Ausarbeitung 2.6 und Rechtschreibkorrektur
This commit is contained in:
Chrissi
parent
3cd61eb9ae
commit
6097d1208a
Binary file not shown.
@ -1,4 +1,5 @@
|
||||
\documentclass[
|
||||
fleqn,
|
||||
12pt,
|
||||
a4paper,
|
||||
ngerman,
|
||||
@ -19,6 +20,7 @@
|
||||
|
||||
% --- Mathematik & Technik ---
|
||||
\usepackage{amsmath, amssymb}
|
||||
\setlength{\mathindent}{0pt}
|
||||
\usepackage{siunitx} % Professionelles Setzen von Einheiten
|
||||
\sisetup{
|
||||
locale = DE, % Komma als Dezimaltrenner
|
||||
@ -56,7 +58,6 @@
|
||||
\listoffigures
|
||||
\newpage
|
||||
|
||||
|
||||
\section{Versuchsvorbereitung}
|
||||
|
||||
\subsection{Bild 8.}
|
||||
@ -68,24 +69,21 @@ Der Weg unten ist frei, und die Luft kann fast ungehindert am Drosselventil vorb
|
||||
|
||||
\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.
|
||||
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.
|
||||
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 deer Weg zum Ausgang versperrt.
|
||||
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 sin, schaltet das Ventil ebenfalls durch.
|
||||
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]
|
||||
@ -105,7 +103,7 @@ Es erscheint nur ein Signal am Ausgang, wenn sowohl am Eingang links als auch am
|
||||
\centering
|
||||
\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}
|
||||
|
||||
@ -115,7 +113,7 @@ Es erscheint nur ein Signal am Ausgang, wenn sowohl am Eingang links als auch am
|
||||
\centering
|
||||
\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}
|
||||
|
||||
@ -139,7 +136,7 @@ Bei langsamen Ausfahren des Zylinders kommt es zu einem ruckweisen Bewegen der K
|
||||
\centering
|
||||
\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}
|
||||
|
||||
@ -149,7 +146,7 @@ Bei langsamen Ausfahren des Zylinders kommt es zu einem ruckweisen Bewegen der K
|
||||
\centering
|
||||
\includegraphics[width=0.7\textwidth]
|
||||
{Bilder/Systemschaltplan/Aufgabe2_2.png}
|
||||
\caption{Doppeltwirkender Zylinder - Systemschaltplan}
|
||||
\caption{Doppeltwirkender Zylinder -- Systemschaltplan}
|
||||
\label{fig:Aufgabe2_2}
|
||||
\end{figure}
|
||||
|
||||
@ -157,7 +154,7 @@ Bei langsamen Ausfahren des Zylinders kommt es zu einem ruckweisen Bewegen der K
|
||||
|
||||
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.
|
||||
Bei geringen Geschwindigkeiten tritt dennoch ein Ruckeln auf.
|
||||
|
||||
\subsection{Folgesteuerung mit einem doppeltwirkenden Zylinder}
|
||||
|
||||
@ -167,7 +164,7 @@ Bei der geringen Geschwindigkeiten hat man dennoch ein Ruckeln.
|
||||
\centering
|
||||
\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}
|
||||
|
||||
@ -181,7 +178,7 @@ Die Funktionsfähigkeit wurde erfolgreich abgenommen.
|
||||
\centering
|
||||
\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.
|
||||
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}
|
||||
|
||||
\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}
|
||||
Binary file not shown.
@ -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}
|
||||
Loading…
x
Reference in New Issue
Block a user