MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Marek Zalewski
Wykonywanie naprawy i konserwacji urządzeń i systemów
mechatronicznych 725[03].Z3.02
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
prof. PA
dr hab. inż. Krzysztof Pacholski
mgr inż. Maria Suliga
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Marek Zalewski
Konsultacja:
mgr inż. Ryszard Dolata
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 725[03].Z3.02.
Wykonywanie naprawy i konserwacji urządzeń i systemów mechatronicznych, zawartego
w programie nauczania dla zawodu monter mechatronik.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 4
3. Cele kształcenia 5
4. Materiał nauczania 6
4.1. Wiadomości ogólne o naprawach i konserwacji 6
4.1.1. Materiał nauczania 6
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 8
4.1.3. Ćwiczenia 8
4.1.4. Sprawdzian postępów 13
4.2. Narzędzia do napraw 14
4.2.1. Materiał nauczania 14
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 19
4.2.3. Ćwiczenia 19
4.2.4. Sprawdzian postępów 20
4.3. Naprawa i konserwacja napędów pneumatycznych 21
4.2.1. Materiał nauczania 21
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 29
4.2.3. Ćwiczenia 30
4.2.4. Sprawdzian postępów 39
4.4. Naprawa i konserwacja układów hydraulicznych 40
4.4.1. Materiał nauczania 40
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 45
4.4.3. Ćwiczenia 45
4.4.4. Sprawdzian postępów 48
5. Sprawdzian osiągnięć 49
6. Literatura 54
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o urządzeniach i systemach
mechatronicznych.
W poradniku zamieszczono:
wymagania wstępne  wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,
cele kształcenia  wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
 materiał nauczania  wiadomości teoretyczne niezbędne do osiągnięcia założonych celów
kształcenia i opanowania umiejętności zawartych w jednostce modułowej,
 zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,
 ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,
 sprawdzian postępów,
 sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie
materiału całej jednostki modułowej,
 literaturę uzupełniającą.
723[03].Z3
Eksploatacja urządzeń i systemów mechatronicznych
723[03].Z3.01
Ocenianie stanu technicznego urządzeń i systemów
mechatronicznych
723[03].Z3.02
Wykonywanie naprawy i konserwacji urządzeń
i systemów mechatronicznych
723[03].Z3.03
Uruchamianie urządzeń i systemów mechatronicznych
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
- posługiwać się dokumentacją techniczno ruchową urządzenia lub systemu
mechatronicznego,
- montować i demontować urządzenia i systemy mechatroniczne,
- dobierać narzędzia do montażu i demontażu urządzeń i systemów mechatronicznych,
- uruchamiać układy mechaniczne urządzeń i systemów mechatronicznych,
- uruchamiać układy pneumatyczne urządzeń i systemów mechatronicznych,
- uruchamiać układy hydrauliczne urządzeń i systemów mechatronicznych,
- uruchamiać układy elektryczne urządzeń i systemów mechatronicznych,
- sprawdzać działanie czujników i przetworników w urządzeniach i systemach
mechatronicznych,
- korzystać z programów komputerowych do uruchamiania i testowania urządzeń
i systemów mechatronicznych,
- korzystać z różnych z
ródeł informacji,
- użytkować komputer.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
 posłużyć się dokumentacją techniczno ruchową, instrukcją serwisową podczas
wykonywania naprawy i konserwacji urzÄ…dzenia lub systemu mechatronicznego,
 rozpoznać i zlokalizować uszkodzenia w urządzeniach i systemach mechatronicznych na
podstawie oględzin i pomiarów,
 wykryć na podstawie obserwacji i pomiarów błędy i usterki w funkcjonowaniu urządzeń
i systemów mechatronicznych,
 określić zakres naprawy i regulacji urządzeń i systemów mechatronicznych na podstawie
badań diagnostycznych,
 zdemontować uszkodzone elementy i podzespoły urządzeń i systemów
mechatronicznych,
 dobrać do wymiany elementy i podzespoły,
 zamontować dobrane elementy i podzespoły,
 dokonać regulacji i konserwacji urządzeń i systemów mechatronicznych,
 sporządzić dokumentację z przeprowadzonej naprawy,
 dobrać metody i środki transportu do przemieszczania elementów i urządzeń
mechanicznych, elektrycznych, pneumatycznych i hydraulicznych,
 zastosować przepisy bhp, ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska podczas
wykonywania naprawy i konserwacji urządzeń i systemów mechatronicznych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
4. MATERIAA
NAUCZANIA
4.1. Wiadomości ogólne o naprawach i konserwacji
4.1.1. Materiał nauczania
Naprawą urządzeń i systemów mechatronicznych nazywamy zbiór czynności, których
celem jest usunięcie niesprawności spowodowanych ich zużyciem lub uszkodzeniem.
Konieczność wykonania naprawy oraz jej zakres ustala się na podstawie wyniku kontroli
stanu technicznego urzÄ…dzenia lub systemu mechatronicznego.
W praktyce naprawczej utrwalił się tradycyjny podział na naprawy bieżące i naprawy
główne. Obecnie podział ten nie jest sformalizowany, natomiast jest pomocny
w charakteryzowaniu zakresu czynności naprawczych.
Naprawa bieżąca jest naprawą o stosunkowo niewielkim zakresie, wykonywana
w przypadku stwierdzenia awarii części lub zespołu. Naprawa bieżąca polega zazwyczaj na
wymianie części bez potrzeby rozbierania mechanizmów i ich zdejmowania.
Naprawa główna jest naprawą o szerokim zakresie mająca na celu przywrócenie
urządzeniom i systemom mechatronicznym sprawności technicznej.
Do naprawy głównej kwalifikują się urządzenia wymagające naprawy większości
zespołów. Pojęcie naprawy głównej można stosować zarówno w odniesieniu do całego
urządzenia i systemu mechatronicznego, jak i do ich zasadniczych zespołów. Dla przykładu,
sprężarka tłokowa dwustronnego działania zostałaby zakwalifikowana do naprawy głównej,
gdyby zachodziła konieczność:
- szlifowania cylindrów i związanej z tym wymiany tłoków,
- wymiany korpusu sprężarki.
Czynnościom związanym z naprawą główną towarzyszy na ogół naprawa innych części
i zespołów wynikających z ich zużycia. Powoduje to naprawę lub wymianę innych zespołów,
które ze względu na swój stan techniczny nie byłyby jeszcze zakwalifikowane do naprawy.
Rozwiązaniem problemu jest odstępowanie od zakwalifikowania urządzeń i systemów
mechatronicznych do naprawy głównej na korzyść dokonywania napraw bieżących
zapewniających sprawność techniczną wtedy, gdy to jest rzeczywiście niezbędne.
Do typowych operacji, które są wykonywane w procesie naprawy głównej można zaliczyć:
- demontaż na zespoły, podzespoły i elementy urządzeń i systemów mechatronicznych,
- weryfikacja elementów w celu oszacowania stopnia zużycia i dokonanie ich selekcji,
- selekcja elementów na nadające się do dalszej pracy bez konieczności naprawy, na
elementy kwalifikujące się do naprawy oraz na elementy, których naprawa byłaby
ekonomicznie uzasadniona,
- naprawa elementów,
- montaż elementów w zespoły,
- montaż urządzeń i systemów mechatronicznych z zespołów,
- sprawdzanie poprawności montażu, regulacja i próby,
- odbiór naprawionych urządzeń i systemów mechatronicznych.
Wyżej wymienione operacje byłyby wykonywane w przypadku pełnej naprawy głównej
urządzeń i systemów mechatronicznych. Ponieważ ten rodzaj napraw zanika, to proces
technologiczny może uwzględniać tylko niektóre z tych operacji.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
Stwierdzając celowość naprawy należy wybrać właściwy (z technicznego
i ekonomicznego punktu widzenia) sposób jej przeprowadzenia.
Do czynników technicznych, decydujących o sposobie naprawy, należą:
- materiał, z którego został wykonany element,
- kształt elementu,
- charakter uszkodzenia elementu,
- warunki pracy danego elementu mające wpływ na dokładność jego wykonania,
wytrzymałość, odporność na zużycie w dalszej eksploatacji.
Po określeniu sposobów naprawy należy określić, który jest najbardziej ekonomiczny,
w jaki sposób można żądane efekty techniczne osiągnąć najtaniej i w najkrótszym czasie.
Dokonanie naprawy elementu lub podzespołu urządzenia i systemu mechatronicznego jest
następnym etapem po przeprowadzeniu oględzin i pomiarów diagnostycznych.
Jeżeli oględziny i pomiary diagnostyczne potwierdzą uszkodzenie elementu lub
podzespołu urządzenia lub systemu mechatronicznego, to należy postępować według
schematu przedstawionego na rys. 1.
Rys. 1. Schemat postępowania przy naprawie
Rozróżnia się następujące systemy napraw:
system napraw kompleksowych, polegajÄ…cy na wykonaniu wszystkich prac naprawczych
w jednym warsztacie,
system napraw poprzez wymianę zużytych zespołów, polegający na naprawie
poszczególnych zespołów przez wyspecjalizowane zakłady,
system napraw poprzez wymianę całych urządzeń, polegający na tym, że
wyspecjalizowany zakład naprawczy po otrzymaniu urządzenia do naprawy natychmiast
wymienia je na tego samego typu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
W ramach systemów rozróżnia się także metody wykonywania napraw:
stanowiskową, polegającą na tym, że np. zespół monterów wykonuje naprawę na jednym
stanowisku pracy,
gniazdową, polegającą na tym, że określone grupy czynności naprawczych są
wykonywane na wydzielonych stanowiskach pracy,
brygad specjalistycznych, polegającą na tym, że wyspecjalizowane brygady wykonują
określone czynności naprawy,
przepływową, polegającą na tym, że montaż i demontaż są wykonywane na
wielostanowiskowych liniach przepływowych, podzespoły są naprawiane na innych
liniach przepływowych a podzespoły mniej złożone są naprawiane w gniazdach.
Konserwacja polega na utrzymaniu urządzeń mechatronicznych w stanie, który
umożliwia jego prawidłową eksploatację, a nie dopuszcza do szybkiego niszczenia wskutek
pracy i wpływów zewnętrznych.
Konserwację zaczyna się od kontroli stanu urządzenia  ilości smaru, jakości powłok
ochronnych, obecności zanieczyszczeń, uszkodzeń, śladów zużycia, poluzowania się śrub,
nakrętek itp.
W razie potrzeby, napełnia się pojemniki smarem a smar doprowadza się do poszczególnych
punktów smarowych, czyści się urządzenie (miedzy innymi usuwa się ogniska korozji),
wykonuje drobne naprawy lub wymienia niektóre elementy (np. łączniki gwintowe, kołki,
sworznie), pokrywa się części narażone na korozję smarem lub lakierem antykorozyjnym.
Po przeprowadzeniu tych zabiegów sprawdza się działanie urządzenia mechatronicznego.
Systematyczna konserwacja przedłuża żywotność i działanie urządzenia
mechatronicznego.
Do każdego urządzenia mechatronicznego powinien być opracowany plan przeglądów,
w którym określony jest zakres prac konserwacyjnych.
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co decyduje o konieczności wykonania naprawy i jej zakresie?
2. Na czym polega naprawa bieżąca urządzenia mechatronicznego?
3. Na czym polega naprawa główna urządzenia mechatronicznego?
4. Jakie kryterium jest brane pod uwagę przy podjęciu decyzji o naprawie głównej?
5. Na czym polega konserwacja urzÄ…dzenia mechatronicznego?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
SporzÄ…dz
plan procesu naprawczego (naprawa główna) modułu testowania MPS
przedstawionego w rzucie izometrycznym na rys. 1 oraz w rzutach prostokÄ…tnych na
rys. 2, 3, 4. Do dyspozycji masz rysunki montażowe nr 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 stanowiska
testowania oraz listę części. Dobierz niezbędne narzędzia do wykonania naprawy.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
Rys. 1. do ćwiczenia 1  rzut izometryczny stanowiska [4]
Rys. 2. do ćwiczenia 1  widok ogólny stanowiska [4] Rys. 3. do ćwiczenia 1  widok z boku [4]
Rys. 4. do ćwiczenia 1  widok z góry [4]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
Lista części
Lp. Nazwa elementu Liczba
1. Płyta montażowa 1 szt.
2. Zasilanie elektryczne 1 kpl.
3. I/0 terminal 1 kpl.
4. Komparator 1 kpl.
5. Interfejs 1 kpl.
6. Zawór 1 kpl.
7. Zaciski kablowe 2 kpl.
8. ZÅ‚Ä…czki 4 szt.
9. Zespół przygotowania powietrza 1 kpl.
10. Odbiornik 1 kpl.
11. Czujnik 4 szt.
12. Reflektor 1 kpl.
13. Moduł pomiaru 1 kpl.
14. Moduł podnoszenia 1 kpl.
15. Nadajnik 1 kpl.
16. Zaciski do kabli 10 szt.
17. Moduł zjeżdżalni 1 kpl.
18. Amortyzator modułu zjeżdżalni 1 kpl.
19. Prowadnica 1 kpl.
Rysunki montażowe stanowiska testowania
Rys. 5. do ćwiczenia 1  płyta montażowa [4]
Rys. 6. do ćwiczenia 1   korytka na przewody elektryczne [4]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
 Rys. 7. do ćwiczenia 1  armatura pneumatyczna [4]
Rys. 8. do ćwiczenia 1  rozmieszczenie armatury pneumatycznej wraz z uchwytami
na przewody [4]
Rys. 9. do ćwiczenia 1  usytuowanie modułu pomiarowego [4]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
 Rys. 10. do ćwiczenia 1  montaż modułów stanowiska [4]
Rys. 11. do ćwiczenia 1  widok kompletnego stanowiska testowania [4]
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z rysunkiem montażowym stanowiska testowania MPS,
2) zidentyfikować elementy składowe stanowiska testowania MPS,
3) sporządzić plan procesu naprawczego naprawy głównej stanowiska testowania MPS,
4) dobrać niezbędne narzędzia do wykonania naprawy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- arkusze papieru formatu A4, flamastry,
- arkusz do ćwiczenia,
- opis techniczny stanowiska testowania MPS,
- poradnik dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) określić zakres konserwacji?
ðð ðð
2) określić zakres naprawy bieżącej?
ðð ðð
3) określić zakres naprawy głównej?
ðð ðð
4) określić operacje wykonywane w procesie naprawy głównej?
ðð ðð
5) rozróżnić systemy napraw?
ðð ðð
6) rozróżnić metody napraw?
ðð ðð
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
4.2. Narzędzia do napraw
4.2.1. Materiał nauczania
Narzędzia stosowane do wykonywania napraw powinny być  doskonałe pod względem
jakości i funkcjonalności. Najczęściej stosowanymi narzędziami są różnego rodzaju klucze.
Wykonywane z jakościowego stopu stali vanadium  extra, poddanego specjalnej obróbce
cieplnej i wykańczane polerowanym chromo  niklem, powinny charakteryzować się super
dokładnym wykończeniem, co pozwala na zmniejszenie nacisków jednostkowych
zwiększających trwałości zarówno klucza jak i obrabianego detalu oraz pozwala na
stosowanie większych momentów obrotowych.
Klucze powinny mieć:
1. Jednakową wytrzymałość szczęk zarówno przy odkręcaniu, jak i dokręcaniu elementów.
2. Wąskie szczęki umożliwiające dojście do trudno dostępnych miejsc, a płaszczyzny
szczęk powinny być równoległe.
Renomowane firmy produkujące narzędzia przedstawiają oferty ponad 800 typów
i wymiarów kluczy do bardzo szerokiego zakresu zastosowań, między innymi:
1. klucze płaskie,
2. klucze płasko oczkowe,
3. klucze oczkowe dwustronne,
4. klucze nasadowe wygięte i proste.
5. klucze dynamometryczne,
6. ściągacze.
Optymalny kształt kluczy  pocieniony przekrój szczęk do pracy w miejscach trudno
dostępnych, zaokrąglone krawędzie oraz odpowiednio, kształtowana główka pozwala na
przyłożenie większego obciążenia oraz zapewnia wygodny, pewny chwyt.
Klucze płaskie (rys. 2)
Wysmukłe główki klucza (rys. 4) zwiększają poręczność i komfort posługiwania się
kluczem: klucz dosięga w łatwy sposób najtrudniej dostępne nakrętki; dokręcanie jest
prostsze nawet w ograniczonych przestrzeniach (kÄ…t  ciÄ…gniÄ™cia 30°  rys. 4). WydÅ‚użone
ramię klucza zwiększa moc dokręcania z zachowaniem całkowitego bezpieczeństwa. Ostre
tolerancje rozwartości klucza zapewniające pewne nałożenie klucza na nakrętkę i stan
powierzchni ułatwiający manipulowanie kluczem, wszystko to przyczynia się do poprawy
bezpieczeństwa i komfortu użytkowania.
Rys. 2. Klucz płaski [14]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
Rys. 3. KÄ…t  ciÄ…gniÄ™cia 30°
Rys. 4. Wysmukła główka klucza
klucza płaskiego [14]
płaskiego [14]
Na rys. 5 przedstawiono zastosowanie klucza płaskiego w trakcie skręcania konstrukcji
stalowej.
Rys. 5. Zastosowanie klucza płaskiego [14]
Klucze płasko oczkowe (rys. 6)
Charakteryzują się tym, że:
dokręcanie i odkręcanie nakrętki odbywa się za pośrednictwem ścianek bocznych
nakrętki; naroża nakrętki nie są narażone na uszkodzenia,
dokręcanie odbywa się z większą siła dzięki większym powierzchniom styku oraz
usunięciu ostrych krawędzi narzędzia,
dokręcanie jest prostsze nawet w ograniczonych przestrzeniach  kąt  ciągnięcia wynosi
30° a kÄ…t odsadzenia 15° (rys. 6).
Rys. 6. Klucz płasko  oczkowy [14]
Rys. 7. KÄ…t  ciÄ…gniÄ™cia 30° i kÄ…t odsadzenia 15°
klucza płasko  oczkowego [14]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
Klucze oczkowo  płaskie  szybkie (rys. 9)  są to klucze do szybkiego dokręcania
i odkręcania, klucz mocno przylega do ścianek nakrętek (rys. 8) a kolejny ruch klucza
następuje bez zdejmowania go z nakrętki (rys. 10).
Rys. 8. Klucz mocno przylega do ścianek nakrętki [14]
Rys. 9. Klucz oczkowo  płaski  szybki [14]
Rys. 10. Kolejny ruch klucza następuje
bez zdejmowania go z nakrętki [14]
Klucze oczkowe (rys. 11)
Charakteryzują się większą siłą dokręcania oraz większą trwałością.
W oczku 12  kątnym luzy między nasadką a nakrętką są zredukowane,  ciągnięcie nakrętki
odbywa się za pośrednictwem powierzchni ścianek a nie naroży klucza. Dokręcanie jest
prostsze nawet w ograniczonych przestrzeniach  kÄ…t  ciÄ…gniÄ™cia wynosi 30° (rys. 12).
Rys. 11. Klucz oczkowy dwustronny [14]
Rys. 12. KÄ…t  ciÄ…gniÄ™cia 30° i odsadzenie
klucza oczkowego dwustronnego [14]
Klucze nasadowe (rys. 13)
Kształt klucza pozwala na zwiększenie momentu dokręcania. Charakteryzuje się
zwiększoną trwałością i ochroną naroży nakrętek. Głęboka nasadka umożliwia dokręcanie
nawet w przypadku przejścia trzpieni gwintowanych (rys. 14).
Rys. 13. Klucz nasadowy wygięty [14]
Rys. 14. Głęboka nasadka umożliwia dokręcanie nawet
w przypadku przejścia trzpieni gwintowanych [14]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
Klucze dynamometryczne (rys. 15)
Charakteryzują się dokładnością ą 3% wartości odczytanej. Klucze działające w dwóch
kierunkach i wyposażone we wskaz
nik świetlny oraz  brzęczyk .
Rys. 15. Klucz dynamometryczny ze wskaz
nikiem świetlnym [14]
ÅšciÄ…gacze (rys. 16)
Ściągacze są narzędziami służącymi do demontażu kół, łożysk itp. W wielu przypadkach,
ściągacz jest jedynym narzędziem umożliwiającym przyłożenie siły potrzebnej do demontażu
elementów konstrukcyjnych. Skuteczność i łatwość użytkowania ściągaczy może być
zwiększona przez użycie układów hydraulicznych.
Rys. 16. Ściągacze z chwytem samozaciskowym a) z chwytem zewnętrznym, b) z chwytem
wewnętrznym [14]
Na rys. 17 przedstawiono zastosowanie ściągacza do demontażu wentylatora silnika
elektrycznego.
Rys. 17. Przykład zastosowania ściągacza [14]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
Zasady ogólne stosowania i konserwacji kluczy:
1. Nie należy stosować żadnych przedłużaczy ani też dodatkowo uderzać młotkiem.
2. Należy używać kluczy czystych, dzięki temu unika się wyślizgnięcia klucza z ręki
i zapewnia siÄ™ pewny chwyt.
3. Przy pracach wymagających przyłożenia dużej siły, klucz należy dokręcać raczej ku sobie
niż odwrotnie.
4. Kluczy nie należy szlifować, nagrzewać, zgrzewać czy spawać; może to spowodować, że
materiał narzędzia stanie się kruchy.
5. Należy zawsze używać klucza odpowiadającego wielkości nakrętki.
6. Jeżeli jest potrzebne przyłożenie dużej siły, należy używać klucza oczkowego.
7. Przed użyciem kluczy należy sprawdzić stan techniczny śrub, nakrętek oraz narzędzia.
8. Nie należy używać narzędzi wykazujących nadmierne zużycie lub ślady pęknięć czy
innych uszkodzeń.
Na rys. 18, 19, 20, 21, 22, przedstawione są narzędzia do napraw stosowane między innymi w:
- przemyśle maszynowym,
- przemyśle metalurgicznym,
- przemyśle budowlanym,
- przemyśle elektronicznym i telekomunikacyjnym,
- przemyśle samochodowym i lotniczym,
- leśnictwie i ogrodnictwie.
Rys. 18. Zestaw narzędzi dla mechanika wózków magazynowych z silnikiem spalinowym lub
elektrycznym [14]
Rys. 19. Zestaw narzędzi dla mechanika przemysłu maszynowego [14]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
Rys. 20. Zestaw narzędzi dla mechanika maszyn rolniczych [14]
Rys. 21. Zestaw narzędzi dla elektromechaników [14]
Rys. 22. Zestaw narzędzi dla mechanika maszyn budowlanych [14]
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakimi cechami charakteryzują się klucze płasko oczkowe?
2. Jakim kluczem należy się posłużyć, aby dokręcić nakrętkę za ściśle określonym
momentem?
3. Jakie narzędzie należy użyć do demontażu osadzonego na wałku koła pasowego?
4. Jakie kryterium jest brane pod uwagę przy podjęciu decyzji o wyborze klucza płasko
oczkowego  szybkiego ?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie przedstawionego rysunku montażowego naprężacza pasa dobierz
niezbędne narzędzia do jego demontażu. Sporządz
wykaz tych narzędzi.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
Rys. do ćwiczenia 1
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z rysunkiem montażowym,
2) zidentyfikować części złączne, łożyska itp.,
3) dobrać klucze do demontażu,
4) dobrać ściągacze do łożysk.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- katalogi narzędzi,
- arkusz do ćwiczenia,
- poradnik dla ucznia.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) określić rodzaj klucza, kiedy należy użyć dużej siły?
ðð ðð
2) określić zastosowanie klucza oczkowo płaskiego  szybkiego ?
ðð ðð
3) określić zastosowanie klucza dynamometrycznego?
ðð ðð
4) określić, jakie elementy konstrukcyjne są demontowane za pomocą
ðð ðð
ściągaczy?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
4.3. Naprawa i konserwacja napędów pneumatycznych
4.3.1. Materiał nauczania
Sprężone powietrze należy do jednej z najstarszych form energii wykorzystywanej przez
człowieka.
Praktyczne zastosowanie pneumatyki w przemyśle przypada na lata pięćdziesiąte XX
wieku. Pneumatykę zaczęto wykorzystywać w górnictwie, budownictwie i kolejnictwie
(hamulce pneumatyczne). Dzisiaj każdy nowoczesny zakład przemysłowy korzysta z technik
sprężonego powietrza.
Sprężone powietrze charakteryzuje się specyficznymi właściwościami, których nie ma
żaden inny czynnik roboczy.
Do tych właściwości można zaliczyć:
- nieograniczone zasoby,
- łatwość transportu przewodami na duże odległości,
- magazynowanie w zbiornikach,
- odporność na wahania temperatury,
- niezanieczyszczanie środowiska,
- dużą prędkość roboczą.
Wykorzystanie pneumatyki wiąże się także z jej niekorzystnymi właściwościami:
- wymaga starannego wstępnego przygotowania powietrza; zanieczyszczenia i wilgoć nie
mogą być przenoszone przez powietrze do instalacji,
- stosowanie sprężonego powietrza nie pozwala na uzyskanie równomiernej i stałej
prędkości przepływu czynnika,
- sprężone powietrze jest opłacalne tylko do pewnej granicy obciążeń, określonych jego
ciśnieniem,
- wypływ powietrza jest hałaśliwy,
- sprężone powietrze jest stosunkowo drogim nośnikiem energii, ale te wysokie koszty są
w dużej mierze kompensowane przez niski koszt elementów i wysoką wydajność
urządzeń pneumatycznych.
Charakterystyka powietrza jako medium
Jeden mł powietrza miejskiego jako  wsadu do układu napędowego zawiera:
- 140 mln cząstek zanieczyszczeń,
- 10 mg oleju,
- np. 11 g pary wodnej.
Podczas sprężania powietrza wzrasta koncentracja zanieczyszczeń, ponadto dochodzą
zanieczyszczenia ze sprężarki. Aby zatem sprężone powietrze mogło być wprowadzone do
instalacji napędu pneumatycznego, musi zostać oczyszczone tak, aby charakteryzowało się:
- brakiem wody w postaci kropel,
- zanieczyszczeniami mechanicznymi o średnicy poniżej 5 źm,
- niewystępowaniem oleju oraz innych cieczy w postaci kropel.
Do wytwarzania sprężonego powietrza służą sprężarki (kompresory), które sprężają
powietrze do żądanego ciśnienia. Powietrze jest doprowadzane przewodami ze stacji
sprężarkowej do odbiorników przez specjalne filtry oddzielające zanieczyszczenia.
Dla prawidłowego działania instalacji znaczenie ma nie tylko prawidłowy przekrój
przewodów, ale także ich ułożenie. Przewody sprężonego powietrza wymagają stałej
konserwacji i regularnej kontroli. Przy instalowaniu przewodów należy zwrócić uwagę na
zapewnienie spadku, zgodnego z kierunkiem przepływu powietrza.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
Przewody stosowane w stałych instalacjach spawa się albo lutuje. Połączenia te są szczelne
i tanie.
Przygotowanie sprężonego powietrza wymaga zabiegów, które wyeliminują
zanieczyszczenia przenoszone w czynniku. OsiÄ…ga siÄ™ to poprzez:
- filtrowanie powietrza zasysanego przez sprężarkę,
- stosowanie sprężarek bezolejowych,
- osuszanie absorpcyjne,
- osuszanie przez oziębianie.
Powietrze do układu pneumatycznego jest wprowadzane przez zespół przygotowania
powietrza (rys. 23) składający się z ręcznego zaworu załączającego, filtra  regulatora
ciśnienia i modułu rozgałęziającego.
Rys. 23. Zespół przygotowania powietrza [6]
Filtr sprężonego powietrza ma za zadanie uwolnić przepływające przez niego powietrze
od wszelkich zanieczyszczeń, jak również od skroplonej wody. Na rys. 24 przedstawiono filtr
z zaworem redukcyjnym ciśnienia. Kierunek ruchu powietrza w zbiorniku filtra (1)
wymuszony jest przez kierownicę (2), która nadaje mu ruch obrotowy. Dalsze oczyszczanie
następuje przy przepływie powietrza przez wkładkę filtracyjną (4). Na skutek siły
odśrodkowej składniki płynne, jak również większe cząsteczki zanieczyszczeń zostają
odwirowane i osadzają się w dolnej części zbiornika. Zebrane w dolnej części zbiornika
skropliny muszą być usunięte poprzez śrubę spustową (3). Oczyszczone powietrze przepływa
przez zawór redukcyjny ciśnieniowy do smarownicy i dalej do odbiorników.
Rys. 24. Filtr z zaworem redukcyjnym ciśnienia 1) zbiornik, 2) kierownica, 3) śruba spustowa,
4) wkładka filtracyjna [6]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
Zawory redukcyjne (rys. 25) służą do zredukowania ciśnienia wejściowego do wartości
nastawionej przez obsługującego i następnie dość dokładnego utrzymania tego ciśnienia na
zadanym poziomie, pomimo zmian ciśnienia wejściowego i zmian natężenia przepływu
powietrza przez ten zawór.
Rys. 25. Budowa zaworu redukcyjnego: 1) korpus, 2) śruba nastawcza, 3) membrana,
4) talerzyk, 5) membrana, 6) trzpień, 7) sprężyna, 8) sprężyna [6]
W pneumatycznych układach napędowych, w celu zapewnienia ich smarowania, stosuje
się nasycenie sprężonego powietrza olejem. Do nasycania sprężonego powietrza olejem
wykorzystuje siÄ™ smarownice smoczkowe oraz smarownice selekcyjne wytwarzajÄ…ce
mikromgłę. Wymienione smarownice działają na zasadzie rozpylacza oleju.
Na rys. 26 przedstawiono smarownicę sprężonego powietrza smoczkową działającą na
zasadzie zwężki Venturiego.
Rys. 26. Budowa smarownicy sprężonego powietrza: 1) wlot powietrza, 2) wylot powietrza,
3) zawór zwrotny, 4) przewód, 5) zwężka zaworu, 6) kanał przepływu oleju,
7) komora, 8) kanał przepływu oleju [6]
Sprężone powietrze przepływa od wlotu (1) do wylotu (2). Na zwężce zaworu (5) następuje
spadek ciśnienia. W kanale (8) i komorze (7) powstaje podciśnienie. W ten sposób następuje
zassanie kropel oleju poprzez kanał (8) i przewód (4). Dochodzą one do komory (7) i przez
kanał (8) wzbogacają powietrze płynące do wyjścia (2). Krople oleju nasycają powietrze mgłą
i są przenoszone do odbiorników. Przez zawór zwrotny (3) część powietrza oddziaływuje na
olej w zbiorniku.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
Prawidłowy dobór zespołu przygotowania powietrza musi być starannie przeprowadzony
odpowiednio do zapotrzebowania na sprężone powietrze.
Energia sprężonego powietrza przetwarzana jest w siłownikach pneumatycznych
i silnikach pneumatycznych na energiÄ™ mechanicznÄ… ruchu posuwisto zwrotnego i ruchu
obrotowego. Uzyskanie ruchu postępowego za pomocą elementów mechanicznych
w powiązaniu z napędem elektrycznym jest często związane ze znacznymi kosztami. Problem
ten rozwiązują elementy pneumatyczne  siłowniki (rys. 27).
Podstawowymi częściami typowego tłokowego siłownika pneumatycznego
dwustronnego działania z amortyzacją uderzeń tłoka przy końcu skoku są: tuleja cylindrowa
(1), zespół tłoka z tłoczyskiem (2), pokrywa przednia (3), pokrywa tylna (4). W pokrywie
przedniej (3) jest umieszczona tulejka (5) prowadząca tłoczysko oraz pierścień zgarniający (6)
i pierścień uszczelniający (7). W obu pokrywach znajdują się zawory zwrotne (8) i dławiące
(9), służące do regulacji amortyzacji pneumatycznej.
Pierścienie gumowe (11) są amortyzatorami mechanicznymi. Przy ruchu tłoka ze skrajnego
położenia prawego w lewo sprężone powietrze wpływające otworem II podnosi kulkę zaworu
zwrotnego (8) i dostaje się bezpośrednio pod tłok. Przy zbliżaniu się tłoka do krańcowego
położenia po stronie lewej ruch tłoka jest amortyzowany w następujący sposób: uszczelka
(10) zamocowana na tłoczysku wsuwa się do cylindrycznego wytoczenia w pokrywie
zamykając swobodny wypływ powietrza przez otwór I. Pomiędzy tłokiem i pokrywą (3)
tworzy się  poduszka pneumatyczna , z której powietrze może powoli odpływać przez zawór
dławiący (9) do otworu I. Ruchu tłoka i jego amortyzacja w stronę prawą odbywa się
identycznie.
Rys. 27. Siłownik pneumatyczny dwustronnego działania [6]
W skład układów pneumatycznych wchodzą elementy wejściowe, sterujące i robocze
(wykonawcze). Elementy wejściowe i sterujące  zawory, wpływają na przebieg pracy
elementów wykonawczych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
Zawory dzieli się według ich działania na 5 grup:
- zawory rozdzielajÄ…ce,
- zawory sterujące kierunkiem przepływu,
- zawory ciśnieniowe,
- zawory sterujące natężeniem przepływu,
- zawory odcinajÄ…ce.
Schemat sterowania układem napędu pneumatycznego siłownika dwustronnego działania
przedstawiono na rys. 28.
Zasilanie sprężonym powietrzem następuje przez zespół przygotowania powietrza 0.1.
Po uruchomieniu przyciskiem zaworu 1.2, tłoczysko siłownika wysuwa się. Jeżeli osiągnie
skrajne położenie, uruchamia wyłącznik krańcowy 1.3, który uruchamia zawór 1.1
i powoduje powrót tłoczyska siłownika do pozycji wyjściowej.
Rys. 28. Schemat napędu pneumatycznego siłownika tłokowego dwustronnego działania [6]
Wykrywanie i usuwanie usterek, a tak naprawdÄ™ dokonywanie napraw w systemach
pneumatycznych sprowadza się do konieczności wymiany lub naprawy poszczególnych jego
części. Części, które uległy uszkodzeniu należy wymienić na nowe. W związku z tym należy
dysponować częściami zamiennymi. Dokumentacja techniczno ruchowa danego urządzenia
zawiera zawsze katalog najważniejszych części zamiennych wraz z numerami, co ułatwia ich
identyfikację. Na rys. 29. przedstawiono stronę katalogową osprzętu siłowników
pneumatycznych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
Rys. 29. Strona katalogowa osprzętu siłowników pneumatycznych [6]
Na rys. 30 przedstawiono przekrój siłownika pneumatycznego dwustronnego działania.
Jest to część dokumentacji techniczno ruchowej przedstawiająca sposób postępowania po
wykonaniu naprawy siłownika. Kolejność montażu po wymianie pierścieni uszczelniających
tłok przedstawiono poniżej:
- osadzić tłok 5 oraz amortyzatory 14 na tłoczysku 4, dokręcić te elementy nakrętką 15,
którą należy zabezpieczyć podkładką zębatą,
- montując ten zespół należy szczególnie dokładnie założyć pierścienie uszczelniające tłok
6 i amortyzatorów 7.
Następnie przystępuje się do montażu cylindra pneumatycznego:
- wcisnąć pokrywy 2 w tuleję cylindra 3, po uprzednim założeniu uszczelki 8,
- osadzić w pokrywie 1 tuleję 10 prowadzącą tłoczysko oraz uszczelki 9 i 11
i po osłonięciu wszystkich ostrych krawędzi zakończenia tłoczyska wprowadzić pokrywę
1 w tłoczysko 4,
- wcisnąć pokrywę 1 w tuleję cylindrową 3 po osadzeniu uszczelki 8,
- wkręcić zawory zwrotne 12 i dławiki amortyzatora 13.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
Podczas montażu należy zachować czystość i ściśle przestrzegać instrukcji montażu.
Warunki odbioru technicznego przewidują również dokonanie próby szczelności i określają
ciśnienie podczas próby, którego wartość przeważnie jest o 50% wyższa od ciśnienia
roboczego układu.
Rys. 30. Siłownik pneumatyczny tłokowy dwustronnego działania [6]
Naprawa i konserwacja systemów pneumatycznych
Przed rozpoczęciem jakichkolwiek napraw bezwzględnie konieczne jest zmniejszenie
ciśnienia powietrza w zbiorniku.
Platformy stosowane do podnoszenia ładunków, które wspierają się na siłownikach
pneumatycznych i nie są mechanicznie blokowane w odpowiednim położeniu, należy przed
przystąpieniem do naprawy zablokować.
Wiele układów pneumatycznych sterowanych jest za pomocą urządzeń elektrycznych lub
elektronicznych. Dlatego też przed podjęciem naprawy tych elementów należy się upewnić,
że zasilanie elektryczne zostało odłączone.
Pneumatyczne kierunkowe zawory regulacyjne, w których wykorzystuje się
elektromagnesy do sterowania cewkami zaworów, są zazwyczaj wyposażone w układy
ręcznego sterowania kasującego nastawienie urządzenia przez regulator automatyczny
(rys. 31), które można wykorzystać do sterowania systemem podczas wykrywania i usuwania
usterek. Pneumatyczne zawory odcinające (rys. 32) stanowią doskonałe urządzenia
zabezpieczające, które właściwie zastosowane w systemach pneumatycznych  mogą
zapobiec przypadkowemu zadziałaniu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
Pierwszym krokiem przy wykrywaniu i usuwaniu usterek w systemach pneumatycznych
powinno być zawsze zapewnienie bezpiecznych warunków pracy.
Rys. 31. Ręczne ustawianie umożliwia sterowanie
elektrozaworem bez włączania zasilania [15]
Rys. 32. Zawory odcinające powinny zostać użyte,
aby zapobiec przypadkowemu załączeniu zasilania
sprężonym powietrzem [15]
Każdy system pneumatyczny powinien mieć dwa rodzaje dokumentacji, z którą należy
zapoznać się podczas wykrywania i usuwania usterek. Pierwszym dokumentem jest schemat
układu pneumatycznego (rys. 33).
Rys. 33. Schemat układu pneumatycznego [15]
Na schemacie znajdują się informacje, dotyczące: lokalizacji punktów pomiarowych
ciśnienia; wartości ustawień ciśnienia dla regulatorów i innych zaworów ciśnienia; wartości
natężeń przepływu w systemie; skoku siłowników pneumatycznych oraz prędkości silników
pneumatycznych, jak również wykaz materiałów wykorzystywanych w systemie. Informacje
tego rodzaju mogą być pomocne przy ustalaniu, czy system działa zgodnie z założonymi
parametrami projektowymi.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
Oprócz dostarczonych przez producenta schematów, przy diagnostyce i naprawie
urządzenia pomocny może się również okazać przydatny inny zestaw dokumentów tj.
instrukcja obsługi/konserwacji oraz biuletyn aktualizacji serwisowych.
Po zapoznaniu się z elementami i funkcjami systemu pneumatycznego należy uruchomić
urządzenie, aby zorientować się, na czym polega wadliwe jego działanie. Należy sprawdzić,
czy powtarza się zgłoszona nieprawidłowość. Podczas pracy urządzenia należy
przeprowadzić dokładne oględziny. Należy zwrócić szczególną uwagę na to, czy w układzie
nie występuje nadmierne ulatnianie się powietrza i czy wartości ciśnień w systemie zgadzają
się z wartościami określonymi na schemacie lub w instrukcji obsługi serwisowej.
Przed przystąpieniem do naprawy urządzenia należy jeszcze raz sprawdzić, czy zasilanie
elektryczne zostało od niego odłączone. Należy również skontrolować, czy w systemie nie ma
już ciśnienia, ponieważ obecność nawet resztkowego ciśnienia może nieoczekiwanie
uruchomić układy wykonawcze i spowodować obrażenia pracowników oraz uszkodzenie
urzÄ…dzenia.
Wszelkie odłączone przewody i wszystkie otwarte złącza należy odpowiednio
zabezpieczyć (zaślepić lub uszczelnić), aby uniknąć zbędnego wycieku powietrza
i przedostawania się zanieczyszczeń do układu.
Podczas działania urządzenia należy sprawdzić wartość ciśnienia w systemie
i skontrolować, czy nie są przekroczone maksymalne dopuszczalne wartości.
Zbyt mała prędkość mechanizmu wykonawczego może być przyczyną
niewystarczajÄ…cego smarowania; spowodowanego wadliwÄ… smarownicÄ… bÄ…dz
też
uszkodzonymi uszczelkami w kierunkowym zaworze regulacyjnym, który steruje układem
wykonawczym.
Przeglądy konserwacyjne prowadzone na bieżąco dotyczą:
- zespołu przygotowania powietrza  sprawdzanie ciśnienia na reduktorze, spuszczanie
kondensatu z filtra, napełnianie olejem i regulacja smarownicy,
- przycisków, wyłączników krańcowych  sprawdzanie, czy nie ma widocznych śladów
zużycia oraz zanieczyszczeń,
oraz sprawdzenia
- szczelności połączeń,
- zużycia przewodów doprowadzonych do elementów przemieszczanych (np. siłowniki na
przegubie),
- łożyskowania i uszczelnienia tłoczyska w siłownikach,
- wkładki filtrującej w filtrze,
- zaworów bezpieczeństwa,
- mocowania elementów.
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie urządzenia w sieci pneumatycznej odpowiadają za czystość powietrza?
2. Jakimi wadami charakteryzujÄ… siÄ™ urzÄ…dzenia pneumatyczne?
3. Jaki element urzÄ…dzenia pneumatycznego wykonuje ruch prostoliniowy?
4. Jakie czynności związane z bezpieczeństwem pracy należy wykonać przed przystąpieniem
do naprawy urzÄ…dzenia pneumatycznego?
5. Jaki uszkodzony element w układzie pneumatycznym może spowodować, że tłoczysko
siłownika wysuwa się bardzo powoli?
6. Jakie elementy układu pneumatycznego podlegają konserwacji prowadzonej na bieżąco?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na rys. 1 przedstawiona jest część systemu mechatronicznego  Moduły Produkcyjnych
Systemów MPS .
MPS składa się z kilku stanowisk, między innymi ze stanowiska  DYSTRYBUCJA.
W skład tego stanowiska wchodzi moduł  magazyn składowania przedstawiony na rys. 2
w rzucie izometrycznym oraz na rys. 3, 4 w rzutach prostokątnych. Działanie modułu polega
na przesunięciu detalu za pomocą siłownika liniowego pneumatycznego.
Stwierdzono awarię stanowiska, 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. Dodatkowo dokonaj konserwacji elementów stanowiska.
Do dyspozycji masz rysunki montażowe nr 5, 6, 7, 8, 9, 10  magazynu składowania oraz
listę części.
Rys. 1. do ćwiczenia 1 [4]
Rys. 2. do ćwiczenia 1  rzut izometryczny modułu [4] Rys. 3. do ćwiczenia 1  rzut prostokątny [4]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
Rys. 4. do ćwiczenia 1  rzut prostokątny [4]
Rys. 5. montażowy do ćwiczenia 1 [4]
Rys. 6. montażowy do ćwiczenia 1 [4]
Rys. 7. montażowy do ćwiczenia 1 [4]
Rys. 8. montażowy do ćwiczenia 1 [4]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
Rys. 9. montażowy do ćwiczenia 1 [4]
Rys. 10. montażowy do ćwiczenia 1 [4]
Lista części
Numer części Nazwa części Liczba
1. korpus magazynu 1 szt.
2. wkręt M6x10 2 szt.
3. nakrętka M6 typu T 2 szt.
4. siłownik dwustronnego działania 1 szt.
5. uchwyt montażowy czujnika 2 szt.
6. tulejka przyłączeniowa 1 szt.
7. nakrętka BM 4 1 szt.
8. tuleja gwintowana 1 szt.
9. nakrętka BM 16x1, 5 1 szt.
10. suwak 1 szt.
11. nakrętka BM 6 1 szt.
12. czujnik położenia 2 szt.
13. złączka 2 szt.
14. trójnik 2 szt.
15. rura magazynu 1 szt.
16. przetyczka 1 szt.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z dokumentacją MPS, a szczególnie z dokumentacją stanowiska,
2) zidentyfikować stanowisko i jego elementy składowe,
3) dobrać niezbędne narzędzia,
4) odłączyć zasilanie elektryczne i pneumatyczne systemu,
5) sprawdzić, czy w przewodach systemu występuje powietrze pod ciśnieniem,
6) odłączyć przewody pneumatyczne i zaślepić końcówki,
7) zdemontować konstrukcję magazynu składowania,
8) wymienić uszkodzony siłownik,
9) dokonać konserwacji elementów magazynu,
10) podłączyć wszystkie odłączone przewody,
11) przeprowadzić próbę szczelności,
12) przeprowadzić próbę działania modułu,
13) stosować przepisy bhp.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- stanowisko MPS,
- zestaw narzędzi i przyrządów,
- preparaty pozwalające odblokować zapieczone połączenia gwintowe,
- uniwersalny środek smarny,
- części zamienne,
- instrukcja obsługi,
- katalog pneumatyki,
- poradnik dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Na rys. 1 przedstawiona jest część systemu mechatronicznego  Moduły Produkcyjnych
Systemów MPS . MPS składa się z kilku stanowisk, między innymi ze stanowiska
nazwanego ROBOT. Stanowisko to jest wyposażone w robot przemysłowy przedstawiony na
rys. 1. Robot ma za zadanie przenieść wybrane elementy do magazynów opadowych.
Rys. 1. do ćwiczenia 2 [4]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
Lampki sygnalizacyjne wykazały awarię stanowiska, zapis w protokole z oględzin
i pomiarów diagnostycznych wskazał na uszkodzenie chwytaka robota  ramię wykonywało
zaprogramowane ruchy, natomiast chwytak nie podnosił detali.
Dokonaj naprawy chwytaka, dodatkowo przeprowadz
konserwację elementów chwytaka.
Do dyspozycji masz rysunki montażowe nr 2, 3, 4, 5 oraz listę części.
Rys. 2. do ćwiczenia 2 [4]
Rys. 3. do ćwiczenia 2  chwytak [4]
Rys. 4. do ćwiczenia 2 [4]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
Rys. 5. do ćwiczenia 2 [4]
Lista części
Nazwa części Liczba
chwytak 1 szt.
wkręt M3x8 4 szt.
uchwyty montażowe 10 szt.
przewód pneumatyczny 1 kpl.
przewód elektryczny 1 kpl.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z dokumentacją MPS, a szczególnie z dokumentacją stanowiska,
2) zidentyfikować stanowisko i jego elementy składowe,
3) dobrać niezbędne narzędzia,
4) odłączyć zasilanie elektryczne i pneumatyczne systemu,
5) sprawdzić, czy w systemie nie ma już ciśnienia czynnika,
6) odłączyć przewody elektryczne i pneumatyczne od chwytaka,
7) zdjąć przewody elektryczne i pneumatyczne z uchwytów z tej części chwytaka, w której
będzie przeprowadzany demontaż,
8) wymienić uszkodzony chwytak, zwracając uwagę na oznaczenie  trójkąty umieszczone
na korpusach powinny być zwrócone do siebie wierzchołkami,
9) przeprowadzić konserwację elementów chwytaka,
10) podłączyć przewody elektryczne i pneumatyczne do chwytaka osadzając je w uchwytach,
11) podłączyć zasilanie elektryczne i pneumatyczne systemu,
12) przeprowadzić próbę szczelności instalacji pneumatycznej stanowiska,
13) przeprowadzić próbę działania chwytaka poprzez próbne uruchomienie stanowiska,
14) stosować przepisy bhp.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
Wyposażenie stanowiska pracy:
- stanowisko MPS,
- zestaw narzędzi i przyrządów,
- części zamienne,
- preparaty pozwalające odblokować zapieczone połączenia gwintowe,
- uniwersalny środek smarny,
- instrukcja obsługi,
- katalog pneumatyki,
- poradnik dla ucznia.
Ćwiczenie 3
Wykonaj naprawę modułu wiercenia MPS. Moduł uległ awarii, zapis w protokole
z oględzin i pomiarów diagnostycznych wskazał na uszkodzenie silnika krokowego. Wymień
uszkodzony silnik, następnie zakwalifikuj go albo do naprawy albo do złomowania.
Dodatkowo przeprowadz
konserwację elementów modułu.
Do dyspozycji masz rysunki montażowe nr 3, 4, 5, 6, 7, 8 modułu wiercenia oraz listę
części.
Rysunek 1 do ćwiczenia 3  widok modułu
Rys. 1. do ćwiczenia 3  widok modułu [4]
Rys. 2. do ćwiczenia 3  części składowe
do mocowania elementów [4]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
Rys. 3. do ćwiczenia 3  montaż mikrowyłączników [4]
Rys. 4. do ćwiczenia 3  zamontowane
mikrowyłączniki [4]
Rys. 6. do ćwiczenia 3  elementy
do mocowania silnika krokowego [4]
Rys. 5. do ćwiczenia 3  mocowanie konstrukcji do podstawy [4]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
Rys. 7. do ćwiczenia 3 [4]
Rys. 8. do ćwiczenia 3 [4]
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z dokumentacją MPS, a szczególnie z dokumentacją stanowiska,
2) zidentyfikować stanowisko i jego elementy składowe,
3) dobrać niezbędne narzędzia,
4) odłączyć zasilanie elektryczne i pneumatyczne systemu,
5) sprawdzić, czy w systemie nie ma już ciśnienia czynnika,
6) odłączyć przewody elektryczne i pneumatyczne od modułu,
7) wymienić uszkodzony silnik krokowy,
8) przeprowadzić konserwację elementów modułu,
9) podłączyć przewody elektryczne do silnika,
10) podłączyć zasilanie elektryczne i pneumatyczne stanowiska,
11) przeprowadzić próbę szczelności instalacji pneumatycznej stanowiska,
12) przeprowadzić próbę działania modułu poprzez próbne uruchomienie stanowiska,
13) stosować przepisy bhp.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- stanowisko MPS,
- zestaw narzędzi i przyrządów,
- części zamienne,
- preparaty pozwalające odblokować zapieczone połączenia gwintowe,
- uniwersalny środek smarny,
- instrukcja obsługi,
- poradnik dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) dokonać pomiaru wartości ciśnień w układzie pneumatycznym
ðð ðð
i porównać z wartościami określonymi na schemacie?
2) przygotować układ pneumatyczny do naprawy, uwzględniając
ðð ðð
przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy?
3) dobrać niezbędne narzędzia i przyrządy do wymontowania
ðð ðð
wskazanego elementu układu pneumatycznego?
4) zidentyfikować elementy układu pneumatycznego, w którym
ðð ðð
wystąpiło uszkodzenie?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
4.4. Naprawa i konserwacja układów hydraulicznych
4.4.1. Materiał nauczania
Układ hydrauliczny jest to zespół połączonych elementów, które przekazują energię, lub
służą do sterowania za pomocą cieczy hydraulicznej pod ciśnieniem w układzie zamkniętym.
Elementem roboczym w takich układach są ciecze hydrauliczne. Przekazują one energię
z generatora do odbiorników, lub do elementów sterowania i regulacji. Rolę elementu
generującego energię w układach hydraulicznych spełnia pompa, a elementy odbierające
energię to siłowniki hydrauliczne, dzielące się, w zależności od wykonywanego ruchu na:
silniki hydrauliczne, które zamieniają energię strumienia w ruch obrotowy, oraz cylindry
hydrauliczne, które zamieniają energię strumienia w ruch prostoliniowy.
Poszczególne zespoły układów hydraulicznych są połączone między sobą przewodami
hydraulicznymi.
Podstawowymi elementami hydraulicznych układów hydrostatycznych są:
- pompy hydrauliczne (trybikowe, tłokowe, nurnikowe itp.),
- siłowniki hydrauliczne (silniki liniowe),
- silniki hydrauliczne (obrotowe),
- zawory,
- filtry,
- przewody hydrauliczne,
- zbiornik cieczy hydraulicznej,
- układ odpowietrzający,
- zespoły pomiarowe i pomocnicze (manometry, przepływomierze, króćce do pobierania
próbek, chłodnice itp.),
- ciecz hydrauliczna.
Układy hydrauliczne mogą napędzać jeden albo wiele cylindrów hydraulicznych lub
silników hydraulicznych.
Układy hydrauliczne znalazły liczne zastosowania, między innymi w przemysłach:
maszynowym, samochodowym, lotniczym, metalurgicznym, zbrojeniowym, tworzyw
sztucznych, w automatyce, w obrabiarkach, w rolnictwie, w budownictwie,
w robotach publicznych i wielu innych; dlatego w technice tej dokonuje siÄ™ nieustajÄ…cy
postęp. Nowoczesne technologie wymagają spełnienia ściśle określonych i coraz ostrzejszych
kryteriów w zakresie:
- niezawodności i trwałości stosowanych materiałów konstrukcyjnych,
- optymalnych parametrów cieczy hydraulicznych,
- łatwego dostosowania układów hydraulicznych do różnych maszyn i innych technologii
(na przykład elektroniki),
- przekazywania coraz większych mocy (na przykład mocy rzędu 1000 kW
w napędach wiertniczych),
- coraz mniejszego stosunku masy układów hydraulicznych do przenoszonej mocy,
- uproszczenia metod kontroli, przy jednoczesnym zwiększeniu ich precyzji,
- Å‚atwej i szybkiej konserwacji.
Wszystkie wymienione czynniki stawiajÄ… przed cieczÄ… hydraulicznÄ… wymagania coraz
trudniejsze do spełnienia.
Ciecz hydrauliczna ma za zadanie przenieść energię z napędu hydraulicznego
(najczęściej pompy hydraulicznej) do odbiorników (elementów wykonawczych), takich jak:
cylindry i silniki hydrauliczne, wykonujących czynności wymagane przez użytkownika.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40
Ciecz hydrauliczna we współczesnych układach hydraulicznych spełnia następujące,
podstawowe funkcje:
- przenoszenie energii i sygnałów sterujących,
- smarowanie ruchomych elementów,
- odprowadzanie ciepła,
- odprowadzanie zanieczyszczeń stałych z układu,
- uszczelnianie układu,
oraz funkcje dodatkowe:
- zmniejszanie zużycia części układu hydraulicznego,
- ochrona przed korozjÄ…,
- zabezpieczenie przed szkodliwym działaniem wody,
- zabezpieczenie przed szkodliwym działaniem powietrza.
Funkcje te należy uwzględnić przy wyborze cieczy hydraulicznej. Celem zapewnienia
poprawności działania oraz trwałości i niezawodności układu hydraulicznego, ciecz
hydrauliczna musi posiadać pewne podstawowe właściwości, niezbędne dla przekazywania
energii, smarowania i ochrony, tj.:
- odpowiednią lepkość,
- możliwie jak najmniejsze zmiany lepkości w funkcji temperatury (wysoki wskaz
nik
lepkości),
- możliwość przepompowywania w jak najniższej temperaturze użytkowania,
- mały moduł ściśliwości (na przykład: obecność powietrza w cieczy zwiększa jej
ściśliwość),
- brak skłonności do pienienia,
- szybkie wydzielanie powietrza,
- dobre właściwości przeciwkorozyjne i przeciwrdzewne,
- stabilność w czasie pracy; to znaczy odporność na utlenianie, ścinanie i degradację
termicznÄ….
Pierwszą używaną cieczą hydrauliczną była woda. Miała ona wiele wad, powodowała
między innymi: korozję, osadzanie się kamienia kotłowego, łatwo odparowywała, miała zbyt
małą lepkość, złe właściwości niskotemperaturowe, a przede wszystkim brak niezbędnych
właściwości smarnych. Aktualnie, jedynie w niewielu pracujących instalacjach
przemysłowych jako cieczy hydraulicznej używa się jeszcze wody, zwykle z dodatkami
przeciwkorozyjnymi. Przeważająca część układów hydraulicznych, stacjonarnych lub
przewoz
nych, jest napełniona cieczą hydrauliczną, najczęściej będącą uszlachetnionym
olejem mineralnym lub roślinnym. Jednakże, w niektórych szczególnych przypadkach, kiedy
ciecz hydrauliczna musi być trudnopalna, używa się specjalnych cieczy syntetycznych lub
w niektórych przypadkach cieczy zawierających wodę.
W hydraulice przepływ jest odpowiednikiem prędkości w mechanice, natomiast ciśnienie
odpowiednikiem siły. W układzie SI jednostką ciśnienia P jest Pascal (1 Pa = 1 N/m2).
W praktyce przemysłowej jako jednostkę ciśnienia często stosuje się 1 bar = 100 kPa.
Typowe ciśnienie w układach hydraulicznych wynosi od 0,5 do 100 bar. Jednostką przepływu
Q jest metr sześcienny na sekundę (w praktyce: dm3/min lub litr/min).
Jako ciecze hydrauliczne są stosowane oleje o klasach lepkości od ISO VG 5 do
ISO VG 300, o składzie chemicznym dostosowanym do warunków pracy i materiałów
konstrukcyjnych układu. Są to:
- rafinowane oleje mineralne,
- oleje syntetyczne na bazie PAO,
- oleje na bazie estrów poliolowych,
- oleje syntetyczne na bazie poliglikolowej,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
41
- oleje roślinne,
oraz jako tzw. trudnopalne ciecze hydrauliczne:
- estry kwasu fosforowego,
- emulsje wodno olejowe,
- emulsje olejowo wodne,
- wodne roztwory glikoli i poliglikoli,
- wodne roztwory polimerów.
Od cieczy hydraulicznych wymaga się czystości odpowiedniej do luzów i ciśnień
w układzie hydraulicznym oraz braku zawartości zanieczyszczeń stałych. Zanieczyszczona
ciecz hydrauliczna może spowodować wadliwą pracę układu hydraulicznego lub nawet jego
awarię. Nieodpowiednia czystość cieczy hydraulicznej jest przyczyną ponad 80% awarii
układów hydraulicznych.
Zanieczyszczenia stałe w układach hydraulicznych mogą pochodzić z czterech głównych
z
ródeł:
- wewnętrznych, związanych z funkcjonowaniem różnych części składowych układu
hydraulicznego (pompa, zbiornik, odbiorniki, elementy sterujÄ…ce),
- zewnętrznych, przedostających się do układu przez przewody, zawory, trzpienie
siłowników, obudowy pomp i silników,
- własnych instalacji hydraulicznej, tj. pozostałości z procesów produkcji elementów
układu, np.: wylewki produkcyjne, piasek z form odlewniczych, farby,
- dodatkowych, mogących przedostać się na przykład w czasie uzupełniania płynu
hydraulicznego, konserwacji urządzeń, itp.
Obecność w cieczy hydraulicznej zanieczyszczeń stałych może prowadzić do zniszczenia
układu hydraulicznego lub zatkania filtrów. Skutkiem obecności zanieczyszczeń stałych jest
przyśpieszone zużywanie elementów układu: zaworów, pomp. Szczególnie groz
ne sÄ…
uszkodzenia pomp hydraulicznych i regulatorów suwakowych.
W praktyce eksploatacyjnej, obok procesów zużywania występują inne zjawiska,
związane z obecnością zanieczyszczeń stałych. Należą do nich zamulanie i zarastanie,
prowadzące do zatykania przewodów układu hydraulicznego lub zmniejszania ich przekroju
poprzecznego. Zamulanie prowadzi do zwiększenia czasu odpowiedzi układu hydraulicznego
na impuls sterujący, zmienia charakterystykę dynamiczną układu oraz częstotliwość
(szczególnie w przekaz
nikach proporcjonalnych). Wynikiem tego zjawiska jest zmniejszenie
zakresu możliwości regulacji układu. Zamulanie może doprowadzić także do całkowitego
zatkania i unieruchomienia układu. Jest ono przeważnie powodowane przez cząstki
zanieczyszczeń.
Układy hydrauliczne wymagają bardzo starannej obsługi; najlepsza ciecz hydrauliczna
nie da dobrych efektów w z
le utrzymanym układzie. Szczególne znaczenie mają następujące
czynniki:
- obecność zanieczyszczeń stałych i wody oraz filtracja,
- przegrzewanie, chłodzenie,
- zapowietrzanie,
- kawitacja,
- dobór i montaż uszczelek.
Zanieczyszczenia stałe cieczy hydraulicznych, w szczególności cząstki materiałów
twardych, (np. cząstki ścieru lub piasek) są najczęstszą przyczyną nieprawidłowej pracy
i zużywania się układów hydraulicznych. Znaczna część uszkodzeń jest powodowana
obecnością twardych cząstek, takich jak:
- pyły atmosferyczne i inne zanieczyszczenia zewnętrzne,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
42
- ścier metalowy, powstający w procesach zużywania wewnętrznych powierzchni układów
hydraulicznych,
- produkty korozji i czÄ…steczki rdzy,
- drobiny lakierów itp.
Podczas eksploatacji należy uważać, aby nie miało miejsca przedostawanie się cząstek
zanieczyszczeń do układu. Przeciwdziała się temu poprzez:
- dokładne płukanie przy pierwszym uruchamianiu urządzenia,
- zapewnienie środków ostrożności podczas napełniania zbiornika,
- konserwacjÄ™ uszczelek,
- odpowiednią jakość filtra powietrza w układzie odpowietrzania zbiornika.
Należy bardzo dokładnie nadzorować proces filtracji, dbając aby:
- wkłady filtrujące były wymieniane zgodnie z okresami przewidzianymi dla danego typu
układu,
- elementy filtrujące nie były uszkadzane podczas operowania nimi,
- typ użytkowanego filtra powinien spełniać wymagania sprecyzowane przez producenta
układu hydraulicznego.
Temperatura cieczy hydraulicznej w układzie ma istotne znaczenie dla jej trwałości.
Ciecz hydrauliczna starzeje się tym szybciej, im wyższa jest temperatura jej pracy.
Nadmiernie wysoka temperatura jest również szkodliwa dla innych elementów układu,
szczególnie dla materiałów uszczelnieÅ„. IdeaÅ‚em byÅ‚oby nie przekraczanie temperatury 50°C,
ponieważ wtedy starzenie dobrych cieczy hydraulicznych jest powolne. Przyjmuje się, że
zwiÄ™kszenie temperatury pracy cieczy hydraulicznej o każde 10°C, powoduje skrócenie czasu
jej pracy o połowę. W niektórych przypadkach, jest konieczne zainstalowanie wymiennika
ciepła w celu chłodzenia cieczy hydraulicznej.
Do najczęstszych powodów przypadkowego przegrzewania układów hydraulicznych
należą:
- niewłaściwie dobrana ciecz hydrauliczna pod względem lepkości,
- z
le wyregulowany zawór zwrotny (zbyt duży przepływ),
- zanieczyszczona chłodnica,
- zanieczyszczenie zbiornika, uniemożliwiające odprowadzanie ciepła przez
wypromieniowanie,
- zbyt niski poziom cieczy hydraulicznej,
- zanieczyszczone lub wygięte przewody,
- zużycie pompy hydraulicznej,
- przedostanie się powietrza do układu.
Powietrze w cieczy hydraulicznej może być przyczyną poważnych problemów.
Najczęstsze powody przedostawania się powietrza do układów hydraulicznych to:
- nieszczelne przewody ssÄ…ce,
- nieszczelna pompa,
- zbyt niski poziom cieczy hydraulicznej,
- nadmierna turbulencja w zbyt małym zbiorniku,
- przewody zwrotne nie zanurzone w oleju (pienienie).
Ciecz hydrauliczna powinna być tak dobrana, aby nie wykazywała agresywnego
działania wobec materiałów uszczelnień. Wymagania w tym zakresie, będą mniej ostre
w przypadku elementów układu pracującego w warunkach statycznych, niż dla szczelności
elementów pracujących w warunkach dynamicznych. W każdym przypadku, zakłada się, że
zmiana objÄ™toÅ›ci materiaÅ‚u uszczelek, przy próbie 72 godzinnej, w temperaturze 100°C, nie
może przekraczać ą5%. Niektóre specyfikacje nie dopuszczają żadnych zmian, celem
uniknięcia ryzyka wystąpienia przecieku.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
43
Nie wszystkie problemy z uszczelkami mogą być przypisywane niewłaściwemu
doborowi cieczy hydraulicznej. W praktyce, wiele innych czynników może być powodem
uszkodzenia uszczelek:
- zbyt wysoka temperatura pracy ciągłej, nie przewidziana dla określonego rodzaju
materiałów uszczelnień, zastosowanych w maszynie,
- niewłaściwy montaż lub uszkodzenie uszczelki podczas montażu,
- zły stan powierzchni w miejscu montażu uszczelki.
Układy hydrauliczne to kluczowy element w procesie produkcyjnym, dlatego stosowane
oleje hydrauliczne muszą być wytrzymać panujące w nich warunki. Stosowanie mało
wydajnych olejów hydraulicznych prowadzi do:
- uszkodzenia sprzętu, nieprzewidzianych awarii (pomp, filtrów, uszczelek, węży),
- przedwczesnej awarii i wymiany części,
- zwiększonych nakładów na konserwację,
- kosztownych wycieków,
- nieplanowanej wymiany filtrów,
- kosztownych przestojów.
Wszystkie wymienione problemy niekorzystnie wpływają na maszyny oraz wykonywaną
pracę. Średnie koszty eksploatacji układu hydraulicznego (poniżej) przedstawiają wydatki
związane z wymianą zużytych lub uszkodzonych części. Wydatki na olej stanowią minimalną
część przeciętnego budżetu układu hydraulicznego, natomiast koszt naprawy lub wymiany
przedwcześnie zużytych części może poważnie zwiększyć ponoszone nakłady.
Tabela 1 Koszty konserwacji elementów urządzenia hydraulicznego
Element urządzenia Koszty konserwacji (udział w %)
Obudowa filtra 5  10
Części filtra 10  15
Pompa 30  50
Zawory 5  10
Olej 2  5
Nurnik 1
Uszczelki 1  10
Wąż 1  5
Odpady 5  20
Konserwacja układu hydraulicznego sprowadza więc się do:
- sprawdzania działania manometrów i armatury:
- dokonywać codziennego sprawdzania działania armatur i manometrów,
w przypadku manometrów wymaga to sprawdzenia, czy wskazywane ciśnienie
odpowiada rzeczywistemu.
- sprawdzania temperatury oleju:
- codziennie kontrolować temperaturę oleju hydraulicznego w zbiorniku oleju.
PrawidÅ‚owa temperatura oleju pracujÄ…cej maszyny powinna wynosić 45  50 C°.
W nowych maszynach temperatura oleju pokazana jest na monitorze pulpitu
sterującego. Temperaturę oleju należy sprawdzać zarówno dla pracy ręcznej jak
i automatycznej.
- skontrolować poziom oleju w zbiorniku:
- ciągłe sprawdzanie poziomu oleju jest niezbędne dlatego, że zmniejszenie
objętości cieczy poniżej wyznaczonego poziomu minimalnego może
spowodować wzrost temperatury roboczej. Ponadto nagromadzenie powietrza
może być przyczyną awarii pompy wskutek kawitacji.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
44
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie funkcje spełnia ciecz hydrauliczna we współczesnych układach hydraulicznych?
2. Jakie właściwości musi posiadać ciecz hydrauliczna niezbędna do przekazywania energii,
smarowania i ochrony?
3. Z jakich z
ródeł pochodzą zanieczyszczenia stałe w układach hydraulicznych?
4. Jakie elementy hydrauliczne przeciwdziałają przedostawaniu się cząstek zanieczyszczeń
do układu hydraulicznego?
5. Jakie są najczęstsze powody przegrzewania układu hydraulicznego?
6. Jakie czynniki powodują uszkodzenie uszczelek elementów układu hydraulicznego?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Elektrohydrauliczna zapora automatyczna (rys. 1) składa się z aluminiowego ramienia
oraz z samonośnej obudowy stalowej. Obudowa zapory jest tak skonstruowana, aby
pomieścić mechanizm napędu i dodatkową skrzynkę elektryczną. Mechanizm poruszający
ramię zapory składa się z pompy hydraulicznej napędzanej silnikiem elektrycznym, siłownika
hydraulicznego podwójnego działania, sprężyny równoważącej ciężar ramienia oraz
łożyskowanego podwójnie układu przeniesienia napędu. Standardowo zapora jest
wyposażona w płynnie regulowany hydrauliczny system zabezpieczenia przed zgnieceniem.
Konstrukcja zapewnia zatrzymanie ramienia w dowolnym położeniu (samohamowność),
a także możliwość odblokowania i ręcznego poruszania ramieniem w pełnym zakresie ruchu
w sytuacjach awarii lub braku zasilania.
Rys. 1. do ćwiczenia 1  widok zapory automatycznej
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
45
Elementy składowe zapory (rys. 2)
Rys. 2. do ćwiczenia 1  elementy składowe zapory automatycznej: 1) podstawa fundamentowa, 2) obudowa
samonośna, 3) skrzynka elektryczna, 4) gniazdo klucza odblokowania awaryjnego, 5) zawory regulacji siły
otwierania i zamykania (BY  PASS), 6) siłownik hydrauliczny podwójnego działania, 7) regulowane odboje
krańcowe, 8) ramię lakierowane, 9) łożyskowany mechanizm przeniesienia napędu, 10) korek wlewu oleju
z bagnetem kontroli poziomu oleju, 11) otwór odpowietrzający, 12) sprężyna równoważąca, 13) śruba regulacji
naprężenia wstępnego sprężyny, 14) pompa hydrauliczna (z silnikiem).
Konserwacja zapory
Przeprowadzając zabiegi konserwacyjne, każdorazowo należy sprawdzać ustawienie
zaworów BY  PASS, stan sprężyny bilansowej (położenie równowagi ramienia),
skuteczność działania urządzeń zabezpieczających. Należy także sprawdzać poziom oleju,
w zbiorniku pompy hydraulicznej. Zaleca się kontrolę stanu oleju nie rzadziej niż co 6
miesięcy. Poziom oleju pozwala ustalić wskaz
nik połączony z korkiem wlewu oleju. Aby
sprawdzić stan oleju należy odkręcić korek. Bagnet wskaz
nika ma dwa pierścienie
wskazujące poziom minimalny i maksymalny (rys. 3). Wskazanie prawidłowego poziomu
oleju powinno zawierać się pomiędzy pierścieniami.
Rys. 3. do ćwiczenia 1  wskaz
nik poziomu oleju w zbiorniku pompy hydraulicznej
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
Dane techniczne zapory
Tabela do ćwiczenia 1
Lp. Parametry zapory
1. Max. długość ramienia 5 m
2. Max. czas otwarcia 5,7 s
3. Prędkość kątowa 0,28 rad/s
4. Wydajność pompy 1,5 l/min
5. Max. moment 400 Nm
6. Napięcie zasilania 230 V AC (+6%  10%) 50 Hz
7. Pobór mocy 220 W
8. Typ oleju FAAC XD 220
9. Ilość oleju 0,9 kg
10. Zabezpieczenie termiczne 120 °C
11. Zabezpieczenie przed zgnieceniem Seryjne, regulowane zawory BY 
PASS
12. Temperatura robocza Od  20°C do +55°C
13. Stopień ochrony IP44
Silnik elektryczny
14. Prędkość obrotowa 1800 obr/min
15. Moc 220 W
16. Pobór prądu 1 A
17. Zasilanie 230 V AC
Stwierdzono awarię zapory, ramię nie podnosi się. Dokonano sprawdzenia obwodów
elektrycznych i nie wykryto uszkodzenia. Następnie sprawdzono obwód hydrauliczny
i stwierdzono, że pompa nie podaje oleju a w oleju zaobserwowano zanieczyszczenia stałe.
Dokonaj naprawy układu hydraulicznego zapory. Dodatkowo przeprowadz
konserwacjÄ™
elementów zapory.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z dokumentacją zapory,
2) dobrać niezbędne narzędzia,
3) odłączyć zasilanie elektryczne i hydrauliczne układu,
4) sprawdzić, czy w systemie nie ma już ciśnienia czynnika,
5) wymienić pompę hydrauliczną,
6) wymienić filtr olejowy,
7) wymienić przewody hydrauliczne,
8) zalać system olejem hydraulicznym,
9) przeprowadzić konserwację elementów zapory,
10) podłączyć zasilanie elektryczne zapory,
11) przeprowadzić próbę szczelności instalacji hydraulicznej,
12) przeprowadzić próbę działania poprzez próbne uruchomienie zapory,
13) stosować przepisy bhp.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- zestaw narzędzi i przyrządów,
- części zamienne,
- preparaty pozwalające odblokować zapieczone połączenia gwintowe,
- uniwersalny środek smarny,
- instrukcja obsługi,
- poradnik dla ucznia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) określić funkcje cieczy hydraulicznej w układach hydraulicznej?
ðð ðð
2) określić element układu hydraulicznego zatrzymujący
ðð ðð
zanieczyszczenia stałe?
3) określić przyczyny przegrzewania układu hydraulicznego?
ðð ðð
4) określić przyczyny uszkodzeń uszczelek elementów hydraulicznych?
ðð ðð
5) wymienić sposoby konserwacji układu hydraulicznego?
ðð ðð
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
48
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie
na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
8. Na rozwiÄ…zanie testu masz 30 minut.
Powodzenia!
Materiały dla ucznia:
instrukcja,
zestaw zadań testowych,
karta odpowiedzi.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
49
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Naprawa bieżąca polega na wymianie
a) części lub zespołu urządzeń bez potrzeby rozbierania mechanizmów.
b) części lub zespołu urządzeń z koniecznością rozbierania mechanizmów.
c) mechanizmów urządzeń bez potrzeby rozbierania części.
d) mechanizmów urządzeń z koniecznością rozbierania części.
2. Metody naprawy urządzeń i systemów mechatronicznych oparte są na procesie
a) technicznym.
b) ekonomicznym.
c) kosztorysowym.
d) technologicznym.
3. Klucz imbusowy przedstawiony na rysunku
a) b) c) d)
4. Klucz dynamometryczny należy stosować do
a) dokręcania śrub w miejscach trudnodostępnych.
b) dokręcania śrub z określonym momentem siły.
c) wygodniejszego odkręcania i zakręcania śrub.
d) odkręcania skorodowanych śrub.
5. W układzie SI jednostką ciśnienia jest
a) bar.
b) paskal.
c) atmosfera fizyczna.
d) milimetr słupa wody.
6. Elementy pneumatyczne przedstawione na rysunku, to zespół
a) przygotowania powietrza.
b) redukcyjno smarujÄ…cy.
c) dławiąco zwrotny.
d) zwłoki czasowej.
7. Symbol przedstawiony na rysunku oznacza, że zawór jest sterowany
a) bezpośrednio hydraulicznie przez wzrost ciśnienia.
b) bezpośrednio pneumatycznie przez wzrost ciśnienia.
c) pośrednio pneumatycznie przez spadek ciśnienia.
d) pośrednio hydraulicznie przez spadek ciśnienia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
50
8. Element wykonawczy urzÄ…dzenia mechatronicznego to
a) przetwornik analogowy.
b) siłownik pneumatyczny.
c) czujnik optyczny.
d) mikroprocesor.
9. Na rysunku przedstawiono układ sterowania siłownika pneumatycznego. Elementem
sterującym w tym układzie jest
a) siłownik jednostronnego działania.
b) siłownik dwustronnego działania.
c) zawór rozdzielający 1/3.
d) zawór rozdzielający 4/2.
10. Przygotowanie sprężonego powietrza w układach pneumatycznych polega co najmniej na
a) sprężaniu, osuszaniu i smarowaniu.
b) sprężaniu, filtrowaniu i smarowaniu.
c) sprężaniu, osuszaniu i filtrowaniu.
d) osuszaniu, filtrowaniu i smarowaniu.
11. Do pomiaru ciśnienia w układach pneumatycznych stosuje się
a) zawór nadążny.
b) tensometr.
c) przepływomierz.
d) manometr.
12. W trakcie oględzin urządzenia mechatronicznego stwierdzono  podczas poruszania
przewodem  nieszczelności przyłącza wtykowego w siłowniku pneumatycznym.
Poprawnym sposobem naprawy jest
a) wymiana przyłącza.
b) wymiana uszczelki miedzy przyłączem a siłownikiem.
c) dokręcenie przyłącza kluczem dynamometrycznym.
d) uszczelnienie przyłącza taśmą teflonową.
13. Elementy przedstawione na zamieszczonym schemacie, które pełnią funkcję elementów
wykonawczych to
a) 1 i 4
1 3
b) 2 i 3
c) 1 i 3
d) 2 i 4
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
51
14. W sprężarkach, dzięki ochładzaniu sprężonego powietrza, następuje
a) wzrost jego ciśnienia.
b) zwiększanie jego objętości.
c) skraplanie pary wodnej i osuszanie powietrza.
d) osadzanie zanieczyszczeń na dnie zbiornika.
15. Skrócenie czasu pracy cieczy hydraulicznej o połowę jest spowodowane zwiększeniem
jej temperatury o każde
a) 40°C.
b) 30°C.
c) 20°C.
d) 10°C.
16. Tarcie wewnętrzne oleju hydraulicznego jest jednym ze wskaz
ników własności
fizykochemicznych i nosi nazwÄ™
a) elektroizolacyjności.
b) plastyczności.
c) lepkości.
d) syntetyczności.
17. Na rysunku przedstawiono przekrój hydraulicznego zaworu
a) rozdzielajÄ…cego.
b) odcinajÄ…cego.
c) redukcyjnego.
d) zwrotnego.
18. Na rysunku przedstawiono budowÄ™ pompy
a) Å‚opatkowej.
b) zębatej.
c) śrubowej.
d) tłokowej.
19. Złącze wtykowe (szybkozłączka) to?
a) b) c) d)
20. Utrzymanie urządzeń mechatronicznych w stanie, który umożliwia jego prawidłową
eksploatacjÄ™ a nie dopuszcza do szybkiego niszczenia wskutek pracy, to
a) naprawa.
b) konserwacja.
c) montaż.
d) demontaż.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
52
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko ...............................................................................
Wykonywanie naprawy i konserwacji urządzeń i systemów
mechatronicznych
Zakreśl poprawną odpowiedz
.
Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
1 a b c d
2 a b c d
3 a b c d
4 a b c d
5 a b c d
6 a b c d
7 a b c d
8 a b c d
9 a b c d
10 a b c d
11 a b c d
12 a b c d
13 a b c d
14 a b c d
15 a b c d
16 a b c d
17 a b c d
18 a b c d
19 a b c d
20 a b c d
Razem:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
53
6. LITERATURA
1. Górecki A., Grzegórski Z.: Montaż, naprawa i eksploatacja maszyn i urządzeń
przemysłowych. Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1986. Wydanie
siódme
2. Kornowicz-Sot A.: Automatyka i robotyka. Napęd i sterowanie hydrauliczne
i pneumatyczne. WSiP, Warszawa 1999
3. Kostro J.: Elementy, urządzenia i układy automatyki. WSiP, Warszawa 2005
4. Moduły Produkcyjnych Systemów MPS  Opis techniczny. FESTO DIDACTIC
5. Olszewski M.: Podstawy mechatroniki. Wydawnictwo REA, Warszawa 2006
6. Podstawy elektropneumatyki. Materiały szkoleniowe. FESTO DIDACTIC,
Warszawa 1998
7. Podstawy pneumatyki. Materiały szkoleniowe. FESTO DIDACTIC, Warszawa 1997
8. Podstawy pneumatyki. Podręcznik. FESTO DIDACTIC
9. Szenajch W.: Napęd i sterowanie pneumatyczne. WNT, Warszawa 1997
10. Solis H., Lenart T.: Technologia i eksploatacja maszyn. Wydawnictwa Szkolne
i Pedagogiczne, Warszawa 1996
11. Szenajch W., Koprzywa W., Sawicki L.: Pneumatyka i hydraulika maszyn
technologicznych. Wydawnictwo PWN, Warszawa 1990
12. Zawora J.: Podstawy technologii maszyn. Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne,
Warszawa 2001
13. www.air  com.pl
14. www.facom.pl
15. www.utrzymanieruchu.pl.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
54