Приборы автоматического управления механизмами (стр. 2 из 5)
Корпус выключателя 1 изготовлен полым из немагнитного металла, на наружной поверхности корпуса по всей его длине нарезана метрическая резьба, на которую навернуты две гайки 2. Гайки необходимы для крепления выключателя в специальном устройстве и регулировки расстояния Sот торца выключателя 1 до поверхности контролируемого узла 3. Гайки могут отсутствовать при креплении выключателя непосредственно в металле. Внутри корпуса размещены полупроводниковые элементы и электромагнитная система с катушкой индуктивности, полностью залитые с целью обеспечения герметичности компаундом холодного отверждения. Выдача сигнала производится по проводам 4, выведенным через торец, противоположный рабочему.
Принцип действия. Торцовые бесконтактные выключатели предназначены для контроля положения механизма или отдельных узлов. Они находят широкое применение в станках, кузнечно-прессовом оборудовании, литейных машинах, конвейерах и т.д., во всех отраслях промышленности. Высокая надежность, независимость срока службы от числа срабатывания, надежная герметизация и возможность применения в неблагоприятных условиях, большое быстродействие, высокая долговечность - все эти преимущества позволяют с успехом заменять контактные путевые переключатели, повышая надежность схем управления различными производственными процессами.
Принцип действия бесконтактного конечного выключателя основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в активную зону датчика металлического, магнитного, ферромагнитного или аморфного материала определенных размеров. При подаче питания на конечный выключатель в области его чувствительной поверхности образуется изменяющееся магнитное поле, наводящее во внесенном в зону материале вихревые токи, которые приводят к изменению амплитуды колебаний генератора. В результате вырабатывается аналоговый выходной сигнал, величина которого изменяется от расстояния между датчиком и контролируемым предметом. Триггер преобразует аналоговый сигнал в логический, устанавливая уровень переключения и величину гистерезиса. Активная зона бесконтактного индуктивного выключателя (рис.4) - та область перед его чувствительной поверхностью, где более всего сконцентрировано магнитное поле чувствительного элемента датчика. Диаметр этой поверхности приблизительно равен диаметру датчика.
Рис.4. Активная зона бесконтактного индуктивного выключателя
Номинальное расстояние переключения - теоретическая величина, не учитывающая разброс производственных параметров датчика, изменения температуры и напряжения питания (рис.5).
Рис.5. Устройство бесконтактногоиндуктивного выключателя
Рабочий зазор - это любое расстояние, обеспечивающее надежную работу бесконтактного выключателя в допустимых пределах температуры и напряжения. 0≤Sраб ≤0,8 Sном.
Поправочный коэффициент дает возможность определить рабочий зазор, который зависит от металла, из которого изготовлен объект воздействия.
| Материал | Коэффициент | Материал | Коэффициент |
| Сталь40 | 1,00 | Алюминий | 0,30…0,45 |
| Чугун | 0,93…1,05 | Латунь | 0,35…0,50 |
| Нерж.сталь | 0,60…1,00 | Медь | 0,25…0,45 |
Направление движения контактирующей поверхности относительно рабочего торца выключателя не лимитируется.
Торцовые конечные выключатели выпускаются как круглыми диаметром в пределах 4…55 мм, так и прямоугольными размером 5x5x25 до 80x80x50 мм и частотой переключения 2500 Гц.
2. Приборы контроля давления рабочих сред – реле давления
Нормальное функционирование технологического оборудования в автоматическом режиме работы должно происходить в условиях постоянного контроля заданных параметров используемых в этом оборудовании газообразных или жидких рабочих сред. Основным параметром этих сред является давление этой среды в подводящей магистрали.
Использование в системах автоматизации производственных процессов пневмомеханизмов, работа которых основана на использовании в качестве рабочей среды сжатого воздуха, ставит задачу подачи сжатого воздуха к его потребителям строго определенного давления. Эта задача решается с помощью специальных регуляторов давления (редукторами давления или редукционными клапанами).
Редуктор давления — регулятор, служащий для автоматического понижения давления сжатого воздуха и автоматического поддержания его на заданном уровне.
В качестве редукторов применяются преимущественно диафрагменные (рис.8) и сильфонные. Эти редукторы используются для получения относительно невысоких давлений (до 30—40 кГ/см2) вследствие ограниченной прочности диафрагмы и сильфона.
Затвор в клапанах, предназначенных для работы с газами, выполняют обычно в виде плоского (пластинчатого) обрезиненного или изготовленного из эластичного материала клапана, сажаемого на гнездо с закругленными выступающими кромками (реже применяются шариковые затворы). На рис.8 a, показан один из аппаратов этого назначения, который в практике получил название стабилизатора (редуктора) давления. Принцип его работы основан на автоматическом изменении проходного сечения потока воздуха при изменении давления и расхода воздуха в питающей сети и поддержании, таким образом, постоянства давления воздуха на выходе стабилизатора (в линии потребителей). Постоянство давления обеспечивается автоматическим изменением положения дроссельного клапана, регулирующего проходное сечение потока воздуха при колебаниях давления в камере а, связанного с выходом.
Рис.6. Редуктор (регулятор) давления воздуха (а) и схема применения его в пневмоприводе (б).
На рис.6 a, показан один из аппаратов этого назначения, который в практике получил название стабилизатора (редуктора) давления. Принцип его работы основан на автоматическом изменении проходного сечения потока воздуха при изменении давления и расхода воздуха в питающей сети и поддержании, таким образом, постоянства давления воздуха на выходе стабилизатора (в линии потребителей). Постоянство давления обеспечивается автоматическим изменением положения дроссельного клапана, регулирующего проходное сечение потока воздуха при колебаниях давления в камере а, связанного с выходом.
Для установки требуемого рабочего давления на выходе стабилизатора служит регулировочный (дроссельный) винт 1, с помощью которого изменяют усилие пружины 2, воздействующей на мембрану 3, связанную с клапаном 4, который удерживается в седле пружиной 5. Изменение давления и расхода воздуха в сети вызывает перемещение мембраны 3 и клапана 4, вследствие чего изменяется проходное сечение потока воздуха до тех пор, пока силы, воздействующие на мембрану 3, не уравновесятся и давление в камере а не стабилизируется. При уменьшении давления в камере а, что может быть вызвано уменьшением давления в подводящей сети или увеличением расхода воздуха потребителями, мембрана 3 под действием пружины 2 опустится и, переместив вниз клапан 4, увеличит проходное сечение потока воздуха, что обеспечит выравнивание давления в камере а до заданного.
Увеличение давления в камере а вызовет обратное действие указанных частей стабилизатора. Малейшее изменение давления в камере а вызовет мгновенное изменение положения клапана 4.
Электропневматическое реле и индикатор давления. Для контроля давления в пневмосистемах, осуществляемого воздействием на контакты микропереключателя, включенного в электрическую цепь управления, применяют реле давления. Реле представляет собой нагруженную пружиной мембрану 1, на которую действует рабочее давление воздуха (рис.7).
Давление воздуха, подводимого к каналу а, действует через мембрану 1 на грибок 2 и толкатель 5. Если усилие, развиваемое давлением воздуха, превышает усилие противодействующей пружины 3 (усилие пружины регулируется винтом 4), то толкатель 5 перемещается и воздействует на штифт микропереключателя 6.
Аналогичное по принципу действия устройство, называемое индикатором давления, применяют для подачи сигнала о наличии давления на определенных участках пневмосистемы. Этот индикатор представляет собой миниатюрный силовой цилиндр одностороннего действия (рис.8). В корпусе 1 цилиндра перемещается поршенек 3, уплотняемый резиновой манжетой 4.
При отсутствии давления на контролируемом участке пневмосистемы поршенек 3 под действием пружины 2 удерживается в крайнем правом положении.
Рис.7. Электропневматическое реле Рис.8. Силовой цилиндр
При появлении же давления он, сжимая пружину 2, перемещается влево. Выдвинутый шток 5 сигнализирует с помощью механических или электрических устройств о наличии давления на том участке пневмоцепи, к которому подключен индикатор давления.
В настоящее время в связи с развитием электроники получают развитие и применение в системах автоматизации технологических процессов реле давления Beck 901 Prescal. Реле этого типа являются регулируемыми и предназначены для измерения избыточного давления, разряжения или разности давлений жидкостей или газов (как агрессивных так и неагрессивных). Установка величины контролируемых параметров осуществляется вручную. Принцип действия реле давления Beck 901 Prescal заключается в том, что оно содержит в своей основе переключающий механизм мгновенного действия, который приводится в движение мембраной и который может быть настроен на требуемое давление с помощью винтовых пружин.