KWALIFIKACJA ELM4 - STYCZEŃ 2023

PYTANIE NR 8.
Ile trwa całkowite wysunięcie trzpienia siłownika liniowego na podstawie jego dokumentacji technicznej?
Ilustracja przedstawia siłownik liniowy wraz z jego danymi technicznymi.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Czas całkowitego wysunięcia liczy się ze wzoru t = s / v. Dla skoku 100 mm i prędkości wysuwu ok. 8,6 mm/s otrzymujemy t = 100/8,6 ≈ 11,6 s. Wartość 1,5 min dotyczy cyklu pracy (ograniczenia termicznego), a nie jednego wysuwu.

Pełne wyjaśnienie:

Aby wyznaczyć czas całkowitego wysunięcia trzpienia siłownika liniowego z dokumentacji technicznej, należy wykorzystać podstawową zależność kinematyczną dla ruchu o stałej prędkości:

t = s / v, gdzie: t – czas, s – droga (tu: skok/wysuw siłownika), v – prędkość wysuwu.

Z dokumentacji odczytujemy dwa kluczowe parametry potrzebne do obliczeń:

  • skok (wysuw) siłownika: 100 mm,
  • prędkość wysuwu: około 8,6 mm/s.

Podstawiamy do wzoru, zachowując spójne jednostki (mm oraz s):

t = 100 mm / 8,6 mm/s ≈ 11,63 s, czyli w przybliżeniu około 11,6 s.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "Około 8,6 sekundy." – to typowa pomyłka polegająca na potraktowaniu wartości prędkości (8,6 mm/s) jako czasu. Prędkość mówi, ile milimetrów na sekundę pokona siłownik, a nie ile sekund trwa ruch.
  • "Około 1,5 minuty." – 1,5 min występuje w opisie cyklu pracy 15% jako maksymalny czas pracy ciągłej przed wymaganą przerwą. To parametr termiczny/eksploatacyjny, niezależny od czasu pojedynczego wysuwu przy danej prędkości i skoku.
  • "Około 10,0 minuty." – podobnie jak wyżej, "minuty" kojarzą się z cyklem pracy (np. praca + przerwa), ale nie wynikają z obliczenia t=s/v dla skoku 100 mm. Taki wynik byłby sprzeczny z podaną prędkością.

W praktyce automatyka poprawne wyznaczenie czasu wysuwu pomaga ocenić, czy siłownik spełni wymagania taktowania maszyny. Dodatkowo należy pamiętać, że nawet jeśli pojedynczy ruch trwa kilkanaście sekund, to przy częstych powtórzeniach trzeba uwzględnić cykl pracy (np. 15%), aby nie przegrzać napędu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Użyj zależności t = s / v. Skok (wysuw) to droga s, a prędkość wysuwu to v. Pilnuj jednostek: jeśli skok jest w mm, a prędkość w mm/s, wynik otrzymasz w sekundach.
Bo 100 mm to droga, jaką ma pokonać trzpień (pełny wysuw), a 8,6 mm/s to tempo pokonywania tej drogi. Dzielenie drogi przez prędkość daje czas. Jednostki też to potwierdzają: mm / (mm/s) = s.
Oznacza, że siłownik w idealnych warunkach wysuwa się z prędkością około 8,6 mm w każdej sekundzie. To nie jest czas ruchu, tylko parametr kinematyczny. Czas zależy dodatkowo od skoku: im większy skok, tym dłuższy czas.
Nie. Cykl pracy 15% informuje o dopuszczalnym obciążeniu czasowym w dłuższym okresie (np. ile minut pracy ciągłej i ile przerwy na chłodzenie). Pojedynczy wysuw liczysz z t = s/v, a cykl pracy sprawdzasz, by nie przegrzać napędu.
Droga i prędkość muszą być w kompatybilnych jednostkach. Przykład: jeśli skok jest w mm, prędkość w mm/s, czas wyjdzie w sekundach. Gdy używasz metrów i m/s, też wyjdą sekundy. Mieszanie mm z m/s prowadzi do błędów.
Bo 1,5 min jest wyraźnie podane w danych (cykl pracy) i mózg często "kotwiczy się" na liczbie zapisanej w minutach. To jednak parametr eksploatacyjny, a nie wynik obliczenia czasu wysuwu. Zawsze wróć do wzoru t = s/v.
Możesz oszacować: 8,6 mm/s to prawie 10 mm/s, więc 100 mm zajmie trochę ponad 10 s. Jeśli wychodzą minuty, to sygnał, że pomyliłeś cykl pracy z czasem ruchu albo użyłeś złych jednostek.
Gdy producent podaje prędkość "do" pewnej wartości, a warunki obciążenia, zasilania lub sterowania różnią się od nominalnych. W praktyce czas może się nieco zmienić. Na egzaminie przyjmuje się zwykle wartości z dokumentacji do obliczeń wprost.
Cykl pracy ogranicza, jak często i jak długo siłownik może pracować bez przerw. Jeśli aplikacja wymaga wielu ruchów pod rząd, musisz sprawdzić, czy nie przekroczysz dopuszczalnego czasu pracy ciągłej. Inaczej rośnie ryzyko przegrzania i awarii.
Najczęściej: mylenie prędkości z czasem (np. 8,6 mm/s jako 8,6 s), branie 1,5 min z cyklu pracy zamiast liczenia t=s/v oraz brak kontroli jednostek. Pomaga zapis: mm/(mm/s)=s i krótkie oszacowanie wyniku.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 61% zdających egzamin. średnie

Eksperci podkreślają: "Czas całkowitego wysunięcia liczy się ze wzoru t = s / v."

Źródła:

  • Halliday, Resnick, Walker, "Podstawy fizyki" (kinematyka ruchu postępowego, zależności dla ruchu jednostajnego: t = s/v) – wydanie zależne od publikacji, rozdział o kinematyce
  • Serway, Jewett, "Fizyka dla naukowców i inżynierów" (ruch wzdłuż linii prostej, definicje prędkości i czasu, obliczenia t = s/v) – rozdział o kinematyce

Materiały:

  • Podręcznik fizyki/kinematyki: ruch jednostajny, zależność t=s/v
  • Instrukcje i karty katalogowe siłowników liniowych (odczyt parametrów: skok, prędkość, cykl pracy)
  • Materiały dydaktyczne z automatyki: elementy wykonawcze i dobór napędów

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego