HYDRAULIKA

1. Jakie podstawowe grupy elementów stosowane są w układach hydrostatycznych?

•

Elementy sterujące przepływem energii cieczy roboczej (zawory hydrauliczne)
elementy te ze względu na przeznaczenie i konstrukcję stanowią bardzo
rozbudowaną grupę, do której przykładowo zaliczamy zawory rozdzielające, zawory
dławiące itd.

•

Elementy pomocnicze, do których zaliczamy filtry, akumulatory, różnego rodzaju
złącza hydrauliczne, płyty montażowe, mierniki np.: ciśnienia, natężenia, przepływu,
temperatury itp.

•

Pompy wyporowe (generatory energii hydraulicznej), w których następuje
zamiana doprowadzonej od silnika napędowego energii mechanicznej na energię
ciśnienia zakumulowaną w przetłaczanym ciekłym czynniku roboczym.

•

Elementy wykonawcze (napędowe), w których następuje zmiana doprowadzonej
energii cieczy ciśnieniowej na energię mechaniczną; elementy tej grupy, nazywane
również odbiornikami hydraulicznymi, obejmują cylindry (siłowniki) i silniki
hydrauliczne.

2. Wymienić kilka najistotniejszych zalet napędu hydrostatycznego. (min. 4)

•

Duża wydajność energetyczna z jednostki masy lub objętości.

•

Możliwość uzyskania dużych sił i momentów obrotowych.

•

Duża łatwość sterowania podstawowymi parametrami ruchowymi.

•

Bardzo mała bezwładność układu.

•

Samosmarowność.

•

Łatwość bezpośredniej i ciągłej kontroli obciążenia.

•

Łatwość uzyskiwania małych prędkości liniowych i obrotowych.

•

Łatwość uzyskiwania stałych prędkości.

•

Łatwość zatrzymywania tłoków siłowników w położeniach pośrednich.

•

Łatwość wykonywania przez elementy napędowe wszystkich rodzajów ruchów.

•

Duża łatwość przestrzennego usytuowania elementów tworzących układy.

•

Mała wrażliwość na zmiany obciążenia.

•

Możliwość komponowania układów z ograniczonej i zunifikowanej liczby elementów
typowych.

•

Łatwość automatyzacji lub zdalnego sterowania

3. Wymienić kilka najistotniejszych wad napędu hydrostatycznego. (min. 4)

•

Duża podatność na zanieczyszczenia cieczy roboczej.

•

Zmiany właściwości statycznych i dynamicznych w zależności od temperatury.

•

Trudności w uzyskiwaniu dużych prędkości liniowych.

•

Duża hałaśliwość wzrastająca wraz z ciśnieniem.

•

Trudności w uzyskaniu dokładnej synchronizacji ruchów silników lub siłowników pod
zróżnicowanymi obciążeniami.

•

Występowanie nieuniknionych i brudzących wycieków cieczy roboczej.

•

Duży koszt elementów hydraulicznych.

•

Na ogół duży koszt czynnika roboczego.

•

Ciecze robocze są na ogół palne i szkodliwe dla środowiska naturalnego.

•

Konieczność utylizacji czynnika roboczego.

•

Trudność w odprowadzaniu ciepła z instalacji hydraulicznych

•

Konieczność stosowania przewodów powrotnych.

4. Które cechy wyróżniają najbardziej układy hydrauliczne w stosunku do układów pneu-
matycznych? (min. 4)

•

Czynnik roboczy

•

Dużo większa wydajność energetyczna z jednostki masy lub objętości

•

Możliwość uzyskiwania dużo większych sił i momentów obrotowych

•

Łatwość uzyskiwania małych prędkościiniowych i obrotowych

•

Łatwość uzyskiwania stałej prędkości

•

Łatwość zatrzymywania tłoków siłowników w położeniach pośrednich

•

Łatwość wykonywania przez elementy napędowe wszystkich rodzajów ruchów

•

Mała wrażliwość na zmiany obciążenia

•

Zmiany właściwości statycznych i dynamicznych w zależności od temperatury
czynnika roboczego

•

Duży koszt elementów hydraulicznych

•

Na ogół duży koszt czynnika roboczego

•

Konieczność stosowania przewodów powrotnych

5. Wymienić podstawowe parametry hydraulicznych cieczy roboczych. (min. 3)

•

Gęstość

•

Współczynnik lepkości kinematycznej

•

Moduł sprężystości cieczy

•

Zakres temperatur pracy

•

Temperatura zapłonu i krzepnięcia

•

Punkt anilinowy (określa agresywność w stosunku do uszczelnień)

•

Wskaźnik lepkości WL

6. Wymienić podstawowe parametry pomp wyporowych. (min. 4)

•

Wydajność nominalna

•

Ciśnienie nominalne

•

Ciśnienie maksymalne

•

Nominalne zapotrzebowanie na moc

•

Zakres prędkości obrotowych

•

Sprawność objętościowa

7. Jaka liczba tłoczków jest najbardziej korzystna w pompach wielotłoczkowych - parzysta
czy nieparzysta?

Najbardziej korzystna jest nieparzysta liczba tłoków w pompach wielotłoczkowych.

Wynika to z wartości współczynnika nierównomierności wydajności δ w pompach
wielotłokowych.

δ=

Q

max

−

Q

min

Q

śr

8. Podać i opisać wzór praktyczny umożliwiający obliczenie zapotrzebowania mocy pompy
wyporowej (mocy silnika napędzającego).

N

p

=

Q

p

⋅

Δp

p

60 Δη

p

[

kW ]

gdzie :
N

p

−

zapotrzebowanie mocy pompy[kW ]

Q

p

−

wydajność pompy[l /min]

Δp

p

−

różnica ćiśnień na wylocie i wlocie pompy [MPa ]

η

p

−

sprawność całkowita pompy

9. Wymienić podstawowe parametry silników hydraulicznych. (min. 4)

•

Chłonność nominalna

•

Moment obrotowy

•

Ciśnienie nominalne

•

Moc nominalna

•

Zakres prędkości obrotowych

•

Sprawność hydrauliczno-mechaniczna

11. Od czego zależy moment obrotowy na wale silnika hydraulicznego?

•

Chłonności jednostkowej (właściwej)

•

Spadku ciśnienia na silniku

•

Sprawności hydrauliczno-mechanicznej

10. Wymienić typy konstrukcyjne silników hydraulicznych. (min. 4)

•

Zębate

•

Łopatkowe

•

Wielotłokowe promieniowe

•

Wielotłokowe osiowe

12. Czy ze wzrostem temperatury lepkość olejów hydraulicznych rośnie czy maleje?

Ze wzrostem temperatury lepkość olejów hydraulicznych maleje.

13. Czy układy hydrauliczne umożliwiają łatwe i dokładne nastawianie prędkości ruchu ele-
mentów napędowych?

Układy hydrauliczne umożliwiają łatwe i dokładne nastawianie prędkości ruchu

elementów napędowych; w przewodach hydraulicznych stosuje się prędkości przepływu
czynnika roboczego mniejsze niż w przewodach pneumatycznych.

14. Czy w przewodach hydraulicznych stosuje się prędkości przepływu czynnika roboczego:
a) podobne jak w przewodach pneumatycznych,
b) większe niż w przewodach pneumatycznych,
c) mniejsze niż w przewodach pneumatycznych?

15. Podać zakres maksymalnych ciśnień stosowanych najczęściej we współczesnej typowej
hydraulice siłowej.

Zakres maksymalnych ciśnień stosowanych najczęściej we współczesnej typowej

hydraulice siłowej wynosi 31,5 MPa.

16. Jaki jest ogólny podział zaworów hydraulicznych?

•

Zawory sterujące kierunkiem przepływu

•

Zawory sterujące natężeniem przepływu

•

Zawory sterujące ciśnieniem

17. Jakie podgrupy zaworów występują w grupie zaworów hydraulicznych sterujących kie-
runkiem przepływu? (min. 4)

•

Zawory odcinające (umożliwiające swobodny przepływ cieczy przez

przewód lub szczelne jego zamknięcie)

•

Zawory zwrotne (umożliwiające swobodny przepływ cieczy w jednym

kierunku i samoczynne odcięcie przepływu w kierunku przeciwnym)

•

Rozdzielacze (mają za zadanie doprowadzenie i odprowadzenie cieczy z gałęzi
układu hydrostatycznego, sterowane sygnałem zewnętrznym)

18. Jakie podgrupy zaworów występują w grupie zaworów sterujących natężeniem
przepływu? (min. 4)

Regulatory o stałym nastawieniu (zawory dławiące?), nazywane również ogranicznikami
przepływu. Regulatory te spotyka się w dwóch odmianach:

•

dwudrogowe,

•

trójdrogowe.

Regulatory o zmiennym nastawieniu (nastawne), spotykane również jako:

•

dwudrogowe,

•

trójdrogowe.

19. Jakie podgrupy zaworów występują w grupie zaworów sterujących ciśnieniem? (min. 4)

•

Zawory maksymalne

•

Zawory redukcyjne

•

Zawory przełączające

20. Jaki typ konstrukcyjny rozdzielaczy jest najczęściej stosowany w układach
hydraulicznych?

Rozdzielacze suwakowe

21. Jaki typ konstrukcyjny rozdzielaczy jest najbardziej szczelny?

Rozdzielacze zaworowe

Rozdzielacze suwakowe mają pewne wady ujawniające się w zakresie dużych natężeń
przepływu i dużych ciśnień, zaliczymy tutaj:
• niemożność uzyskania pełnej szczelności między suwakiem a korpusem, co przy dużych
ciśnieniach powoduje dość duże przecieki i niemożność utrzymania silnika/siłownika w
bezruchu,
• zwiększone opory ruchu suwaka w korpusie, ograniczające możliwości sterowania jedno-
stopniowego elektromagnesami.
Wymienionych wad nie mają rozdzielacze zaworowe, które uważa się za lepsze, tańsze i
bardziej niezawodne w następujących warunkach:
• przy ciśnieniach przekraczających 30 [MPa],
• przy bardzo dużych natężeniach przepływu, przekraczających znacznie 500 [dm3/min].
Trzeba jednak zaznaczyć, że w przypadku rozdzielaczy zaworowych nie ma możliwości
uzyskania tak dużej liczby różnorodnych połączeń między drogami jak za pomocą
rozdzielaczy suwakowych.

22. Jakie odmiany elektromagnesów stosuje się do sterowania w rozdzielaczach
hydraulicznych?

Ze względu na rodzaj prądu rozróżniamy

•

Elektromagnesy prądu stałego.

•

Elektromagnesy prądu zmiennego.

Ze względu na kontakt elektromagnesów z olejem rozróżniamy

•

Elektromagnesy suche.

•

Elektromagnesy mokre.

23. Wymienić najczęściej stosowany w hydraulice siłowej zawór ciśnieniowy.

zawór maksymalny ??

24. Wymienić elementy zaliczane do grupy elementów pomocniczych. (min. 4)

manometr, termometr, filtr, wskaźniki zanieczyszczeń

25. Jaki rodzaj cieczy roboczych jest najczęściej stosowany w hydraulice siłowej?

W hydraulice siłowej stosowane są najczęściej oleje mineralne.

26. Skąd biorą się zanieczyszczenia w hydraulicznej cieczy roboczej?

Ze względu na pochodzenie, zanieczyszczenia możemy podzielić na:
Zanieczyszczenia pierwotne – powstałe bezpośrednio w procesie produkcyjnym lub pod-
czas przechowywania i transportu cieczy.
• Zanieczyszczenia wtórne – powstałe podczas pracy układu w skutek zużycia ściernego
krawędzi sterujących, erozji uszczelnień oraz jako produkty utleniania się cieczy. Do tej
grupy zaliczymy również cząstki absorbowane przez układ z otoczenia w którym on pra-
cuje.

27. Podać w

μm

zakres dokładności filtracji oleju stosowany najczęściej w hydraulice siłowej.

Dokładność filtrowania wyznacza rozmiar oczek przegrody filtracyjnej, co powoduje ze filtry
te oczyszczają skutecznie ciecz roboczą z zanieczyszczeń większych od 15 μm.

28. Wymienić rodzaje filtrów stosowanych w układach hydraulicznych.

•

Filtr ssawny

•

Filtr tłoczny

•

Filtr spływowy

29. Jakie prędkości przepływu cieczy roboczych stosuje się w przewodach układów
hydraulicznych?

Do 10 m/s ??

30. Jakie rodzaje połączeń zaworów stosuje się w układach hydraulicznych? (min. 4)

PNEUMATYKA

1.Wymienić kilka najistotniejszych zalet napędu i sterowania pneumatycznego. (min. 4)

•

Bezpieczeństwo łatwe zabezpieczenie całego układu przed przeciążeniem

•

Możliwość ciągłej kontroli obciążeń poszczególnych zespołów maszyn
technologicznych

•

Łatwą obsługę elementów sterowniczych, - możliwość wprowadzenia daleko
posuniętej automatyzacji

•

Łatwa przestawialność elementów

•

Możliwość składania urządzeń ze znormalizowanych elementów

•

Dużą trwałość urządzeń przy prawidłowej eksploatacji, – łatwe magazynowanie
energii pneumatycznej

•

Łatwość wykrywania nieszczelności układów

•

Duża prędkość elementów roboczych

2. Wymienić kilka najistotniejszych wad napędu i sterowania pneumatycznego. (min. 4)

•

Małe wartości generowanych sił

•

Ograniczona długość przemieszczeń prostoliniowych,

•

Hałaśliwość sprężarek

•

Utrudnione jest ścisłe powiązanie ruchów poszczególnych zespołów maszyn i
urządzeń (przeszkodą jest ściśliwość czynnika roboczego i jego straty w wyniku
przecieków)

•

Zmiany wartości sił zewnętrznych mają wpływ na prędkość przesuwania się
napędzanych elementów

3. Wymienić i podać wartości parametrów określających warunki międzynarodowej
znormalizowanej atmosfery odniesienia ANR.

•

temperatura 20°C

•

wilgotność względna 65%

•

ciśnienie

1 bar

4. W jakim zakresie ciśnień pracują najczęściej typowe układy pneumatyczne?

0,4 do 0,8 MPa

5. Jakie podstawowe grupy elementów stosowane są w układach pneumatycznych?

•

el. przesyłające czynnik roboczy (przewody i łączniki)

•

el. przetwarzające i gromadzące energię (silniki, sprężarki), przetworniki energii
(siłowniki, przemienniki, wzmacniacze)

•

el. sterujące i regulujące (zawory, regulatory)

•

el. pomocnicze (filtry, przyrządy pomiarowe i czujniki)

•

el. przygotowania czynnika roboczego

•

el. magazynowania czynnika roboczego

6. Jaki jest ogólny podział zaworów pneumatycznych?

1. Zawory pneumatyczne sterujące kierunkiem przepływu
2. Zawory pneumatyczne sterujące ciśnieniem
3. Zawory sterujące natężeniem przepływu

7. Jakie podgrupy zaworów występują w grupie zaworów sterujących kierunkiem przepływu?

•

Zawory rozdzielające,

•

Zawory zwrotne,

•

Zawory szybkiego spustu,

•

Zawory przełączniki obiegu,

•

Zawory podwójnego sygnału,

•

Zawory odcinające

8. Jakie podgrupy zaworów występują w grupie zaworów sterujących natężeniem
przepływu?

•

Zawory dławiące,

•

Zawory dławiąco – zwrotne,

•

regulatory przepływu

9. Jakie podgrupy zaworów występują w grupie zaworów sterujących ciśnieniem?

•

Zawory ograniczające ciśnienie (zawory maksymalne, zawory bezpieczeństwa),

•

Regulatory ciśnienia (zawory redukcyjne),

•

Zawory różnicowe,

•

Zawory proporcjonalne,

•

Zawory kolejności działania (zawory sekwencyjne)

10. Jakie rodzaje gwintów stosuje się najczęściej w otworach przyłączeniowych zaworów?

M5, G1/8, G1/4, G1/2, G3/8, G3/4

11. Wymienić typy konstrukcyjne siłowników pneumatycznych (min. 6)

•

tłokowe

•

membranowe

•

mieszkowe

•

nurnikowe

•

workowe

•

wahadłowe

•

obrotowe

12. W jaki sposób można zwiększyć prędkość ruchu mechanizmu napędzanego siłownikiem
pneumatycznym?

13. W jaki sposób można ograniczyć prędkość ruchu mechanizmu napędzanego siłownikiem
pneumatycznym?

14. Jak można uzyskać w sposób pewny położenie pośrednie tłoka siłownika
pneumatycznego przez dłuższy okres czasu?

15. Wymienić dwa rodzaje siłowników, które umożliwiają uzyskiwanie największych
prędkości.

•

Udarowe

•

Siłownik typu muskuł

16. Czy w pneumatyce częściej stosowane są siłowniki czy silniki?

17. Czy w pneumatyce łatwiej uzyskuje się małe czy duże prędkości ruchu elementów
napędowych?

Duże prędkości

18. Jakie jest podstawowe przeznaczenie rozdzielaczy pneumatycznych?

Rozdzielacze sterują kierunkiem przepływu strumienia sprężonego powietrza,

umożliwia łączenie lub rozdzielanie dochodzących do niego dróg przepływu.

19. Czy symbol graficzny rozdzielacza umożliwia rozpoznanie jego typu konstrukcyjnego?

Tak

20. Wymienić cztery podstawowe informacje zawarte w symbolu graficznym rozdzielacza
pneumatycznego.

•

Kierunek przepływu

•

Sposób sterowania

•

Ilość położeń rozdzielacza

•

Ilość dróg przepływu

21. Jaka liczba dróg występuje najczęściej w typowych rozdzielaczach pneumatycznych?

5

22. Wymienić pięć rodzajów sterowania stosowanych w rozdzielaczy pneumatycznych.

•

Przyciskiem

•

Dźwignią

•

Pedałem

•

Elektrycznie (np. jedną cewką)

•

Ciśnieniem

23. Jaka najmniejsza liczba dróg i liczba wariantów połączeń (położeń) możliwa jest w
rozdzielaczach pneumatycznych?

2/2

24. Co to są pneumatyczne wyspy zaworowe?

Kompleksowe moduły sterujące, składające się z zespołu bloku przyłączeniowego (z
zaworami) lub bloku zaworów oraz akcesoriów elektrycznych takich jak łączniki, gniazda itd.

25. Czy zmiana obciążenia siłownika podczas ruchu tłoka ma istotny wpływ na jego
prędkość?

Tak

26. Czy zawór redukcyjny (regulator ciśnienia) stosowany jest do nastawiania prędkości
ruchu tłoka siłownika, czy do nastawiania siły na tłoku?

27. Czy zawór dławiący stosowany jest do nastawiania prędkości ruchu tłoka siłownika, czy
do nastawiania siły na tłoku?

28. Po co w pneumatyce stosuje się zawory szybkiego spustu?
Mają za zadanie szybkie opróżnienie komór odbiorników pneumatycznych. Dzięki nim
można znacznie zwiększyć prędkość ruchu tłoka siłownika (zwłaszcza jednostronnego
działania).

29. Wymienić nazwy dwóch zaworów do sterowania ciśnieniem, najczęściej stosowanych w
pneumatyce.

30. Wymienić elementy zaliczane do grupy elementów przygotowania, magazynowania i
przesyłania sprężonego powietrza. (min. 4)