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