MARTA ŻYŁKA 1, ZYGMUNT SZCZERBA 2, WOJCIECH ŻYŁKA 3

Podobne dokumenty
BADANIA PNEUMATYCZNEGO SIŁOWNIKA BEZTŁOCZYSKOWEGO

ĆWICZENIE NR P-8 STANOWISKO BADANIA POZYCJONOWANIA PNEUMATYCZNEGO

BUDOWA I TESTOWANIE UKŁADÓW PNEUMATYKI

Projektowanie siłowych układów hydraulicznych - opis przedmiotu

BUDOWA I TESTOWANIE UKŁADÓW ELEKTROPNEUMATYKI

Wprowadzenie. - Napęd pneumatyczny. - Sterowanie pneumatyczne

POLITECHNIKA RZESZOWSKA PLAN STUDIÓW

[mm] 0,08 0,07. Skok 35 0,43 0, ,58 0, ,7 1, ,82 1, ,95 1, ,07 1,69

Nowości prawie w zasięgu ręki. ul. Wyścigowa Wrocław tel

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

ZINTEGROWANY HAMULEC HYDRAULICZNY

Odniesienie do obszarowych efektów kształcenia Kierunkowe efekty kształcenia WIEDZA (W)

09 - Dobór siłownika i zaworu. - Opór przepływu w przewodzie - Dobór rozmiaru zaworu - Dobór rozmiaru siłownika

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

DOBÓR ELEMENTÓW PNEUMATYCZNYCH UKŁADÓW NAPĘDOWYCH

Ćwiczenia laboratoryjne z przedmiotu : Napędy Elektryczne, Hydrauliczne i Pneumatyczne

INSTYTUT NAUK TECHNICZNYCH PWSW w Przemyślu

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

Układy napędowe maszyn - opis przedmiotu

Urządzenia automatyki przemysłowej Kod przedmiotu

Zespół ustalający położenie tłoka, Seria LU6 Ø mm Blokada i hamowanie: siła sprężyny ustawiona trwale, Luzowanie: sprężone powietrze

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

Uniwersalne elektrohydrauliczne stanowisko dydaktyczno-badawcze

Temat: Układy pneumatyczno - hydrauliczne

Uchwała obowiązuje od dnia podjęcia przez Senat. Traci moc Uchwała nr 144/06/2013 Senatu Uniwersytetu Rzeszowskiego z 27 czerwca 2013 r.

BUDOWA PNEUMATYCZNYCH SIŁOWNIKÓW Z RYGLAMI ORAZ SIŁOWNIKÓW Z HAMULCAMI

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

MODELOWANIE I SYMULACJA UKŁADÓW PNEUMATYCZNYCH, HYDRAULICZNYCH I ELEKTRYCZNYCH za pomocą programu komputerowego AUTOSIM 200

1/ Średnice: Ø10, 16, 20, 25, 32 mm

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

Informacje ogólne. ABS ESP ASR Wspomaganie układu kierowniczego Aktywne zawieszenie Inteligentne światła Inteligentne wycieraczki

Komputerowe wspomaganie projektowania urządzeń płynowych Computer aided design of fluid systems

SIŁOWNIKI SERII ISO Ø mm Z TULEJĄ CYLINDRYCZNĄ I ŚRUBAMI ŚCIĄGOWYMI

KOMPUTEROWY MODEL UKŁADU STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PRZECHOWALNI JABŁEK

Dostępne są dwie wersje prowadzenia: prowadnice w tulejach z brązu spiekanego oraz toczne z łożyskami kulkowymi.

DROGA ROZWOJU OD PROJEKTOWANIA 2D DO 3D Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMÓW CAD NA POTRZEBY PRZEMYSŁU SAMOCHODOWEGO

PNEUMATYKA - napędy. Budowa siłownika ISO 15552

Wykład 9. Metody budowy schematu funkcjonalnego pneumatycznego układu przełączającego:

Laboratorium Napędu i Sterowania Pneumatycznego

1/ Magnetyczne Rozmiary: Ø16, 20, 25, 32 mm. Duże możliwości montażowe Nierdzewne stalowe szczęki chwytające Rozległa powierzchnia robocza

Seria Prowadnice siłownika zaprojektowano w dwóch wersjach:

MODELOWANIE I SYMULACJA UKŁADÓW PNEUMATYCZNYCH, HYDRAULICZNYCH I ELEKTRYCZNYCH za pomocą programu komputerowego AUTOMATION STUDIO

Hamulce hydrauliczne serii 43. NAPĘDY > Hamulce hydrauliczne serii 43 KATALOG > Wydanie 8.7

WYDZIAŁ TRANSPORTU I INFORMATYKI MECHANIKA I BUDOWA MASZYN I STOPIEŃ PRAKTYCZNY

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U. Urządzenia wykonawcze Actuators, design and function

Siłownik liniowy z serwonapędem

Oferta edukacyjna Uniwersytetu Rzeszowskiego.

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

dr inż. Piotr Pawełko / Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia patrz punkt 6!!!

INSTRUKCJA Regulacja PID, badanie stabilności układów automatyki

Siłowniki. Konstrukcja siłownika. pokrywa tylna. tylne przyłącze zasilania. cylinder (profil) przednie przyłącze zasilania. tuleja tylnej amortyzacji

pneumatyczny napęd obrotowy zgodny z ISO 5211 Seria PAD (dwustronnego działania) i PAS (jednostronnego działania) średnica tłoka mm

PL B1. Siłownik hydrauliczny z układem blokującym swobodne przemieszczenie elementu roboczego siłownika. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL

BVA300 Siłowniki pneumatyczne do zaworów kulowych

podstawowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) obowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) polski semestr trzeci

BUDOWA PNEUMATYCZNEGO STEROWNIKA

Kierunek: Automatyka i Robotyka Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Niestacjonarne. laboratoryjne projektowe.

PNEUMATYCZNA TECHNIKA PROPORCJONALNA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Nazwa kwalifikacji: Projektowanie i programowanie urządzeń i systemów mechatronicznych Oznaczenie kwalifikacji: E.19 Numer zadania: 01

Próby ruchowe dźwigu osobowego

Automatyzacja wytwarzania - opis przedmiotu

Hydrauliczne kontrolery prędkości Ø40 - Ø63

WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK SIŁOWNIKÓW UDAROWYCH Z NASTAWIANĄ OBJĘTOŚCIĄ KOMORY

Pneumatyczne, elektryczne i elektrohydrauliczne siłowniki do zaworów regulacyjnych i klap

Kierunek: Mechatronika Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne. Wykład Ćwiczenia

Siłowniki serii 50 powinny być używane zgodnie z wartościami sił obciążających i momentów przedstawionych w odpowiednich tabelach.

Technik mechanik. Zespół Szkół Nr 2 w Sanoku

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: RAR s Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

PR kwietnia 2012 Mechanika Strona 1 z 5. XTS (extended Transport System) Rozszerzony System Transportowy: nowatorska technologia napędów

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY PROJEKT DYPLOMOWY INŻYNIERSKI

Więcej niż automatyka More than Automation

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

PROJEKT TECHNICZNY MECHANIZMU CHWYTAKA TYPU P-(O-O-O)

Wprowadzenie. Napędy hydrauliczne są to urządzenia służące do przekazywania energii mechanicznej z miejsca jej wytwarzania do urządzenia napędzanego.

Rok akademicki: 2012/2013 Kod: EIB BR-s Punkty ECTS: 3. Kierunek: Inżynieria Biomedyczna Specjalność: Biomechanika i robotyka

PL B1. ADAPTRONICA SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Łomianki k. Warszawy, PL BUP 20/10

I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU

CHWYTAKI CHWYTAKI SERII P3K - P12K

NAPĘD I STEROWANIE PNEUMATYCZNE PODSTAWY

9.Tylko jedna odpowiedź jest poprawna. 10. Wybierz właściwą odpowiedź i zamaluj kratkę z odpowiadającą jej literą np., gdy wybrałeś odpowiedź A :

POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY PROJEKT DYPLOMOWY INŻYNIERSKI

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Tabela odniesień efektów kierunkowych do efektów obszarowych

Rok I, semestr I (zimowy)

PROJEKTOWANIE UKŁADÓW PNEUMATYCZNYCH za pomocą programu komputerowego SMC-PneuDraw 2.8

pneumatyka 2014/2015 KATALOG PRODUKTÓW

Przewodnik produktów 3.01 Minizawory sterowane mechanicznie Seria Zawory sterowane mechanicznie Seria 1 i 3

Wykorzystanie komputera przez uczniów klas IV VI szkoły podstawowej w uczeniu się sprawozdanie z badań sondażowych

PROGRAM STUDIÓW WYŻSZYCH ROZPOCZYNAJĄCYCH SIĘ W ROKU AKADEMICKIM 2015/16

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Układy rewersyjne

przedmiot specjalnościowy przedmiot obowiązkowy polski szósty

Wykład 6. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów. Siłowniki tłokowe

POLITECHNIKA RZESZOWSKA PLAN STUDIÓW

Seria Jubileuszowa. Rozwiązania informatyczne. Sprężarki śrubowe Airpol PRM z przetwornicą częstotliwości. oszczędność energii. ochrona środowiska

Transkrypt:

Wydawnictwo UR 2016 ISSN 2080-9069 ISSN 2450-9221 online Edukacja Technika Informatyka nr 2/16/2016 www.eti.rzeszow.pl DOI: 10.15584/eti.2016.2.19 MARTA ŻYŁKA 1, ZYGMUNT SZCZERBA 2, WOJCIECH ŻYŁKA 3 Przykład wykorzystania komputerowych programów inżynierskich dla układów pneumatyki w kształceniu studentów Example of using computer engineering programs for systems of the pneumatics in students education 1 Magister inżynier, Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Zakład Termodynamiki i Mechaniki Płynów, Polska 2 Doktor inżynier, Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Zakład Termodynamiki i Mechaniki Płynów, Polska 3 Doktor inżynier, Uniwersytet Rzeszowski, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Katedra Mechatroniki i Automatyki, Polska Streszczenie W artykule podano sposób przeprowadzenia doboru podstawowych parametrów elementów napędowych i sterujących. Ich charakterystyki zobrazowano, podając wyniki komputerowej symulacji działania podstawowego układu napędowego. Słowa kluczowe: układy pneumatyki, elementy napędowe, programy inżynierskie. Abstract In the article the manner of conducting the selection parameters of the controls and drive components. Their characteristics were illustrated the results of the computer simulation of the primary drive system. Key words: pneumatic systems, driving elements, engineering programs. Wstęp Obserwowany od wielu lat postęp technologii w zakresie projektowania i wytwarzania urządzeń mechatronicznych obejmuje wiele dziedzin, zaczynając od wytwarzania różnego rodzaju dóbr ogólnego użytku, a kończąc na wyjątkowo dokładnych miniaturowanych urządzeniach elektronicznych. Istotnym aspektem jest dokładność wykonania elementów wchodzących w skład urządzeń mechatronicznych, wyrobów części i ich konstrukcji. Aby student studiów inżynierskich mógł poprawnie projektować i wykonywać urządzenia mechatroniczne, 146

powinien w ramach kształcenia zapoznać się z komputerowymi programami inżynierskimi, a w szczególności dla układów pneumatyki. Ważnym etapem projektowania układu sterującego i napędowego są obliczenia projektowe. Celem tych obliczeń jest określenie wartości niezbędnych do zaprojektowania lub doboru z katalogów elementów sterujących i napędowych wchodzących w skład projektowanego układu napędowego. Obliczenia projektowe mają na celu stwierdzenie na drodze obliczeniowej, czy projektowany układ spełni stawiane przed nim wymagania [Szenajch 1997]. Podstawowym dążeniem człowieka jest stałe ulepszanie warunków pracy i życia [Szenajch 1992]. Obecnie w przemyśle pojawiają się oprogramowania inżynierskie (online) służące do dobierania elementów w pneumatycznych układach napędowych. Jedną z firm oferującą tego typu programy jest Firma Festo. Dzięki takim oprogramowaniom możliwe staje się przeprowadzenie doboru podstawowych parametrów elementów pneumatycznych czy też symulacja działania układu sterowania. Rysunek 1. Siłownik pneumatyczny dwustronnego działania firmy Festo [www.festo.pl] 1. Program doboru i symulacji jest programem intuicyjnym. W pierwszej kolejności do programu należy wprowadzić główne parametry wynikające z obiektu sterowania, np. masa przemieszczanego przedmiotu siłownika, ciśnienie pracy czy też długość przewodu. Wybór głównych ustawień: 1. Przemieszczana masa (waga przesuwanego przedmiotu siłownika): 30 [kg]. 2. Żądany skok (długość drogi): 1500 [mm]. 3. Ciśnienie pracy (ciśnienie dostępne bezpośrednio z zaworu, regulować je można od 3 do 12 bar): 6 [bar]. 4. Żądany czas pozycjonowania (czas potrzebny na wykonanie pracy wysuwu i cofnięcia): 1 [s]. Początkowe parametry siłownika: 1. Kierunek ruchu: wysuwanie. Zasilanie sprężonym powietrzem: 1. Długość przewodu (przewody muszą być układane prosto bez zgięć): 147

jednostka przygotowania powietrza do zaworu 1 [m], zawór siłownik 1 [m]. Dodatkowe dane: 1. Dodatkowa siła: 1000 [N]. 2. Dodatkowe tarcie: 100 [N]. 3. Po wprowadzeniu podstawowych parametrów do programu należy wprowadzić: kształt, rodzaj materiału oraz wymiary przesuwanego elementu. Pozwoli to programowi na oszacowanie masy przedmiotu. Rysunek 2. Wybór kształtu i materiału przesuwanej masy 4. W następnym kroku program daje możliwość wyboru siłownika ze względu na pozostałe parametry obiektowe w celu skompletowania układu sterowania. Przykładowo wybrano: siłownik pneumatyczny DNC-80-1500-PPV-A zgodny z ISO 15552, korpus z profilu z bezdotykową sygnalizacją położenia, z obustronnie nastawialną amortyzacją w położeniach końcowych. Rysunek 3. Schemat przykładowego układu sterowania siłownika pneumatycznego dwustronnego działania z zaworami regulacji prędkości 148

Zawory dławiąco-zwrotne są stosowane do regulacji prędkości siłowników. Mają one możliwość ręcznej regulacji natężenia przepływu, w wyniku czego powodują zmianę prędkości ruchu tłoczyska. 2. Następnie pozwala na przeprowadzenie symulacji ruchu ze względu na parametry dynamiczne układu. Możliwe jest to po założeniu całości układu: rozdzielacz, elementy regulacyjne, długość doprowadzenia powietrza jak na rysunku 3. Na tej podstawie wylicza i kreśli parametry dynamiczne układu. Rysunek 4. Zależność skoku i prędkości od czasu Tabela 1. Wyniki symulacji działania Łączny czas pozycjonowania Średnia prędkość Prędkość uderzenia Maks. prędkość Energia kinetyczna uderzenia Minimalne zużycie powietrza 2,12 s 0,71 m/s 0,58 m/s 0,97 m/s 6,10 J 47,04 l Na rysunku 4 przedstawiono zależność skoku, czyli drogi i prędkości od czasu. Dzięki przeprowadzonemu przez program działaniu można odczytać istotne dane dotyczące działania siłownika w początkowej fazie. W czasie od 0 0,03 s zauważa się duży skok prędkość osiąga nawet do 0,93 m/s. Po czasie 0,26 s prędkość działania siłownika stabilizuje się, osiągając 0,7 m/s. Po 2 s działania siłownika widoczne jest osiągnięcie krańcowego położenia. Program daje również możliwość regulacji przebiegu działania przyśpieszenia i ciśnienia względem czasu (rysunek 5). Analizując przebieg wykresu, można zauważyć fazę skoku siłownika w czasie 0,01 s zauważyć można fazę wzrostu ciśnienia, po tym czasie ciśnienie stabilizuje się. Przeprowadzając analizę przyśpieszenia, można zaobserwować rozpędzenie się tłoka, następnie stabilizację i hamowanie tłoczyska. 149

Rysunek 5. Zależność przyśpieszenia i ciśnienia od czasu Przy takim zobrazowaniu w formie symulacyjnej parametrów dynamicznych można dopasować je do wymogów obiektowych. W przypadku niezgodności z oczekiwaniami wrócić do początku i zmienić np. sposób sterowania lub sam siłownik do momentu zgodności. Kolejną firmą, która oferuje podobne oprogramowanie inżynierskie, jest Metal Work. Easy Sizer jest to program do doboru elementów aplikacji pneumatycznych [www.metalwork.pl]. Dla odpowiedniego doboru wielkości elementów pneumatycznych stosowany jest program Easy Sizer (rysunek 6). Jest to narzędzie bardzo pomocne, które można bezpłatnie pobrać ze strony Firmy Metal Work Polska. Rysunek 6. Program Easy Sizer W trakcie projektowania instalacji pneumatycznych można się spotkać z różnymi problemami. Zamiast projektować odpowiedni kształt pojedynczych komponentów, powinno się przeprowadzić optymalizację całego systemu przez wybór odpowiednich komponentów. Program ten ułatwia dobór średnicy siłownika w zależności od obciążenia, prędkości tłoka, stosownej wielkości zaworu rozdzielającego oraz średnicy przewodów zasilających. Ponadto pozwala na dobór średnicy przewodu zasilającego układ pneumatyczny, dobór stacji przygotowania powietrza [Pacholik 2010]. 150

Wnioski W obecnych czasach obserwujemy dynamiczny rozwój oprogramowań służących do wspomagania prac inżynierskich. Konieczne jest nauczanie takich programów inżynierskich, aby student nabył wiedzę i umiejętności doboru elementów w pneumatycznych układach napędowych czy też symulacji działania układu sterowania, gdyż właściwy dobór elementów pneumatycznych ma duży wpływ na koszt zakupu oraz eksploatacje. Przykładem jest nieprawidłowe zwymiarowanie siłownika pneumatycznego poprzez zastosowanie siłownika o średnicy tłoka 80 mm tam, gdzie korzystny jest siłownik o średnicy 63 mm. Oprócz wysokiej ceny zakupu danego elementu dochodzą do tego dodatkowe koszty związane z zwiększonym zapotrzebowaniem na sprężone powietrze. Literatura Pacholik C. (2010), Obliczenia, symulacje oraz dobór i zastosowanie programów CFD w pneumatyce, Projektowanie i konstrukcje inżynierskie nr 12(40). Szenajch W. (1992), Pneumatyczne i hydrauliczne manipulatory przemysłowe, Warszawa. Szenajch W. (1997), Napęd i sterowanie pneumatyczne, Warszawa. www.festo.pl (12.03.2016). www.metalwork.pl (12.03.2016). 151