338-0541/03 – Tekutinové prvky a systémy (TPaS)

Garantující katedraKatedra hydromechaniky a hydraulických zařízeníKredity4
Garant předmětudoc. Ing. Martin Vašina, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Martin Vašina, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2015/2016Rok zrušení
Určeno pro fakultyFS, USPUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BOJ01 doc. Ing. Marian Bojko, Ph.D.
DVO31 Ing. Lukáš Dvořák, Ph.D.
FOJ077 Ing. Kamil Fojtášek, Ph.D.
HRU38 doc. Dr. Ing. Lumír Hružík
VAS024 doc. Ing. Martin Vašina, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 10+4

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Studenti se seznámí hlouběji s hydraulickými a pneumatickými prvky, s jejich konstrukcí, funkcí, parametry, charakteristikami a použitím v hydraulických a pneumatických obvodech. Dovedou tyto prvky vhodně použít v hydraulických a pneumatických systémech. Podrobně se seznámí zejména s moderní řídicí technikou a servotechnikou v hydraulických a pneumatických pohonech a mechanismech. Poznají nejdůležitější zdroje konstantního tlaku, a tyto znalosti pak využijí při návrhu systémů s ventilovým řízením. V oblasti tekutinových systémů se seznámí s nejdůležitějšími aplikacemi, tj. s hydraulickými a pneumatickými pohony strojů a s hydrostatickými převody. Naučí se řešit případy rozběhů pohonů a mechanismů a spočítat tepelnou bilanci tekutinového systému. Seznámí se se základy spolehlivosti, provozu a údržby tekutinových systémů.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

V první části předmětu Tekutinové prvky a systémy se posluchači podrobněji seznámí s funkcí, konstrukcí, parametry, charakteristikami, výpočtem a použitím tekutinových řídicích prvků, zejména proporcionálních hydraulických a pneumatických ventilů a rozváděčů, regulačních ventilů a servoventilů. Dále se seznámí s problematikou zdrojů tlaku, zdrojů průtoku a s možnostmi jejich řízení (regulační hydrogenerátory, akumulátorové pohony aj.). V části věnované tekutinovým systémům se seznámí s vlastnostmi vybraných tekutinových systémů, jako jsou systémy s akumulátory, s proporcionálními ventily, energeticky úsporné systémy, systémy s dvěma a více hydromotory, systémy zajišťující synchronní chod hydromotorů, systémy pro manipulaci s hmotnou zátěží aj. Seznámí se se skladbou hydraulických a pneumatických pohonů a hydrostatických převodů. Budou umět tyto systémy navrhovat a provést základní výpočet parametrů v ustáleném stavu. Budou umět řešit případy rozběhu a brždění pohonů, a řešit tepelnou bilanci těchto pohonů. Seznámit se se základy spolehlivost, provozu a údržby tekutinových systémů. Ve cvičeních procvičují značky tekutinových prvků, měří statické charakteristiky tekutinových prvků, na praktikátorech si ověřují vlastnosti a chování tekutinových systémů, procvičují základy teorie tekutinových systémů, analyzují typické hydraulické a pneumatické obvody v ustáleném stavu, řeší rozběhy, brzdění a tepelnou bilanci tekutinových systémů. Navrhují (projektují) jednodušší typy tekutinových systémů.

Povinná literatura:

KOPÁČEK, J.; PAVLOK, B. Tekutinové mechanismy. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 1994. 156 s. ISBN 80-7078-238-2. PAVLOK, B. Hydraulické prvky a systémy. Díl 1. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 1999. 158 s. ISBN 80-7078-620-5. PAVLOK, B. Hydraulické prvky a systémy. Díl 2. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2008. 150 s. ISBN 978-80-248-1827-6. KOPÁČEK, J. Pneumatické mechanismy, Díl I. Pneumatické prvky a systémy. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 1996.

Doporučená literatura:

KOLEKTIV AUTORŮ. SMC Training – Stlačený vzduch a jeho využití. Brno: SMC Industrial Automation CZ s.r.o. 4. vydání. 2019. 344 s. KOPÁČEK, J.; ŽÁČEK, M. Pneumatická zařízení strojů. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2003. KOPÁČEK, J. Pneumatické mechanismy. Díl 2. Řízení pneumatických systémů. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 1997. SOUČEK, P. Elektrohydraulické servomechanismy. Praha: ČVUT, 1992. 158 s. ISBN 80-01-00376-0. PAVLOK, B.; HRUŽÍK, L.; BOVA, M. Hydraulická zařízení strojů. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2007. 116 s. Dostupné na: https://www.fs.vsb.cz/338/cs/studium/skripta/ GOETZ, W. Hydraulics. Theory and Applications. Ditzingen: OMEGON, 1998. 291 s. ISBN 3-980-5925-3-7. SMC - eLEARNING. dostupné z http://smctraining.mrooms.net/ (uživatelské jméno a heslo přidělí vyučující, modul Pneumatické systémy - česká a anglická verze, modul Hydraulics - anglická verze) Další studijní opory na https://www.fs.vsb.cz/338/cs/studium/skripta/

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Zápočet: max. 35, min. 18 bodů – test (10 bodů), 3 programy (25 bodů) Zkouška: ústní – 2 otázky (40 bodů) + písemný test (25 bodů)

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou vyžadovány.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Osnova přednášek: Týden Náplň přednášek 1. Tekutinový mechanismus, tekutinový pohon, tekutinový obvod. 2. Pracovní kapaliny hydraulických obvodů: vlastnosti, druhy, aplikace. Stlačený vzduch a jeho vlastnosti. 3. Hydrogenerátory: základy teorie, konstrukce, charakteristiky, použití. 4. Hydromotory rotační a kyvné: konstrukce, funkce, parametry. 5. Přímočaré hydromotory: konstrukce, charakteristiky, účinnosti, použití. 6. Prvky pro řízení směru a velikosti průtoku: rozváděče, jednosměrné ventily, hydraulické zámky, škrticí ventily, regulační ventily průtoku, clony a trysky. 7. Prvky pro řízení tlaku: pojistné, přepouštěcí a redukční ventily. 8. Elektrohydraulické prvky v hydraulických systémech: proporcionální ventily a servoventily. 9. Akumulátory a obvody s akumulátory. Obvody pro zvedání a spouštění hmotného břemene. 10. Vícemotorové pohony. Synchronní chod hydromotorů. 11. Příslušenství hydraulických a pneumatických obvodů: akumulátory, filtry, potrubí, hadice, nádrže, chladiče aj. 12. Energeticky úsporné hydraulické systémy. 13. Pneumatické pohony. Osnova cvičení: Týden Náplň cvičení a seminářů 1. Opakování fyzikálních vlastností kapalin, viskózní křivky, viskózní třídy olejů podle ISO, startovací, provozní, optimální, krátkodobě minimální viskozita, základy hydrostatiky, hydrodynamiky (Bernoulliho rovnice, výpočet tlakových ztrát ve vedení), včetně příkladů. 2. Grafické značky prvků (opakování + nové značky). 3. Příklady na ideální (bezeztrátový) hydrogenerátor a rotační hydromotor. Příklady na ideální obvody. 4. Test č. 1: 15 otázek za max. 15 bodů. Příklady na skutečné obvody v ustáleném stavu: počítání s účinnostmi a tlakovými ztrátami na ventilech v ustáleném stavu. 5. Program č. 1: Návrh a výpočet skutečného hydraulického obvodu v ustáleném stavu. Návrh včetně specifikace hlavních prvků, návrhu potrubí, výpočtu tlakových ztrát v potrubí. Za program možno obdržet až 10 bodů. Obvody se škrticími ventily – příklady. 6. Program č. 2: Návrh hydraulického obvodu s proporcionálním rozváděčem. Za program možno obdržet až 10 bodů. 7. Návštěva laboratoře servopohonů, demonstrace činnosti servopohonů. 8. Pracovní bod pohonu. Rozběh pohonu. 9. Sestavení pneumatického řídicího systému v laboratoři pneumatiky. 10. Návrh akumulátoru a akumulátorového pohonu. 11. Tepelný výpočet hydraulického obvodu. 12. Návrh hydrostatického pohonu nebo převodu. 13. Obvody s dvěma a více hydromotory. Synchronní chod hydromotorů. Zápočet. Otázky ke zkoušce 1. Základy hydromechaniky - Pascalův zákon, zákon šíření tlaku, rovnice kontinuity, laminární a turbulentní proudění, místní a třecí tlakové ztráty, Bernoulliho rovnice. 2. Tekutinové mechanismy - výhody, nevýhody, aplikace. 3. Tekutinové mechanismy - přenos energie (princip), základní princip hydraulických systémů (obrázek a popis). 4. Tekutiny v systémech - jejich účel, druhy, aplikace. 5. Hydrostatické převodníky - typy, účel, ideální převodníky (rovnice). 6. Hydrostatické převodníky - reálné převodníky (rovnice), účinnosti. 7. Základní charakteristiky reálných rotačních převodníků. 8. Rotační hydrogenerátory - typy, základní principy, výhody a nevýhody. 9. Rotační hydromotory - typy, základní principy, výhody a nevýhody. 10. Kyvné hydromotory - typy, základní principy, výhody a nevýhody. 11. Přímočaré hydromotory - typy, základní principy, výhody a nevýhody. 12. Jednosměrné ventily, uzavírací ventily, logické ventily - typy, základní principy, použití, grafické symboly. 13. Rozváděče - typy, základní principy, použití, grafické symboly. 14. Škrticí ventily - typy, rovnice průtoku, základní principy, aplikace, grafické symboly, charakteristiky. 15. Ventily s dvoucestnou a třícestnou tlakovou váhou - jejich účel, základní principy, aplikace. 16. Prvky pro řízení tlaku - typy, základní principy, aplikace, grafické symboly. 17. Akumulátory - typy, základní principy, výhody a nevýhody. 18. Akumulátory - jejich funkce v systémech, příklady jejich použití v hydraulických systémech (obrázky). 19. Filtry a filtrační technika - typy filtrů, účel, umístění v systémech. 20. Nádrže - účel, typy, tepelný tok, stabilizační systém (teplota, filtrace). 21. Výměníky tepla - typy, výkonové rovnice. 22. Elektrohydraulické prvky v hydraulických systémech - účel, funkce, typy, charakteristiky. 23. Multiplikátory - jejich účel v systémech, typy, aplikace, tlakové zesílení. 24. Obvody pro zvedání a spouštění hmotného břemene. 25. Vícemotorové pohony. Synchronní chod hydromotorů. 26. Energeticky úsporné hydraulické systémy. 27. Pneumatické pohony.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2015/2016 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  20
        Zkouška Zkouška 65  16 3
Rozsah povinné účasti: Alespoň 80% účast na cvičení. Vykonání písemné a ústní zkoušky.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: 2x odevzdaný program. Vykonání písemné a ústní zkoušky.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2024/2025 (N0714A270004) Mechatronika CSM P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2023/2024 (N0714A270004) Mechatronika CSM P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2022/2023 (N0714A270004) Mechatronika CSM P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2021/2022 (N0714A270004) Mechatronika CSM P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0714A270004) Mechatronika CSM P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0714A270004) Mechatronika CSM P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N3943) Mechatronika (3906T006) Mechatronické systémy P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2022/2023 letní
2021/2022 letní
2018/2019 letní
2017/2018 letní