Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Napędy maszyn
Course of study:
2019/2020
Code:
RIMM-1-308-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Mechanical and Materials Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Roskosz Maciej (mroskosz@agh.edu.pl)
Module summary

Napędy elektryczne, pneumatyczne i hydrauliczne – podstawowe charakterystyki, parametry napędów, układów napędowych i hamulcowych. Praca w zespole, jej podział i odpowiedzialność personalna.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz umiejętność pracy w zespole. IMM1A_K04 Activity during classes,
Participation in a discussion,
Involvement in teamwork
Skills: he can
M_U001 Zna zasady funkcjonowania klasycznych maszyn elektrycznych, hydraulicznych i pneumatycznych. Umie analizować proste układy pomiarowe wielkości elektrycznych i wielkości nieelektrycznych. Potrafi przeprowadzać pomiary i opracowywać wyniki z uwzględnieniem oceny niepewności pomiaru. IMM1A_U01, IMM1A_U18, IMM1A_U07 Report,
Execution of laboratory classes
M_U002 Potrafi obliczać proste układy napędowe oraz właściwie dobrać elementy maszyn. Umie obliczać moc układów napędowych i układów hamulcowych. IMM1A_U12, IMM1A_U03 Activity during classes,
Execution of exercises,
Involvement in teamwork
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna podstawowe maszyny elektryczne oraz podstawowe charakterystyki maszyn elektrycznych. IMM1A_W05 Test
M_W002 Ma wiedzę z zakresu obliczeń parametrów, doboru elementów maszyn. IMM1A_W09, IMM1A_W08 Activity during classes,
Test
M_W003 Posiada wiedzę z zakresu eksploatacji i wytwarzania elementów maszyn napędowych. IMM1A_W10, IMM1A_W11 Activity during classes,
Execution of laboratory classes
M_W004 Zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy obowiazujące przy pracy z napędami maszyn. IMM1A_W15 Activity during classes,
Execution of laboratory classes
M_W005 Ma wiedzę w zakresie elementów napędowych i sterujących oraz układów stosowanych w hydraulice i pneumatyce siłowej. IMM1A_W10, IMM1A_W11 Test,
Report,
Execution of laboratory classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
54 26 14 14 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz umiejętność pracy w zespole. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Zna zasady funkcjonowania klasycznych maszyn elektrycznych, hydraulicznych i pneumatycznych. Umie analizować proste układy pomiarowe wielkości elektrycznych i wielkości nieelektrycznych. Potrafi przeprowadzać pomiary i opracowywać wyniki z uwzględnieniem oceny niepewności pomiaru. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi obliczać proste układy napędowe oraz właściwie dobrać elementy maszyn. Umie obliczać moc układów napędowych i układów hamulcowych. - + - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna podstawowe maszyny elektryczne oraz podstawowe charakterystyki maszyn elektrycznych. + + + - - - - - - - -
M_W002 Ma wiedzę z zakresu obliczeń parametrów, doboru elementów maszyn. + + - - - - - - - - -
M_W003 Posiada wiedzę z zakresu eksploatacji i wytwarzania elementów maszyn napędowych. + - - - - - - - - - -
M_W004 Zna podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy obowiazujące przy pracy z napędami maszyn. - - + - - - - - - - -
M_W005 Ma wiedzę w zakresie elementów napędowych i sterujących oraz układów stosowanych w hydraulice i pneumatyce siłowej. + + - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 100 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 54 h
Preparation for classes 18 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 h
Realization of independently performed tasks 16 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (26h):

1. Napędy prądu stałego. Podział napędów prądu stałego. Budowa silników obcowzbudnych i samo wzbudnych. Charakterystyki silników prądu stałego samowzbudnych, obcowzbudnych, skokowych, komutatorowych z magnesami stałymi (PMDC) i bezszczotkowych (BLDC). Zalety, wady i możliwości zastosowania silników prądu stałego.
2. Sposoby sterowania napędami prądu stałego. Sterowniki silników skokowych i możliwości kształtowania ich charakterystyk. Sterowanie PWM. Komutacja elektroniczna.
3. Napędy prądu zmiennego. Podział napędów prądu zmiennego. Silniki asynchroniczne i synchroniczne prądu zmiennego. Charakterystyki silników prądu zmiennego.
4. Sposoby sterowania napędami prądu zmiennego. Schematy podłączenia silników prądu zmiennego. Przemienniki częstotliwości – rodzaje budowa, właściwości, programowanie.
5. Serwonapędy prądu stałego i zmiennego. Metody pomiaru parametrów ruchu w napędach elektrycznych. Enkodery optyczne i magnetyczne, resolwery, czujniki Halla. Struktura serwonapędu elektrycznego. Charakterystyki i zastosowanie serwonapędów elektrycznych.
6. Kinematyka pracy różnego typu napędów. Budowa modeli układów napędowych.
7. Równania ruchu. Redukcja mas i momentów. Analiza obciążeniowa napędu.
8. Określanie zapotrzebowania mocy.
9. Rodzaje, charakterystyki mechaniczne sprzęgieł i hamulców stosowanych w napędach.
10. Rodzaje i cechy charakterystyczne przekładni stosowanych w napędach maszyn. Cele stosowania przekładni. Napędy bez przekładni. Omówienie parametrów i budowy typowego napędu dużej mocy z organem roboczym wykorzystującym tarcie.
11. Wprowadzenie do napędów hydraulicznych i pneumatycznych.
12. Pompy, silniki i siłowniki hydrauliczne.
13. Pneumatyczne elementy napędowe.
14. Hydrauliczne i pneumatyczne elementy sterujące.
15. Układy hydrauliczne i pneumatyczne.

Auditorium classes (14h):

1. Redukcja mas i momentów bezwładności danej maszyny.
2. Obliczanie parametrów kinematycznych danego napędu. Obliczanie widma obciążenia napędu.
3. Określanie parametrów technicznych dla poszczególnych zespołów napędowych. Sporządzanie wykresów zapotrzebowania mocy i momentu.
4. Dobór zespołów mechanicznych – przekładni, sprzęgła itp.
5. Dobór parametrów technicznych przekładni do danego napędu.
6. Zapoznanie sie z symbolami graficznymi elementów hydraulicznych i pneumatycznych oraz zasadami ich tworzenia według obowiązujących norm.
7. Omówienie właściwości hydraulicznych i pneumatycznych układach napędowo-sterujących.
8. Tworzenie schematów funkcjonalnych podstawowych pneumatycznych i hydraulicznych układów sterowania.

Laboratory classes (14h):

1. Wyznaczenie charakterystyki napędu prądu stałego.
2. Sterowanie napędem skokowym – wyznaczenie charakterystyk i badanie wpływu podłączenia silnika na jego charakterystyki.
3. Sterowanie silnikiem prądu zmiennego z wykorzystaniem przemiennika częstotliwości.
4. Wyznaczenie widma obciążeń napędu małej mocy.
5. Badanie układu hamulcowego z siłownikami pasywnymi sterowanymi z agregatu zasilająco-pompowego.
6. Wyznaczanie sprawności układu napędowego.
7. Sporządzanie wykresów zapotrzebowania mocy i momentu zespołu napędowego.
8. Budowanie i uruchamianie prostych układów pneumatycznych z siłownikami jednostronnego i dwustronnego działania.
9. Poznanie pomp, elementów napędowych, sterujących i pomocniczych w hydraulice Budowanie i uruchamianie układów pneumatycznych z zastosowaniem zaworów logicznych.
10. Badania laboratoryjne gerotorowego silnika hydraulicznego.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia laboratoryjne
Warunkiem zaliczenia są pozytywne oceny ze wszystkich sprawozdań.

Ćwiczenia audytoryjne
Warunkiem zaliczenia są pozytywne oceny ze wszystkich sprawdzianów.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa = 0.5 x ocena z ćwiczeń audytoryjnych+0.5 x ocena z ćwiczeń laboratoryjnych

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Ćwiczenia laboratoryjne
W przypadku nieobecności studenta wynikłej z choroby (zwolnienie lekarskie) lub innej przyczyny losowej (dokument to potwierdzający lub ustne uzasadnianie), student jest zobowiązany nadrobić powstałe zaległości. Jeżeli jest to jeszcze możliwe odrobić zaległości z inną grupą. W przypadku braku takiej możliwości należy sporządzić indywidualne sprawozdanie oparte na pomiarach wykonanych przez innych studentów.

Ćwiczenia audytoryjne
Dopuszcza się 3 nieobecności usprawiedliwione lub jedną nieusprawiedliwioną w semestrze.
W uzasadnionych wypadkach w drodze decyzji prowadzącego zajęcia odrobienie powstałych zaległości może odbyć się w formie opracowania rozszerzonego sprawozdania teoretycznego z zadanej tematyki lub zajęcia praktycznego.

Wykład
W przypadku wykładów prowadzący przekaże studentowi materiały lub poda literaturę obejmującą obszar merytoryczny zaległości. W przypadku trudności z opanowaniem materiału student może konsultować się z prowadzącym w celu przyswojenia wiedzy.

Prerequisites and additional requirements:

Umiejętność rozwizywania zadań z zakresu mechaniki;
Znajomość podstawowych zagadnień z zakresu matematyki;
Znajomość podstawowych zagadnień z zakresu fizyki;

Recommended literature and teaching resources:

1. Engel Z. Giergiel J.: Mechanika – Dynamika – Wydawnictwo AGH, Kraków 1998
2. Giergiel J.: Zbiór zadań z mechaniki – metodyka rozwiązań, Wydawnictwo AGH, Kraków 2001
3. Gottlieb I.: Practical Electric Motor Handbook, Published 1997; Butterworth-Heinemann
4. Grzbiela Cz., Machowski J: Maszyny, urządzenia elektryczne i automatyka w przemyśle, Wydawnictwo Śląsk 2010
5. Hansel J.; Kawecki Z.: Transport pionowy – Urządzenia szybowe i przyszybowe, Wydawnictwo AGH, Kraków, 1989
6. Hughes A.: Electric Motors and Drives, Published 1993; Butterworth-Heinemann
7. Kędziora A. „Eksploatacja szybowych urządzeń wyciągowych” Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1976
8. Kuczewski Z.: Napęd elektryczny, Wydawnictwo NT, Warszawa 1972
9. Popowicz O.: Transport Kopalniany – część 4 – Urządzenia szybowe, Wydawnictwo PWN, Stalingród 1953
10. Kuczewski Z.: Zbiór zadań z napędu elektrycznego, Wydawnictwo Politechnika Śląska, Gliwice 1979
11. Łastowiecki J.: Napędy elektryczne w automatyce i robotyce, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2011
12. Manitus J. Hutnicze napędy elektryczne – tom 1 – Teoretyczne podstawy napędu, Wydawnictwo Śląsk, 1969
13. Manitus J. Hutnicze napędy elektryczne – tom 2 – Automatyka napędów, Wydawnictwo Śląsk, 1972
14.Michalczyk J.: Dynamika maszyn górniczych cz. I – Podstawy opisu zjawisk dynamicznych w maszynach, Skrypt Uczelniany AGH nr 1187, Kraków, 1990
15. Mitew E.: Maszyny elektryczne – tom 1 Wydawnictwo Politechnika Radomska, Radom 2005
16. Mitew E.: Maszyny elektryczne – tom 2 Wydawnictwo Politechnika Radomska, Radom 2005
17. Plamizer A.: Maszyny elektryczne, Wydawnictwo NT, Warszawa 1982
18. Skwarczyński J., Tertil Z.: Elektromechaniczne przetwarzanie energii. Wydawnictwo AGH, Kraków 2000
19. Skwarczyński J., Tertil Z. Maszyny elektryczne – część 2 – teoria, Wydawnictwo AGH, Kraków 1997
20. Szklarski L.; Zarudzki J.: Elektryczne maszyny wyciągowe, Wydawnictwo PWN, Warszawa, 1998
21. Zmysłowski T: Górnicze maszyny wyciągowe – część mechaniczna, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 2004
22. Jędrzykiewicz Z., Pluta J., Stojek J.: Materiały wykładowe z przedmiotu „Napędy i sterowanie hydrauliczne, na prawach rękopisu, Kraków 2004, www.hip.agh.edu.pl
23. Pluta J.: Materiały wykładowe z przedmiotu „Napędy i sterowanie pneumatyczne”, na prawach rękopisu, Kraków 2004, www.hip.agh.edu.pl

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Roskosz M.: Zastosowanie Metody Magnetycznej Pamięci Metalu do badań uzębień kół zębatych. Dozór Techniczny 01/2006, s. 15-20.
Roskosz M., Rusin A., Kotowicz J.: The metal magnetic memory method in the diagnostics of power machinery components, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, vol. 43, Issue 1, 2010, str. 362 ÷ 370

Additional information:

Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów niekończących się egzaminem).

Student ma możliwość skorzystania z konsultacji, które odbywają się w danym semestrze zgodnie z informacjami podanymi przez prowadzących zajęcia.

Równocześnie w przypadku pytań lub jakichkolwiek wątpliwości możliwy jest kontakt z prowadzącym moduł drogą elektroniczną email: mroskosz@agh.edu.pl