Test ELM.03 — zestaw 9

Dlaczego tak

Nowoczesne elementy pneumatyczne są fabrycznie nasmarowane i pracują na powietrzu niesmarowanym; jeśli raz zacznie się je smarować, trzeba to robić stale, bo olej wypłukuje smar fabryczny. Dlatego dobiera się filtr i reduktor z manometrem, a smarownicę stosuje tylko wtedy, gdy wymaga tego producent.

Dlaczego tak

Q = v·A = 0,1 m/s · π·(0,0315 m)² ≈ 0,1 · 0,003117 m² = 3,117·10⁻⁴ m³/s = 0,3117 dm³/s ≈ 18,7 dm³/min. Wynik 74,8 dm³/min powstaje po użyciu średnicy zamiast promienia w polu powierzchni, a 1,87 dm³/min po błędzie o rząd wielkości przy przeliczaniu m³ na dm³.

Dlaczego tak

Wąż dobiera się tak, aby jego dopuszczalne ciśnienie robocze było co najmniej równe ciśnieniu w układzie; ciśnienie rozrywające jest kilkukrotnie wyższe i stanowi zapas bezpieczeństwa. Wąż o ciśnieniu rozrywającym 16 MPa pracowałby bez żadnego zapasu i mógłby pęknąć przy pierwszym skoku ciśnienia.

Dlaczego tak

W sterowaniu pośrednim mały zawór sygnałowy (przycisk) daje tylko sygnał sterujący na przyłącze 12 lub 14 zaworu głównego, a ten dostarcza powietrze do siłownika. Bezpośrednie zasilanie siłownika przez przycisk to sterowanie bezpośrednie, stosowane tylko przy małych siłownikach i krótkich przewodach.

Dlaczego tak

Zawór szybkiego spustu przy zaniku ciśnienia zasilania otwiera duży wylot bezpośrednio przy siłowniku, więc powietrze nie musi wracać przez przewód i zawór rozdzielający — ruch powrotny staje się szybszy. Zawór dławiąco-zwrotny dławiący wylot zmniejsza prędkość, czyli działa odwrotnie do zamierzonego efektu.

Dlaczego tak

Zawór podwójnego sygnału przepuszcza sygnał na wyjście dopiero wtedy, gdy ciśnienie jest na obu wejściach, co realizuje funkcję logiczną I. Przełącznik obiegu daje sygnał wyjściowy przy dowolnym z wejść, więc siłownik wysuwałby się po naciśnięciu tylko jednego przycisku.

Dlaczego tak

Schematy pneumatyczne rysuje się w układzie przepływu sygnału — od źródła energii na dole, przez elementy sygnałowe i sterujące, do siłowników na górze; zawory przedstawia się w położeniu wyjściowym. Rysowanie według fizycznego położenia elementów w maszynie jest domeną rysunków montażowych, a nie schematów działania.

Dlaczego tak

Znak + oznacza wysuw, a − wsuw, a kolejność zapisu odpowiada kolejnym krokom cyklu; każdy krok rozpoczyna się po sygnale zakończenia poprzedniego. Ruchy jednoczesne zapisuje się razem w jednym kroku, co w tej sekwencji nie występuje.

Dlaczego tak

Diagram stanów przedstawia stany elementów (0 lub 1) w kolejnych krokach cyklu; dla zaworu 1 oznacza położenie przełączone. Położenia siłownika opisuje diagram drogowy (wsunięty lub wysunięty), więc nie należy mylić poziomów zaworu z położeniami tłoczyska.

Dlaczego tak

Pompa o stałej wydajności tłoczy olej także wtedy, gdy siłownik stoi, więc bez zaworu przelewowego ciśnienie rosłoby aż do uszkodzenia pompy lub przewodów. Zawór dławiący może zmniejszać prędkość, ale nie ogranicza ciśnienia — przeciwnie, dławienie powoduje jego wzrost przed zaworem.

Dlaczego tak

Zawór zwrotny sterowany zamyka olej w komorze siłownika szczelnie i otwiera się dopiero pod sygnałem ciśnienia sterującego przy zamierzonym ruchu. Zawory suwakowe mają zawsze niewielkie przecieki wewnętrzne, więc bez zamka ciężar powoli opada; ani filtr, ani większa średnica węża tego nie zmienią.

Dlaczego tak

Manometr zamontowany na zaworze redukcyjnym pokazuje ciśnienie wyjściowe, które nastawia się pokrętłem reduktora. Rotametr mierzy natężenie przepływu, a nie ciśnienie, dlatego choć też bywa montowany w instalacji pneumatycznej, nie służy do nastawiania ciśnienia.

Dlaczego tak

Presostat porównuje ciśnienie z nastawą i przełącza styk, dzięki czemu może sterować sprężarką lub sygnalizować spadek ciśnienia. Zwykły manometr tylko wskazuje wartość i nie przekazuje sygnału do układu sterowania, co odróżnia go od presostatu.

Dlaczego tak

Zanieczyszczony wkład stawia większy opór przepływowi, rośnie różnica ciśnień przed i za filtrem, a wskaźnik przy przekroczeniu nastawy zmienia kolor lub daje sygnał elektryczny. Poziom i temperaturę oleju pokazuje wskaźnik poziomu z termometrem na zbiorniku, a nie wskaźnik filtra.

Dlaczego tak

Przepływomierz włączony w przewód tłoczny pokazuje rzeczywistą wydajność pompy; porównanie jej z wydajnością katalogową przy danym ciśnieniu ujawnia zużycie pompy. Wskaźnik poziomu mierzy tylko ilość oleju w zbiorniku, a nie przepływ w przewodzie.

Dlaczego tak

Obcinak z ostrym nożem tnie przewód prostopadle i bez zgniatania, dzięki czemu przewód szczelnie osadza się w złączce wtykowej. Szczypce boczne zgniatają przewód i dają skośne cięcie, co powoduje nieszczelność lub wysuwanie się przewodu ze złączki.

Dlaczego tak

Końcówki węży wysokociśnieniowych zaciska się promieniowo na zaciskarce, według tabel producenta, aby uzyskać szczelność i wytrzymałość przy ciśnieniach rzędu kilkudziesięciu MPa. Opaski ślimakowe stosuje się tylko przy niskim ciśnieniu, np. na przewodach spływowych, i przy wysokim ciśnieniu wąż zostałby z nich wyrwany.

Dlaczego tak

Złączki hydrauliczne dokręca się kluczami o właściwym rozmiarze, kontrując korpus drugim kluczem, aby nie skręcić przewodu i nie uszkodzić gwintu. Szczypce nastawne i klucz do rur zgniatają sześciokąt nakrętki, przez co nie da się jej potem prawidłowo dokręcić ani odkręcić.

Dlaczego tak

Przy ruchu po łuku siłownik musi mieć możliwość obrotu, aby tłoczysko nie było obciążane siłą poprzeczną, która niszczy prowadnicę i uszczelnienia. Mocowanie sztywne na łapach lub kołnierzu nadaje się do ruchu prostoliniowego, a w tym przypadku doprowadzi do zginania tłoczyska.

Dlaczego tak

Ciśnienie w obciążonej komorze siłownika utrzymuje ładunek; rozłączenie przewodu bez odciążenia spowoduje opadnięcie ładunku i wytrysk oleju pod wysokim ciśnieniem, który może przebić skórę. Poluzowanie złączki pod ciśnieniem jest właśnie takim niebezpiecznym zdarzeniem, a nie bezpieczną metodą.

Dlaczego tak

Zanieczyszczenia stałe są główną przyczyną awarii pomp i zaworów hydraulicznych, dlatego natychmiast zaślepia się otwarte przyłącza. Czyściwo pozostawia włókna, które zatykają dysze i zawory, a olej hydrauliczny nie odparowuje, tylko zbiera kurz.

Dlaczego tak

Pęcherzyki środka pieniącego wskazują nieszczelności, a spadek ciśnienia w odciętym układzie mierzony manometrem w określonym czasie daje ocenę ilościową. Kolor przewodów ułatwia rozpoznanie obwodów, ale nie świadczy o szczelności, a rezystancja przewodów pneumatycznych nie ma związku z ich szczelnością.

Dlaczego tak

Zamiana przewodów wyjść roboczych 2 i 4 powoduje, że powietrze trafia do niewłaściwej komory, więc siłownik porusza się w kierunku odwrotnym do zamierzonego; wystarczy przełożyć przewody. Zbyt niskie ciśnienie powoduje brak lub osłabienie ruchu, ale nie zmienia jego kierunku.

Dlaczego tak

Powietrze w oleju ulega sprężaniu, przez co ruch siłownika jest nierównomierny, a w zbiorniku pojawia się piana; układ odpowietrza się przez kilkukrotne przesterowanie siłownika na pełnym skoku przy małym obciążeniu lub przez korki odpowietrzające. Średnica tłoka wpływa na siłę i prędkość, a nie na skokowość ruchu.

Dlaczego tak

Zestawienie elementów łączy oznaczenia ze schematu (np. 1V1, 1A1) z konkretnymi typami katalogowymi, co jest niezbędne do zamówienia części i montażu. Karta charakterystyki dotyczy substancji chemicznych, np. oleju, i zawiera informacje o zagrożeniach, a nie wykaz elementów układu.

Dlaczego tak

W oznaczeniu elementów pierwsza cyfra wskazuje łańcuch sterowania (siłownik 2A1 i należące do niego elementy), litera — rodzaj elementu (A — napęd, V — zawór, S — element sygnałowy), a ostatnia cyfra — kolejny numer. Odczytanie cyfry jako napięcia cewki to błąd, bo napięcie podaje się w danych zaworu, a nie w oznaczeniu.

Dlaczego tak

Zasilacz przetwarza napięcie sieciowe na napięcie stałe 24 V DC, które jest standardem zasilania sterowników PLC, czujników i cewek zaworów. Ochronę przed dotykiem pośrednim zapewniają m.in. wyłączniki różnicowoprądowe i samoczynne wyłączenie zasilania, a nie sam zasilacz.

Dlaczego tak

Prędkość synchroniczna silnika indukcyjnego jest proporcjonalna do częstotliwości, więc przemiennik zmieniający częstotliwość (z odpowiednią zmianą napięcia) pozwala płynnie regulować prędkość. Samo podniesienie napięcia bez zmiany częstotliwości nie zmienia prędkości, a tylko przeciąża silnik.

Dlaczego tak

Na schematach rozwiniętych cewkę i styki tego samego aparatu rysuje się w różnych miejscach, a ich przynależność wskazuje wspólne oznaczenie, np. K1, oraz numeracja styków (13-14 zwierny, 21-22 rozwierny). Bezpieczniki oznacza się literą F, więc odczytanie K jako bezpiecznika jest błędne.

Dlaczego tak

R = (U − U_LED)/I = (24 − 2) V / 0,01 A = 2200 Ω = 2,2 kΩ. Wynik 2,4 kΩ powstaje po pominięciu spadku napięcia na diodzie (24 V/0,01 A), co daje mniejszy prąd, a 220 Ω to błąd przeliczenia mA na A o rząd wielkości — przez diodę płynąłby wtedy prąd 100 mA i uległaby zniszczeniu.

Dlaczego tak

Wyjście mikrokontrolera nie dostarczy prądu 40 mA przy 24 V, dlatego cewkę włącza tranzystor, a dioda zwrotna tłumi przepięcie powstające przy wyłączaniu indukcyjności. Bezpośrednie połączenie uszkodzi wyjście, a kondensator szeregowy nie przepuści prądu stałego, więc przekaźnik nie zadziała.

Dlaczego tak

Po zadziałaniu stycznika jego styk pomocniczy zwierny, włączony równolegle do przycisku START, przejmuje zasilanie cewki; przerywa je dopiero rozwierny przycisk STOP połączony szeregowo. Przycisk START jest chwilowy i po zwolnieniu wraca do stanu otwartego, więc to nie on podtrzymuje pracę.

Dlaczego tak

Styczniki nawrotne zamieniają kolejność dwóch faz; ich jednoczesne załączenie spowodowałoby zwarcie międzyfazowe, dlatego stosuje się blokadę elektryczną stykami rozwiernymi (często także mechaniczną). Zabezpieczenie przeciążeniowe realizuje przekaźnik termiczny, a nie styki styczników.

Dlaczego tak

Układ 7805 to scalony stabilizator liniowy dający na wyjściu +5 V przy napięciu wejściowym wyższym o co najmniej ok. 2 V; wyprowadzenia IN, GND, OUT to wejście, masa i wyjście. Tranzystory i triaki również bywają w obudowie TO-220, dlatego o rozpoznaniu decydują oznaczenie i opis wyprowadzeń, a nie sam kształt obudowy.

Dlaczego tak

Żółty = 4, fioletowy = 7, a trzeci pasek to mnożnik — pomarańczowy oznacza ×1000, więc 47·1000 = 47 kΩ; złoty pasek to tolerancja ±5%. Czerwony mnożnik (×100) dałby 4,7 kΩ, a zamiana kolejności pierwszych pasków daje 74 kΩ, czyli wartość spoza szeregu E24.

Dlaczego tak

Ściągacz izolacji ma ostrza nastawione na średnicę izolacji, dzięki czemu przecina ją bez nacinania żyły i ściąga odcinek jednym ruchem. Szczypce boczne tną przewód w całości, a nóż łatwo nacina żyłę, co osłabia przewód i prowadzi do jego pęknięcia przy zacisku.

Dlaczego tak

Praska do tulejek zaciska tulejkę równomiernie na całym obwodzie (zwykle w kształt kwadratu lub sześciokąta), co daje trwałe i pewne połączenie z zaciskiem. Szczypce płaskie zgniatają tulejkę nierównomiernie, a lutowanie końcówek linki wkładanej do zacisku śrubowego jest niezalecane, bo cyna płynie pod naciskiem i połączenie się luzuje.

Dlaczego tak

Stopioną cynę usuwa się odsysaczem lub plecionką, a wyprowadzenia wyjmuje bez siły; regulowana temperatura chroni pola lutownicze przed odklejeniem. Długie grzanie punktu lutownicą oraz wyrywanie elementu odrywają miedź od laminatu, niszcząc płytkę.

Dlaczego tak

Watomierz mierzy moc czynną P = U·I·cos φ, bo jego obwody napięciowy i prądowy uwzględniają przesunięcie fazowe. Sam woltomierz mierzy napięcie; pomnożenie wskazań woltomierza i amperomierza daje moc pozorną, która przy odbiorniku indukcyjnym jest większa od mocy czynnej.

Dlaczego tak

Miernik cęgowy mierzy prąd przez pole magnetyczne wokół przewodu, bez rozłączania obwodu; cęgi muszą obejmować jeden przewód. Objęcie przewodu fazowego i neutralnego razem daje wskazanie bliskie zeru, bo prądy płyną w przeciwnych kierunkach — to częsty błąd przy pomiarze w przewodzie wielożyłowym.