KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2012

PYTANIE NR 24.
Siłownik, zasilany sprężonym powietrzem o ciśnieniu roboczym 8 barów, wykonuje pracę z prędkością 50 cykli/min i zużywa 1,4 litra powietrza w czasie jednego cyklu. Do zasilania siłownika należy zastosować sprężarkę tłokową o następujących parametrach:
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zużycie powietrza na cykl należy przemnożyć przez liczbę cykli na minutę, a następnie przeliczyć na godzinę i na m³/h. Otrzymany wymagany przepływ powinien być nie większy niż wydajność sprężarki, a ciśnienie maksymalne sprężarki musi być co najmniej równe wymaganemu ciśnieniu roboczemu (z praktycznym zapasem).

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniach doboru sprężarki kluczowe są dwa parametry: wymagana wydajność (ile powietrza trzeba dostarczyć w jednostce czasu) oraz wymagane ciśnienie (aby odbiornik, tu siłownik, mógł pracować przy zadanym ciśnieniu roboczym).

1) Wydajność
Siłownik zużywa 1,4 litra na jeden cykl i wykonuje 50 cykli w ciągu minuty. Najpierw przelicza się to na zużycie w czasie:

  • zużycie na minutę = (1,4 l/cykl) × (50 cykli/min)
  • następnie przeliczenie na godzinę (mnożenie przez 60)
  • zamiana litrów na metry sześcienne (1 l = 0,001 m³)
Sprężarka powinna mieć wydajność co najmniej równą temu zapotrzebowaniu, a w praktyce zwykle dobiera się pewien zapas (na nieszczelności, spadki ciśnienia w instalacji, inne odbiorniki, pracę przerywaną).

2) Ciśnienie maksymalne sprężarki
W pytaniu podano ciśnienie robocze 8 bar. Sprężarka powinna umożliwić uzyskanie co najmniej takiego ciśnienia w instalacji. Ponieważ w instalacji występują spadki ciśnienia (przewody, armatura, przygotowanie powietrza), a do utrzymania stabilnych 8 bar potrzebna jest rezerwa, typowo wybiera się sprężarkę o wyższym ciśnieniu maksymalnym niż samo ciśnienie robocze odbiornika.

Dlaczego poprawna jest odpowiedź "wydajność 5,3 m3/h, ciśnienie maksymalne 1,0 MPa"?
Ta opcja spełnia oba warunki: ma większą wydajność niż wariant 3,6 m3/h oraz zapewnia wyższe ciśnienie maksymalne (1,0 MPa), co odpowiada pracy przy 8 bar i daje zapas.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "wydajność 3,6 m3/h, ciśnienie maksymalne 1,0 MPa" – ciśnienie jest wystarczające, ale wydajność może nie pokryć zapotrzebowania wynikającego z liczby cykli i zużycia na cykl.
  • "wydajność 5,3 m3/h, ciśnienie maksymalne 0,7 MPa" – wydajność jest wyższa, ale ciśnienie maksymalne jest zbyt niskie w stosunku do wymaganego ciśnienia roboczego 8 bar.
  • "wydajność 3,6 m3/h, ciśnienie maksymalne 0,7 MPa" – jednocześnie niewystarczające ciśnienie i potencjalnie zbyt mała wydajność.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź osobno warunek przepływu i warunek ciśnienia. Najczęstsze pomyłki wynikają z jednostek (l ↔ m³, min ↔ h) oraz z utożsamienia ciśnienia roboczego z maksymalnym sprężarki.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Pomnóż zużycie na cykl przez liczbę cykli na minutę, aby dostać l/min. Potem pomnóż przez 60, aby otrzymać l/h, i podziel przez 1000, aby zamienić litry na m³. Wynik m³/h porównujesz z wydajnością sprężarki.
Za mała wydajność powoduje spadki ciśnienia przy pracy cyklicznej (siłownik zwalnia lub nie dojedzie), a za niskie ciśnienie maksymalne uniemożliwi osiągnięcie wymaganego ciśnienia roboczego. Oba warunki muszą być spełnione równocześnie.
To ilość powietrza, jaką sprężarka jest w stanie dostarczyć w jednostce czasu. W praktyce trzeba zwracać uwagę, w jakich warunkach odniesienia podano wartość (np. na ssaniu lub po sprężeniu), bo od tego zależy porównanie z zapotrzebowaniem odbiorników.
Najczęściej myli się litry z metrami sześciennymi (brak przelicznika 1 l = 0,001 m³) oraz minuty z godzinami (brak mnożenia przez 60). Błędy te dają wyniki większe lub mniejsze nawet 60× albo 1000×, co prowadzi do złego doboru sprężarki.
W instalacji powietrza są spadki ciśnienia na przewodach, filtrach, reduktorach i złączkach. Dodatkowo przy pracy impulsowej występują chwilowe pobory. Wyższe ciśnienie maksymalne sprężarki daje rezerwę, by utrzymać stabilne ciśnienie robocze na siłowniku.
To zależy od sposobu podania danych w zadaniu lub katalogu. Często spotyka się wartości odniesione do warunków normalnych (tzw. "wolne powietrze"), ale czasem jest to objętość przy ciśnieniu roboczym. Na egzaminie należy trzymać się konwencji przyjętej w arkuszu i odpowiedziach.
Zapas dobiera się, aby pokryć nieszczelności, spadki ciśnienia, dodatkowych odbiorników oraz zmienność pracy (piki poboru w krótkim czasie). W praktyce przyjmuje się rezerwę ponad wynik obliczeń, ale na egzaminie zwykle wybiera się najbliższą wyższą wartość z podanych odpowiedzi.
To taktowność pracy odbiornika. Każdy cykl generuje porcję zużycia powietrza, więc rosnący takt (cykle/min) liniowo zwiększa zapotrzebowanie na przepływ. W układach mechatronicznych wysoka taktowność szybko ujawnia zbyt małą wydajność sprężarki i wąskie przekroje instalacji.
Trzeba porównać wartości w tych samych jednostkach. 0,7 MPa odpowiada około 7 bar, więc jest niższe niż wymagane 8 bar. Jeśli zadanie wymaga pracy przy 8 bar, sprężarka o maksymalnym 0,7 MPa nie zapewni osiągnięcia wymaganego ciśnienia roboczego.
Wynik może zależeć m.in. od: liczby równoległych odbiorników, długości i średnicy przewodów, obecności zbiornika, wielkości przecieków, nastaw reduktorów oraz przyjętej definicji "zużycia powietrza" (warunki odniesienia). Dlatego w praktyce zawsze czyta się dokumentację i mierzy spadki ciśnienia.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 49% zdających egzamin. trudne

Eksperci podkreślają: "Zużycie powietrza na cykl należy przemnożyć przez liczbę cykli na minutę, a następnie przeliczyć na godzinę i na m³/h."

Źródła:

  • ISO 1217: Positive displacement compressors — Acceptance tests (norma opisująca badania/parametry sprężarek; użyte jako kontekst pojęcia "wydajność sprężarki")

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z pneumatyki przemysłowej (działy: zużycie powietrza, dobór sprężarki, przygotowanie powietrza)
  • Karty katalogowe sprężarek i siłowników – sekcje o wydajności (m³/h) i wymaganym ciśnieniu
  • Zestawy zadań egzaminacyjnych z obliczeń dla układów pneumatycznych (przeliczenia przepływu i doboru źródła zasilania)

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego