Пневморозподільник 5/2: принцип роботи, моностабільний і бістабільний, підключення до пневмоциліндра

Пневморозподільник 5/2 на верстаті ЧПУ розв’язує одне завдання: за сигналом контролера спрямувати стиснене повітря в одну з двох порожнин пневмоциліндра і випустити повітря з іншої. Так працюють пневмопритиски заготовки, підйом кожуха аспірації, штовхачі й упори. Нижче розібрано, що означають цифри 5/2, чим моностабільний розподільник відрізняється від бістабільного, як підключити його до циліндра і до контролера і як налаштувати швидкість штока.

Що означають цифри 5/2, 3/2 і 2/2

Перша цифра це кількість приєднувальних портів, друга це кількість положень золотника. У розподільника 5/2 п’ять портів і два положення. За ISO 5599 порти нумерують так: 1 подача, 2 і 4 виходи до споживача, 3 і 5 вихлопи. На корпусах китайських розподільників серії 4V ті самі порти підписані літерами: P подача, A і B виходи, R і S вихлопи.

Як перемикається розподільник 5/2

У розподільника з однією котушкою два положення. Поки котушка вимкнена, повітря з P іде у вихід B, а вихід A з’єднаний з вихлопом R. Коли котушку увімкнено, золотник перемикається: повітря йде в A, а B скидається через S. Циліндр двобічної дії підключають так: один вихід на порт висування штока, другий на порт втягування. Обидва ходи робочі, і шток тримається в кінцевому положенні, поки в порожнину подано тиск.

Моностабільний і бістабільний

Моностабільний розподільник має одну котушку. Поки на котушці є напруга, золотник у робочому положенні; без напруги він повертається у вихідне. Так влаштований електроклапан 4V210-08 з котушкою 24 В: після вимкнення струму розподільник сам повертається у вихідне положення. Бістабільний розподільник має дві котушки, перемикається коротким імпульсом на одну з них і залишається в останньому положенні, коли напругу знято з обох.

Різниця важлива при аварії. Якщо зникло живлення або спрацювала кнопка аварійної зупинки, моностабільний розподільник переводить циліндр у вихідне положення, а бістабільний залишає його як є. Для пневмопритиску це вирішує, чи відпустить він заготовку при вимкненні верстата. Тому до виходу, в який іде повітря при вимкненій котушці, підключають ту порожнину циліндра, яка має бути під тиском при вимкненому верстаті.

Пневмосхема: розподільник, дроселі, циліндр

1. Компресор і блок підготовки повітря з фільтром і регулятором тиску.
2. Порт P розподільника. Для 4V210-08 робочий тиск за маркуванням 1,5-8 кгс/см².
3. Виходи A і B шлангами до двох портів циліндра через фітинги.
4. На вихлопи R і S глушники або глушники-дроселі.

Швидкість штока регулюють, обмежуючи вихід повітря з порожнини, а не його подачу. Дросель на вихлопі створює протитиск, і шток рухається рівно навіть при змінному навантаженні. Якщо дроселювати подачу, поршень спочатку стоїть, поки тиск не подолає тертя, а потім зривається ривком. У розподільника 5/2 вихлопи роздільні: дросель на R задає швидкість одного ходу, дросель на S швидкість іншого.

Зусилля циліндра: розрахунок

Зусилля дорівнює тиску, помноженому на площу поршня. У компактного циліндра SDA з поршнем 32 мм площа 804 мм², при 6 бар (0,6 Н/мм²) теоретичне зусилля висування 483 Н. При втягуванні частину площі займає шток 12 мм, залишається 691 мм² і 415 Н. Тертя ущільнень ці цифри зменшує, тому притиск розраховують із запасом.

Електричне підключення котушки

• Напруга і рід струму котушки (24 В DC або 220 В AC) вказані на ній самій і мають збігатися з колом, яке її вмикає.
• Вихід контролера ЧПУ вмикає котушку напряму, тільки якщо його допустимий струм більший за струм котушки. Якщо ні, ставлять проміжне реле або твердотільне реле.
• Котушка постійного струму при вимкненні дає викид напруги. Паралельно їй ставлять діод у зворотному ввімкненні, щоб він не пошкодив транзисторний вихід.
• Кнопкою ручного дублювання на корпусі перевіряють пневматику під час налагодження без подачі напруги.

Типові помилки

• Виходи A і B переплутані, і притиск при вимкненні верстата відпускає заготовку.
• Повітря без фільтра: вода й окалина зі шланга потрапляють у золотник, і він заїдає.
• Дроселі на подачі замість вихлопу, шток рухається ривками.
• Котушка 220 В у колі 24 В або навпаки.
• Герметик або стрічка ФУМ усередині порту.

Часті запитання

Чим 5/2 відрізняється від 4/2?

Функція та сама: два виходи перемикаються між подачею і вихлопом. У 4/2 спільний вихлоп, у 5/2 два окремі, тому в 5/2 можна налаштувати швидкість кожного ходу своїм дроселем на вихлопі. Ножна педаль FV420 це розподільник 4/2.

Чи можна керувати циліндром однобічної дії через 5/2?

Так: використовують один вихід, другий глушать заглушкою. Розподільник 3/2 для такого циліндра простіший.