UNIVERSITÀ DI BERGAMO FACOLTÀ DI INGEGNERIA. Pneumatica. Roberto Strada

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1 Pneumatica Roberto Strada

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8 L automazione pneumatica si inserisce nell ambito della Meccanica degli Azionamenti. Un azionamento è un sistema costituito dai componenti impiegati per imprimere un movimento pilotato ad un organo meccanico (carico). La Meccanica degli Azionamenti si interessa in particolar modo alla parte muscolare del sistema.

9 La Meccanica degli Azionamenti rientra nell'ambito dell'automazione per l industria manifatturiera nel suo aspetto più strettamente meccanico (generazione di forza e movimento). La progettazione di macchine automatiche viene affrontata da un punto di vista funzionale e sistemistico, non costruttivo. TARGET movimentazione pezzi realizzazione leggi di moto.. Soluzione 1 Soluzione 2 Soluzione n

10 Per una corretta ed efficiente progettazione è fondamentale la conoscenza del ciclo di produzione che deve essere realizzato. Un linguaggio che consente al progettista di dialogare con il tecnologo della produzione è il Sequential Funcional Chart (SFC).

11 Macchine automatiche: struttura Ordini di comando PARTE DI COMANDO PARTE DI POTENZA Informazioni in ritorno Soluzione rigida Soluzione flessibile

12 Soluzione rigida spostamento tempo Parte di potenza e comando coincidono. Meccanismi complessi per la trasformazione del moto Limitata possibilità di adattamento; utilizzo per produzione di serie elevate

13 Soluzione flessibile spostamento tempo Produzione anche di pezzi singoli o piccoli lotti Parte di potenza e di comando distinte Il lavoro viene eseguito solo dalla parte di potenza La separazione fra parte di potenza e di comando consente flessibilità ma proprio per questo non è detto che i comando vengano seguiti rigidamente

14 Macchine automatiche: tipi di energia Ordini di comando PARTE DI COMANDO PARTE DI POTENZA Informazioni in ritorno Pneumatica Elettrica (relè) Elettronica (analogica/digitale) Meccanica Elettrica Pneumatica Idraulica

15 Macchine automatiche: parte di comando Operazioni logiche elementari Circuiti logici elettronici

16 Macchine automatiche: parte di comando Circuiti logici pneumatici

17 Macchine automatiche: parte di comando Circuiti logici elettrici

18 Macchine automatiche: parte di potenza comando Amplificatore di potenza Attuatore Carico Potenza Amplificatore: in funzione del comando agisce sul flusso della potenza (valvola pneumatica, innesto a frizione, convertitore elettronico, distributore idraulico Attuatore: utilizza la potenza fornita dall amplificatore per realizzare il movomento (lineare, rotativo)

19 Azionamenti pneumatici Distributori Valvole di intercettazione e regolazione Cilindri Motori

20 Caratteristiche fisiche dell aria Composizione media in massa Ossigeno 22.95% Azoto 75.31% Anidride carbonica 0.04% Gas nobili 1.43% Altre sostanze 0.27% Peso molecolare medio = 28,9644 g/mol Pressione Forza prodotta sull unità di superficie dovuta all effetto degli urti delle molecole di un gas Il principio di Pascal afferma che la pressione di un gas si esercita in tutte le direzioni e su tutte le pareti che costituiscono il contenitore del gas L unita di misura della pressione nel S.I. è il pascal [Pa]=[N/m 2 ] 1 MPa = 1 N/mm 2 = 10 6 Pa 1 bar = 10 5 Pa

21 Caratteristiche fisiche dell aria Pressione atmosferica

22 Caratteristiche fisiche dell aria Pressione atmosferica 1 atm = Pa 1 atm = bar Pressione relativa Pressione assoluta Pressione atmosferica

23 Caratteristiche fisiche dell aria Densità e portata: misurate in condizioni standard definite dalla norma UNI ISO 8778 Densità in condizioni standard ρ = kg/m 3 Portata massica G = kg/s Q = G/ρ Portata volumetrica Q = m 3 /s In condizioni standard: Nm 3 /s

24 UNIVERSITÀ DI BERGAMO Caratteristiche fisiche dell aria

25 Caratteristiche fisiche dell aria Contenuto di vapore acqueo in condizioni di saturazione 1000 vapor acqueo in g/m , temperatura in C

26 Caratteristiche fisiche dell aria

27 Caratteristiche fisiche dell aria

28 Le leggi dei gas Legge di Boyle Mariotte: Trasformazione isoterma Legge di Gay Lussac: Trasformazione isobara Trasformazione isocora Equazione di stato dei gas perfetti pv = nrt R = J/(mol K) pv = mrt per l aria R = J/(kg K)

29 Trasformazioni Trasformazione isocora Trasformazione isobara

30 Trasformazioni

31 La generazione dell aria compressa

32 La generazione dell aria compressa

33 La generazione dell aria compressa Compressore alternativo a pistone trasformazione moto rotario/alternato Motore primo Principio di funzionamento del Compressore a pistone Refrigerazione Ingresso/Uscita refrigerante ] ] ] ] Mandata Aspirazione Pistone differenziale

34 La generazione dell aria compressa Compressore alternativo a pistone

35 La generazione dell aria compressa Compressore alternativo a pistone

36 La generazione dell aria compressa Compressore alternativo a pistone

37 La generazione dell aria compressa Compressore alternativo a pistone

38 La generazione dell aria compressa Compressore a membrana

39 La generazione dell aria compressa

40 La generazione dell aria compressa Compressore rotativo a palette Compressore a palette Palette Lubrificazione Statore Rotore Mandata

41 La generazione dell aria compressa Compressore rotativo a vite elicoidale

42 La generazione dell aria compressa Compressore rotativo a vite elicoidale

43 La generazione dell aria compressa Compressore rotativo a lobi

44 La generazione dell aria compressa