diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.pdf b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.pdf index ddbf961..d39cd35 100644 Binary files a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.pdf and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.pdf differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.tex b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.tex index 309ad06..ec2fb14 100644 --- a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.tex +++ b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.tex @@ -1,9 +1,10 @@ \documentclass[ + fleqn, 12pt, a4paper, ngerman, parskip=half, % Erzeugt Abstände zwischen Absätzen statt Einrückungen - numbers=noenddot, % Entfernt Punkte nach den Gliederungsnummern + numbers=noenddot, % Entfernt Punkte nach den Gliederungsnummern headsepline % Trennlinie unter der Kopfzeile ]{scrartcl} @@ -11,7 +12,7 @@ \usepackage[utf8]{inputenc} \usepackage[T1]{fontenc} \usepackage{babel} -\usepackage{lmodern} +\usepackage{lmodern} \usepackage{microtype} % Verbessert den Randausgleich und Textfluss % --- Layout & Seitenränder --- @@ -19,6 +20,7 @@ % --- Mathematik & Technik --- \usepackage{amsmath, amssymb} +\setlength{\mathindent}{0pt} \usepackage{siunitx} % Professionelles Setzen von Einheiten \sisetup{ locale = DE, % Komma als Dezimaltrenner @@ -56,36 +58,32 @@ \listoffigures \newpage - \section{Versuchsvorbereitung} \subsection{Bild 8.} \paragraph{Welche Richtung ist die Durchlassrichtung des Drosselrückschlagventils?} -Die Durchlassrichtung ist in dieser Darstellung von rechts nach links (freier Durchfluss). -Die Luft drückt die Kugel aus ihrem Sitz nach links oben weg. +Die Durchlassrichtung ist in dieser Darstellung von rechts nach links (freier Durchfluss). +Die Luft drückt die Kugel aus ihrem Sitz nach links oben weg. Der Weg unten ist frei, und die Luft kann fast ungehindert am Drosselventil vorbeiströmen.\\ \paragraph{Welches ist das elektrisch vergleichbare Bauteil?} -Das elektrisch vergleichbare Bauteil ist hier die Diode. -Schließt man* die Bauteile parallel an, fließt der Strom in Durchlassrichtung fast komplett über die Diode. -In der Gegenrichtung sperrt die Diode, und der Strom muss durch den Widerstand fließen. -Das elektrisch vergleichbare Bauteil ist hier die Diode. -Schließt man* die Bauteile parallel an, fließt der Strom in Durchlassrichtung fast komplett über die Diode. +Das elektrisch vergleichbare Bauteil ist hier die Diode. +Schließt man die Bauteile parallel an, fließt der Strom in Durchlassrichtung fast komplett über die Diode. In der Gegenrichtung sperrt die Diode, und der Strom muss durch den Widerstand fließen.\\ \subsection{Bild 7.} \paragraph{Funktionsweise} -Im Inneren der Ventils befindet sich ein beweglicher Kolben. -Wenn nur von einer Seite Luft einströmt, drückt der Luftdruck den Kolben auf den gegenüberliegenden Sitz. -Dadurch wird deer Weg zum Ausgang versperrt. -Liegt an beiden Seiten Druck an, blockieren sich die Kräfte gegenseitig. -Die Luft kann nun von der Seite mit dem niedrigeren Druck am Kolben vorbei zum mittleren Ausgang strömen. -Wenn beide Drücke exakt gleich sin, schaltet das Ventil ebenfalls durch. +Im Inneren des Ventils befindet sich ein beweglicher Kolben. +Wenn nur von einer Seite Luft einströmt, drückt der Luftdruck den Kolben auf den gegenüberliegenden Sitz. +Dadurch wird der Weg zum Ausgang versperrt. +Liegt an beiden Seiten Druck an, blockieren sich die Kräfte gegenseitig. +Die Luft kann nun von der Seite mit dem niedrigeren Druck am Kolben vorbei zum mittleren Ausgang strömen. +Wenn beide Drücke exakt gleich sind, schaltet das Ventil ebenfalls durch. \paragraph{Welche logische Funktion realisiert es?} -Das Zweidruckventil realisiert ein AND-Verknüpfung. +Das Zweidruckventil realisiert eine AND-Verknüpfung. Es erscheint nur ein Signal am Ausgang, wenn sowohl am Eingang links als auch am Eingang rechts Druckluft anliegt. \begin{figure}[htbp] @@ -103,9 +101,9 @@ Es erscheint nur ein Signal am Ausgang, wenn sowohl am Eingang links als auch am \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.5\textwidth] + \includegraphics[width=0.5\textwidth] {Bilder/Weg-Schritt-Diagramm/A2_1.png} - \caption{Einfachwirkender Zylinder - Weg-Schritt-Diagramm} + \caption{Einfachwirkender Zylinder -- Weg-Schritt-Diagramm} \label{fig:A2_1} \end{figure} @@ -113,9 +111,9 @@ Es erscheint nur ein Signal am Ausgang, wenn sowohl am Eingang links als auch am \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.7\textwidth] + \includegraphics[width=0.7\textwidth] {Bilder/Systemschaltplan/Aufgabe2_1.png} - \caption{Einfachwirkender Zylinder - Systemschaltplan} + \caption{Einfachwirkender Zylinder -- Systemschaltplan} \label{fig:Aufgabe2_1} \end{figure} @@ -125,11 +123,10 @@ Wenn man das Ventil aufdreht, wird die Zuluft erhöht. Hierdurch erhält man höhere Ausfahrgeschwindigkeiten des Zylinders. Allerdings kommt es bei kleineren Geschwindigkeiten zu einem Ruckeln. - \subsubsection{Stick-Slip-Effekt} Der Stick-Slip-Effekt entsteht durch den Übergang von Haftreibung zur Gleitreibung. -Bei langsamen Ausfahren des Zylinders kommt es zu einem ruckweisen Bewegen der Kolbenstange. +Beim langsamen Ausfahren des Zylinders kommt es zu einer ruckweisen Bewegung der Kolbenstange. \subsection{Doppeltwirkender Zylinder} @@ -137,9 +134,9 @@ Bei langsamen Ausfahren des Zylinders kommt es zu einem ruckweisen Bewegen der K \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.5\textwidth] + \includegraphics[width=0.5\textwidth] {Bilder/Weg-Schritt-Diagramm/A2_2.png} - \caption{Doppeltwirkender Zylinder - Weg-Schritt-Diagramm} + \caption{Doppeltwirkender Zylinder -- Weg-Schritt-Diagramm} \label{fig:A2_2} \end{figure} @@ -147,17 +144,17 @@ Bei langsamen Ausfahren des Zylinders kommt es zu einem ruckweisen Bewegen der K \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.7\textwidth] + \includegraphics[width=0.7\textwidth] {Bilder/Systemschaltplan/Aufgabe2_2.png} - \caption{Doppeltwirkender Zylinder - Systemschaltplan} + \caption{Doppeltwirkender Zylinder -- Systemschaltplan} \label{fig:Aufgabe2_2} \end{figure} \subsubsection{Drossel-Rückschlagventil} Durch die Abluftdrosselung zeigt sich, dass hierbei die Bewegung stabilisiert wird. -Der Stick-Slip-Effekt wird minimiert. -Bei der geringen Geschwindigkeiten hat man dennoch ein Ruckeln. +Der Stick-Slip-Effekt wird minimiert. +Bei geringen Geschwindigkeiten tritt dennoch ein Ruckeln auf. \subsection{Folgesteuerung mit einem doppeltwirkenden Zylinder} @@ -165,9 +162,9 @@ Bei der geringen Geschwindigkeiten hat man dennoch ein Ruckeln. \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.5\textwidth] + \includegraphics[width=0.5\textwidth] {Bilder/Weg-Schritt-Diagramm/A2_3.png} - \caption{Folgesteuerung mit einem doppeltwirkenden Zylinder - Weg-Schritt-Diagramm} + \caption{Folgesteuerung mit einem doppeltwirkenden Zylinder -- Weg-Schritt-Diagramm} \label{fig:A2_3} \end{figure} @@ -179,9 +176,9 @@ Die Funktionsfähigkeit wurde erfolgreich abgenommen. \begin{figure}[H] \centering - \includegraphics[width=0.5\textwidth] + \includegraphics[width=0.5\textwidth] {Bilder/Weg-Schritt-Diagramm/A2_4.png} - \caption{Folgesteuerung mit zwei doppeltwirkenden Zylinder - Weg-Schritt-Diagramm} + \caption{Folgesteuerung mit zwei doppeltwirkenden Zylindern -- Weg-Schritt-Diagramm} \label{fig:A2_4} \end{figure} @@ -193,14 +190,108 @@ Der Schaltplan wurde realisiert. \subsubsection{Wirkungsweise} -Wenn die End- oder Anfangsposition eines Zylinders erreicht wird, schaltet das Wegeventil, was für die Zuluft des anderen Zylinders verantwortlich ist. -Dadurch wird der eine Zylinder durch den anderen gesteuert. +Wenn die End- oder Anfangsposition eines Zylinders erreicht wird, schaltet das Wegeventil, welches für die Zuluft des anderen Zylinders verantwortlich ist. +Dadurch wird der eine Zylinder durch den anderen gesteuert. Wenn zum Beispiel der Zylinder 1 die Endposition 2.2 erreicht, wird das Wegeventil für den Zylinder 2 so gestellt, dass dieser ausfährt. -Generell gibt es noch ein 3/2-Wegeventil mit einem Wahlschalter, welcher die Zuluft für den Zylinder 1 steuert, da das Ventil mit einem Zweidruckventil (also einer AND-Verknüpfung) verschalten ist. +Generell gibt es noch ein 3/2-Wegeventil mit einem Wahlschalter, welcher die Zuluft für den Zylinder 1 steuert, da das Ventil mit einem Zweidruckventil (also einer AND-Verknüpfung) verschaltet ist. -\subsection{Ausarbeitung: Berechnung und wirtschaflicher Vergleich} +\subsection{Ausarbeitung: Berechnung und wirtschaftlicher Vergleich} -%Fehlt noch +\subsubsection{Berechnung der Kolbenstangenkraft F} -\end{document} \ No newline at end of file +\begin{equation} +\label{eq:Kolbenstangenkraft} +F = A \cdot p = \left(\dfrac{d}{2}\right)^2 \cdot \pi \cdot p +\end{equation} + +$d = 20\,mm$ \\ +$p = 5\,bar = 0{,}5 \dfrac{N}{mm^2}$ + +$F = 157{,}1\,N$ + +\subsubsection{Berechnung der Arbeit W} + +\begin{equation} +\label{qe:gelArbeit} +W = F \cdot s +\end{equation} + +$F = 157{,}1\,N$\\ +$s = 200\,mm$ + +$W = 31{,}42\,Nm$ + +\subsubsection{Berechnung der Leistung P} + +\begin{equation} +\label{qe:Leistung} +P = \dfrac{W}{T} +\end{equation} + +$W = 31{,}42\,Nm$\\ +$T = 2\,s$ + +$P = 15{,}71\,W$ + +\subsubsection{Berechnung des Luftverbrauchs} + +\begin{align} +\label{eq:QZ} +QZ &= 2 \cdot \left(\dfrac{d}{2}\right)^2 \cdot \pi \cdot s \cdot n +\cdot \dfrac{p+1\,bar}{1\,bar} +\cdot \left(1+\dfrac{\eta_v}{100\,\%}\right) +\\[1em] +\label{eq:QZWerte} +QZ &= 2 \cdot \left(\dfrac{20\,mm}{2}\right)^2 \cdot \pi \cdot 100\,mm +\cdot 30\dfrac{1}{min} +\cdot \dfrac{5\,bar+1\,bar}{1\,bar} +\cdot \left(1+\dfrac{20\,\%}{100\,\%}\right) +\\[1em] +QZ &= 13{,}6 \cdot 10^6 \dfrac{mm^3}{min} += 13{,}6 \dfrac{l}{min} +\end{align} + +\begin{align} +\label{eq:QS} +QS &= k \cdot \left(\dfrac{d_S}{2}\right)^2 \cdot \pi \cdot l +\cdot \dfrac{p+1\,bar}{1\,bar} \cdot n +\\[1em] +\label{eq:QSWerte} +QS &= 4 \cdot \left(\dfrac{2{,}6\,mm}{2}\right)^2 \cdot \pi \cdot 650\,mm +\cdot \dfrac{5\,bar+1\,bar}{1\,bar} \cdot 30 +\\[1em] +QS &= 2{,}5 \cdot 10^6 \dfrac{mm^3}{min} += 2{,}5 \dfrac{l}{min} +\end{align} + +\begin{equation} +\label{eq:Q} +Q = QZ + QS = 13{,}6 \dfrac{l}{min} + 2{,}5 \dfrac{l}{min} = 16{,}1 \dfrac{l}{min} +\end{equation} + +\subsubsection{Vergleich der Wartungseinheit} + +Da die Wartungseinheit auf $550\dfrac{l}{min}$ spezifiziert ist, ist sie für unseren Einsatz von $16{,}1\dfrac{l}{min}$ deutlich überdimensioniert. + +\subsubsection{Betriebskosten der pneumatischen Steuerung} + +\begin{align} +\label{eq:BK} +BK &= Q \cdot BD \cdot AT \cdot S \cdot AS \cdot EK \cdot \dfrac{60}{1000} +\\[1em] +\label{eq:BKWerte} +BK &= 16{,}1 \dfrac{l}{min} \cdot 10\,Jahre \cdot 220\,\dfrac{Tage}{Jahr} \cdot 2\,\dfrac{Schichten}{Tag} \cdot 8\,\dfrac{h}{Schicht} \cdot 7{,}3\,\dfrac{ct}{m^3} \cdot \dfrac{60}{1000} +\\[1em] +BK &= 248223\,ct +\\[1em] +BK &= 2482{,}23\,\text{€} +\end{align} + +Entgegen der Gl. 17 aus der Anleitung habe ich in \autoref{eq:BK} anstatt durch 100.000 nur durch 1.000 geteilt. Diese Teilung dient der Umrechnung von Litern auf $m^3$, wobei es sich um einen Faktor von 1000 handeln sollte. + +\subsubsection{Vergleich der Betriebskosten} + +Die Betriebskosten für den pneumatischen Zylinder sind mit 2482\,€ deutlich höher als die eines elektrischen Linearmotors, der nur 960\,€ kosten würde. Ein Betrieb mit Druckluft wäre also nicht wirtschaftlich. + +\end{document} diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs_ohne_Rechtschreibkontrolle.pdf b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs_ohne_Rechtschreibkontrolle.pdf new file mode 100644 index 0000000..d6576b3 Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs_ohne_Rechtschreibkontrolle.pdf differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs_ohne_Rechtschreibkontrolle.tex b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs_ohne_Rechtschreibkontrolle.tex new file mode 100644 index 0000000..c186052 --- /dev/null +++ b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs_ohne_Rechtschreibkontrolle.tex @@ -0,0 +1,306 @@ +\documentclass[ + fleqn, + 12pt, + a4paper, + ngerman, + parskip=half, % Erzeugt Abstände zwischen Absätzen statt Einrückungen + numbers=noenddot, % Entfernt Punkte nach den Gliederungsnummern + headsepline % Trennlinie unter der Kopfzeile +]{scrartcl} + +% --- Standards für deutsche Texte --- +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage[T1]{fontenc} +\usepackage{babel} +\usepackage{lmodern} +\usepackage{microtype} % Verbessert den Randausgleich und Textfluss + +% --- Layout & Seitenränder --- +\usepackage[left=3cm,right=2.5cm,top=2.5cm,bottom=2.5cm]{geometry} + +% --- Mathematik & Technik --- +\usepackage{amsmath, amssymb} +\setlength{\mathindent}{0pt} +\usepackage{siunitx} % Professionelles Setzen von Einheiten +\sisetup{ + locale = DE, % Komma als Dezimaltrenner + separate-uncertainty = true, + per-mode = symbol +} + +% --- Grafiken & Verweise --- +\usepackage{graphicx} +\usepackage{float} % Erlaubt [H] für exakte Bildpositionierung +\usepackage{pdfpages} % Zum Einbinden des Deckblatts +\usepackage{subcaption} +\usepackage[hidelinks]{hyperref} % Verlinktes Inhaltsverzeichnis ohne rote Rahmen +\usepackage{csvsimple-l3} + +% --- Kopf- und Fußzeile --- +\usepackage[headsepline]{scrlayer-scrpage} +\pagestyle{scrheadings} +\clearpairofpagestyles +\ihead{Praktikumsbericht -- N. Peschka, L. Debray, C. Jacobs} +\ohead{\pagemark} + +% --- Definitionen für den Text --- +\usepackage[autostyle]{csquotes} % Korrekte Anführungszeichen mit \enquote{} + +\begin{document} + +% 1. Deckblatt einbinden +% Stelle sicher, dass die Datei im selben Ordner liegt wie diese .tex Datei +\includepdf[pages=1]{Deckblatt.pdf} + +% 2. Verzeichnisse +\tableofcontents +\newpage +\listoffigures +\newpage + + +\section{Versuchsvorbereitung} + +\subsection{Bild 8.} + +\paragraph{Welche Richtung ist die Durchlassrichtung des Drosselrückschlagventils?} +Die Durchlassrichtung ist in dieser Darstellung von rechts nach links (freier Durchfluss). +Die Luft drückt die Kugel aus ihrem Sitz nach links oben weg. +Der Weg unten ist frei, und die Luft kann fast ungehindert am Drosselventil vorbeiströmen.\\ + +\paragraph{Welches ist das elektrisch vergleichbare Bauteil?} +Das elektrisch vergleichbare Bauteil ist hier die Diode. +Schließt man* die Bauteile parallel an, fließt der Strom in Durchlassrichtung fast komplett über die Diode. +In der Gegenrichtung sperrt die Diode, und der Strom muss durch den Widerstand fließen. +Das elektrisch vergleichbare Bauteil ist hier die Diode. +Schließt man* die Bauteile parallel an, fließt der Strom in Durchlassrichtung fast komplett über die Diode. +In der Gegenrichtung sperrt die Diode, und der Strom muss durch den Widerstand fließen.\\ + +\subsection{Bild 7.} + +\paragraph{Funktionsweise} +Im Inneren der Ventils befindet sich ein beweglicher Kolben. +Wenn nur von einer Seite Luft einströmt, drückt der Luftdruck den Kolben auf den gegenüberliegenden Sitz. +Dadurch wird deer Weg zum Ausgang versperrt. +Liegt an beiden Seiten Druck an, blockieren sich die Kräfte gegenseitig. +Die Luft kann nun von der Seite mit dem niedrigeren Druck am Kolben vorbei zum mittleren Ausgang strömen. +Wenn beide Drücke exakt gleich sin, schaltet das Ventil ebenfalls durch. + +\paragraph{Welche logische Funktion realisiert es?} +Das Zweidruckventil realisiert ein AND-Verknüpfung. +Es erscheint nur ein Signal am Ausgang, wenn sowohl am Eingang links als auch am Eingang rechts Druckluft anliegt. + +\begin{figure}[htbp] + \centering + \includegraphics[angle=180, width=0.5\textwidth]{Zweidruckventil.png} + \caption{Skizze des Zweidruckventils} + \label{fig:Zweidruckventil} +\end{figure} + +\section{Versuchsaufgaben} + +\subsection{Einfachwirkender Zylinder} + +\subsubsection{Weg-Schritt-Diagramm} + +\begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=0.5\textwidth] + {Bilder/Weg-Schritt-Diagramm/A2_1.png} + \caption{Einfachwirkender Zylinder - Weg-Schritt-Diagramm} + \label{fig:A2_1} +\end{figure} + +\subsubsection{Systemschaltplan} + +\begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=0.7\textwidth] + {Bilder/Systemschaltplan/Aufgabe2_1.png} + \caption{Einfachwirkender Zylinder - Systemschaltplan} + \label{fig:Aufgabe2_1} +\end{figure} + +\subsubsection{Drossel-Rückschlagventil} + +Wenn man das Ventil aufdreht, wird die Zuluft erhöht. +Hierdurch erhält man höhere Ausfahrgeschwindigkeiten des Zylinders. +Allerdings kommt es bei kleineren Geschwindigkeiten zu einem Ruckeln. + + +\subsubsection{Stick-Slip-Effekt} + +Der Stick-Slip-Effekt entsteht durch den Übergang von Haftreibung zur Gleitreibung. +Bei langsamen Ausfahren des Zylinders kommt es zu einem ruckweisen Bewegen der Kolbenstange. + +\subsection{Doppeltwirkender Zylinder} + +\subsubsection{Weg-Schritt-Diagramm} + +\begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=0.5\textwidth] + {Bilder/Weg-Schritt-Diagramm/A2_2.png} + \caption{Doppeltwirkender Zylinder - Weg-Schritt-Diagramm} + \label{fig:A2_2} +\end{figure} + +\subsubsection{Systemschaltplan} + +\begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=0.7\textwidth] + {Bilder/Systemschaltplan/Aufgabe2_2.png} + \caption{Doppeltwirkender Zylinder - Systemschaltplan} + \label{fig:Aufgabe2_2} +\end{figure} + +\subsubsection{Drossel-Rückschlagventil} + +Durch die Abluftdrosselung zeigt sich, dass hierbei die Bewegung stabilisiert wird. +Der Stick-Slip-Effekt wird minimiert. +Bei der geringen Geschwindigkeiten hat man dennoch ein Ruckeln. + +\subsection{Folgesteuerung mit einem doppeltwirkenden Zylinder} + +\subsubsection{Weg-Schritt-Diagramm} + +\begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=0.5\textwidth] + {Bilder/Weg-Schritt-Diagramm/A2_3.png} + \caption{Folgesteuerung mit einem doppeltwirkenden Zylinder - Weg-Schritt-Diagramm} + \label{fig:A2_3} +\end{figure} + +\subsubsection{Funktionsfähigkeit} + +Die Funktionsfähigkeit wurde erfolgreich abgenommen. + +\subsection{Folgesteuerung mit zwei doppeltwirkenden Zylindern} + +\begin{figure}[H] + \centering + \includegraphics[width=0.5\textwidth] + {Bilder/Weg-Schritt-Diagramm/A2_4.png} + \caption{Folgesteuerung mit zwei doppeltwirkenden Zylinder - Weg-Schritt-Diagramm} + \label{fig:A2_4} +\end{figure} + +Das Weg-Schritt-Diagramm entspricht genau dem Diagramm aus der Versuchsvorbereitung, weshalb dieses hier eingefügt wurde. + +\subsubsection{Schaltplan} + +Der Schaltplan wurde realisiert. + +\subsubsection{Wirkungsweise} + +Wenn die End- oder Anfangsposition eines Zylinders erreicht wird, schaltet das Wegeventil, was für die Zuluft des anderen Zylinders verantwortlich ist. +Dadurch wird der eine Zylinder durch den anderen gesteuert. +Wenn zum Beispiel der Zylinder 1 die Endposition 2.2 erreicht, wird das Wegeventil für den Zylinder 2 so gestellt, dass dieser ausfährt. + +Generell gibt es noch ein 3/2-Wegeventil mit einem Wahlschalter, welcher die Zuluft für den Zylinder 1 steuert, da das Ventil mit einem Zweidruckventil (also einer AND-Verknüpfung) verschalten ist. + +\subsection{Ausarbeitung: Berechnung und wirtschaflicher Vergleich} + +\subsubsection{Berechnung der Leistung P} + +\begin{equation} + \label{eq:Kolbenstangenkraft} +F = A \cdot p = \left(\dfrac{d}{2}\right)^2 \cdot \pi \cdot p +\end{equation} + +$d = 20mm$ \\ +$p = 5bar = 0,5 \dfrac{N}{mm^2}$ + +$F = 157,1N$ + +\subsubsection{Berechnung der Kraft F} + +\begin{equation} +\label{qe:gelArbeit} +W = F \cdot s +\end{equation} + +$F = 157,1N$\\ +$s = 200mm$ + +$W = 31,42Nm$ + +\subsubsection{Berechnung der Leistung P} + +\begin{equation} +\label{qe:Leistung} +P = \dfrac{W}{T} +\end{equation} + +$W = 31,42Nm$\\ +$T = 2s$ + +$P = 15,71W$ + +\subsubsection{Berechnung des Luftverbrauchs} + +\begin{align} +\label{eq:QZ} +QZ &= 2 \cdot \left(\dfrac{d}{2}\right)^2 \cdot \pi \cdot s \cdot n +\cdot \dfrac{p+1\,bar}{1\,bar} +\cdot \left(1+\dfrac{\eta_v}{100\,\%}\right) +\\[1em] +\label{eq:QZWerte} +QZ &= 2 \cdot \left(\dfrac{20\,mm}{2}\right)^2 \cdot \pi \cdot 100\,mm +\cdot 30\dfrac{1}{min} +\cdot \dfrac{5\,bar+1\,bar}{1\,bar} +\cdot \left(1+\dfrac{20\,\%}{100\,\%}\right) +\\[1em] +QZ &= 13{,}6 \cdot 10^6 \dfrac{mm^3}{min} += 13{,}6 \dfrac{l}{min} +\end{align} + + +\begin{align} +\label{eq:QS} +QS &= k \cdot \left(\dfrac{dS}{2}\right)^2 \cdot \pi \cdot l +\cdot \dfrac{p+1\,bar}{1\,bar} \cdot n +\\[1em] +\label{eq:QSWerte} +QS &= 4 \cdot \left(\dfrac{2,6mm}{2}\right)^2 \cdot \pi \cdot 650mm +\cdot \dfrac{5\,bar+1\,bar}{1\,bar} \cdot 30 +\\[1em] +QS &= 2{,}5 \cdot 10^6 \dfrac{mm^3}{min} += 2{,}5 \dfrac{l}{min} +\end{align} + + +\begin{equation} + \label{eq:Q} +Q = QZ + QS = 13{,}6 \dfrac{l}{min} + 2{,}5 \dfrac{l}{min} = 16{,}1 \dfrac{l}{min} +\end{equation} + +\subsubsection{Vergleich der Wartungseinheit} + +Da die Wartungseinheit auf $550\dfrac{l}{min}$ spezifiziert ist, ist sie für unseren Einsatz von $15,1\dfrac{l}{min}$ deutlich überdimensioniert. + +\subsubsection{Betriebskosten der pneumatischen Steuerung} + +\begin{align} +\label{eq:BK} +BK &= Q \cdot BD \cdot AT \cdot S \cdot AS \cdot Ek \cdot \dfrac{60}{1000} +\\[1em] +\label{eq:BKWerte} +BK &= 16,1 \dfrac{l}{min} \cdot 10\,Jahr \cdot 220\, \dfrac{Tag}{Jahr} \cdot 2\, \dfrac{Schicht}{Tag} \cdot 8\,\dfrac{h}{Schicht} \cdot 7,3\, \dfrac{ct}{m^3} \cdot \dfrac{60}{1000}\\[1em] +BK &= 248223\,ct +\\[1em] +BK &= 2482,23\,\text{€} +\end{align} + +entgegen der Gl.17 aus der Anleitung, habe ich in \autoref{eq:BK} anstatt durch 100.000, nur durch 1.000 geteilt. Diese Teilung dient der umrechnung von l auf $m^3$, wobei es sich um einen Faktor von 1000 handeln sollte. + +\subsubsection{Vergleich der Betriebskosten} + +Die Betriebkosten für den Pneumatischen Zylinder sind mit 2482€ deutlich höher als die eines Elektrischen, der nur 960€ kosten würde. Eine inbetriebnahme mit Druckluft wäre also nciht Wirtschaflich. + + + + +\end{document} \ No newline at end of file