1. Regulatory przepływu i ich zadania.

Zadaniem każdego regulatora przepływu jest nastawianie i stabilizacja natężenia przepływu cieczy podawanej do odbiornika, a więc nastawianie i stabilizacja rozwijanej prędkości liniowej lub obrotowej

Odmiany regulatorów przepływu:

1. Regulatory o stałej nastawie (nie nastawne) nazywane także ogranicznikami przepływu. Regulatory te spotyka się w 3 odmianach:

• Dwudrogowe

• Trójdrogowe

2. Regulatory o zmiennej nastawie (nastawne)

• Dwudrogowe

• Trójdrogowe

Stabilizacja prędkości silnika lub siłownika za pomocą regulatora cieczy jest sposobem dokładnym.

2. Elementy wielofunkcyjne (zawory nabojowe) i ich funkcje w układach.

Zawory nabojowe (inaczej zawory wielofunkcyjne) charakteryzują się kompaktową (zwartą) budową, małymi rozmiarami, oraz dużymi prędkościami przełączania. Pierwotnie ich zastosowanie ograniczone było do dużych i bardzo dużych natężeń przepływu, obecnie stosuje się je bez ograniczeń.

Zastosowanie:

• Prasy

• Formy wtryskowe i maszyny odlewnicze

• Obrabiarki

• Przemysł stalowy

• Przemysł samochodowy

• Hydraulika mobilna

Zawory nabojowe mają konstrukcję umożliwiającą ich łatwe zamontowanie w bloku sterującym.

• Grzybkowe (rozdzielacze, zawory maksymalne i dławiące)

• Suwakowe (najczęściej zawory redukujące)

3. Zalety zaworów nabojowych.

• Niewielkie rozmiary

• Duża szczelność

• Krótkie czasy przełączania

• Możliwość uzyskania łagodnych przełączeń

• Niska podatność na zanieczyszczenia

• Małe zużycie

• Niezawodność

4. Technika proporcjonalna opis, zalety i wady.

Wyspecjalizowane elektrohydrauliczne elementy sterujące kierunkiem i natężeniem przepływu, oraz ciśnieniem w układach elektrohydraulicznych. Technika proporcjonalna bazuje na tańszych elementach o mniejszej dokładności działania i jest stosowana w otwartych układach sterowania, przed którymi stawia się mniejsze wymagania dokładności pracy.

Zalety:

• Zdolność optymalnego dostosowania do procesu technologicznego

• Możliwość wykorzystania w układach hydrostatycznych elektro-zmiennej techniki sterowania z jej dużymi możliwościami

• Zdalne sterowanie kierunkiem , natężeniem lub ciśnieniem przepływu

• Uzyskanie w prosty sposób przyspieszeń i opóźnień, zmniejszonych dynamiką ruchu w stanach przejściowych

• Lepsze i skuteczniejsze zabezpieczenie maszyn przed przeciążeniem

• Zmniejszenie liczby elementów układu w porównaniu z układami konwencjonalnymi

• Średnie wymaganie dokładności filtracji cieczy

• Minimalizacja kosztów produkcji układów opartych na tych elementach

• Wszelka różnorodność odmian konstrukcyjnych elementów proporcjonalnych

• Możliwość przemieszczania dużych mas przy dużych prędkościach i przyspieszeniach oraz łagodnego dochodzenia do zadanego położenia

• Możliwość budowy układów wymagających dużej elastyczności przebiegu pracy maszyn i urządzeń raz tworzenie programowalnych napędów elektrohydraulicznych

• Możliwość budowy układów bezstopniowego sterowania z możliwością kontroli tego sterowania

Wady:

• Gorsze właściwości dynamiczne układów w por. z układami bazującymi na serwozaworach

• Energochłonność ze względu na ich pracę w oparciu o zasadę sterowania dławieniowego

• Niestacjonarność charakterystyk elementów - aktualne położenie charakterystyki zależy od wielu czynników

• Zdecydowanie większe rozmiary i masy elementów proporcjonalnych w por. z serwozaworami

5. Technika serwozaworowa opis, zalety i wady.

Wyspecjalizowane elektrohydrauliczne elementy sterujące kierunkiem i natężeniem przepływu, oraz ciśnieniem w układach elektrohydraulicznych. Bazuje na droższych elementach, o wysokiej dokładności działania i jest stosowana w zamkniętych układach sterowania, przed którymi stawia się wysokie wymagania pracy.

Zalety:

• Możliwość pozycjonowania sterowanych zespołów z dużą dokładnością poprzez układy położeniowe serwonapędów elektrohydraulicznych pracujących ze sprzężeniem zwrotnym

• Zmniejszenie liczby użytych elementów do budowy układu w por. z techniką proporcjonalną

• Możliwość jednoczesnej pracy kilku obwodów hydraulicznych poprzez zastosowanie układu z zasilaczem stało-ciśnieniowym

• Możliwość kontrolowania przyspieszenia lub prędkości napędzanych zespołów w układzie dławików podwójnych

• Bardzo dobre charakterystyki statyczne i dynamiczne

• Mniejsze rozmiary i masy serwozaworów w por. z elementami proporcjonalnymi

• Możliwość przemieszczania dużych mas przy dużych prędkościach i przyspieszeniach oraz łagodnego dochodzenia do zadanego położenia

• Możliwość budowy układów wymagających dużej elastyczności przebiegu pracy maszyn i urządzeń raz tworzenie programowalnych napędów elektrohydraulicznych

• Możliwość budowy układów bezstopniowego sterowania z możliwością kontroli tego sterowania

Wady:

• Wyższe koszty serwonapędów w porównaniu z elementami proporcjonalnymi

• Konieczność bardzo dokładnej filtracji cieczy roboczej, ze względu na dużą wrażliwość serwozaworów na zanieczyszczenia czynnika roboczego

• Energochłonność ze względu na ich pracę w oparciu o zasadę sterowania dławieniowego

6. Klasyfikacja serwozaworów.

W zależności od pełnionych funkcji:

• Serwozawory przepływowe (serwo-rozdzielacze) - ich zadaniem jest sterowanie kierunkiem i natężeniem przepływu cieczy, proporcjonalnie do wartości podanego sygnału elektrycznego

• Serwozawory ciśnieniowe - ich zadaniem jest sterowanie ciśnieniem przy bardzo małym natężeniu przepływu, proporcjonalnie do wartości podanego sygnału elektrycznego

W zależności od rodzaju sprzężenia zwrotnego

• Elektryczne

• Mechaniczne

• Ciśnieniowe

7. Wirtualne prototypowanie.

Polega na zbudowaniu realistycznego projektu (najczęściej maszyny, urządzenia, procesu technologicznego), a następnie na wykonaniu symulacji numerycznych zachowań projektu w różnych warunkach, zmierzających do osiągnięcia rozwiązania optymalnego pod kątem przyszłej funkcji części.

8. Różnice pomiędzy tradycyjnym procesem prototypowania a projektem opartym na wirtualnym prototypowaniu.

9. Obszary wchodzące w skład wirtualnego prototypowania.

Stosując średnio zaawansowany system CAD-owski można projektować modele wirtualne zaawansowanych struktur mechanicznych, części, urządzeń maszyn.

Można również dodawać oświetlenia, tła, czynić poszczególne części przeźroczystymi lub półprzeźroczystymi. W ten sposób już na etapie projektu możliwe jest zaprezentowanie klientowi do zaakceptowania stylistyki i kolorystyki projektowanego wyrobu. Efekt prezentacji można zwiększyć dzięki zastosowaniu animacji, która umożliwia pokazanie urządzenia w ruchu. Dodatkowo wprawiając model wirtualny w ruch możemy wykryć ewentualne kolizje pomiędzy poszczególnymi częściami.

Typowa praca w systemie symulacji mechanicznej (SSM) rozpoczyna się od budowy modelu geometrycznego maszyny lub urządzenia. Do celu przeważnie stosuje się opcję importu geometrii z systemu CAD. Poszczególne części składające się na model maszyny łączy się za pomocą więzów pobieranych z biblioteki złożeń systemu. Kolejny krok stanowi wprowadzenie generatorów ruchu (np. siłowników, silników itp.) i obciążeń. Następnie oprogramowanie rozwiązuje równania ruchu struktury mechanicznej i oblicza wartości przemieszczeń, prędkości, przyspieszeń, sił reakcji w analizowanych miejscach. Rezultaty obliczeń mogą być prezentowane na wykresach lub wyświetlane w formie realistycznej animacji. Opracowany model można modyfikować i w drodze kolejnych symulacji dążyć do wyznaczenia rozwiązania optymalnego. Często systemy symulacji mechanicznych wyposażone są w moduły umożliwiające obliczenia wytrzymałościowe w zakresie statyki naprężeń, czy obliczeń częstości drgań własnych. Innym równie częstym rozwiązaniem jest możliwość wprowadzania rezultatów obliczeń z systemów SSM jako danych wejściowych do programów MES, w których określa się naprężenia, odkształcenia itp.

MES - zaawansowana matematycznie metoda obliczeń fizycznych opierająca się na podziale obszaru, najczęściej powierzchni lub przestrzeni, na skończone elementy uśredniające stan fizyczny ciała i przeprowadzeniu obliczeń tylko dla węzłów tego podziału. Poza węzłami wyznaczana właściwość jest przybliżana na podstawie obliczeń w najbliższych dwóch węzłach.

10. Szybkie wykonanie prototypów można ogólnie sklasyfikować przez dwa zasadnicze sposoby wytwarzania:

• Obróbkę ubytkową - proces wykonywania gotowych prototypów na obrabiarkach sterowanych numerycznie (szlifowanie, skrawanie, wiercenie, toczenie itp.)

• Warstwowy przyrost tworzywa konstrukcyjnego (można tu zaliczyć wszystkie metody RP)

11. Przyrostowe procesy RP mają następujące cechy:

• Nie występuje konieczność konstruowania specjalnego oprzyrządowania, konstrukcje pomocnicze budowane są w trakcie budowy modelu

• Do wykonania prototypu wystarczającą jest trójwymiarowa powierzchnia lub prosty model wyrobu, ponieważ proces wytwarzania nie musi być przystosowany do geometrii lub cech przedmiotu

• Nie ma potrzeby przechodzenia od cech konstrukcyjnych do technologicznych, konstrukcja zawiera wszystkie informacje geometryczne potrzebne do wytwarzania, ponieważ nie pojawia się żadna różnica pomiędzy materiałem części a materiałem który będzie kształtowany

• Przeważnie nie ma potrzeby określać geometrii półwyrobu, ponieważ prototyp wykonany jest na gotowo

• Planowanie procesu i operacji jest zredukowane do minimum jako zadanie programowe urządzeń RP

12. Przepływ danych w procesie szybkiego prototypowania.

---