Poradnik dla nauczyciela

Transkrypt

1 Artur Kowalski Moduł Montowanie elementów, urządzeń i systemów mechatronicznych M3 Jednostka modułowa Montowanie elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych M3.J2 Poradnik dla nauczyciela 1

2 Konsultacja: mgr Radosław Niemczewski 2

3 3

4 1. WPROWADZENIE 3 2. WYMAGANIA WSTĘPNE CELE KSZTAŁCENIA Przykładowe scenariusze Podstawowe pojęcia i prawa fizyki stosowane w pneumatyce Pytania sprawdzające 5.2 Ćwiczenia 5.3 Sprawdzian postępów Elementy wykonawcze układów pneumatycznych 6.1 Pytania sprawdzające 6.2 Ćwiczenia 6.3 Sprawdzian postępów Zawory Pytania sprawdzające Ćwiczenia Sprawdzian postępów Podstawowe układy pneumatyczne Pytania sprawdzające Ćwiczenia Sprawdzian postępów Zawory elektropneumatyczne Pytania sprawdzające 9.2 Ćwiczenia 9.3 Sprawdzian postępów 10. Naprawa napędów pneumatycznych Pytania sprawdzające Ćwiczenia Sprawdzian postępów Budowa elementów i układów hydraulicznych Przebieg testowania SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ PNEUMATYKA SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ - HYDRAULIKA SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ - CAŁOŚĆ 16. LITERATURA

5 1. WPROWADZENIE Przekazuje Państwu Poradnik dla nauczyciela który będzie pomocny w prowadzeniu zajęć dydaktycznych dla jednostki modułowej Montowanie elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych M3.J2 zawartej w modułowym programie nauczania dla zawodu technik mechatronik. W poradniku zamieszczono: wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie uczeń powinien mieć już ukształtowane, aby bez problemów mógł korzystać z poradnika dla ucznia, cele kształcenia, wykaz umiejętności, jakie uczeń ukształtuje podczas pracy z Poradnikiem dla ucznia, przykładowe metody i formy zajęć, przykładowe ćwiczenia ze wskazówkami do realizacji, zalecanymi metodami nauczania-uczenia się oraz środkami dydaktycznymi, z których nauczyciel może skorzystać w całości lub wybrać jego zdaniem najlepsze, ewaluację osiągnięć ucznia, przykład narzędzi pomiaru dydaktycznego, wykaz literatury. Wskazane jest, aby zajęcia dydaktyczne były prowadzone były różnymi metodami ze szczególnym uwzględnieniem aktywizujących metod nauczania w tym metody tekstu przewodniego lub samokształcenia kierowanego. Formy organizacyjne pracy uczniów powinny być zróżnicowane począwszy od samodzielnej pracy uczniów do pracy zespołowej. Do części ćwiczeń wymagane jest przygotowanie na podstawie poradnika arkuszy ćwiczeniowych dla ucznia, które będą wypełniane podczas zajęć. 5

6 Zamieszczony materiał nauczania zawiera najważniejsze informacje dotyczące wymienionych zagadnień i wskazuje tematykę, z jaką powinien zostać zapoznany uczeń. Obejmuje on jedynie wybrane efekty nauczania dla danej jednostki modułowej. Poziom trudności wykonywanych ćwiczeń powinien być dostosowany do możliwości i wcześniej ukształtowanych umiejętności uczniów. Wykonanie zaproponowanych przykładowych ćwiczeń pomoże ukształtować niezbędne umiejętności, wymagane programem kształcenia. Na koniec dołączyłem całościowy test z całej jednostki modułowej który nie zawiera pytań zawartych w poradniku dla ucznia. W tym miejscu jest szczególnie ważna rola nauczyciela, gdyż od postawy nauczyciela, sposobu prowadzenia zajęć zależy, na ile jest on w stanie zainteresować ucznia. Uczeń nie zainteresowany materiałem nauczania, wykonywaniem ćwiczeń nie nabędzie w pełni umiejętności przewidzianych w danej jednostce modułowej. Testy zamieszczone w rozdziale ewaluacja osiągnięć ucznia zawierają przykładowe różnorodne możliwości sprawdzenie wiedzy lub wykorzystania tych narzędzi do wykonania np. pracy domowej. Każdemu zadaniu testu nauczyciel przypisze określoną ilość możliwych do uzyskania punktów. Ocena końcowa uzależniona jest od ilości uzyskanych punktów. Nauczyciel może przeprowadzić test według własnego projektu oraz zaproponować własną punktację. Należy pamiętać, żeby tak kontrolować osiągnięcia ucznia, aby umożliwić mu jak najpełniejsze wykazanie swoich umiejętności. Wiadomości należy poszerzyć o wskazaną literaturę. Poradnik został opracowany m.in. w oparciu o pakiety edukacyjne opracowane w ramach projektu współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego, opublikowane na stronie internetowej Krajowego Ośrodka Wspierania Edukacji Zawodowej i Ustawicznej. 6

7 Efekty kształcenia realizowanie w jednostce modułowej - Montowanie elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych M3.J2, gdzie absolwent szkoły kształcącej w zawodzie technik mechatronik powinien być przygotowany do wykonywania następujących zadań zawodowych: E.3.2(1)1. określać rodzaje zjawisk związanych z energią sprężonego powietrza E.3.2(1)2. wyjaśniać zjawiska zawiązane ze sprężonym powietrzem E.3.2(1)3. określać rodzaje zjawisk związanych z energią cieczy w układach hydraulicznych E.3.2(1)4. wyjaśniać zjawiska zawiązane z przepływem cieczy w układach hydraulicznych E.3.2(1)5. sklasyfikować elementy podzespołów i zespołów pneumatycznych E.3.2(1)6. sklasyfikować elementy podzespołów i zespołów hydraulicznych. E.3.2(1)7. objaśniać budowę elementów podzespołów i zespołów pneumatycznych E.3.2(1)8. objaśniać budowę elementów podzespołów i zespołów hydraulicznych E.3.2(1)9. pozyskiwać informacje z katalogów dotyczące budowy elementów i podzespołów pneumatycznych E.3.2(1)10. pozyskiwać informacje z katalogów dotyczące budowy elementów i podzespołów hydraulicznych E.3.2(2)1. sklasyfikować układy sterowania pneumatycznego 7

8 E.3.2(2)2. scharakteryzować układy sterowania pneumatycznego E.3.2(2)3.objaśniać działanie układów sterowania pneumatycznego E.3.2(2)4. scharakteryzować układy sterowania hydraulicznego E.3.2(2)5.objaśniać działanie układów sterowania hydraulicznego E.3.2(2)6. rozpoznać układ sterowania na podstawie schematu pneumatycznego E.3.2(2)7. rozpoznać układ sterowania na podstawie schematu hydraulicznego E.3.2(2)8. przewidywać skutki zmian parametrów elementów oraz skutki zmian elementów układów hydraulicznych na cały układ E.3.2(2)9. narysować schemat układu pneumatycznego E.3.2(2)10. narysować schemat układu hydraulicznego E.3.2(3)1.scharakteryzować elementy i podzespoły pneumatyczne E.3.2(3)2. scharakteryzować elementy i podzespoły hydrauliczne E.3.2(3)3. rozpoznać symbole graficzne elementów i podzespołów pneumatycznych E.3.2(3)4.rozpoznać symbole graficzne elementów i podzespołów hydraulicznych E.3.2(3)5. pozyskiwać informacje z katalogów dotyczące elementów i podzespołów pneumatycznych i hydraulicznych E.3.2(4)1. dobierać parametry elementów pneumatycznych E.3.2(4)2. dobierać parametry elementów hydraulicznych E.3.2(4)3. dobierać parametry podzespołów i zespołów pneumatycznych 8

9 E.3.2(4)4. dobierać parametry podzespołów i zespołów hydraulicznych E.3.2(4)5. rozpoznać funkcje elementów w podzespołach i zespołach pneumatycznych E.3.2(4)6. rozpoznać funkcje elementów w podzespołach i zespołach hydraulicznych E.3.2(5)1. planować montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych E.3.2(5)2. planować montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów hydraulicznych E.3.2(5)3. dobierać narzędzia do prowadzonych prac E.3.2(5)4. pozyskiwać informacje z dokumentacji technicznej dotyczące budowy elementów i podzespołów pneumatycznych i hydraulicznych pod kątem montażu i demontażu E.3.2(6)1. planować montaż elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych w urządzeniach i systemach mechatronicznych E.3.2(6)2. planować montaż elementów, podzespołów i zespołów hydraulicznych w urządzeniach i systemach mechatronicznych E.3.2(6)3.pozyskiwać informacje z dokumentacji technicznej dotyczące budowy elementów i podzespołów pneumatycznych i hydraulicznych pod kątem montażu w urządzeniach i systemach mechatronicznych E.3.2(7)1. planować prace związane z oceną stanu technicznego elementów pneumatycznych E.3.2(7)2. planować prace związane z oceną stanu technicznego elementów hydraulicznych 9

10 E.3.2(7)3. wnioskować o stanie technicznym elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych na podstawie zewnętrznych symptomów zużycia. E.3.2(7)4. wnioskować o stanie technicznym elementów, podzespołów i zespołów hydraulicznych na podstawie zewnętrznych symptomów zużycia. E.3.2(7)5. proponować rozwiązania zaradcze w sytuacji oceny złego stanu technicznego elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych E.3.2(7)6. proponować rozwiązania zaradcze w sytuacji oceny złego stanu technicznego elementów, podzespołów i zespołów hydraulicznych E.3.2(8)1. dokonać analizy kolejności wykonywanych czynności przy montażu i demontażu elementów i podzespołów pneumatycznych i hydraulicznych E.3.2(8)2. stosować zasady wykonania montażu i demontażu elementów i podzespołów pneumatycznych i hydraulicznych E.3.2(8)3. zestawiać elementy i podzespoły pneumatyczne i hydrauliczne E.3.2(8)4. określać narzędzia i przyrządy pomiarowe wykorzystywane do prac z zakresu montażu i demontażu elementów podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych PKZ(E.3.2)(9)1. analizować dokumentację techniczną montażu elementów i podzespołów pneumatycznych i hydraulicznych PKZ(E.3.2)(9)2. porównywać dokumentację techniczną montażu elementów i podzespołów pneumatycznych i hydraulicznych z uzyskanym efektem montażu 10

11 PKZ(E.3.2)(9)3. wskazywać poprawność lub jej brak z dokumentacją techniczną przy montażu elementów i podzespołów pneumatycznych i hydraulicznych PKZ(E.3.2)(9)4. sporządzać sprawozdania i raporty z przeprowadzonych prac przy montażu elementów i podzespołów pneumatycznych i hydraulicznych zgodnie z zasadami KPS(1) przestrzega zasad kultury i etyki; KPS(2)jest kreatywny i konsekwentny w realizacji zadań KPS(3)przewiduje skutki podejmowanych działań KPS(4)jest otwarty na zmiany KPS(5)potrafi radzić sobie ze stresem KPS(6)aktualizuje wiedzę i doskonali umiejętności zawodowe KPS(8)potrafi ponosić odpowiedzialność za podejmowane działania; KPS(10)współpracuje w zespole. 11

12 2. WYMAGANIA WSTĘPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej uczeń powinien umieć: posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu statyki, dynamiki i kinematyki, takimi jak: masa, siła, prędkość, energia, korzystać z różnych źródeł informacji, obsługiwać komputer, współpracować w grupie, stosować przepisy bezpiecznej pracy przy urządzeniach pneumatycznych i hydraulicznych, stosować zasady ochrony środowiska obowiązujące na stanowisku pracy. posłużyć się dokumentacją techniczną urządzeń i systemów mechatronicznych podczas przygotowania elementów podzespołów pneumatycznych i hydraulicznych zespołów do montażu, rozpoznać elementy i podzespoły mechaniczne, urządzenia systemy pneumatyczne i hydrauliczne, 12

13 3. CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej i ćwiczeń podanych w poradniku, uczeń powinien umieć: wyjaśnić budowę elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych; wyjaśnić działanie układów sterowania pneumatycznego i hydraulicznego; rozróżnić elementy, podzespoły i zespoły pneumatyczne i hydrauliczne; rozróżnić parametry i funkcje elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych; dobierać narzędzia do montażu i demontażu elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych; dobierać elementy, podzespoły i zespoły pneumatyczne i hydrauliczne do montażu urządzeń i systemów mechatronicznych; oceniać stan techniczny elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych przygotowanych do montażu; wykonać montaż i demontaż elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych; sprawdzić zgodność montażu elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych z dokumentacją techniczną. zdefiniować podstawowe pojęcia z zakresu pneumatyki, zinterpretować podstawowe prawa fizyczne wykorzystywane w układach pneumatycznych, sklasyfikować elementy układów pneumatycznych ze względu na budowę i przeznaczenie, wyjaśnić zasadę działania siłowników i silników pneumatycznych, 13

14 zastosować prawa fizyczne i zależności matematyczne do prostych obliczeń w układach pneumatycznych, zinterpretować informacje techniczne zawarte na schematach układów pneumatycznych, dobrać typowe elementy układów pneumatycznych, połączyć proste układy pneumatyczne na podstawie schematów, zastosować zasady bhp obowiązujące na stanowisku pracy. 14

15 4. Przykładowe scenariusze Scenariusz zajęć 1 Osoba prowadząca... Modułowy program nauczania: technik mechatronik Moduł: Montowanie elementów, urządzeń i systemów mechatronicznych M3 Jednostka modułowa: Montowanie elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych M3.J2 Temat: Zasady montażu Cele: Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć: określić pojęcie montażu zespołów pneumatycznych i hydraulicznych, rozróżnić zasady montażu urządzeń, elementów oraz zespołów pneumatycznych i hydraulicznych, scharakteryzować zasady montażu elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych. Metody nauczania uczenia się: mapa pojęciowa. Formy organizacyjne pracy uczniów: praca grupowa zróżnicowana. Środki dydaktyczne: literatura zgodnie z Poradnikiem dla nauczyciela. Czas trwania: 45 min. 15

16 Uczestnicy: Uczniowie technikum mechatronicznego. Przebieg zajęć: 1. Wprowadzenie. 2. Uświadomienie celów zajęć. 3. Plan zajęć: A. Pojęcie montażu elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych: wstęp nauczyciel określa pojęcie montażu, uczniowie notują określenie. B. Zasady montażu: nauczyciel dzieli klasę na grupy, każda grupa losuje jedną zasadę montażu elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych do opracowania uczniowie wyszukują w źródłach tekstowych i pozatekstowych informacje na podany temat, sporządzają mapę pojęciową dotyczącą jednej zasady montażu elementów podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych, lider każdej grupy przedstawia na forum klasy, pozostali uczniowie sporządzają notatki. 4. Podsumowanie zajęć: Uczniowie wyjaśniają pojęcie montażu wybranych elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych - podając przykłady, charakteryzują zasady montażu. 5. Ocena poziomu osiągnięć uczniów i ocena ich aktywności. Uczestnicy: uczniowie technikum mechatronicznego. 16

17 Scenariusz zajęć 2 Osoba prowadząca... Modułowy program nauczania: technik mechatronik Moduł: Montowanie elementów, urządzeń i systemów mechatronicznych M3 Jednostka modułowa: Montowanie elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych M3.J2 Temat: Naprawa siłownika pneumatycznego Cele: Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć: określić zakres naprawy na podstawie oględzin i dokumentacji technicznej, zdemontować uszkodzone elementy siłownika pneumatycznego, wymienić uszkodzone elementy siłownika pneumatycznego, zastosować przepisy bhp, ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska podczas wykonywania naprawy siłownika pneumatycznego. Metody nauczania uczenia się: wykład konwersatoryjny, pokaz z objaśnieniem, pokaz z instruktażem, ćwiczenia praktyczne. Formy organizacyjne pracy uczniów: praca w grupach dwuosobowych. 17

18 Środki dydaktyczne: dokumentacja techniczna siłownika pneumatycznego, stół montażowy z imadłem wyposażonym w miękkie szczęki, zestaw narzędzi i przyrządów, karty katalogowe różnych siłowników, zestaw części zamiennych, literatura zgodnie z Poradnikiem dla nauczyciela. Czas trwania: 135 min. Uczestnicy: Uczniowie technikum mechatronicznego. Przebieg zajęć: 1. Wprowadzenie. 2. Przedstawienie celów zajęć. 3. Plan zajęć: A. Przedstawienie zastosowań siłownika pneumatycznego: wstęp omówić przykłady zastosowań siłowników pneumatycznych w urządzeniach mechatronicznych, uczniowie podają przykłady zastosowań siłowników pneumatycznych w urządzeniach mechatronicznych. B. Przedstawienie zasady działania siłownika pneumatycznego: wstęp, należy krótko scharakteryzować uczniom zasadę działania siłownika pneumatycznego, uczniowie otrzymują dokumentację techniczną siłowników pneumatycznych, 18

19 uczniowie pracując w dwuosobowych grupach zapoznają się z dokumentacją techniczną siłowników pneumatycznych. W trakcie zapoznawania się z dokumentacją techniczną, nauczyciel zwraca uwagę uczniom na funkcje poszczególnych elementów w siłowniku pneumatycznym. C. Przedstawienie możliwych uszkodzeń elementów siłownika pneumatycznego, wstęp, nauczyciel krótko charakteryzuje elementy siłownika pneumatycznego, które ulegają uszkodzeniu, uczniowie otrzymują karty katalogowe różnych rozwiązań konstrukcyjnych siłowników pneumatycznych. D. Zdemontowanie uszkodzonych elementów siłownika pneumatycznego, wstęp, nauczyciel omawia sposoby demontowania elementów siłownika pneumatycznego, uczniowie pracując w dwuosobowych grupach dokonują demontażu elementów siłownika pneumatycznego. E. Przeprowadzenie naprawy poprzez wymianę uszkodzonych elementów siłownika pneumatycznego, wstęp, nauczyciel krótko omawia sposoby naprawy siłownika pneumatycznego, uczniowie pracując w dwuosobowych grupach dokonują naprawy siłownika pneumatycznego. 4. Podsumowanie zajęć: wymieniają podstawowe elementy siłownika pneumatycznego i określają ich możliwe uszkodzenia, wskazują sposoby naprawy siłownika pneumatycznego. 5. Ocena poziomu osiągnięć uczniów i ocena ich aktywności. 19

20 Scenariusz zajęć 3 Osoba prowadząca... Modułowy program nauczania: technik mechatronik Moduł: Montowanie elementów, urządzeń i systemów mechatronicznych M3 Jednostka modułowa: Montowanie elementów, podzespołów i zespołów pneumatycznych i hydraulicznych M3.J2 Temat: Naprawa zestawu dydaktycznego Moduły Produkcyjnych Systemów MPS-4 Cele: Po zakończeniu zajęć edukacyjnych uczeń powinien umieć: określić zakres naprawy na podstawie oględzin i dokumentacji technicznej, zdemontować uszkodzone elementy zestawu dydaktycznego Moduły Produkcyjnych Systemów MPS-4, wymienić uszkodzone elementy zestawu dydaktycznego Moduły Produkcyjnych Systemów MPS-4, zastosować przepisy bhp, ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska podczas wykonywania naprawy zestawu dydaktycznego. Metody nauczania uczenia się: pokaz z objaśnieniem, pokaz z instruktażem, ćwiczenia praktyczne. 20

21 Formy organizacyjne pracy uczniów: praca w grupach czteroosobowych. Środki dydaktyczne: dokumentacja techniczna zestawu dydaktycznego Moduły Produkcyjnych Systemów MPS-4, zestaw narzędzi i przyrządów, zestaw części zamiennych, literatura zgodnie z Poradnikiem dla nauczyciela. Czas: 180 min. Uczestnicy: Uczniowie technikum mechatronicznego. Przebieg zajęć: 1. Wprowadzenie. 2. Przedstawienie celów zajęć. 3. Plan zajęć: 21

22 Uczniowie: zapoznają się ze schematem systemu pneumatycznego, zapoznają się z instrukcją obsługi systemu, uruchamiają urządzenia systemu w celu określenia awarii, powtórnie uruchamiają urządzenia systemu w celu stwierdzenia, czy nieprawidłowość się powtarza, sprawdzają, czy w układzie nie występują nadmierne ubytki powietrza, sprawdzają, czy w układzie wielkości ciśnień są zgodne z wartościami określonymi na schemacie, sprawdzają, czy ruchome elementy poruszają się bez oporów, odłączają zasilanie elektryczne układu (pod nadzorem nauczyciela), odłączają zasilanie pneumatyczne (pod nadzorem nauczyciela), zaślepiają końcówki odłączonych przewodów pneumatycznych, podejmują decyzję, który element układu jest uszkodzony, dobierają narzędzia, dokonują naprawy układu, podłączają zasilanie elektryczne i pneumatyczne (pod nadzorem nauczyciela), dokonują próbnego uruchomienia układu pod zmniejszonym ciśnieniem (pod nadzorem nauczyciela), dokonują ponownego uruchomienia układu z pełnym ciśnieniem. 4. Podsumowanie zajęć: uczniowie określają zakres naprawy na podstawie oględzin i dokumentacji, uczniowie demontują uszkodzone elementy układu, uczniowie dokonują naprawy układu, uczniowie uruchamiają układ po przeprowadzonej naprawie. 5. Ocena poziomu osiągnięć uczniów i ocena ich aktywności. 22

23 5. Podstawowe pojęcia i prawa fizyki stosowane w pneumatyce 5.1 Pytania sprawdzające Warunkiem wykonania poprawnie ćwiczeń przez ucznia jest zapoznanie z materiałem dydaktycznym oraz przygotowanie odpowiedzi na pytania: 1. Jakie są podstawowe właściwości gazów? 2. Jak zależy gęstość gazów od temperatury? 3. Jak zależy lepkość od temperatury? 4. Jak brzmi prawo Boyle a i Mariotte a? 5. Jak brzmi prawo Gay-Lussaca? 6. Jak brzmi prawo ciągłości płynów? 7. Jak brzmi prawo zachowania energii? 8. Jakie znasz rodzaje przepływów? 9. Co charakteryzuje liczba Reynoldsa? 5.2 Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Zadaniem ucznia jest : udowodnienie, że γ = ρ g, gdzie: γ ciężar właściwy, ρ gęstość, g przyspieszenie ziemskie. Sposób wykonania ćwiczenia : Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) odszukać odpowiednie wzory na gęstość, ciężar właściwy oraz zależność siły od masy, 2) wykonać przekształcenia wzorów i zależności. 23

24 Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 2 Powietrze o ciśnieniu 2 bary wypełnia zamkniętą, elastyczną komorę o objętości 2 m³ Jakie będzie ciśnienie powietrza, jeżeli pod działaniem sił zewnętrznych zmniejszono objętość komory do objętości 1 m³. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien : 1) odszukać odpowiednie wzory, 2) wykonać obliczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 3 Powietrze znajdujące się w temperaturze 295 K wypełnia elastyczny balon o objętości 1 m³. Zadaniem ucznia jest obliczenie, o ile zwiększy się objętość powietrza, jeśli zostanie ono podgrzane do temperatury 350 K. Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien : 1) odszukać odpowiednie wzory, 2) wykonać obliczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia, poradnik dla ucznia. 24

25 Ćwiczenie 4 Do przedstawionego na rys. 6 schematu uczeń ma zastosować prawo ciągłości przepływu oraz ma zaznaczyć na schemacie potrzebne parametry. Rys. 6. Rysunek do ćwiczenia 4 Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) odszukać odpowiednie wzory, 2) wprowadzić brakujące parametry, 3) podstawić parametry do wzorów. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 5 Zadaniem ucznia jest obliczyć wartości nadciśnienia i podciśnienia, jeśli wartości trzech ciśnień absolutnych wynoszą odpowiednio p 1 = 200 kpa, p 2 = 100 kpa, p 3 = 250 kpa. Jako ciśnienie odniesienia przyjęto ciśnienie p 1. Jakie byłyby wartości nadciśnienia i podciśnienia, jeśli ciśnieniem odniesienia byłoby p 2? Sposób wykonania ćwiczenia : Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien : 1) odszukać odpowiednie określenia, 25

26 2) wykonać obliczenia, 3) wykonać wykresy rozkładu ciśnień, 4) przeanalizować otrzymane wyniki, 5) uzasadnić różnice w otrzymanych wykresach. Wyposażenie stanowiska pracy: arkusze papieru formatu A4, flamastry, arkusz do ćwiczenia, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 6 Zadaniem ucznia jest opisać zależność między parametrami gazu przedstawionego na rysunkach w dwóch stanach. Gaz wypełnia zamkniętą komorę. Stan 1 Stan 2 p 1, V 1 T 1 p 2, V 2, T 2 Rysunek do ćwiczenia 2 Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1. odszukać odpowiednie wzory, 2. zapisać zależność, 3. opisać przedstawione na rysunkach zjawisko. 26

27 Wyposażenie stanowiska pracy: arkusze papieru formatu A4, arkusz do ćwiczenia, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 7 Uczeń ma sprawdzić podstawowe właściwości powietrza. Sposób wykonania ćwiczenia : Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) napełnić niewielki balon sprężonym powietrzem, 2) objąć balon dłońmi i ścisnąć, 3) wyjaśnić, jaka właściwość powietrza umożliwiła zmniejszenie objętości balonu, 4) wyjaśnić, jakie prawo można zastosować do wyjaśnienia zaobserwowanego zjawiska, 5) zanotować spostrzeżenia. Wyposażenie stanowiska pracy: balony, sprężarka, arkusze papieru formatu A4, flamastry, arkusz do ćwiczenia, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 8 Zadaniem ucznia jest obliczyć, jakie będzie ciśnienie powietrza wypełniającego elastyczną, zamkniętą komorę o objętości 1 m³ i ciśnieniu 2 bary, jeśli komora pod wpływem działania sił zewnętrznych zmniejszyła objętość do 0,5 m³. 27

28 Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) odszukać odpowiednie wzory, 2) wykonać obliczenia, 3) opisać występujące zjawisko. Wyposażenie stanowiska pracy: arkusze papieru formatu A4, arkusz do ćwiczenia, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 9 Zadaniem ucznia jest wyznaczenie w układzie pneumatycznym. ciśnienia absolutnego panującego Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1. dokonać analizy treści ćwiczenia, 2. zgromadzić materiały do poprawnego wykonania ćwiczenia, 3. odczytać na barometrze ciśnienie atmosferyczne, 4. odczytać nadciśnienie na manometrze podłączonym do dowolnego układu pneumatycznego, 5. zanotować wyniki, 6. wykonać wykres ciśnienia atmosferycznego wskazanego przez barometr i nadciśnienia wskazanego przez manometr, 28

29 7. odczytać z wykresu ciśnienie absolutne panujące w układzie pneumatycznym, 8. dokonać analizy i interpretacji uzyskanych wyników, 9. zaprezentować otrzymane wyniki na forum grupy i przeprowadzić dyskusję dotyczącą wiarygodności otrzymanych wyników. Wyposażenie stanowiska pracy: manometr, barometr, układ pneumatyczny zasilany sprężonym powietrzem, arkusze papieru formatu A4, flamastry, arkusz do ćwiczenia, poradnik dla ucznia. 5.3 Sprawdzian postępów Uczeń ma sam sprawdzić czy potrafi : Tak Nie 1. Określić podstawowe właściwości płynów? 2. Zastosować prawo Boyle a i Mariotte a? 3. Zastosować prawo Gay-Lussaca? 4. Zastosować prawo ciągłości przepływu płynów? 5. Określić rodzaje przepływów? 6. Zdefiniować liczbę Reynoldsa? 29

30 6. Elementy wykonawcze układów pneumatycznych 6.1 Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania uczeń ma sprawdzić czy jest przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Co to jest siłownik? 2. Jaki jest podział siłowników ze względu na konstrukcję? 3. Jaka jest zasada działania siłownika jednostronnego działania? 4. Jaka jest zasada działania siłownika dwustronnego działania? 5. Jaka jest różnica między siłownikiem o działaniu prostym a odwrotnym? 6. Jakie parametry charakteryzują siłownik? 7. Od czego zależy siła przenoszona przez tłoczysko siłownika dwustronnego działania? 8. Co to jest charakterystyka statyczna siłownika? 6.2 Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Na rysunku 14 przedstawiono przykładowe konstrukcje siłowników. Uczeń ma określić, jakiego rodzaju siłowniki są pokazane oraz wyjaśnić zasadę działania każdego z nich. Rys. 14. Rysunek do ćwiczenia 1 [2] 30

31 Sposób wykonania ćwiczenia : Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) rozpoznać siłowniki, 2) wskazać i nazwać podstawowe elementy konstrukcyjne siłowników, 3) określić zasadę działania każdego z nich, 4) oznaczyć siłownik 5) zanotować spostrzeżenia. Wyposażenie stanowiska pracy: rysunki siłowników, karty katalogowe siłowników. Ćwiczenie 2 Zadaniem ucznia jest rozpoznać siłowniki oraz określ ich zasadę działania i parametry techniczne a na końcu narysować ich symbole graficzne. Sposób wykonania ćwiczenia : Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) obejrzeć siłowniki przykładowe siłowniki, 2) zidentyfikować siłowniki posługując się kartami katalogowymi, 3) określić sposób działania siłowników, 4) narysować symbole graficzne rozpoznanych siłowników, 5) odczytać parametry techniczne siłowników z kart katalogowych, 31

32 6) zanotować odczytane parametry przy odpowiednich symbolach graficznych. Wyposażenie stanowiska pracy: różne siłowniki, karty katalogowe siłowników, norma,symboli graficznych elementów pneumatycznych, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 3 Zadaniem ucznia jest określenie na przykładzie siłownika tłokowego dwustronnego działania, która siła jest większa, ciągnąca czy pchająca. Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) określić siłę ciągnącą w siłowniku dwustronnego działania, 2) określić siłę pchająca w siłowniku dwustronnego działania, 3) porównać obie siły, 4) zanotować wyniki i zapisać wnioski. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia, poradnik ucznia. Ćwiczenie 4 Zadaniem ucznia jest obliczenie siły pchającej w siłowniku dwustronnego działania, jeśli ciśnienie robocze wynosi 3 bary, średnica tłoka D = 25 mm. Należy przyjąć współczynnik sprawności η = 85 %. Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 32

33 1. obliczyć siłę pchająca dla zadanych warunków pracy, 2. zanotować wyniki. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia,, poradnik ucznia. Ćwiczenie 5 Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki statycznej siłownika pneumatycznego. Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) połączyć układ wg poniższego schematu rys zasilanie 5 2, 3 reduktor suwmiarka siłownik membranowy 6 manometr Rys. 15. Schemat stanowiska do ćwiczenia 4 2) zwiększyć ciśnienie wejściowe do siłownika reduktorem 3, 3) odczytać na suwmiarce 4 przesunięcia trzpienia siłownika, 4) powtórzyć pomiary zmniejszając ciśnienie wyjściowe z reduktora, 5) zanotować wyniki, 6) narysować wykres charakterystyki statycznej l = f(p), 7) zinterpretować otrzymany przebieg, 8) zanotować wnioski. 33

34 Wyposażenie stanowiska pracy: Stanowisko laboratoryjne wyposażone w: sprężarkę, stację przygotowania powietrza, reduktory, siłownik, manometry, układ do pomiaru zmiany położenia tłoczyska, suwmiarkę. 6.3 Sprawdzian postępów Uczeń ma sam sprawdzić czy potrafi : Tak Nie 1. Określić bloki funkcjonalne napędu pneumatycznego? 2. Określić funkcje siłownika? 3. Klasyfikować siłowniki ze względu na: a. - rodzaj uzyskiwanego ruchu, b. - sposób wymuszania ruchu tłoczyska? 4. Zinterpretować pojęcie siłownik jednostronnego działania? 5. Zinterpretować pojęcie siłownik dwustronnego działania? 6. Określić podstawowe parametry siłownika? 7. Obliczyć siły przenoszone przez tłoczysko? 8. Wyznaczyć charakterystykę statyczna siłownika? 9. Zinterpretować przebieg charakterystyki statycznej siłownika? 34

35 7. Zawory 7.1 Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania uczeń ma sprawdzić czy jest przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1) Na jakie grupy dzielimy zawory ze względu na ich funkcje w układzie? 2) Jaka jest funkcja zaworu redukcyjnego? 3) Czy za zaworem redukcyjnym może być ciśnienie wyższe niż przed zaworem? 4) Na jakie grupy dzielą się zawory pneumatyczne sterujące kierunkiem przepływu? 5) Jakie zadanie spełnia zawór odcinający? 6) Jakie zadanie spełnia zawór zwrotny? 7) Czy w każdym przypadku podanie czynnika roboczego do kanału wlotowego zaworu zwrotnego obciążonego spowoduje przepływ czynnika? Odpowiedź uzasadnij. 8) Jaka jest funkcja przełącznika obiegu i w jakich układach jest stosowany? 9) Jaka jest funkcja zaworu podwójnego sygnału i w jakich układach jest stosowany? 10) W jakim przypadku w zaworze szybkiego spustu następuje zmiana kierunku przepływu powietrza? Rys. 31. Schemat do pytania 10 Ilu drogowe i ilu położeniowe są zawory przedstawione na rys. 31? 11. Jakie jest zadanie zaworu dławiącego? 12. Jak dzielą się dławiki ze względu na ich konstrukcję? 13. Jaka jest funkcja zaworu dławiąco-zwrotnego? 14. Czy przepływ czynnika roboczego przez zawór dławiąco-zwrotny, w przypadku jego pracy jako zaworu zwrotnego, odbywa się tylko przez zawór zwrotny? 35

36 7.2 Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Zadaniem ucznia jest zbadanie działania zaworów logicznych: podwójnego sygnału i przełącznika obiegu. Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) zidentyfikować kanały wlotowe i kanał wylotowy zaworu podwójnego sygnału na podstawie oznaczeń zaworu i kart katalogowych, 2) połączyć układ wg schematu przedstawionego na rysunku 32 lub zaproponowanego przez nauczyciela, zasilanie 2 zawór odcinający 3, 5, 7 zawór redukcyjny 4, 6, 8, 9 manometry 10 zawór podwójnego sygnału Rys. 32. Schemat stanowiska do ćwiczenia 1 3) zaproponować sposób badania zaworu. 4) wykonać pomiary po uzyskaniu akceptacji nauczyciela, przyjąć stany x 1, x 2 = 0 odcięty dopływ czynnika roboczego, x 1, x 2 = 1 obecność czynnika roboczego pod ciśnieniem. 36

37 5) zanotować wyniki, porównać z kartą katalogową zaworu, 6) powtórz pomiary dla zaworu podwójnego sygnału. Wyposażenie stanowiska pracy: Ćwiczenie 2 zawór podwójnego sygnału, przełącznik obiegu, zawory redukcyjne, zawór odcinający, manometry w odpowiednich zakresach pomiarowych, zasilanie (zestaw przygotowania powietrza. Zadaniem ucznia jest zbadanie działania zaworu redukcyjnego. Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie, uczeń powinien : 1) zidentyfikować kanały: wlotowy i wylotowy zaworu na podstawie oznaczeń na zaworze i karty katalogowej producenta, 2) podłączyć zawór do układu wg schematu przedstawionego na rys. 33 lub schematu zaproponowanego przez nauczyciela zasilanie 2 zawór redukcyjny wstępny 4 zawór badany 3, 5 manometr 6 zawór odcinający Rys. 33. Schemat stanowiska do ćwiczenia 2 3) wyznaczyć charakterystykę statyczną zaworu p y = f(p z ), zawór 6 zamknięty. p y 7 37

38 wykonać pomiary dla kilku nastaw wartości ciśnienia na zaworze 4, zanotować wyniki, narysować wykresy, zinterpretować otrzymane wykresy. 4) wyznaczyć charakterystykę p y = f(q), Q natężenie przepływu odczytywane na rotametrze, nastawić wartość ciśnienia p y, wskazaną przez nauczyciela, zaworem 4, zmieniając zaworem 6 natężenie przepływu, odczytać wskazanie manometru 5, zanotować wyniki, powtórz pomiary dla kilku wartości p y, narysować wykresy charakterystyk p y = f(q), zinterpretować otrzymane wykresy. Wyposażenie stanowiska pracy: zawory redukcyjne, manometry, zawór odcinający (ewentualnie dławiący nastawny), rotametr, zasilanie (zestaw przygotowania powietrza). 38

39 Ćwiczenie 3 Uczeń ma określić ilu drogowe i ilu położeniowe są przedstawione na rys. 34 za pomocą symboli graficznych zawory rozdzielające. a) b) c) Rys. 34. Schemat stanowiska do ćwiczenia 3 Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien : 1) oznaczyć cyframi kanały wlotowe i wylotowe zaworów, 2) określić, które kanały są ze sobą połączone w poszczególnych położeniach zaworów rozdzielających, 3) zanotować spostrzeżenia. Wyposażenie stanowiska pracy: symbole graficzne zaworów, literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia. Ćwiczenie 4 Uczeń ma rozpoznać elementy pneumatyczne przedstawione na schemacie układu (rys. 35). 39

40 Rys. 35. Schemat do ćwiczenia 4 Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, uczeń powinien: 1) zidentyfikować elementy pneumatyczne na schemacie, 2) przerysować symbole graficzne elementów, 3) zapisać obok symbolu elementu jego funkcje. Wyposażenie stanowiska pracy: schemat układu pneumatyczny, normy z symbolami graficznymi elementów, karty katalogowe elementów pneumatycznych. 40

41 7.3 Sprawdzian postępów Uczeń ma sam sprawdzić czy potrafi : Tak Nie 1. Rozpoznać zawory na schemacie układu pneumatycznego? 2. Podzielić zawory ze względu na funkcję w układzie? 3. Określić funkcję zaworów: odcinającego, zwrotnego, przełącznika obiegu, podwójnego sygnału, szybkiego spustu, zaworu rozdzielającego?, 3. Rozpoznać zawory na podstawie symbolu graficznego? 4. Określić zasadę działania zaworu dławiąco-zwrotnego? 8. Podstawowe układy pneumatyczne 8.1 Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania uczeń ma sprawdzić czy jest przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Na czym polega sterowanie bezpośrednie siłownikiem? 2. Na czym polega sterowanie pośrednie siłownikiem? 3. W jaki sposób wpływa zawór dławiąco-zwrotny na prędkość ruchu tłoczyska? 4. W jaki sposób wpływa zawór szybkiego spustu na prędkość ruchu tłoczyska? 41

42 8.2 Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Zadaniem ucznia jest narysowanie układu sterowania siłownikiem jednostronnego działania z wykorzystaniem zaworu dwupołożeniowego trójdrogowego. Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien : 1) dobrać potrzebne elementy posługując się katalogiem, 2) narysować układ sterowania pneumatycznego. Wyposażenie stanowiska pracy: katalogi elementów pneumatycznych, poradnik dla ucznia, normy. Ćwiczenie 2 Uczeń ma narysować układ sterowania siłownikiem dwustronnego działania z wykorzystaniem dwóch zaworów dwupołożeniowych trójdrogowych. Sposób wykonania ćwiczenia : Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) dobierać potrzebne elementy posługując się katalogiem, 2) narysować układ sterowania pneumatycznego. Wyposażenie stanowiska pracy: katalogi, normy, Poradnik dla ucznia. 42

43 Ćwiczenie 3 Zadaniem ucznia jest połączyć układ wg schematu z ćwiczenia 1. Oraz sprawdzić działanie układu. Sposób wykonania ćwiczenia : Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien : 1) dobrać elementy pneumatyczne zgodnie ze schematem z ćwiczenia 1, 2) zamodelować zaprojektowany układ na stanowisku laboratoryjnym, 3) podłączyć zasilanie, 4) sprawdzić działanie układu. Wyposażenie stanowiska pracy: elementy pneumatyczne, stanowisko do modelowania układów pneumatycznych, zasilanie pneumatyczne, katalogi, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 4 Zadaniem ucznia jest połączyć układ wg schematu z ćwiczenia 2. oraz sprawdzić działanie układu. Sposób wykonania: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien : 1) dobrać elementy pneumatyczne zgodnie ze schematem z ćwiczenia 1, 2) zamodelować zaprojektowany układ na stanowisku laboratoryjnym, 3) podłączyć zasilanie, 4) sprawdzić działanie układu. 43

44 Wyposażenie stanowiska pracy: elementy pneumatyczne, stanowisko do modelowania układów pneumatycznych, zasilanie pneumatyczne, katalogi, poradnik dla ucznia. Ćwiczenie 5 Zadaniem ucznia jest zaprojektowanie układu sterowania pośrednio siłownikiem jednostronnego działania korzystając z przedstawionych na rys. 42 elementów. Rys. 42. Rysunek do ćwiczenia 5 Sposób wykonania ćwiczenia: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) rozpoznać elementy, 2) narysować połączenia miedzy nimi, 3) przeanalizować działanie układu, 4) sprawdzić działanie układu korzystając z programu komputerowego do modelowania układów pneumatycznych, Wyposażenie stanowiska pracy: stanowisko komputerowe z oprogramowaniem do symulacji pracy układów pneumatycznych, katalogi elementów pneumatycznych, normy symboli graficznych elementów pneumatycznych. 44

45 Ćwiczenie 6 Uczeń ma za zadanie zaprojektować układ sterowania pośrednio siłownikiem dwustronnego działania korzystając z przedstawionych na rys. 43 elementów. Rys. 43. Rysunek do ćwiczenia 6 Sposób wykonania ćwiczenia : Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien : 1) rozpoznać elementy, 2) narysować połączenia między nimi, 3) przeanalizować działanie układu, 4) sprawdzić działanie układu korzystając z programu komputerowego do modelowania układów pneumatycznych, Wyposażenie stanowiska pracy: stanowisko komputerowe z oprogramowaniem do symulacji pracy układów pneumatycznych, katalogi elementów, normy symboli graficznych elementów pneumatycznych. 45

46 Ćwiczenie 7 Zadaniem ucznia jest zaprojektowanie i połączenie na stanowisku laboratoryjnym układu bezpośredniego sterowania siłownikiem dwustronnego działania tak, aby przy ciśnieniu 6 bar wytworzyć siłę czynną 2000 N. Sposób wykonania ćwiczenia : Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien : 1) obliczyć parametry siłownika, 2) dobierać siłownik z katalogu, 3) narysować układ sterowania 4) połączyć zaprojektowany układ na stanowisku laboratoryjnym. Wyposażenie stanowiska pracy: katalogi, elementy pneumatyczne. 8.3 Sprawdzian postępów Uczeń ma sam sprawdzić czy potrafi : Tak Nie 1. Rozróżnić układy pneumatyczne sterowania bezpośredniego? 2. Rozróżnić układy pneumatyczne sterowania pośredniego? 3. Dobrać elementy do układów pneumatycznych? 4. Połączyć proste układy pneumatyczne na podstawie schematów? 5. Zaprojektować proste układy pneumatyczne? 46

47 9. Zawory elektropneumatyczne 9.1 Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania uczeń wykonania ćwiczeń. sprawdzi, czy jest przygotowany do 1. Co oznacza pojęcie zawór monostabilny? 2. Co oznacza pojęcie zawór bistabilny? 3. Jaka jest zasada działania zaworu elektropneumatycznego? 4. Jaka jest zasada działania zaworu proporcjonalnego? 5. W jaki sposób realizowana jest alternatywa za pomocą elementów stykowych? 6. W jaki sposób realizowana jest koniunkcja za pomocą elementach stykowych? 9.2 Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Uczeń ma określić ilu drogowe i ilu położeniowe są przedstawione na poniższym rysunku zawory rozdzielające. W jaki sposób są sterowane? a) b) c) d) e) f) Rysunek symboli graficznych zaworów do ćwiczenia 1 47

48 Sposób wykonania ćwiczenia : Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien : 1) rozpoznać zawory posługując się katalogami, 2) określić, w jaki sposób realizowane jest sterowanie poszczególnych zaworów, 3) określić, które kanały są ze sobą połączone w poszczególnych położeniach zaworów rozdzielających, 4) zanotować spostrzeżenia. Wyposażenie stanowiska pracy: symbole graficzne zaworów, katalogi, literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia. Ćwiczenie 2 Uczeń ma za zadanie rozpoznać elementy pneumatyczne przedstawione na poniższym schemacie. Sposób wykonania ćwiczenia : Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1. zidentyfikować elementy pneumatyczne na schemacie, 2. przerysować symbole graficzne elementów, 3. zapisać obok symbolu elementu jego nazwę i określić funkcje. Wyposażenie stanowiska pracy: schemat układu pneumatycznego, normy z symbolami graficznymi elementów, karty katalogowe elementów pneumatycznych. 48

49 Rysunek schematu układu do ćwiczenia Sprawdzian postępów Uczeń ma sam sprawdzić czy potrafi : Tak Nie 1. Narysować symbol dowolnego elektrozaworu? 2. Wyjaśnić pojęcie zawór proporcjonalny? 3. Narysować schemat połączenia elektrozaworu z układem sterującym? 4. Wyjaśnić pojęcie zawór monostabilny? 5. Wyjaśnić pojęcie zawór bistabilny? 6. Zrealizować alternatywę na układach stykowych? 49

50 10. Naprawa napędów pneumatycznych 10.1 Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Z jakiego powodu w układach pneumatycznych, w przeciwieństwie do układów hydraulicznych, stosuje się instalacje jednoprzewodowe? 2. Dlaczego w układach pneumatycznych sprężone powietrze musi być specjalnie przygotowane? 3. Z jakich materiałów są wykonywane przewody pneumatyczne? 4. Jakimi wadami charakteryzują się urządzenia pneumatyczne? 5. Jaki element urządzenia pneumatycznego wykonuje ruch prostoliniowy? 6. Jakie czynności związane z bezpieczeństwem pracy należy wykonać przed przystąpieniem do naprawy urządzenia pneumatycznego? 7. Jakie uszkodzenie w układzie pneumatycznym spowodowało zbyt małą prędkość mechanizmu wykonawczego (siłownika)? 10.2 Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Na rys. 59. przedstawiony jest system mechatroniczny Moduły Produkcyjnych Systemów MPS-4. Rys. 59. Rysunek poglądowy systemu MPS [5] 50

51 MPS-4 zawiera w sobie przemysłowe elementy wykonawcze elektryczne i elektropneumatyczne MPS-4 składa się z czterech stanowisk, między innymi stanowiska 1 DYSTRYBUCJA. W skład stanowiska wchodzi moduł magazyn składowania przedstawiony na rys. 60. Rys. 60. Rysunek poglądowy modułu magazyn składowania [5] Działanie modułu polega na przesunięciu detalu przy pomocy siłownika liniowego pneumatycznego. Stanowisko 1 uległo awarii, zapis w protokole z oględzin i pomiarów diagnostycznych wskazał na uszkodzenie siłownika pneumatycznego w module magazyn składowania. Z dokumentacji technicznej wynika, że ten typ siłownika nie podlega naprawie. Dokonaj naprawy stanowiska 1 poprzez wymianę siłownika pneumatycznego. Do dyspozycji masz rysunek montażowy (rys. 61.) magazynu składowania nr katalogowy oraz listę części. Rys. 61. Rysunek montażowy MPS-4 [5] 51

52 Ilość Nr katalogowy Lp. Część mechaniczna 1. Rura magazynu Przesuwka zabezpieczająca Podstawa magazynu Siłownik dwustronnego działania Zawór zwrotno-dławiący Złączka Ck-M5-PK Śruba M6x Nakrętka młotkowa M Śruba M4x Podkładka okrągła 4, Płytka obudowa Część elektryczna 1. Mikro-wyłącznik S-3-E Wyłącznik zbliżeniowy magnetyczny Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie powinieneś: 1. zapoznać się z dokumentacją MPS-4, a szczególnie z dokumentacją stanowiska 1, 2. zidentyfikować stanowisko 1 i jego elementy składowe, 3. dobrać niezbędne narzędzia, 4. odłączyć zasilanie elektryczne systemu, 5. sprawdzić, czy w systemie nie ma już ciśnienia czynnika, 6. odłączyć przewody pneumatyczne i zaślepić końcówki, 7. wymienić uszkodzony siłownik, 8. podłączyć wszystkie odłączone przewody, 9. przeprowadzić próbę szczelności, 10. przeprowadzić próbę działania modułu, 11. stosować przepisy bhp. 52

53 Wyposażenie stanowiska pracy: zestaw narzędzi i przyrządów, zestaw części zamiennych siłownik pneumatyczny, katalog pneumatyki, literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia Sprawdzian postępów Uczeń ma sam sprawdzić czy potrafi : Tak Nie 1. Zidentyfikować elementy układu pneumatycznego, w którym wystąpiło uszkodzenie? 2. Dokonać pomiaru wielkości ciśnień w układzie pneumatycznym i porównać z wartościami określonymi na schemacie? 3. Przygotować układ pneumatyczny do naprawy uwzględniając przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy? 4. Określić przyczynę uszkodzenia na podstawie informacji, że w układzie pneumatycznym nadmiernie wzrosła temperatura czynnika? 5. Dobrać niezbędne narzędzia i przyrządy do wymontowania wskazanego elementu układu pneumatycznego? 53

54 11. Budowa elementów i układów hydraulicznych 11.1 Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Które elementy tworzą strukturę funkcjonalną układu hydraulicznego? 2. Jakie są zadania urządzeń sterujących w układach hydraulicznych? 3. Które parametry charakteryzują właściwości pomp hydraulicznych? 4. Jaki jest cel stosowania zaworów bezpieczeństwa w układach hydraulicznych? 5. Jak brzmi nazwa urządzenia, które należy zamontować w układzie hydraulicznym, aby zagwarantować przepływ cieczy roboczej w przewodzie tylko w jednym kierunku bez możliwości cofania? 6. Jaka jest zasada działania siłowników hydraulicznych? 7. Jakie są zadania stacji olejowej w układzie hydraulicznym? 11.2 Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Urządzenia hydrauliczne zaprezentowane w poradniku (silniki i siłowniki hydrauliczne, zawory redukcyjne, zawory bezpieczeństwa, zawory przelewowe, dławiki, zawory rozdzielające, zawory zwrotne) uczeń ma zakwalifikować do grup tworzących strukturę funkcjonalną układów hydraulicznych. 54

55 Sposób wykonywania ćwiczeń Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) zapoznać się z informacjami zawartymi w Poradniku dla ucznia oraz fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela, 2) przeprowadzić dyskusję z kolegami w grupie 3-4 osobowej, 3) zapisać rezultaty dyskusji w sprawozdaniu z ćwiczenia, 4) w formie prezentacji przedstawić wyniki dyskusji w grupach. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia, karta ćwiczenia. Ćwiczenie 2 Zadaniem ucznia jest porównanie właściwości poszczególnych rodzajów pomp hydraulicznych. Sposób wykonywania ćwiczeń: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) zapoznać się z informacjami zawartymi w Poradnikiem dla ucznia dla ucznia oraz fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela, 2) zadanie wykonać w grupie 2-3 osobowej, 3) właściwości poszczególnych pomp zapisać w karcie ćwiczenia, 4) zaprezentować wyniki pracy. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia, karty ćwiczeń z tabelami do wpisania właściwości poszczególnych pomp. 55

56 Ćwiczenie 3 Zadaniem ucznia jest obliczy średnicę tłoka siłownika hydraulicznego dwustronnego działania z dwustronnym tłoczyskiem, który ma przemieszczać przedmiot o ciężarze 2000 [N]. Siłownik zasilany będzie cieczą hydrauliczną o ciśnieniu 7 [Mpa]. Sposób wykonywania ćwiczeń Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) zapoznać się z informacjami zawartymi w Poradnikiem dla ucznia oraz fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela, 2) zadanie wykonać indywidualnie, 3) zapisać tok obliczeń w karcie ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia karta ćwiczenia. Ćwiczenie 4 Uczeń ma za zadanie podać nazwy urządzeń, które powinny wchodzić w skład stacji olejowej układu hydraulicznego. Układ musi być zabezpieczony przed przeciążeniem, olej powracający jest zanieczyszczony, ale nie wymaga dodatkowego chłodzenia. Sposób wykonywania ćwiczeń: Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) zapoznać się z informacjami zawartymi w Poradniku dla ucznia oraz fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela, 2) wykonać zadanie indywidualnie, 3) zapisać nazwy urządzeń w karcie ćwiczenia. 56

57 Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z rozdziałem Poradnikiem dla ucznia, karta ćwiczenia. Ćwiczenie 5 Uczeń ma wymienić wszystkie elementy wykorzystane do budowy układu hydraulicznego, którego schemat przedstawiono obok. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) zapoznać się z informacjami zawartymi w poradniku dla ucznia oraz fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela, 2) przeprowadzić dyskusję z kolegami w grupie 3 4 osobowej, 3) zapisać nazwy elementów na karcie ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia, karta ćwiczenia. Ćwiczenie 6 Zadaniem ucznia jest porównanie właściwości poszczególnych hydraulicznych układów nastawiających i regulujących prędkość elementu wykonawczego. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 57

58 1) zapoznać się z informacjami zawartymi w Poradniku dla ucznia oraz fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela, 2) pracować indywidualnie, 3) własności zapisać w karcie ćwiczenia. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia, karty ćwiczenia. Ćwiczenie 7 Uczeń ma dobierać z katalogu/strony internetowej/ siłownik hydrauliczny jednostronnego działania z jednostronnym tłoczyskiem, który ma zacisnąć w uchwycie przedmiot z siłą 2000 [N]. Siłownik zasilany będzie cieczą hydrauliczną o ciśnieniu 7 [Mpa]. Sposób wykonywania ćwiczeń Aby wykonać ćwiczenie uczeń powinien: 1) zapoznać się z informacjami zawartymi w Poradnikiem dla ucznia oraz fragmentami literatury wskazanymi przez nauczyciela, 2) pracować indywidualnie, 3) obliczyć średnicę tłoka siłownika, 4) założyć skok siłownika i z katalogu dobrać siłownik. Wyposażenie stanowiska pracy: literatura zgodna z Poradnikiem dla ucznia, katalog siłowników hydraulicznych. 58