Operator_maszyn_lesnych_833[02]Z1.01

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

Wprowadzenie

Wymagania wstępne

Cele kształcenia

Materiał nauczania

4.1.

Podstawy rysunku technicznego

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2.

Materiały stosowane do budowy maszyn

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3.

Obróbka metali

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4.

Części maszyn i ich połączenia

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5.

Budowa napędów hydraulicznych, spręŜarek, silników elektrycznych

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

Sprawdzian osiągnięć

Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WPROWADZENIE

Poradnik ten będzie Ci pomocny w nabywaniu umiejętności z zakresu odczytywania

i wykonywania  rysunków  technicznych  części  maszyn,  rozróŜniania  materiałów  uŜywanych
do  budowy  maszyn,  rozróŜniania  części  maszyn,  wykonywania  prostych  prac  ślusarskich,
a takŜe obsługi silników elektrycznych i podnośnika hydraulicznego.

W poradniku znajdziesz:

−

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

−

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

−

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy juŜ opanowałeś określone treści,

−

wiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne,

−

sprawdzian postępów,

−

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

−

literaturę uzupełniającą.

Bezpieczeństwo i higiena pracy
W czasie wykonywania ćwiczeń musisz przestrzegać regulaminów, przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpoŜarowych, obowiązujących podczas
poszczególnych rodzajów prac.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych w module

833[02].Z1

Mechanizacja prac leśnych

833[02].Z1.01

Określenie budowy i zasad

działania mechanizmów

maszyn i urządzeń

833[02].Z1.02

Stosowanie przepisów ruchu

drogowego

833[02].Z1.03

Stosowanie technik

kierowania
ciągnikiem

rolniczym

i wykonywanie

czynności

kontrolno-

obsługowych

833[02].Z1.04

Obsługiwanie

pojazdów

samochodowych

833[02].Z1.05

UŜytkowanie pilarki

spalinowej

i wykonywanie

czynności kontrolno-

obsługowych

833[02].Z1.06

UŜytkowanie

maszyn

i urządzeń

stosowanych

w produkcji

leśnej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

stosować narzędzia pomiarowe zgodnie z ich przeznaczeniem,

−

dobierać przybory i materiały do wykonania rysunku, szkicu,

−

znać podstawowe pojęcia z fizyki i chemii,

−

organizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp,

−

korzystać z róŜnych źródeł informacji,

−

obsługiwać komputer,

−

współpracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

odczytać rysunki techniczne części maszyn,

−

odczytać rysunki zespołów maszyn i urządzeń leśnych,

−

wykonać szkice typowych części maszyn i urządzeń,

−

określić właściwości oraz zastosowanie Ŝeliwa i stali,

−

scharakteryzować metale kolorowe oraz ich zastosowanie,

−

scharakteryzować stopy metali kolorowych oraz ich zastosowanie,

−

rozróŜnić materiały niemetalowe stosowane w maszynach i urządzeniach do prac
leśnych,

−

posłuŜyć się suwmiarką,

−

posłuŜyć się mikrometrem,

−

wykonać proste prace ślusarskie: cięcie, wiercenie, szlifowanie, gwintowanie, lutowanie,
nitowanie,

−

rozróŜnić konstrukcje połączeń spoczynkowych części maszyn,

−

rozróŜnić konstrukcje połączeń ruchowych,

−

scharakteryzować budowę oraz zasadę działania silników elektrycznych,

−

scharakteryzować budowę oraz zasadę działania napędu hydraulicznego,

−

scharakteryzować budowę oraz zasadę działania spręŜarek,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpoŜarowej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Podstawy rysunku technicznego

4.1.1. Materiał nauczania

Podstawy rysunku technicznego

Operator maszyn w celu prawidłowej obsługi oraz dokonywania choćby najprostszych

napraw maszyn i urządzeń powinien opanować podstawy wiedzy technicznej, w tym równieŜ
podstawy  rysunku  technicznego.  Prawidłowe  odczytywanie  rysunków  technicznych  części
i zespołów  maszyn  jest  moŜliwe  wtedy,  gdy  zna  się  zasady  sporządzania  rysunku
technicznego.

Rysunki techniczne są sporządzane według jednolitych zasad i przepisów ustalanych

przez Polski Komitet Normalizacyjny. Właściwie wykonany rysunek techniczny powinien
dokładnie uwzględniać te przepisy, aby uniknąć nieporozumień między projektantem,
a wykonawcą, a takŜe między wytwórcą i odbiorcą.

Ze względu na sposób przedstawienia przedmiotu (treść zawartą na rysunku) wyróŜnia

się następujące rodzaje rysunków technicznych:

−

szkic – przedstawienie przedmiotu wykonane odręcznie i stanowiące zwykle podstawę
wykonania rysunku,

−

rysunek – przedstawienie przedmiotu w określonej podziałce przy uŜyciu przyborów
rysunkowych,

−

schemat – przedstawienie w sposób uproszczony zasady działania lub budowy
mechanizmu, maszyny lub urządzenia,

−

plan – przedstawienie rozmieszczenia maszyn, urządzeń lub instalacji [4, s. 6].

Formaty rysunków

Rys. 1. Tworzenie formatów arkuszy [1, s. 12]

Arkusze papieru uŜywane do wykonania rysunków technicznych są znormalizowane pod

względem formatu. Podstawowym formatem jest format A4, którego wymiary wynoszą
210x297 mm. Stosowane są równieŜ większe formaty, które są wielokrotnością formatu
podstawowego A4 i oznaczone symbolami A0, A1, A2, A3. Format większy powstaje przez

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

złoŜenie dłuŜszymi bokami dwóch formatów mniejszych. Sposób tworzenia formatów
arkuszy przedstawia rysunek 1.

Tabliczki rysunkowe

Rysunek techniczny zawiera wiele napisów informacyjnych. Informacje te zapisywane są

w  tabliczce  umieszczanej  zawsze  w  prawym,  dolnym  rogu  na  rysunku.  Istnieje  niezliczona
ilość  tabliczek  rysunkowych,  róŜniących  się  między  sobą  kształtem  i  wielkością,  ilością
umieszczonych  w  nich  informacji  oraz  rozmieszczeniem  tych  informacji  w  polu  tabliczki
[4, s.  18].  Informacje,  które  są  podawane  w  tabliczkach  rysunkowych,  to  między  innymi:
nazwa  przedmiotu,  numer  i  podziałka  rysunku,  format  arkusza,  rodzaj  materiału,  z  którego
wykonano  przedmiot,  masa  przedmiotu,  nazwiska  i  imiona  osób,  które  opracowały
i sprawdzały rysunek.

Linie rysunkowe

W celu ułatwienia czytania rysunków technicznych oraz ujednolicenia ich wyglądu

rodzaje  i  grubość  linii  rysunkowych  zostały  znormalizowane.  WyróŜnia  się  3  odmiany  linii:
bardzo  grubą,  grubą  i  cienką.  Grubość  linii  grubej  przyjmuje  się  w  zaleŜności  od  wielkości
arkusza oraz liczby szczegółów zawartych na rysunku. JeŜeli grubość linii grubej jest równa
a to grubość linii bardzo grubej równa się 2a ; cienkiej 1/3a.

Do wykonywania rysunków technicznych maszynowych słuŜą następujące rodzaje linii:

linia ciągła, linia kreskowa, linia punktowa, linia dwupunktowa, linia falista, linia zygzakowa.
Zostały one przedstawione w tabeli 1.

Tab.1. Rodzaje linii rysunkowych [4, s. 12]

Linią ciągłą grubą rysuje się widoczne krawędzie przedmiotu, widoczne miejsca styku

części,  obramowanie  rysunku,  zarys  tabliczki  rysunkowej  i  jej  rubryk.  Linia  ciągła  cienka
słuŜy  do  kreskowania  przekrojów,  rysowania  linii  wymiarowych  i  pomocniczych.  Linią
kreskową rysuje się zarysy i niewidoczne krawędzie przedmiotu, niewidoczne miejsca styku
części.  Linia  punktowa  jest  stosowana  do  zaznaczania  osi  symetrii.  Linia  falista  stosowana
jest do zaznaczania urwań i przerwań miejscowych przedmiotów.

Podziałka

Podstawowym zadaniem rysunku technicznego jest przedstawienie rzeczywistego

kształtu przedmiotu, co jest moŜliwe wówczas gdy zachowany jest stały stosunek liczbowy
między wymiarami przedmiotu na rysunku i w rzeczywistości. Ten stosunek liczbowy
nazywamy podziałką (skalą).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W praktyce często rysuje się przedmioty, zachowując na rysunku ich wymiary naturalne.

Mówimy wówczas, Ŝe rysunek wykonano w podziałce naturalnej lub skali 1:1.

Niekiedy przedmiot jest zbyt duŜy i trzeba go na rysunku zmniejszyć – zastosować

podziałkę zmniejszającą. W przypadku rysowania bardzo małych przedmiotów stosuje się
podziałki powiększające. W rysunku technicznym zalecane są podziałki:

−

zmniejszające 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50, 1:100

−

naturalne 1:1

−

powiększające 2:1, 5:1, 10:1, 20:1, 50:1 [1, s. 17].

Rzutowanie prostokątne polega na wyznaczeniu rzutów prostokątnych przedmiotu na

wzajemnie  prostopadłych  rzutniach,  przy  załoŜeniu,  Ŝe  przedmiot  rzutowany  znajduje  się
między  obserwatorem  i  rzutnią.  JeŜeli  umieścimy  przedmiot  wewnątrz  wyobraŜalnego
prostopadłościanu,  którego  wszystkie  ściany  są  rzutniami,  i  wyznaczymy  na  tych  rzutniach
rzuty prostokątne, to po rozwinięciu ścian prostopadłościanu w sposób pokazany na rysunku
2b otrzymamy układ rzutów tego przedmiotu pokazany na rys.3.

Rys. 2. Prostopadłościan rzutni [4, s. 32]

Rys. 3. Układ rzutów [4, s. 33]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Poszczególne rzuty mają następujące nazwy:

−

rzut w kierunku A – rzut z przodu (rzut główny),

−

rzut w kierunku B – rzut z góry,

−

rzut w kierunku C – rzut od lewej strony,

−

rzut kierunku D – rzut od prawej strony,

−

rzut w kierunku E – rzut z dołu,

−

rzut w kierunku F – rzut z tyłu.
Rzut z tyłu moŜna w razie konieczności umieścić z lewej strony rzutu D (połoŜenie

pokazane liniami dwupunktowymi na rys. 3 [4, s. 32].

Metoda rzutów prostokątnych umoŜliwia dokładne i wierne odwzorowanie na

płaszczyźnie rysunku nawet najbardziej skomplikowanej części maszyny. Rzuty prostokątne
stanowią podstawową i najwaŜniejszą metodę odwzorowywania przedmiotów w rysunku
technicznym.

Przekroje

Zewnętrzny obraz przedmiotu nie daje nam pojęcia o wewnętrznym jego ukształtowaniu.

Aby na rysunku technicznym były widoczne wewnętrzne szczegóły przedmiotu stosujemy
przekroje rysunkowe. Przekrój powstaje przez przecięcie przedmiotu wyobraŜalną
płaszczyzną i odrzucenie tej części, która znajduje się przed płaszczyzną przekroju.

Przekroje wykonuje się najczęściej wzdłuŜ płaszczyzn i osi symetrii przedmiotu. Taki

przekrój nazywamy przekrojem podłuŜnym.

Rys. 4. Przekrój podłuŜny tulei: a – sposób myślowego przecięcia tulei, b – rzut przekroju tulei [1, s. 32]

Przekrój prostopadły do osi symetrii to przekrój poprzeczny.

Rys. 5. Przekroje poprzeczne wałka [7, s. 99]

Krawędzie przekroju rysujemy linią grubą ciągłą, a płaszczyzny przecięcia ścian kreskujemy
liniami ciągłymi cienkimi pod kątem 45

do osi przedmiotu lub głównych krawędzi

przedmiotu. JeŜeli mamy zakreskować przekrój dwóch lub trzech elementów stykających się,
wtedy linie kreskowania trzeba zróŜnicować co do kierunku lub gęstości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wymiarowanie

Dokładne wymiary przedmiotu na rysunku określa się przez wymiarowanie tzn. zapisanie

wymiarów za pomocą liczb wymiarowych umieszczonych nad liniami wymiarowymi.
Wszystkie wymiary liniowe na szkicach czy rysunkach podajemy zawsze w milimetrach,
pomijając skrót „mm”. Wymiary kątów podajemy w stopniach i minutach.

Linie wymiarowe – linie cienkie ciągłe zakończone grotami, które dotykają

pomocniczych linii wymiarowych. W razie braku miejsca na groty są one zastępowane
ukośnymi kreskami lub kropkami. Linie wymiarowe nie powinny się przecinać. Odstęp
między równoległymi liniami wymiarowymi powinien być jednakowy.

Pomocnicze linie wymiarowe (cienkie ciągłe) są przedłuŜeniem wymiarowanej

krawędzi i powinny wystawać ok. 2mm za linię wymiarową.

Liczby wymiarowe oznaczają wymiary rzeczywiste (niezaleŜnie od podziałki)

w milimetrach oraz wymiary kątów w stopniach. Zapisuje się je nad liniami wymiarowymi po
ś

rodku ich długości.

PoniewaŜ wymiary na rysunku powinny być łatwo czytelne, większość wymiarów

umieszcza się zwykle poza zarysem przedmiotu.

Rys. 6. Wymiarowanie na zewnątrz zarysu przedmiotu,

z uŜyciem linii pomocniczych wymiarowych [4, s. 46]

Wymiarowanie średnic i promieni – przy wymiarowaniu średnic liczbę wymiarową

poprzedza się znakiem Ø (czytaj fi).

Rys. 7. Wymiarowanie średnic [4, s. 50]

Łuk wymiaruje się podając wymiar promienia jakim został zatoczony. Linię wymiarową

promienia łuku prowadzi się od punktu, z którego został zatoczony do linii łuku i zakańcza się
strzałką. Liczbę wymiarową poprzedza się literą R.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 8. Wymiarowanie promieni [4, s. 51]

Technika szkicowania

Czynność sporządzania odręcznych szkiców w ołówku nazywamy szkicowaniem. Szkic

zawiera  zawsze  niedokładności  wymiarów  liniowych  i  niedokładności  kształtu  linii.  Z  tych
względów  szkic  powinien  być  zawsze  zwymiarowany.  Rysując  jakąkolwiek  linię,  rysuje  się
ją  najpierw  bardzo  lekko,  pozostawiając  na  papierze  ledwo  widoczny  ślad.  Rękę  naleŜy
prowadzić wolno i płynnie nie przerywając rysowania aŜ do końca linii. Następnie po śladzie
linii  rysuje  się  ją  drugi  raz,  korygując  jej  kształt  i  odpowiednio  pogrubiając.  NaleŜy  unikać
lekkiego  rysowania  linii  więcej  niŜ  jeden  raz,  gdyŜ  rysunek  zamazuje  się  i  wygląda  brudno
[1, s. 19].

MoŜna wyodrębnić następujące etapy procesu szkicowania (rysowania odręcznego):

−

wnikliwa obserwacja modelu:

−

myślowe wyróŜnienie składowych brył elementarnych przedmiotu,

−

określenie kształtu całości i poszczególnych elementów składowych,

−

uchwycenie proporcji wymiarowych przedmiotu,

−

ustalenie połoŜenia przedmiotu na rysunku,

−

ustalenie kolejności szkicowania,

−

szkicowanie w kolejności ustalonych etapów (najpierw lekko liniami cienkimi, później
mocno liniami grubymi),

−

wymiarowanie,

−

mierzenie modelu i wpisywanie liczb na rysunku,

−

wykończenie szkicu (oznaczenia dodatkowe, wypełnienie tabliczki),

−

sprawdzenie szkicu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jakie rodzaje rysunków technicznych wyróŜnia się ze względu na sposób przedstawienia
przedmiotu (treść zawartą na rysunku)?

Jakie są wymiary arkusza formatu A4?

Jak tworzy się formaty arkuszy większych od A4?

Jakie znasz rodzaje linii rysunkowych?

Jakie jest zastosowanie poszczególnych rodzajów linii rysunkowych?

Co to jest podziałka rysunku?

Jakie rodzaje podziałek stosujemy na rysunku technicznym?

Gdzie na arkuszu umieszcza się tabliczkę rysunkową?

Jakie informacje zawiera tabliczka rysunkowa?

10.

Na czym polega rzutowanie prostokątne?

11.

Jak powstaje przekrój rysunkowy?

12.

Co to są linie wymiarowe, pomocnicze linie wymiarowe i liczby wymiarowe?

13.

Jakie są kolejne etapy szkicowania?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj szkic w rzutach prostokątnych przedmiotu wskazanego przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z zasadami i etapami szkicowania,

zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,

przygotować arkusz formatu A4,

naszkicować przedmiot w rzutach prostokątnych zgodnie z zasadami szkicowania,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

–

papier formatu A4,

–

ołówek, gumka,

–

poradnik dla ucznia,

–

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Przeczytaj wskazany przez nauczyciela rysunek i zapisz informacje, które odczytałeś.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z oznaczeniami stosowanymi w rysunku technicznym,

odczytać z rysunku następujące informacje: nazwę i rodzaj przedmiotu, wymiary
przedmiotu, rodzaj materiału, z którego jest wykonany przedmiot,

zapisać odczytane informacje,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

notatnik,

−

plansze, foliogramy,

−

ołówek/długopis,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla nauczyciela.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

określić rodzaje rysunków technicznych ze względu na sposób
przedstawienia przedmiotu (treść zawartą na rysunku)?

podać wymiary arkusza formatu A4?

omówić sposób tworzenia formatów arkuszy większych od A4?

wymienić rodzaje linii rysunkowych?

określić zastosowanie poszczególnych rodzajów linii rysunkowych?

wymienić rodzaje podziałek stosowanych na rysunku technicznym?

podać informacje, które zawiera tabliczka rysunkowa?

wyjaśnić na czym polega rzutowanie prostokątne?

wyjaśnić do czego słuŜą linie i liczby wymiarowe?

10)

wykonać szkic przedmiotu?

11)

odczytać wymiary przedmiotu podane na rysunku?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Materiały stosowane do budowy maszyn

4.2.1. Materiał nauczania

W technice najczęściej nie są uŜywane czyste metale lecz ich stopy. Przez dodanie do

chemicznie  czystego  metalu,  będącego  w  stanie  roztopionym,  odpowiednich  domieszek
otrzymuje się stop tego metalu (np. Ŝelazo + węgiel = stal; miedź + cyna = brąz). Stopy metali
charakteryzują  się  znacznie  lepszymi  właściwościami  uŜytkowymi  (wytrzymałość,
plastyczność itp.) niŜ metale czyste.

Metale i ich stopy mają określone właściwości, które moŜna podzielić na fizyczne,

chemiczne, mechaniczne i technologiczne.

Właściwości fizyczne metali to: barwa, połysk, gęstość, właściwości cieplne,

elektryczne i magnetyczne.

Do najwaŜniejszych właściwości chemicznych zaliczamy odporność na korozję

powodowaną przez niszczące działanie wody, tlenu, gazów, kwasów, zasad.

Właściwości mechaniczne to zespół cech określających zdolność do przeciwstawiania

się działaniu sił zewnętrznych, czyli jest to opór stawiany przez materiał siłom, które usiłują
go rozdzielić lub zmienić jego kształt [6, s. 40]. Do właściwości mechanicznych zalicza się
wytrzymałość, twardość i udarność.

Metale i ich stopy mają określone właściwości technologiczne, które charakteryzują ich

podatność  i  zachowanie  się  w  czasie  róŜnych  procesów  produkcyjnych.  Znajomość
właściwości  technologicznych  umoŜliwia  właściwy  dobór  materiałów  do  wykonania
określonych  części  lub  przedmiotów  i  najbardziej  racjonalnych  metod  ich  obróbki.
NajwaŜniejszymi właściwościami technologicznymi materiałów są: skrawalność, ścieralność,
odlewalność oraz plastyczność [6, s. 39].

Skrawalność to cecha określająca, jak łatwo dany materiał poddaje się obróbce za

pomocą narzędzi skrawających.

Ścieralność to cecha określająca odporność materiału na ścieranie w skutek tarcia.
Odlewalność (lejność) to zdolność materiału w stanie roztopionym do dobrego

wypełniania form odlewniczych.

Plastyczność określa zdolność materiału do odkształceń trwałych, niezbędnych do

nadawania właściwych kształtów produktom.

Stopy Ŝelaza z węglem

Podstawowymi stopami stosowanymi w technice są stopy Ŝelaza z węglem, do których

zaliczamy między innymi surówkę, stal i Ŝeliwo. śelazo nie występuje w przyrodzie
w postaci chemicznie czystej, ale w postaci rud Ŝelaza. Odpowiednio przygotowaną rudę
Ŝ

elaza wytapia się w wielkim piecu otrzymując surówkę. Surówka jest to stop Ŝelaza

z węglem o zawartości ponad 2% węgla i innymi składnikami (krzemem, siarką, fosforem).
Surówka jest materiałem kruchym i nie nadaje się do produkcji jakichkolwiek wyrobów
gotowych. Stanowi ona materiał wyjściowy do dalszej przeróbki na stal i Ŝeliwo.

śeliwo zawiera 2–3% węgla jest otrzymywane przez przetopienie surówki z dodatkiem

złomu  Ŝeliwnego  stalowego  w  piecach  zwanych  Ŝeliwiakami.  śeliwo  charakteryzuje  się
znaczną  odpornością  na  ścieranie,  duŜą  stałością  wymiarów  i  zdolnością  tłumienia  drgań.
Ma dobre  właściwości  odlewnicze  i  jest  uŜywane  do  odlewania  wielu  części  maszyn
i samochodów.

eliwo szare odznacza się dobrą skrawalnością, odlewalnością i znaczną kruchością.

Wykonuje się z niego pokrywy i osłony, podstawy maszyn, kadłuby i głowice silników,
kadłuby pomp olejowych i wodnych, koła zamachowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

eliwo białe jest bardzo twarde, kruche, odporne na ścieranie i korozję, ale jest trudno

obrabialne. Z tych powodów stanowi materiał wyjściowy do otrzymywania Ŝeliwa
ciągliwego.

eliwo ciągliwe otrzymuje się z Ŝeliwa białego po poddaniu go wyŜarzaniu (nagrzewaniu

do określonej temperatury). Ma ono większą wytrzymałość i plastyczność od Ŝeliwa szarego.
Wykonuje się z niego np. piasty kół, obudowy przekładni kierowniczych.

eliwo modyfikowane otrzymuje się przez dodanie niewielkiej ilości modyfikatorów

np. krzemu, aluminium, magnezu. Dzięki temu ma ono większą odporność na ścieranie
i korozję oraz większą wytrzymałość niŜ Ŝeliwo szare. Wykonuje się z niego np. tarcze
dociskowe sprzęgła, bębny hamulcowe.

Stal otrzymuje się z surówki, którą poddaje się procesowi wypalania nadmiaru węgla

i domieszek (krzem, fosfor, siarka). Proces taki nazywamy świeŜeniem. Stalą nazywamy
stopy Ŝelaza z węglem o zawartość węgla poniŜej 2% i innymi pierwiastkami obrobione
plastycznie. Najczęściej stosuje się następujący podział stali:

−

ze względu na skład chemiczny: stale węglowe i stopowe,

−

w zaleŜności od przeznaczenia uŜytkowego: stale konstrukcyjne i narzędziowe.
Stale węglowe (niestopowe) zawierają węgiel (do 2%) jako główny składnik wpływający

na ich właściwości. Stale węglowe znalazły najpowszechniejsze zastosowanie w elementach
konstrukcyjnych i częściach maszyn.

Stale stopowe oprócz węgla zawierają inne składniki dodawane w celu polepszenia

właściwości.  Do  najczęściej  stosowanych  składników  dodawanych  do  stali  naleŜą:  nikiel,
chrom,  mangan,  krzem.  Nikiel  zwiększa  kwasoodporność  stali  i  odporność  na  uderzenia.
Chrom  zwiększa  twardość  i  odporność  na  wpływy  chemiczne.  Mangan  zwiększa
wytrzymałość  stali  na  rozciąganie  i  uderzenia.  Krzem  z  dodatkiem  manganu  zwiększa
spręŜystość stali [6, s. 49].

Metale kolorowe i ich stopy

Najczęściej stosowanymi w technice metalami nieŜelaznymi (kolorowymi) są: miedź,

aluminium, cynk, ołów, nikiel, chrom.

Miedź jest metalem plastycznym o barwie czerwonozłotej. Jest jednym z najlepszych

przewodników ciepła i elektryczności. Jest odporna na działanie większości kwasów , a takŜe
powietrza,  wilgoci,  a  nawet  wody  morskiej.  Na  powierzchni  miedzi  wystawionej  przez
dłuŜszy czas na działanie czynników atmosferycznych powstaje szarozielona powłoka, zwana
patyną.  Jest  to  zasadowy  węglan  miedzi  –  naturalna  warstewka  ochronna,  zapobiegająca
dalszej  korozji  metalu.  Miedź  ma  bardzo  szerokie  zastosowanie  w  postaci  rur  i  drutów
w róŜnego  typu  instalacjach  elektrycznych,  telekomunikacyjnych,  ciepłej  i  zimnej  wody,
grzewczych, gazowych, przeciwpoŜarowych, zraszających, klimatyzacyjnych. Stosowana jest
równieŜ  do  produkcji  aparatury  dla  przemysłu  chemicznego  i  spoŜywczego,  chłodnic,
uzwojenia  silników  elektrycznych.  Miedź  jest  podstawowym  składnikiem  wielu  stopów,
spośród których najbardziej rozpowszechnione są mosiądze i brązy.

Mosiądz jest to stop miedzi z cynkiem zawierający 55–85% miedzi, oraz niewielkim

dodatkiem innych metali, np. ołowiu, Ŝelaza, niklu, manganu dodawanych w celu otrzymania
określonych  właściwości  stopu.  Mosiądz  cechuje  się  odpornością  na  korozję,  oraz  łatwością
obróbki.  Zastosowanie  mosiądzu:  elementy  maszyn,  rury  cienkościenne  np.  w  chłodnicach,
elementy  zamków  błyskawicznych,  łuski  do  pocisków,  galanteria  budowlana  i  meblowa
(okucia, zawiasy) elementy odporne na działanie wody morskiej np. śruby okrętowe.

Brąz jest to stop miedzi z cyną (o zawartości cyny do 20%), często z niewielką

domieszką innych metali. Jest odporny na działanie wpływów atmosferycznych i słabszych
kwasów, daje się dobrze odlewać i obrabiać. Zastosowanie brązu: silnie obciąŜone i naraŜone
na korozję części maszyn, jak łoŜyska, panewki, koła zębate, tuleje, do wyrobu spręŜyn,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

dzwonów i pomników, do wyrobu farb chroniących zawartość zbiorników przed nagrzaniem
i farb dekoracyjnych do złocenia.

Aluminium jest to lekki, srebrzystobiały metal, odporny na działanie czynników

atmosferycznych dzięki warstewce tlenku pokrywającej powierzchnię, która chroni metal
przed dalszą korozją. Odznacza się duŜą przewodnością elektryczną i cieplną. Zastosowanie
aluminium w stanie czystym jest ograniczone, głównie ze względu na małą wytrzymałość.

Stopy aluminium ze względu na małą gęstość są nazywane stopami lekkimi, jako

główny składnik zawierają aluminium oraz takie dodatki jak: miedź, krzem, magnez, mangan,
nikiel, cynk. Cechują się one korzystnym stosunkiem wytrzymałości do cięŜaru właściwego,
który  jest  większy  niŜ  dla  stali.  Stopy  aluminium  dzielimy  na  odlewnicze  i  do  obróbki
plastycznej.  Stopy  odlewnicze  znalazły  zastosowanie  w  silnikach  spalinowych  jako  odlewy
tłoków i głowic oraz w przemyśle lotniczym i samochodowym. Stopy do obróbki plastycznej
są lekkie, wytrzymałe, odporne na korozję. Dzięki tym zaletom są powszechnie stosowane do
produkcji  przyczep  i  naczep  samochodowych,  do  konstrukcji  samolotów  oraz
w budownictwie.

Cynk jest metalem o niebieskawym odcieniu. Warstewka tlenku, wytwarzająca się na

powierzchni cynku, chroni go przed działaniem czynników atmosferycznych. Cynk
stosowany jest do pokrywania wyrobów ze stali (arkusze blachy, śruby, nakrętki, druty itp.)
w celu zabezpieczenia ich przed korozją. Cynk jest składnikiem wielu stopów.

Ołów jest metalem o barwie szarej, miękkim i plastycznym. Jest bardzo odporny na

działanie  kwasów,  zwłaszcza  siarkowego,  dlatego  znalazł  zastosowanie  w  przemyśle
chemicznym  i  elektrotechnicznym  (rury,  zbiorniki,  płyty  akumulatorowe,  baterie).  Osłony
ołowiane są stosowane w reaktorach jądrowych, laboratoriach radiologicznych, do transportu
radioaktywnych  izotopów,  poniewaŜ  ołów  zatrzymuje  promieniowanie  X.  Ołów  jest
składnikiem  wielu  stopów.  Wszystkie  związki  ołowiu  są  trujące.  Ołów  uszkadza  komórki
nerwowe,  powoduje  upośledzenie  umysłowe,  niedorozwój  dzieci,  agresywność,  zaburzenia
w odbieraniu wraŜeń, powoduje powstawanie nowotworów.

Stopy łoŜyskowe są to najczęściej stopy cyny i ołowiu. Są stosowane do wylewania

panewek łoŜysk ślizgowych. Stopy łoŜyskowe powinny mieć mały współczynnik tarcia,
zdolność dobrego odprowadzania ciepła, utrzymywania smaru oraz powinny być
wystarczająco wytrzymałe i odporne na ścieranie [5, s. 46].

Materiały niemetalowe

Materiały niemetalowe stosowane w maszynach i urządzeniach to przede wszystkim:

tworzywa sztuczne, gumy, szkło.

Ze szkła tzw. bezpiecznego wykonuje się szyby w róŜnego typu pojazdach. Szkło takie

jest hartowane i przy silnym uderzeniu rozpada się na drobne kawałki, pozbawione ostrych
krawędzi. Szkło klejone wielowarstwowe pod wpływam uderzenia nie rozpada się, lecz pęka
promieniście od miejsca uderzenia. Zastosowanie takich szyb znacznie poprawia
bezpieczeństwo w pojazdach.

Gumy otrzymuje się przez wulkanizację naturalnego lub syntetycznego kauczuku. Gumy

są nieprzepuszczalne dla wody, elastyczne. Właściwości gum zaleŜą od technologii produkcji
oraz zawartości dodatków. Przemysł wytwarza ogromną ilość rodzajów gumy
o róŜnorodnych zastosowaniach: opony, dętki, przewody i węŜe, uszczelki, amortyzatory,
pasy napędowe, elementy antypoślizgowe, zderzaki, wycieraczki do szyb.

Tworzywa sztuczne są to wielkocząsteczkowe związki, otrzymywane w wyniku

modyfikacji surowców naturalnych albo syntetycznie, przewaŜnie o skomplikowanej budowie
chemicznej.  Surowcami  do  produkcji  tworzyw  sztucznych  są:  celuloza,  ropa  naftowa,
kauczuk,  węgiel  kamienny,  gaz  ziemny.  Tworzywa  sztuczne  znajdują  coraz  więcej
zastosowań  w  budowie  maszyn  i  urządzeń  ze  względu  na  ich  zalety,  takie  jak:  lekkość,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

odporność na korozję, łatwa obróbka, izolacyjność, dobre właściwości mechaniczne, łatwość
formowania wyrobów o skomplikowanych kształtach, dobra odporność chemiczna. PoniŜej
podano charakterystykę i zastosowanie kilku powszechnie stosowanych tworzyw sztucznych.

Polichlorek winylu PCW jest odporny na działanie kwasów, zasad, benzyny, alkoholi.

Tani w produkcji, ma dobre właściwości mechaniczne i elektroizolacyjne. SłuŜy do wyrobu
skrzynek akumulatorowych, rur kanalizacyjnych, wykładzin podłogowych.

Poliwęglan PC jest odporny na działanie alkoholi, kwasów i tłuszczów, trudnopalny,

nietoksyczny.  Ma  dobre  właściwości  optyczne  (przeźroczysty)  i  izolacyjne,  odporny  na
temperatury  od  -100  do  +130  C.  Stosuje  się  go  do  produkcji  obudów  i  części  AGD,  szyb
warstwowych,  osłon  świateł  sygnalizacyjnych,  szkieł  odblaskowych,  szyb  przyrządów
kontrolnych.

Poliamid PA ma dobre właściwości mechaniczne, duŜą wytrzymałość na rozciąganie,

odporność  na  ścieranie  i  uderzenia,  duŜą  twardość.  Włókna  poliamidowe  są  uŜywane  do
wyrobu  obić  i  pokryć  tapicerskich  oraz  pasów  bezpieczeństwa  w  samochodach  [5,  s  52].
Stosuje  się  go  takŜe  do  wyrobu:  kół  zębatych,  łoŜysk  ślizgowych,  śrub,  nakrętek,  obudów
i uchwytów elektronarzędzi.

Polietylen PE jest odporny na działanie wszelkich substancji organicznych i wody. Jest

tworzywem elastycznym. Stosuje się go do wytwarzania powłok ochronnych oraz do
laminowania, do powlekania kabli i przewodów elektrycznych, do produkcji kształtek metodą
wtrysku, butelek, a takŜe do produkcji folii stosowanych w przemyśle spoŜywczym,
budownictwie, ogrodnictwie.

Teflon ma dobre własności smarujące, nie przywierają do niego Ŝadne zanieczyszczenia

oraz wysoką odporność chemiczną. Praktycznie nie reaguje on ani nie rozpuszcza się
w niczym oprócz stęŜonego kwasu fluorowodorowego. Stosowany jest jako składnik smarów,
do wyściełania aparatury chemicznej, produkcji materiałów odpornych na środki chemiczne,
powłok zapobiegających przywieraniu w sprzętach gospodarstwa domowego, materiałów
uszczelniających w postaci nici, taśm.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jakie są najwaŜniejsze właściwości technologiczne materiałów?

Jakie są właściwości oraz zastosowanie róŜnych rodzajów Ŝeliwa?

Jakie są właściwości róŜnych rodzajów stali?

Jakie są właściwości oraz zastosowanie miedzi i jej stopów?

Jakie są właściwości oraz zastosowanie aluminium i jego stopów?

Jakie są właściwości oraz zastosowanie cynku, ołowiu i stopów łoŜyskowych?

Jakie materiały niemetalowe są stosowane w budowie maszyn?

Co to są tworzywa sztuczne i jakie mają zalety?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj właściwości i zastosowanie metali kolorowych wskazanych przez

nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odszukać i przeczytać literaturę na ten temat,

opisać najwaŜniejsze właściwości wskazanych metali kolorowych,

podać, gdzie są stosowane wskazane przez nauczyciela metale kolorowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

próbki metali kolorowych,

−

papier formatu A4,

−

długopis,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Scharakteryzuj właściwości i zastosowanie stopów Ŝelaza z węglem.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odszukać i przeczytać literaturę na ten temat,

opisać najwaŜniejsze właściwości stali oraz wymienić jej rodzaje,

opisać najwaŜniejsze właściwości Ŝeliwa oraz wymienić jego rodzaje,

podać, moŜliwości zastosowania wymienionych rodzajów stali i Ŝeliwa.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

próbki stali i Ŝeliwa,

−

papier formatu A4, długopis,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Rozpoznaj, z jakich materiałów zostały wykonane wskazane przez nauczyciela części

maszyn. Opisz właściwości tych materiałów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

dokładnie obejrzeć wskazane przez nauczyciela części maszyn,

określić z jakich materiałów zostały wykonane te części,

odszukać i przeczytać literaturę na temat materiałów, z których wykonano części,

opisać najwaŜniejsze właściwości tych materiałów oraz podać inne przykłady ich
zastosowania.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

części maszyn wykonane z róŜnych materiałów (metali, stopów, materiałów
niemetalowych),

−

papier formatu A4, długopis,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wymienić najwaŜniejsze właściwości technologiczne materiałów?

określić właściwości oraz zastosowanie róŜnych rodzajów Ŝeliwa?

określić właściwości róŜnych rodzajów stali?

określić właściwości oraz zastosowanie miedzi i jej stopów?

określić właściwości oraz zastosowanie aluminium i jego stopów?

określić właściwości oraz zastosowanie cynku, ołowiu i stopów
łoŜyskowych?

określić zalety tworzyw sztucznych?

wymienić materiały niemetalowe stosowane w budowie maszyn?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Obróbka metali

4.3.1. Materiał nauczania

Ślusarstwo

lusarstwem nazywa się ręczną obróbkę metali na zimno w celu nadania im

odpowiednich kształtów i wymiarów. Do podstawowych rodzajów prac wchodzących
w zakres ślusarstwa zalicza się: przecinanie, prostowanie, gięcie, cięcie, wiercenie ręczne,
gwintowanie, lutowanie, nitowanie, szlifowanie.

Stanowiskiem roboczym ślusarza jest stół ślusarski z przymocowanym do niego

imadłem, szufladą z narzędziami oraz innymi przyborami pomocniczymi. WyróŜnia się
imadła równoległe i promieniowe (zawiasowe) słuŜące do mocowania obrabianych
przedmiotów [5, s. 101]. Imadła ślusarskie przedstawia rysunek 9.

Rys. 9. Imadła ślusarskie: a) promieniowe, b)równoległe [5, s. 101]

Podczas pracy ślusarz posługuje się następującymi narzędziami: młotkiem, przecinakiem,

wycinakiem, pilnikiem, narzynką, gwintownikiem, szczypcami, piłką ręczną do metali,
kluczami, skrobakami, wkrętakami, wybijakami. Podstawowe narzędzia ślusarskie
przedstawiają poniŜsze rysunki.

Rys. 10. Typowe narzędzia ślusarskie: a) przecinak, b) przebijak, c) pilnik,

d) gwintownik, e) narzynka,f) ręczna piłka do metali [1, s. 92]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 13. Suwmiarka [5, s. 78]

Suwmiarka słuŜy do mierzenia wymiarów zewnętrznych, wewnętrznych oraz głębokości

otworów. Budowę suwmiarki przedstawia rysunek 13. Składa się ona z prowadnicy stalowej
wyposaŜonej  w  podziałkę  milimetrową,  zakończonej  dwiema  szczękami  (dolną  dłuŜszą
i górną  krótszą).  Po  prowadnicy  przesuwa  się  suwak  mający  równieŜ  dwie  szczęki,  które
pasują  do  szczęk  na  prowadnicy.  Suwak  ma  zamontowaną  dźwignię  zacisku,  za  pomocą
której  ustala  się  jego  połoŜenie.  Na  suwaku  znajduje  się  specjalna  podziałka  zwana
noniuszem. Podziałka noniusza ma 10 równych działek, co umoŜliwia pomiar z dokładnością
do  0,1  mm.  Pomiar  suwmiarką  wykonuje  się  w  ten  sposób,  Ŝe  między  rozsunięte  szczęki
wkłada  się  przedmiot  i  dosuwa  suwak,  aŜ  do  zetknięcia  krawędzi  szczęk  z  przedmiotem.
Następnie  odczytuje  się  z  podziałki  prowadnicy  ile  milimetrów  odcina  zerowa  kreska
noniusza.  Jest  to  wymiar  przedmiotu  w  milimetrach.  Potem  odczytuje  się,  która  kreska
noniusza  znajduje  się  na  przedłuŜeniu  kreski  podziałki  prowadnicy.  Kreska  noniusza
wskazuje dziesiąte części milimetra. Na rysunku 14 podano sposób odczytywania wymiarów.
Rysunek 14 a podaje wymiar wynoszący 80,0 mm, rysunek 14 b wymiar 80,1 mm, a rysunek
14 c – wymiar 81,4 mm.

Rys. 14. Przykłady ustawienia podziałki noniusza suwmiarki przy pomiarze [5, s. 79]

Podczas odczytu pomiaru oko powinno się znajdować na wprost podziałki, gdyŜ

w przeciwnym wypadku odczyt nie będzie dokładny. Do pomiaru głębokości słuŜy wysuwka
głębokościomierza, wysuwana z korpusu prowadnicy [5, s. 79].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 15. Mikrometr [5, s. 81]

Mikrometr zewnętrzny jest przeznaczony do pomiaru długości, grubości i średnicy

z dokładnością  do  0,01  mm.  Mikrometr  składa  się  z  kabłąka.  Na  jednym  jego  końcu  jest
kowadełko, a na drugim nieruchoma tuleja z podziałką wzdłuŜną (dolną i górną) i obrotowym
bębnem  z  podziałką  poprzeczną.  Poza  tym  mikrometr  ma  wrzeciono,  zacisk  ustalający
i pokrętkę sprzęgła ciernego. Obracając bęben przesuwa się lub cofa wrzeciono. Aby uniknąć
uszkodzenia  gwintu  przez  zbyt  mocne  dociśnięcie  wrzeciona  do  powierzchni  mierzonego
przedmiotu,  mikrometr  jest  wyposaŜony  w  małe  sprzęgło  cierne  z  pokrętką.  Obracając
pokrętką sprzęgła obracamy wrzeciono do chwili zetknięcia go z mierzonym przedmiotem, po
czym sprzęgło ślizga się i nie przesuwa wrzeciona. PołoŜenie wrzeciona ustala się za pomocą
zacisku.  Nieruchoma  tuleja  z  podziałką  ma  kreskę  wskaźnikową  wzdłuŜną,  nad  którą  jest
podziałka  milimetrowa.  Pod  kreską  wskaźnikową  są  kreski  dzielące  podziałkę  górną  na
połowy (podziałka dolna). Wymiar w pełnych milimetrach odczytuje się na górnej podziałce,
na  podziałce  dolnej  odsłoniętej  przez  krawędź  bębna  odczytuje  się  dokładność  do  0,5mm,
a dokładność  0,01  mm  odczytuje  się  na  podziałce  poprzecznej  patrząc,  która  działka  na
obwodzie  bębna  odpowiada  wzdłuŜnej  kresce  wskaźnikowej  na  tulei.  Przykłady  połoŜenia
bębna  w  czasie  pomiaru  pokazuje  rysunek  16.  Rysunek  16a  przedstawia  połoŜenie  tulei
i bębna  przy  zetknięciu  się  wrzeciona  z  kowadełkiem  (odczyt  równy  0).  Dalsze  części
rysunku pokazują odczyty o następujących wartościach 16b – 7,50 mm, 16c – 19,23 mm,
16d –23,82 mm.

Rys. 16. Przykładowe ustawienia podziałki bębna mikrometru przy pomiarze [5, s. 81]

Cięcie blach o róŜnej grubości, a takŜe materiałów kształtowych, odbywa się za pomocą

noŜyc. Blachy stalowe cienkie do 1mm grubości tnie się noŜycami ręcznymi, a blachy
grubsze do 5 mm – noŜycami dźwigniowymi. Blachy najgrubsze do32 mm tnie się noŜycami
gilotynowymi o napędzie mechanicznym, a pręty oraz kształtowniki przecina się noŜycami
uniwersalnymi [5, s. 120].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

NoŜyce ręczne składają się z dwóch stalowych szczęk, które wychylają się dookoła

wspólnej  osi.  Nacisk  na  szczęki  jest  wywierany  za  pomocą  ramion-dźwigni.  Podczas  cięcia
blachy  noŜycami  trzeba  zwracać  uwagę  na  prawidłowe  ich  uchwycenie  ręką  oraz  na
prawidłowy  kąt  rozwarcia  szczęk.  Powinien  on  wynosić  około  20

. Sposób cięcia blach

noŜycami ręcznymi przedstawia rysunek 17.

Rys. 17. Cięcie blach noŜycami: a) i c) prawidłowe, b) i d) nieprawidłowe [5, s. 126]

Podczas cięcia noŜycami bezpieczeństwo zapewnia przede wszystkim praca uwaŜna

i zgodna z zasadami cięcia. Bardzo często zdarzają się okaleczenia rąk o zadziory na
krawędziach blach. Zadziory te trzeba natychmiast usuwać skrobakiem lub pilnikiem.

Wiercenie to rodzaj obróbki, który ma na celu wykonanie w obrabianym przedmiocie

otworu.  Do  wiercenia  uŜywa  się  obrabiarek  nazywanych  wiertarkami  oraz  narzędzi
nazywanych  wiertłami.  WyróŜnia  się  wiertarki  przenośne  i  stałe  (stołowe,  kolumnowe,
wielowrzecionowe).  Wiertarki  przenośne  są  lekkie,  mają  napęd  elektryczny  lub  rzadziej
pneumatyczny  i  są  stosowane  do  wykonywania  otworów  o  nieduŜych  średnicach.  Wiertarka
stołowa  jest  przymocowana  do  stołu  warsztatowego.  Składa  się  z  podstawy  i  stojaka,  na
którym  znajduje  się  wrzeciennik  oraz  silnik  elektryczny,  napędzający  wrzeciono  za
pośrednictwem przekładni [5, s. 276].

Podczas wiercenia wiertło wykonuje ruch obrotowy i równocześnie ruch posuwowy

zagłębiając się w materiał. Do wykonywania otworów najczęściej uŜywane są wiertła kręte.
Wiertło kręte składa się z uchwytu i z części roboczej zakończonej dwoma stoŜkowo ściętymi
ostrzami. Śrubowe rowki w części roboczej słuŜą do odprowadzania na zewnątrz wiórów.
Uchwyt umoŜliwia zamocowanie wiertła we wrzecionie obrabiarki.

Przed przystąpieniem do wiercenia naleŜy najpierw zaznaczyć na obrabianym

przedmiocie  miejsce,  w  którym  ma  być  wykonany  otwór.  Następnie  naleŜy  dobrać  wiertło
o średnicy  odpowiedniej  do  wielkości  otworu,  który  chcemy  wykonać.  Wiertło  naleŜy
zamocować w uchwycie wiertarki i dopiero potem włączyć wtyczkę do gniazdka. Obrabiany
przedmiot naleŜy zamocować w imadle lub na stole za pomocą docisków, zapobiegnie to jego
obracaniu  się  podczas  wiercenia.  Podczas  wiercenia  otworów  przelotowych,  aby  zapobiec
uszkodzeniu  powierzchni  stołu  lub  imadła  trzeba  umieścić  obrabiany  przedmiot  na
drewnianej podkładce. Przy  wierceniu głębokich  otworów naleŜy co pewien czas wyciągnąć
wiertło z otworu w celu oczyszczenia otworu i rowków wiertła z wiórów. Wiercenie otworów
nieprzelotowych, czyli o określonej głębokości, wymaga zamocowania na korpusie wiertarki
tak zwanego ogranicznika głębokości.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 18. Wiertarka przenośna: 1) uchwyt mocujący ogranicznik głębokości, 2) ogranicznik głębokości,

3) uchwyt boczny

Podczas wiercenia trzeba przestrzegać następujących zasad:

−

dobrze mocować obrabiany przedmiot, aby uniemoŜliwić jego obracanie się,

−

usuwać wióry za pomocą haka lub szczypiec, nigdy ręką,

−

nie wydmuchiwać drobnych wiórów, gdyŜ grozi to zaprószeniem oczu,

−

nie nawiercać skośnych powierzchni, gdyŜ wiertło moŜe się ułamać,

−

co pewien czas oczyścić wiertło z wiórów podczas wiercenia głębokich otworów,

−

nie dotykać wiertła w trakcie lub natychmiast po zakończeniu pracy (wiertło nagrzewa
się do wysokich temperatur i moŜe spowodować poparzenia),

−

mocno i pewnie trzymać uchwyty wiertarki, aby nie stracić kontroli nad urządzeniem,

−

podczas mocowania i wyjmowania wierteł naleŜy wyjąć wtyczkę z gniazdka.

Nacinanie gwintów, czyli gwintowanie, polega na wykonaniu na powierzchni wałka lub

otworu wgłębień wzdłuŜ linii śrubowej. Gwintowanie wykonuje się ręcznie lub maszynowo.
Do ręcznego wykonywania gwintów zewnętrznych stosuje się narzynki, a gwintów
wewnętrznych gwintowniki.

Narzynki są to stalowe, hartowane pierścienie wewnątrz nagwintowane, z wywierconymi

otworami tworzącymi krawędzie tnące i jednocześnie słuŜącymi do odprowadzania wiórów.
Narzynkę przedstawia rysunek 10.

Typowa kolejność operacji przy nacinaniu gwintów zewnętrznych jest następująca: na

oczyszczonym  sworzniu  odmierza  się  długość  nacinania  gwintu  i  mocuje  sworzeń
w pionowym  połoŜeniu,  np.  w  imadle.  Następnie  smaruje  się  sworzeń  stalowy  olejem
rzepakowym  lub  lnianym  i  nakłada  na  jego  koniec  odpowiednią  narzynkę.  NaleŜy  nią
pokręcać w prawo o cały obrót i w lewo około ćwierć obrotu. Pokręcanie przeprowadza się aŜ
do dojścia narzynki do wyznaczonej na sworzniu długości gwintu [5, s. 167].

Do nacinania gwintów wewnętrznych, czyli gwintów w otworach słuŜą gwintowniki.

Gwintownik składa się z uchwytu i części gwintowanej z wzdłuŜnymi lub śrubowymi
rowkami słuŜącymi do odprowadzania wiórów i tworzącymi w przecięciu z gwintem ostrza
skrawające. Gwintownik przedstawia rysunek 10.

Do gwintowania otworów stosuje się komplet składający się z trzech gwintowników:

wstępnego,  zdzieraka  i  wykańczaka.  Gwintownik  wstępny  i  zdzierak  wykonują  tylko  część
zarysu  gwintu,  a  dopiero  wykańczak  nacina  pełny  zarys  gwintu.  Gwintowanie  wykonuje  się
następująco: przedmiot z uprzednio wywierconym otworem mocuje się w imadle. Następnie
w  otwór  wkłada  się  nasmarowany  gwintownik  wstępny  i  sprawdza  kątownikiem,  czy
gwintownik jest połoŜony prostopadle do powierzchni przedmiotu. Wywierając lekki nacisk,
obraca  się  pokrętką  gwintownika  w  prawo,  aŜ  do  momentu,  gdy  zacznie  powstawać  bruzda

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

i gwintownik  będzie  wgłębiał  się  samoczynnie.  Po  wykonaniu  kaŜdego  pełnego  obrotu
w prawo  cofa  się  gwintownik  o  pół  obrotu  w  lewo,  powtarzając  tę  czynność  aŜ  do  nacięcia
całego  gwintu. Po wykonaniu pracy  gwintownikiem wstępnym wkłada się w otwór zdzierak
w wycięty juŜ zarys gwintu i gwintuje się podobnie jak gwintownikiem wstępnym [5, s. 170].
Ostateczny zarys gwintu nadaje się za pomocą wykańczaka.

Podczas nacinania gwintów powstające wióry usuwa się za pomocą szczotki, nie wolno

ich zdmuchiwać ani usuwać palcami. Do pracy naleŜy uŜywać narzędzi sprawnych, ostrych.
Trzeba zwracać uwagę na dobre zamocowanie gwintowanych przedmiotów w imadle.

Lutowanie to proces łączenia części metalowych przy uŜyciu stopionego lutu. Podczas

lutowania łączone części nie są nadtapiane, a jedynie lekko podgrzane. Stopiony lut zwilŜa
łączone powierzchnie, a po jego skrzepnięciu powstaje połączenie (lutowina) [1, s. 126]. Luty
są to materiały o niŜszej temperaturze topnienia od materiału części łączonych. Luty mogą
być w postaci prętów, past, proszków.

WyróŜnia się lutowanie miękkie i twarde w zaleŜności od temperatury topnienia lutu.
Do lutowania miękkiego uŜywa się lutów cynowych i cynowo-ołowiowych, których

temperatura topnienia nie przekracza 500

C. Lutowanie miękkie stosuje się do połączeń

obciąŜonych niewielkimi siłami, w celu otrzymania połączeń szczelnych oraz w szerokim
zakresie w elektrotechnice.

Do lutowania twardego uŜywa się lutów mosięŜnych zawierających miedź i cynk,

których temperatura topnienia jest wyŜsza niŜ 500

C. Stosuje się je w złączach naraŜonych na

znaczne obciąŜenia i podwyŜszone temperatury (łączenie blach, części mechanizmów,
elementów narzędzi skrawających).

Przed przystąpieniem do lutowania łączone powierzchnie muszą być mechanicznie

oczyszczone  pilnikiem  lub  metalowymi  szczotkami.  Po  oczyszczeniu  mechanicznym
wykonuje  się  czyszczenie  chemiczne  polegające  na  odtłuszczaniu  powierzchni  za  pomocą
roztworów  kwasów  lub  soli.  Przygotowane  do  lutowania  powierzchnie  pokrywa  się
topnikami,  które  oczyszczają  powierzchnie  z  tlenków,  chronią  lutowinę  przed  utlenianiem
oraz  poprawiają  zdolność  zwilŜania  powierzchni  lutem.  Narzędziem  stosowanym  do
lutowania  jest  lutownica  elektryczna.  NajwaŜniejszą  częścią  lutownicy  jest  miedziana
końcówka,  która  jest  nagrzewana  prądem  elektrycznym.  Przed  przystąpieniem  do  lutowania
naleŜy  sprawdzić  czystość  końcówki,  a  w  przypadku  zabrudzenia  oczyścić  pilnikiem.
Następnie  naleŜy  włączyć  lutownicę  i  poczekać  aŜ  się  nagrzeje.  Po  nagrzaniu  końcówkę
przykłada  się  do  lutu,  który  się  roztapia  i  przykleja  do  ostrza.  Potem  ostrze  lutownicy
przykłada się do uprzednio dokładnie oczyszczonego miejsca i pociąga ostrzem wzdłuŜ szwu.
Roztopiony  lut  ścieka  i  łączy  powierzchnie  zastygając  między  nimi.  W  razie  potrzeby
lutownicę  kilkakrotnie  przesuwa  się  wzdłuŜ  łączonych  powierzchni.  Po  zalutowaniu  usuwa
się nadmiar lutu za pomocą pilnika i przemywa się szew letnią wodą .

Podczas nagrzewania lutownicy i w czasie lutowania trzeba zachować wielką ostroŜność,

poniewaŜ istnieje moŜliwość dotkliwego poparzenia się. Przy chemicznym oczyszczaniu
lutowanych powierzchni zawsze naleŜy pracować w okularach ochronnych, gumowych
rękawicach i fartuchu [5, s. 194].

Nitowanie jest to łączenie elementów za pomocą nitów. Aby wykonać połączenie nitowe

w łączonych blachach najpierw trzeba wywiercić otwory. Do otworu wkłada się trzon nitu.
Łeb nitu opiera się o przypór. Po oparciu łba na przyporze nakłada się dociskacz i mocnymi
uderzeniami młotka w łeb dociskacza dociska się łączone blachy do siebie. Po zdjęciu
dociskacza uderzeniami młotka kształtuje się zakuwkę i wykańcza ją nagłównikiem. Kolejne
etapy nitowania przedstawia rysunek 19.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 19. Kolejne fazy nitowania [5, s.197]

Zamykanie nitów moŜe odbywać się ręcznie (młotkiem), lub za pomocą nitownic

hydraulicznych,  pneumatycznych  lub  elektrycznych.  ZaleŜnie  od  przeznaczenia  stosuje  się
nity  o  róŜnych  kształtach  i  wymiarach  łbów:  kulistych,  płaskich,  soczewkowych.  Nity
wykonuje  się  z  tego  samego  materiału  co  nitowany  przedmiot  np.  do  nitowania  blach
stalowych stosuje się nity stalowe, do miedzianych – miedziane.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Co to jest ślusarstwo?

Jakie są podstawowe narzędzia ślusarskie?

W jaki sposób wykonuje się pomiary suwmiarką?

W jaki sposób wykonuje się pomiary mikrometrem?

Jakimi narzędziami i w jaki sposób tnie się blachy?

Jaka jest kolejność czynności przy wierceniu otworów?

Jakie są zasady bhp przy wierceniu otworów wiertarką?

Jakie narzędzia słuŜą do ręcznego narzynania gwintów?

W jaki sposób wykonuje się gwinty zewnętrzne i wewnętrzne?

10.

Na czym polega lutowanie?

11.

Jakie czynności wykonuje się podczas nitowania?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zmierz przedmioty wskazane przez nauczyciela za pomocą suwmiarki oraz mikrometru

i porównaj wyniki pomiarów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się ze sposobem mierzenia z uŜyciem suwmiarki,

zapoznać się ze sposobem mierzenia z uŜyciem mikrometru,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zaprojektować i sporządzić tabelę, w której będą zapisywane wyniki pomiarów,

wykonać pomiar grubości, szerokości i długości przedmiotów wskazanych przez
nauczyciela z dokładnością do 0,1 mm i zapisać wyniki w tabeli,

wykonać pomiar grubości, szerokości i długości przedmiotów wskazanych przez
nauczyciela z dokładnością do 0,01 mm i zapisać wyniki w tabeli,

porównać wyniki pomiarów zapisanych w tabeli.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

–

części maszyn i urządzeń do zmierzenia,

–

suwmiarka, mikrometr,

–

papier formatu A4, długopis,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Wykonaj w otrzymanym przedmiocie otwory przelotowe i nieprzelotowe za pomocą

wiertarki, zgodnie ze schematem podanym przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z zasadami bezpiecznej pracy podczas wiercenia,

zapoznać się ze sposobem wykonywania otworów przy uŜyciu wiertarki,

zaznaczyć na otrzymanym przedmiocie miejsca w których mają być wykonane otwory
zgodnie ze schematem podanym przez nauczyciela,

dobrać rozmiar wiertła do średnicy otworu podanej na schemacie,

zamocować otrzymany przedmiot w imadle,

wykonać otwory zgodnie z wcześniej poznanymi zasadami,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

ubranie robocze i sprzęt ochrony osobistej,

−

przedmioty, w których zostaną wykonane otwory,

−

przenośna wiertarka elektryczna,

−

komplet wierteł o róŜnych średnicach,

−

stół z zamontowanym imadłem,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Wykonaj na otrzymanym sworzniu gwint zewnętrzny. Wykonaj gwint wewnętrzny

w otworze wykonanym w przedmiocie z ćwiczenia 2.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z zasadami bezpiecznej pracy podczas nacinania gwintów,

zapoznać się ze sposobem nacinania gwintów wewnętrznych i zewnętrznych,

zamocować sworzeń w imadle i przy pomocy narzynki wykonać gwint zewnętrzny
zgodnie z wcześniej poznanymi zasadami,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zamocować w imadle przedmiot z ćwiczenia 2 i przy pomocy gwintowników wykonać
gwint wewnętrzny zgodnie z wcześniej poznanymi zasadami,

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

ubranie robocze, sprzęt ochrony osobistej,

−

komplet narzynek i gwintowników,

−

sworzeń, na którym ma być wykonany gwint zewnętrzny,

−

przedmiot z ćwiczenia 2 z wykonanymi otworami,

−

stół z zamontowanym imadłem,

−

olej rzepakowy lub lniany,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wyjaśnić, co to jest ślusarstwo?

wymienić podstawowe narzędzia ślusarskie?

wykonać pomiar przedmiotu suwmiarką?

wykonać pomiar przedmiotu mikrometrem?

prawidłowo wykonać cięcie blachy?

wywiercić otwór przy uŜyciu wiertarki?

zastosować przepisy bhp w czasie wiercenia otworów?

dobrać narzędzia do ręcznego narzynania gwintów?

wykonać gwinty zewnętrzne i wewnętrzne?

10)

wykonać połączenie lutowane?

11)

wykonać połączenie blach z pomocą nitów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Części maszyn i ich połączenia

4.4.1. Materiał nauczania

Maszyna stanowi zespół ruchomo i spoczynkowo połączonych części, które słuŜą do

przekształcania  energii  lub  wykonywania  pracy.  Elementy  powtarzalne  maszyny
wypełniające w róŜnych  maszynach analogiczne funkcje – nazywane są częściami maszyny.
Takimi  częściami  są:  wały,  łoŜyska,  osie,  koła  zębate,  sworznie,  kliny  itd.  Części  maszyn,
które  współpracują  ze  sobą  i  wykonują  określone  funkcje  w  maszynie  muszą  być
w odpowiedni sposób połączone.

WyróŜnia się następujące rodzaje połączeń:

−

połączenia spoczynkowe, w których łączone elementy nie przemieszczają się względem
siebie,

−

połączenia ruchowe bierne, w których łączone elementy są względem siebie w ruchu, ale
ich zadaniem jest zmniejszenie siły przy przekazywaniu jej z jednego elementu na drugi,

−

połączenia ruchowe czynne, w których, znajdujące się w ruchu i połączone ze sobą
części, mają za zadanie przekazanie siły z moŜliwie najmniejszymi stratami.

Do połączeń ruchowych biernych zaliczamy łoŜyska ślizgowe i toczne oraz wały i osie.

Do połączeń ruchowych czynnych zaliczamy przekładnie zębate, cięgnowe i cierne.
Oddzielną grupę stanowią sprzęgła i hamulce oraz mechanizmy.

Połączenia spoczynkowe

W połączeniu spoczynkowym złączone elementy nie przemieszczają się względem

siebie. WyróŜnia się połączenia spoczynkowe nierozłączne i rozłączne.

Połączenia nierozłączne to takie, których elementy przy ich rozłączaniu ulegają

zniszczeniu. NaleŜą do nich połączenia: nitowe, spawane, zgrzewane, lutowane, klejone
i wciskowe.

Połączenia rozłączne mogą być wielokrotnie montowane lub demontowane bez

uszkadzania elementów. NaleŜą do nich połączenia: gwintowe, wpustowe, wielowypustowe,
kołkowe, sworzniowe, klinowe.

Połączenia spoczynkowe nierozłączne

Połączenia nitowe zalicza się do połączeń spoczynkowych, nierozłącznych.

W połączeniu  nitowym  podstawowym  elementem  jest  łącznik  zwany  nitem.  Nit  składa  się
z łba i trzonu zwanego szyjką. W zaleŜności od kształtu łba wyróŜnia się nity z łbem płaskim,
kulistym,  soczewkowym.  Wymiary  oraz  kształty  nitów  są  znormalizowane.  Sposób
wykonania połączenia nitowego omówiono w rozdziale 4.3.1.

Kolejną grupę połączeń nierozłącznych stanowią połączenia spojeniowe, które wykonuje

się w podwyŜszonej temperaturze (spawanie, zgrzewanie, lutowanie) albo na zimno
(klejenie).

Połączenia spawane bardzo często występują w budowie maszyn. Spawanie jest to

sposób  łączenia  metali  w  podwyŜszonej  temperaturze.  Spawanie  polega  na  miejscowym
stopieniu  brzegów  łączonych  metali  i  wprowadzeniu  dodatkowego  metalu  tzw.  spoiwa.
WyróŜnia  się  dwa  podstawowe  sposoby  spawania:  gazowe  i  łukowe.  W  procesie  spawania
gazowego  nagrzewanie  metali  odbywa  się  w  płomieniu  palnika  acetylenowo-tlenowego.
Spawanie  gazowe  wykonuje  się  za  pomocą  specjalnych  palników  do  których  przewodami
z dwóch butli jest dostarczany tlen i acetylen.

Podczas spawania łukowego źródłem ciepła jest łuk elektryczny, który powstaje między

elektrodą, a spawanym materiałem. Spośród wielu rodzajów połączeń spawanych najczęściej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

spotykane są złącza (spoiny): czołowe, pachwinowe i otworowe.  Łączenie czołowe cienkich
blach  nie  wymaga  wstępnego  przygotowania  ich  krawędzi.  W  przypadku  spawania
czołowego  grubszych  blach  krawędzie  łączonych  elementów  powinny  być  odpowiednio
ukształtowane,  aby  zwiększyć  wytrzymałość  złącza.  W  połączeniach  spawanych  najczęściej
stosuje  się  spoiny  pachwinowe.  Zapewniają  one  duŜą  wytrzymałość  złącza  i  nie  wymagają
wstępnego  kształtowania  krawędzi  łączonych  elementów.  Spoiny  otworowe  stosuje  się  do
łączenia  elementów,  które  przylegają  do  siebie  duŜymi  płaszczyznami.  Na  rysunku
20 pokazano rodzaje spoin spawanych.

Rys. 20. Spoiny: a) czołowa, b) pachwinowa, c) otworowa [5, s. 341]

Zgrzewanie polega na nagrzaniu metalowych elementów w łączonych miejscach do

stanu plastyczności i silnym dociśnięciu ich do siebie [3, s. 51]. Nagrzewanie moŜe odbywać
się w róŜny sposób: w ognisku kowalskim, palnikiem gazowym, elektrodami. Połączenia
zgrzewane stosuje się np. do łączenia blach karoserii samochodowych.

Połączenia lutowane i sposób ich wykonywania zostały omówione w rozdziale 4.3.1

Łączenie metali za pomocą klejenia stosuje się coraz częściej ze względu na wiele zalet

tego sposobu. Klejenie nie wymaga wytwarzania wysokiej temperatury, stosowania
specjalnych narzędzi i urządzeń, przez co jest tanie. Połączenia klejone są odporne na korozję,
mają zdolność tłumienia drgań i dobre właściwości izolacyjne, a takŜe duŜą wytrzymałość.
Do klejenia uŜywa się Ŝywic epoksydowych, fenolowych, polimerów winylu, kauczuków i in.
[3, s. 55].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Połączenia spoczynkowe rozłączne

Połączenia klinowe naleŜą do połączeń rozłącznych, w których łącznikiem jest klin. Klin

jest  to  element  o  przekroju  prostokątnym  posiadający  dwie  powierzchnie  ustawione  pod
pewnym  kątem  do  siebie.  RozróŜniamy  kliny  poprzeczne  –  połoŜone  prostopadle  do  osi
połączenia , stosowane do łączenia wałów i tulei oraz kliny wzdłuŜne – połoŜone równolegle
do  osi  połączenia,  stosowane  do  łączenia  wałów  z  piastami  kół.  Połączenia  klinowe
przedstawia rysunek 21.

Rys. 21. Połączenia klinowe: a) poprzeczne, b) wzdłuŜne, c) nastawne [3, s. 66]

Połączenia kołkowe naleŜą do połączeń rozłącznych, w których łącznikiem jest kołek.

Kołki to elementy w kształcie walca lub stoŜka o dość duŜej długości w stosunku do ich
ś

rednicy. Połączenia te są stosowane do łączenia wałów z piastami kół oraz do ustalania

wzajemnego połoŜenia części.

Połączenia sworzniowe polegają na połączeniu elementów okrągłym sworzniem,

wkładanym  w  wywiercone  specjalnie  w  tym  celu  otwory  przelotowe.  Sworznie  są
zabezpieczane  przed  wypadnięciem  z  otworów  zawleczkami  lub  specjalnymi  kołnierzami.
Sworzeń jest to krótki walec gładki lub z jednej strony z kołnierzem. Sworznie są stosowane
w  połączeniach  przegubowych.  Przykładem  moŜe  być  połączenie  tłoka  z  korbowodem
w silniku spalinowym. Schemat połączenia sworzniowego przedstawia rysunek 22.

Rys. 22. Połączenie sworzniowe [1, s. 147]

Połączenia wpustowe słuŜą do osadzania na wale róŜnych części maszyn np. kół

zębatych,  pasowych.  Na  wale  i  w  otworze  części  osadzanej  (w  piaście  koła)  są  wykonane
odpowiednie  rowki,  w  które  wprowadzany  jest  wpust.  Wpust  uniemoŜliwia  obrót  koła
względem  wału,  na  którym  jest  ono  osadzone.  Wpust  jest  to  element  o  przekroju
prostokątnym  nie  posiadający  zbieŜności  (to  róŜni  go  od  klina).  Za  podstawowe  zadanie
wpustów  uwaŜa  się  przenoszenie  momentu  obrotowego  z  wału  na  współpracującą  część  lub
odwrotnie.

Połączenia wielowypustowe polegają na zastosowaniu specjalnego kształtu wypustów

na wale i odpowiadającego im kształtu rowków w piaście koła. W połączeniu tym nie ma

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

oddzielnej  części  zastosowanej  w  roli  łącznika  funkcje  te  pełnią  wypusty  wykonane
bezpośrednio  na  wale.  Połączenia  wielowypustowe  w  porównaniu  do  połączeń  klinowych
i wpustowych  charakteryzują  się  większą  wytrzymałością,  łatwością  montaŜu  oraz  dobrym
prowadzeniem  piasty  wzdłuŜ  wałka.  Schemat  połączenia  wielowypustowego  przedstawia
rysunek 23.

Rys. 23. Połączenie wielowypustowe o prostokątnym zarysie wypustów [3, s. 65]

Połączenia gwintowe są to najczęściej stosowane połączenia w budowie maszyn, naleŜą

do  połączeń  rozłącznych.  Elementami  łączącymi  są  tu  śruby,  wkręty  i  nakrętki.  Śruby  mają
odpowiednio  ukształtowany  łeb  pasujący  do  klucza  maszynowego.  Wymiary  łbów  są
uzaleŜnione  od  wielkości  gwintów.  Wkręty  róŜnią  się  od  śrub  tym,  Ŝe  mają  łby  z  naciętym
rowkiem,  słuŜącym  do  przykręcania  ich  wkrętakiem  [3,  s.  60].  Nakrętka  ma  gwint
wewnętrzny pasujący do gwintu zewnętrznego śruby lub  wkręta. Sposób nacinania  gwintów
omówiono  w  rozdziale  4.3.1.  Aby  uniknąć  samoczynnego  odkręcania  się  nakrętek  podczas
pracy  stosuje  się  odpowiednie  zabezpieczenia  np.  podkładki  spręŜyste  umieszczane  pod
nakrętką, zawleczki z drutu przewlekanego przez otwory wykonane we łbach śrub, podkładki
w formie odginanej blaszki itp. Rysunek 24 przedstawia typowe połączenia gwintowe.

Rys. 24. Połączenia gwintowe za pomocą: a) wkręta, b) śruby z łbem sześciokątnym, c) śruby dwustronnej

i nakrętki, d) śruby z łbem sześciokątnym i nakrętki, e) śruby z łbem młoteczkowym i nakrętki [3, s. 62]

Połączenia ruchowe

Osie i wały to elementy maszyn w kształcie walca, osadzone w łoŜyskach. Na osiach

i wałach zamocowuje się inne części maszyn, które wykonują ruch obrotowy lub obrotowo-
zwrotny np. koła pasowe, zębate, jezdne, tarcze sprzęgieł, bębny.

Osie przenoszą tylko obciąŜenia zginające. Nie przenoszą momentu obrotowego, nie są

więc naraŜone na skręcanie. MoŜemy wyróŜnić osie:

−

ruchome – obracające się wraz z osadzonymi na nich częściami,

−

nieruchome – będące w spoczynku, a ruch obrotowy wykonują osadzone na nich części.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wały w odróŜnieniu od osi są zawsze ruchome i przenoszą moment obrotowy. Wały

mogą być proste, schodkowe i korbowe. Rysunek 25 przedstawia rodzaje wałów. Czopy są to
odcinki osi i wałów, które stykają się ze współpracującymi częściami (łoŜyskami, kołami
pasowymi, zębatymi). W zaleŜności od połoŜenia czopów na osi lub wale wyróŜnia się czopy
końcowe i środkowe. Czopy końcowe mogą być walcowe, stoŜkowe lub kulowe.

Rys. 25. Rodzaje wałów: a) prosty, b) schodkowy, c) korbowy z wykorbieniem wielokrotnym [3, s. 75]

ŁoŜyska to część maszyn, które podtrzymują osie i wały lub osadzone na nich inne

ruchome części. Zadaniem łoŜysk jest równieŜ przenoszenie obciąŜeń oraz zmniejszanie
oporów ruchu. WyróŜnia się łoŜyska ślizgowe i toczne.

ŁoŜysko ślizgowe składa się z kadłuba i panewki, w której osadzony jest czop wału lub

osi.  W  niektórych  łoŜyskach  nie  ma  panewki  i  wówczas  gniazdo  na  czop  wykonane  jest
bezpośrednio  w  kadłubie  łoŜyska.  Panwie  łoŜysk  ślizgowych  wykonywane  są  w  postaci
niepodzielnych  tulei  lub  składają  się  z  dwóch  części  górnej  i  dolnej  [1,  s.  160].  Schemat
budowy łoŜyska ślizgowego przedstawia rysunek 26.

Rys. 26. ŁoŜyska ślizgowe: a) poprzeczne, b) wzdłuŜne

ŁoŜyska toczne składają się z pierścienia zewnętrznego, wewnętrznego oraz elementów

tocznych w postaci kulek lub wałeczków. Często w łoŜyskach tocznych kulki lub wałeczki są
utrzymywane  w  specjalnych  koszyczkach.  Dzięki  koszyczkom  elementy  toczne  znajdują  się
w  stałej  odległości  między  sobą.  Pierścienie  wewnętrzny  i  zewnętrzny  mają  odpowiednio
ukształtowane rowki, zwane bieŜniami, po których poruszają się elementy toczne.

Podstawowe wymiary łoŜysk tocznych:

−

rednica otworu d;

−

rednica zewnętrzna pierścienia D;

−

szerokość łoŜyska B lub H.

Budowę łoŜyska tocznego przedstawia rysunek 27. Wymiary łoŜysk są znormalizowane

i zunifikowane. Są podawane w specjalnych katalogach łoŜysk tocznych w celu zapewnienia
ich zamienności. Ze względu na rodzaj elementu tocznego wyróŜnia się łoŜyska: kulkowe

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

i wałeczkowe. Wałeczki mogą mieć kształt walcowy, stoŜkowy, baryłkowy, igiełkowy.
Ze względu na ilość rzędów kulek lub wałeczków wyróŜnia się łoŜyska jedno-, dwu-,
i wielorzędowe.

Rys. 27. ŁoŜyska toczne: a) poprzeczne, b) wzdłuŜne, c) poprzeczno-wzdłuŜne

Sprzęgła słuŜą do łączenia wałów, a tym samym do przekazywania momentu

obrotowego z jednego wału na drugi. Sprzęgła ze względu na sposób połączenia dzielą się na
stałe i rozłączne.

Sprzęgła stałe (nierozłączne) – dwa wały połączone takim sprzęgłem moŜna rozłączyć

tylko demontując sprzęgło w momencie gdy wały są w spoczynku.

Sprzęgła rozłączne umoŜliwiają łączenie i rozłączanie wałów bez demontaŜu sprzęgła.

Sprzęgła rozłączne dzielą się na spoczynkowe i ruchowe, gdyŜ mogą łączyć i rozłączać wały
będące w ruchu albo w spoczynku.

Do sprzęgieł stałych zaliczamy między innymi: sprzęgła tulejowe i kołnierzowe, które

przedstawia rysunek 28.

Rys. 28. Sprzęgła: a) tulejowe zwykłe [1, s. 167], b) kołnierzowe [3, s. 83]

Do sprzęgieł rozłącznych ruchowych zaliczamy głównie sprzęgła cierne. Łączą one dwa

wały  w  wyniku  tarcia  powstającego  na  powierzchniach  roboczych  tarcz  dociśniętych  do
siebie.  Jednym  z  przykładów  sprzęgła  ciernego  jest  sprzęgło  cierne  tarczowe,  które  jest
powszechnie  stosowane  w  układach  przeniesienia  napędu  pojazdów  samochodowych.
Schemat budowy takiego sprzęgła przedstawia rysunek 29.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 29. Sprzęgło cierne, tarczowe [1, s. 168]

Hamulce

Hamulce słuŜą do zatrzymywania lub zmniejszania prędkości części maszyn będących

w ruchu. W konstrukcjach większości hamulców wykorzystuje się zjawisko tarcia.
W zaleŜności od rodzaju elementu ciernego wyróŜniamy hamulce: klockowe, bębnowe,
taśmowe i tarczowe.

Hamulce klockowe mają prostą konstrukcję. Ich podstawowym elementem jest klocek,

który jest dociskany do tarczy za pomocą dźwigni.

Hamulce taśmowe mają prostą budowę, małą masę, hamują bardzo gwałtownie

i zatrzymują maszynę w bardzo krótkim czasie. Napięcie w taśmie jest wywoływane zmianą
połoŜenia dźwigni. Są stosowane w obrabiarkach, a takŜe w pilarkach spalinowych po
uruchomieniu hamulca bezpieczeństwa do zatrzymania piły łańcuchowej. Zasadę działania
hamulca klockowego i taśmowego przedstawiono na rysunku 30.

Rys. 30. Schematy hamulców: a) klockowego, b) cięgnowego [3, s. 90]

Hamulce bębnowe mogą być sterowane mechanicznie lub hydraulicznie. W hamulcach

sterowanych  mechanicznie  szczęki  są  dociskane  do  powierzchni  bębna  krzywką,
a w hamulcach sterowanych hydraulicznie tę rolę pełnią tłoczki. Kiedy wyłączamy działanie
krzywki  lub  tłoczków  spręŜyny  odciągają  szczęki  od  powierzchni  bębna.  Hamulce  bębnowe
są  stosowane  najczęściej  w  pojazdach  przeznaczonych  do  pracy  w  trudnych  warunkach
terenowych (kurz, piach, błoto) – pojazdy budowlane, ciągniki leśne.

W hamulcach tarczowych w momencie hamowania elementy cierne w postaci tarcz,

płytek  lub  pierścieni  są  dociskane  do  napędzanej  tarczy  za  pomocą  układów  dźwigni.
Hamulce tarczowe są często stosowane w samochodach i ciągnikach. Do zalet tych hamulców
w  porównaniu  do  hamulców  bębnowych  zaliczamy:  mniejsze  wymiary  i  masę,  lepsze
odprowadzanie ciepła, krótszą drogę hamowania i lepszą sprawność.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przekładnie

Przekładnie słuŜą do przekazywania momentu obrotowego z jednego wału na drugi.

W przekładni zawsze jeden wał jest napędzający, zwany czynnym, a drugi napędzany, zwany
biernym. Rzadko moŜna napędzać maszynę bezpośrednio od silnika, poniewaŜ prędkość
obrotowa roboczych elementów maszyny zwykle róŜni się od prędkości obrotowej silnika.

Przekładnie których celem jest zmniejszanie prędkości obrotowej nazywamy

przekładniami zmniejszającymi (redukcyjnymi). Są one stosowane np. w samochodowych
skrzyniach biegów. Przekładnie mające na celu zwiększanie prędkości obrotowych nazywane
są przekładniami zwiększającymi lub multiplikatorami.

Ze względu na konstrukcje przekładnie mechaniczne moŜna podzielić na: cierne,

cięgnowe i zębate.

Zasada działania wszystkich przekładni ciernych polega na tym, Ŝe między kołami

ciernymi przekładni wskutek ich dociśnięcia do siebie powstaje siła tarcia umoŜliwiająca
przeniesienie momentu obrotowego z wału czynnego na bierny. Rysunek 31 przedstawia
podstawowe typy przekładni ciernych.

Rys. 31. Typy przekładni ciernych: a) walcowa czołowa, b) walcowa rowkowa, c) stoŜkowa [1, s. 178]

Wadą przekładni ciernych jest powstawanie poślizgu w miarę wzrostu obciąŜenia

przekładni. Z tego powodu przekładnie cierne są stosowane do przekazywania niewielkich
mocy. Do zalet tych przekładni naleŜy: prosta budowa, cicha praca i moŜliwość płynnej
zmiany przełoŜenia.

W grupie przekładni cięgnowych w zaleŜności od rodzaju cięgna wyróŜnia się:

przekładnie pasowe, łańcuchowe i linowe. Zastosowanie cięgna umoŜliwia przekazywanie
napędu na większe odległości.

W przekładniach cięgnowych pasowych stosuje się pasy płaskie lub klinowe. Pasy

płaskie wykonuje się z tkanin lub tworzyw sztucznych. Pasy klinowe mają przekrój
trapezowy.

Ze względu na rozmieszczenie kół pasowych i ułoŜenie pasa wyróŜnia się przekładnie

otwarte,  półotwarte  i  skrzyŜowane.  W  przekładni  otwartej  kierunek  obrotów  koła  biernego
jest  taki  sam  jak  koła  czynnego,  natomiast  w  przekładni  skrzyŜowanej  odwrotny.
W przekładni  półotwartej  przeniesienie  napędu  następuje  w  dwóch  prostopadłych  do  siebie
płaszczyznach. Rodzaje przekładni pasowych przedstawia rysunek 32.

Rys. 32. Rodzaje przekładni pasowych: a) otwarta, b) półotwarta, c) skrzyŜowana [1, s. 178]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W przekładniach cięgnowych łańcuchowych jako cięgna stosuje się łańcuchy,

a w przekładniach linowych – stalowe plecione liny.

Przekładnie zębate zbudowane są z kół zębatych osadzonych na róŜnych wałach

i współpracujących ze sobą (zazębiających się) w celu przeniesienia momentu obrotowego
z jednego wału na drugi. Koło zębate składa się z wieńca, na którym ukształtowane są zęby
oraz piasty. RóŜne typy przekładni zębatych przedstawia rysunek 33.

Rys. 33. Przekładnie zębate: a) równoległa, b) kątowa, c) wichrowata, d) ślimakowa [6, s. 105]

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jaka jest róŜnica między połączeniami spoczynkowymi i ruchowymi?

Czym róŜnią się połączenia rozłączne i nierozłączne?

Co jest łącznikiem w połączeniu nitowym?

Jaka jest róŜnica między połączeniem spawanym, a lutowanym?

Jakie są zalety połączeń klejonych?

Jakie są rodzaje połączeń spoczynkowych rozłącznych?

Jak są zbudowane elementy będące łącznikami w połączeniach rozłącznych?

Czym róŜnią się osie i wały?

Jakie są rodzaje łoŜysk i czym się róŜnią?

10.

Do czego słuŜą i jak są zbudowane sprzęgła?

11.

Jakie są rodzaje hamulców?

12.

Jaka jest budowa i zasada działania róŜnych rodzajów przekładni?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Rozpoznaj i scharakteryzuj rodzaje połączeń spoczynkowych nierozłącznych

przedstawione na modelach wskazanych przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

rozpoznać rodzaje połączeń na modelach,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

odszukać i przeczytać literaturę na ich temat,

opisać najwaŜniejsze cechy tych połączeń,

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

modele połączeń spoczynkowych nierozłącznych

−

papier formatu A4, długopis,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Rozpoznaj i scharakteryzuj, rodzaje połączeń spoczynkowych rozłącznych przedstawione

na modelach wskazanych przez nauczyciela. Wykonaj schematyczne szkice elementów
stanowiących łączniki w tych połączeniach.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

rozpoznać rodzaje połączeń na modelach,

odszukać i przeczytać literaturę na ich temat,

opisać najwaŜniejsze cechy tych połączeń,

wykonać schematyczne szkice elementów stanowiących łączniki w tych połączeniach.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

notatnik, długopis,

−

papier formatu A4, ołówek,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wyjaśnić

róŜnicę

między

połączeniami

spoczynkowymi

i ruchowymi?

podać, czym róŜnią się połączenia rozłączne i nierozłączne?

wymienić i scharakteryzować rodzaje połączeń spoczynkowych,
nierozłącznych?

wymienić zalety połączeń klejonych?

określić budowę elementów będących łącznikami w połączeniach
rozłącznych?

opisać budowę osi, wałów, łoŜysk i sprzęgieł?

wymienić rodzaje hamulców i określić zasadę ich działania?

wymienić rodzaje przekładni i określić zasadę ich działania?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.

Budowa

napędów

hydraulicznych,

spręŜarek,

silników

elektrycznych

4.5.1. Materiał nauczania

Napędy hydrauliczne

W zaleŜności od sposobu wykorzystania energii cieczy wyróŜnia się napędy

hydrodynamiczne i hydrostatyczne.

W napędach hydrodynamicznych wykorzystywana jest energia kinetyczna cieczy

(przepływ cieczy). Napędy te umoŜliwiają uzyskanie tylko ruchu obrotowego. Zaliczamy tu
sprzęgła hydrokinetyczne i turbiny.

W napędach hydrostatycznych wykorzystywana jest energia ciśnienia cieczy. Układy te,

umoŜliwiają płynną regulację prędkości ruchu oraz uzyskanie ruchów obrotowych
i liniowych. Zaliczamy tu pompy i siłowniki hydrauliczne.

KaŜdy napęd hydrauliczny składa się z: pompy hydraulicznej, silnika lub siłownika,

zaworów, rozdzielaczy, przewodów, filtrów, zbiorników [3, s. 165].

Pompy stanowią źródło energii w napędach hydraulicznych, dzięki którym oleje, jako

ciecze  robocze  uzyskują  odpowiednie  ciśnienie  potrzebne  do  poruszania  róŜnych
mechanizmów.  Jednym  z  częściej  stosowanych  rodzajów  pomp  hydraulicznych  są  pompy
zębate. Pompa zębata składa się z dwóch kół zębatych umieszczonych w szczelnym korpusie
wypełnionym olejem. Jedno z nich jest napędzane silnikiem. Olej znajdujący się w komorze
ssawnej  wypełnia  przestrzenie  międzyzębne  (wręby).  Na  skutek  obrotu  kół  zębatych
przepływa  we  wrębach  ograniczonych  powierzchnią  korpusu,  do  komory  tłocznej.  Rysunek
34 przedstawia schemat budowy pompy zębatej.

Rys. 34. Pompa zębata [3, s. 166]

Ciecz, pod wysokim ciśnieniem, wytworzonym przez pompę, jest doprowadzana do

siłowników hydraulicznych, które przekształcają energię ciśnienia w energię mechaniczną.

Siłowniki hydrauliczne nazywane teŜ cylindrami hydraulicznymi wykonują ruch

posuwisto-zwrotny. Są zbudowane z tłoka lub nurnika umieszczonego w cylindrze. Tłok jest
to  walec,  którego  wysokość  jest  mniejsza  od  średnicy.  Tłoki  na  powierzchniach  bocznych
posiadają  rowki,  w  których  mieszczą  się  pierścienie  uszczelniające.  Nurnik  jest  to  walec,
którego długość jest znacznie większa od średnicy. Cylindry nurników mają rowki, w których
znajdują  się  pierścienie  uszczelniające.  W  siłownikach  jednostronnego  działania  ciecz  pod
ciśnieniem  jest  doprowadzana  i  odprowadzana  z  jednej  strony  tłoka.  Powrót  tłoka
w pierwotne  połoŜenie  odbywa  się  pod  działaniem  sił  zewnętrznych,  a  więc  pod  wpływem
obciąŜenia  lub  spręŜyny.  W  siłownikach  dwustronnego  działania  ciecz  pod  ciśnieniem  jest
doprowadzana i odprowadzana z dwóch stron tłoka, a więc tłok przesuwa się wskutek róŜnicy
ciśnień  cieczy  po  obu  stronach.  Rysunek  35  przedstawia  schemat  siłownika  dwustronnego
działania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 35. Schemat siłownika hydraulicznego dwustronnego działania [2, s. 32]

Zawory są niezbędnymi elementami w kaŜdym napędzie hydraulicznym. Regulują one

ciśnienie  i  strumień  przepływającej  cieczy.  Zawory  bezpieczeństwa  chronią  napęd
hydrauliczny  przed  przekroczeniem  dopuszczalnej  wartości  ciśnienia  cieczy.  W  normalnych
warunkach pracy są one zamknięte. Kulka jest dociskana spręŜyną do gniazda zaworu i ciecz
robocza  w  całości  jest  doprowadzana  do  siłownika.  Kiedy  ciśnienie  jest  za  duŜe  następuje
ugięcie spręŜyny, kulka otwiera zawór i ciecz przepływa z powrotem do zbiornika. Kulkowy
zawór bezpieczeństwa przedstawia rysunek 36.

Rys. 36. Zawór bezpieczeństwa kulkowy [3, s. 170]

Rozdzielacze słuŜą do regulowania kierunku przepływu cieczy z pompy hydraulicznej do

siłowników, podając ją z odpowiedniej strony tłoka. Sterują równieŜ odpływem cieczy
w kierunku powrotnym [3, s. 171].

Filtry słuŜą do oczyszczania cieczy z zawieszonych w niej zanieczyszczeń

mechanicznych. Filtrowanie polega na przepływie cieczy przez wkład filtracyjny
wmontowany w obudowę filtra. Materiałami filtracyjnymi mogą być: papier, bibuła, tkaniny,
materiały ceramiczne, siatki i płytki metalowe. Wkłady filtrów muszą być co pewien czas
wymieniane.

Przewody hydrauliczne słuŜą do łączenia elementów napędu hydraulicznego. Przewody

mogą być sztywne (stalowe lub miedziane rurki) lub elastyczne (gumowe, z tworzyw
sztucznych).

Zbiorniki słuŜą do gromadzenia cieczy roboczej.

SpręŜarki to maszyny słuŜące do spręŜania gazów i par. Zasysają one gaz z atmosfery

lub zbiornika przy ciśnieniu ssania i wtłaczają go przy ciśnieniu tłoczenia, które jest większe
od ciśnienia ssania. RóŜnica ciśnień między tłoczeniem, a ssaniem stanowi wielkość, która
charakteryzuje kaŜdą spręŜarkę [6, s.166]. SpręŜarki wywołują przyrost ciśnienia o wartości
powyŜej 0.2 MPa.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SpręŜarki działają na podobnej zasadzie jak pompy, z tym Ŝe czynnikiem roboczym

w nich zamiast cieczy jest gaz. ZaleŜnie od budowy i sposobu spręŜania rozróŜniamy
spręŜarki wyporowe i przepływowe.

Zasada działania spręŜarek wyporowych polega na zassaniu gazu wskutek powiększania

się  objętości  komory  roboczej,  a  następnie  na  spręŜaniu  go  w  wyniku  zmniejszenia  się
objętości  komory,  i  dalej  –  wyparciu  do  urządzeń  odbiorczych  .  Schemat  budowy  spręŜarki
wyporowej tłokowej przedstawia rysunek 37.

Rys. 37. Schemat budowy spręŜarki wyporowej tłokowej: 1) cylinder, 2) tłok [3, s. 209]

Tłok spręŜarki napędzany przez silnik za pośrednictwem mechanizmu korbowego,

przesuwa się w cylindrze. Podczas ruchu tłoka w dół w cylindrze wytwarza się podciśnienie,
w  wyniku  czego  następuje  otwarcie  zaworu  ssawnego  i  cylinder  wypełnia  się  gazem.
W trakcie  ruchu  tłoka  w  górę  zamyka  się  zawór  ssawny  i  rozpoczyna  spręŜanie  gazu.
SpręŜony gaz pokonuje opór spręŜyny zaworu tłocznego, którym następuje jego wytłoczenie
do  odbiornika.  Opadanie  tłoka  w  dół  rozpoczyna  kolejny  cykl  pracy  spręŜarki.  W  wyniku
spręŜania temperatura gazu wzrasta, dlatego cylinder spręŜarki musi być chłodzony wodą lub
powietrzem [lech, s. 208].

Silniki elektryczne

Silnik elektryczny to maszyna słuŜąca do przetwarzania energii elektrycznej na pracę

mechaniczną. Silniki elektryczne stanowią podstawowy, powszechnie spotykany napęd. SłuŜą
do napędzania wielu maszyn np. pomp, spręŜarek, róŜnego typu obrabiarek i narzędzi,
dmuchaw, wentylatorów.

Głównymi częściami silnika elektrycznego są: kadłub, stojan z jedną lub kilkoma parami

elektromagnesów oraz wirnik z uzwojeniem twornikowym.

Kadłub jest to najczęściej cylindryczny odlew wykonany ze stali lub Ŝeliwa, w którym

umieszczone są pozostałe elementy silnika. Kadłub często posiada Ŝeberka, które zwiększają
jego powierzchnię, co słuŜy lepszemu chłodzeniu sinika.

Stojan składa się ze stalowego rdzenia ze specjalnymi wcięciami, w których jest ułoŜone

uzwojenie. Uzwojenie jest wykonane z drutów lub płaskowników najczęściej miedzianych
pokrytych materiałami izolacyjnymi.

Wirnik składa się z rdzenia w kształcie walca, który moŜe obracać się wokół własnej osi.

Na rdzeń wirnika nawinięte jest uzwojenie w postaci izolowanych miedzianych drutów.

Moment obrotowy powstaje w silniku elektrycznym w wyniku oddziaływania pola

magnetycznego i prądu elektrycznego (siła elektrodynamiczna).

Wirnik obraca się dzięki

temu, Ŝe uzwojenia przewodzące prąd umieszczone są w polu magnetycznym. Elektromagnes
stojana wytwarza pole magnetyczne. Prąd podawany jest na uzwojenia wirnika. Pola
magnetyczne uzwojenia i stojana oddziałują na siebie, powodując obrót wirnika

W zaleŜności od rodzaju prądu zasady działania, rozwiązania konstrukcyjne, liczba

obrotów, warunki rozruchowe oraz zakres stosowania silników są róŜne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ze względu na rodzaj napięcia zasilającego, silniki elektryczne dzielimy na:

−

silniki elektryczne prądu stałego,

−

silniki elektryczne prądu zmiennego,

−

silniki uniwersalne zasilane zarówno prądem stałym, jak i przemiennym.

Eksploatacja silników elektrycznych wymaga zachowania szczególnej ostroŜności.

Niezbędna jest przy tym znajomość występujących zagroŜeń. Bezpieczne wykonywanie prac
przy silnikach jest uwarunkowane znajomością instrukcji obsługi, zasad pracy oraz
przestrzeganiem właściwej kolejności czynności eksploatacyjnych.

Osoby obsługujące silniki elektryczne powinny znać i przestrzegać wymagań zawartych

w instrukcji obsługi. Przed uruchomieniem silnika naleŜy wykonać odpowiednie czynności
w celu zorientowania się, czy włączenie nie spowoduje niebezpieczeństwa dla ludzi
i urządzeń. Do czynności tych zaliczamy:

−

sprawdzenie czy napięcie znamionowe nie przekracza wymaganej wartości,

−

przeprowadzenie oględzin silnika – naleŜy oczyścić go z pyłu i usunąć obce przedmioty,

−

sprawdzenie, czy przy napędzanej maszynie nie pracują ludzie,

−

sprawdzenie stanu urządzenia napędowego i sprzęgła oraz łoŜysk i ich smarowania,

−

sprawdzenie nastawienia zabezpieczeń.
W przypadku gdy silnik po włączeniu nie rusza, naleŜy natychmiast wyłączyć go spod

napięcia.

Podczas ruchu silnika zadaniem obsługi jest kontrolowanie czy pracuje on prawidłowo.

NaleŜy  sprawdzać  wskazania  aparatury  wskaźnikowej  jeŜeli  silnik  jest  w  nią  wyposaŜony.
Sprawdzać,  czy  natęŜenie  prądu  pobieranego  przez  silnik  nie  przekracza  dopuszczalnej
wartości oraz wysokość temperatury silnika. NaleŜy równieŜ zwracać uwagę na poziom drgań
i  szumów  silnika.  Nie  powinny  one  odbiegać  od  wymagań  wynikających  z  przepisów  lub
ustalonych  dla  określonych  warunków.  JeŜeli  stwierdzi  się,  Ŝe  w  czasie  pracy  silnika
występują nienormalne szmery, stuki, gwizdy lub inny rodzaj hałasu, naleŜy ustalić przyczynę
ich powstawania i moment kiedy się intensyfikują, np. przy biegu jałowym, przy obciąŜeniu,
po rozłączeniu sprzęgła. Ułatwi to ustalenie przyczyny i miejsca uszkodzeń.

Natychmiastowe zatrzymanie silnika musi nastąpić, jeŜeli jego dalszy ruch grozi

niebezpieczeństwem dla Ŝycia ludzkiego lub uszkodzeniem urządzeń oraz w następujących
sytuacjach:

−

przeciąŜenie silnika lub nadmierne nagrzewanie się urządzenia napędzanego,

−

pojawienie się dymu, ognia lub woni palącej się izolacji,

−

występowanie nadmiernych drgań silnika lub maszyny napędzanej,

−

uszkodzenie maszyny napędzanej,

−

wystąpienie zewnętrznych uszkodzeń mechanicznych lub objawów świadczących
o uszkodzeniach wewnętrznych,

−

wystąpienie nadmiernego hałasu wydawanego przez silnik lub maszynę napędzaną,

−

w razie znacznego zmniejszenia lub zwiększenia prędkości obrotowej silnika,

−

nadmiernego nagrzania silnika.

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Z jakich elementów składają się napędy hydrauliczne?

Jaka jest budowa i zasada działania pompy zębatej?

Jak są zbudowane siłowniki hydrauliczne?

Co to jest spręŜarka i do czego słuŜy?

Jaka jest zasada działania spręŜarki wyporowej tłokowej?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Jakie są najwaŜniejsze elementy budowy silnika elektrycznego?

Jakie są rodzaje silników ze względu na rodzaj napięcia zasilającego?

Jakie czynności naleŜy wykonać przed uruchomieniem silnika?

W jakich sytuacjach naleŜy natychmiast odłączyć silnik od napięcia?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opisz zasadę działania i narysuj schemat budowy siłownika hydraulicznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

obejrzeć model siłownika hydraulicznego,

odszukać i przeczytać literaturę na ten temat,

opisać zasadę działania siłownika hydraulicznego,

wykonać schematyczny rysunek budowy siłownika hydraulicznego.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

–

foliogramy, plansze,

–

model siłownika hydraulicznego,

–

notatnik,

–

papier formatu A4,

–

ołówek/długopis,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Opisz zasadę działania i narysuj schemat budowy spręŜarki wyporowej tłokowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

obejrzeć model spręŜarki wyporowej tłokowej,

odszukać i przeczytać literaturę na ten temat,

opisać zasadę działania spręŜarki wyporowej tłokowej,

wykonać schematyczny rysunek budowy spręŜarki wyporowej tłokowej.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

model spręŜarki wyporowej tłokowej,

−

notatnik, długopis,

−

papier formatu A4, ołówek,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Opisz najwaŜniejsze zasady obsługi silników elektrycznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

obejrzeć film na temat bezpiecznej obsługi silników elektrycznych,

odszukać i przeczytać literaturę na ten temat,

opisać zasady obsługi silników elektrycznych.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

–

film edukacyjny na temat bezpiecznej obsługi silników elektrycznych,

−

notatnik, długopis,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

wymienić elementy składowe napędów hydraulicznych?

opisać budowę i zasadę działania pompy zębatej?

określić budowę siłowników hydraulicznych?

określić budowę i zasadę działania spręŜarki wyporowej tłokowej?

wymienić najwaŜniejsze elementy budowy silnika elektrycznego?

wymienić rodzaje silników elektrycznych?

podać czynności, które naleŜy wykonać przed uruchomieniem
silnika?

opisać sytuacje, w których trzeba natychmiast wyłączyć silnik?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

Przeczytaj uwaŜnie instrukcję.

Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.

Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

Test zawiera 20 zadań Do kaŜdego zadania dołączone są cztery moŜliwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawdziwa.

Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej
rubryce znak X. W przypadku pomyłki naleŜy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.

Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóŜ jego rozwiązanie
na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

Szkic wykonuje się
a)

zawsze na papierze formatu A3.

odręcznie.

w określonej podziałce.

przy uŜyciu przyborów rysunkowych.

Arkusz formatu A4 ma wymiary
a)

210x297 mm.

210x297 cm.

210x 300 mm.

210x 377 mm.

Linią ciągłą grubą rysuje się
a)

linie wymiarowe i pomocnicze.

osie symetrii.

widoczne krawędzie przedmiotu.

kreskuje się przekroje.

Podziałka powiększająca
a)

zachowuje na rysunku rzeczywiste wymiary przedmiotu.

2:1.

1:100.

1:1.

Właściwości fizyczne metali to
a)

odporność na korozję.

barwa, połysk, gęstość, właściwości cieplne, elektryczne i magnetyczne.

wytrzymałość, twardość i udarność.

skrawalność, ścieralność, odlewalność.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Stal charakteryzuje się
a)

zawartością węgla poniŜej 2%.

odpornością na korozję.

zawartością węgla powyŜej 4%.

znaczną odpornością na ścieranie.

Stopy metali kolorowych to
a)

ołów i cynk.

miedź i mosiądz.

mosiądz i brąz.

aluminium i brąz.

Teflon to
a)

tworzywo sztuczne o dobrych właściwościach smarujących.

inaczej guma.

tworzywo sztuczne przewodzące prąd elektryczny.

tworzywo do produkcji gumy.

Mikrometr słuŜy do
a)

przesuwania obrabianych przedmiotów po stole ślusarskim.

przytrzymywania obrabianych przedmiotów.

wykonywania otworów o określonej głębokości.

pomiaru przedmiotów z dokładnością do 0,01mm.

10.

Narzynka słuŜy do
a)

wykonywania otworów.

wykonywania gwintów zewnętrznych.

wykonywania gwintów wewnętrznych.

wykonywania gwintów wewnętrznych oraz zewnętrznych.

11.

Lutowanie polega na
a)

łączeniu elementów za pomocą stopionego lutu.

nagrzaniu brzegów łączonych elementów i sklejeniu w całość.

mechanicznym szlifowaniu powierzchni.

łączeniu elementów przy uŜyciu elektrody.

12.

Przed przystąpieniem do nitowania naleŜy
a)

przygotować zestaw gwintowników.

wywiercić otwory w łączonych blachach.

mocno rozgrzać łączone elementy.

dokładnie oczyścić łączone powierzchnie.

13.

Połączenia nierozłączne to takie
a)

w których łączone elementy są względem siebie w ruchu.

które mogą być wielokrotnie demontowane bez uszkadzania elementów.

których elementy przy ich rozłączaniu ulegają zniszczeniu.

w których łączone elementy nie podlegają Ŝadnym napręŜeniom.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14.

Do połączeń rozłącznych zalicza się połączenia
a)

spawane, zgrzewane, klejone.

gwintowe, klinowe, kołkowe.

kołkowe, sworzniowe, nitowe.

lutowane, sworzniowe, spawane.

15.

ŁoŜyska toczne składają się z
a)

kadłuba i panewki.

koszyczka i panewki.

pierścieni – zewnętrznego i wewnętrznego oraz kulek.

pierścieni – zewnętrznego i wewnętrznego oraz panewki.

16.

Sprzęgła słuŜą do
a)

łączenia wałów.

podtrzymywania osi i wałów.

osadzania innych ruchomych części.

łączenia łoŜysk.

17.

W zaleŜności od rodzaju elementu ciernego wyróŜnia się hamulce
a)

toczne, ślizgowe, cięgnowe.

stałe, rozłączne.

klockowe, taśmowe, tarczowe, bębnowe.

cierne, zębate, klockowe.

18.

W siłownikach jednostronnego działania
a)

powrót tłoka w pierwotne połoŜenie odbywa się pod działaniem sił zewnętrznych.

tłok przesuwa się wskutek róŜnicy ciśnień cieczy po jego obu stronach.

ciecz pod ciśnieniem jest doprowadzana i odprowadzana z dwóch stron tłoka.

tłok jest nieruchomy.

19.

Ze względu na rodzaj napięcia zasilającego, silniki elektryczne dzielimy na:
a)

silniki jednofazowe i pięciofazowe.

silniki wirnikowe i stojanowe.

silniki wysokiego napięcia i niskiego napięcia.

silniki elektryczne prądu stałego, prądu zmiennego i silniki uniwersalne.

20.

SpręŜarki to maszyny słuŜące do
a)

redukcji ciśnienia gazu.

spręŜania gazów i par.

regulacji ciśnienia cieczy.

spręŜania cieczy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ………………………………………………………........................................

Określanie budowy i zasad działania mechanizmów maszyn i urządzeń

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

LITERATURA

Botwin M., Kucemba P.: Maszynoznawstwo leśne dla kl. I techników leśnych. PWRiL
Warszawa 1983

Botwin M.: Maszynoznawstwo leśne dla kl. III i IV techników leśnych. PWRiL
Warszawa 1990

BoŜenko L.: Maszynoznawstwo dla zasadniczych szkół zawodowych. WSiP, Warszawa
1996

Dobrzański T.: Rysunek techniczny maszynowy. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne,
Warszawa 2006

Mac S.: Obróbka metali z materiałoznawstwem. WSiP, Warszawa 1999

Olszewski J.: Maszynoznawstwo ogólne dla techników przemysłu drzewnego. PWRiL,
Warszawa 1981

Waszkiewiczowie E. i S.: Rysunek zawodowy dla zsz. WSiP, Warszawa 1996