Zawory sterowane mechanicznie / ręcznie SMC

Zawory SMC VM, VZM, VFM, EVFM to elementy pneumatyczne, w których przepływ sprężonego powietrza jest uruchamiany poprzez bezpośredni nacisk, obrót lub naciśnięcie elementu mechanicznego, takiego jak dźwignia, przycisk, krzywka lub pedał. Stanowią one prosty sposób sterowania siłownikami, zaworami rozdzielającymi lub elementami logicznymi bez udziału elektryki.

Zawór VM1000 jest konstrukcją typu 3/2 (trzydrożny, dwupołożeniowy), w której mechaniczny nacisk na przycisk powoduje zmianę przepływu z portu zasilania (P) do wyjścia (A), a po zwolnieniu – połączenie portu (A) z odpowietrzeniem (R). Dzięki kompaktowej budowie (szerokość korpusu 10 mm) idealnie nadaje się do paneli sterowniczych i stanowisk laboratoryjnych.

Seria VM1000 ma nowocześniejszą konstrukcję z większą liczbą dostępnych siłowników sterujących i obudów z żywic technicznych. Z kolei VM100 to starsze wykonanie metalowe z ograniczonym zakresem przyłączy (M5, 1/8”). Funkcjonalnie są zgodne – oba to zawory 3/2 lub 2/2, jednak VM1000 oferuje większą żywotność i mniejsze zużycie energii.

Zawór VM400 to średni rozmiar zaworu (przepływ do 500 L/min), przeznaczony do montażu panelowego lub korpusowego. Posiada stalowy suwak z uszczelnieniem elastycznym, co zapewnia niskie przecieki i stabilną charakterystykę w całym zakresie ciśnienia od 0 do 1 MPa.

EVM400 to wersja zaworu VM400 dostosowana do standardów ISO i norm europejskich (DIN 43650). Posiada gwinty metryczne (G1/8, G1/4), wymienny element sterujący i uszczelnienia FKM. Dzięki temu może być stosowany w maszynach eksportowanych na rynek UE, bez potrzeby adaptacji przyłączy.

Zawór VM800 oferuje zwiększony przepływ (do 1000 L/min) i solidną obudowę aluminiową. Jest często używany do bezpośredniego sterowania dużymi siłownikami pneumatycznymi. Dostępny w wersjach: przyciskowej, dźwigniowej i rolkowej, co umożliwia jego stosowanie w automatyce mechanicznej i detekcji pozycji.

Model EVFM300 to zawór 5/2 z mechanicznym sterowaniem wspomaganym ciśnieniem pilotażowym. Po mechanicznym uruchomieniu suwaka niewielki impuls pneumatyczny przenosi siłę na główny zawór, co pozwala obsługiwać większe przepływy bez zwiększania siły nacisku. Takie rozwiązanie stosuje się np. w zaworach nożnych lub przyciskach bezpieczeństwa.

Dzięki wspomaganiu pilotowemu, użytkownik wykonuje mniejszy nacisk mechaniczny (np. 10 N zamiast 30 N), a zawór może przełączać nawet przy dużych ciśnieniach zasilania. To szczególnie ważne w aplikacjach wymagających częstych cykli lub pracy manualnej, gdzie ergonomia ma kluczowe znaczenie.

Zawory VFM i VZM to dwa warianty tej samej koncepcji – zaworu 5/2 sterowanego mechanicznie ze wspomaganiem.

• VFM posiada korpus aluminiowy z elastycznym uszczelnieniem,
• VZM – korpus stalowy i suwak metalowy, dedykowany do środowisk przemysłowych, oleistych lub o podwyższonej temperaturze.

EVZM500 to wykonanie europejskie zaworu 5/2 VZM500, spełniające normy ISO 5599-1. Posiada standardowe przyłącza portów (P, A, B, R1, R2) oraz opcję montażu płytowego. Umożliwia łatwą integrację w modułach pneumatycznych maszyn produkcyjnych.

Zawór XT34-60/67 to zawór 3/2 lub 5/2, uruchamiany naciskiem stopy. Posiada duży pedał z blokadą mechaniczną oraz opcję powrotu sprężynowego. Stosowany jest w stanowiskach montażowych i prasach ręcznych, gdzie operator potrzebuje wolnych rąk do manipulacji elementami.

• Umożliwiają sterowanie bez użycia rąk,
• Poprawiają ergonomię pracy,
• W połączeniu z zaworem bezpieczeństwa VR51 tworzą układ dwuręczno-nożny zabezpieczający operatora,
• Charakteryzują się dużą trwałością (ponad 10 mln cykli).

Zawór VH to klasyczny zawór 3/2 lub 5/2 z dźwignią ręczną, stosowany do sterowania ruchem siłowników w aplikacjach, gdzie wymagana jest manualna kontrola pozycji. Dźwignia zmienia położenie suwaka, powodując przełączenie przepływu powietrza.

• sterowanie ruchem siłownika w trybie ręcznym,
• testowanie układów pneumatycznych,
• załączanie awaryjne,
• blokada zasilania powietrza.

Wersje 5/3 umożliwiają zatrzymanie tłoka w dowolnej pozycji.

Zawory VHK-A to miniaturowe ręczne zawory 2/2 z szybkozłączkami wtykowymi. Ich cechą charakterystyczną jest kompaktowy korpus i obrotowe przyłącza. Pozwalają szybko zamykać i otwierać dopływ powietrza np. do siłowników, manipulatorów i urządzeń warsztatowych.

• VHK-A (wewnętrzny gwint): umożliwia podłączenie bezpośrednie do przewodu,
• VHK-A (zewnętrzny): łączy się z gniazdem lub szybkozłączem.

Dzięki temu jeden typ zaworu może być użyty w różnych konfiguracjach pneumatycznych, w zależności od wymogów konstrukcyjnych maszyny.

Większość modeli pracuje w zakresie 0–1,0 MPa, a próżniowo do –100 kPa. Zawory wykonane ze stali nierdzewnej lub mosiądzu są odporne na ciśnienia testowe do 1,5 MPa.

Media: sprężone powietrze oczyszczone (filtracja 5 μm), suche, bezolejowe. Nie zaleca się stosowania gazów reaktywnych (tlenu, wodoru) ani powietrza z kondensatem. Dla aplikacji medycznych stosuje się wersje z uszczelnieniami EPDM.

Zawory VM100F dzięki złączom wtykowym umożliwiają szybki montaż bez narzędzi. To duża zaleta w aplikacjach prototypowych, w stanowiskach dydaktycznych i układach laboratoryjnych. Obrotowe gniazda i mała masa (ok. 20 g) pozwalają montować je bezpośrednio na przewodach elastycznych.

To mechaniczny moduł uruchamiający zawór VM poprzez naciśnięcie przycisku – podobny do elektrycznego wyłącznika. Może działać jako:

• monostabilny (powrót sprężynowy),
• bistabilny (z zatrzaskiem).

Często wykorzystywany jako „START/STOP” w pneumatycznych panelach operatorskich.

Zawór logiczny I (AND) wymaga obecności ciśnienia na obu wejściach, aby przekazać sygnał dalej. Typowe zastosowanie: układ dwuręcznego sterowania, w którym operator musi jednocześnie aktywować dwa przyciski, co zwiększa bezpieczeństwo obsługi.

Wersje z gwintem (VR12) stosuje się w trwałych instalacjach, natomiast z przyłączami wtykowymi (VR12F) – w prototypowych, często modyfikowanych układach laboratoryjnych. Obie działają identycznie logicznie, różnią się tylko metodą przyłącza.

Zawór VR21 opóźnia przekazanie sygnału pneumatycznego o określony czas (0,5–30 s), wykorzystując komorę dławiącą z regulowanym przepływem. Po wysterowaniu zaworu ciśnienie rośnie w komorze do momentu zadziałania przełącznika, co daje efekt „opóźnienia logicznego” w czysto pneumatycznym układzie.

• opóźnienie ruchu kolejnego siłownika,
• czasowa sekwencja sterowania,
• opóźnione uruchomienie zasilania,
• zliczanie impulsów pneumatycznych.

Dzięki VR21 można tworzyć czysto pneumatyczne układy czasowe bez elektroniki.

VR3100 to wizualny czujnik pneumatyczny, który za pomocą kolorowego wskaźnika (czerwony/zielony) pokazuje obecność ciśnienia. Stosowany w liniach diagnostycznych i panelach operatorskich do wizualnej kontroli stanu zaworów logicznych.

Zawór VR51 wymaga jednoczesnego naciśnięcia dwóch przycisków przez operatora (w ciągu 0,5 s), aby przepuścić powietrze na wyjście. Służy do ochrony rąk operatora podczas obsługi pras pneumatycznych – zapobiega przypadkowemu uruchomieniu maszyny jedną ręką.

• spełnia normy bezpieczeństwa ISO 13849 (PL d),
• eliminuje ryzyko błędnego uruchomienia,
• zapewnia redundantną kontrolę przepływu powietrza,
• ma wbudowaną funkcję resetu po każdym cyklu.

Średnia trwałość mechaniczna wynosi:

• VM1000/200/400: 10 mln cykli,
• VZM400/500: 20 mln cykli,
• VR12/VR21: 5 mln cykli,
• VR51: 10 mln cykli (w aplikacjach bezpieczeństwa).

Odpowiednia filtracja powietrza (5 µm) i smarowanie przedłuża ich żywotność nawet dwukrotnie.

• przycisk (push button),
• rolka (roller),
• dźwignia (lever),
• krzywka (cam),
• pedał (foot),
• przełącznik obrotowy (selector).

Pozwala to dostosować sposób uruchamiania do potrzeb aplikacji.

Zawory te można montować na panelu, płycie bazowej lub bezpośrednio na przewodach. Zaleca się montaż z portami skierowanymi w dół, aby zapobiec gromadzeniu się kondensatu. W przypadku montażu panelowego należy używać śrub dystansowych i uszczelek silikonowych, które tłumią wibracje i zapewniają szczelność połączeń.

Wszystkie zawory mechaniczne SMC wymagają powietrza czystego i suchego, filtrowanego do 5 μm. Zanieczyszczenia stałe mogą powodować nieszczelność suwaka i spadek ciśnienia. W systemach z dużą wilgotnością należy stosować osuszacz AMG150–850 i filtr dokładny AFM20–60.

Tak, w zależności od materiału uszczelnień:

• standardowe NBR: do 60°C,
• FKM (fluoroelastomer): do 120°C,
• EPDM: odporne na ozon, do 80°C.

Zawory serii VZM500 w wersji przemysłowej są przystosowane do pracy w otoczeniu o podwyższonej temperaturze oleju i pyłów.

W aplikacjach mobilnych (robotyka, maszyny samobieżne) zawory należy mocować z wykorzystaniem tłumików wibracji lub gumowych dystansów. Zawory o małej masie, jak VM1000 czy VHK-A, mogą być instalowane bezpośrednio na przewodach elastycznych z tworzywa (PU, PA), minimalizując ryzyko pęknięcia.

• co 6 miesięcy: czyszczenie zewnętrzne i kontrola szczelności (roztworem mydlanym),
• co 12 miesięcy: kontrola ruchu suwaka i smarowanie smarem silikonowym klasy NSF-H1,
• wymiana uszczelnień co 3–5 lat.

Należy unikać kontaktu uszczelnień z rozpuszczalnikami (benzyna, aceton), które mogą spowodować ich pęcznienie.

Tak, modele z suwakami metalowymi (np. VZM400, VZM500) mogą pracować przy podciśnieniu do –100 kPa. Wersje z elastycznymi uszczelnieniami wymagają jednak sprawdzenia kompatybilności materiałowej z gazem roboczym. SMC oferuje specjalne wykonania VM-X555* przeznaczone do systemów próżniowych.

W zależności od typu:

• VM1000: do 5 cykli/s,
• VM400–800: do 3 cykli/s,
• VFM/VZM: do 2 cykli/s (ze wspomaganiem),
• VR12/VR51: 1 cykl/s (zawory logiczne).

Zawory logiczne można łączyć szeregowo i równolegle, tworząc układy typu AND, OR, NOT, DELAY, MEMORY. SMC zaleca stosowanie przewodów o średnicy 4–6 mm, aby zapewnić prawidłowe czasy propagacji sygnału (0,01–0,1 s). Zawory VR można montować na płytach modułowych z oznaczeniem portów ułatwiającym diagnostykę.

• nieprawidłowe połączenie portów (wejście/wyjście),
• brak odpowietrzenia portu R,
• zbyt długie przewody pneumatyczne powodujące opóźnienia,
• zanieczyszczone powietrze zakłócające pracę przełącznika wewnętrznego.

Przy diagnozowaniu błędów warto obserwować sygnał ciśnienia na wskaźniku VR3100.

Wskaźnik VR3100 zmienia kolor z czerwonego na zielony, gdy ciśnienie przekroczy określoną wartość (zazwyczaj 0,15 MPa). Działa całkowicie pneumatycznie, bez zasilania elektrycznego. Stosuje się go do wizualnego potwierdzenia sygnału logicznego w systemach, gdzie nie można stosować czujników elektrycznych (np. strefy ATEX).

Zawór VR51 wymaga dwóch niezależnych przycisków pneumatycznych, które podają sygnał ciśnienia na jego wejścia. Jeżeli oba sygnały są aktywne w ciągu 0,5 sekundy, zawór przekazuje powietrze na wyjście. Jeżeli jeden sygnał zostanie zwolniony – wyjście natychmiast się odcina. To podstawowy element pneumatycznych systemów bezpieczeństwa.

• montować na stabilnym podłożu (płyta stalowa min. 5 mm),
• kąt pedału 30–45° względem podłogi,
• zapewnić przestrzeń roboczą min. 150 mm wokół,
• dla wersji blokującej – stosować osłonę przed przypadkowym wciśnięciem

Zawory nożne należy podłączać przewodami o małej średnicy (6 mm) dla szybkiego czasu reakcji.

• korpus: aluminium anodowane, mosiądz lub stal nierdzewna,
• suwak: stal chromowana lub niklowana,
• sprężyny: stal nierdzewna SUS304,
• uszczelnienia: NBR, FKM, EPDM, w zależności od medium.

Dzięki temu zawory zachowują odporność chemiczną i trwałość w cyklach milionowych.

• pełna odporność na zakłócenia elektromagnetyczne,
• praca w środowiskach ATEX,
• brak potrzeby zasilania elektrycznego,
• prostota diagnostyki i niezależność od oprogramowania,
• możliwość pracy awaryjnej bez prądu.

Pneumatyczne układy logiczne VR są nadal stosowane w automatyce bezpieczeństwa i przemyśle spożywczym.

Dobór powinien uwzględniać:

• wymagany typ funkcji (2/2, 3/2, 5/2),
• sposób uruchamiania (ręczny, nożny, dźwigniowy, krzywkowy),
• ciśnienie i przepływ nominalny,
• warunki środowiskowe (temperatura, zapylenie),
• typ przyłącza (gwintowane lub wtykowe).

Przykład: do sterowania siłownikiem Ø32 wystarczy VM400, a do Ø80 – VZM500.

Operator powinien:

• stosować zawory bezpieczeństwa i zawory dwuręczne przy prasach,
• odłączać zasilanie sprężonego powietrza przed demontażem,
• unikać montażu zaworów w zasięgu ruchomych elementów maszyny,
• regularnie sprawdzać szczelność układów.

SMC zaleca stosowanie blokad pneumatycznych w układach testowych.

Zawory 3/2 mogą pełnić funkcje:

• zasilania i odpowietrzenia siłownika (normalnie zamknięte lub otwarte),
• elementu logicznego (sygnał sterujący),
• zaworu resetującego,
• blokady ciśnienia w pozycji pośredniej.

W konfiguracjach z pilotem pneumatycznym mogą sterować większymi zaworami głównymi 5/2.

• ISO 4414 / ISO 5599-1 – wymagania bezpieczeństwa pneumatyki,
• RoHS / REACH – brak substancji szkodliwych,
• CE – zgodność z dyrektywami UE,
• ATEX – wybrane wersje dla stref zagrożonych wybuchem,
• ISO 13849-1 (PL c–d) – zawory VR51 (układy bezpieczeństwa).

Ponieważ oferują niezawodność, prostotę i niezależność od zasilania elektrycznego. W środowiskach trudnych, gdzie elektronika jest zawodna (np. hałas elektromagnetyczny, wysoka temperatura, zapylenie), zawory mechaniczne i logiczne SMC działają bezawaryjnie przez lata. Są one fundamentem czysto pneumatycznych systemów sterowania, gdzie bezpieczeństwo, trwałość i prostota są priorytetem.