338-0303/02 – Hydraulická zařízení strojů (HZS)
Garantující katedra | Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení | Kredity | 4 |
Garant předmětu | doc. Dr. Ing. Lumír Hružík | Garant verze předmětu | doc. Ing. Bohuslav Pavlok, CSc. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2001/2002 | Rok zrušení | 2012/2013 |
Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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:
Doporučená literatura:
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.
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.
2. 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.
3. 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.
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.
4. Řízení hydraulických pohonů
b) ventilové řízení:
Základy proporcionální techniky. Prvky proporcionální techniky: proporcionální
rozváděče a ventily.
Aplikace proporcionální techniky: hydraulické systémy nástavby mobilních strojů.
Aplikace proporcionální techniky: manipulátory, mechanizmy nástavby mobilních
strojů, hydraulické mechanizmy v hutích, hydraulické mechanizmy v divadlech,
zkušebnictví.
5. 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.
6.Vestavné ventily, akumulátorové pohony, vícemotorové pohony.
Konstrukce, vlastnosti, druhy vestavných ventilů, obvody s vestavnými ventily.
Aplikace: lisy, kovací lisy.
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.
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.
7. 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.
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.
8. 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 Pracovní bod pohonu a mechanizmu. Rozběh a brždění hydraulického
pohonu.
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
3-4 Návrh rozměrů hydraulických vedení a výpočet tlakových ztrát v systému.
Energetická bilance hydraulického systému. Tepelný výpočet, chlazení a
návrh chladiče.
Návrh hydrostatického převodu mobilního stroje. Návrh a řešení struktur
hydraulických obvodů pro synchronizaci pohybu a rychlosti.
Návrh a výpočet akumulátoru.
Program č.2: Návrh akumulátorového pohonu manipulátoru.
Za program možno obdržet až
10 bodů
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.