KWALIFIKACJA ELM6 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 22.
Siłownik, zasilany sprężonym powietrzem o ciśnieniu roboczym 8 barów, wykonuje maksymalną liczbę cykli nmax = 50 cykli/min. Podczas jednego cyklu pracy siłownik zużywa 1,4 litra powietrza. Jakie parametry powinna mieć sprężarka do zasilania tego siłownika?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wydajność sprężarki wyznacza zapotrzebowanie siłownika:
1,4 l/cykl × 50 cykli/min = 70 l/min. Z podanych opcji najbliższa i zapewniająca zapas jest 80 l/min. Ciśnienie robocze wynosi 8 bar (0,8 MPa), więc sprężarka powinna mieć maks. co najmniej 1,0 MPa, aby utrzymać 8 bar pod obciążeniem.

Pełne wyjaśnienie:

Dobór sprężarki do siłownika pneumatycznego opiera się głównie na dwóch parametrach: wydajności (przepływie) oraz ciśnieniu, jakie sprężarka jest w stanie zapewnić w instalacji.

1) Wydajność (l/min)
Jeżeli siłownik zużywa 1,4 litra powietrza na jeden cykl pracy, a wykonuje maksymalnie nmax = 50 cykli/min, to minimalne zapotrzebowanie na powietrze wynosi:
Q = 1,4 l/cykl × 50 cykli/min = 70 l/min.
W praktyce dobiera się źródło powietrza z pewnym zapasem (straty na przygotowaniu powietrza, spadki ciśnienia w przewodach, nieszczelności, rezerwa na chwilowe piki poboru). Dlatego odpowiedź z 80 l/min jest właściwa, bo przewyższa wyliczone 70 l/min.

2) Ciśnienie
Siłownik wymaga ciśnienia roboczego 8 bar. W przeliczeniu jednostek: 10 bar = 1,0 MPa, więc 8 bar = 0,8 MPa. Sprężarka powinna mieć ciśnienie maksymalne większe od wymaganego roboczego, aby po uwzględnieniu strat w instalacji nadal było dostępne 8 bar na odbiorniku. Z tego powodu 1,0 MPa (ok. 10 bar) jest bezpiecznym wyborem, natomiast 0,7 MPa (ok. 7 bar) jest niższe niż wymagane 8 bar i nie spełni warunku pracy siłownika.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "Wydajność 60 l/min, ciśnienie maksymalne 1,0 MPa." – ciśnienie byłoby wystarczające, ale wydajność jest mniejsza niż wynik obliczeń (70 l/min), więc przy nmax siłownik nie utrzyma zadanej liczby cykli.
  • "Wydajność 80 l/min, ciśnienie maksymalne 0,7 MPa." – wydajność jest dobra, ale ciśnienie maksymalne jest niższe od wymaganego 8 bar, więc układ nie osiągnie właściwych parametrów pracy.
  • "Wydajność 60 l/min, ciśnienie maksymalne 0,7 MPa." – jednocześnie zbyt mała wydajność i zbyt niskie ciśnienie.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw policz zapotrzebowanie przepływu (zużycie × cykle), a potem sprawdź, czy ciśnienie maksymalne sprężarki jest co najmniej równe wymaganemu roboczemu (z zapasem).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Pomnóż zużycie powietrza na 1 cykl przez liczbę cykli na minutę: Q = V × n. Otrzymasz minimalny przepływ w l/min. Następnie dolicz zapas na straty instalacji i wahania poboru, aby sprężarka nie pracowała na granicy możliwości.
Zapas kompensuje spadki ciśnienia w przewodach, opory na filtrze/reduktorze, nieszczelności oraz chwilowe piki poboru. Bez zapasu układ może nie utrzymać wymaganej prędkości siłownika lub liczby cykli na minutę, mimo że "na papierze" wynik się zgadza.
To ciśnienie, jakie powinno być dostępne na wejściu do siłownika podczas pracy, aby uzyskać zakładaną siłę i dynamikę ruchu. W praktyce sprężarka i instalacja muszą zapewnić takie ciśnienie mimo strat w przewodach i na osprzęcie przygotowania powietrza.
Zapamiętaj prostą relację: 10 bar = 1,0 MPa. Zatem 8 bar = 0,8 MPa. Taka konwersja pomaga szybko ocenić, czy podane w odpowiedziach ciśnienie maksymalne sprężarki jest wystarczające do wymaganego ciśnienia roboczego odbiornika.
0,7 MPa odpowiada około 7 bar, czyli jest mniejsze niż wymagane 8 bar. Nawet idealna instalacja nie "podniesie" ciśnienia ponad możliwości sprężarki, a w realnym układzie dodatkowo występują spadki ciśnienia, więc siłownik nie osiągnie parametrów pracy.
70 l/min wynika z obliczeń minimalnego zapotrzebowania (zużycie × cykle). W praktyce i w testach często wybiera się odpowiedź z zapasem, np. najbliższą większą wartość z podanych opcji. Bez zapasu układ może nie utrzymać nmax przy rzeczywistych stratach.
Typowe pomyłki to: nieuwzględnienie liczby cykli na minutę, złe przeliczenie bar na MPa, a także założenie, że sprężarka ma mieć dokładnie takie samo ciśnienie jak wymagane robocze (bez marginesu). Często też myli się "l/min" z innymi jednostkami przepływu.
Gdy układ ma wiele odbiorników, pracuje impulsowo lub wymaga wysokiej jakości powietrza. Wtedy istotne są m.in. pojemność zbiornika, typ osuszania/filtracji, dopuszczalny cykl pracy sprężarki, hałas oraz spadki ciśnienia na przygotowaniu powietrza (filtr–reduktor–smarownica).
Tak. Zbyt mała wydajność lub za niskie ciśnienie powodują wahania prędkości ruchu, wydłużenie czasu cyklu i spadek siły, co pogarsza powtarzalność procesu (np. w manipulacji, montażu, sortowaniu). Stabilne zasilanie pneumatyczne ułatwia też prawidłową regulację przepływu.
Ćwicz schemat: (1) policz przepływ z zużycia i liczby cykli, (2) sprawdź konwersję jednostek ciśnienia, (3) wybierz odpowiedź z bezpiecznym zapasem. Warto rozwiązać kilka zadań z różnymi danymi oraz utrwalić relację 10 bar = 1,0 MPa.
info

Statystycznie 52% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "co najmniej 1,0 MPa, aby utrzymać 8 bar pod obciążeniem."

Źródła:

  • Wikipedia: "Bar (unit)" – przeliczanie bar na paskale, https://en.wikipedia.org/wiki/Bar_(unit) - dostęp 2026-03-02
  • Wikipedia: "Pascal (unit)" – jednostka MPa jako wielokrotność paskala, https://en.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unit) - dostęp 2026-03-02

Materiały:

  • Podstawowe podręczniki z pneumatyki przemysłowej (rozdziały o doborze sprężarek i zużyciu powietrza)
  • Katalogi i poradniki producentów pneumatyki (sekcje: air consumption, sizing)
  • Zadania rachunkowe z doboru źródła sprężonego powietrza (ćwiczenia egzaminacyjne)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego