Nazwa modułu: Napędy maszyn Rok akademicki: 2012/2013 Kod: RBM-1-404-s Punkty ECTS: 7 Wydział: Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn Specjalność: Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 4 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż, prof. AGH Wójcik Marian (marianw@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr inż. Micek Piotr (micek_pt@agh.edu.pl) dr hab. inż, prof. AGH Wójcik Marian (marianw@agh.edu.pl) dr inż. Olszyna Grzegorz (olszyna@agh.edu.pl) dr inż. Grzybek Dariusz (dariusz.grzybek@agh.edu.pl) dr inż. Pluta Janusz (janusz.pluta@agh.edu.pl) dr inż. Krakowski Tomasz (krakowsk@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Zna podstawowe maszyny elektryczne oraz podstawowe charakterystyki maszyn elektrycznych. BM1A_W06 Kolokwium, Egzamin M_W002 Ma podstawową wiedzę z zakresu obliczania mocy napędów maszyn i ich doboru BM1A_W04 Egzamin, Kolokwium M_W003 Ma wiedzę z zakresu obliczeń parametrów, doboru elementów maszyn. BM1A_W09 Egzamin, Kolokwium M_W004 Posiada wiedzę z zakresu eksploatacji i wytwarzania elementów maszyn napędowych BM1A_W10, BM1A_W11 Egzamin, Kolokwium, M_W005 Zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy obowiazujące przy pracy z napędami maszyn 1 / 7
M_W006 ma wiedzę w zakresie obowiązujących norm i standardów związanych z napędem i sterowaniem pneumatycznym i hydraulicznym BM1A_W16, BM1A_W17 M_W007 ma wiedzę w zakresie elementów napędowych i sterujących oraz układów stosowanych w hydraulice i pneumatyce siłowej BM1A_W10, BM1A_W13 Umiejętności M_U001 Posiada umiejęstność połączenia prostych układów napędowych BM1A_U07, BM1A_U09, BM1A_U02, Zaangażowanie w pracę zespołu M_U002 Zna zasady funkcjonowania klasycznych maszyn elektrycznych, hydraulicznych i pneumatycznych. Umie analizować proste układy pomiarowe wielkości elektrycznych i wielkości nieelektrycznych. Potrafi przeprowadzać pomiary i opracowywać wyniki z uwzględnieniem oceny niepewności pomiaru. BM1A_U07, BM1A_U18, BM1A_U11 Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń M_U003 potrafi korzystać z katalogów, instrukcji obsługi dla układów napędowych. BM1A_U18 Udział w dyskusji, Wykonanie ćwiczeń M_U004 Potrafi obliczać proste układy napędowe oraz właściwie dobrać elementy maszyn. Umie obliczać moc układów napędowych i układów hamulcowych BM1A_U03, BM1A_U12 Kolokwium, Wykonanie ćwiczeń M_U005 potrafi na podstawie schematu funkcjonalnego zrealizować połączenia, uruchomić układ pneumatyczny i hydrauliczny oraz nastawić wymagane parametry pracy BM1A_U09, BM1A_U25 Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń M_U006 potrafi przeprowadzić analizę działania pneumatycznych i hydraulicznych układów napędowo-sterujących na podstawie ich schematów funkcjonalnych Kolokwium, Wykonanie ćwiczeń Kompetencje społeczne M_K001 Potrafi pracować w zespole, wspólnie definiować priorytety i cele pracy oraz przekazywać innym studentom zdobytą wiedzę w celu osiągnięcia wspólnie zdefiniowanego celu BM1A_K04 Udział w dyskusji, Zaangażowanie w pracę zespołu M_K002 Potrafi ocenić ryzyko związane z eksploatacją układów pneumatycznych i hydraulicznych oraz prezentuje postawę zgodną z obowiązującymi przepisami BHP BM1A_K04 M_K003 Potrafi ocenić zagrożenia dla środowiska naturalnego wynikające z oddziaływania hałasu, zanieczyszczeń przez ciecze robocze oraz ma świadomość konieczności utylizacji zużytych cieczy roboczych Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć 2 / 7
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 M_W004 M_W005 M_W006 M_W007 Umiejętności M_U001 M_U002 M_U003 Zna podstawowe maszyny elektryczne oraz podstawowe charakterystyki maszyn elektrycznych. Ma podstawową wiedzę z zakresu obliczania mocy napędów maszyn i ich doboru Ma wiedzę z zakresu obliczeń parametrów, doboru elementów maszyn. Posiada wiedzę z zakresu eksploatacji i wytwarzania elementów maszyn napędowych Zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy obowiazujące przy pracy z napędami maszyn ma wiedzę w zakresie obowiązujących norm i standardów związanych z napędem i sterowaniem pneumatycznym i hydraulicznym ma wiedzę w zakresie elementów napędowych i sterujących oraz układów stosowanych w hydraulice i pneumatyce siłowej Posiada umiejęstność połączenia prostych układów napędowych Zna zasady funkcjonowania klasycznych maszyn elektrycznych, hydraulicznych i pneumatycznych. Umie analizować proste układy pomiarowe wielkości elektrycznych i wielkości nieelektrycznych. Potrafi przeprowadzać pomiary i opracowywać wyniki z uwzględnieniem oceny niepewności pomiaru. potrafi korzystać z katalogów, instrukcji obsługi dla układów napędowych. + + - - - - - - - - - + + - - - - - - - - - + + - - - - - - - - - + - - - - - - - - - - - + + - - - - - - - - - + + - - - - - - - - - + - - - - - - - - - 3 / 7
M_U004 M_U005 M_U006 Potrafi obliczać proste układy napędowe oraz właściwie dobrać elementy maszyn. Umie obliczać moc układów napędowych i układów hamulcowych potrafi na podstawie schematu funkcjonalnego zrealizować połączenia, uruchomić układ pneumatyczny i hydrauliczny oraz nastawić wymagane parametry pracy potrafi przeprowadzić analizę działania pneumatycznych i hydraulicznych układów napędowo-sterujących na podstawie ich schematów funkcjonalnych - + - - - - - - - - - Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 M_K003 Potrafi pracować w zespole, wspólnie definiować priorytety i cele pracy oraz przekazywać innym studentom zdobytą wiedzę w celu osiągnięcia wspólnie zdefiniowanego celu Potrafi ocenić ryzyko związane z eksploatacją układów pneumatycznych i hydraulicznych oraz prezentuje postawę zgodną z obowiązującymi przepisami BHP Potrafi ocenić zagrożenia dla środowiska naturalnego wynikające z oddziaływania hałasu, zanieczyszczeń przez ciecze robocze oraz ma świadomość konieczności utylizacji zużytych cieczy roboczych - + + - - - - - - - - Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Treść wykładów z napędów maszyn 1. Napędy prądu stałego. Podział napędów prądu stałego. Budowa silników obcowzbudnych i samo wzbudnych. Charakterystyki silników prądu stałego samowzbudnych, obcowzbudnych, skokowych, komutatorowych z magnesami stałymi (PMDC) i bezszczotkowych (BLDC). Zalety, wady i możliwości zastosowania silników prądu stałego. 2. Sposoby sterowania napędami prądu stałego. Sterowniki silników skokowych i możliwości kształtowania ich charakterystyk. Sterowanie PWM. Komutacja elektroniczna. 3. Napędy prądu zmiennego. Podział napędów prądu zmiennego. Silniki 4 / 7
asynchroniczne i synchroniczne prądu zmiennego. Charakterystyki silników prądu zmiennego. 4. Sposoby sterowania napędami prądu zmiennego. Schematy podłączenia silników prądu zmiennego. Przemienniki częstotliwości rodzaje budowa, właściwości, programowanie. 5. Serwonapędy prądu stałego i zmiennego. Metody pomiaru parametrów ruchu w napędach elektrycznych. Enkodery optyczne i magnetyczne, resolwery, czujniki Halla. Struktura serwonapędu elektrycznego. Charakterystyki i zastosowanie serwonapędów elektrycznych. 6. Kinematyka pracy różnego typu napędów. Budowa modeli układów napędowych. 7. Równania ruchu. Redukcja mas i momentów. Analiza obciążeniowa napędu. 8. Określanie zapotrzebowania mocy. 9. Rodzaje, charakterystyki mechaniczne sprzęgieł i hamulców stosowanych w napędach. 10. Rodzaje i cechy charakterystyczne przekładni stosowanych w napędach maszyn. Cele stosowania przekładni. Napędy bez przekładni. Omówienie parametrów i budowy typowego napędu dużej mocy z organem roboczym wykorzystującym tarcie. 11. Wprowadzenie do napędów hydraulicznych i pneumatycznych. 12. Pompy, silniki i siłowniki hydrauliczne. 13. Pneumatyczne elementy napędowe. 14. Hydrauliczne i pneumatyczne elementy sterujące. 15. Układy hydrauliczne i pneumatyczne. Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia z napędów maszyn 1. Redukcja mas i momentów bezwładności danej maszyny. 2. Obliczanie parametrów kinematycznych danego napędu. 3. Obliczanie widma obciążenia napędu. 4. Określanie parametrów technicznych dla poszczególnych zespołów napędowych. 5. Sporządzanie wykresów zapotrzebowania mocy i momentu. 6. Sporządzanie programu sterowania napędem. 7. Dobór zespołów mechanicznych przekładni, sprzęgła itp. 8. Dobór parametrów technicznych przekładni do danego napędu. 9. Obliczanie układu hamulcowego napędu. 10. Omówienie i podsumowanie napędów maszyn. 11. Omówienie właściwości pneumatycznych układach napędowo-sterujących. 12. Zapoznanie sie z symbolami graficznymi elementów hydraulicznych i pneumatycznych oraz zasadami ich tworzenia według obowiązujących norm. 13. Omówienie właściwości hydraulicznych układach napędowo-sterujących. 14. Tworzenie schematów funkcjonalnych podstawowych pneumatycznych układów sterowania. 15. Tworzenie schematów funkcjonalnych podstawowych hydraulicznych układów sterowania. Ćwiczenia laboratoryjne Laboratoria z napędów maszyn 1. Wyznaczenie charakterystyki napędu prądu stałego. 2. Sterowanie napędem skokowym wyznaczenie charakterystyk i badanie wpływu podłączenia silnika na jego charakterystyki. 3. Sterowanie silnikiem prądu zmiennego z wykorzystaniem przemiennika częstotliwości. 4. Napędy prądu przemiennego sterowane częstotliwościowo. 5. Wyznaczenie widma obciążeń napędu małej mocy. 5 / 7
6. Badanie układu hamulcowego z siłownikami pasywnymi sterowanymi z agregatu zasilająco-pompowego. 7. Wyznaczenie charakterystyki mechanicznej sprzęgła. 8. Wyznaczanie sprawności układu napędowego. 9. Analiza parametrów technicznych dla różnych warunków pracy dla zespołu napędowego 10. Sporządzanie wykresów zapotrzebowania mocy i momentu zespołu napędowego. 11. Zapoznanie się z elementami stosowanymi w pneumatycznych układach napędowo-sterujących. 12. Budowanie i uruchamianie prostych układów pneumatycznych z siłownikami jednostronnego i dwustronnego działania. 13. Poznanie pomp, elementów napędowych, sterujących i pomocniczych w hydraulice Budowanie i uruchamianie układów pneumatycznych z zastosowaniem zaworów logicznych. 14. Rozpoznawanie elementów hydraulicznych w wybranych stanowiskach. 15. Badania laboratoryjne gerotorowego silnika hydraulicznego. Sposób obliczania oceny końcowej Ocena końcowa jest obliczona jako 0.7xocena z egzaminu+0.2xocena z ćwiczeń+0.1xocena z laboratorów Wymagania wstępne i dodatkowe Umiejętność rozwizywania zadań z zakresu mechaniki; Znajomość podstawowych zagadnień z zakresu matematyki; Znajomość podstawowych zagadnień z zakresu fizyki; Zalecana literatura i pomoce naukowe 1.Engel Z. Giergiel J.: Mechanika Dynamika Wydawnictwo AGH, Kraków 1998 2.Giergiel J.: Zbiór zadań z mechaniki metodyka rozwiązań, Wydawnictwo AGH, Kraków 2001 3.Gottlieb I.: Practical Electric Motor Handbook, Published 1997; Butterworth-Heinemann 4.Grzbiela Cz., Machowski J: Maszyny, urządzenia elektryczne i automatyka w przemyśle, Wydawnictwo Śląsk 2010 5.Hansel J.; Kawecki Z.: Transport pionowy Urządzenia szybowe i przyszybowe, Wydawnictwo AGH, Kraków, 1989 6.6.Hughes A.: Electric Motors and Drives, Published 1993; Butterworth-Heinemann 7.Kędziora A. Eksploatacja szybowych urządzeń wyciągowych Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1976 8.Kuczewski Z.: Napęd elektryczny, Wydawnictwo NT, Warszawa 1972 9.Popowicz O.: Transport Kopalniany część 4 Urządzenia szybowe, Wydawnictwo PWN, Stalingród 1953 10.Kuczewski Z.: Zbiór zadań z napędu elektrycznego, Wydawnictwo Politechnika Śląska, Gliwice 1979 11.Łastowiecki J.: Napędy elektryczne w automatyce i robotyce, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2011 12.Manitus J. Hutnicze napędy elektryczne tom 1 Teoretyczne podstawy napędu, Wydawnictwo Śląsk, 1969 13.Manitus J. Hutnicze napędy elektryczne tom 2 Automatyka napędów, Wydawnictwo Śląsk, 1972 14.14.Michalczyk J.: Dynamika maszyn górniczych cz. I Podstawy opisu zjawisk dynamicznych w maszynach, Skrypt Uczelniany AGH nr 1187, Kraków, 1990 15.Mitew E.: Maszyny elektryczne tom 1 Wydawnictwo Politechnika Radomska, Radom 2005 16.Mitew E.: Maszyny elektryczne tom 2 Wydawnictwo Politechnika Radomska, Radom 2005 17.Plamizer A.: Maszyny elektryczne, Wydawnictwo NT, Warszawa 1982 18.Skwarczyński J., Tertil Z.: Elektromechaniczne przetwarzanie energii. Wydawnictwo AGH, Kraków 2000 19.Skwarczyński J., Tertil Z. Maszyny elektryczne część 2 teoria, Wydawnictwo AGH, Kraków 1997 20.Szklarski L.; Zarudzki J.: Elektryczne maszyny wyciągowe, Wydawnictwo PWN, Warszawa, 1998 6 / 7
21.Zmysłowski T: Górnicze maszyny wyciągowe część mechaniczna, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 2004 22.Jędrzykiewicz Z., Pluta J., Stojek J.: Materiały wykładowe z przedmiotu Napędy i sterowanie hydrauliczne, na prawach rękopisu, Kraków 2004, www.hip.agh.edu.pl 23.Pluta J.: Materiały wykładowe z przedmiotu Napędy i sterowanie pneumatyczne, na prawach rękopisu, Kraków 2004, www.hip.agh.edu.pl Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uzyskanie zaliczeń z cwiczeń i audytoryjnych Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie do zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Udział w konwersatoriach Udział w ćwiczeniach audytoryjnych Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 5 godz 9 godz 15 godz 2 godz 181 godz 7 ECTS 7 / 7