Pneumatic and Hydraulic Systems (FSI-EES)

Academic year 2023/2024
Supervisor: Ing. Zdeněk Tůma, Ph.D.  
Supervising institute: ÚVSSR all courses guaranted by this institute
Teaching language: Czech
Aims of the course unit:

Seznámit studenty s konstrukcí a stavbou hydro- a pneumostatických zařízení především z uživatelského hlediska tak, aby byli schopni orientovat se v již v praxi postavených a funkčně odzkoušených zařízeních tohoto druhu a rovněž aby mohli znalosti dále využít v konstrukci a projektování výrobních strojů a průmyslových robotů a manipulátorů (včetně periferních zařízení a koncových efektorů) a manipulačních zařízení obecně.
Learning outcomes and competences:

Základní znalosti jsou určeny pro: projekci a konstrukci výrobních strojů a zařízení, mechanizační a automatizační techniky a to s využitím hydrostatických a pneumatických mechanismů a vytvoření základu pro vlastní studium tohoto technického oboru. Seznámení se s metodikou návrhu (zapojení) a případně i měření základních charakteristik hydraulických prvků a metodikou zpracování výsledků měření do odpovídající formy písemných zpráv a protokolů, budou-li ve cvičeních žádány.
Prerequisites:

Základní znalosti o tekutinových mechanismech a pohonech používaných ve strojírenství.
Course contents:

 Předmět studentům zprostředkovává základní znalosti o stavbě silových a řídících hydrostatických a pneumatických obvodů. Získané znalosti jsou předpokladem pro další práci studentů v oblasti konstruování a projektování strojních zařízení a to především za pomoci hydraulických a pneumatických zařízení (tekutinových mechanismů), například v pohonné technice výrobních strojů a průmyslových robotů.
V laboratorních cvičeních se jedná o seznámení se s prvky, používanými ve stavbě hydraulických a pneumatických obvodů, s jejich funkcí, vlastnostmi a charakteristikami a praktické procvičení syntézy a analýzy hydraulických a pneumatických obvodů.
Teaching methods and criteria:

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorními cvičeními. Dle možností budou pro studenty organizovány přednášky pozvaných odborníků z praxe a exkurze do firem zabývajících se činnostmi, souvisejícími s obsahem předmětu.
Assesment methods and criteria linked to learning outcomes:

Povinná účast ve cvičeních - laboratoři hydraulických a pneumatických mechanismů.
Podmínky udělení zápočtu:
1. 100 % účast v praktických cvičeních (v odůvodněných případech může student absolvovat náhradní cvičení s jinou skupinou).
2. Opravené a odsouhlasené protokoly ze cvičení, pokud budou cvičícím žádány.
Controlled participation in lessons:

Přednášky jsou nepovinné, avšak doporučené z hlediska jejich užitečnosti pro výuku ve cvičeních a následné úspěšné zvládnutí zkoušky, jenž je písemná a ústní.
Type of course unit:
    Lecture  13 × 2 hrs. optionally                  
    Laboratory exercise  13 × 2 hrs. compulsory                  
Course curriculum:
    Lecture

1. Rozdělení hydraulických a pneumatických obvodů
2. Hydrostatické mechanismy
3. Schémata hydrostatických obvodů
4. Řízení velikosti průtoku
5. Hydraulické obvody uzavřené a složené
6. Řídící veličiny tekutinových obvodů
7. Servomechanismy a servopohony
8. Prvky hydraulických obvodů
9. Hydromotory translační a rotační
10. Rozváděče a ventily
11. Pomocné hydraulické prvky
12. Pneumatické obvody silové a řídící
13. Silové obvody výkonové a řídící, pneumatické logické prvky ve vazbě na Průmysl 4.0
    Laboratory exercise

1. Úvod do laboratoří
2. Charakteristiky zubového čerpadla
3. Odporové charakteristiky ventilů
4. Syntéza hydraulického obvodu
5. Analýza složitého hydraulického obvodu
6. Konstrukční provedení hydraulických prvků
7. Úvod do cvičení z pneumatických obvodů
8. Simulace pneum. obvodů na PC
9. Sestavování Ha P obvodů na experimentálním zařízení
10. Způsoby škrcení pro řízení rychlosti pneumotorů
11. Simulace složitých pneumatických obvodů
12. Sestavení pneumatických obvodů na exp. zařízení
13. Simulace pneum. obvodů s vzájemnou vazbou pohybů, odzkoušení pneum. obvodů na exp.zařízení
Literature - fundamental:
1.

PAVLOK, Bohuslav. Hydraulické prvky a systémy. Díl 1, Kapaliny v hydraulických mechanismech, hydrostatické převodníky. Ostrava: VŠB– Technická univerzita Ostrava, 1999. ISBN 80-7078-620-5.
2.

KOPÁČEK, J., Žáček, M. Pneumatická zařízení strojů. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2003. 94 s. ISBN 80-248-0442-5.
3.

CERHA, Josef. Hydraulické a pneumatické mechanismy I. Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2016. ISBN 978-80-7494-294-5.
4. WALTERS, R. B. a R. B. WALTERS. Hydraulic and electric-hydraulic control systems. 2nd enl. ed. Boston: Kluwer Academic Publishers, 2000. ISBN 07-923-6537-2.
5.

GRADL, Christoph. Hydraulic stepper drive–conceptual study, design and experiments. Linz: Trauner Verlag Universität, 2017. Advances in mechatronics, 40. ISBN 978-3-99062-095-3.
Literature - recommended:
1.

VAĎURA, Jaroslav. Technické prostředky automatického řízení II: hydraulické a pneumatické mechanismy. Brno: Vysoké učení technické, 1982.
2.

NEPRAŽ, František. Modelování systémů s hydraulickými mechanismy. Brno: Bosch Rexroth, 2002. ISBN 80-214-2187-8.
3.

CERHA, Josef. Hydraulické a pneumatické mechanismy - návody do cvičení. Vyd. 2. Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2010. ISBN 978-80-7372-560-0.
4.

Flieger, J., Vyšín, M.: Hydraulické a pneumatické mechanismy - návody do cvičení, řešené příklady, Studijní opora FSI VUT v Brně 2004
5.

PIVOŇKA, Josef. Tekutinové mechanismy: Herusgegeben D. Will, H. Ströhl. 4. durchges. Aufl. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987.
The study programmes with the given course:
Programme Study form Branch Spec. Final classification   Course-unit credits     Obligation     Level     Year     Semester  
B-STR-P full-time study KSB Quality, Reliability and Safety -- Cr,Ex 4 Compulsory-optional 1 3 W