KURZUS: Gépipari automatizálás

MODUL: I. modul

9. lecke: Hidraulika (1. rész)

| Cél
Az 9. lecke tartalmazza az 5. fejezet ("Hidraulika") 5.1-5.3 alfejezetét, az 5.4-es alfejezet 5.4.5-ös pontjáig bezárólag.
Az alfejezetek címei: 5.1. Alkalmazása, előnyei, hátrányai 5.2. Hidraulikus berendezések alkotórészei 5.3. A hidraulika fizikai alapjai 5.4. Hidraulikus szivattyúk és motorok (5.4.5-ig bezárólag / "Egylöketű szárnylapátos szivattyú és motor")
A lecke, célja a hidraulika alapvető ismeretinek átadása. A fejezet célja a hidraulika alkalmazásának ismertetése, előnyeinek és hátrányainak bemutatása. A hidraulikus berendezések és azok alkotórészeinek bemutatása, csoportosítás szintén a leadott ismeretanyag részét képezik. A lecke ismerteti a hidraulika fizikai (tudományos) alapjait. A lecke részletezi a külső erők által létrehozott nyomást, a térfogatáramot, a fő áramlásfajtákat, az energiamegmaradás törvényét és az energia veszteséget. A lecke bemutatja, részletezi a hidraulikus szivattyúk és motorokat, csoportosításukat, tulajdonságaikat.
Követelmények
A lecke végén a hallgatónak tisztában kell lennie a hidraulika alapvető ismeretanyagával. A lecke megtanulásával a hallgatónak ismernie kell a hidraulika csoportosításnak lehetőségeit, a technológia alkalmazásának módszereit. Képesnek kell lennie a hidraulikában alkalmazott részelemeket, folyamatokat ismertetni. Képesnek kell lennie az elméleti ismeretei alapján egyszerű hidraulikus kapcsolások ismertetésére. A lecke megtanulásával a hallgatónak ismernie kell a hidraulikus szivattyúk és motorok csoportosítási lehetőségeit. Képesnek kell lennie a külső fogazású fogaskerék-szivattyúk és motorok, belső fogazású fogaskerekes szivattyúk és motorok, csavarorsós szivattyúk, egylöketű szárnylapátos szivattyúk és motorok felismerésére.
Időszükséglet: 90 perc
Kulcsfogalmak: hidraulika, hidrostatika, telepített (helyhez kötött) hidraulika, mozgó (kerekeken mozgó) hidraulika, energiaellátó, munkafolyadék, szelepek, munkahengerek, motorok, nyomás, a térfogatáram, lineáris áramlás, turbulens áramlás, erőátalakítás, útátalakítás, nyomásátalakítás, energia megmaradás törvénye, helyzeti energia, nyomási energia, mozgási energia, energiaveszteség, külső fogazású fogaskerék-szivattyúk és motorok, belső fogazású fogaskerekes szivattyúk és motorok, csavarorsós szivattyúk, egylöketű szárnylapátos szivattyúk és motorok

| Önellenőrző kérdések
Minek a definíciója a következő mondat? A munkafolyadék által létrehozott erők és mozgások összessége.
| hidrodinamika
| hidrostatika
| hidraulika
| hidrokinetika
Az ábrán egy víztorony látható, melyből két kifolyási lehetőség van az "A" és a "B". A két kifolyónyílást megnyitva hol lesz nagyobb a víz nyomása? Mi a nagyobb nyomás oka?
| Az "A" kifolyásnál a víz (folyadék) erőteljesebben áramlik. Ennek oka, hogy felette nagyobb a folyadékoszlop magassága. A hidrostatikus nyomás tehát függ a folyadékoszlop magasságától.
| Az "B" kifolyásnál a víz (folyadék) erőteljesebben áramlik. Ennek oka, hogy hosszabb a folyadék vezeték. A hidrostatikus nyomás tehát függ a folyadék útjának a hosszától.
Válasszon ki 10 példát a felsoroltak közül a telepített (stabil, helyhez kötött) hidraulika alkalmazására!
| számítógép
| mobiltelefon
| emelő, szállító eszközök
| prések
| fröccsöntő gépek
| teleobjektív
| hengersorok
| nehézipar (kohó- és hengerművek)
| felvonók
| szerszámgépeken szerszám- illetve munkadarab befogók,
| személyautó
| zsilipek és duzzasztók,
| hídműködtető szerkezetek
| motorkerékpár
| turbinák
Válasszon ki 5 példát mozgó hidraulika alkalmazására!
| számítógép
| mobiltelefon
| markolók
| elektromos személyautó
| rakodógépek
| emelők
| motorkerékpár
| kotrók
| daruk
Válassza ki, hogy mik általánosan a hidrulika előnyei! Válassza ki a 7 megfelelőt!
| a legnagyobb terheléssel indulás alaphelyzetből
| lágy működés és átkapcsolás
| megbízhatatlan pozícionálás
| jól vezérelhető és szabályozható
| kedvező hőelvezetés
| a legnagyobb terheléssel nem képes indulni alaphelyzetből
| a sebességek egyszerűen állíthatók
| nagy elemek alkalmazásával kis erők átvitele
| pontatlan működés és átkapcsolás
| neheze vezérelhető és nehezen szabályozható
| kis elemek alkalmazásával nagy erők átvitele
| megbízható pozícionálás
| kedvezőtlen hőelvezetés
| a sebességek nehezen állíthatók
Válassza ki, hogy mik általánosan a hidrulika hátrányai? Válassza ki a 6 megfelelőt!
| kifolyt olaj szennyezi a környezetet
| tűzveszélyes, balesetveszélyes
| hőmérsékletre nem érkény (viszkozitás)
| elszennyeződésre érzékeny
| nagy nyomásból adódó veszély (töréskor erős folyadéksugár)
| nem tűzveszélyes
| nem balesetveszélyes
| elszennyeződésre nem érzékeny
| hőmérsékletfüggés (viszkozitás)
| kedvezőtlen hatásfok (csősúrlódás)
| nem ártalmas a környezetre
| nagyon jó hatásfok (csősúrlódás)
A hidraulikus berendezéseknek melyek a fő alkotórészei?
| energiaellátó
| pneumatikus szelepek
| i gate
| munkafolyadék
| szelepek
| munkagáz
| munkalevegő
| több oldalas munkalap
| munkahengerek
| motorok
A három ábrán melyik esetében a legnagyobb a folyadékoszlop alján a nyomás?
| egyforma
| a bal oldali esetében
| a középső esetében
| a jobb oldali esetében
Egy folyadékoszlop esetében mely egyenlettel számoljuk ki az alján keletkező nyomást?
| p s =ρ⋅g⋅h
| p s =µ⋅g⋅h
| p s =π⋅g⋅h
| p s =σ⋅g⋅h
Külső erők által létrhozoztt nyomás esetén az ábrán látható edény (tér) egyes felületeire milyen nyomás hat?
| Pascal törvénye alapján zárt térben F erő hatására azonos nyomás hat minden pontra, mely merőleges az edény falára.
| Pascal törvénye alapján zárt térben F erő hatására a legnagyobb nyomás a bal és a jobb edény falra hat.
| Pascal törvénye alapján zárt térben F erő hatására a legnagyobb nyomás az edény felső oldalára hat.
| Pascal törvénye alapján zárt térben F erő hatására a legnagyobb nyomás az edény felső és két szélső oldalára hat.
Milyen két nyomás között teszünk különbséget?
| nincs két külön nyomás megkülönböztetés
| abszolút és relatív
| négyzetes és kockás
Az iparban a "hidraulika" esetében az abszolút nyomás esetén hol található a skálája nullpontja?
| Az abszolút nyomás esetében a skála nullapontja az atmoszférikus nyomásnak felel meg.
| Az abszolút nyomás esetében a skála nullapontja az viszonylagos nyomásnak felel meg.
| Az abszolút nyomás esetében a skála nullapontja nincsen meghatározva.
| Az abszolút nyomás esetében a skála nullapontja az abszolút vákuumnak felel meg.
Az iparban a "hidraulika" esetében a relatív nyomás esetén hol található a skálája nullpontja?
| A relatív nyomás esetében a skála nullapontja az abszolút vákuumnak felel meg.
| A relatív nyomás esetében a skála nullapontja a maximális nyomásnak felel meg.
| A relatív nyomás esetében a skála nullapontja az atmoszférikus nyomásnak felel meg.
| A relatív nyomás esetében a skála nullapontja az atmoszferikus nyomásnak a kétszerese.
Az atmoszférikus nyomás alatti értékek az abszolút mérőrendszerben és a relatív mérőrendszerben mekkora értékűek lesznek?
| Az atmoszférikus nyomás alatti értékek az abszolút mérőrendszerben 0-nál kisebb, a relatív mérőrendszerben 1-nél nagyobb értékek lesznek.
| Az atmoszférikus nyomás alatti értékek az abszolút mérőrendszerben 1-nél kisebb, a relatív mérőrendszerben 0-nál kisebb értékek lesznek.
| Az atmoszférikus nyomás alatti értékek az abszolút mérőrendszerben 1-nél nagyobb, a relatív mérőrendszerben 0-nál nagyobb értékek lesznek.
| Az atmoszférikus nyomás alatti értékek az abszolút mérőrendszerben 0-nál kisebb, a relatív mérőrendszerben 1-nél nagyobb értékek lesznek.
Hogyan zajlik az ábrán látható nyomásátalakítást? Két különböző nagyságú dugattyút egy merev rúddal összekötünk (1. és 2. dugattyú).
| Ha az A2 dugattyú felületét p1 nyomással terheljük, akkor az 1. dugattyún F erő ébred. Az F erő a merev rúdon keresztül az A1 dugattyú felületre adódik át és, p2 nyomást hoz létre. Mivel az A1 kisebb, mint A2, így a p2 nyomásnak nagyobbnak kell lennie, mint p1.
| Ha az A1 dugattyú felületét p1 nyomással terheljük, akkor az 1. dugattyún F1 erő ébred. Az F1 erő a merev rúdon keresztül az A2 dugattyú felületre adódik át és, p2 nyomást hoz létre. Mivel az A2 kisebb, mint A1, így a p2 nyomásnak nagyobbnak kell lennie, mint p1.
| Ha az A1 dugattyú felületét p2 nyomással terheljük, akkor az 1. dugattyún F2 erő ébred. Az Fö erő a merev rúdon keresztül az A2 dugattyú felületre adódik át és, p1 nyomást hoz létre. Mivel az A2 nagyobb, mint A1, így a p2 nyomásnak kisebbnek kell lennie, mint p1.
Mi a térfogatáram a hidraulika esetében?
| Térfogatáram alatt azt a folyadékmennyiséget értjük, amely egy meghatározott időegység alatt egy csövön átáramlik.
| Térfogatáram alatt azt a folyadékmennyiséget értjük, amely egy meghatározott térfogat alatt egy csövön átáramlik.
| Térfogatáram alatt azt az elektromos mennyiséget értjük, amely egy meghatározott időegység alatt egy vezetéken átáramlik.
Mi a térfogatáram jelölése és mértékegysége?
| Hidraulikában a térfogatáramot V-vel jelölik. V= v t [cm3/min]
| Hidraulikában a térfogatáramot q q -val jelölik. q q= V t [dm3/s]
| Hidraulikában a térfogatáramot q-val jelölik. q= Q t [m3/min]
| Hidraulikában a térfogatáramot Q-val jelölik. Q= V t [m3/s]
| Hidraulikában a térfogatáramot q-val jelölik. q= v t [dm3/min]
Egy közbenső becsatlakozások nélküli csőszakaszban, melynek keresztmetszete változó és ezen folyadék áramlik át, mit tapasztalunk?
| Az adott cső bármely keresztmetszeti részén eltérő térfogatárammal, eltérő mennyiség folyik át.
| Az adott cső egyes keresztmetszeti részein eltérő térfogatárammal, eltérő mennyiség folyik át.
| Az adott cső egyes keresztmetszeti részein eltérő térfogatárammal áramlik a folyadék át.
| Az adott cső bármely keresztmetszeti részén azonos térfogatárammal, azonos mennyiség folyik át.
Mi a lamináris áramlás?
| Lamináris áramlás esetében a csőben részecskék nem rendezett rétegben mozognak, a csőközeli részecskék oldalra törekednek, ekkor egymásba ütköznek, egymást hátráltatják, és örvény keletkezik. Az ilyen áramlás esetén a folyadék a csővezetékben szinte azonos sebességgel mozdul el, függetlenül a folyadékrészecske helyétől.
| Lamináris áramlás esetében a csőben lévő folyadék rendezett hengeres rétegben mozog. Mozgásuk (az áramlás) biztosításához csupán a folyadék belső súrlódásának a legyőzése szükséges. Ekkor a belső folyadékrészecskék sebessége nagyobb, mint a külsőké, a csővezeték falánál nulla.
| Lamináris áramlás esetében a csőben részecskék nem rendezett rétegben mozognak, a folyadékrészecskék áramlás közben egymásba ütköznek, így jelentős az áramlási veszteség. A munkafolyadék áramlása turbulens áramlásból akkor lesz lamináris, ha a folyadék sebessége megnő.
| Lamináris áramlás esetében a csőben részecskék rendezetlenül mozognak, a folyadékrészecskék áramlás közben egymásba ütköznek, így jelentős az kevert áramlási veszteség. A munkafolyadék áramlása turbulens áramlásból akkor lesz kevert, ha a folyadék sebessége csökken.
Milyen folyadék áramlás ábrázolása látható?
| turbulens
| összetett
| lamináris
| kevert
Mi a turbulens áramlás?
| Turbulens áramlás esetében a csőben lévő folyadék rendezett hengeres rétegben mozog. Mozgásuk (az áramlás) biztosításához csupán a folyadék belső súrlódásának a legyőzése szükséges. Ekkor a belső folyadékrészecskék sebessége nagyobb, mint a külsőké, a csővezeték falánál nulla.
| Turbulens áramlás esetében a csőben lévő folyadék rendezett hengeres, párhuzamos rétegben mozog. Az áramlás biztosításához csupán a folyadék belső súrlódásának a legyőzése szükséges. Ekkor a belső folyadékrészecskék sebessége nagyobb, mint a külsőké.
| Turbulens áramlás esetében a részecskék rendezett rétegben mozognak, a csőközeli részecskék párhuzamos rétegekben áramlanak. Nem ütköznek egymásba és így egyenletes folyás keletkezik. Turbulens áramlás esetén a folyadék a csővezetékben erősen különböző sebességgel mozdul el, függően a folyadékrészecske helyétől. A folyadékrészecskék áramlás közben nem ütköznek egymásba, így áramlási veszteség nem lép fel. A munkafolyadék áramlása turbulens áramlásból akkor lesz lamináris, ha a folyadék sebessége megnő.
| Turbulens áramlás esetében a részecskék már nem rendezett rétegben mozognak, a csőközeli részecskék oldalra törekednek, ekkor egymásba ütköznek, egymást hátráltatják, és örvény keletkezik. Turbulens áramlás esetén a folyadék a csővezetékben szinte azonos sebességgel mozdul el, függetlenül a folyadékrészecske helyétől. A folyadékrészecskék áramlás közben egymásba ütköznek, így az áramlási veszteség sokkal nagyobb. A munkafolyadék áramlása lamináris áramlásból akkor lesz turbulens, ha a folyadék sebessége megnő.
Mi a kritikus sebesség?
| Kritikus sebességnek nevezzük azt a sebességet, amelytől az áramlás turbulens lesz.
| Kritikus sebességnek nevezzük azt a sebességet, amely növekedése után az áramlás lamináris lesz.
| Kritikus sebességnek nevezzük azt a sebességet, amelytől az áramlás sebessége már nem növelhető, mivel az adott rendszer nem képes rá.
| Kritikus sebességnek nevezzük azt a sebességet, amelytől az térfogatáram már nem növelhető, mivel a folyadék szilárd tulajdonságokkal rendelkezővé válik és az adott rendszer túlterhelődik.
Mi a folyadék esetében a helyzeti energia?
| Az energia, amellyel a test (folyadék) rendelkezik, ha meghatározott sebességgel mozog.
| Az energia, amellyel egy test (folyadék) rendelkezik, ha "h" magasságra emelik.
| Az energia, ami a nyomásból ered, amit a folyadék az összenyomással szemben fejt ki.
Mi a folyadék esetében a nyomási energia?
| Az energia, amellyel a test (folyadék) rendelkezik, ha meghatározott sebességgel mozog.
| Az energia, amellyel egy test (folyadék) rendelkezik, ha "h" magasságra emelik.
| Az energia, ami a nyomásból ered, amit a folyadék az összenyomással szemben fejt ki.
Mi a folyadék esetében a mozgási energia?
| Az energia, amellyel a test (folyadék) rendelkezik, ha meghatározott sebességgel mozog.
| Az energia, amellyel egy test (folyadék) rendelkezik, ha "h" magasságra emelik.
| Az energia, ami a nyomásból ered, amit a folyadék az összenyomással szemben fejt ki.
Milyen szivattyú/motor ismerhető fel az egyszerűsített ábra alapján?
| belső fogazású fogaskerekes szivattyú/motor
| külső fogazású fogaskerék-szivattyú/motor
| egylöketű szárnylapátos szivattyú/motor
| csavarorsós szivattyú/motor
Milyen szivattyú/motor ismerhető fel az egyszerűsített ábra alapján?
| belső fogazású fogaskerekes szivattyú/motor
| külső fogazású fogaskerék-szivattyú/motor
| egylöketű szárnylapátos szivattyú/motor
| csavarorsós szivattyú/motor
Milyen szivattyú ismerhető fel az egyszerűsített ábra alapján?
| belső fogazású fogaskerekes szivattyú
| külső fogazású fogaskerék-szivattyú
| egylöketű szárnylapátos szivattyú
| csavarorsós szivattyú
Milyen szivattyú ismerhető fel az egyszerűsített ábra alapján?
| csavarorsós szivattyú
| belső fogazású fogaskerekes szivattyú
| egylöketű szárnylapátos szivattyú
| külső fogazású fogaskerék-szivattyú