Název: Hydraulické a pneumatické mechanismy Zkratka: HPM Typ: povinný Rozsah: 14 týdnů, týdně 3 hodiny přednášek + 2 hodiny seminárních cvičení Způsob ukončení: zkouška Katedra: katedra výrobních systémů FS TUL Přednášející: Doc. Ing. Josef Cerha, CSc.
Stručná anotace předmětu:Předmět seznamuje studenty se základy hydraulických a pneumatických mechanismů, jejich činností, regulací parametrů přenášeného výkonu, s výkonovými a řídicími prvky, jejich charakteristikami a praktickými aplikacemi.Zvláštní pozornost je věnována elektrohydraulickým a elektropneumatickým převodníkům, proporcionálním ventilům.
Témata přednášek:Hydraulické a pneumatické (tekutinové)mechanismy(dále jen HPM), princip činnosti, základní pojmy, rozdělení. Prvek, obvod, soustava. Podstatné vlastnosti HPM,výhody, nevýhody,typické aplikace. Přenos tlakové energie, přeměna energie ve vstupním a výstupním převodníku, pohybová a silová transformace, výkon.
Odpory působící při přenosu tlakové energie. Rovnice kontinuity - průtoková, rovnice pohybová a energetická, aplikace na vedení. Elektrohydraulická analogie, odpor, indukčnost a kapacita. Odpor rozložený, místní, průtok otvorem - kapalina, vzduch. Průtok štěrbinou,propustnost, svodový odpor.
Proměnný odpor - princip regulačních prvků. Hydraulická a mechanická indukčnost. Kapacita, objemový modul pružnosti kapaliny, vzduchu a směsi, ekvivalentní modul pružnosti. Tuhost motoru při nesymetrickém a symetrickém řízení, vlastní frekvence.
Prvky tekutinových mechanismů. Čerpadla, rotační a přímočaré motory (válce). Princip, rozdělení, matematický popis statických a dynamických vlastností, charakteristiky. Volba velikosti motoru, konstrukční principy.
Prvky pro řízení tlaku, tlakové a redukční ventily. Prvky pro řízení průtoku, škrticí ventily, regulátory průtoku, řídicí šoupátka. Prvky pro řízení směru a hrazení průtoku,jednosměrné ventily, rozvaděče. Principy, charakteristiky, konstrukční řešení.
Řízení pohybové frekvence motorů. Objemové řízení - použití regulačních čerpadel a motorů, hydrostatický převod. Řízení škrcením, umístění škrticích ventilů v obvodu. Požadavky na zdroj energie - agregát, seřízení. Porovnání jednotlivých způsobů řízení. Řízení smyslu pohybu a zastavení motoru v požadované poloze při využití konvenčních rozvaděcích prvků.
Typické hydraulické a pneumatické obvody výrobních, zpracovatelských a mobilních strojů.
Proporcionální prvky. Princip, proporcionální magnety silové a zdvihové, napájecí a řídicí elektronické prvky - obecné charakteristiky. Proporcionální tlakové a škrticí ventily, proporcionální rozvaděče, charakteristiky, konstrukční řešení. Aplikace, typické obvody.
Hydromotor řízený proporcionálním rozvaděčem. Matematický popis, simulační schéma. Stanovení konstant motoru a rozvaděče, nelinearity. Řešení v lineárním oboru, charakteristické parametry přenosu řízení a poruchy.
Servoventil, součást zpětnovazebních systémů, princip, typická provedení, vnější a vnitřní manometrická vazba, charakteristiky, příklady použití
Náplň cvičení:Schématické značky prvků, používané názvosloví, norma ČSN ISO 5598
Hydraulický odpor: tlumič, nesymetrický a symetrický zesilovač tryska - klapka, charakteristiky, síly působící na klapku.
Hydraulický odpor: hrana - vybrání, nulové, pozitivní a negativní krytí hran, bezrozměrné charakteristiky. Hydrodynamické síly na šoupátku. Geometrické úpravy hran, charakteristiky. Průtok štěrbinou.
Příklady rozběhu a brzdění motoru - indukčnost. Kapacita, příklady na tuhost a přesnost polohy motorů.
Čerpadla, rotační a přímočaré motory, konstrukční řešení, řezy,identifikace parametrů z katalogových listů.
Tlakové, redukční, škrticí ventily, jednosměrné ventily a rozvaděče, konstrukční řešení, řezy, identifikace parametrů podle katalogových listů.
Řízení pohybové frekvence motorů. Příklady: řízení objemové - řízení škrcením, seřízení zdroje, rychlostní poddajnost. Celková účinnost obvodů.
Dynamické vlastnosti rotačního a přímočarého motoru řízeného symetricky čtyřhranovýn šoupátkem - řešení konkrétního případu. Zápočet
Literatura:Pivoňka, J.: Tekutinové mechanismy. SNTL, Praha1987
Kopáček, J.: Pneumatické mechanismy I. VŠB - TU, Ostrava 1996
Kopáček, J.: Pneumatické mechanismy II. VŠB - TU, Ostrava 1997
Prerekvizity: -Navazující: -
Datum poslední změny: 12.1.2002