Course Title: Machine Theories (3) Course Code: ID5202

1. FACULTY OF ARTS AND DESIGN Dept. of Industrial Design Course Title: Machine Theories (3) Course Code: ID5202 Fall 2013 7th& 8thLectures

2. Course Lecturer: Dr: Eman Mohamed Hashem Lecture (12.30-2.20) (Saturday) Office Hours: Tuesday (12:30-2:30) E-mail : Eman.Hashem@pua.edu.eg

3. Course Materials: Textbook: • Schilling J., "Fundamentals of Robotics Analysis and Control", Prentice Hall, 1996. • Robot Modeling and Control, First Edition , Mark W. Spong, Seth Hutchinson, and M. Vidyasagar, JOHN WILEY & SONS, INC. • Mohamed Abd El Fattah Hassan, " A Development of Transmission Systems & Its Controlling Effects on Product Performance and Aesthetics", 2007.

4. Course Objectives: After completing this course, Students should be able to: 1. Identifying Robot technology and transmission Motion by (Chains and Teethed Belt, Hydraulic, Pneumatic). 2. Comparing between the working principles of deferent devises.3. Demonstrates the deferent parts of Pneumatic Transmission Motion.4. Design simple robot. 5. Design some devices as (vacuum cleaner, Fire Alarm Device, Flying train, Washing machine).

5. Course Description: Robot technology. Robot arm. Transmission Motion by Chains and Teethed Belt. Hydraulic Transmission Motion. Pneumatic Transmission Motion. Air conditioning and refrigeration The working principle of (vacuum cleaner, Fire Alarm Device, Flying train, Washing machine).

6. Course Evaluation: • The course grade is 100 divided into: • Attendance: (5) • Presentations: (10) • Mid-term exam : (25) • Final Exam: (60) • Total = 100

7. introduction • Pneumatics is a section of technology that deals with the study and application of pressurized gas to produce mechanical motion. • Pneumatic systems, that are used extensively in industry, and factories, are commonly plumbed with compressed air or compressed inert gases. This is because a centrally located and electrically powered compressor, that powers cylinders and other pneumatic devices through solenoid valves, can often provide motive power in a cheaper, safer, more flexible, and more reliable way than a large number of electric motors and actuators. • Pneumatics also has applications in dentistry, construction, mining, and other areas.

8. Definitions • هو علم حديث نسبيا يقوم بدراسة استخدام قوة الغازات المنضغطة للتأثير على الحركات الميكانيكية • النيوماتية (Pneumatic ) هى الاستخدام التقنى للهواء المضغوط من خلال أليات الادارة الهوائية. • الغازات المستخدمة: • معظم هذه الأنظمة تستخدم الهواء لانه يمكن الحصول عليه بسهولة من ضغط الهواء الجوى واستخدامه قي العملية الصناعية. يتم اولا تنقيته من الرطوبة التي يحتوى على نسبة منها وإضافة القليل من الزيت قبل ادخاله على الضاغط للتشحيم منعا لحدوث تآكل للاجزاء الميكانيكية.

9. مميزات الأنظمة المضغوطة • بساطة التصميم والتحكم • الاعتمادية: يمكن لهذه الأنظمة العمل مدد طويلة بدون الحاجة لصيانة. • الامان: فرصة الاشتعال نادرة بالمقارنة بالأنظمة الهيدروليكية.

10. مكونات أجهزة الهواء المضغوط تشتمل أجهزة الهواء المضغوط (النيوماتية) على العناصر الأساسية الأتية: • مصادر الطاقة. • وحادات الادارة. • الصمامات. • خطوط توصيل نقل القدرة. • وحدة صيانة. • عناصر التشغيل. • كاتمات الصوت.

11. مكونات أجهزة الهواء المضغوط

12. مكونات أجهزة الهواء المضغوط

13. 1- مصادر الطاقة عبارة عن محرك كهربائى أو محرك احتراق داخلى., ويعتبر هو القوى المحركة التى تتصل بخط امداد الهواء المضغوط. 2- وحدات الادارة • هى ضواغط ذات كباسات أو ضواغط دوارة تقوم بانتاج الهواء المضغوط اللازم لتشغيل ماكينات الانتاج • وتدار الضواط بواسطة محركات كهربية أو محركات الاحتراق الداخلى. • وتختلف أنواع وأشكال الضواغط باختلاف كمية الهواء المضغوط المنتج بكل منها • وفيما يلى عرض لأنواع الضواط الأكثر استخداما:

14. 2-1- الضاغط ذو الكباس: • يتكون من اسطوانة , كباس , ذراع توصيل, مرفق, مرشح, صمام سحب, صمام ضغط.

15. 2-2- الضاغط ذو المرحلتين: • يتكون من اسطوانتين , كباس , عمود ادارة مزدوج المرفق, مبرد. • حيث يسحب الهواء من خلال المرشح وصمام السحب داخل الاسطوانة ويضغط, ثم يفتح صمام الضغط ليتدفق الهواء المضغوط الى مبرد وسيط (مرحلة أولى). • ويبرد الهواء المضغوط ويسحب من خلال صمام السحب داخل الاسطوانة الثانية ويضغط ثم يفتح صمام الضغط ليندفع الهواء المضغوط الى الوعاء , وبهذا يمكن تقسيم الشغل اللازم لضغط الهواء الى مراجل لذلك فقد أنتجت الشركات المتخصصة الضواغط ذات المرحلتين والثلاثة والأربعة مراحل, حيث يبرد الهواء المضغوط فى مبردات الهواء بعد كل مرحلة الى درجة الحرارة الابتدائية تقريبا., ويتكثف بخار الماء المسحوب من الهواء فى المبرد ويتحول الى ماء, ويفصل الماء المختلط بزيت تزليق الاسطوانة والكباسات فى فواصل ويخزن الهواء المضغوط فى أوعية خاصة قبل توصيله من خلال أنابيب التوصيل الى الماكينات المطلوب تشغيلها.

16. الضاغط ذو المرحلتين

17. 2-3- الضاغط الدوار: • يتكون من عضو دوار, مبيت, صمام سحب, صمام شغط, غرفة تبريد. • تدار الضواغط الدوارة بالمحركات الكهربائية سريعة الدوران مباشرة, وتاد تكون قدرتها على ضخ الهواء المضغوط هى نفس قدرة الضواغط ذات الكباسات . • يوجد بالعضو الدوار مجارى أو شقوق دليلية تنزلق خلالها الريش.

18. ثانيا عناصر التشغيل • تتكون عناصر التشغيل من اسطوانات ومحركات تعمل بالهواء المضغوط وهى كالتالى : • 1- اسطوانة الهواء المضغوط: • يتحرك الكباس حركة مستقيمة مترددة داخل اسطوانة ثابتة أو العكس , حيث تتحرك الاسطوانة حركة مستقيمة متردة بينما يكون الباس ثابت.

19. Common Types of Cylinders Single acting cylinder - a cylinder in which air pressure is applied to the movable element (piston) in only one direction Spring return cylinder - a cylinder in which a spring returns the piston assembly. Ram cylinder - a cylinder in which the movable element is the piston rod. Double acting cylinder - a cylinder in which air pressure may be alternately applied to the piston to drive it in either direction.

20. ثالث: وحدة الصيانة • تتكون وحدة الصيانة بأجهزة الهواء المضغوط من الأجزاء التالية: • 1- المرشح: يقوم بتنقية الهواء المضغوط من الأتربة والشوائب , كما يقوم بفصل القشور وقطرات الماء. • 2- منظم الضغط: للتحكم فى ضغط الهواء . • 3- المزيتة Oil can : الغرض منها هو خلط رزاز الزيت مع الهواء المضغوط وذلك لتخفيض التأكل الناتج عن قوة احتكاك الأجزاء المتحركة. • 4- كاتمات الصوت : ينشأ ضجيج عند طرد الهواء المضغوط وخروجه بسرعة كبيرة واصطدامه بالهواء الجوى الساكن لذلك فقد صممت كاتمات الصوت التى تحد من هذه الضوضا عن طريق تشتيت تيار الهواء المضغوط والمندفع الى الخروج من خلال المساحات المسامية الكبيرة ليخرج الهواء بسرعة منخفضة على شكل جزيئات مشتتة ليحدث انخفاض كبير فى الصوت أو يتلاشى.

21. مميزات الهواء المضوط • سهولة نقله لمسافات بعية عبر أنابيب وصيل معدنية أو مرنة أو خراطيم دون فقد يذكر. • الهواء الجوى متوفر فى كل مكان. • يمكن تخزينه فى أوعية الضغط لمدد طويلة. • يستخدم فى الأماكن المعرضة لخطر الانفجار, حيث أن الهواء المضعوط لا يشتعل ولا يساعد على الاشتعال.

22. عيوب الهواء المضغوط • نظرا لقابلية الهواء للانضغاط فانه لا يمكن التوصل الى سرعات تشغيل ثابتة. • حدوث ضوضاء شديدة عند انسياب الهواء المضغوط الى الخارج. • يلزم استخدام اسطوانات تشغيل ذات كباسات بأقطار كبيرة للحصول على قوى كبيرة.

23. بعض الألات النيوماتية التى تعتمد فى نقل الحركة على الهواء المضغوط • المطارق الهوائية . • المخارط البرجية الأوتوماتية

24. Assignment: • المطلوب عمل دراسة بحثية لأنواع نظم التحكم باستخدام الهواء المضغوط,وتطبيقها على بعض منتجات التصميم الصناعى. • Required action research study of the types of pneumatic control systems and their application to industrial design products.