Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Napędy i sterowanie hydrauliczne i pneumatyczne
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RAIR-1-410-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Automatyka i Robotyka
Semestr:
4
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr inż. Stojek Jerzy (stojek@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Dostarcza podstawowych informacji o konstrukcji i zasadzie działania napędów i sterowa hydrostatycznego i pneumatycznego. Porusza zagadnienia eksploatacji napędów oraz dostarcza wiedzę w zakresie stanu normalizacji. Wprowadza elementy czytania i tworzenia dokumentacji technicznej umożliwiając jej analizowanie oraz projektowanie prostych układów.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 ma wiedzę w zakresie elementów i zespołów sterujących, elementów napędowych oraz elementów wprowadzania i przetwarzania informacji w pneumatyce AIR1A_W08 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W002 ma wiedzę w zakresie budowy i właściwości układów nastawiania prędkości, siły i momentu pneumatycznych elementów napędowych AIR1A_W08 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W003 ma wiedzę w zakresie pomp wyporowych, silników wyporowych, siłowników oraz elementów sterujących w hydraulice AIR1A_W08 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W004 ma wiedzę w zakresie akumulatorów, cieczy roboczych i ich filtracji w hydraulice oraz budowy układów hydrostatycznych AIR1A_W08 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W005 ma wiedzę w zakresie obowiązujących norm i standardów związanych z napędem i sterowaniem pneumatycznym i hydraulicznym AIR1A_W08 Wykonanie ćwiczeń
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi wykorzystać symbole graficzne elementów napędów pneumatycznych w rysowaniu schematów funkcjonalnych układów pneumatycznych AIR1A_U08 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie
M_U002 potrafi przeprowadzić analizę działania pneumatycznych układów sterowania na podstawie schematów funkcjonalnych AIR1A_U08 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 potrafi wykorzystać symbole graficzne elementów hydraulicznych w rysowaniu schematów funkcjonalnych hydraulicznych układów sterowania dławieniowego i objętościowego AIR1A_U08 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U004 potrafi przeprowadzić analizę działania hydraulicznych układów sterowania na podstawie schematów funkcjonalnych AIR1A_U08 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie
M_U005 potrafi wykorzystać symbole graficzne elementów napędów pneumatycznych w rysowaniu schematów funkcjonalnych układów pneumatycznych AIR1A_U08 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie
M_U006 potrafi przeprowadzić analizę działania pneumatycznych układów sterowania na podstawie schematów funkcjonalnych AIR1A_U08 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U007 potrafi wykorzystać symbole graficzne elementów hydraulicznych w rysowaniu schematów funkcjonalnych hydraulicznych układów sterowania dławieniowego i objętościowego AIR1A_U08 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U008 potrafi przeprowadzić analizę działania hydraulicznych układów sterowania na podstawie schematów funkcjonalnych AIR1A_U08 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 potrafi pracować w zespole, wspólnie definiować cele pracy oraz przekazywać innym studentom zdobytą wiedzę w celu osiągnięcia wspólnie zdefiniowanego celu AIR1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaangażowanie w pracę zespołu
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
54 26 14 14 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 ma wiedzę w zakresie elementów i zespołów sterujących, elementów napędowych oraz elementów wprowadzania i przetwarzania informacji w pneumatyce + + + - - - - - - - -
M_W002 ma wiedzę w zakresie budowy i właściwości układów nastawiania prędkości, siły i momentu pneumatycznych elementów napędowych + + + - - - - - - - -
M_W003 ma wiedzę w zakresie pomp wyporowych, silników wyporowych, siłowników oraz elementów sterujących w hydraulice + + + - - - - - - - -
M_W004 ma wiedzę w zakresie akumulatorów, cieczy roboczych i ich filtracji w hydraulice oraz budowy układów hydrostatycznych + + + - - - - - - - -
M_W005 ma wiedzę w zakresie obowiązujących norm i standardów związanych z napędem i sterowaniem pneumatycznym i hydraulicznym + + + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi wykorzystać symbole graficzne elementów napędów pneumatycznych w rysowaniu schematów funkcjonalnych układów pneumatycznych - + + - - - - - - - -
M_U002 potrafi przeprowadzić analizę działania pneumatycznych układów sterowania na podstawie schematów funkcjonalnych - + + - - - - - - - -
M_U003 potrafi wykorzystać symbole graficzne elementów hydraulicznych w rysowaniu schematów funkcjonalnych hydraulicznych układów sterowania dławieniowego i objętościowego - + + - - - - - - - -
M_U004 potrafi przeprowadzić analizę działania hydraulicznych układów sterowania na podstawie schematów funkcjonalnych - + + - - - - - - - -
M_U005 potrafi wykorzystać symbole graficzne elementów napędów pneumatycznych w rysowaniu schematów funkcjonalnych układów pneumatycznych - - - - - - - - - - -
M_U006 potrafi przeprowadzić analizę działania pneumatycznych układów sterowania na podstawie schematów funkcjonalnych - - - - - - - - - - -
M_U007 potrafi wykorzystać symbole graficzne elementów hydraulicznych w rysowaniu schematów funkcjonalnych hydraulicznych układów sterowania dławieniowego i objętościowego - - - - - - - - - - -
M_U008 potrafi przeprowadzić analizę działania hydraulicznych układów sterowania na podstawie schematów funkcjonalnych - - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 potrafi pracować w zespole, wspólnie definiować cele pracy oraz przekazywać innym studentom zdobytą wiedzę w celu osiągnięcia wspólnie zdefiniowanego celu - + + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 100 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 54 godz
Przygotowanie do zajęć 46 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (26h):
  1. Wprowadzenie do napędów i sterowania pneumatycznego
  2. Pneumatyczne elementy i zespoły sterujące
  3. Pneumatyczne elementy napędowe
  4. Elementy wprowadzania i przetwarzania informacji oraz sygnalizacyjne w pneumatyce
  5. Wytwarzanie, przygotowanie i przesyłanie sprężonego powietrza w pneumatyce
  6. Podstawowe układy pneumatyczne
  7. Wprowadzenie do napędów i sterowania hydraulicznego
  8. Pompy hydrauliczne wyporowe
  9. Silniki hydrauliczne wyporowe
  10. Siłowniki hydrauliczne
  11. Hydrauliczne elementy sterujące
  12. Akumulatory hydrauliczne
  13. Hydrauliczne ciecze robocze i ich filtracja
  14. Układy hydrostatyczne
  15. Elementy, zespoły i układy pneumohydrauliczne
Ćwiczenia audytoryjne (14h):
  1. Omówienie właściwości pneumatycznych układach napędowo-sterujących
  2. Zapoznanie sie z symbolami graficznymi elementów i zespołów pneumatycznych, oraz zasadami ich tworzenia według obowiązujących norm.
  3. Tworzenie schematów funkcjonalnych podstawowych pneumatycznych układów sterowania
  4. Tworzenie schematów funkcjonalnych pneumatycznych układów sterowania z nastawianymi parametrami pracy
  5. Omówienie właściwości hydraulicznych układach napędowo-sterujących
  6. Zapoznanie sie z symbolami graficznymi elementów i zespołów hydraulicznych, oraz zasadami ich tworzenia według obowiązujących norm
  7. Tworzenie schematów funkcjonalnych podstawowych hydraulicznych układów sterowania
  8. Tworzenie schematów funkcjonalnych hydraulicznych układów sterowania z nastawianymi parametrami pracy
Ćwiczenia laboratoryjne (14h):
  1. Zapoznanie się z elementami stosowanymi w pneumatycznych układach napędowo-sterujących.
  2. Budowanie i uruchamianie prostych układów pneumatycznych z siłownikami jednostronnego i dwustronnego działania.
  3. Budowanie i uruchamianie układów pneumatycznych z zastosowaniem zaworów logicznych.
  4. Budowanie i uruchamianie układów pneumatycznych z zastosowaniem zaworów czasowych oraz licznika cykli roboczych.
  5. Zapoznanie się z konstrukcją pomp wyporowych. Wyznaczanie charakterystyk statycznych pomp wyporowych na przykładzie pompy zębatej i pompy łopatkowej.
  6. Zapoznanie się z konstrukcją przekładni hydrostatycznej. Wyznaczanie charakterystyk statycznych przekładni z pompą o nastawianej wydajności.
  7. Zestawienie i uruchomienie hydraulicznych układów do sterowania prędkością silników i siłowników
  8. Rozpoznawanie elementów i podzespołów w układach hydraulicznych stanowisk laboratoryjnych.
  9. Zestawienie i badania układów hydraulicznych z wykorzystanie rozdzielaczy proporcjonalnych
Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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:

Zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych odbywa się na podstawie zestawu pytań przekazanych wcześniej studentom, poprzez przeprowadzenie dwóch kolokwiów sprawdzających (oddzielnie dla części hydraulicznej i pneumatycznej). Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych odbywa się na podstawie oceny sprawozdań wykonanych z przeprowadzonych zajęć laboratoryjnych oraz końcowego kolokwium sprawdzającego. Zaliczenia poprawkowe przeprowadzane są w terminach uzgodnionych z prowadzącym.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest wystawiana na podstawie średniej arytmetycznej ocen z ćwiczeń audytoryjnych i laboratoriów.

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

Zaległości spowodowane nieobecnością studenta na zajęciach wyrównywane będą poprzez rozwiązanie zadania projektowe po uzgodnieniu tematu z prowadzącym.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Podstawowa znajomość zagadnień z przedmiotów: Fizyka, Mechanika, Elektrotechnika

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Literatura polskojęzyczna:
1. Jędrzykiewicz Z., Stojek J., Rosikowski P.: Napęd i Sterowanie Hydrostatyczne. Wydawnictwo Vist 2017.
2. Pluta J., Materiały wykładowe z przedmiotu ″Napęd i sterowanie pneumatyczne″, na prawach rękopisu,
www.hip.agh.edu.pl
3. Szenajch W., Napęd i sterowanie pneumatyczne, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 1992
4. Węsierski Ł., Podstawy pneumatyki, Wydawnictwo AGH 1990
5. Stryczek S., Napęd hydrostatyczny, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 1997.
6. Osiecki A., Hydrostatyczny napęd maszyn″, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 1998.

Literatura zagraniczna:
1. Herbert E. Merritt: Hydraulic Control Systems, Wiley 1991.
2. Noah D. Manring: Hydraulic Control Systems, Wiley 2008.
3. Andrew Parr: Hydraulics and Pneumatics, Butterworth-Heinemann, 2011.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Stojek J., Łatas W.: A new type of hydrokinetic accumulator and its simulation in hydraulic lift with energy recovery system. Energy no 153. April 2018.
Stojek J.: The possibility of using pseudo-phase space methods in the analysis of the positive displacement pump wear. Mechanics and Control, Vol. 31, no. 3, 2012.
Stojek J., Łatas W.:Dynamic Model of Axial Piston Swash-Plate Pump for Diagnostics of Wear in Elements. Archive of Mechanical Engineering LVIII. January 2011.
Stojek J.: Application of Time-Frequency Analysis for Diagnostics of Valve Plate Wear in Axial-Piston Pump. Archive of Mechanical Engineering LVII. January 2010.

Grzybek D., Control system of the hydraulic cylinders motion synchronization with the controllers designed on the basis of the direct Lapunov’s metod, Mechanics, 2009, vol. 28, nr 3, s. 83–90.
Grzybek D., Jurkiewicz A., Micek P., Electrohydraulic system for cylinders motion synchronization, International Journal of Applied Mechanics and Engineering, 2010, vol. 15, nr 3, s. 699-706.
Grzybek D., Micek P., Control system of the hydraulic cylinders synchronization with the use of arithmetic mean of their positions, Mechanics and Control, 2010, vol. 29, nr 1, s. 16–21.

Informacje dodatkowe:

Strona internetowa przedmiotu: www.hip.agh.edu.pl