1. Normalizacja, unifikacja, typizacja. Rodzaje norm. Historia obecna struktura PKN w Polsce.

Normalizacja - proces tworzenia, stosowania reguł zmierzających do porządkowania działalności dla dobra i przy współpracy zainteresowanych a w szczególności dla osiągnięcia optymalnej oszczędności ogólnej z uwzględnieniem bezpieczeństwa.

Unifikacja - metoda normalizacji polegająca na zastąpieniu dwóch lub więcej odmian jedną odmianą równoważną w taki sposób, aby uzyskane wyroby były zamienne w użyciu.

Typizacja - metoda normalizacji polegająca na redukcji liczby istniejących odmian do liczby wystarczającej w danych warunkach i danym czasie; powoduje nacjonalizację produkcji poprzez wybór pewnych wybranych typów.

Rodzaje norm:

- przedmiotowe - określają cechy przedmiotów fizycznych np. mur, zawór

- czynnościowe - cechy sposobów wykonania czynności

- znaczeniowe - ustalenie poprawnego słownictwa, nazw, określenia pojęć

- klasyfikacyjne

2. Podstawowe pojęcia zakresu tolerancji i pasowań: odchyłki, wymiar nominalny, wymiary graniczne, tolerancje, luzy - interpretacja graficzna.

Dla każdej średnicy wałka lub otworu podaje się wymiary graniczne: dolny A i górny B, między którymi winien być utrzymany wymiar rzeczywisty przedmiotu. Różnica tych wymiarów nazywa się tolerancją wymiaru: T = B - A

Wymiar nominalny jest to wymiar jaki powinien mieć wałek lub otwór.

Różnicę algebraiczną między wymiarem górnym i odpowiadającym mu wymiarem nominalnym nazywamy odchyłką górną Różnicę algebraiczną między wymiarem dolnym i odpowiadającym mu wymiarem nominalnym nazywamy odchyłką dolną.

Górna odchyłka:- dla wałka: es = B - N

- dla otworu ES = B - N

Dolna odchyłka: dla wałka: ei = A - N

- dla otworu EI = A - N

Zarówno górna jak i dolna odchyłka może mieć wartość dodatnią, ujemną lub zerową. Odchyłki odmierzamy od linii wymiaru nominalnego czyli tak zwanej linii zerowej, nadając Im znak plus ponad tą linię i minus poniżej niej.

Tolerancje wymiarowe są znormalizowane. W układzie określane są dla każdego wymiaru dwa elementy: szerokość pola tolerancji i położenie jego pola w stosunku do linii zerowej. Tolerancje według szerokości pola dzielą się na 18 klas dokładności. Klasy oznacza się numerami 01, 0 i od 1 do 16. Klasy dokładności od 01, 0 i od 1 do 7 stosowane są przy wyrobie części mierniczych, klasy od 5 do 16 stosuje się przy wyrobie części maszyn, przy czym klasy od 5 do 12 stosuje się w pasowaniach części maszyn, a klasy od 12 do 16 stosuje się w przypadkach wielkich luzów oraz powierzchni swobodnych i surowych .

Luzy.

Luz graniczny najmniejszy powstaje wtedy, gdy otwór będzie miał wymiar graniczny dolny A_o, a wałek wymiar graniczny górny B_w

L_min = B_o-A_w = EJ - es

Luz graniczny największy powstanie, jeżeli otwór będzie miał wymiar graniczny górny B_o, wałek wymiar graniczny dolny A_w

L_max= B_o-A_w = ES - ei

Luz średni

Tolerancja pasowania jest to różnica granicznych luzów

T_x = L_max - L_min = (ES-EJ)+(es-ei) = T_o- T_w

3. Położenie pól tolerancji względem wymiaru nominalnego, rodzaje pasowań - szkice.

Pasowania można podzielić na ruchowe, mieszane, wtłaczane. Pasowania ruchowe są to takie pasowania w których zawsze uzyskuje się luz, to znaczy: L_max > L_mon > 0

Pasowania mieszane są to takie pasowania, w których można powstać luz lub wcisk, to znaczy: L_max > 0 > L_min

Pasowania wtłaczane są to takie pasowania, w których zawsze uzyskuje się wcisk, to znaczy: 0 ≥ L_max > L_min

Układ pól tolerancji - pytanie 4

4. Układ pól tolerancji przy zasadzie stałego wałka i otworu - szkic.

Zasada stałego otworu polega na tym, że wszystkie otwory wykonujemy zawsze jako otwory podstawowe, czyli otwory suwnicze (H). Dla uzyskania zaś odpowiedniego pasowania dobieramy odpowiednio wałki. Odwrotnie postępujemy przy zasadzie stałego wałka. Wszystkie wałki wykonujemy zawsze jako podstawowe czyli suwnicze (h). Dla uzyskania zaś odpowiedniego pasowania dobieramy odpowiednio otwory Przy skojarzeniu otworu podstawowego z wałkiem otrzymamy zależnie od wałka pasowanie ruchowe, mieszane lub wtłaczane. Podobnie przy zasadzie stałego wałka możemy taż otrzymać odpowiednio pasowanie ruchowe, mieszane i wtłaczane

5. Wykres zależności kosztów wykonania od tolerancji wyrobu.

Koszty wykonania:

Kryterium cenowe:

k_o - koszty wykonania otworu

Im wyższa dokładność, tym wyższe koszty.

6. Zamienność części oraz sprawdziany wymiarowe - szkice

Normalizacja tolerancji wymiarowej wiąże się ze sposobami pomiaru wymiarów. W produkcji seryjnej używa się do tego celu sprawdzianów. Dla danego wymiaru tolerowanego wykonuje się sprawdzian. Do sprawdzenia wymiarów wałków stosuje się sprawdziany szczękowe, do otworów zaś sprawdziany tłoczkowe. Każdy sprawdzian ma stronę przychodnią, która ma nominalny wymiar równy wymiarowi granicznemu górnemu dla wałków lub dolnemu dla otworów oraz stronę nieprzechodnią o wymiarze równym wymiarowi granicznemu dolnemu dla wałków lub górnemu dla otworów. Jeżeli wymiar sprawdzany jest wykonany prawidłowo, to sprawdz ian stronę przechodnią powinien wejść w otwór lub objąć wałek, a stroną nieprzechodnią nie może wejść w otwór względnie objąć wałek. Części, które nie spełniają tego warunku są uznawane za wykonane nieprawidłowo

7. Dokładność kształtu - szkice

a) prostoliniowość; b) płaskość; c) kołowość c)walcowość

8. Kryteria oceny chropowatości powierzchni - Ra, Rz.

Ra: Średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej Ra - jest to średnia wartość odległości punktów: y₁, y₂,... y_n profilu zaobserwowanego od linii średniej na długości odcinka elementarnego l_c; wszystkie odległości od y₁ do y_n dodaje się - bez względu na ich znak algebraiczną ( + czy - ) - posługując się przybliżoną zależnością.

Rz: Wysokość chropowatości według dziesięciu punktów profilu Rz - jest to średnia odległość pięciu najwyższych wierzchołków nierówności od pięciu najniżej położonych punktów w zagłębieniu zaobserwowanego profilu na długości odcinka elementarnego l_c, mierzona od linii odniesienia równoległej do linii średniej; parametr Rz określa się z zależn:

Rz= 1/5[(R₁+R₃+R₅+R₇+R₉)R₂+R₄+R₆+R₈+R₁₀)]

9. Wykres rozciągania próbki stalowej - granica proporcjonalności, sprężystości, plastyczności, doraźna wytrzymałość na rozciąganie.

Dla większości materiałów w początkowym stadium aż do osiągnięcia przez siłe rozciągającą pewnej granicznej wartości P_H wykres ma charakter prostoliniowy - obowiązuje tu prawo Hooke'aczyli proporcjonalność pomiędzy naprężeniem a odkształceniem. Granicą proporcjonalności nazywamy maksymalną wartość naprężenia przy której ważne jest jeszcze to prawo. Granica sprężystości to maksymalna wartość naprężenia przy którym rozciągana próbka bo odciążeniu powraca jeszcze do pierwotnej długości. Plastyczne płynięcie materiału bez wzrostu obciążenia następuje przyrost odkształceń R_pl. Wytrzymałość doraźna to punkt odpowiadający przyłożonej największej siły P. - Rr.

10. Naprężenia dopuszczalne w częściach maszyn. Jakie czynniki mają wpływ na określenie współczynników bezpieczeństwa.

Warunki współczynników bezpieczeństwa:

- jednorodność materiału - jakość wykonania

- naprężenia wstępne - w czasie procesu technologicznego np. kucia, odlewu, spawania

- obciążenia przewidywane i przypadkowe

- czynnik głupoty ludzkiej

- niedoskonałość metod obliczeniowych

- wpływ czasu pracy - procesy korozji, ścierania, wietrzenia

- zmęczenia materiału

- spiętrzenie naprężeń

Wartości współczynnika x przyjmujemy:

- dla lotnictwa x=1,5

- dla mostów x=2,5÷4

- dla dźwigów, łańcuchów x=7÷12

Naprężenia dopuszczalne w częściach maszyn.

Aby ustalić wsp bezpieczeństwa należy ustalić następujące czynniki:

- Stopień znaczenia części dla pewności działania maszyny

- poprawność przyjętego schematu obciążeń przy obliczeniach wytrzymałościowych

- prawidłowość uwzględnienia rodzaju obciążenia(stałe, zmienne)

- pewność odnośnie do materiału

- przewidywana jakość wykonania

- kształt części i stan jej powierzchni

Z uwzględnieniem przepisów odbioru maszyn

11. Rodzaje naprężeń zmęczeniowych - wykresy. Wytrzymałość zmęczeniowa, wykres Wohlera. Określenie współczynników bezpieczeństwa przy wytrzymałości zmęczeniowej.

Pod wpływem sił działających zmiennie w czasie

- obciążenia jednostronnie zmienne (tętniące)

- Obciążenia obustronne zmienne (wahadłowe)

- obciążenia niesymetryczne

ko=zo/x_z

wartość wsp wytzymałości zmęczeniowej określa wg metody Moszyńskiego. Xz = A B C

A- wsp spiętrzenia naprężeń; B- wsp wielkości przedmiotu; C- wsp. Pewności.

A= A1 + A2 -1 A1- działanie karbu A2= wsp stanu powierzchni A1= 1+(alfa -1) * wsp wrażliwości na działanie karbu.

Jedna z hipotez mówi że zmiany obciążeń tworzą histerezę. W praktyce naprężenie max jest małe bo jest już poza strefą sprężystą i odkształcenie plastyczne niweluje część naprężeń.

Rodzaje przełomu - statyczny (włóknisty lub ziarnisty) - zmęczeniowy ( gładki)

Wykres Wohlera

Określanie współczynnika bezpieczeństwa.

( k_rj, k_rc ) przy rozciąganiu

( k_cj ) przy ścinaniu

( k_gs, k_go­ ) przy zginaniu

( k_sj, k_so ) przy skręcaniu

( k_tj, k_to ) przy ścinaniu

(p_j, p_o ) nacisk powierzchniowy

12. Pojęcie karbu, rozkłady naprężeń, spiętrzenie naprężeń - przykłady rysunkowe.

Karb - w maszynie lub konstrukcji nagła zmiana przekroju elementu np. wgłębienia, rysa, pęknięcie; w otoczeniu karbu naprężenia spiętrzają się zmieniając wytrzymałość elementu (zwłaszcza przy obciążeniach przemiennych)

13. Rodzaje karbów, zabiegi konstrukcyjne zmniejszające działanie karbu - szkice.

Części maszyn nie mają jednolitego kształtu, lecz kształty zmieniające się, oraz powierzchnie niedostatecznie wygładzone. Z doświadczeń wiadomo, że szczególnie silny wpływ na wytrzymałość zmęczeniową wywierają gwałtowne (ostre przejścia) zmiany przekrojów przedmiotów (np. podtoczenie, karby, otwory poprzeczne i rysy), gdyż wywołują one spiętrzenia naprężeń występujące np. u dna karbu.

Rodzaje karbu.

14. Przełomy statyczne i zmęczeniowe na przykładzie zniszczonych wałów, osi i szyn kolejowych - szkice. Przyczyny zniszczeń.

Rodzaje przełomów:

rys. 14.9 - wał pędny 90 mm ognisko - karb, pęknięcie - przełom zmęczeniowy - gładka powierzchnia - błąd materiałowy - naprężenia montażowe

rys. 14.10 - wał stojący, przełom zmęczeniowy 80%, przełom statyczny, zniszczenie statyczne

rys. 14.11 - przełom zmęczeniowy, obracający się osi (oś wagonu kolejowego ) 60% przekroju zniszczone, przełom zmęczeniowy

rys. 14.12 - szyna - wtrącenia niemetaliczne w odlewie

rys. 14.13 - inny przekrój tej samej szyny - szczelina zmęczeniowa nie widoczna z zewnątrz

rys. 14.14 - przełom zmęczeniowy wału korbowego silnika ciągnika

15. Rodzaj nitów i połączeń nitowych - szkice. Zamykanie nitów. Wady i zalety połączeń nitowych.

a) złbem kulistym b) z płaskim c) soczewkowym d)grzybkowym e) soczewkowym niskim f) trapezowym

Połączenia nitowe:

- rozłączne

- nierozłączne

Połączenia nitowe - połączenie kształtowo - cierne - wykonane za pomocą odpowiedniego ukształtowania nitu, materiału nit powinien być plastyczny

Zamykanie nitów może odbywać się uderzeniowo, młotkiem ręcznym albo mechanicznym (pneumatycznym albo elektrycznym) lub naciskowo - za pomocą nitownic mechanicznych, hydraulicznych, pneumatycznych lub elektrycznych

Zalety połączeń nitowych

- duża plastyczność

- nitowanie na gorąco i na zimno

- nitowanie nie wpływa na zmianę właściwości przedmiotów nitowanych

Wady połączeń nitowanych:

- ograniczają możliwości konstrukcyjne

- wiercenie otworów - znaczne nakłady robocizny

- wykonanie połączeń szczelnych - techniczne doszczelnianie

- duże koszty nakładowe

16. Wykres rozciągania próbki nitowej , rozkład na nitach. Postacie zniszczeń połączeń nitowych.

Wykres rozciągania próbki nitowej tablica

Rozkład naprężeń na nitach tablica

Połączenie nitowe może ulec zniszczeniu z trzech powodów :

1. zerwania blach wzdłuż osi rzędu nitowego, najczęściej rzędu skrajnego (w szwach pełnych zawsze rzędu skrajnego)

2. ścięcie nitu

3. zniekształcenia otworów nitowych w blasze z powodu zbyt dużego nacisku nitów na ściany otworów

Postacie zniszczeń połączeń nitowych tablica

---