338-0515/01 – Mechanisms ()
| Gurantor department | Department of Hydromechanics and Hydraulic Equipment | Credits | 4 |
| Subject guarantor | Dr. Ing. Miroslav Bova | Subject version guarantor | Dr. Ing. Miroslav Bova |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Choice-compulsory |
| Year | 1 | Semester | |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2004/2005 | Year of cancellation | 2006/2007 |
| Intended for the faculties | FS | Intended for study types | Follow-up Master |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
Teaching methods
Summary
Compulsory literature:
Recommended literature:
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
E-learning
Other requirements
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
Program přednášek
Týden Náplň přednášek
1 Mechanizmy a jejich rozdělení. Definice mechanizmu a přenosového
systému. Rozdělení mechanizmů-podle druhu nositele energie,
podle formy nebo modifikace přenášené energie, podle charakteru pohybu
nositele energie, podle požadavků daných technologickým procesem.
Porovnání různých druhů mechanizmu, výhody a nevýhody různých typů
mechanismů. Základní kritéria pro volbu typu mechanismu ( výkon,
přesnost přenosu parametrů, dynamika, úspora energie, rozměry,
hmotnost, cena, prostředí, druh technologického procesu, ekologie,
životnost, bezpečnost, spolehlivost ).
2 Přenos energie mechanizmem.
Nositel energie. Formy a modifikace energie. Pohyb nositele energie.
Přenos energie a odpory proti přenosu energie. Odpor proti pohybu,
zrychlení a deformaci. Řazení odporů různého druhu. Vzájemný vztah
odporů. Algebra přenosů.
3 Operace realizované mechanismy při přenosu energie.
Přestup energie mezi dvěma různými nositeli. Transformace parametrů
přenášené energie větvením proudu nositele, hrazení proudu nositele.
Transformace prostorové orientace nositele spolehlivost mechanizmu při
přenosu energie.
4 Syntéza mechanismů jako odporové sítě.
Kombinace odporů dynamický odpor odporové sítě a jejich symbolické
řešení při různém tvaru vstupního signálu obecné modely přenosového
prvku –pružina,tlumič,elektromotor,potrubí…analogie modelů mechanické,
hydraulické, elektrické sítě. Bond diagramy.
5 Statické a dynamické vlastnosti prvků mechanismu a jejich
charakteristiky.
Vlastnosti prvků mechanizmu hydraulického, elektrického, pneumatického.
Základní statické charakteristiky prvků mechanizmu-tuhost a
poddajnost, citlivost. Charakteristické průběhy dynamického zatížení.
Dynamické vlastnosti mechanizmu, dynamická analýza chování mechanizmu
6 Syntéza mechanismu pro různé druhy plošných a prostorových pohybů a
typů zatížení.
Posuvové mechanizmy, pohony s přímočarým a rotačním pohybem výstupního
členu mechanizmu, převodové mechanizmy, servomechanizmy-tuhé,
elektrické, pneumatické, hydraulické. Mechanizmy s převahou hmotového
nebo silového zatížení.
7 Řízení a regulace výstupních parametrů mechanizmu.
Řízení pohybové frekvence, řízení síly a momentu, řízení polohy,
synchronizace motorů,
proměnlivost parametrů nositelky energie a její vliv na přesnost
přenosu parametrů, regulace výstupních parametrů mechanismu,
proměnlivý převod mechanizmu.
8 Optimalizace struktury mechanismů a kritéria jejich optimalizace
Optimalizační metody, kritéria optimalizace, optimalizace z hlediska
energetického, optimalizace z hlediska cenového a hmotnostního,
optimalizace z hlediska výkonového a přenosu energie optimální
parametry přenosu
9 Struktura mechanismů tuhých a elektrických
Mechanizmy tuhé
Mechanismy rovinné a jejich kinetické dvojice (rotační, posuvné,
valivé, obecné),
mechanismy čtyřčlenné, mechanismy vačkové, mechanismy převodové,
diferenciační převody,
mechanismy třecí, vodicí mechanismy s lanovými převody, planetové
převody.
Mechanizmy elektrické.
Skladba elektrického pohonu, statické a dynamické charakteristiky
elektromotorů, řízení pohybové frekvence, frekvenční měnič,
nadsynchronní brzdění.
10 Mechanizmy pneumatické.
Přímočarý a rotační pohon řízení a regulace pneumatických pohonů
pohony se spalovacím motorem.
Mechanizmy hydrostatické.
HM pro přímočarý pohon ( tuhost mechanismu a jeho vlastní frekvence,
rozběh, brzdění ).
HM pro rotační pohon ( vícemotorový pohon ), hydrodynamické převody,
hydrostatické převody.
11 Struktura hydraulických mechanizmů výrobních strojů a zkušebních
zařízení. Hydraulické zkušební stendy-crash test, inverzní cresh test
hydraulické systémy obráběcích strojů.
12 Struktura hydraulických mechanismů mobilní a manipulační techniky.
Hydraulické systémy stavebních a zemních strojů, transportní zařízení,
zdvihadla, jeřáby, manipulační technika, robotizace, mechanizace
vibrační technika v přepravě materiálu, v zemních strojích, vibrační
třídiče, vibrační kladiva.
13 Kombinované mechanismy.
Výhody kombinací různých typů mechanismů, kombinované převody
(hydrostatický převod a mechanický převod řazený paralelně, kombinace
tuhých a pneumatických mechanismů, pneumohydraulický mechanismus
(aku – HG - HM), elektrohydraulické a mechanické servomechanismy se
zpětnou vazbou, mechanismy se střídavým proudem kapaliny.
14 Metodika projektování mechanismů.
Problematika zadání vstupních parametrů, výběr vhodného typu
mechanizmu dle kritérií technologického procesu, struktura
mechanizmu, určení základních parametrů mechanizmu a jejich
modifikace, modelování a simulace chování mechanismu v dynamickém
režimu práce.
Program cvičení a seminářů + individuální práce studentů
Týden Náplň cvičení a seminářů
1 Opakování základních vztahů ze statiky, kinematiky a dynamiky.
Základní poznatky z elektrotechniky, hydrauliky a pneumatiky.
Porovnání pneumatického a hydraulického mechanizmu. Účinnost mechanizmu.
2 Návrh pohonu cukrovarnické odstředivky. Spotřeba energie elektrického
vozidla. Parametry rychlovýtahu.
3 Výpočet odporů proti přenosu energie. Určení výsledného přenosu
složitých soustav. Určení geometrického objemu nositelky energie.
Porovnání nositelky energie z hlediska specifického výkonu.
Potenciální energie gravitačního pole, pružiny, tekutiny.
4 Výpočet spolehlivosti hydrostatických převodníků Výpočet propustnosti
tekutinového mechanizmu. Energie potenciálních polí. Výpočet proudové
citlivosti.
5 Řešení odporových sítí,výpočet vlastních frekvencí. Sestavení
pohybových rovnic pro modely přenosových prvků. Rozložené a soustředěné
paramatry potrubního vedení. Program 1: Symbolické řešení odporové sítě
6 Statická poddajnost a tuhost lineárních motorů. Dynamická poddajnost
přenosových systémů. Realizovatelnost mechanizmu. Dynamické zatížení
mechanizmu.
7 Vliv protitlaku na řízení pohybové frekvence. Návrh struktury
mechanizmu pro řízení polohy, rychlosti, síly. Proměnlivá tuhost
nesymetrického přímočarého hydromotoru.
8 Vliv proměnlivosti parametrů nositele energie na dynamické chování
mechanizmu. Statické a dynamické charakteristiky prvků pro řízení
rychlosti. Program 2: Výpočet základních parametrů mechanizmu řízeného
proporcionálním rozváděčem.
9 Určení optimálního převodu mechanizmu. Určení optimální struktury
přenosového systému dle technologických podmínek. Program 3: Stanovení
optimálního tlaku převodníku s ohledem na maximální účinnost.
10 Pohybová rovnice ramene manipulátoru s elektrickým pohonem. Pohybová
rovnice montážní nůžkové plošiny. Výpočet setrvačníku pro vyrovnání
excentrického zatížení lisu.
11 Rozběhy hydromotorů při skokové změně průtoku. Brzdění hydromotorů
odporem proti pohybu. Nadsychronní brzdění. Otáčková charakteristika
hydrostatického převodu.
12 Dynamické zatížení vodorovné obrážečky. Program 4: Určení pohybových
rovnic a průběhu rychlosti dynamického zkušebního zařízení při
proměnlivém zrychlení.
13 Pohon zvedacího mechanizmu-pohybové rovnice. Návrh manipulátoru
Určení vlastních frekvencí vibračních soustav a mechanizmů.
14 Pohon zvedacího mechanizmu-pohybové rovnice. Návrh manipulátoru
Určení vlastních frekvencí vibračních soustav a mechanizmů
Seznam otázek ke zkoušce
Čís. Znění otázky
1 Rozdělení mechanizmů dle druhu nositele energie. Definice nositele
energie. Základní parametry mechanizmu. Řízení a regulace výstupních
parametrů mechanizmu.
2 Operátor přestupu energie. Aplikační příklady. Operátor transformace
parametrů. Aplikační příklady.
3 Přenos energie a typy odporů proti přenosu energie. Odpory proti
pohybu, definice, příklady fyzikální interpretace, jejich řazení
4 Odpory proti deformaci, definice, příklady fyzikální interpretace,
jejich řazení. Odpory proti zrychlení, definice, příklady fyzikální
interpretace, jejich řazení.
5 Odporové sítě, řazení odporů. Symbolické řešení odporových sítí
v operátorovém tvaru.
6 Charakteristické vlastnosti RHD odporů při střídavém signálu.
Statická a dynamická tuhost a poddajnost mechanizmu a jeho funkčních
prvků.
7 Proměnlivost statické tuhosti přímočarého hydromotoru,vlastní frekvence.
Servomechanizmy a jejich základní struktura.
8 Elektrohydraulické řídicí systémy polohy a rychlosti.
Řízení výstupních parametrů mechanizmu odpory proti pohybu.
9 Optimalizace struktury mechanizmu a výběr kritérií.
Optimalizace tlaku při přenosu energie.
10 Příklady tuhých mechanizmů a jejich parametry.
Příklady elektrických mechanizmů a jejich parametry.
11 Struktura hydraulických mechanizmů obráběcích strojů.
Struktura hydrostatických mechanizmů pro rotační a posuvný pohyb.
12 Struktura hydraulických mechanizmů stavebních a zemních strojů.
Struktura hydraulických mechanizmů transportních zařízení.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.