338-0503/02 – Pneumatické prvky a systémy (PnPrv)
| Garantující katedra | Katedra hydromechaniky a hydraulických zařízení | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | Ing. Lukáš Dvořák, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Lukáš Dvořák, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2013/2014 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je seznámit studenty s konstrukcí a funkcí pneumatických prvků a skladbou pneumatických systémů. Po absolvování předmětu jsou studenti schopni navrhnout pro danou aplikaci vhodný přímočarý pneumatický motor s pístnicí, bezpístnicový či kyvný motor, úchopnou hlavice nebo vakuovou přísavku. Rovněž jsou schopni navrhnout a sestavit pneumatický obvod pro řízení pracovních prvků a zvolit vhodnou velikost prvků pro správnou činnost mechanismu.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
Předmět je jedním ze základních pro obor Hydraulika a pneumatika a povinný pro státní zkoušku. Probírají se zde vlastnosti pneumatických mechanismů, vlastnosti stlačeného vzduchu, proudění, výtoková rychlost, výroba, úprava a rozvod stlačeného vzduchu, výpočet vedení. Dále jsou probírány pracovní prvky pneumatických mechanismů: pneumomotory přímočaré, kyvné, rotační, úchopné hlavice, jejich konstrukce a výpočty. Následují řídicí prvky: rozváděče, ventily jednosměrné, škrticí, logické, rychloodvětrávací, tlakové, jejich provedení, použití, vlastnosti a charakteristiky. Poté jsou probrány základní pneumatické obvody, jejich skladba a praktické sestavení na výukových trenažerech. V rámci předmětu jsou rovněž probrány vakuové mechanizmy, výpočty pneumatických obvodů a měření a zkoušení pneumatických prvků a systémů.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
LIŠKA, A. Technika stlačeného vzduchu. SNTL Praha 1988.
KOPÁČEK, J., ŽÁČEK, M. Pneumatická zařízení strojů. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2003. 80-248-0442-5.
CAMOZZI COMPETENCE CENTRE. Pneumatic Automation From Basic Principles to Practical Techniques. Brescia: Camozzi Automation S.p.A. 2019. 215 p. Dostupné z:
https://www.camozzi.com/sites/default/files/dl_files/MN-Tec%20Did_ENG_2019_LowRes.pdf
SMC - eLEARNING. dostupné z https://digital.smctraining.com/?lang=cs (uživatelské jméno a heslo přidělí vyučující, modul Pneumatické systémy - česká a anglická verze).
PNEUMAX S.p.A. [i]Didactic Handbook Modern pneumatice[/i], Lugano: PNEUMAX S.p.A, 2015. 220 p. Dostupné z: https://pneumaxspa.com/wp-content/uploads/Pneumatics-handbook.pdf
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Zápočet: v průběhu semestru bude zadáno 5 programů, za které je možno získat až 25 bodů, na konci semestru bude kontrolní test za max. 10 bodů. Minimum pro získání zápočtu je 20 bodů, max. 35 bodů.
Zkouška: test (50 bodů), ústní – 1 otázky (15 bodů).
E-learning
Další požadavky na studenta
Seznam otázek ke zkoušce
1. Rozdělení a vlastnosti pneumatických mechanismů, porovnání s jinými typy mechanismů.
2. Vlastnosti stlačeného vzduchu, tlak, průtok, teplota, normální stav, spotřeba vzduchu.
3. Výpočet tlakové ztráty, výtoková rychlost, kritický tlakový poměr.
4. Výroba stlačeného vzduchu. Kompresory a jejich regulace. Kompresorové stanice.
5. Rozvod stlačeného vzduchu, jeho výpočet, konstrukce potrubí.
6. Konstrukce přímočarých pneumomotorů – válců, těsnění, upevnění.
7. Výpočet přímočarého pneumomotoru včetně tlumení v koncových polohách.
8. Membránové pneumomotory, konstrukce, výpočet.
9. Kyvné pneumomotory, výpočet, konstrukce.
10. Pneumatické rotační motory, výhody a nevýhody, pracovní parametry, charakteristiky.
11. Konstrukce a základní výpočet rotačních pneumomotorů pístových,zubových a lamelových.
12. Rozváděče: rozdělení, konstrukce, funkce v pneumatickém obvodu.
13. Jednosměrné, logické a rychloodvětrávací ventily, konstrukce, funkce.
14. Škrtící ventily a kombinované řídící prvky, konstrukce, funkce.
15. Tlakové ventily, konstrukce, funkce, charakteristiky.
16. Prvky pro úpravu stlačeného vzduchu, konstrukce, funkce.
17. Tlumiče hluku, konstrukce, charakteristiky.
18. Základní obvody pneumatických mechanismů pro řízení směru pohybu a rychlosti pohybu.
19. Základní obvody pneumatických mechanismů pro programové řízení polohové a časové.
20. Pneumohydraulické mechanismy
21. Vakuové mechanismy. Ejektory, přísavky, výpočet, konstrukce.
22. Výpočet průtokové propustnosti pneumatického obvodu. Průtokové diagramy prvků.
23. Zkoušení kompresorů, rotačních pneumomotorů. Schéma obvodu, charakteristiky.
24. Zkoušení přímočarých pneumomotorů, rozváděčů, škrtících ventilů, maznic, filtrů. Schéma obvodu, charakteristika. Měření ztrát v rozvodu.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Náplň přednášek
1. Rozdělení a vlastnosti pneumatických mechanismů, porovnání s jinými typy mechanismů. Vlastnosti stlačeného vzduchu, základní parametry.
2. Výroba stlačeného vzduchu. Kompresory a jejich regulace. Kompresorové stanice. Rozvod stlačeného vzduchu, jeho výpočet, konstrukce potrubí, rozvody z hliníkových profilů.
3. Prvky pro úpravu stlačeného vzduchu – filtry, odlučovače kondenzátu, maznice, soft start ventily, bezpečnostní 3/2 ventil.
4. Přímočaré pneumatické motory, tlumení, zvláštní konstrukce přímočarých pohonů. Výpočet, konstrukce.
5. Pneumomotory kyvné, výpočet, konstrukce. Pneumomotory rotační, výhody a nevýhody, pracovní parametry, charakteristiky. Typy : pístové, zubové, lamelové, jejich konstrukce, řízení.
6. Řídicí prvky, rozdělení, druhy těsnících elementů. Rozváděče, jejich ovládání, konstrukce. Rozváděčové terminály.
7. Jednosměrné, logické, rychloodvětrávací a škrticí ventily. Řízený jednosměrný ventil se škrticím a zpětným ventilem. Tlakové ventily a kombinované řídicí prvky. Pneumatický čítač. Tlumiče hluku.
8. Pneumohydraulické mechanismy. Speciální mechanismy: posuvové zařízení, otočný stůl, válce s brzdou. Zarážkové válce, zesilovače tlaku, zesilovače pro vysoký tlak.
9. Chapadla, druhy. Kritéria pro výběr úchopné hlavice. Upínací prvky.
10. Vakuové mechanismy. Ejektory, přísavky, výpočet, konstrukce. Rozváděče pro provoz s vakuem, modulární program přísavek, komplexní multifunkční jednotky výroby vakua, vakuové filtry, vakuové snímače.
11. Zkoušení pneumatických prvků a systémů. Měření veličin.
12. Prvky pro tlakové čištění, ofukování a chlazení. Pneumatické vzpěry.
13. Mobilní pneumatika.
14. Modelování pneumatických systémů – ukázka výpočetních SW.
Náplň cvičení a seminářů
1. Bezpečnost práce. Vlastnosti vzduchu – opakování. Termodynamické výpočty: stavová rovnice, vyprazdňování vzdušníku.
2. Výpočet velikosti vzdušníku.
3. Výpočet průměru potrubí, tlakové ztráty při proudění vzduchu v potrubí. Výtok plynu z nádoby, výpočet průtokových ztrát a stanovení ekonomického dopadu.
4. Výpočet přímočarého pneumomotoru. Program č.1.
5. Výpočet a volba bezpístnicového pneumomotoru. Program č. 2. Ukázky výpočetních programů.
6. Výpočet a volba kyvného pneumomotoru. Program č. 3. Ukázky výpočetních programů.
7. Praktické cvičení – základní obvody pro pro řízení směru pohybu, rychlosti pohybu, řízení síly a krouticího momentu. Programové řízení : polohové, časové, tlakové, rychlostní.
8. Praktické cvičení + kreslicí programy.
9. Výpočet propustnosti obvodu – program č. 4.
10. Návrh vakuových mechanismů, bezkontaktní manipulace. Návrh úchopné hlavice. Návrh fluidního svalu.
11. Měření charakteristik redukčního a škrticího ventilu. Program č.5.
12. Kontrolní test, návrh multiplikátoru.
13. Praktické cvičení, orientace ve výkresech.
14. Modelování pneumatických systémů – ukázka výpočetních SW.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky