Předmět Tekutinové prvky a systémy (TPaS)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu TPaS - Tekutinové prvky a systémy, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Studenti se seznámí hlouběji s hydraulickými a pneumatickými prvky, s jejich konstrukcí, funkcí, parametry, charakteristikamia použitím v hydraulických a pneumatických obvodech. Dovedou tyto prvky vhodně použít v hydraulických a pneumatickýchsystémech. Podrobně se seznámí zejména s moderní řídicí technikou a servotechnikou v hydraulických a pneumatickýchpohonech a mechanismech. Poznají nejdůležitější zdroje konstantního tlaku, a tyto znalosti pak využijí při návrhusystémů s ventilovým řízením. V oblasti tekutinových systémů se seznámí s nejdůležitějšími aplikacemi, tj. s hydraulickýmia pneumatickými pohony strojů a s hydrostatickými převody. Naučí se řešit případy rozběhů pohonů a mechanismů a spočítat tepelnou bilanci tekutinového systému. Seznámí se se základy spolehlivosti, provozu a údržby tekutinovýchsystémů.

Osnova

Osnova přednášek:Týden Náplň přednášek1. Pracovní kapaliny hydraulických obvodů: - vlastnosti: viskózní třídy podle ISO 3448; viskozita startovací, provozní, optimální, minimální; mazací schopnost;termooxidační stálost; - rozdělení minerálních olejů podle kvality a jejich charakteristika; rozdělení těžko zápalných kapalin a jejichcharakteristika, rozdělení ekologicky šetrných kapalin a jejich charakteristika.2. Hydrogenerátory a rotační hydromotory: základy teorie, konstrukce, charakteristiky, použití. Řízení hydrogenerátorů.Regulace na konstantní tlak a konstantní výkon. Hydraulické agregáty.3. Přímočaré a kyvné hydromotory: konstrukce, charakteristiky, účinnosti, použití. Těsnění v hydraulice. Multiplikátorytlaku. 4. Jednosměrné ventily, řízené jednosměrné ventily, dvojstranný hydraulický zámek, rozváděče přímo řízené a nepřímořízené, uzavírací ventily: konstrukce, charakteristiky, použití.5. Škrticí ventily, regulátory průtoku, tlakové ventily.6. Proporcionální rozváděče, proporcionální regulační ventily, proporcionální tlakové ventily: konstrukce, charakteristiky,použití. 7. Návrh proporcionálního rozváděče s ohledem na dynamiku systému. Servotechnika: základní pojmy. Servoventily:konstrukce, zpětné vazby, charakteristiky, hlavní parametry, přenosové vlastnosti, použití. 8. Servopohony. Dynamika servopohonů, blokové schéma. Zdroje konstantního tlaku. Hydromotory servopohonů. Aplikaceservopohonů. Filtrace pracovní kapaliny.9. Hydrostatický pohon: skladba, funkce, statické charakteristiky, pracovní bod pohonu a mechanismu. Rozběh a bržděnípohonu a mechanismu. Tepelný výpočet hydraulického obvodu.10. Pneumatické pohony a pneumatické řídicí systémy. 11. Akumulátory a obvody s akumulátory. Obvody pro manipulaci s hmotnou zátěží.12. Objemové řízení tekutinových pohonů. Hydrostatické převody. Aplikace.13. Ventilové řízení pohonů. Charakteristiky, porovnání, aplikace.14. Obvody s dvěma a více hydromotory. Synchronní chod hydromotorů. Osnova cvičení:Týden Náplň cvičení a seminářů1. Opakování fyzikálních vlastností kapalin, viskózní křivky, viskózní třídy olejů podle ISO, startovací, provozní,optimální, krátkodobě minimální viskozita, základy hydrostatiky, hydrodynamiky (Bernoulliho rovnice, výpočet tlakovýchztrát ve vedení), včetně příkladů.2. Grafické značky prvků (opakování + nové značky).3. Příklady na ideální (bezeztrátový) hydrogenerátor a rotační hydromotor. Příklady na ideální obvody.4. Test č. 1: 15 otázek za max. 15 bodůPříklady na skutečné obvody v ustáleném stavu: počítání s účinnostmi a tlakovými ztrátami na ventilech v ustálenémstavu. Zadání Programu č. 1: Návrh a výpočet skutečného hydraulického obvodu v ustáleném stavu. Návrh včetně specifikacehlavních prvků, návrhu potrubí, výpočtu tlakových ztrát v potrubí. Za program možno obdržet až 10 bodů5. Obvody se škrticími ventily – příklady.6. Návrh hydraulického obvodu s proporcionálním rozváděčem.7. Návrh obvodu s proporcionálním rozváděčem – pokračování. Zadání Programu č. 2: Návrh hydraulického obvodu s proporcionálním rozváděčem.Za program možno obdržet až 10 bodů8. Návštěva laboratoře servopohonů, demonstrace činnosti servopohonů. 9. Pracovní bod pohonu. Rozběh pohonu.10. Sestavení pneumatického řídicího systému v laboratoři pneumatiky.11. Návrh akumulátoru a akumulátorového pohonu.12. Tepelný výpočet hydraulického obvodu.13. Návrh hydrostatického pohonu nebo převodu.14. Obvody s dvěma a více hydromotory. Synchronní chod hydromotorů. Zápočet.Osnova konzultací u kombinovaného studiaTýden Náplň konzultací a seminářů1 Opakování hydrostatiky. Tlak v kapalině. Tlakové ztráty. Průtokové ztráty. Fyzikální vlastnosti kapalin. Grafickéznačky prvků – opakování. Test č. 1: Základy hydrostatiky, hydrodynamiky, fyzikální vlastnosti kapalin, grafické značky prvků. Za test možno získat až 15 b.2 Analýza ideálního a skutečného hydraulického obvodu v ustáleném stavu. 3 Hydrogenerátory a rotační hydromotory. Regulace na konstantní tlak a konstantní výkon. Přímočaré hydromotorya pneumomotory. Těsnění v hydraulice.4 Jednosměrné ventily. Řízené jednosměrné ventily. Dvojstranný hydraulický zámek. Rozváděče šoupátkové.5 Škrticí ventily tlakově závislé. Škrticí ventily tlakové nezávislé s dvoucestnou tlakovou váhou. Tlakové ventily:pojistné, přepouštěcí, redukční. Přímo řízené. Nepřímo řízené.6 Proporcionální rozváděče přímo řízené. Proporcionální rozváděče nepřímo řízené. 7 Proporcionální regulační ventily.Zadání programu č.1: Návrh hydraulického obvodu s proporcionálním ventilem. Za odevzdaný program je možno získataž 20 b.8 Servoventily. Filtrace pracovní kapaliny. Servopohony. Dynamika servopohonů. Zdroje konstantního tlaku.9 Návštěva laboratoře. Demonstrace rotačního servopohonu a lineárního servopohonu.10 Obvody s dvěma a více hydromotory. Synchronní chod hydromotorů.11 Akumulátory a obvody s akumulátory.12 Řízení hydromotoru proměnným odporem. Princip, charakteristiky, aplikace. Objemové řízení: princip, charakteristiky,aplikace. Hydrostatický převod.13 Ustálený stav pohonu. Momentové charakteristiky pohonů a mechanismů. Pracovní bod pohonu. Rozběh a brždění pohonu.14 Pneumatické pohony: výhody a nevýhody, charakteristiky, parametry motorů. Pneumatické řídicí systémy: možnostiřízení, porovnání s hydraulikou.Otázky ke zkoušce1 Hydrogenerátory a rotační hydromotory: konstrukce, vlastnosti, charakteristiky, účinnosti.2 Přímočaré hydromotory: konstrukce, vlastnosti, charakteristiky. Těsnění v hydraulice.3 Způsoby řízení geometrického objemu převodníků. Regulace na konstantní tlak a konstantní výkon. 4 Hydraulické agregáty. Zdroje konstantního tlaku a průtoku. Kyvné hydromotory: konstrukce, použití. Multiplikátorytlaku: konstrukce, použití.5 Jednosměrné ventily. Řízené jednosměrné ventily. Dvojstranný hydraulický zámek. Uzavírací ventily. Konstrukce,charakteristiky, použití.6 Rozváděče šoupátkové. Konstrukce, ovládání, charakteristiky, použití.7 Škrticí ventily tlakově závislé. Škrticí ventily tlakové nezávislé s dvoucestnou tlakovou váhou. Konstrukce,charakteristiky, použití v řídicích obvodech.8 Tlakové ventily: pojistné, přepouštěcí, redukční, odpojovací. Přímo řízené. Nepřímo řízené. Konstrukce, charakteristiky,použití.9 Proporcionální rozváděče přímo řízené. Konstrukce, charakteristiky, použití.10 Proporcionální rozváděče nepřímo řízené. Proporcionální regulační ventily. Konstrukce, charakteristiky, použitív řídicích a regulačních obvodech.11 Návrh proporcionálního rozváděče s ohledem na dynamiku systému.12 Servoventily: konstrukce, zpětné vazby, charakteristiky, hlavní parametry, přenosové vlastnosti, použití.13 Servopohony: blokové schéma rychlostního a polohového servomechanismu.14 Servopohony: používané zdroje tlaku před servoventily, požadavky na hydromotory servopohonů, požadavky na filtracipracovní kapaliny. 15 Obvody s dvěma a více hydromotory. Obvody pro zajištění synchronního chodu více hydromotorů.16 Akumulátory a obvody s akumulátory: druhy, vlastnosti, použití. Návrh akumulátoru, základní vztahy.17 Obvody pro manipulaci s hmotnými břemeny.18 Ventilové řízení hydrostatického a pneumatického pohonu. Princip, charakteristiky a jejich měření, aplikaceventilového řízení, výhody a nevýhody ventilového řízení.19 Objemové řízení hydrostatického pohonu: princip, charakteristiky, aplikace. Hydrostatický převod: základní vztahy,použití.20 Ustálený stav pohonu. Momentové charakteristiky pohonů a mechanismů. Pracovní bod pohonu.21 Rozběh a brždění pohonu. Stanovení doby rozběhu hydrostatického pohonu.22 Tepelný výpočet hydraulického obvodu.23 Výroba stlačeného vzduchu. Kompresory a jejich regulace. Kompresorové stanice.24 Prvky pro úpravu stlačeného vzduchu, konstrukce, funkce.25 Rozdělení a konstrukce pneumatických přímočarých a kyvných motorů, výpočet základních parametrů přímočarýchmotorů s pístnicí (síla, spotřeba vzduchu).26 Jednosměrné, logické a rychloodvětrávací ventily, konstrukce, funkce a jejich využití v obvodech.27 Tlakové ventily, konstrukce, funkce, charakteristiky a jejich využití v obvodech.28 Vakuové mechanismy. Ejektory, přísavky, výpočet, konstrukce.29 Základní obvody pro řízení směru a rychlosti pohybu.

Literatura

KOPÁČEK, J.; PAVLOK, B. Tekutinové mechanismy. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 1994. 156 s. ISBN 80-7078-238-2 .PAVLOK, B. Hydraulické prvky a systémy. Díl 1. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 1999. 158 s. ISBN 80-7078-620-5 .PAVLOK, B. Hydraulické prvky a systémy. Díl 2. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2008. 150 s. ISBN 978-80-248-1827-6 .KOPÁČEK, J. Pneumatické mechanismy, Díl I. Pneumatické prvky a systémy. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 1996.

Požadavky

Žádné

Garant

doc. Ing. Martin Vašina, Ph.D.

Vyučující

Ing. Marian Bojko, Ph.D.Ing. Lukáš Dvořák, Ph.D.doc. Dr. Ing. Lumír Hružíkdoc. Ing. Bohuslav Pavlok, CSc.Ing. Erik Stonawski, Ph.D.