338-0303/01 – Hydraulická zařízení strojů (HZS)

Garantující katedraKatedra hydromechaniky a hydraulických zařízeníKredity4
Garant předmětudoc. Dr. Ing. Lumír HružíkGarant verze předmětudoc. Ing. Bohuslav Pavlok, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník3Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2001/2002Rok zrušení2012/2013
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DVO31 Ing. Lukáš Dvořák, Ph.D.
HRU38 doc. Dr. Ing. Lumír Hružík
PAV70 doc. Ing. Bohuslav Pavlok, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Studenti se seznámí s se základními pojmy z oblasti Tekutinových mechanismů, se skladbou hydraulických a pneumatických obvodů, se základními hydraulickými a pneumatickými prvky, s jejich funkcí, konstrukcí, charakteristikami, použitím v obvodech. Na základě těchto znalostí porozumí funkci základních hydraulických obvodů. Budou umět řešit jednodušší příklady z analýzy hydraulických obvodů v ustáleném stavu, a jednoduché případy rozběhu hydraulického pohonu s hmotnou zátěží. Naučí se navrhovat jednodušší hydraulické a pneumatické obvody a sestavovat je na praktikátorech v laboratoři. Seznámí se s nejrozšířenějšími aplikacemi hydraulických pohonů u strojů a zařízení v průmyslu, dopravě a dalších oblastech lidské činnosti. Dovedou porovnat výhody a nevýhody jednotlivých druhů pohonů a zvolit optimální druh pohonu.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Posluchači se seznámí s funkcí, strukturou, vlastnostmi a aplikacemi hydraulických mechanismů a pohonů. Předmět je členěn na tyto části : všeobecný úvod, základní výpočty tekutinových mechanismů, prvky tekutinových mechanismů (hydrogenerátory, hydromotory, řídicí prvky, příslušenství obvodů, pracovní kapaliny), funkce, konstrukce, charakteristiky prvků a jejich použití v obvodech, hydraulické a pneumatické pohony a převody včetně řízení, aplikace tekutinových mechanismů. Cvičení je zaměřeno na výpočty hydraulických mechanismů a laboratorní měření.

Povinná literatura:

KOPÁČEK, J.; PAVLOK, B. Tekutinové mechanismy. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2011. 156 s. ISBN 978-80-248-2405-5. PAVLOK, B.; HRUŽÍK, L.; BOVA, M. Hydraulická zařízení strojů. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2007. 116 s. http://www.fs.vsb.cz/euprojekty/414/?ucebni-opory PAVLOK, B. Základní konstrukční celky. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2000. 40 s. http://www.fs.vsb.cz/euprojekty/414/?ucebni-opory

Doporučená literatura:

PAVLOK, B. Hydraulické prvky a systémy I. Ostrava: VŠB TU Ostrava, 2001. 156 s. ISBN 80-7078-620-5. PAVLOK, B. Hydraulické prvky a systémy II. Ostrava: VŠB TU Ostrava, 2008. 150 s. ISBN 978-80-248-1827-6. KOPÁČEK, J. Hydrostatické převodové mechanizmy. Praha:SNTL, 1986. 272 s. KOPÁČEK, J. Pohony a převody. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 1992. 171 s. ISBN 80- 7078-137-8. PIVOŇKA, J. Tekutinové mechanismy. Praha: SNTL, 1987. 623 s. ISBN 80-7078-115-7. ŠLECHTA, A. Plynové hydraulické akumulátory. Praha:SNTL, 1978. 101 s. Kolektiv. Proporcionální technika a servotechnika. Příručka hydrauliky, sv.2. Lohr am Main : Mannesmann Rexroth, 1986. 236 s. ISBN 3-8023-0898-0.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

2 samostatné projekty 1 písemný test

E-learning

Další požadavky na studenta

. .

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Program přednášek Týden Náplň přednášek 1. Mechanizmus, pohon, převod. Pohony strojů: porovnání, charakteristiky M- n. Zatěžovací charakteristiky strojů Mz-nz. Pracovní bod pohonu a mechanizmu. Aplikace: vrátky, výtahy, pojezdy mobilních strojů, lisy, kalandry, větrné elektrárny, navíječky. 2. Porovnání pohonů z hlediska vyvození pohybů, řízení pohybu, rozměrů motorů, dynamických vlastností, účinností, provozu a údržby, ceny. Rozběh a brzdění hydraulických pohonů. Aplikace: pohony rýpadel, pohony obráběcích strojů, manipulátorů. 3. Řízení hydraulických pohonů a) objemové řízení: regulační hydrogenerátory a hydromotory. Aplikace objemového řízení: hydraulické agregáty, pohon stavebního výtahu, pohon domíchavače betonu. Hydrostatický převod a jeho aplikace u mobilních strojů. Hydraulika v hutích: naklápění pecí, vakuovací zařízení. 4. Řízení hydraulických pohonů b) ventilové řízení: Řízení klasickými ventily a rozváděči. Řízení směru pohybu hydromotoru a zastavení hydromotoru. Manipulace s hmotnou zátěží. Hydraulické mechanizmy na vodních dílech. Plavební komory. Sklápěcí mosty. Alternativně: exkurze do výrobního podniku. 5. Řízení hydraulických pohonů b) ventilové řízení: Momentová M - n charakteristika rotačního hydraulického pohonu, F – v charakteristika lineárního hydraulického pohonu, měření M – n charakteristiky pohonu. Aplikace: zvedáky, zvedací plošiny, vrátky, výtahy, jeřáby. Obraceče. 6. Řízení hydraulických pohonů b) ventilové řízení: Základy proporcionální techniky. Prvky proporcionální techniky: proporcionální rozváděče a ventily. Aplikace proporcionální techniky: hydraulické systémy nástavby mobilních strojů. 7. Řízení hydraulických pohonů b) ventilové řízení: Aplikace proporcionální techniky: manipulátory, mechanizmy nástavby mobilních strojů, hydraulické mechanizmy v hutích, hydraulické mechanizmy v divadlech, zkušebnictví. 8. Řízení hydraulických pohonů b) ventilové řízení: Servomechanizmy. Elektrohydraulické rychlostní a polohové servomechanizmy u robotů, obráběcích strojů, letadel, vojenské techniky. Skladba servomechanizmu. Prvky servomechanizmů a jejich vlastnosti: servoventily, servomotory, snímače, regulátory. Elektrohydraulické servomechanizmy v tepelné a jaderné energetice. 9. Vestavné ventily Konstrukce, vlastnosti, druhy vestavných ventilů, obvody s vestavnými ventily. Aplikace: lisy, kovací lisy. 10. Hydraulické pohony s akumulátory Návrh a výpočet akumulátorového pohonu, návrh a výpočet akumulátoru, aplikace akumulátorových pohonů. Aplikace: zařízení pro kontinuální odlévání oceli, hydraulické nůžky, hydraulické lisy. 11. Vícemotorové pohony. Synchronní chod hydromotorů. Charakteristické vlastnosti vícemotorových pohonů (lineární, rotační), zajištění synchronního chodu dvou a více hydromotorů. Aplikace: vodní díla; jevištní technika, zvedací zařízení, pojezdy vozidel a funkce diferenciálu. 12. Tepelná bilance hydraulického pohonu Tepelný výpočet hydraulického obvodu, návrh chladiče, energeticky úsporné pohony a jejich p–Q charakteristika. Aplikace: hydraulická zařízení oceláren, kontilití, sekundární metalurgie, válcoven. 13. Energeticky úsporné systémy LS (load-sensing) s otevřeným středem, LS s uzavřeným středem, sekundární regulace hydromotorů. Aplikace: energeticky úsporné hydraulické agregáty, energeticky úsporné systémy ve zkušebnictví. 14. Pracovní kapaliny hydraulických systémů Těžko zápalné pracovní kapaliny. Hydraulické mechanizmy strojních zařízení hlubinných dolů. Zařízení k ražení tunelů. Speciální provozní podmínky činnosti, požadavky jiskrové bezpečnosti. Ekologicky šetrné pracovní kapaliny. Hydraulika zemědělských a lesnických strojů. Program cvičení a seminářů + individuální práce studentů Týden Náplň cvičení a seminářů 1-2 Opakování základních vztahů z Mechaniky tekutin a Tekutinových mechanizmů. Viskozita kapalin, stlačitelnost kapalin. Pracovní bod pohonu a mechanizmu. 3-4 Rozběh a brždění hydraulického pohonu. 5-6 Návrh pohonu zvedacího mechanizmu s hydraulickým pohonem (rameno rýpadla, jeřábu, vrátku apod.) včetně specifikace prvků. Statická charakteristika rotačního hydraulického pohonu. Statické charakteristiky přímočarého a rotačního hydraulického pohonu při řízení rychlosti proměnným odporem (škrticím ventilem). Celková účinnost pohonu. Program č. 1: Návrh pohonu zvedacího mechanizmu s hydraulickým pohonem (rameno rýpadla, jeřábu, vrátku apod.) včetně specifikace prvků. Za program možno obdržet až 10 bodů 7-8 Návrh rozměrů hydraulických vedení a výpočet tlakových ztrát v systému. Příklad výpočtu tlakových ztrát v hydraulickém systému lisu.Příklad výpočtu tlakových ztrát v hydraulickém systému jaderné elektrárny. Alternativně: Exkurze do závodu vyrábějícího nebo provozujícího hydraulická zařízení. 9-10 Návrh hydrostatického převodu mobilního stroje. Návrh a řešení struktur hydraulických obvodů pro synchronizaci pohybu a rychlosti. 11-12 Návrh a výpočet akumulátoru. Program č.2: Návrh akumulátorového pohonu manipulátoru. Za program možno obdržet až 10 bodů 13-14 Energetická bilance hydraulického systému. Tepelný výpočet, chlazení a návrh chladiče. Test č. 1: Základní vztahy pro výpočet tlakových ztrát, ztrátového výkonu, tepelné bilance obvodu, vztahů mezi vstupními a výstupními parametry hydrogenerátorů a hydromotorů, vztah pro průtok škrticím ventilem. Za test možno obdržet až 15 bodů Seznam otázek ke zkoušce Č. otázky Znění otázky 1 Nakreslete M-n charakteristiky elektrických, hydraulických a pneumatických pohonů. Nakreslete Mz-nz charakteristiky pracovních mechanizmů. Návrh pohonu na základě polohy pracovního bodu. 2 Rozběh pohonu. 3 Porovnejte pohony z hlediska způsobu vyvození pohybu a řízení pohybu. 4 Porovnejte pohony na základě rozměrů motorů, dynamických vlastností, účinností, provozu a údržby, ceny. 5 Základní vztahy pro řízení rychlosti pohybu proměnným odporem – odvození statické M-n charakteristiky rotačního pohonu. 6 Odvoďte rovnici F-v charakteristiky pohonu s přímočarým hydromotorem řízeným proměnným odporem. 7 Vícemotorové pohony a synchronní chod hydromotorů. 8 Obvody pro zvedání, spouštění a překlápění hmotné zátěže. 9 Pohony pojezdu mobilních strojů. Hydrostatický převod. 10 Radiální pístové pomaluběžné hydromotory: konstrukční řez, parametry. 11 Regulační hydrogenerátory: způsoby řízení geometrického objemu. 12 Vestavné ventily a jejich použití. 13 Proporcionální ventily a rozváděče: konstrukční provedení, charakteristiky, použití. 14 Druhy akumulátorů, návrh a výpočet akumulátoru. 15 Použití akumulátorů v obvodech. 16 Polohový servomechanizmus: blokové schéma, definice, popis funkce, dosahovaná přesnost polohy, nároky na čistotu kapaliny, energetická bilance. 17 Prvky polohového servomechanizmu: servoventily. 18 Prvky polohového servomechanizmu: hydromotory, snímače, regulátory. 19 Druhy a vlastnosti těžkozápalných pracovních kapalin. 20 Druhy a vlastnosti ekologicky šetrných pracovních kapalin.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr, platnost do: 2009/2010 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 34 (34) 0
                Projekt Projekt 24  0
                Písemka Písemka 10  0
        Zkouška Zkouška 66 (66) 0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 66  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2011/2012 (B2341) Strojírenství (2302R007) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2010/2011 (B2341) Strojírenství (2302R007) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2009/2010 (B2341) Strojírenství (2302R007) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2008/2009 (B2341) Strojírenství (2302R007) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2007/2008 (B2341) Strojírenství (2302R007) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2006/2007 (B2341) Strojírenství (2302R007) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2005/2006 (B2341) Strojírenství (2302R007) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2004/2005 (B2341) Strojírenství (2302R007) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2003/2004 (B2341) Strojírenství (2302R007) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán
2002/2003 (B2341) Strojírenství (2302R007) Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení P čeština Ostrava 3 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku