYAFRAM SİLİNDİRLER:

Bu silindirler içyapıları ve konstrüksiyonları sebebiyle oldukça küçük hacimli ve kısa stroklu olarak üretilirler. Endüstriyel uygulamalarda genellikle tek etkili versiyonları kullanılır.

             

Şekil 3. Diyafram silindir

Özellikleri:1.   İçyapıları oldukça basittir.2.   Boyutlarına göre büyük kuvvetler elde edilebilir. ( Yaklaşık 20-25 kN )3.   Strokları kısadır.4.   Montajı kolaydır.5.   Düşük maliyetlidir. Uygulama Alanları:Kısa mesafelerde büyük kuvvetlere ihtiyaç duyulan uygulamalarda kullanılır. Tipik kullanım yerleri şunlardır;1.   Tutma 2.   Pres 3.   Delme / zımbalama 4.   Bükme

KÖRÜK SİLİNDİR:

Bu silindirlerde hareket eden ve birbirleriyle sürtünerek çalışan parçalar olmaması sebebiyle bakım gerektirmeden çok uzun süreler çalışabilirler.           Şekil 4. Körük silindir

Özellikleri:1.   Strokları harici dayamalarla sınırlandırılır.2.   Birbirleriyle sürtünerek hareket eden mekanik parçaları yoktur.3.   Bakım gerektirmez.4.   Strokları kısadır.5.   Elde edilen kuvvet stroğa bağlı olarak değişir.6.   Taban ve tavan plakaları yaklaşık 15°C eğilebilir. Uygulama Alanları:Kısa mesafelerde büyük kuvvetlere ihtiyaç duyulan uygulamalarda kullanılır. Tipik kullanım yerleri şunlardır;1.   Kaldırma platformları2.   Sıkma Presleri3. Baskı silindirleri

FRENLİ SİLİNDİR:

       

Şekil 5. Frenli silindir

Piston mili üzerindeki mekanik bir fren tertibatı yardımıyla silindirin ara konumlarda durdurulması mümkündür.

Özellikleri:1.   Mekanik kilit mekanizması sayesinde ara konumlarda durdurulabilme olanağı vardır.2.   Tutma kuvveti maksimum pnömatik itme kuvvetinden daha büyüktür. Uygulama Alanları:Emniyetli çalışma gerekçeleri doğrultusunda silindirin kararlı bir ara konumda

durdurulması gereken uygulamalarda kullanılır. ÇİFT ETKİLİ SİLİNDİR (ÇİFT MİLLİ):

Bu silindirler her iki hareket yönüne doğru eşit miktarda kuvvet uygulayabilirler. Pistonun stabilitesi, her iki uçtan yataklama yapılarak sağlanır.

       Şekil 6. Çift piston milli silindir

Özellikleri:1.   Her iki hareket yönünde çalışma olanağı vardır.2.   Yataklama, milin her iki kolunda eşittir.3.   Düşük yanal kuvvetleri taşıyabilir.4.   Piston etki alanının her iki yanda eşit olması sebebiyle eşit kuvvetler elde edilir.  Uygulama Alanları:Bu tip silindirler yanal (lateral) kuvvetlerin bulunduğu ve her iki yönde eş kuvvetin elde edildiği uygulamalarda kullanılır. MİLSİZ SİLİNDİR: Çok uzun stroklara gereksinim duyulan ve piston milinin bükülme olasılığının bulunduğu uygulamalarda genellikle milsiz silindirler tercih edilir. Uygulama Alanları:Silindir gövdesinin kaplandığı ekstra hacim dolayısıyla standart silindir tiplerinin kullanılmadığı veya çok uzun stroklar sebebiyle piston milinin bükülme ihtimalinin bulunduğu yerlerde milsiz silindirler yaygın olarak kullanılmaktadır. Tipik kullanım yerleri şunlardır:1.   Yerleştirme 2.   Açma / Kapama3.   Uzun mesafelerde taşıma4.   Kapı açma / kapama5.   Kesme

Milsiz Silindir Çeşitleri: 1.   Fermuarlı Tip Milsiz Silindir:

Piston üzerindeki yuvaya oturan mekik, sızdırmazlığı sağlayan iki paralel bant arasından geçerek dışarıdaki flanşa bağlanır ve hareketi iletir. Özellikleri:a.    Yanal (lateral) kuvvetlere karşı mukavemeti oldukça yüksektir.b.   Strok boyunca oldukça her noktada eşit olarak yataklama sağlanır.c.    Piston etki alanının her iki yanda eşit olması sebebiyle eşit kuvvetler elde edilir. 2.   Manyetik Etkili Milsiz Silindir: Manyetik piston, mıknatıs etkisiyle hareketi dışarıdaki flanşa aktarır. Özellikleri:a.    Elde edebilecek kuvvet, mıknatısın uygulayabileceği kuvvetle sınırlandırılmıştır.b.   Tamamen kapalı bir sistem olduğu için hava kaçaklarına karşı %100 korumalıdır. 3.   Bant Tip Milsiz Silindir: Pistona bağlı bantların makaralar üzerinden geçerek flanşı hareket ettirmesi prensibiyle çalışır.

Özellikleri:a.    Piston milinin yerine kablo veya bant kullanılır.b.   Piston milinin bükülme ihtimali yoktur.c.    Oldukça uzun stroklar elde edilebilir.d.   Sızdırmazlık elemanları çok önemlidir. ÇOK KONUMLU SİLİNDİR:

Birden fazla stabil pozisyon elde edebilmek amacıyla iki veya daha fazla silindirin kombinasyonuyla elde edilir.         Şekil 7. Çok Konumlu Silindir

Özellikleri:Teorik olarak birbirinden farklı stroklara sahip “n” farklı silindirin birleşmesiyle 2n farklı konum elde edilir. Ancak endüstriyel uygulamalarda genellikle iki silindirli ve 3 veya 4 konumlu versiyonları sıklıkla kullanılır.Uygulama Alanları:Bu silindirler, birden fazla noktasal konumlandırma gerektiren, ayırma (sorting), dayama konumlandırması gibi uygulamalarda kullanılır. TANDEM SİLİNDİR:

       

Şekil 8. Tandem Silindir

Tandem silindir, mekanik olarak birbirine akuple edilmiş iki adet çift etkili silindirden oluşur.

Özellikleri:1.   Küçük piston çapıyla büyük kuvvetler elde edilir.2.   Boyutları büyüktür.3.   Strokları kısadır.4.   4 adet hava bağlantısı mevcuttur. Uygulama Alanları:Bu tür silindirler basınçlı hava yardımıyla kısa stroklarda ve küçük hacimlerde büyük kuvvet elde edilmesi gereken çivi çakma, perçinleme gibi uygulamalarda kullanılır. 

HİDRO-PNÖMATİK SİLİNDİR:

Havanın akışkan olarak çok fazla sıkıştırılabilir olması sebebiyle değişken yüklerle çalışırken ilerleme hızının sabit ve kesintisiz olmasını sağlamak oldukça zordur. Pnömatik silindirin içerisine basit bir hidrolik devre ekleyerek silindirin hızını kontrol altına almak ve hareketini stabil hale getirmek mümkündür.

             Şekil 9. Hidro - Pnömatik Silindir

Özellikleri: 1.   Basınçlı hava tarafından ittirilen piston hidrolik akışkanın yer değiştirmesini sağlar.2.   Hidrolik devreye eklenen entegre bir kısıcıyla pistonun hızı ayarlanabilir.3.Hidrolik devreye eklenen kapama valfi ile piston ara konumlarda durdurulabilir.

Pnömatik Silindirlerin Yapısı

Pnömatik silindirlerin konstrüksüyon ve montaj tipleri çok çeşitli olabilir. Ön ve arka kapaklar ana gövdeye kendinden dişli olarak bağlanabilir veya civata ve tijler yardımıyla monte edilir. Günümüzde pek sık rastlanmamakla beraber kapakların gövdeye kaynatılması veya perçinlenmesi de mümkündür. Gövde malzemesi olarak çok çeşitli metaller kullanılmaktadır. Uygulama alanına ve prosesin ihtiyaçlarına göre alüminyum, basit ve alaşımlı paslanmaz çelik, pirinç ve bazen plastik malzemeler kullanılarak çok çeşitli amaçlara hizmet eden ağır yük silindirleri, düşük sürtünmeli silindirler, yüksek sıcaklık silindirleri ve hijyenik silindirler üretilmektedir.  Eğer silindir temassız manyetik algılayıcı ile birlikte kullanılacaksa, piston üzerinde bulunan mıknatısların kolayca hissedilebilmesi için silindir profil malzemesinin manyetik olmayan metallerden üretilmesi gerekmektedir. Endüstriyel uygulamalarda bir pnömatik silindirden bahsederken şu özellikleri göz önünde bulundurulur;

1.   Strok sonu yastıklama 2.   Bağlantı tipi3.   Piston çapı4.   Stroğu5.   Pistonun manyetikli olup olmadığı6.   Yük kapasitesi ve maksimum çalışma basıncı7.   -Sızdırmazlık elemanları ve keçe grubunun tipi Özel uygulamalarda ise aşağıda belirtilen özelliklerdeki silindirler de kullanılmaktadır: 1.   Korozyona karşı dirençli silindirler2.   Yüksek ısıda çalışabilen (+200 "C ve üstü)3.   Yüksek basınç (200 Bar ve üstü) silindirleri4.   Takviyeli piston milli silindirler5.   Asidik ortamlarda kullanılabilen plastik kaplamalı6. Silindirler.

Pnömatik silindirler tasarımları gereği yalnızca eksenel yükleri taşıyabilirler. Silindirlerin makine üzerine montajı yapılırken piston mili hareket ekseninin doğrusal olması ve hassas olarak monte edilmesi son derece önemlidir. Aksi taktirde silindirin piston ve keçe gruplarına aşırı yük binecek ve silindir ömrünün kısalmasına sebep olacaktır.Silindirin hareket ettirdiği malzeme veya mekanik sistemin yataklanmasının yeterince iyi olmadığı durumlarda pnömatik silindir iş parçasına veya mekanik tahrik sistemine esnek kaplinlerle bağlanarak muhtemel eksenel kaçıklıklar kompanse edilir.

Bazı uygulamalarda iş parçasının veya silindir milinin dönmemesi son derece önemlidir. Zira pnömatik silindirler genellikle dairesel profilde üretilir ve dolayısıyla piston ve piston mili grubu silindir kovanı içerisinde dönme hareketi yapabilirSilindir piston milindeki döndürme kuvvetlerinin çok yüksek olduğu durumlarda ikiz pistonlu silindirler veya yataklı silindirlerin kullanılır. Yataklama özelliğinin çok daha fazla olması istenen ve piston miline çok fazla dönme momenti etki eden uygulamalarda tek veya iki noktadan yataklanmış olan özel silindirler veya harici yataklama elemanları kullanılmalıdır.

Pnömatik Silindirlerde YastıklamaHareket eden kütleler, ataletlerinden ötürü kinetik enerjiye sahiptir. Bu hareket enerjisi, frenleme ve durma esnasında harcanmalıdır.Şekil 33. Pnömatik silindirlerde yastıklama ihtiyacının hesaplanabilmesi için hareket eden kütlenin ve ilerleme hızının bilinmesi gerekir.Hareket halindeki kütlenin kinetik enerjisi;

W= 1/2omov2formülüyle hesaplanabilir.Silindirin yumuşak bir biçimde frenlemesi için dahili ve harici yastıklama metotları da kullanılabilir Harici yastıklama; 1. Egzozdan kısma 2. Mekanik yastıklama elemanları 3. Hidrolik şok emiciler 4. Oransal valfler 5. Pozisyonlama üniteleri kullanılarak yapılır.Dahili yastıklamada ise silindirin iç yapısında entegre yastıklama elemanları bulunur. Silindirin iç konstrüksüyonu gereği strok sonuna yaklaşıldığında bölgesel ani basınç yükselmesi oluşturulur ve havanın yaylanma etkisi kullanılarak yastıklama yapılır. Strok sonu yastıklamada geri dönüş esnasında piston alanının küçülmemesi için dönüş yönüne doğru açık olacak şekilde bir çek valf yerleştirilir.Aşağıdaki tabloda silindirin anma ölçüsüne göre yastıklama kapasiteleri verilmiştir. Bu değerler, imalatçı firmaların kendi tasarımlarına göre değişiklik gösterebilir ve hesaplamalarda silindir imalatçısının vereceği tablo değerlen esas alınmalıdır.

Silindir Çapı (mm) 25

32

40

50

63

80

100

160

200

Yastıklama Kapasitesi (Joule)

0.8

2.6

7 14

36

60

100

270

440

Tablo 2. Silindir çapına göre yastıklama kapasitesiİdeal Yastıklama

İdeal yastıklama, piston strok sonuna yaklaştığı ve yastıklamanın başladığı andan itibaren pistonun kesintisiz olarak ilerleme yönünde hareket etmesi ve strok sonunda darbesiz bir şekilde durması için gereken yastıklama ayarıdır. Bu durumda piston, olabilecek en çabuk şekilde frenler ve darbesiz bir şekilde durur.Ayarlanabilir yastıklamalı silindirlerde farklı yüklere göre yastıklama miktarını silindir ön ve arka kapak grubundaki entegre ayar vidaları yardımıyla değiştirmek mümkündür.

Pnömatik Silindirlerin Karakteristik Özellikleri ve BoyutlandırılmasıEndüstriyel uygulamalarda ve otomasyon sistemlerinde, birçok farklı tipte silindirler kullanılmaktadır. Özel veya genel amaçlı olarak kullanılacak silindirler, çok farklı ebatlarda olabilir. Ancak aşağıda belirtilen üç ana ölçü ile bir silindirin tipini genel olarak karakterize etmek mümkündür. 1.Piston çapı 2.Piston mili çapı 3.Strok

Bir pnömatik silindirden elde edilen kuvvet, hava basıncı ile efektif piston alanının çarpımına eşittir.Elde edilen kuvvet, sürtünme (yaklaşık %5-10), karşı basınç, hava kaçakları ve pistonun üzerine etki eden toplam yükü yenerek pistonu hareket ettirir.Bir çift etkili silindirden elde edilen teorik kuvvet, aşağıdaki formülle hesaplanabilir.

YÖN KONTROL VALFLERİPnömatik sistemlerde , kullanılan basınçlı havaya yön veren ve alıcılara gönderilmesini sağlayan valflere yön kontrol valfleri denir. Yapılış biçimleri , kumanda biçimleri , yol ve konum durumlara göre çok çeşitli yön kontrol valfleri vardır. Pnömatik sistemlerde en çok kullanılan valf çeşidi yön kontrol valfleridir. Proglamlanabilir kontrol sistemlerin endüstriyel alanlarda yaygın bir şekilde kullanılması pnömatik sistemlerin de bu sistemlerle beraber çalışmasını sağlamıştır. Böylece , önceleri mekanik ve basınçlı hava ile kumanda edilen yön kontrol valfleri düşük voltajlı elektrik sinyalleri ile kumanda edilmeye başlanmıştır. Halen endüstriyel alanlarda kullanılan yön kontrol valflerini aşağıdaki gibi gruplandırabiliriz.

Yol ve konum durumuna göre yön kontrol valfleri 2/2 ( iki yollu iki konumlu ) yön kontrol valfleri 3/2 ( üç yollu üç konumlu ) yön kontrol valfleri 4/2 ( dört yollu iki konumlu ) yön kontrol valfleri 5/2( beş yollu iki konumlu ) yön kontrol valfleri 3/3 ( üç yollu üç konumlu ) yön kontrol valfleri 4/3 ( dört yollu üç konumlu ) yön kontrol valfleri 5/3 ( beş yollu üç konumlu ) yön kontrol valfleri 6/3 ( altı yollu üç konumlu ) yön kontrol valfleriBasınçlı havanın geçiş durumuna göre yön kontrol valfleri Normalde açık yön kontrol valfleri Normalde kapalı yön kontrol valfleri

Kumanda ediliş şekline göre yön kontrol valfleri İnsan gücü ile kumanda edilen ( elle , ayakla ) yön kontrol valfleriMekanik olarak kumanda edilen yön kontrol valfleriBasınçlı hava ile kumanda edilen yön kontrol valfleriElektrik ve selenoid ( Elektro-magnetik ) sinyallerle kumanda edilen yön kontrol valfleri

Yapılış biçimlerine göre yön kontrol valfleri Bilyalı yön kontrol valfleriDiskli yön kontrol valfleri Sürgülü yön kontrol valfleriEmme subaplı yön kontrol valfleri

BİR YÖN KONTROL VALFİNİN SÖYLENİŞİBir yön kontrol valfi söylenirken veya yazılırken önce yol ve konum durumu belirtilir.

Daha sonra sırasıyla valfin basınçlı havayı geçiriş durumu , valfe kumanda biçimi ve valfin yapılış şekli söylenir. Bir örnek vermek gerekirse “3/2 Normalde açık elle kumandalı sürgülü yön kontrol valfi “ diye söylenir.

BİR YÖN KONTROL VALFİN KESİTİ VE ÇALIŞMASIYapılış biçimi ne şekilde olursa olsun bir yön kontrol valfi basınçlı havaya yön verir ve

basınçlı havayı alıcılara dağıtır. Şekil 1 de 5/2 ( beş yollu iki konumlu ) elle kumandalı sürgülü yön kontrol valfinin iki ayrı konumda kesit resmi görülmektedir. Valfin her konumdaki hava giriş ve çıkışı konum değişikliği aşağıda görülmektedir.

Konum : Pnömatik sistemlerde valfler basınçlı havaya yön veren , akış ve basıncı ayarlayan devre elemanlarıdır. Akış kontrol ve basınç kontrol valfleri genellikle basınçlı havaya sadece geçit verirler veya kapalı durumda geçit vermezler. Bu nedenle bu tür valfler açık ve kapalı olmak üzere iki konumludur. Fakat yön kontrol valflerinde basınçlı hava yön kontrol valfine girer ve çıkış bir alıcıya bağlıdır. Aynı basınçlı hava ile aynı alıcıyı ters yönde çalıştırmak için valfin daha önceki durumu değiştirilir. Buna valflerde konum değiştirme denir. Yani valf ikinci konuma getirilmiştir. Şekil-2 de görüldüğü gibi aynı valfin birinci konumu ile ikinci konumunda basınçlı hava değişik yollardan çıkış yapar. Sembolik resimlerde valfin her konumu bir kare ile gösterilir. İki konumlu bir valf yan yana iki kare ile gösterilir. Üç konumlu bir valf yan yana üç kare ile gösterilir.

Yol : Herhangi bir konumdayken bir valfte bulunan bağlantı deliği sayısı o valfin yol sayısını gösterir. Kaç konumlu olursa olsun bir valfte kaç tane yol varsa aynı valfin diğer konumlarında da aynı sayıda yol sayısı vardır. Sembol resimde valfin bir konumu bir kare ile gösterilir.

İki konumlu bir valf

Üç konumlu bir valf

Sembol resimde bir valfin bir konuma dışardan yapılan bağlantı sayısı o valfin yol sayısını gösterir.

2/2 YÖN KONTROL VALFİGenellikle açma-kapama valfi olarak kullanılır. Normalde açık veya normalde kapalı olarak

iki çeşidi de kullanılmaktadır. Şekil- 3 te 2/2 valfin kesit ve sembol resmi görülmektedir. Normalde açık valflerde basınçlı hava valften geçerek alıcıya gider. Kumanda butonuna

basıldığı zaman valfler kapanır ve basınçlı hava valften geçmez. Normalde kapalı valflerde ise butona basıldığı zaman valf açılır yani basınçlı havanın geçiş yolu açılır ve hava alıcıya gider. Normalde kapalı valflerde butona basılmadığı müddetçe basınçlı hava geçemez.

3/2 YÖN KONTROL VALFLERİBu tür valfler genellikle tek etkili silindirlerin çalıştırılmasında ve bazı pnömatik devre elemanlarına istenilen zamanlarda basınçlı hava sinyali gönderileceği durumlarda kullanılırlar. Çok çeşitli yapım biçimi ve kumanda biçimine sahip olanları vardır. Bilyalı ve diskli yapılanları daha sade ve kullanışlıdır. Elektro-manyetik kontrollü 3/2 yön kontrol valfleride endüstriyel alanlarda çokça kullanma alanı bulmuştur. Normalde açık ve normalde kapalı olarak iki çeşidi de çokça kullanılmaktadır. Şekil-5 te bir 3/2 kontrol valfinin kesit ve sembol resmi görülmektedir.

3/2 YÖN KONTROL VALFİ İLE TEK ETKİLİ SİLİNDİRLERİN KONTROLÜPnömatik devrelerde kullanılan tek etkili silindirlerin yön kontrolü genellikle 3/2 yön

kontrol valfleri ile yapılır. 3/2 yön kontrol valfi normalde açık veya normalde kapalı tipte olabilir. Normalde açık 3/2 yön kontrol valfine giren basınçlı hava valften geçer ve silindir pistonunu iterek doğrusal hareket elde edilir. Yön kontrol valfinin butonuna basıldığı zaman valfin konumu değişir ve basınçlı havanın önü kapatılır. Silindirdeki hava valften atmosfere atılır. Piston ise yay kuvvetinin etkisiyle , elle , kendi ağırlığıyla ( düşey konumda ) geri dönüş yapar. Şekil-7 te normalde açık 3/2 yön kontrol valfi ile tek etkili yaylı geri dönüşlü bir silindirin kontrolü görülmektedir

3/2 YÖN KONTROLÜ VALFLERİ İLE ÇİFT ETKİLİ SİLİNDİRLERDE YÖN KONTROLÜ

Pnömatik devrelerde kullanılan çift etkili silindirlerin basınçlı hava giriş ve çıkış yolu üzerine ayrı ayrı 3/2 yön kontrolü valfi takılarak pistonun ileri ve geri hareketi kontrol edilir. 3/2 yön kontrol valfi ile kontrol genellikle tek silindirli pnömatik devrelerde piston hareketini ileri ve geri elle kontrol edilmesi için kullanılır. Şekil-8 da iki adet 3/2 yön kontrol valfi ile çift etkili bir silindirin yön kontrolü görülmektedir.

4/2 YÖN KONTROL VALFİÇift etkili silindirlerin çalıştırılmasında kullanılırlar. Valfe kumanda biçimi elle , mekanik

olarak , hava sinyalleri ve elektro-manyetik sinyallerle yapılabilmektedir. Mekanik ve hava sinyali ile kumanda edilen 4/2 valfler sıkça kullanılmaktadır. Şekil-9 de bir 4/2 yön kontrol valfi kesiti ve sembol resmi görülmektedir. Sürgülü tipte yapılanları çok kullanılmaktadır.

şekil-9 sembol şekil-10 resmi

5/2 YÖN KONTROL VALFLERİPnömatik sistemlerde çift etkili silindirlerin çalıştırılmasında ve bazı komple devrelerde

kullanılırlar. Bu vaflerin konum değiştirmesi genellikle basınçlı hava ile yapılmaktadır. Şekil-11 de bir 5/2 sürgülü yön kontrol valfi kesit ve sembol resmi görülmektedir.

şekil-11şekil-12

5/2 VALFLERLE ÇİFT ETKİLİ SİLİNDİRLERDE YÖN KONTROLÜEndüstriyel alanlarda çift etkili silindirlerin yön kontrolü 5/2 yön kontrol valfleri ile yapılır.

Bu nedenle çok çeşitli yön kontrol valfleri imal edilmiştir. En çok kullanılan yön kontrol valfleri sürgülü tip 5/2 yön kontrol valfleridir. 5/2 yön kontrol valflerinin kumandası mekanik olarak basınçlı hava ile ve elektrik sinyalleri ile kumanda edilenleri en çok kullanılanlarıdır. Şekil-13 da bir 5/2 yön kontrol valfi ile çift etkili silindirin yön kontrolü görülmektedir.

şekil-13

5/2 yön kontrol valfinin butonuna basıldığı zaman valften geçen basınçlı hava silindire girer ( A ) ve pistonu ileri hareket ettirir. Silindirin diğer tarafında ( B ) bulunan basınçlı hava 5/2 yön kontrol valfinin diğer kısmından geçerek atmosfere atılır. ( Şekil-13 ) Valfin konumu değiştirildiği zaman valften geçen basınçlı hava silindirin diğer tarafından ( B ) girer ve pistonu geri iter. Silindirden çıkan ( A ) hava valften geçerek atmosfere atılır. ( Şekil-14 )

şekil-14

Basınçlı hava ile kontrol edilen 5/2 yön kontrol valfi ile yön kontrolü:Bütün elemanların basınçlı hava ile çalıştığı pnömatik devrelerde çift etkili silindirlerin yön

kontrolünde basınçlı hava ile kumanda edilen 5/2 yön kontrol valfleri kullanılır. Şekil-15 ve 16’ da basınçlı hava ile kumanda edilen 5/2 yön kontrol valfi ile çift etkili silindirin yön kontrolünün iki değişik şekli görülmektedir.

şekil-15 şekil- 16

Şekil-15 de 1 nolu 3/2 butonlu yön kontrol valfinin butonuna bastığımız zaman 5/2 yön kontrol valfinden geçen basınçlı hava pistonu geriye ( - ) iter. 2 nolu 3/2 yön kontrol valfinin butonuna basıldığı zaman 5/2 yön kontrol valfinden geçen basınçlı hava pistonu ileri ( + ) iter. Böylece çift etkili silindirde ileri-geri ( + , - ) hareketi sağlanır. Şekil-16 de ise 5/2 basınçlı hava kumandalı bir yön kontrol valfi 5/2 elle kumandalı başka bir yön kontrol valfi ile edilerek silindirden ileri geri ( + , - ) hareketin elde edilişi görülmektedir.

3/3 YÖN KONTROL VALFLERİÜç konumlu yön kontrol valfleri genellikle sürgülü tipte yapılmaktadır. Endüstriyel

alanlarda çokça kullanılmaktadır. Valf konumları 1 , 0 , 2 veya a , 0 , b gibi rakam ve harflerle gösterilir. Valfin o konumuna merkez konumu denir. Üç konumlu yön kontrol valflerinde çok değişik merkez konumları vardır. Şekil-18 de 3/3 bir valfin kesit ve sembol resimleri görülmektedir.

şekil-17 şekil-18

ÜÇ KONUMLU VALFLERDE MERKEZ DURUMLARIÜç konumlu valflerdeki merkez durumları genellikle Y , L , T , U gibi şekillerdedir. Valf

merkez konumdayken genellikle alıcılarda hareket yoktur. Şekil-19 da üç konumlu valflerin merkez konumlarının sembol resimleri görülmektedir.

4/3 VE 5/3 YÖN KONTROL VALFLERİÜç konumlu valfler daha çok hidrolik sistemlerde kullanıldığı gibi pnömatik sistemlerde

de kullanılmaktadırlar. Genellikle normalde kapalı durumdadırlar. Bu anlamı orta ( merkez ) konumda akışkan veya basınçlı hava geçişi ve dolayısıyla alıcılarda hareket yoktur. Üç konumlu valfler genellikle kapalı hidrolik devrelerde çok kullanılmaktadır. Bu valflerin bir faydası da piston kurs sonuna varmadan istenilen bir yerde durdurulabilir veya yönü değiştirilebilir. Şekil-20 de bir 4/3 yön kontrol valfinin kesit sembol resmi görülmektedir.

şekil- 19

/3 VE 5/3 YÖN KONTROL VALFLERİÜç konumlu valfler daha çok hidrolik sistemlerde kullanıldığı gibi pnömatik sistemlerde de

kullanılmaktadırlar. Genellikle normalde kapalı durumdadırlar. Bu anlamı orta ( merkez ) konumda akışkan veya basınçlı hava geçişi ve dolayısıyla alıcılarda hareket yoktur. Üç konumlu valfler genellikle kapalı hidrolik devrelerde çok kullanılmaktadır. Bu valflerin bir faydası da piston kurs sonuna varmadan istenilen bir yerde durdurulabilir veya yönü değiştirilebilir. Şekil-20 de bir 4/3 yön kontrol valfinin kesit sembol resmi görülmektedir.

şekil- 20

BASINÇLI HAVANIN GEÇİŞ DURUMUNA GÖRE YÖN KONTROL VALFLERİNORMALDE AÇIK VALFLER:Kompresörden gelen basınçlı hava valfe girip çıkış deliğinden çıkıp doğruca sisteme

gidiyorsa böyle valflere normalde açık valf denir. Başka bir deyişle hiçbir operasyon yapılmadan basınçlı havaya geçit veren valflere normalde açık valf denir. Şekil-21 de normalde açık bir valf kesiti ve sembol resmi görülmektedir.

şekil-21

NORMALDE KAPALI VALFLER:Kompresörden gelen basınçlı hava valfe girdiği halde çıkış deliğinden çıkmıyorsa böyle

valflere normalde kapalı valf denir. Başka bir deyişle valfe giren basınçlı havanın çıkış deliğinden çıkması için valf butonuna basmak gerekiyorsa böyle valflere normalde kapalı valf denir. Şekil-22 de normalde kapalı bir valfin kesit ve sembol resmi görülmektedir.

şekil- 22

YÖN KONTROL VALFLERİNİN KUMANDA METOTLARIPnömatik sistemlerde basınçlı havanın yönünü kontrol eden ve istediğimiz yere gönderilmesini sağlayan elemanlar yön kontrol valflerdir. Yön kontrol valfleri imal edilirken konum değiştirmelerini sağlayacak kumanda veya kontrol sistemleri ile yapılmışlardır. Valfin adı söylenirken valfin kumanda metoduyla söylenir. Butonlu , pedallı , elektromanyetik kumandalı , basınçlı hava kumandalı gibi. Bu nedenle valfleri kumanda ediliş metotlarına göre şöyle sıralayabiliriz:

İnsan gücü ile kumanda edilen yön kontrol valfleri:Bu valfler insanlar tarafından kumanda edilir. Kumanda şekli el veya ayak ile olduğundan valflerde buna uygun olarak imal edilirler. Şekil-23 te doğrudan insanlar tarafından kumanda edilen valflerin kumanda metotlarının sembol resimleri görülmektedir.

Mekanik olarak kumanda edilen yön kontrol valfleri:Bu valflere doğrudan insan tarafından değil , bazı mekanik vasıtalar veya mekanizmalar

tarafından kumanda edilirler. Şekil-23 te valflerdeki mekanik kumanda metotları görülmektedir. Valflerin basınçlı hava ile kumanda edilmesi:Yön kontrol valflerinin kumandası ( konum değiştirmesi ) sistemden alınan veya herhangi

bir sinyal gönderici valften gelen basınçlı hava ile yapılabilir. Bir pnömatik devrede basınçlı hava ile kontrol veya kumanda edilebilen yön kontrol valfleri kullanarak devrenin otomatik olarak çalışması sağlanabilir. Şekil-23 te basınçlı hava ile kumanda metotları görülmektedir.

Valflerin elektromanyetik sinyallerle kumanda edilmesi:Teknolojik gelişmeler hidrolik ve pnömatik sistemlerde kullanılan valflerin elektrik enerjisi

ile kumanda edilmesini sağlamıştır. Valfe gönderilen düşük voltajlı elektrik enerjisi valfteki bobin vasıtasıyla manyetik alan mydana gelmektedir. Meydana gelen manyetik alan valf sürgü kolunu iterek veya çekerek valfın konum değiştirmesini sağlamaktadır.

PNÖMATİK KONTROL DEVRELERİ Pnömatik kontrol devresi, bir görevi yerine getirmek amacıyla birbiriyle bağlantılı

pnömatik denetim ve çalışma elemanının bütünleşik bir düzenidir.Genel anlamda pnömatik sözcüğü, hava ile denetimin ve çalışmanın tüm alanlarını belirgin

olarak tanımlamaya yetmez.Yeni tekniklerin ortaya çıkması, ortak uygulama alanlarını bölmüştür.Pnömatiğin değişik sektörleri için birçok tanımlama varsa da, basınç kriterini esas alarak uygulama alanlarını gruplara ayırmak pratikte kabul görmüş bir yaklaşım olmuştur.Bu yaklaşıma göre:

1.Negatif basınç (vakum) pnömatiği.Basınç aralığı (mmHg): 0 Pg 7602.Düşük basınç pnömatiği.Basınç aralığı (bar) : 0 Pg 1,5 Sadece kumanda

sistemlerini kapsar.Kullanılan elemanların statik veya dinamik olması önemli değil.

3.Normal basınç pnömatiği.Basınç aralığı(bar) : 1,5 Pg 16 Çalışma ve denetim elemanlarını içeren geleneksel pnömatik.

4.Yüksek basınç pnömatiği.Basınç aralığı(bar) : Pg 16 1) Devre Diyagramının Hazırlanması ve Geliştirilmesi:

Öncelikle çizilen devrenin taslağı kontrol akış diyagramına uymalıdır.Aşağıdan yukarıya doğru bir sinyal akışı olmalıdır.Devre diyagramı için enerji girişi gerektiren tüm elemanlar aşağıya çizilmeli ve enerji aşağıdan yukarıya doğru dağıtılmalıdır.Devre diyagramı elemanların fiziksel yerleri dikkate alınmaksızın ve tüm silindirlerle yön valflerinin yatay çizilmesi tavsiye edilir.

Pnömatik denetim sistemi; bir hava silindiri ile sinyal girdisi, sinyal işleme ve sinyal çıktısı gibi işlevleri bir bütün halinde yerine getiren bir adet denetim valfinden oluşabilir.

Denetim işlevi birden fazla değişkeni gerektiriyorsa çalışma döngüsü; sinyal girdisi, sinyal işleme ve sinyal çıktısı için ayrı elemanlardan oluşmak zorundadır.Birden fazla değişkenin var olduğu nispeten büyük ve karmaşık pnömatik devrelerde, devre:

1.Veri toplama ve veri işleme işlevlerinin yerine getirildiği sinyal girdi ve sinyal işleme elemanlarının birlikte bulunduğu kumanda devresi,2.Çalışma elemanlarının ve bu elemanlara yön veren ana yön denetim valflerinin bulunduğu güç devresi olmak üzere iki ayrı kısımda incelenir.

Karmaşık sistemlerde kumanda devresi düşük basınçlarda çalıştırılabilir. Nispeten küçük ve basit sistemlerde güç ve kumanda devrelerine farklı basınçlarda hava temin eden iki ayrı şartlandırıcı grubun kullanımı ekonomik olmaz.Bunun yerine, maliyet unsurunun müsaade ettiği oranda güç devresine paralel bir hat çekilerek basınç regülatörü bu hata seri bağlanır ve kumanda devresine yönlendirilir.

Kumanda devresi güç devresinden uzak bir yerde bulundurulabilir ancak, enerji tasarrufu ve yüksek çevrim hızları için bu mesafe mümkün mertebe kısa tutulmalıdır.Devre diyagramını geliştirirken öncelikle devre taslağı denetim akış diyagramına uymalı, aşağıdan yukarı doğru bir sinyal akışı sağlanmalıdır.Devre diyagramı, elemanların fiziksel yerleri dikkate alınmaksızın çizilmeli, silindirler ve yön denetim valfleri yatay yerleştirilmelidir.

Örnek: Bir çift etkili silindirin bir düğmeli veya pedallı valfe basıldığında ileri hareket etmesi strokunu tamamladığında geri dönmesi isteniyor.

Grup 1.0

1.01

1.11.6

1.41.21.3

1.3

1

Çalışma(iş) elemanı

Yardımcı eleman

Yön denetim valfi(sinyal çıktı)

İşlem elemanı

Sinyal elemanı

Güç d

evre

siKu

mand

a dev

resi

Kullanılan malzemelerinin gerçek konumlarının şekilde çizilen yerlerinden farklı olduğu görülmektedir. Uygulamada 1.3 valfi, silindirin strokunun sonuna yerleştirilir.Bu valf bir sinyal elemanı olduğu için devre şemasının alt bölümüne çizilmiştir.Elemanın gerçek fiziksel konumunu tanımlamak için gerçek konum bir çizgi ile gösterilir. Sinyal elemanının mafsal makaralı olması halinde çizginin üzerinde sinyalin akış yönünü gösteren bir ok yerleştirilir.Kontrol, karmaşık ve birkaç çalışma elemanını içeriyorsa; her bir çalışma elemanı bir grup oluşturacak şekilde bölümlere ayrılır.Mümkünse bu bölümler hareket sırasına göre yanyana çizilmelidir.

Elemanların Adlandırılması: Sıklıkla karşılaşılan iki adlandırma şekli vardır.Numara kullanarak adlandırmaHarf kullanarak adlandırmaNumara ve harf kullanarak adlandırma

Rakam Kullanarak Adlandırma: Rakamlarla adlandırmanın birkaç yolu vardır.Sıklıkla kullanılan iki sistem, a) Seri numaralama: Bu sistem, karmaşık kontrol ve özellikle çalışma söz konusu olan durumlarda tavsiye edilir.Grup sayıları ve gruptaki seri numaralardan oluşur.Örnek: 4.12; 4. gruptaki 12. elema

Grupların Sınıflandırılması: Grup 0: Tüm enerji tedarik elemanları. Grup 1,2,3....:Her bir bağımsız kontrol çizgisinin gösterilmesi (her bir silindir normal olarak bir grup sayısı alır.)

Seri Numaralama Sistemi:*0 :Çalışma elemanları*1 :Kontrol elemanları*.2..4 :İlgili çalışma elemanlarının ileri hareketinde etkisi olan tüm elmanlar (çift sayılar)*.3..5 :Dönüş hareketinde etkisi olan tüm elemanlar.*.01,.02 :Kontrol elemanı ile çalışma elemanı arasındaki elemanlar. Örnek: Kısma valfi

Alfabetik Harfleri Kullanarak Adlandırma: Bu tip adlandırma genellikle devre diyagramının metodik olarak hazırlanmasında kullanılır.Bir dereceye kadar, harf kullanıldığında listeleme ve hesaplar daha kolay ve daha açık yapılabilir.Çalışma elemanları büyük harflerle adlandırılır.Sinyal elemanları, sınır anahtarları küçük harfler ile gösterilir.Daha önceki adlandırmadan farklı olarak sınır anahtarları ve sinyal elemanları etkiledikleri gruba değil olanlara kumanda veren (konum değiştiren) silindirlere atanırlar. A,B,C.... Çalışma elemanlarının adlandırılması a0,b0,c0.....A,B,C silindirlerinin geri konumlarında çalışan sınır anahtarlarının adlandırılması. a1,b1,c1....A,B,C silindirlerinin millerinin ileriye doğru çıkması durumunda çalışan sınır anahtarlarının adlandırılması.

Numara ve Alfabetik Harf kullanarak Adlandırma: Numara ve alfabetik harfleri birlikte kullanarak adlandırama da yapılabilir.Bağlantı elemanları ve borular benzer şekilde adlandırılabilir.Örneğin; 4.6p 4. grubun 6. elemanının P (basınç) hattı

Elemanların Temsil Edilmesi, Gösterilmesi:

Tüm elemanlar devre diyagramında kontrolün başlama konumunda gösterilmelidir.Bu mümkün değilse veya bu kural geçerli değilse uygun bir açıklama yapılmalıdır.Eğer valf normal konumda değilse bu bir ok ile belirtilmeli, sınır anahtarı durumunda bir kam çizerek belirtilmelidir.Normal konum, valfin kumanda verilmediği andaki konumudur. Boru hatları birbirini kesmeyen doğru çizgiler olarak çizilir.Denetimin karmaşık olmadığı yerlerde kumanda devresinin hataları kesikli çizgi, güç devresinin hatları dolu çizgi ile gösterilir.

ÖZET: Pnömatik devre çizilirken aşağıdaki sıra takip edilir.-Sistemin önce güç devresi çizilir.

A-Çalışma elemanı çizilir B-Hareket tek yönde ise 3/2, çift yönde ise 5/2 yön denetim valfi kullanılarak çalışma elemanının hareketi sağlanır.

-Sistemin kumanda devresi çizilir. A-Güç devresindeki yön denetim valfinin uyarı hattına /hatlarına 3/2 normalde kapalı sinyal elemanları bağlanır. B-Sinyal elemanları ile güç devresinin yön denetim valfinin uyarı hattı /hatları arasında, tanımlanan çevrimin gerek duyacağı işlem elemanları yerine bağlanır. C-Devreye basınçlı havayı temin edecek eleman çizilir, güç ve kumanda devreleri basınçlı hava hattına bağlanır.

Pnömatik devrenin çizimi esnasında uygulanan kurallar:-Sinyal akışı aşağıdan yukarı doğru olmalı.-Aşağıdan yukarıya doğru enerji temin edilir.-Silindirler ve valfler yatay çizilir.-Sinyal elemanlarının gerçek yeri düşey bir çizgi ile gösterilir.-Tüm denetim devresi gruplara bölünür.-Elemanlar başlangıç konumlarında gösterilir.-Hatlar birbirini kesmeyecek şekilde düzenlenir.

Pnömatik Devre Diyagramı Hazırlama Yöntemleri: Elektrik teknolojisinin kullanımıyla geliştirilen elektrikle kontrol yönteminin gerektirdiği ve

genellikle duymaya alışık olduğumuz güç ve kumanda devreleri kavramı pnömatik teknolojisinde de uygulanmakta,kullanılan yöntemlerde de benzerlik arz etmektedir.

Endüstriyel uygulamalarda güç ve kumanda devreleri, tamamı pnömatik elemanlardan meydana gelebileciği gibi; son zamanlarda geliştirilen yeni teknolojilerin hızla uygulamaya devam edilmesiyle güç devresi pnömatik ancak kumanda devresi elektrik, elektrik+ elektronik, PLC,.... gibi tekniklerle oluşturulmakta, bu tekniklerin her biri başlı başına bir eğitim/ öğretim ve inceleme konusunu teşkil etmektedir.

Pnömatik kumanda devre diyagramlarını oluşturmada iki yöntem kullanılır:

a.Deneme yanılma yöntemi ve çoğunlukla geleneksel yöntem olarak ta anılan sezgisel yöntem. b.Belirli kurallara ,sistematik yaklaşımlara dayalı yöntemler.Bu yöntemlerin başlıcaları:

-Kaskad yöntemi-Kayıt kaydırma yöntemi-Program jeneratörleri

a.Kam kullanan sistemler b.Delikli şeritler

Bu yöntemlerin kullanımında problemlerin çözümü için kullanılacak yol ve kuralar: 1) Silindirlere veya motorlara usulüne uygun birer harf ve ya numara verilmelidir. 2) Silindirin piston kolunun ileri hareketi (+), geri hareketi (-) motorlarda sağa dönüş (+), sola dönüş (-) ile ifade edilir. 3) Başlayarak biten her hareket bir adımdır.Bir sistemi başlama konumundan harekete geçirerek tekrar başlama konumuna getiren adımların toplamı bir çevrimdir.Birbirini takip eden farklı çalışma adımları ardarda , aynı anda gerçekleşen iki hareket alt alta yazılarak gösterilir.Böylece sisteme ait çalışma çevrimi ortaya çıkarılır. 4) Çevrimin güç devresi oluşturulur;-Çalışma elemanları,-Yön denetim valfleri çizilir

5) Çevrimin kumanda devresi oluşturulurken-Uyarı simgesi olmaksızın gerekli sinyal elemanları çizilir.Eğer güç devresindeki yön denetim valfleri hava uyarılı ise her bir impuls için sinyal valfi kullanılır. 6) Enerji girişi çizilir. 7) Kumanda hatları çizilir. 8) Elemanlar usulüne uygun numaralanır. 9) DIN 40719’a göre blok diyagramları ve VDI 3260’a göre fonksiyon diyagramları çizilir. 10)Sinyal çakışması olup olmadığı kontrol edilir.Bu kontrol fonksiyon diyagramlarından yapılır. 11) Uyarı simgeleri çizilir. 12) Uygulanabilecek yerlere yardımcı koşullar (ek talepler) yerleştirilir.

Bir kumanda devresini grafiklerden yararlanarak tanımlayabilmek için kuralları DIN 40719 Teil 6 da belirlenen blok diyagramlarından yararlanılır.Blok diyagramları bir çevrimin fonksiyon planının haritası gibidir.Bu faoksiyon planında kumandanın hangi aygıtlarla yerine getirileceği belirtilmez.Amaç;çevrimin mantık sıralamasını ortaya çıkarmaktır.Bu şekilde tanımlanan işle farklı mühendislik disiplinleri arasındaki diyaloğun oluşmasına katkı sağlar. Tanımı yapılan konum/adım diyagramında (x,y) koordinat sistemi kullanılır.Yatay eksende(x) adım,dikey eksende (y) konum tanımlanır.Silindirler için alt satır pistonun geri konumunu,üst satır ileri konumunu gösterir.Valflerde alt satır valfin uyarsız normal konumunu,üst satır valfin uyarı aldığında ulaştığı konumu ifade eder.Silindirlerin stroklarını tamamlamaları valflerin konum değiştirmelerine oranla daha uzun zaman aldığı için katettikleri strok (ileri veya geri) eğik bir çizgi ile gösterilir.Adımlar diyagramda sütunlarla gösterilir.Güç devresindeki yön denetim valfine ait sinyal elemanları diyagramda alt alta çizilir. Sinyal çakışmasının olup olmadığı konum/adım diyagramında güç devresindeki yön denetim valfinin uyarı hatlarına sinyal veren 2 sinyal valfinin(1.2 ile 1.3 ve 2.1 ile 2.3) çıktılarının herhangi bir sütunda aynı anda 1 olup olmadığı araştırılarak tespit edilir.

PNÖMATİK SİSTEMLERSıkıştırılmış hava tek etkili silindire valften geçerek gelir.Basit bir valf,gaz musluğunda olduğu gibi bir açma-kapama musluğu olarak düşünülebilir.Açma-kapama musluğu tek etkili silindirlerin kontrolünde kullanılmaz.Bunun nedeni Şekil 1.12 de açıklanmaktadır.

( a) Çalışmaya Hazır

kapalı

( b) Piston harekete geçmektedir

açık

( c) Piston geri dönememektedir

kapalı

Sıkıştırılmış hava

Musluk tekrar kapatılınca(Şekil 1.12 c)sıkıştırılmış hava piston gerisinde hapsedilir.Hapsedilen bu hava ar kapatılınca alınmadıkça yay pistonu geri itemez.Dolayısıyla kapandığı zaman tutulan bu havayı atmosfere atacak özel bir valfe ihtiyaç vardır.Bu valfe 3- yollu valf denir.Yollardan birincisi ana hava girişine,ikincisi silindire bağlantılıdır,üçüncüsü ise valf kapandığında atmosfere atılacak havayı içinden geçirmektedir. Daha önce ele alınan 3-yollu valfler sürgülüdür.Kullanılan 5-yollu valf ise pistonludur.5-yollu valfin içinde piston veya makara bulunur.Bu makara hafif alaşımdan yapılmıştır.Bu makara 4 tane sentetik O-ring le donatılmıştır ve çalıştırma mekanizmasına bağlanmıştır.5-yollu valfin çalıştırma kolu makarayı 2 konumdan birisine kaydırabilir.

2 4

3 51

5-yollu valf " kapalı" , silindir pistonu negatif

4

3 51

5-yollu valf " Açık" , silindir pistonu pozitif

2

Çalıştırma levyesi açık konumda iken(Şekil 2.17 b)ana hava 1 nolu yoldan gelir.Valfi 2 nolu yoldan terk edip silindire geçerek,silindire pozitif hareket yaptırır.Bu anda egzoz havası 4 nolu yol ve valften geçerek 5 nolu yoldan atmosfere atılır.Levyenin kapalı konumda;makara kayarak havanın,valfe 1 nolu yoldan gelip 4 nolu yoldan geçerek silindire girmesi sağlanır.Silindir negatif hareket yapmaktadır.Bu durumda egzoz havası silindirden valfin 2 nolu yoluna geri döner.Daha sonra da valften geçip 3 nolu yoldan atmosfere atılır. ALIŞTIRMA 1:Karton kutularının transferi ( Şekil 1)Karton kutular bir pnömatik silindir tarafından kaldırılır,diğer bir silindir tarafından bir konveyöre itilir.A silindiri geri döndükten sonra,B silindiri geri hareketine başlar.Her yeni sinyal,yeni bir işlemi başlatacak şekilde başlama sinyali bir düğmeli valf ile sağlanmalıdır.

Şekil 1

Çevrim:A+,B+,A-,B-

B ötelemeKonveyör

A kaldırma

0,1

1.2

&

ÇÖZÜM:-Çevrimin adımları yazılır.-Devrenin fonksiyon planı çizilir.-Devre çiziminde önce çalışma elemanları olan çift etkili silindirler çizilir.-Çift etkili silindiri ileri/geri hareket ettiren 5/2 hava-hava uyarılı valfler çizilir.Güç devresinin hatları yön denetim valflerinin çıkışından silindirlere bağlanır.

-Güç devresinin yön denetim valflerinin uyarı hatlarının3/2 N.K. sinyal elemanları çizilir, hava bağlantıları sağlanır.-Çalışma elemanları silindirlere ve silindirleri çalıştıran güç ve kumanda devrelerinin devre elemanlarına usulüne uygun birer numara verilerek adlandırılır.Buna göre bir grup teşkil eden ve her silindiri çalıştıran sinyal elemanları ,silindirin piston kolunu ileri hareket ettiren elemana aynı grubun içinde çift (1.2,1.4) , geri hareket ettiren elemana tek sayı verilir (1.3,1.5).-Çevrimin adımları takip edilerek sinyal elemanlarının gerçek yerleri tespit edilir.Buna göre : 1 adım A+. A silindirini piston kolunu ileri hareket ettiren 1.1 nolu valfin sol tarafındaki uyarı hattına 1.2 butonlu valf vasıtasıyla basınçlı hava iletildiği taktirde valfin sürgüsü sola kayar A silindiri konum değiştirir.1.2 nolu valfin butonuna 1 kez basılıp bırakılır.-2. adımın gerçekleşmesi , 1. adımın tamamlanmasına bağlıdır.1. adımın tamamlandığı noktada 2.2 sınır anahtarı A silindirinin piston kolu tarafından uyarılır,güç devresinin 2.1 yön denetim valfinin sol tarafındaki uyarı hattına basınçlı hava gönderir,2.1 nolu valfin sürgüsü sola hareket ederek B silindirinin piston kolu ileri hareket alır.B+ tamamlanır.-3. adımının gerçekleşmesi, 2. adımın tamamlanmasına bağlıdır.2. adımın tamamlandığı noktada 1.3 sınır anahtarı B silindirinin piston kolu tarafından uyarılır, güç devresinin 1.1 nolu yön denetim valfinin sağ tarafındaki uyarı hattına basınçlı hava gönderir.1.1 nolu valfin sürgüsü sağa hareket ederek A silindirinin piston kolu geri hareket alır,A- tamamlanır.-4. adımın gerçekleşmesi 3.adımın tamamlanmasına bağlıdır.3. adımın tamamlandığı noktada 2.3 sınır anahtarı A silindirinin piston kolu tarafından uyarılır,güç devresinin 2.1 yön denetim valfinin sağ tarafındaki uyarı hattına basınçlı hava gönderir, 2.1 nolu valfin sürgüsü sağa hareket ederek B silindirinin piston kolu geri hareket alır.,B- tamamlanır.

-Devredeki silindirlerin piston kollarının son konumu dikkate alınarak sınır anahtarlarının son durumu(uyarılmış veya uyarılmamış) gözden geçirilir devre bağlantılarında gerekirse düzeltmeler yapılır.-Sinyal çakışmasının var olup olmadığı kontrol edilmek üzere konum/adım diyagramı çizilir.Güç devresinin yön denetim valflerini çalıştıran sinyal elemanları 1 adım süresince aynı anda uyarılmadığı için sinyal çakışmasının olmadığı anlaşılır.-Ek talepler varsa devreye ilave edilir.Örneğin çevrim . B silindirinin geri konuma geldiği olduktan sonra çalışsın koşulu aranıyorsa, B silindirinin geri konumuna 1.4 sınır anahtarı ilave edilir ve start konumuna koşul gösterilir.Devreye VE işlem elemanı ilave edilerek son talepte gerçekleştirilir.

SIRALI KONTROLÇok sayıda silindirin önceden belirlenmiş sırada çalışmasına “sıralı çalışma”denir.Böyle bir çalışma sistemine ise “sıralı kontrol sistemi”denir.Sıralı kontrol birçok endüstriyel uygulamada kullanılabilir.Şekil 8.1 de çiftli plastik pres işleminde uygulanan pnömatik sistem gösterilmiştir.Sıcak plastik levhayı şekillendirmede kullanılan A ve B silindirleri ayrı ayrı iki basma kalıbı taşır.Plastik levha iki küvet hücreli şekillendiriciye sıkılır.Silindirler önceden belirlenmiş sırada çalışır.

sıkma

sıcak plastik levha

B silindiri A silindiri

kalıpkalıp

Sıralı kontrol uygulaması A+,B+,A-,B-

kalıplayıcı

Şekil 8.2’ de hareket sıralamasının her aşaması gösterilmektedir.Operatör başlama sinyalini verdiğinde A silindiri ilk küvet şeklini ve sonra B silindiri ikinci şekli basar.A silindiri önce birinci kalıbı,B silindiri ise daha sonra ikinci kalıbı geri çeker.Sonra sıralama durur.Şekillendirilmiş plastik alınıp,yerine yeni sıcak plastik levha konur.Operatör sıralamayı tekrar başlatır.Sıralama şöyle düzenlenebilir;

1. kademe

A+

2. kademe

A+ B+

3. kademe

B+A-

4. kademe

A- B-

şekil 8.2 plastik şekillendirmede sıralama düzeni

Başla Silindir A + Silindir B + Silindir A - Silindir B - Dur Sıralı kontrolün elde edilmesi:Şekil 8.3. de basit yarı-otomatik bir devre gösterilmiştir.Valf butonuna basılıp bırakılınca piston dışa kurs yapar.Kurs sonunda pistokolu makaralı valfe kumanda eder.Bu valften gelecek sonuç sinyali,pistonu geri çekip durdurur

1 - 4

1

1

3

32

Şekil 8.3 Yarı otomatik devre-piston otomatik geri dönüşlü

1 - 2

15 3

4 2

Şekil 8.4 de A ve B silindirleri gösterilmiştir.Her silindir için kontrol valfi gibi çalışabilecek çift basınç girişli 5- yollu valf bulunur.Hava sinyali gönderilir.Gerektiğinde butonlu 3-yollu valf bu “başla” sinyalini verebilir.

1 - 4kontrolvalfi A

35kontrolvalfi B 1

1 - 2

4 2

1 - 4

A silindiri B silindiri

Şekil 8.4 Kontrol valfli A ve B silinidirleri

1 - 2

1

5 3

4 2

1 - 4kontrolvalfi A

35kontrolvalfi B 1

1 - 2

4 2

1 - 4

A silindiri B silindiri

1

2 3

başlama

Şekil 8.5 Başlama sinyalinin hazırlaması

1 - 2

1

5 3

4 2

Başlama butonuna basılıp bırakıldığında,sıralamadaki ilk hareket etkilenir:A silindiri pozitif hareket yapar.(Şekil 8.6)A silindiri pozitif konumda,piston çubuğu 3-yollu A + valfinin makarasına çarpar.Bu,sıralamada bir sonraki hareketi başlatmak için gerekli hava sinyalini gönderir.Bunu yapmak için,A + pilot valfinden gelecek sinyal,B kontrol valfinin (1-4) nolu sinyal deliğine doğru yönlendirilir.B kontrol valfi B silindirine pozitif hareket kazandırır.

2

1 - 4

B silindiri

1

2 3

başlama

13

2

A+

1 - 2

1 - 25

4

1 - 43

2

A silindiri

1

A-

Pilot valf

Kontrol valfi A

Kontrol valfi B

Pilot valfsinyali

Şekil 8.6 İ lk hareketin (A+), ikinici hareketi(B+) başlatması

35

1

4

B silindiri pozitif konuma gelince,piston çubuğu 3-yollu hava sinyali A valfinin (1-2) nolu sinyal deliğine yönelir.B + valfinin makarasına çarpar.Böylece benzer şekilde sıralamada bir sonraki hareketi başlatmak için kullanılacak hava sinyali üretilmiş olur.A kontrol valfi konum değiştirir,A silindiri negatif konuma geçer(şekil 8.7)

2

1 - 4

B silindiri

1

2 3

başlama

13

2

A+

1 - 2

1 - 25

4

1 - 43

2

A silindiri

1

B+ 2

3 1

A-

Şekil 8.7 İkinci hareketin (B+), üçüncü hareketi(A-) başlatması

35

1

4

Şekil 8.8 de A silindiri negatif konuma gelince,piston çubuğu 3-yollu valfin makarasına çarpar.Bu,sıralamanın son hareketini başlatmak üzere kullanılacak hava sinyalini üretecektir.Hava sinyali B kontrol valfinin(1-2) nolu sinyal deliğine yönlendirilir.B kontrol valfi konum değiştirir ve B silindiri negatif konuma geçer.Böylece hareketi tamamlanır. Başla Silindir A + Silindir B + Silindir A - Silindir B - Dur

Şekil 8.8 Üçüncü hareketin (A-), son hareketi(B-) başlatması

35

1

4 2 1 - 4

B silindiri

1

2 3

başlamaA+

1 - 2

1 - 25

4

1 - 43

2

A silindiri

1

B+

A-

2

3 1

13

2

3

2 1

2

3 1

pilotvalfi A+

pilotvalfi A

pilotvalfi B+

pilotvalfi B-

Kontrolvalfi B

Kontrol valfi A

Dur

Levyelil 3-yolu valf

ALIŞTIRMA 2:Bir tablaya bağlanan lama, iki operasyonla bükülecek. A silindiri ile birinci bükme operasyonu, B silindiri ile ikinci bükme operasyonu gerçekleştirilecek.( Şekil 2)

Şekil 2

0,1

1.2

1.4 2.3 1.3

&

Bu noktalarda sinyal çakışması olur

Konum/ adım diyagramında start konumunda ve 2. adımda sinyal çakışması olduğu görülür. Devrede mafsal makaralı valfler kullanılarak sinyal çakışması önlenebilir. Devre diyagramını tekrar çizersek;

2.1

1.2

1.3

2.2

2.3

sinyal çakışması

sinyal çakışması

0,1

1.2

1.4 2.3 1.3

&

mafsal makaralı valf

Sinyal çakışmasını önlemek için farklı kumanda hatlarından yararlanmak:Mafsal makaralı valflerin birçok olumsuz tarafları vardır. Sinyal çakışmasını önlemek için mafsal makaralı valf kullanılmayacaksa, mafsal Makaralı valflerin bağlı bulunduğu kumanda hattını ana kumanda hattından ayırarak 5/2 bir yön denetim valfi vasıtasıyla bu valflerin girişini ayrı hattan besleme yoluna gidilebilir. Böyle bir devre aşağıdaki şekilde görülmektedir.

1.2

1.4 2.3 1.3

&

0.2

Bu örnek devre diyagramı tasarımı, sezgisel yöntemin sınırını açıklıkla göstermektedir. Sinyal çakışmasının önlenmesinde işi, tamamlanan sinyallerin kesilmesi için impuls valflerin kullanıldığı karmaşık bir devrenin tasarımı büyük bir deneyim gerektirir. Bu yüzden işlevini sorunsuz yerine getiren bir denetim sisteminin kurulmasında belirli bir metoda dayalı yaklaşımın uygulanması gerekir.Güvenilir bir denetim sistemi kurmanın en basit yolu, her sinyali iş tamamlandıktan sonra kesmektir. Bunun anlamı; her adımda bir sinyalin kesilmesidir. Şekil 56’da blok halinde 4 sinyal kesici bir ünite görülmektedir.e1......e4 girdi sinyallerini a1......a4 çıktı sinyallerini gösterir. Bu birim sinyal uygulama problemini çözecekse aşağıdaki koşuları yerine getirmelidir:

-Girdi sinyal sayısı = çıktı sinyal sayısı-Her bir girdi sinyaline bir çıktı sinyali atanmalıdır.-Çıktı sinyalleri saklanmalıdır yani tekabül eden girdi sinyali ortadan kalktığında bile çıktı sinyali elde edilebilir olmalıdır.-Herhangi bir anda sadece tek bir girdi sinyali var olabilir veya bazı belirli çıktı sinyallerini ayırma imkanı olmalıdır.-Girdi sinyalleri her zaman aynı sırayla etkili olmalıdır yani 1-2-3-4-1-2-3-4-1.........-Bundan sonraki problem, ortaya konan koşulların tamamını gerçekleştiren blok için uygun bir devre bulmaktadır. Bu devre için kullanılan iki tasarım:-Kaskad yöntemi-Kayıt kaydırma yöntemi

Kayıt Kaydırma (Sıralama Zinciri) YöntemiBu yöntemde 3/2 valfler kullanılır. Bağlantı seri değildir. Valflerin P girişleri doğrudan hava girişine bağlanmıştır. Çok sayıda kademe olduğunda yukarıda hatırlatılan basınç düşünümü burada olmaz fakat kaskad ile mukayese edildiğinde bir fazla valf gereklidir. Kayıt kaydırmada da herhangi bir an bir çıktı verilir ve her( kademe) onu takip eden kat tarafından reset edilir.

Şekil 63/1

Burada da girdi sinyalini kilitlemek için en ile an-1 sinyali VE valfi ile birleştirilir veya mümkünse an-1 çıktısı ile en-1 girdisi için kullanılan sinyal valfi seri bağlanır. Şekil 63’ de bu olasılıklar görülmektedir. 4- kademeli bir düzenleme için muhtemel kontrol konumları aşağıda gösterilmektedir.

Bu yapı istenen ölçüde büyültülebilir. Dikkat edilecek nokta; başlama anında son valfin çalışıyor halde olmasıdır. Böylece ilk kademe çalıştırılabilir.

Bu yapı istenen ölçüde büyültülebilir. Dikkat edilecek nokta; başlama anında son valfin çalışıyor halde olmasıdır. Böylece ilk kademe çalıştırılabilir.

Eğer her bir adım için bir kademe kullanılırsa kaskad veya kayıt kaydırma ile bir koordine hareket kontrol problemini çözmek kolaydır. Böylece sinyal kesilmesinin önemli olup olmadığına bakılmaksızın bir sonraki işlem tetiklendiğinde bir önceki sinyal kesilir. Şekil 62-Şekil 63Böyle bir tasarım maksimum sayıda eleman gerektirir. Devrede sadece gerçekten çakışan sinyaller kesilerek devre için gerekli eleman sayısı büyük oranda azaltılabilir. Hareket sırası gruplara bölünür. Bir grupta aynı silindirin hem ileri hem de geri dönüş sinyalleri bir arada bulunamaz. Uygulama için gruplandırma aşağıdaki gibidir. A+,B+ / B-, A- / Grup 1 Grup 2Bu problem için iki kademe gereklidir. Devre, istekleri karşılayacak biçimde bu minimum yapı ile maksimum yapı arasında düzenlenebilir. Kural olarak az sayıda gruba sahip küçük kontrol problemlerinde kaskad, daha çok sayıda gruba sahip kontrol problemlerinde kayıt kaydırma kullanılır.Aşağıdaki devrenin kurulmasında kullanılabilecek metodik kural dizisi verilmiştir. Kayıt kaydırma için minimum yapı kullanılacaktır. Şüphesiz burada verilen kurallar daha büyük devreler içinde kullanılabilir.