06 Rozróżnianie typowych części i zespołów maszyn

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ

Marian Nowotnik

Rozróżnianie typowych części i zespołów maszyn
311[32].O1.06

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
dr inż. Waldemar Szymański
mgr inż. Łukasz Styczyński

Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Joanna Nowotnik

Konsultacja:
mgr inż. Teresa Jaszczyk

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[32].01.06

Rozróżnianie typowych części i zespołów maszyn zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu technik technologii drewna.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Podstawowe pojęcia mechaniki technicznej

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Parametry techniczne maszyn, tarcie i jego oddziaływanie

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Definicja maszyn, podział, klasyfikacja, normalizacja i unifikacja części

maszyn i zespołów

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Dobór materiału na części maszyn

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2 Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

4.5. Połączenia rozłączne i nierozłączne

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.2. Pytania sprawdzające

4.5.3. Ćwiczenia

4.5.4. Sprawdzian postępów

4.6. Osie, wały, czopy i łożyska

4.6.1. Materiał nauczania

4.6.2. Pytania sprawdzające

4.6.3. Ćwiczenia

4.6.4. Sprawdzian postępów

4.7. Teoria smarowania, układy i systemy smarowania, korozja - zapobieganie

4.7.1. Materiał nauczania

4.7.2. Pytania sprawdzające

4.7.3. Ćwiczenia

4.7.4. Sprawdzian postępów

4.8. Ogólna charakterystyka napędów i zespołów

4.8.1. Materiał nauczania

4.8.2. Pytania sprawdzające

4.8.3. Ćwiczenia

4.8.4. Sprawdzian postępów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Rodzaje mechanizmów i ich zastosowanie

4.9.1. Materiał nauczania

4.9.2. Pytania sprawdzające

4.9.3. Ćwiczenia

4.9.4. Sprawdzian postępów

4.10. Klasyfikacja, budowa i zasada działania pomp

4.10.1. Materiał nauczania

4.10.2. Pytania sprawdzające

4.10.3. Ćwiczenia

4.10.4. Sprawdzian postępów

4.11. Klasyfikacja, budowa i zasada działania silników

4.11.1. Materiał nauczania

4.11.2. Pytania sprawdzające

4.11.3. Ćwiczenia

4.11.4. Sprawdzian postępów

4.12. Klasyfikacja sprężarek, wentylatorów, zasada działania, układy

sprężonego powietrza

4.12.1. Materiał nauczania

4.12.2. Pytania sprawdzające

4.12.3. Ćwiczenia

4.12.4. Sprawdzian postępów

4.13. Układy zasilania, chłodzenia

4.13.1. Materiał nauczania

4.13.2. Pytania sprawdzające

4.13.3. Ćwiczenia

4.13.4. Sprawdzian postępów

4.14. Klasyfikacja, budowa, zastosowanie dźwignic i przenośników

4.14.1. Materiał nauczania

4.14.2. Pytania sprawdzające

4.14.3. Ćwiczenia

4.14.4. Sprawdzian postępów

4.15. Przepisy dozoru technicznego dotyczące obsługi dźwignic i

przenośników

4.15.1. Materiał nauczania

4.15.2. Pytania sprawdzające

4.15.3. Ćwiczenia

4.15.4. Sprawdzian postępów

4.16. Znaczenie mechanizacji transportu w zakładach przemysłu drzewnego

4 .16.1. Materiał nauczania

4.16.2. Pytania sprawdzające

4.16.3. Ćwiczenia

4.16.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik ten będzie Tobie pomocny w nabywaniu umiejętności z zakresu rozróżniania

typowych części maszyn i ich zespołów, wykonywania drobnych napraw, doboru części
zamiennych do maszyn i urządzeń stosowanych w przemyśle drzewnym, dokonywania
wyboru

maszyn

urządzeń

pod

względem

wydajności,

mocy,

przeznaczenia

z uwzględnieniem innych parametrów technicznych oraz stosowania właściwych metod
konserwacji, zabezpieczania przed zużyciem i korozją.

Jednostka modułowa: Rozróżnianie typowych części i zespołów maszyn jest jednostką

dotycząca procesu technologicznego przerobu drewna stosowanego w przemyśle drzewnym.

W poradniku zamieszczono:

1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności, które powinieneś posiadać

aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.

2. Cele kształcenia tej jednostki modułowej, które określają umiejętności jakie opanujesz

w wyniku procesu kształcenia.

3. Materiał nauczania, który zawiera informacje niezbędne do realizacji zaplanowanych

szczegółowych celów kształcenia, umożliwia samodzielne przygotowanie się do
wykonywania ćwiczeń i zaliczania sprawdzianów.

Wykorzystaj do poszerzania wiedzy z zakresu programu wskazaną literaturę, fachowe

czasopisma, internet oraz inne źródła informacji.
Obejmuje on również:

–

pytania sprawdzające wiedzę niezbędną do wykonania ćwiczeń.

–

ćwiczenia z opisem sposobu ich wykonania oraz wyposażenia stanowiska pracy,

–

sprawdzian postępów, który umożliwi sprawdzenie Twojej wiedzy po wykonaniu
ćwiczenia.

4. Sprawdzian osiągnięć w postaci zestawu pytań sprawdzających zawierający opanowanie

umiejętności z zakresu całej jednostki. Zaliczenie sprawdzianu jest dowodem
umiejętności określonych w tej jednostce modułowej.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie ćwiczeń musisz przestrzegać regulaminów i instrukcji obowiązujących

w pracowniach i na określonych stanowiskach pracy, przepisów bezpieczeństwa i higieny
pracy, przeciwpożarowych oraz innych zarządzeń i wskazówek prowadzących zajęcia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

311[32].O1.09

Promowanie i sprzedaż

wyrobów drzewnych

311[32].O1.05

Wykonywanie,

odczytywanie i

interpretowanie szkiców

schematów i rysunków

311[32].O1.07

Wykorzystywanie

metrologii technicznej

Moduł 311[32].O1

Podstawy procesów

technologicznych

311[32].O1.01

Przestrzeganie przepisów

bezpieczeństwa, higieny

pracy, ochrony

przeciwpożarowej oraz

ochrony środowiska

311[32].O1.06

Rozpoznawanie typowych

części i zespołów maszyn

311[32].O1.02

Korzystanie z przepisów

kodeksu pracy

311[32].O1.03

Rozpoznawanie metali i

ich stopów

311[32].O1.04

Rozpoznawanie

składowanie i

zabezpieczanie drewna

311[32].O1.08

Wykorzystywanie techniki

komputerowej i dokumentacji

techniczno - technologicznej

311[32].O1.09

Promowanie i sprzedaż

wyrobów drzewnych

311[32].O1.05

Wykonywanie,

odczytywanie i

interpretowanie szkiców

schematów i rysunków

311[32].O1.07

Wykorzystywanie

metrologii technicznej

Moduł 311[32].O1

Podstawy procesów

technologicznych

311[32].O1.01

Przestrzeganie przepisów

bezpieczeństwa, higieny

pracy, ochrony

przeciwpożarowej oraz

ochrony środowiska

311[32].O1.06

Rozpoznawanie typowych

części i zespołów maszyn

311[32].O1.02

Korzystanie z przepisów

kodeksu pracy

311[32].O1.03

Rozpoznawanie metali

i ich stopów

311[32].O1.04

Rozpoznawanie

składowanie

i zabezpieczanie drewna

311[32].O1.08

Wykorzystywanie techniki

komputerowej i dokumentacji

techniczno-technologicznej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

rozpoznawać metale żelazne i ich stopy,

−

rozpoznawać metale nieżelazne i ich stopy.

−

wykonywać szkice, rysunki i schematy elementów części maszyn,

−

posługiwać się schematami, szkicami i rysunkami,

−

posługiwać się dokumentacją techniczną,

−

organizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp, ochrony przeciwpożarowej
i ochrony środowiska,

−

korzystać z przepisów kodeksu pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

zdefiniować podstawowe pojęcia mechaniki technicznej,

−

rozpoznać typowe części maszyn i mechanizmy maszyn,

−

opisać połączenia części maszyn,

−

dokonać obliczeń wytrzymałości połączeń części maszyn,

−

rozpoznać

silniki,

przedstawić

ich

budowę,

określić

parametry

techniczne

i przeznaczenie,

−

zidentyfikować sprężarki i wentylatory, określić ich przeznaczenie i wydajność,

−

rozpoznać dźwignice i przenośniki oraz określić ich przeznaczenie,

−

rozpoznać pompy, określić ich przeznaczenie,

−

dokonać obliczeń wydajności maszyn i urządzeń na podstawie danych technicznych,

−

określić i zastosować zasady konserwacji maszyn i urządzeń

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Podstawowe pojęcia mechaniki technicznej.

4.1.1. Materiał nauczania

Podział wielkości mechanicznych

W mechanice mamy do czynienia z wielkościami fizycznymi jak: czas, siła, praca,

przyśpieszenie. Wielkości te można podzielić na dwie grupy:
–

wielkości skalarne, nieukierunkowane zwane skalarami,

–

wielkości wektorowe, ukierunkowane zwane wektorami.

Skalarem nazywamy wielkość mechaniczną o pewnej wartości liczbowej jak: czas, masa,
praca, moc, temperatura.
Wektorem nazywamy wielkość mechaniczną, którą można przedstawić za pomocą odcinka
usytuowanego w przestrzeni mającego określony kierunek i zwrot.

Rys. 1. Wektor a. Prosta I [7, s.17]

Na rysunku 1 pokazany jest wektor a. Prosta l na której leży wektor nazywamy linią
działania, punkt A początek wektora, punkt B koniec wektora. Zwrot wektora zaznaczamy
grotem. Jeżeli punkt B pokrywa się z punktem A czyli A=B, to wektor taki nazywamy
zerowym.
Wielkości wektorowe to: siła, prędkość, przyśpieszenie.
Wektor ma trzy zasadnicze cechy: wartość (moduł), kierunek i zwrot.

−

wartość to długość odcinka AB, określona liczbą nieujemną,

−

kierunek wektora to linia jego działania l,

−

zwrot zaznaczamy grotem.

Podział sił, własności
Siła to oddziaływanie mechaniczne jednego ciała na drugie, może być bezpośrednie przy
zetknięciu się ciał, lub pośrednie na odległość. Drabina oparta o podłogę i ścianę to
oddziaływanie bezpośrednie w miejscu gdzie drabina styka się z podłogą i ścianą.
Oddziaływanie pośrednie to np. ciężar ciała, czyli siła z jaką Ziemia przyciąga dane ciało.
Siła ma następujące cechy: wartość, kierunek czyli linię działania, zwrot działania, punkt
zaczepienia

Rys.2. Ciało o ciężarze G, podparte w trzech miejscach A,B,C i obciążone siłami F

, F

[7. s.26]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rysunek 2 przedstawia ciało o ciężarze, G

podparte w trzech miejscach podporami A,B,C

i obciążone siłami F

, F

. W miejscach podparcia wystąpiły siły R

, R

Wszystkie

siły zaznaczone na rysunkach F

, F

, G

, R

nazywamy siłami

zewnętrznymi. Siły zewnętrzne dzielimy na czynne F

, F

, G, które dążą do wywołania

ruchu lub do jego zmiany, oraz siły bierne, które przeciwdziałają ruchowi i występują
w miejscu podparcia R

, R

Siły bierne w mechanice nazywane są reakcjami, stąd przyjęło się oznaczenie R. Siły te

występują w miejscach podparcia.

Schematyczny podział sił
Jednostką siły jest niuton [N]
Jest to siła, która masie jednego kilograma nadaje przyspieszenie 1m/s

Przyspieszenie ziemskie jest stałe g = 9,81 m/s
czyli G = m· g [N]

Więzy, reakcje więzów

Ciało, które może dowolnie zmieniać swoje położenie w przestrzeni nazywamy ciałem

swobodnym. Ciało nieswobodne ma ograniczone ruchy czynnikami zewnętrznymi np. koło
zamachowe silnika maszyny parowej może wykonywać tylko ruch obrotowy. Czynniki
ograniczające swobodę nazywamy więzami. Dla obracającego się wału maszynowego
więzami będą łożyska. Ciało swobodne ma sześć stopni swobody w układzie przestrzennym
osi x, y, z ciało może się przesuwać wzdłuż tych osi i obracać wokół osi. Wprowadzając
więzy odbieramy ciału pewną liczbę stopni swobody. Każde ciało działa na więzy
ograniczające jego swobodę pewnymi siłami np. wałek naciska z pewnymi siłami na łożysko.

Zgodnie z zasadą działania i przeciwdziałania ( zasada dynamiki) więzy oddziaływują na

ciało z siłą równą naciskowi na więzy, lecz zwróconą przeciwnie. Siły jakimi więzy
oddziaływują na ciało nieswobodne nazywamy reakcjami więzów.
Przykładowe więzy to:
– podpory ruchowe (łożyska)
– więzy wiotkie (sznury, liny)
– podpory stałe (przeguby)

Płaski układ sił zbieżnych

Siłami zbieżnymi nazywamy siły, których linie działania przecinają się w jednym

punkcie. Dowolny układ sił składający się z kilku sił możemy zastąpić układem prostym,
składającym się z mniejszej liczby sił, którego skutek działania będzie taki sam. Układ sił
można zastąpić jedną siłą wypadkową. Postępowanie takie związane jest ze składaniem sił.
Siły zbieżne można składać metodą równoległoboku i wieloboku.

Rys. 3. Ciało sztywne obciążone trzema siłami

zbieżnymi w jednym punkcie O.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku 3 ciało sztywne obciążone jest trzema siłami F

, F

zbieżnymi w jednym

punkcie O. Siły F1 i F2 traktujemy jako dwa boki równoległoboku. Wypadkową sił F

i F

przedstawia przekątna równoległoboku zbudowanego na tych siłach składowych oznaczona
przez R

1,2

. Nasz układ pierwotnie złożony z trzech sił zastąpiliśmy dwiema siłami F

i R

1,2

które znowu za pomocą równoległoboku możemy zastąpić jedną siłą R. Siła ta jest
wypadkową całego układu złożonego z tych sił. Przy większej liczbie sił praktyczniej jest
stosować metodę wieloboku rys. 4. Polega ona na geometrycznym dodawaniu wektorów
(przenosimy siły geometrycznie)

Rys.4. Układ sił zbieżnych [7, s.35]

Moment siły względem punktu
Dana jest siła F działająca wzdłuż prostej l oraz dowolny punkt O

Rys. 5. Moment sił [7. s.51]

Momentem siły względem punktu nazywamy wektor mający następujące cechy:
–

wartość liczbową równą iloczynowi F i długości jej ramienia r

Mo = F· r
-

kierunek prostopadły do płaszczyzny wyznaczonej przez linię działania siły i biegun.

Z określenia momentu siły wynikają dwa ważne wnioski.
–

moment siły nie zmienia się, gdy silę przesuwamy wzdłuż linii jej działania

–

moment siły względem wszystkich punktów leżących na linii działania danej siły jest
równy zeru. (ramię siły jest równe zeru)

Jednostką momentu jest niutonometr [Nm]
Wektor momentu M

może być ujemny lub dodatni.

Rys. 6. Rodzaje momentów [7, s.51]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

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

1. Co nazywamy skalarem? Wymień kilka skalarowych wielkości mechanicznych.
2. Co nazywamy wektorem? Wymień kilka wektorowych wielkości mechanicznych.
3. Jakie cechy ma wektor?
4. Co to jest wielobok wektorów?
5. Podaj definicję siły?
6. Jakie cechy określają wektor siły?
7. Co to są siły zewnętrzne?
8. Jakie siły należą do sił zewnętrznych?
9. Co to jest siła wewnętrzna?
10. Co nazywamy układem sił?
11. Jakie znasz układy sił?
12. Co to jest ciało swobodne i ciało nieswobodne?
13. Co to jest reakcja więzów?
14. Jak możemy z ciała nieswobodnego uczynić ciało swobodne?
15. Jakie jest pojęcie siły wypadkowej ?
16. Jakie znasz wykreślne sposoby składania sił zbieżnych ?
17. Co to jest moment siły względem punktu ?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Narysuj wektor siły o wartości F = 500 N, kierunku poziomym i zwrocie w prawo.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przygotować przyrządy do rysowania
2) zapoznać się z literaturą i techniką rysowania wektorów
3) przyjąć podziałkę (np. 1 cm odpowiada 100 N) lub według własnego uznania
4) wykonać rysunek zgodnie z przyjętymi założeniami
5) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia

Wyposażenie stanowiska pracy

– ołówek, długopis, linijka, papier A4
– literatura

Ćwiczenie 2

Na rys 7 przedstawiono belkę o ciężarze G podpartą łożyskiem stałym i ruchomym. Jakie

siły należy przyłożyć do belki, żeby uwolnić ją od więzów. Narysuj kierunek tych sił.

Rys. 7. Belka na podporach [7, s.33]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) przygotować przyrządy do rysowania,
2) zapoznać się z literaturą i zasadami uwalniania ciała od więzów,
3) narysować rysunek i wskazać działanie sił,
4) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– ołówek, długopis, linijka, papierA4,
– literatura.

Ćwiczenie 3

Na pionowy słup działają dwie siły pochodzące od nacisku zastrzałów nachylonych pod

kątem 45

do pionu. Obie siły są jednostkowe i wynoszą F

= F

=2000 N. Wykreślnie znjdź

siłę R, jaką słup naciska na Ziemię.

Rys. 8. Działanie sił zbieżnych [7, s.45]

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z zasadami szukania sił wypadkowych i stosowną literaturą,
2) przygotować przyrządy,
3) przyjąć podziałkę np. (1cm odpowiada sile 1000N) lub według własnej koncepcji,
4) narysować w przyjętej podziałce równoległobok,
5) zmierzyć długość przekątnej i odczytać wartość wypadkowej,
6) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia

Wyposażenie stanowiska pracy.

– ołówek, długopis, linijka, papier A4,
– literatura.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wyjaśnić różnicę między skalarem a wektorem ?

2) określić cechy wektora ?

3) scharakteryzować wielobok wektorów ?

4) podać definicję siły ?

5) określić siły zewnętrzne i wewnętrzne ?

6) scharakteryzować układy sił ?

7) wyjaśnić pojęcie siły wypadkowej ?

8) określić ciała swobodne i nieswobodne?

9) określić reakcje więzów ?

10) przedstawić wykreślne sposoby składania sił zbieżnych ?

11) określić moment siły ?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Parametry techniczne maszyn, tarcie i jego oddziaływanie

4.2.1. Materiał nauczania

Praca, jednostki pracy

Praca jest wielkością mechaniczną ściśle związaną z siłą i przemieszczaniem punktu

zaczepienia siły. Najlepiej pojęcie pracy i jej definicję przedstawia rysunek 9 wózek ciągnięty
stałą siłą F.

Rys. 9. Działanie siły [7, s. 393]

Siła F tworzy z kierunkiem ruchu wózka kat α. Punkty A i B oznaczają początkowe

i końcowe położenie wózka na jego torze, a odległość AB = s drogę jaką przebył wózek na
skutek działania siły ciągnącej. Praca mechaniczna jest równa iloczynowi wartości siły
działającej wzdłuż kierunku ruchu i drogi jaką przebył punkt zaczepienia tej siły.
Praca jest skalarem, oznaczamy ja literą W.

W = F

· s ale F

= F · cos α.

W = F · s · cos α

Kierunek działania siły może tworzyć z kierunkiem drogi rożne kąty:

α = 0

a więc cos α = cos 0˚ = 1

Praca wyraża się wzorem:

W = F · s · cos α = F · s · cos 0˚

Czyli W = F · s jeżeli siła działa wzdłuż kierunku ruchu, to praca jest równa iloczynowi
wartości siły i przesunięcia jej punktu zaczepienia. Przykładem może być praca robotnika
ciągnącego wózek wzdłuż toru.
Siła prostopadła do kierunku ruchu.

α = 90˚

a wiec cos α = cos 90˚ = 0

Praca będzie równa

W = Fּ sּ cos α = Fּ sּ cos 90˚

czyli W = 0

Praca siły prostopadłej do drogi równa się zero.
Siła działa przeciw ruchowi

α = 180

a więc cos α = cos180˚ = -1

Praca wyrazi się wzorem

W = F ּsּ cos α = Fּsּ cos180˚

W = -Fּ s

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Praca siły działającej w stronę przeciwną ruchowi jest ujemna. Praca robotnika
wstrzymującego jadący wózek jest ujemna.
Po rozważeniu przypadków szczególnych możemy powiedzieć:
Praca może być wyrażona liczbą dodatnią, gdy kąt α jest ostry, ujemną gdy kąt α jest
rozwarty lub może być równa zero, gdy kąt α = 90˚
Pracę wykonuje jedynie składowa siły styczna do toru, czyli ta składowa, wzdłuż której
istnieje przemieszczenie.

W układzie SI jednostką pracy jest praca siły 1 niutona na przesunięciu 1 metra

Jednostkę tą nazywamy dżulem (J)
1J = 1N ּ m
Bardzo często w życiu codziennym obserwujemy w maszynach i urządzeniach pracę
wykonaną przez sprężyste elementy jak: sprężyny, resory. W wyniku odkształcania
wywołanego obciążeniem sprężyna gromadzi energię umożliwiającą wykonywanie
określonej pracy. Wartość pracy określa zakreślone pole na rysunku 10. Sprężyna przy
obciążaniu magazynuje energię, natomiast przy odciążeniu oddaje ją.

Rys. 10. Wykres zależności siły sprężystości od odkształcenia [7, s.400]

Fs – siła sprężystości
Δl – wydłużenie lub skrócenie sprężyny.
Pracę sił sprężystości obliczamy ze wzoru
W = ½ Fs ּ Δl
pamiętając o jednostkach pracy.

Moc, jednostki mocy.

Przydatność maszyny oceniamy poprzez wykonaną pracę w jednostce czasu, np.: w ciągu

sekundy. Wyniki takiej sekundowej pracy możemy przyjmować za podstawę do oceny
efektów mechanicznych maszyny, urządzenia. Wielkość pracy wykonana w tym czasie
rzutuje na wydajność maszyny. Aby określić to dokładnie wprowadzono pojęcie mocy
maszyny, silnika.
Mocą nazywamy iloraz pracy i czasu, w którym ta praca została wykonana.
Moc jest skalarem, oznacza się ją liczbą P lub N. Wzór na obliczanie mocy ma postać.

P =

Moc możemy obliczyć podstawiając różne wzory pracy, np.: iloraz s/t to prędkość ruchu v
podstawiając to do definicji mocy otrzymamy wzór:

P = F ּ v

Moc w ruchu obrotowym przy uwzględnieniu momentu obrotowego M i prędkości kątowej
w ma postać

P = M ּ

Jednostką mocy w układzie SI jest wat, czyli praca 1 dżula wykonana w ciągu 1 sekundy.
1W = 1 dżul/s
Jeżeli moment M podawany jest w Nm, a obroty w obr/min, to aby otrzymać moc w kW
należy wykonać przekształcenie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

P = M ּ

ω = M

1000

⋅

z tego moment obrotowy

1000

⋅

M=9554,14 ·

Bardzo często chcemy znać moc użyteczną danego urządzenia. Moc użyteczna jest to praca
użyteczna wykonana w czasie.

Pu =

Sprawność

Praca jest wykonywana najczęściej za pomocą maszyn roboczych, które muszą być

wprowadzane w ruch aby posiadały zdolność wykonywania pracy. Najczęściej wykorzystuje
się do tego celu silniki, które dostarczają maszynie roboczej pewną energię i utrzymują ja
w ruchu.

Taką pracę nazywamy włożoną W. Maszyna wprawiona w ruch wykonuje pracę

użyteczną Wu i pracę traconą Ws. Praca użyteczna jest mniejsza od pracy włożonej. Część
pracy włożonej tracona jest z powodu oporów tarcia (ruchu).

W = Wu +Ws

Sprawnością maszyny nazywamy stosunek pracy użytecznej do pracy włożonej

Bardzo często sprawność podajemy w procentach

η =

ּ 100%

Maszyn idealnych w praktyce nie spotykamy, dlatego sprawność maszyn rzeczywistych jest

zawsze mniejsza od jedności.

Zużycie wskutek tarcia.

urządzeniach

mechanicznych

tarcie

występuje

wszystkich

zespołach

i mechanizmach ruchomych. Powoduje ono ścieranie materiału ze współpracujących
powierzchni, co prowadzi do zmiany wymiarów części. W wyniku procesu tarcia następuje:
–

ubytek materiału z powierzchni tarcia

–

zmiana właściwości warstwy wierzchniej elementów trących się, przeważnie obniża się
odporność na zużycie,

–

pogorszenie jakości powierzchni tarcia, zwiększenie chropowatości, powstanie rys,
pęknięć powierzchniowych i jam po wyrwanych cząstkach materiału.

Nie można uniknąć występowania tarcia , natomiast można je ograniczyć przez przejście

tarcia

intensywnego

łagodnego poprzez smarowanie czyli oddzielenia

współpracujących części warstwą cieczy, co będzie omawiane w dalszej części przewodnika.
Tarcie współpracujących ciał zamienia się na znacznie słabsze wewnętrzne tarcie w cieczy,
o wielkości decyduje lepkość cieczy. Uwzględniając wpływ cieczy na tarcie w technice
wyróżnia się następujące jego rodzaje:
–

tarcie suche, np.: metal o metal

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

tarcie płynne zachodzące wówczas, gdy współpracujące ciała są rozdzielone warstwą
cieczy grubszą od nierówności powierzchni

–

tarcie półpłynne zachodzące wówczas gdy między współpracującymi powierzchniami
występują obszary tarcia suchego (na styku wierzchołków nierówności).

Bardzo często spotyka się tarcie zwane półsuchym, zachodzące wówczas, gdy na obu

powierzchniach współpracujących występują cienkie warstwy cieczy do 0,5 mikrona
grubości. Procesy niszczenia są najbardziej intensywne podczas tarcia suchego. Występuje
ono w formie mechanicznej poprzez ścinanie nierówności powierzchni, wydzielanie ciepła co
powoduje nadtapianie powierzchni i odhartowywanie miejscowe. Dlatego jedynym
z najprostszych sposobów walki z tarciem i jego nieodwracalnymi skutkami jest smarowanie.

Tarcie ma ujemny wpływ na trwałość i niezawodność maszyn i urządzeń. Im większa

intensywność

tarcia

poszczególnych

elementach

maszyny,

tym

większe

prawdopodobieństwo wystąpienia nieoczekiwanego uszkodzenia wskutek zatarcia. Wszystkie
rodzaje zużycia części maszyn przy występującym tarciu dzieli się na dwie zasadnicze grupy
– quasistatyczna,
– dynamiczna.
Niezależnie od rodzaju i intensywności zużycia, wszystkie części współpracujące zużywają
się według pewnych prawideł wspólnych jakościowo dla rodzaju tarcia. We wszystkich
przypadkach dla części tocznych i ślizgowych można wyróżnić okresy zużycia różniące się
od siebie:
– długością trwania,
– intensywnością ubytku materiału w czasie pracy,
– elementarnymi procesami niszczenia.

W przypadku zużycia części w warunkach występowania tarcia można wyróżnić trzy

typowe okresy :
I – okres docierania
II – okres normalnego zużycia
III – okres awaryjnego zużycia
Długość i intensywność okresów zużycia zależą od:
– cech konstrukcyjnych części maszynowych, kształtu powierzchni, obciążenia, rodzaju

smarowania, rodzaju materiału,

– cech produkcyjnych jak jakości obróbki, jakości montażu,
cech eksploatacyjnych, konserwacji, prawidłowego użytkowania, obsługi między naprawami.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaka jest definicja pracy?
2. Jaka jest definicja mocy, jak obliczamy moc?
3. Co to jest sprawność?
4. Jakie zjawiska są przyczyną zużycia części maszyn?
5. Dlaczego tarcie ma decydujący wpływ na procesy zużycia mechanizmów maszyn

i urządzeń?

6. Nauczyciel stwierdził: „Przy tarciu suchym straty na pokonanie tarcia i efekty niszczenia

są wielokrotnie większe niż przy jakimkolwiek innym tarciu ze smarowaniem”. Czy miał
rację? Dlaczego?

7. Jaka jest różnica między okresem docierania a okresem zużycia normalnego ?
8. Jaki jest wpływ procesu docierania na trwałość maszyny ?
9. Nauczyciel

powiedział:

„Przegrzanie

mechanizmów

zespołów

powoduje

intensywniejsze tarcie, a w skrajnych wypadkach zatarcie”. Czy miał rację? Dlaczego?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oblicz pracę odkształcenia sprężyny, jeżeli przy ściśnięciu długość jej zmniejszyła się

o Δl = 42 mm, przy czym siła ściskająca wzrastała liniowo od 0 do Fs = 2000N. Obliczenia,
przedstawić w formie wykresu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać w literaturze informacje na temat pracy jaką wykonują sprężyste elementy

maszyn,

2) dobrać właściwy wzór,
3) podstawić dane do ćwiczenia,
4) dokonać obliczeń, przedstawić wykres,
5) obliczenie przedstawić na wykresie,
6) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, linijka, papier A4
– literatura.

Ćwiczenie 2

Żuraw budowlany podnosi ciało o masie m = 4000 kg w ciągu minuty na wysokość 5m.

Silnik napędzający żuraw ma moc 3500W. Oblicz sprawność żurawia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać w literaturze informacje na ten temat,
2) zastanowić się nad mocą użyteczną żurawia,
3) wyjaśnić różnicę między mocą włożoną, a użytkową,
4) dobrać właściwe wzory do obliczeń,
5) określić procentową sprawność urządzenia,
6) przedstawić wykonanie ćwiczenia w formie opisowej,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4
– literatura.

Ćwiczenie 3

Scharakteryzuj rodzaje tarcia.

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś

Sposób wykonania ćwiczenia

1) zapoznać się z dostępną literaturą na ten temat,
2) omówić rodzaje tarcia,
3) uwzględnić wpływ cieczy na tarcie,
4) określić wpływ tarcia na eksploatację maszyn,
5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4
– literatura.

4.2.4 Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) podać definicję pracy mechanicznej?

2) przedstawić wzór na pracę?

3) scharakteryzować pracę włożoną i użyteczną?

4) podać definicję mocy?

5) przedstawić wzór na moc?

6) wyjaśnić różnicę pomiędzy mocą użyteczną, a włożoną?

7) zdefiniować sprawność?

8) określić wartości sprawności?

9) rozróżnić rodzaje tarcia występującego podczas eksploatacji maszyn

i urządzeń mechanicznych?

10) wskazać mechanizmy powodujące zużycie elementów maszyn?

11) scharakteryzować typowe okresy zużycia części maszyn w toku

pracy maszyny?

12) określić obniżenie sprawności mechanicznej maszyny i jej

wpływ na otoczenie?

13) wyjaśnić wpływ procesu docierania na trwałość maszyny?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Definicja maszyny, podział, klasyfikacja, normalizacja

i unifikacja części maszyn i zespołów

4.3.1. Materiał nauczania

Definicja maszyny

Maszyną nazywamy urządzenie zbudowane przez człowieka do wykonywania zjawisk

przyrodniczych w celu ułatwienia pracy fizycznej i umysłowej oraz zwiększenia jej
wydajności przez całkowite lub częściowe zastąpienie pracy fizycznej, wysiłku umysłowego
i funkcji fizjologicznych człowieka.

Podział i klasyfikacja maszyn

Maszyny możemy ogólnie podzielić na:

–

Maszyny energetyczne, które służą do przetwarzania jednego rodzaju energii w inny np.:
silniki, prądnice elektryczne, pompy.

–

Maszyny transportowe np.: samochody, lokomotywy, dźwignice

–

Maszyny technologiczne, które służą do wykonywania operacji związanych ze zmianą
kształtu obrabianych elementów oraz ze zmianą fizycznych właściwości i stanów
obrabianych elementów i materiałów np. tokarki, szlifierki, frezarki.

–

Maszyny kontrolne i sterujące np.: urządzenia do kontrolowania i sortowania
wytwarzanych elementów.

–

Maszyny logiczne np.: maszyny matematyczne

–

Maszyny manipulacyjne przeznaczone do częściowego lub całkowitego zastępowania
funkcji energetycznych, fizjologicznych i intelektualnych człowieka. Są to maszyny
nowej generacji przeważnie dla przemysłu nuklearnego i oceanograficznego.
Podstawową czynnością wykonywaną przez maszyny manipulacyjne jest manipulacja,
czyli tok czynności w przemysłowym procesie produkcji, polegających na uchwyceniu
określonego obiektu, zmieniania jego położenia, transportowania, pozycjonowania lub
orientacji tego obiektu względem przyjętej bazy, przygotowaniu obiektu do
wykonywania na nim lub za jego pomocą operacji technologicznych. Obecnie mają
zastosowanie roboty przemysłowe, które są automatycznie sterowane, programowane
przeznaczone do różnych zadań. Maszyny manipulacyjne i roboty największe
zastosowanie mają w przemyśle motoryzacyjnym. Stosuje się je wszędzie tam, gdzie
życie lub zdrowie ludzkie może być zagrożone. Robotyzacja pozwala na odciążenie
człowieka od wykonywania prac uciążliwych, monotonnych, a jednocześnie
wymagających dużej precyzji.

Podział części maszyn

Wszystkie maszyny i urządzenia zbudowane są z elementów konstrukcyjnych

z odpowiednim rozwiązaniem technologicznym. Znajomość zasad budowy i działania
elementów konstrukcyjnych jest potrzebna nie tylko do projektowania urządzeń, ale również
do ich prawidłowej obsługi i naprawy.

Większość powszechnie stosowanych części maszyn można podzielić na trzy zasadnicze

grupy:
–

części połączeń (rozłączonych i nierozłącznych),

–

łożyskowane (osie, wały i łożyska),

–

części napędów (przekładnie zębate, ciągnione, cierne oraz mechanizmy śrubowe,
dźwigniowe, krzywkowe, sprzęgła, hamulce).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Cechy użytkowe części maszyn

Konstruowanie części maszyn wymaga spełnienia różnorodnych wymagań technicznych,

konstrukcyjnych określane jako cechy użytkowe części maszyn. Podstawowe cechy
użytkowe, które powinny być uwzględnione w procesie konstruowania części maszyn są
podane w tabeli 1.

Tabela 1. Cechy użytkowe części maszyn

Cechy

Znaczenie użytkowe.

Wytrzymałość

Wytrzymałość mechaniczna, sztywność i trwałość konstrukcji

Materiałowe

Właściwości wytrzymałościowe łatwa obrabialność, odporność na korozję i inne
czynności zewnętrzne, odporność na zmiany temperatury w czasie pracy, łatwość nabycia,
stosowanie wąskiego asortymentu materiałów.

Technologiczne

Łatwość wykonywania, możliwość stosowania prostych procesów technologicznych
o małej pracochłonności.

Montażowe

Łatwość montażu i demontażu, napraw, wymiany uszkodzonych elementów, zamienność
części.

Eksploatacyjne

Niezawodność i bezpieczeństwo działania, łatwość obsługi, cicha praca, warunki
ergonomiczne.

Ekonomiczne

Niski koszt materiału, produkcji i eksploatacji.

Estetyczne

Prostota i estetyka kształtu, dostosowanie wykończenia powierzchni do warunków
użytkowania

Inne

Mały ciężar i wymiary, łatwość i bezpieczeństwo transportu.

Uwzględniając cechy użytkowe części maszyn podczas projektowania wpływa to
bezpośrednio na dobór procesów technologicznych, przebieg i koszty produkcji i eksploatacji
wytwarzanych maszyn. Normalizacja części maszyn ułatwia proces konstruowania ma
doniosłe znaczenie w produkcji przemysłowej.
Normalizacja części maszyn
Przez pojęcie normalizacji rozumie się opracowanie i wprowadzenie jednolitych zasad
wytwarzania, produkowania części maszyn opartych na normach. Normalizacja w technice
ma na celu uporządkowanie, uproszczenie i ujednolicenie:
– oznaczeń technicznych, rysunków i słownictwa.
– podstawowych wielkości stosowanych w budowie maszyn – wymiarów, tolerancji

i pasowań, oznaczeń,

– materiałów i ich gatunków,
– gotowych wyrobów i łączników,
– metod badawczych,
– warunków odbioru technicznego, konserwacji, transportu i magazynowania.

Stosowanie elementów znormalizowanych powoduje obniżenie kosztów wytwarzania,

eksploatacji maszyn i urządzeń ponieważ:
– elementy znormalizowane mogą być produkowane masowo wysoko wydajnymi

metodami,

– jest możliwe wprowadzenie zamienności części w szerokim zakresie, w procesach

montażowych i naprawczych,

– zostaje ułatwiona praca biur konstrukcyjnych, które nie projektują części normalnych,

a jedynie dobierają podając symbole w dokumentacji technicznej,

– zmniejsza się czas wykonywania dokumentacji i jej zawartość.

Wprowadzając w szerokim zakresie części znormalizowane zyskujemy dość znacznie na

obniżeniu kosztów produkcji. W tym zakresie są opracowane dokumenty techniczno -
prawne zwane normami określające właściwości materiałów, cechy wyrobów, parametry
techniczne. W zakresie normalizacji jest zorganizowana współpraca międzynarodowa,
opracowane projekty norm stają się międzynarodowymi. Normy są odpowiednio
posegregowane, ponumerowane, stale doskonalone, uzupełniane i aktualizowane. Przy
korzystaniu z norm należy sprawdzić ich aktualność.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Unifikacja i typizacja części maszyn.

Unifikacja jest wyrazem postępu w zakresie cywilizacji i polega na ujednoliceniu

elementów i zespołów stosowanych w podobnych rozwiązaniach konstrukcyjnych maszyn co
daje, możliwość ograniczenia liczby wyprodukowanych elementów i zespołów zwiększając
zakres zamienności. Można to zilustrować następująco: projektując nową maszynę
wykorzystano około 10% części stosowanych przed projektem. Projektując konstrukcję
kolejnych wersji można stopniowo dojść do 80% części powtarzalnych stosowanych we
wszystkich typach maszyn. Tak robią to firmy samochodowe, gdzie opracowanie
konstrukcyjne nowego pojazdu trwa bardzo krótko. Zwiększenie powtarzalności rozwiązań
konstrukcyjnych części maszyn dyktują względy ekonomiczne i wolny rynek.
Typizacja ma na celu działalność normalizacyjną, polegająca na ograniczeniu liczby
podstawowych wyrobów o zbliżonych własnościach i parametrach. Takim przykładem może
być wprowadzenie wymiarów normalnych uprzywilejowanych, co ogranicza liczby
stosowanych narzędzi i sprawdzianów.

4.3.2. Pytania sprawdzające

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

1. Co to jest maszyna?
2. Jakie rozróżniasz maszyny, ich podział?
3. Określ zadania maszyn manipulacyjnych?
4. Jaki znasz podział części maszyn?
5. Wymień cechy użytkowe części maszyn?
6. Jakie są zadania normalizacji części maszyn?
7. Co to jest unifikacja i typizacja części maszyn?

4.3.3. Ćwiczenia.

Ćwiczenie 1

Dokonaj podziału

maszyn

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś,

1) odszukać w literaturze informacje na ten temat,
2) zastanowić się jak dokonać podziału maszy,
3) wyjaśnić różnicę pomiędzy poszczególnymi maszynami,
4) dokonać podziału i klasyfikacji maszyn,
5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy

– długopis, ołówek, papier A4,
– literatura.

Ćwiczenie 2

Dokonaj podziału części maszyn.

Sposób wykonania ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś

1) odszukać w literaturze informacje na ten temat,
2) scharakteryzować połączenia,
3) przedstawić powyższe w formie opisowej,
4) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– katalogi części maszyn,
– literatura.

Ćwiczenie 3

Określ główne zadanie normalizacji, typizacji i unifikacji części maszyn.

Sposób wykonywania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą na ten temat,
2) określić zadania normalizacji,
3) sformułować – typizację i unifikację,
4) przedstawić powyższe w formie opisowej,
5) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska:

– długopis, ołówek, papier A4,
– literatura.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) podać definicję maszyny?

2)określić rolę maszyny w życiu człowieka?

3) dokonać podziału maszyn?

4)podać przykłady maszyn, które mają zastosowanie w obróbce drewna?

5) dokonać podziału części maszyn?

6) określić cechy użytkowe części maszyn?

7) określić zadania normalizacji?

8) określić związek unifikacji z zamiennością części?

9) podać przykłady typizacji części maszyn?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Dobór materiału na części maszyn

4.4.1. Materiał nauczania

Zasady doboru materiałów

Dobór odpowiedniego materiału na części maszyn jest podstawowym etapem procesu

konstrukcyjnego. Aby dobrać najbardziej odpowiedni materiał należy porównać warunki
pracy projektowanego elementu z własnościami różnych materiałów i wybrać materiał
najkorzystniejszy. Materiały na ogół nie spełniają wszystkich wymogów, bo materiał
o korzystnych własnościach wytrzymałościowych może być niekorzystny ze względów
technologicznych lub ekonomicznych. Konstruktor powinien uwzględnić wytrzymałość
zmęczeniowo – kształtową, naprężenia dopuszczalne i szereg innych czynników
decydujących o wytrzymałości materiału, a mianowicie:
– czynniki konstrukcyjne (kształt, wymiary, rodzaj materiału),
– czynniki technologiczne (rodzaj obróbki, stan warstwy powierzchniowej, ulepszanie

powierzchni, różne zabiegi technologiczne),

– czynniki eksploatacyjne (częstotliwość zmian obciążeń, zmienność temperatury części

w czasie pracy, zakres i przebieg pracy),

– czynniki ergonomiczne (bezpieczeństwo, łatwość obsługi, dostosowanie do wymagań

fizjologicznych obsługujących maszynę).

W celu spełnienia wymagań określających warunki pracy części maszyn należy stosować

materiały aby zapewnić lekką konstrukcję, w pełni wykorzystać ich własności i zastosować
minimalny koszt wytwarzania procesów technologicznych. Przy projektowaniu kształtu
części maszyn należy kierować się założeniami technologicznymi z uwzględnieniem cech
użytkowych maszyny, urządzenia. Kształtowanie części maszyn nie powinno wymagać zbyt
skomplikowanych i drogich metod obróbki. Obecnie na części maszyn stosuje się materiały
metalowe, stopy metali nieżelaznych i tworzywa sztuczne.
Najbardziej rozpowszechnionym materiałem są stale konstrukcyjne węglowe zwykłej jakości,
wyższej jakości i stale stopowe, żeliwa, tworzywa sztuczne.

Kształtowanie części maszyn

Wytwarzanie części ze stali następuje poprzez tłoczenie przedmiotów wykonanych

z cienkich blach lub drutu. Do podstawowych procesów tłoczenia zalicza się: wykrawanie,
gięcie, ciągnienie. Części tłoczone wykonuje się na specjalnych tłocznikach, ich kształt
zależy od technologii wykonania. Blachy stalowe powinny posiadać dużą tłoczność , aby nie
było pęknięć.

Rys. 11. Przykłady części tłoczonych [4, s.35]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Projektując części maszyn, które będą podlegały obróbce skrawaniem należy dążyć do

najtańszych metod obróbki poprzez przestrzeganie następujących zasad:
– stosowanie półfabrykatów o kształtach możliwie zbliżonych do kształtu gotowego

wyrobu,

– unikania kształtów wymagających długiego czasu obróbki i marnotrawstwa materiału,
– umożliwienie obróbki kilku powierzchni z jednego zamocowania i jednym narzędziem,
– unikanie wierceń w ściankach ukośnych.

Rys. 12 Przykłady części obrabianych skrawaniem. [4, s.37]

Kształtowanie przez odkuwanie stosuje się w produkcji seryjnej. Odkuwki o kształtach

skomplikowanych wymagają specjalnych matryc, proces kształtowania jest drogi. Kształt
odkuwki powinien zapewniać łatwość wyjmowania z matryc, zapewniając identyczny kształt
wykonanych części. Na odkuwki stosuje się przeważnie stal.

Rys. 13 Przykłady odkuwek [4, s.35]

Konstrukcje spawane stosuje się przeważnie w produkcji jednostkowej i małoseryjnej.

Spawanie umożliwia wykonywanie przedmiotów o skomplikowanych kształtach, których
wytworzenie metodą odlewania lub kucia jest nieopłacalne. Przy projektowaniu spawanych
części maszyn należy dążyć do wykorzystania blach, prętów, rur i kształtowników. Części
należy tak projektować, aby uniknąć długich spoin ze względu na naprężenia spawalnicze.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Popularnym materiałem używanym do produkcji części maszyn jest żeliwo. Przy

ustaleniu kształtu części odlewanych należy przestrzegać zasad, aby uniknąć wad
odlewniczych jak: pęknięć, pęcherzy, naprężeń wewnętrznych. Przy poprawnym
kształtowaniu odlewu należy stosować odpowiednie grubości ścianek, unikać nagłych zmian
grubości, zapewnić łatwość wyjmowania materiału z formy, dążyć do projektowania
odlewów bezrdzeniowych. Żeliwo jest materiałem o dobrych właściwościach odlewczych,
odpornym na ścieranie, tłumi drgania, ale ma stosunkowo niską wytrzymałością na
rozciąganie i zginanie. Staliwo czyli stal laną stosuje się na odlewy o skomplikowanych
kształtach gdzie wymagana jest duża wytrzymałość.

Spośród stopów metali nieżelaznych stosuje się najczęściej: stopy miedzi i aluminium.

Stopy miedzi charakteryzują się odpornością na korozję, ścieranie, dobrymi właściwościami
wytrzymałościowymi, można je odlewać, przerabiać plastycznie, skrawać. Stopy miedzi są
stosowane na łożyska ślizgowe, armaturę hydrauliczną i gazową. Stopy aluminium stosowane
na

elementy

maszyn,

gdzie

wymagane

jest

zmniejszenie

ciężaru

odlewy

o skomplikowanych kształtach, elementy konstrukcji lotniczych, pojazdów mechanicznych.

Rozwój produkcji tworzyw sztucznych, uzyskiwanie tworzyw o dobrych własnościach

wytrzymałościowych spowodował, że są stosowane coraz częściej na części maszyn.

Z tworzyw wykonuje się w zasadzie mniej odpowiedzialne części, bez obróbki na

gotowo, prasując pod odpowiednim ciśnieniem i w odpowiedniej temperaturze. Stosuje się
tworzywa termoutwardzalne i termoplastyczne, stosowane przeważnie na tulejki łożyskowe,
koła zębate, uchwyty narzędzi.

4.4.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie czynniki decydują o wyborze materiału na części maszyn?
2. Jakie znasz materiały stosowane na elementy maszyn?
3. Jakie elementy maszyn wykonuje się metodą tłoczenia?
4. Jakie znasz przykłady części obrabianych metodą skrawania?
5. Jakie tworzywa sztuczne mają zastosowanie w produkcji części maszyn?
6. Jaka jest różnica pomiędzy odlewem, a odkuwką.
7. Jakie znasz właściwości stopów metali nieżelaznych?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ wymagania jakościowe poznanych materiałów przeznaczonych na części maszyn.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać informacje w literaturze na temat wymagań jakościowych materiałów, których

używa się na elementy maszyn,

2) określić rodzaje materiałów,
3) scharakteryzować poszczególne materiały,
4) określić technologie wykonania części ze wskazanych materiałów,
5) powyższe przedstawić w formie opisowej,
6) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, papier A4
– katalogi stopów żelaza i metali kolorowych
– literatura.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz

Tak

Nie

1) określić zasady doboru materiałów na części?

2) wymienić podstawowe materiały używane na elementy maszyn?

3) scharakteryzować przeznaczenie poszczególnych materiałów?

4) wyjaśnić technologię wykonania części z dobranych materiałów?

5) wyjaśnić różnicę między odlewem a odkuwką?

6) określić własności stopów metali nieżelaznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Połączenia rozłączne i nierozłączne

4.5.1. Materiał nauczania

Charakterystyka połączeń nierozłącznych

Nitowanie jest procesem technologicznym, w którego wyniku uzyskuje się połączenie

nierozłączne, pośrednie. Łączenie następuje za pomocą pojedynczego nita lub kilku.
W łączonych elementach wierci się otwory lub przebija, wkłada się nity i przy pomocy
odpowiednich narzędzi najczęściej młotka, wspornika i zakuwnika wykonuje się zakuwkę.
W zależności od średnicy nitów zamykanie nitów odbywa się na zimno lub na gorąco. Na
gorąco nity muszą być podgrzane do temperatury powyżej 700˚C, średnica trzonu nita d ≥ 10
mm, natomiast na zimno nity o średnicy d ≤ 8mm. Przyjmuje się średnicę otworu pod nit na
gorąco d

= d + 1mm, przy nitowaniu na zimno d

= d + (0,1 ÷ 0.2) mm. Nitowanie jest

procesem technologicznym pracochłonnym, obecnie zastępowane jest innymi technologiami.

Rys. 14. Wykonanie połączenia nitowego: a) zamykanie nitu, b) połączenie nitowe.

1- części łączone, 2 – nit, 3 – wspornik, 4 – zakuwnik. [4, s.43]

Rodzaje połączeń nitowych.

W zależności od zastosowania połączenia rozróżniamy połączenia: mocne przy

obciążeniach dużymi siłami, szczelne stosowane w zbiornikach niskociśnieniowych, mocno –
szczelne zbiorniki wysokociśnieniowe, nieznacznie obciążone stosowane w drobnych
konstrukcjach.
Rodzaje i wymiary nitów

Rozróżnia się nity pełne i drążone, zalecane średnice nitów czyli znormalizowane

wynoszą 2; 2,5; 3; 4;5;6;8;10;12;16;20;24;30;36.
Długość nitów ustala się na podstawie zależności
L = L1 + L0
W której: L1 – łączna grubość łączonych części
L0 – naddatek na utworzenie zakuwki orientacyjnie przyjmuje się (1,3 ÷ 1,8)d
Dobór materiału na nity. Do łączenia elementów metalowych powinno się stosować nity
z tego samego lub zbliżonego gatunku metalu co części łączone. Do łączenia elementów
stalowych stosuje się nity ze stali St2N, St3N, poza tymi nitami stosuje się nity specjalne.
Charakterystyka i zastosowanie połączeń spawanych.

Połączenia spawane należą do połączeń nierozłącznych, bezpośrednich, powstają

w wyniku nadtopienia brzegów łączonych części i wprowadzenia spoiwa w miejsce łączenia.
Materiały po ostygnięciu tworzą spoinę wiążącą części w jedna całość. Spoiwem jest drut
spawalniczy lub elektrody. Prawidłowe wykonanie spoiny polega na tym aby w wyniku

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

kohezji (spójności międzycząsteczkowej) nastąpiło zmieszanie stopionych materiałów na
głębokość 1,5 ÷ 3mm.

Do spawania potrzebne jest źródło ciepła o dużym natężeniu umożliwiające uzyskanie

wysokiej temperatury niezbędnej do szybkiego stopienia metalu.

W zależności od źródła ciepła rozróżniamy spawanie

–

gazowe, stosowane do łączenia cienkich blach

–

łukowe w tej metodzie źródłem ciepła jest łuk elektryczny ok. 4000˚C powstający
między elektrodą i łączonym elementem.

Nowsze metody spawania to; spawanie atomowe, plazmowe, elektronowe, laserowe.

Spawane konstrukcje maszyn są najbardziej popularne wśród połączeń nierozłącznych, są
tanie proste i oszczędne w porównaniu do innych rozwiązań konstrukcyjnych. Połączenia
spawane są wykonywane o dużych gabarytach, niemożliwe to jest przez odlewanie lub kucie.
Konstrukcje spawane wypierają nitowe, a nawet odlewane korpusy obrabiarek.

Rys. 15. Rodzaje szwów i połączeń spawanych: a,b,c) połączenia czołowe, d – h) połączenia pachwinowe;
rodzaje szwów:1 – poprzeczny, 2 – skośny 3 – wzdłużny, 4 – przerywany, 5 – częściowo przestawny [4, s.63]

Technologiczność konstrukcji elementów spawanych

Projektowanie elementów spawanych wymaga uwzględnienia wielu różnych czynników

decydujących o prawidłowości konstrukcji, a mianowicie:
– dobór odpowiednich materiałów
– odpowiednie ukształtowanie i rozmieszczenie spoin, zapobiegające odkształcaniu

i naprężeniom spawalniczym.

– ustalenie takich kształtów konstrukcji aby w miarę możliwości stosować gotowe pręty

i kształtowniki bez dodatkowej obróbki:

Spawalność metali i ich stopów

Spawalnością nazywa się zespół cech materiałowych dzięki którym można uzyskać

spoiny o dobrych właściwościach. Obecnie spawa się wszystkie metale i ich stopy, niektóre
spawa się trudno.
Odkształcenia i wady spawalnicze.
Odkształcenia spawalnicze wywołują skurcze spoin podczas stygnięcia elementów
odkształcają się poprzez wyginanie i skręcenie, a nawet mogą powstać pęknięcia spoin.
Są one wynikiem naprężeń spawalniczych na skutek różnego rozkładu temperatury.
Aby uniknąć odkształceń i naprężeń spawalniczych należy:
– w miarę możliwości stosować połączenia czołowe,
– stosować symetryczne rozmieszczenie spoin,
– unikać krzyżowania spoin,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

– unikać zbyt długich ciągłych szwów,
– ograniczyć liczbę i wymiary spoin do niezbędnego minimum wg obliczeń

wytrzymałościowych,

– nie umieszczać spoin w pobliżu miejsc, gdzie występują spiętrzenia naprężeń (otwory,

zmienne przekroje).

Charakterystyka połączeń zgrzewanych

Zgrzewanie metali polega na powstaniu na powierzchni styku łączonych elementów

wspólnych ziaren, które są wynikiem dyfuzji i rekrystalizacji.
Proces zgrzewania zależy głównie od ciśnienia, temperatury i czasu trwania procesu
(powierzchnie styku przechodzą w stan plastyczny i następnie są dociskane).
Rozróżniamy zgrzewanie:
– gazowe,
– elektryczne (iskrowe, oporowe),
– termitowe (spawanie mieszaniny tlenków metali i sproszkowanego aluminium),
– tarciowe (ciepło wytwarza się przez tarcie powierzchni styku i docisku).

Rodzaje połączeń zgrzewanych (czołowe, punktowe, liniowe, garbowe).

Rys.16. Przykłady zastosowania zgrzein. Zgrzewanie czołowe a) - noże tokarskie, b) – wiertło do wykonywania
głębokich otworów. Zgrzewanie punktowe c,d,e) – łączenie cienkich blach, f,g,h) – łączenie blach z grubymi
elementami. [4, s.63]

Połączenia lutowane

Lutowanie polega na łączeniu metali, pozostających w stanie stałym, za pomocą

roztopionego spoiwa zwanego lutem. Luty mają niższą temperaturę topnienia niż łączone
elementy. Rozróżnia się luty miękkie o temperaturze topnienia 300˚C i luty twarde powyżej
550˚C. Roztopiony lut łączy się z materiałem łączonym dzięki zjawisku kohezji (spójności
międzycząsteczkowej) i nieznacznemu dyfundowaniu (przenikaniu) w głąb materiału
rodzimego. Powierzchnie łączone należy dobrze oczyścić i odtłuścić. Przy lutowaniu stosuje
się topniki kalafonię przy lutowaniu miękkim i boraks przy lutowaniu twardym powyżej
500˚C. Lutowanie miękkie wykonuje się lutownicami, palnikami, gazowymi lub przez

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zanurzenie części w roztopionym lucie. Przy lutowaniu twardym łączone elementy można
podgrzać palnikami gazowymi, prądem elektrycznym lub piecach.
Zastosowanie połączeń lutowych.

Za pomocą lutowania można łączyć prawie wszystkie metale w różnych kombinacjach,

elementy metalowe z ceramicznymi. Lutowanie miękkie przeważnie stosuje się
w elektromechanice, lutowanie twarde do łączenia blach, mechanizmów, elementów narzędzi
skrawających. Proces lutowania jest stosunkowo łatwy nie wymaga specjalnego szkolenia.
Rodzaje lutów.
Luty dzielą się na miękkie, stopy cyny, antymonu i ołowiu o temperaturze 180 ÷ 300˚C, luty
twarde stopy miedzi z cynkiem o temperaturze topnienia 500 ÷ 875˚C. Luty srebrne stopy
srebra, miedzi i cynku stosowane przy wyrobach precyzyjnych.
Połączenia klejowe

Klejenie jest nowoczesną metodą łączenia elementów maszyn.

Proces klejenia metali polega na:

– oczyszczeniu powierzchni metodami chemicznymi lub mechanicznymi,
– dokładnym nałożeniu warstwy kleju grubości około 0,1 mm na powierzchnie klejone,
– utwardzeniu skleiny w odpowiedniej temperaturze i przy zachowaniu właściwego

nacisku.

Sposób przygotowania powierzchni do klejenia zależy od rodzaju materiału, natomiast

przebieg procesu klejenia od rodzaju kleju.
Klejenie umożliwia łączenie prawie wszystkich materiałów, metali z metalami i niemetalami,
drewnem, gumą, tworzywami sztucznymi, szkłem. W niektórych przypadkach klejenie jest
praktycznie jedynym sposobem połączenia np. łączenie bardzo cienkich elementów, lub przy
łączeniu elementów o bardzo dużej różnicy grubości.

Zalety połączeń klejonych:

– wykorzystanie pełnej wytrzymałości materiałów łączonych, ponieważ warstwa kleju nie

wywołuje naprężeń i nie osłabia części łączonych,

– uzyskanie zestawu elementów o nienaruszonej powierzchni,
– równomierne rozłożenie naprężeń na całej powierzchni złącza,
– odporność połączeń na korozję, zdolność tłumienia drgań.
Ponadto klej może uszczelnić złącze, odgrywając rolę uszczelki.

Wady połączeń klejowych:

– możliwość rozwarstwienia połączenia pod wpływem obciążeń,
– mała odporność klejów na zmiany temperatury,
– większość klejów ma długi czas utwardzania,
– spadek wytrzymałości połączenia z upływem czasu, klej się starzeje

Do ważniejszych rodzajów klejów stosowanych w budowie maszyn zaliczamy kleje

fenolowe, epoksydowe, butapren, winylowe.
Przy wyborze klejenia, jako metody łączenia należy konkretnie przeanalizować jej zalety
i wady, a następnie opracować właściwą technologię klejenia w zależności od warunków
pracy połączenia.
Połączenie wciskowe

Połączenie wciskowe powstaje w wyniku montażu o większym wymiarze zewnętrznym

czopa wałka z częścią obejmującą oprawą o mniejszym wymiarze wewnętrznym.

Charakteryzuje się to odpowiednim wciskiem, czyli dodatnią różnicą wymiarów średnicy

wałka i otworu w oprawie przed ich połączeniem. Przy montażu połączenia w obu częściach
powstają odkształcenia sprężyste wywołujące docisk na powierzchni styku, dzięki temu
możliwe jest przenoszenie obciążeń przez to połączenie.
Połączenia wciskowe należą do połączeń spoczynkowych bezpośrednich lub pośrednich

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W = d

– D

W- wcisk, d

– średnica wałka, D

- średnica otworu

Zalety połączeń wciskowych:
– dokładna współosiowość łączonych elementów,
– proste i tanie wykonanie, sam proces łączenia,
– duża obciążalność połączeń,
– brak dodatkowych elementów w połączeniach bezpośrednich.

Wady połączeń wciskowych:

– znaczne naprężenia montażowe, grożące zniszczeniem części, zwłaszcza materiałów

kruchych,

– trudność uzyskania żądanego wcisku,
– konieczność stosowania dodatkowych zabezpieczeń przy występowaniu obciążeń

o nieustalonej wielkości.

Rys. 17. Połączenie wciskowe a) bezpośrednie, b) pośrednie [4, s.80]

Charakterystyka połączeń rozłącznych (kształtowych)

W połączeniach kształtowych łączenie elementów, ustalanie wzajemnego ich położenia

uzyskuje się przez odpowiednie ukształtowanie ich powierzchni w połączeniach
bezpośrednich lub zastosowanie łączników w połączeniach pośrednich.
Rozróżnia się połączenia kształtowe: wpustowe, wielowpustowe, kołkowe, sworzniowe,
klinowe itp.

Rys.18. Połączenia kształtowe: a) wpustowe, b) wielowypustowe, c) kołkowe, d) sworzniowe [4, s.89]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zadaniem połączeń kształtowych jest przenoszenie obciążeń (siły wzdłużnej, momentu

skręcającego) działających na łącznik. Łączniki mogą spełniać dodatkowe zadanie,
w zależności od rodzaju połączenia, np. kasować luzy, współosiować części pracujące,
przesuwać elementy względem siebie, zapewniają powtarzalność położenia łączonych
elementów przy wielokrotnym montażu i demontażu. Przy pracy połączeń wpustowych
(przesuwanie momentu obrotowego) występują naciski na boczne powierzchnie wpustów
i osadza się je ciasno, natomiast w położeniach przesuwnych zapewnia się swobodne
przesuwanie kół wzdłuż wału. W połączeniach wpustowych z reguły stosuje się jeden wpust.

Połączenia wielowypustowe należą do najczęściej stosowanych w budowie maszyn,

umożliwiają uzyskanie bardzo dokładnego osiowania, stosowanie większych obciążeń,
zmniejszania oporów tarcia przy przesuwaniu elementów pracujących. Połączenia
sworzniowe i kołkowe stosuje się w połączeniach części maszyn gdzie wymagane jest
ustalenia jednej części względem drugiej, takie zadania mają połączenia kołkowe. Połączenia
sworzniowe są stosowane w połączeniach ruchowych przede wszystkim wahliwych,
przegubowych, np. do łączenia tłoków z korbowodami w silnikach, pompach, ogniw
w łańcuchach sworzniowych Sworznie mogą być pasowane ciasno w obu częściach
łączonych lub w jednej ciasno a w drugiej luźno. Połączenia klinowe należą do połączeń
pośrednich rozłączonych, łącznikiem jest klin. Dzielą się na poprzeczne, w których oś klina
jest prostopadła do osi części łączonych oraz wzdłużne o osiach równoległych. Aby klin nie
wypadł w czasie pracy musi być spełniony warunek samohamowności. Klin musi posiadać
odpowiednie pochylenie. Kliny, kołki i sworznie na ogół dobiera się z tabel przy zachowaniu
warunków wytrzymałościowych.
Charakterystyka i kwalifikacja połączeń gwintowych

Połączenia gwintowe są połączeniami kształtowymi rozłącznymi, elementem połączenia

jest łącznik przeważnie śruba z nakrętką. Mogą występować jako pośrednie i bezpośrednie
jako mechanizmy śrubowe (śruby pociągowe).

Rys. 19. Połączenia gwintowe: a) b) pośrednie, c) bezpośrednie , d)schemat mechanizmu śrubowego [4, s.110]

W połączeniach pośrednich części maszyn łączy się za pomocą łącznika, w połączeniach

bezposrednich gwint jest wykonany na łączonych elementach. Gwinty są stosowane
w mechanizmach śrubowych, które służą do zamiany ruchu obrotowego na postępowo –
zwrotny do celów napędowych, przesuwu stołu lub suportu w obrabiarkach do metali
i drewna.
Podstawowe parametry gwintu, linia śrubowa

Podstawowym pojęciem jest linia śrubowa. Powstawanie linii śrubowej można sobie

wyobrazić jako nawijanie na walec linii prostej, stanowiącej przeciwprostokątną trójkąta.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.20. Powstawanie linii śrubowej [4, s.110]

Określając A

, A

, jako podziałkę danej linii śrubowej P oraz kąt

γ jako wznios linii

śrubowej, otrzymuje się zależność.

γ =

⋅

Rozróżnia się linię śrubową prawą i lewą. Gwint powstaje przez wycięcie bruzd

(rowków) o określonym kształcie wzdłuż linii śrubowej. Występy i bruzdy obserwowane
w płaszczyźnie przechodzącej przez oś gwintu tworzą zarys gwintu. W zależności od zarysu
rozróżnia się gwinty: trójkątne, trapezowe, prostokątne i okrągłe.
Do gwintów powszechnie stosowanych należą gwinty trójkątne: metryczne i rurowe,
walcowe oraz trapezowe symetryczne i niesymetryczne. Podział na lewe i prawe wynika
z definicji linii śrubowej. Powszechnie stosuje się gwinty prawe, niekiedy zachodzi
konieczność zastosowania w elemencie jednego i drugiego gwintu np. nakrętki rzymskie. Do
znormalizowanych łączników gwintowych należą śruby, wkręty i nakrętki, odpowiednio
oznaczone, np.
M 12 x 1,25 x 70. (St 3) gwint metryczny M 12, skok 1,25, długość śruby 70mm. materiał
stal.

Uzupełnieniem łączników są podkładki; które są znormalizowane i używane

w zależności od przeznaczenia np. podkładki sprężyste stosuje się w celu zabezpieczenia
przed samoodkręcaniem się nakrętek. Przyczyną zniszczenia połączenia gwintowego może
być nadmierne obciążenie lub wadliwe wykonanie gwintu, a w mechanizmach śrubowych
gwint ulega zużyciu wskutek ścierania. Należy dobierać łączniki gwintowe, które gwarantują
odpowiednią wytrzymałość, a w niektórych mechanizmach połączenie śrubowe musi być
samohamowne np. podnośniki śrubowe oraz musi być spełniony warunek bezpieczeństwa.
Zasadniczym elementem mechanizmu śrubowego jest zespół śruba – nakrętka, służący do
zamiany ruchu obrotowego na postępowy lub postępowo-zwrotny. W mechanizmach tych
dobiera się odpowiedni gwint, materiał ma śrubę i nakrętkę, wymiary z warunków
konstrukcyjnych i wytrzymałościowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie połączenia uzyskuje się poprzez proces nitowania?
2. Jak wykonasz połączenie nitowe?
3. Jakie rozróżniasz rodzaje nitowane?
4. Jakie znasz rodzaje nitów?
5. Jakie znasz rodzaje spawania w zależności od źródła ciepła?
6. Jak wykonasz spawanie?
7. Co nazywamy spawalnością metali i ich stopów?
8. Jakie warunki należy uwzględnić przy projektowaniu konstrukcji spawanych?
9. Jakie znasz rodzaje lutów?
10. Jakie znasz zalety i wady procesu klejenia?
11. Wymień rodzaje połączeń nierozłącznych stosowanych w budowie maszyn, (które są

najczęściej stosowane i dlaczego)?

12. Określ zadania połączeń kształtowych?
13. Jakie znasz przeznaczenie połączeń gwintowych w budowie maszyn?
14. Określ zasadę powstawania linii śrubowej?

15. Jakie rozróżniasz zarysy gwintów?
16. Jakie znasz łączniki gwintowe?
17. Jakie znasz przyczyny zniszczenia połączenia gwintowego?
18. Czym charakteryzuje się gwint samohamowny?
19. W których elementach części maszyn mają zastosowanie mechanizmy śrubowe?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Podaj przykłady zastosowania połączeń klejowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać informacje w literaturze na ten temat,
2) scharakteryzować proces klejenia,
3) określić technologię wykonania połączenia klejowego na przykładach,
4) określić zalety połączeń klejowych,
5) określić wady połączeń klejowych,
6) dokonać to w formie opisowej,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4
– katalogi części maszyn klejonych,
– literatura.

Ćwiczenie 2.

Dokonać charakterystyki przeznaczenia połączeń wielowypustowych i wpustowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać informacje na ten temat w literaturze,
2) scharakteryzować połączenia wielowypustowe,
3) scharakteryzować połączenia wpustowe,
4) określić różnicę pomiędzy połączeniami wielowypustowymi, a wpustowymi,
5) określić charakter i zadania tych połączeń,
6) przedstawić przykłady zastosowania połączeń w maszynach i urządzeniach,
7) przedstawić powyższe w formie pisemnej,
8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4
– katalog połączeń wpustowych i wielowypustowych,
– literatura.

Ćwiczenie 3.

Scharakteryzuj podstawowe pojęcia związane z powstawaniem linii śrubowej (przedstaw

to w formie rysunkowej i opisowej).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać informacje w literaturze na ten temat,
2) przedstawić rysunek powstania linii śrubowej,
3) opisać zakres powstania linii śrubowej,
4) wyjaśnić zależność ze wzoru,

γ =

⋅

5) określić rodzaje linii śrubowych z podanych definicji,
6) opisać technikę powstania zarysu gwintu,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– ołówek, długopis, linijka, papierA4,
– wzorce gwintów,
– literatura.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.4. Sprawdzian postępów.

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) określić technologię powstania połączenia nitowego ?

2) określić rodzaje nitów ich zastosowanie ?

3) wymień elementy maszyn wykonane technologią nitowania ?

4) scharakteryzować rodzaje spawania ?

5) wymienić źródła ciepła używane w procesie spawania ?

6) zdefiniować spawalność metali i ich stopów ?

7) wymienić wady i zalety połączeń spawanych ?

8) wskazać zakres stosowania techniki zgrzewania w elementach maszyn?

9) scharakteryzować proces zgrzewania ?

10) scharakteryzować technologię i zastosowanie lutowania?

11) wymienić podstawowe zalety i wady połączeń klejowych ?

12) określić rodzaje klejów stosowanych do klejenia metali ?

13) wyjaśnić proces powstania połączeń wpustowych, rodzaje wpustów ? ¨

14) wymienić rodzaje połączeń wielowpustowych, zadania ?

15) określić zadania połączeń kształtowych ?

16) przedstawić charakterystykę i klasyfikację połączeń gwintowych ?

17) określić zadania mechanizmów śrubowych ich zastosowanie ?

18) rozróżnić zarysy gwintów ?

19) wymienić rodzaje łączników gwintowych ?

20) określić zasadę powstania linii śrubowej ?

21) scharakteryzować gwint samohamowny ?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6. Osie, wały, czopy i łożyska.

4.6.1. Materiał nauczania

Charakterystyka osi i wałów.

Osią lub wałem nazywa się element maszyny podparty w łożyskach, podtrzymujący

osadzone na nich części, które wykonują przeważnie ruch obrotowy. Głównym zadaniem
wału jest przenoszenie momentu obrotowego, a więc wykonuje zawsze ruch obrotowy.
Narażony jest na zginanie i skręcanie. Odstępstwem od tego jest wał napędowy Cardana,
który narażony jest tylko na skręcenie. Ze względu na to, że oś nie przenosi momentu
obrotowego narażona jest na zginanie. Osie i wały sztywne są to pręty przeważnie o przekroju
okrągłym, osie z reguły proste, natomiast wały mogą być proste lub wykorbione.
W niektórych urządzeniach stosuje się wały giętkie. Ponadto rozróżnia się wały dwu
i wielopodporowe w zależności od liczby łożysk, bardzo rzadko stosowane są
jednopodporowe. W zależności od pełnionych funkcji wały mogą być pełne i drążone,
średnice zmieniające się schodkowo narastająco od środka wału, przeważnie gdy korpus
maszyny jest dzielony.

Rys 21. Rodzaje osi i wałów; a) wał gładki, b),c) wały schodkowe, d)wał wykorbiony c) oś nieruchoma [4, s. 187]

Czopami nazywamy odcinki osi lub wału, których powierzchnie stykają się ze

współpracującymi elementami; łożyskami, kołami i przesuwanymi częściami w zależności od
rodzaju obrabiarki, urządzenia. Rozróżnia się czopy ruchowe i spoczynkowe wzdłużne
i poprzeczne.

Czopy ruchowe, współpracują z panewkami łożysk ślizgowych, z kołami przesuwanymi

lub obracającymi się wraz z nimi. Kształty czopów ustala się w zależności od działających
reakcji i wymagań konstrukcyjno- technologicznych .

Czopy wymagają dokładnej obróbki, średnice należy dobierać według obowiązujących

norm.
Dobór materiałów na wały i osie zależy od ich przeznaczenia, wymaganej sztywności
i wytrzymałości. Najczęściej osie i wały wykonuje się ze stali węglowej (St 4- St 6) i ze stali
do ulepszenia cieplnego w przypadkach, gdy bardziej istotna jest twardość powierzchni niż
wytrzymałość rdzenia wału. Odlewanie wałów ze stali lub żeliwa stosuje się przeważnie dla
wałów wykorbionych.

Obciążenia osi i wałów

Obliczenia wytrzymałościowe osi i wałów mają na celu wyznaczenie wszystkich sił

momentów działających na oś lub wał.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przeważnie rozróżnia się obciążenia:

– zmienne co do wartości i kierunku naprężenia,
– obciążenia sił zmieniające swoje położenie (siły odśrodkowe),
– obciążenia stałe, statyczne (naprężenia stałe).

W praktyce stosuje się wstępne obliczenia wałów, uwzględniając wartość siły

obwodowej F wyznaczonej ze wzoru na moment obrotowy

M= F ·

Moment obrotowy oblicza się z zależności

M =

P – moc w [W], ω – w [radianach/s]
Moment wyrażony jest w [Nm]

Moc P podstawiamy w kW, ω =

⋅

n – obr./min

M =

1000

⋅

≈

9550

Łożyska

W celu zapewnienia prawidłowej pracy części maszyn poruszających się ruchem

obrotowym i zachowanie stałego położenia ich względem korpusu maszyny stosuje się
łożyska. Łożyska powinny spełniać określone zadania – zapewnić ruch obrotowy wału i stałe
jego położenie, przenosić obciążenia, charakteryzować się małymi oporami ruchu, stabilną
pracą, niezawodnością działania, odpornością na zużycie czyli trwałością, oraz zapewnić
wymogi konstrukcyjno technologiczne.

Łożyska dzieli się na ślizgowe i toczne. W łożyskach ślizgowych czop wału ślizga się

(obraca) w panewce. W łożyskach tocznych między współpracującymi powierzchniami czopa
i łożyska występują elementy toczne (kulki, wałeczki, igiełki). Jedne i drugie łożyska
posiadają zalety i wady.

Łożyska ślizgowe na ogół stosuje się:

– przy przenoszeniu bardzo dużych obciążeń,
– gdy zachodzi konieczność zastosowania łożysk o dużych średnicach powyżej 1metra,
– przy obciążeniach udarowych, gdy konieczne jest tłumienie drgań wału,
– przy dużych prędkościach obrotowych i możliwości uzyskania tarcia płynnego

(smarowania),

– gdy wymagana jest cienkobieżność łożyska, stosowania panwi dzielonych,
– przy drobnych konstrukcjach o małych obciążeniach (urządzenia precyzyjne).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 22. Schematy łożysk ślizgowych: a) poprzecznego, b)wzdłużnego [4, s.209]

Wybór rodzaju łożysk może być uzależniony od innych czynników: warunków pracy,

konstrukcji wału, sposobu smarowania i możliwości doprowadzenia smaru do łożyska, od
względów technologicznych związanych z naprawą i wymianą łożysk.

Charakterystyka łożysk ślizgowych w zależności od obciążeń:

– poprzeczne przejmujące obciążenia prostopadłe do osi obrotu wału,
– wzdłużne obciążone siłami działającymi z kierunkiem osi obrotu wału,
– poprzeczno – wzdłużne

W zależności od sposobu podawania smaru rozróżnia się łożyska hydrostatyczne

i hydrodynamiczne. (co będzie omówione w następnej jednostce modułowej).

Materiały na panwie

Praca łożyska ślizgowego zależy od własności materiałów czopa i panewki. Przeważnie

czopy wałów wykonane są ze stali, to dla nich najkorzystniejszym materiałem będą materiały
łożyskowe, stopy. Od materiałów łożyskowych wymaga się wysokiej wytrzymałości
mechanicznej na obciążenia statyczne i dynamiczne, odporność na zatarcie, odporności
cieplnej, dobrego przewodzenia ciepła, dobrej odkształcalności, dobrej obrabialności i niskiej
ceny. W praktyce pomimo , że istnieje bardzo wiele materiałów łożyskowych żaden z nich nie
spełnia wszystkich wymagań. Przy doborze materiałów łożyskowych należy kierować się
tymi cechami, które są najbardziej istotne dla pracy określonego łożyska.

Najczęściej stosowane stopy łożyskowe:

– stopy cynowe o składzie: 89%Sn,8% Sb,3%Cu,
– stopy ołowiowe o składzie:16% Sb,2%Cu,16%Su,reszta Pb.

Do materiałów często stosowanych należą brązy odlewnicze cynowe i ołowiowe o dużej

twardości i wytrzymałości. Do celów specjalnych stosuje się panewki wielowarstwowe, np.
stalowe pokryte warstwą srebra, ołowiu lub panewki z materiałów porowatych nasycone
odpowiednim smarem (tuleje samosmarowe).Podstawową częścią łożysk ślizgowych jest
korpus, w którym osadzona jest panewka wymienna. Tuleje łożyskowe powinny być
zabezpieczone przed obrotem i przesunięciem.
Łożyska toczne

Praca łożyska tocznego charakteryzuje się tym, że elementy toczne obracają się między

pierścieniami, występuje tarcie toczne.

Łożyska toczne są najczęściej stosowane:

– gdy zależy nam na uzyskaniu małych oporów w czasie pracy, zwłaszcza podczas

rozruchu,

– przy zmiennych prędkościach obrotowych wału,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

– przy częstym zatrzymywaniu i uruchamianiu maszyny,
– gdy wymagana jest duża niezawodność pracy i duża trwałość łożyska,
– gdy ze względu na wymiary korpusu maszyny konieczne jest stosowanie łożysk o małych

wymiarach wzdłużnych. W zależności od kształtu elementów tocznych rozróżnia się
łożyska kulkowe i wałkowe, które w zależności od kształtu mogą być stożkowe
i baryłkowe.

Rys. 40. Główne rodzaje łożysk tocznych łożyska toczne a) zwykłe, b)wahliwe, c)skośne jednorzędowe,
d) skośne dwurzędowe, łożyska walcowe, e)bez prowadzenia na pierścieniu zewnętrznym f)z jednostronnym
prowadzeniem, g)igiełkowe, h)stożkowe i)baryłkowe poprzeczne, kulkowe wzdłużne jednokierunkowe,
k)kulkowe wzdłużne dwukierunkowe l)baryłkowe wzdłużne.

Prawidłowy montaż jest warunkiem prawidłowej pracy łożyska. Przed przystąpieniem

do zakładania łożysk należy oczyścić wszystkie elementy, lekko naoliwić powierzchnie
montażu wału i oprawy, aby siły użyte do zakładania, zdejmowania łożyska nie działały na
elementy toczne. Łożyska toczne wymagają niewielkich ilości smaru, są uszczelniane przed
wyciekiem smaru i przenikaniem z zewnątrz pyłu i wilgoci.

4.6.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jaka jest różnica między osią a wałem?
2. Jakie rozróżniamy osie?
3. Jakie rozróżniamy wały?
4. Z jakich materiałów wykonuje się wały?
5. Jakie obciążenia przenoszą wały?
6. Jak obliczyć moment obrotowy jaki przenosi wał?
7. Jaki cel spełniają łożyska?
8. Czy znasz podział łożysk i ich charakterystykę?
9. Jakie są zalety i wady łożysk?
10. Jakie materiały stosujemy na panwie?
11. Jak dzielimy łożyska toczne w zależności od kształtu elementów tocznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj charakterystyki i podziału osi i wałów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać informacje w literaturze na temat charakterystyki osi i wałów,
2) podać zasadniczą różnice pomiędzy osią, a wałem,
3) określić główne zadania wałów i osi,
4) przedstawić powyższe w formie opisowej,
5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4
– katalogi wałów i osi,
– literatura.

Ćwiczenie 2

Dokonaj podziału łożysk w zależności od materiału i technologii wykonania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać w literaturze informacje na temat podziału łożysk,
2) scharakteryzować materiały stosowane na łożyska przy uwzględnieniu ich cech,
3) dokonać podziału łożysk w zależności od warunków pracy i technologii wykonania,
4) uwzględnić czynniki decydujące o wyborze łożyska,
5) przedstawić powyższe w formie opisowej,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia

Wyposażenie stanowiska pracy.

– długopis, ołówek, papier A4
– katalog łożysk,
– przykłady łożysk,
– literatura.

4.6.4 .Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wyjaśnić różnicę między osią a wałem ?

2) scharakteryzować osie i wały ?

3) przedstawić podział i rodzaje czopów ?

4) nazwać materiały z jakich wykonywane są wały ?

5) określić obciążenia jakie przenoszą wały ?

6) określić warunki wytrzymałościowe wałów ?

7) przedstawić główny podział łożysk w zależności od elementów tocznych ? ¨

8) wymienić wady i zalety łożysk tocznych i ślizgowych ?

9) wymienić materiały z jakich wykonuje się panwie ?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7. Teoria smarowania, układy i systemy smarowania, korozja -

zapobieganie

4.7.1. Materiał nauczania

Względy ekonomiczne wymagają prowadzenia racjonalnej gospodarki olejami

smarami. Należy stosować normy zużycia tych materiałów, określić dla typowych urządzeń

i maszyn warunki eksploatacji, utrzymywać maszyny w należytym stanie technicznym,
przeprowadzać w określonym czasie czynności obsługowo- naprawcze. Magazynowanie
olejów i smarów powinno odbywać się w warunkach zapewniających bezpieczeństwo
przeciwpożarowe i ochronę środowiska. Na zużycie olejów mają wpływ: stan techniczny
maszyny, urządzenia, warunki eksploatacji. Zły stan techniczny urządzenia zwiększa opory
ruchu, a więc większe tarcie i zużycie oleju. W celu zmniejszenia oporów ruchu pomiędzy
powierzchniami współpracującymi powinna być wytworzona warstwa smaru, oleju czy gazu.

W zależności od podawania oleju rozróżnia się smarowanie hydrostatyczne w którym

warstwa oleju podawana jest pod ciśnieniem, aerodynamicznie na skutek ruchu obrotowego
powierzchni ślizgowych przenoszony jest dalej smar. Podstawowym zadaniem smarów
i olejów jest zmniejszenie tarcia, a tym samym zmniejszenie ich zużycia, odgrywają też rolę
czynnika chłodzącego.

Podstawowe cechy smarów są określone przez:

– lepkość dynamiczną i kinetyczną( charakteryzującą opór smaru, gęstość płynu),
– smarność, zdolność przylegania do powierzchni,
– temperaturę krzepnięcia, zapłonu,
– odporność na starzenie, decydująca o częstości wymiany oleju.

Rozróżnia się smary stałe, plastyczne i ciekłe, ze względu na pochodzenie, roślinne,

zwierzęce i mineralne. Zależnie od rodzaju i ilości smaru doprowadzanego do maszyny
stosuje się różne sposoby smarowania i różne urządzenia. Ze względu na sposób smarowania
rozróżnia się smarowanie przelotowe – smar spływa do zbiornika zużytego smaru,
smarowanie obiegowe – smar znajduje się cały czas w obiegu, smarowanie zanurzeniowe –
elementy obracające trą się, są stale zalane smarem .Typowym przykładem zastosowania
smarowania obiegowego jest smarowanie płynne łożysk ślizgowych wału korbowego
w pojazdach samochodowych. Dobór urządzeń smarowniczych uzależniony jest od
stosowanego rodzaju smaru, budowy urządzenia, dokładności powierzchni trących się.

Rys. 24. Smarownice: a) kapturowa, b)dociskowa sprężynowa, c) knotowa, d) igłowa z regulacją wypływu

[4, s.213]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Do smarów plastycznych stosuje się zbiorniki, z których smar wypływa na powierzchnie

czopa po przekroczeniu temperatury kroplenia (a, b).Do smarowania przelotowego smarem
ciekłym stosuje się smarownice knotowe lub igłowe z regulacją wpływu (c, d).
Smarowanie obiegowe pod ciśnieniem jest wyposażone w stały zbiornik oleju, pompę
przeważnie zębata podającą olej na elementy współpracujące, filtry które zatrzymują
zanieczyszczenia, wskaźniki ciśnienia oleju. Wszystkie części współpracujące ze sobą
zużywają się, powoduje to powstawanie luzów między nimi. Regulacja tych luzów jest
możliwa, dopóki zużycie nie przekroczy określonych granic konstrukcyjnych. Konstruktor
powinien przyjąć taką zasadę, aby część droższa i trudniejsza do naprawy zużywała się
wolniej, natomiast szybciej część tańsza i łatwiejsza do wymiany.

Korozja i jej wpływ na trwałość maszyn
Korozją nazywamy proces niszczenia materiałów przeważnie metali i ich stopów

w wyniku chemicznego lub elektrochemicznego oddziaływania środowiska, którym
najczęściej jest atmosfera, woda i ziemia. Korozja zaczyna się zawsze na powierzchni
i postępuje w głąb materiału przenikając do warstw wewnętrznych. Zależnie od objawów
i skutków rozróżnia się korozję miejscową występującą w pewnych miejscach w postaci plam
i wżerów, równomierną na całej powierzchni, korozję międzykrystaliczną pojawiającą się na
granicy ziaren wnikając w głąb metalu. Zależnie od czynników wpływających na proces
niszczenia rozróżnia się korozję chemiczną i elektrochemiczną. Inne postacie korozji to
korozja-erozja, połączenie korozji i ścierania wywołanego burzliwym przepływem gazów, par
i cieczy, korozja naprężeniowa wywołana połączonym działaniem na metal statycznych
naprężeń rozciągających i środowiska korozyjnego, korozja zmęczeniowa określana jako
zmniejszenie wytrzymałości zmęczeniowej materiału pod wpływem karbu wywołanego
korozją międzykrystaliczną. Niemałe znaczenie ma zużycie na skutek kawitacji. Kawitacja
jest wynikiem tworzenia się pęcherzy porawych w tych obszarach płynącej cieczy, w których
ciśnienie spada poniżej prężności jej pary nasyconej w danej temperaturze. Pęcherze są
unoszone przez strumień cieczy do obszarów o wyższym ciśnieniu, gdzie następuje
gwałtowne skraplanie pary któremu towarzyszą implozje i uderzenia hydrauliczne.

W obszarze tym mamy do czynienia z pulsacją ciśnienia o dużej częstotliwości. Ciecz

jest przemiennie wsysana w pory ścian, następnie wytłaczana z nich. Materiał ścian podlega
dużym uderzeniom, drganiom i rozsadzaniu porów, zjawiskom tym towarzyszy obfita piana,
szumy, trzaski i głośne hałasy. Efektem tych działań jest korozja kawitacyjna, niebezpieczna
bo zachodzi wewnątrz.

Wpływ warunków atmosferycznych na zjawisko korozji
Korozja atmosferyczna występuje na skutek współdziałania zjawisk tworzenia

niszczenia warstewki tlenków. Tworzenie się tej warstewki jest związane z utleniającym

działaniem powietrza na metal. Ma ona własności ochronne i dlatego np. w suchym powietrzu
żelazo nie rdzewieje. Intensywność korozji zależy od własności metalu własności
powierzchni ochronnej i przewodnictwa cieczy stykającej się z metalem.
Deszcz, oprócz tego że dostarcza wilgoci, spłukuje część warstewki ochronnej.

Korozję przyspieszają rozpuszczone w wilgoci gazy z atmosfery, drobne cząstki kurzu

występujące w postaci zawiesiny. Największy wpływ na korozję mają tlen, azot, dwutlenek
węgla, sól, amoniak, dwutlenek siarki i kwas solny.
Korozja przebiega z różną intensywnością w różnych środowiskach – inaczej w dużych
ośrodkach przemysłowych, inaczej nad morzem czy terenach wiejskich.
Inny jest przebieg korozji w różnych porach roku.

Korozja chemiczna jest to proces niszczenia metali na skutek bezpośredniego działania

gazów lub cieczy nie przewodzących elektryczności. Ciecz lub gaz powoduje powstawanie
związku chemicznego danego metalu z działającym na niego czynnikiem(tlenki siarki, azotki,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

węgliki). Warstwa ta byłaby ochroną przed dalszą korozją, gdyby nie zjawisko dyfuzji –
przenikanie cząstek do dalszych warstw materiału.

Korozja elektromechaniczna jest to proces niszczenia metali na skutek przepływu

prądu elektrycznego z jednej części materiału do drugiej za pośrednictwem elektrolitu.
Elektrolitem jest najczęściej woda zawierająca rozpuszczone gazy, sole, kwasy pobrane ze
środowiska. Metal i elektrolit tworzą ogniwa galwaniczne, metal jest anodą, zanieczyszczenia
katodą, między elektrolitami przepływa prąd, powodując przechodzenie metalu w stan
jonowy. Niektóre materiały są odporne na korozję, utlenia się tylko cienka powierzchnia,
dalej nie ulega korozji. Taki stan odporności nazywa się pasywnością – metal pasywny np.
zwykła stal węglowa jest aktywna, staje się pasywna gdy wprowadzimy do niej pierwiastki
chromu, niklu, molibdenu. Korozja powoduje duże straty materialne. Znaczna część, około
kilkunastu procent rocznej produkcji stali ulega zniszczeniu poprzez korozję. Walka z korozją
jest istotnym problemem technicznym i ekonomicznym.
Sposoby ochrony przed korozją

Intensywność korodowania część maszyn można zmniejszyć stosując:

– właściwą konstrukcję,
– materiały odporne na korozję,
– pokrycia ochronne.

Do błędów konstrukcyjnych, które przyspieszają korozję można zaliczyć stykanie się

części wykonanych z różnych metali (wywołują korozję elektromechaniczną), ale stosując
przekładki z tworzyw można tego uniknąć. Konstrukcje posiadające złe metody łączenia
elementów, gdzie gromadzi się woda, nie można dokładnie pokryć pewnych elementów to
ułatwia działania korozyjne. Odporność metali na korozję uzyskuje się przez dodanie
odpowiednich składników stopowych (chrom, nikiel, krzem, miedz, aluminium). Są to
materiały drogie zwiększające koszty produkcji, ale w niektórych konstrukcjach uzasadnione
ekonomicznie, ponieważ znacznie wydłużają okres eksploatacji.

Do powłok ochronnych, które zabezpieczają elementy metalowe przed korozją zaliczmy:

– cynowanie, cynkowanie, niklowanie, chromowanie są to powłoki wytwarzane poprzez

zanurzenie elementów stalowych lub pokrywanie galwaniczne;

– oksydowanie, fosfatyzowanie są to pokrycia chemiczne.
– malowanie, lakierowanie, powłoki wykonane z użyciem farb.

Niektóre

elementy

konstrukcji

pokrywa

się

związkami

bitumicznymi

przez

natryskiwanie.

czasowej

ochrony,

konserwacji

elementów

magazynowanych,

transportowanych, stosuje się łatwo usuwalne powłoki ze smarów i olejów. Stosowane są
również materiały błonotwórcze.

4.7.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie zadania spełnia smarowanie?
2. Jakie cechy powinny posiadać oleje i smary?
3. Jakie rozróżnia się smary?
4. Jakie znasz sposoby smarowania?
5. Co to jest korozja?
6. Jakie rozróżniasz rodzaje korozji?
7. Jakie znasz sposoby ochrony przed korozją?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.7.3.Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ wymagania stawiane olejom i smarom.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać w literaturze informacje na temat wymagań stawianych olejom i smarom,
2) określić cechy jakie powinny spełniać oleje i smary,
3) scharakteryzować poszczególne rodzaje olejów i smarów,
4) uwzględnić czynniki które decydują o sposobie smarowania,
5) powyższe przedstawić w formie pisemnej,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– katalog smarów i olejów, materiały reklamowe,
– literatura.

Ćwiczenie 2

Scharakteryzuj sposoby ochrony przed korozją.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać informacje w literaturze dotyczące powłok ochronnych i sposobów ochrony,
2) przedstawić sposoby ochrony przed korozją,
3) scharakteryzować poszczególne rodzaje ochrony,
4) dokonać podziału na sposoby skuteczne i mniej skuteczne,
5) wyjaśnić skutki ekonomiczne walki z korozją,
6) powyższe przedstawić w formie opisowej,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– katalogi materiałów zabezpieczających przed korozją,
– materiały reklamowe,
– literatura.

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić zadania i rolę smarowania?

2) wymienić cechy jakie powinny posiadać oleje i smary?

3) scharakteryzować sposoby i układy smarowania?

4) dokonać wyboru urządzeń smarowniczych?

5) dokonać wyboru smaru do określonego urządzenia?

6) posłużyć się katalogami w zakresie doboru smaru i oleju ?

7) wyjaśnić proces korozji?

8) dokonać podziału środowiska z uwzględnieniem przebiegu korozji?

9) scharakteryzować rodzaje korozji?

10) wskazać sposoby ochrony przed korozją?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.8. Ogólna charakterystyka napędów i zespołów

4.8.1. Materiał nauczania

Wiadomości wstępne

Napędami nazywamy urządzenia pośredniczące w przekazywaniu energii mechanicznej

od silnika do maszyny roboczej. Rozróżnia się napędy mechaniczne, elektryczne,
hydrauliczne i pneumatyczne.

Źródłem energii są najczęściej silniki elektryczne i spalinowe. Zadaniem każdej maszyny

roboczej jest realizowanie określonych ruchów roboczych; obrotowych, postępowo –
zwrotnych. Napęd powinien być dostosowany do rodzaju silnika i maszyny. Najczęściej
stosowane i rozpowszechniane są napędy mechaniczne, najbardziej popularnym ruchem jest
ruch obrotowy. Przekładnia mechaniczna służy do przekazywania ruchu obrotowego z wału
czynnego napędzającego na wał bierny napędzany, czyli przeniesienie energii poprzez wały,
zmiany wartości momentu obrotowego, prędkości i sił.

Potrzebą stosowania napędów (przekładni) można uzasadnić następująco:

– w większości maszyn roboczych są potrzebne duże momenty obrotowe co przy określonej

mocy wymaga stosowania małych prędkości obrotowych, silniki są na ogół
wysokoobrotowe,

– stosowanie silników o małej prędkości obrotowej jest nieekonomiczne są większe, cięższe

i droższe.

– zakres regulacji prędkości obrotowych potrzebnych w maszynach jest niemożliwy do

osiągnięcia przez zmianę prędkości obrotowej silnika.

– ponadto jest wiele czynników, które nie pozwalają na bezpośrednie połączenie silnika

z maszyną jak; względy konstrukcyjne, bezpieczeństwo pracy, gabaryty silnika, wygoda
obsługi.

Najprostsza przekładnia mechaniczna składa się z dwóch kół współpracujących ze sobą

bezpośrednio lub rozsuniętych i opasanych cięgnem.

Rys 25. Rodzaje przekładni mechanicznych: a) cierne, b) pasowe, c) łańcuchowe, d-g) przekładnie zębate,

d)walcowa, e)stożkowa, f)planetarna g)ślimakowa [4, s.239]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Cechy użytkowe przekładni mechanicznych

Ruch obrotowy kół przekładni można scharakteryzować poprzez prędkość: kątową ω,

obrotową n lub obwodową v danego koła. Między tymi prędkościami są zależności:
Uwaga! Indeks 1- odnosi się do elementu czynnego – napędzającego, 2- do elementu
biernego – napędzanego.

– prędkości kątowe w rad/s

, n

– prędkości obrotowe w obr./min

⋅

–prędkości liniowe wyrażone w m/s.

1,2

– średnice kół w [m]

Podstawową cechą każdej przekładni jest przełożenie(i)

i =

Wartość przełożenia decyduje o podziale przekładni na:

– reduktory (przekładnie zwalniające, i > 1, w którym prędkość kątowa koła biernego jest

mniejsza od prędkości kątowej koła czynnego.)

– multipikatory (przekładnie przyśpieszające i < 1 w których prędkość kątowa koła

biernego jest większa od prędkości kątowej koła czynnego).

Reduktory są najczęściej stosowane.
Stosowanie przełożeń różnych od jedności wymaga dobrania odpowiednich wymiarów

kół. Aby ustalić wymiary należy rozpatrywać współpracę dwóch kół ciernych bez poślizgu.
Prędkości obwodowe obu kół v

będą jednakowe. W przekładniach zębatych wartość

przełożenia może być wyrażona stosunkiem średnic podziałowych kół lub stosunkiem liczby
zębów (z)

i =

Moment obrotowy jest kolejną wielkością charakteryzującą przekładnie mechaniczne

M- [Nm], P – [W],

ω - [rad/s]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

M= 9550

P – [kW], n – obr./min

Moc i sprawność. (P,η)

W czasie przenoszenia mocy z wału czynnego na bierny powstają straty energii,

spowodowane tarciem, poślizgiem, a więc moc P

na wale biernym jest mniejsza od mocy P

na wale czynnym.
Sprawnością nazywamy stosunek mocy P

do mocy P

η=

Sprawność pojedynczych przekładni mechanicznych jest wysoka η = 0,95: 0,99.
Sprawność całkowita przekładni wielostopniowych jest równa iloczynowi sprawności
poszczególnych przekładni.

= η

· η

······ η

Rodzaje przekładni zębatych

Przekładnią zębatą nazywa się mechanizm utworzony z dwóch kół, przenoszący ruch

poprzez zazębienie się ich zębów.

Podobnie jak koła rozróżnia się przekładnie:

– walcowe o zazębieniu zewnętrznym,
– zębatkowe,
– walcowe o zazębieniu wewnętrznym,
– stożkowe,
– śrubowe,
– ślimakowe.

Zastosowanie zalety i wady przekładni zębatych.
Przekładanie zębate są najczęściej stosowane w przekładniach mechanicznych

przenoszących bardzo dużą moc, ruch obrotowy o małych mocach w mechanizmach
precyzyjnych, w układach automatyki jako przekaźniki.

Zalety:

– stałość przełożenia,
– wysoka sprawność,
– zwartość konstrukcji
– małe naciski na wały i łożyska,
– niezawodność działania.

Wady:

– wyższy koszt wykonania ze względu na dokładność wykonania,
– hałaśliwość,
– konieczność smarowania,
– mniejsza odporność na przeciążenia dynamiczne.
Zużycie i uszkodzenia zębów

Zniszczenie przekładni może nastąpić z wielu powodów; przeciążenia, niewłaściwej

obsługi, braku przeglądów i dokonywania drobnych napraw, wybranie niewłaściwej
technologii wykonania.

Podstawowe zużycia i uszkodzenia zębów to:

– zużycie ścierne występujące pod wpływem ciał obcych dostających się między zęby,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

– niewłaściwe smarowanie i tarcie występujące w poślizgach międzyzębowych.
– zatarcie powstające na skutek wyrwania cząstek materiału z koła współpracującego pod

wpływem dużych nacisków lub stosowania niewłaściwych smarów.

– wgłębienia zmęczeniowe na stopach zębów, odpryski w kształcie łusek.
– wgłębienia hartownicze występują w zębach hartowanych na wskutek nadmiernych

obciążeń po obróbce cieplnej.

– odkształcenia plastyczne zmieniają kształt zęba pod wpływem znacznych obciążeń kół
– złamania

zmęczeniowe

występują

przekroczeniu

zmiennych

obciążeń

przekraczających dopuszczalną granicę, wady powierzchniowe, wady karbu, dość znaczne
przeciążenia.

Przekładanie ślimakowe

Przekładnie ślimakowe są odmianą przekładni śrubowej o osiach wichrowatych.

Przekładnia ślimakowa składa się ze ślimaka i ślimacznicy, najczęściej kołem czynnym jest
ślimak. Ślimak to koło zębate o małej liczbie zębów śrubowych tworzących ciągły zwój
gwintowy. Ślimacznica jest to koło zębate o uzębieniu wklęsłym, współpracujące ze
ślimakiem. W porównaniu z walcowymi przekładniami przekładnie ślimakowe mają wiele
zalet, mogą przenosić bardzo duże obciążenia są cichobieżne, mają dużą sprawność, stosuje
się je jako przekładnie napędowe i podziałowe w przyrządach np. podzielnice.

Rys. 26. Przekładnie ślimakowe: a) walcowe, b) globoidalna [4, s.293]

Przekładnie obiegowe

Przekładniami obiegowymi nazywa się przekładnie, w których oś co najmniej jednego

koła zębatego jest ruchoma względem korpusu. Rozróżnia się przekładnie obiegowe,
planetarne i różnicowe.

Rys. 27. Podstawowe schematy przekładni planetarnych. C - koło centralne, J – jarzmo, W – koło o uzębieniu

wewnętrznym, S – satelity [4, s.301]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przekładnia planetarna składa się z koła centralnego C, jarzma J, koła o uzębieniu

wewnętrznym W, oraz satelitów S, przy czym w zależności od układu jeden z elementów
przekładni, C, W lub J jest unieruchomiony. Najczęściej w przekładni stosuje się 2,3 lub 4
satelity, rozmieszczone symetrycznie względem koła centralnego C. Przekładnie planetarne
budowane są również jako przekładnie bezłożyskowe przenoszące moc 15 000 KW przy
prędkościach obrotowych do 35 000 obr/min. mają zastosowanie w zespołach turbinowych,
są kilkakrotnie lżejsze od zwykłych przekładni.

Drugą odmianę przekładni obiegowych stanowią przekładnie różnicowe, gdzie istnieje

możliwość osobnego napędzania dwóch elementów, trzeci element otrzymuje ruch
wypadkowy.

Przekładnie cierne

Przekładniami ciernymi nazywamy przekładnie składające się przynajmniej z dwóch kół,

które przekazują ruch i moment obrotowy z koła czynnego na bierne za pomocą siły tarcia.
Siłę tarcia uzyskuje się przez docisk współpracujących kół i zastosowanie odpowiednich
materiałów na powierzchnie cierne.

W porównaniu do przekładni zębatych, przekładnie cierne wykazują następujące zalety:

– znacznie prostsza konstrukcja i tańsza,
– cichobieżność pracy,
– łatwość uzyskania zmiany kierunku obrotu (nawrotność),
– płynność pracy,
– możliwość stosowania przekładni odciążonych.

Przekładnie cierne mają też wady:

– znaczne naciski na wały i łożyska,
– niemożność zapewnienia stałego przełożenia ze względu na występowanie poślizgu.

Materiały współpracujących kół ciernych powinny charakteryzować się małym tarciem

toczenia, dużym tarciem poślizgu, wysoką wytrzymałością zmęczeniową, dużą odpornością
na zużycie, dobrym odprowadzeniem ciepła.
W praktyce stosuje się pary materiałów:
stal hartowana – stal hartowana
stal – guma, tworzywa, drewno
żeliwa – skóra, drewno, tworzywa

Przekładnie cięgnowe

Przekładniami cięgnowymi nazywa się przekładnie mechaniczne, składające się z dwóch

kół rozsuniętych i opasującego je podatnego cięgna. W zależności od rodzaju cięgna
rozróżnia się przekładnie:
– pasowe z pasem płaskim, klinowym, okrągłym lub zębatym,
– łańcuchowe z łańcuchem płytkowym lub zębatym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 28. Przekładnie cięgnowe a) z pasem płaskim , klinowym lub okrągłym b) łańcuchowe,

c) rodzaje pasów i łańcuchów [4, s.323]

Przekładnie cięgnowe przenoszą moc i moment obrotowy za pomocą sił tarcia między

kołem a cięgnem ( łańcuchem, pasem zębatym).

Do zalet przekładni pasowych zalicza się:

– występowanie poślizgu pasa przy przeciążeniach, co zabezpiecza przed zniszczeniem

samej przekładni, silnika.

– możliwość tłumienia drgań i uderzeń
– stosunkowo duża dowolność rozstawienia kół pasowych i osi wałów, możliwość

przenoszenia mocy przy kątowym ustawieniu osi wałów.

– możliwość przekazywania ruchu na kilka kół, a przy pasach klinowych także przy

pionowych osiach kół.

– możliwość przekazywania ruchu nawet do 15m.
– możliwość wyłączenia napędu i zmiany kierunku ruchu.
– możliwość uzyskania zmiennych przełożeń, zarówno skokowo ( koła stopniowe) jak

i w sposób płynny ( wariatory).

– cicha praca
– prosta i tania konstrukcja, łatwa obsługa

Do wad przekładni należy zaliczyć:

– wahania wartości przełożenia wskutek poślizgu pasa.
– wymagane napięcie pasa
– powstawanie wyciągania pasów, co powoduje konieczność regulacji
– wrażliwość pasów na smary, wilgoć, niektóre chemikalia
– duże rozmiary przekładni w porównaniu z zębatymi.

Przekładnie łańcuchowe

Przekładnia łańcuchowa składa się z kół uzębionych i opasującego je łańcucha. Łańcuch

jest cięgnem giętkim, które składa się z szeregu ogniw łączonych przegubowo. Przekładnie
łańcuchowe zachowują stałe przełożenie i umożliwiają dowolne rozstawienia osi kół. Mogą
one przenosić duże siły przy miejscowym obciążeniu łożysk i wałów, łagodzą skutki
gwałtownych szarpnięć. Przekładnie łańcuchowe posiadają wiele wad jak; konieczność
regulacji zwisu, nieprzydatność do pracy przy nagłych nawrotach, możliwość nagłego
zerwania się łańcucha przy utrudnionej obserwacji miejsc osłabionych, brak możliwości
zabezpieczenia innych urządzeń przed przeciążeniem, hałaśliwa praca, konieczność
smarowania, duży koszt produkcji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sprzęgła

Sprzęgłem nazywamy zespół układu napędowego maszyn, przeznaczony do łączenia

wałów i przekazywania momentu obrotowego z wału czynnego na bierny bez zmiany
kierunku ruchu obrotowego. Łącznik w sprzęgle określa sposób przekazywania momentu
obrotowego, charakteryzuje dane sprzęgło. Sprzęgło daje możliwość wykonania
mechanizmów roboczych jako odrębnych elementów, a następnie łączyć je w całość podczas
montażu. Stosowanie sprzęgieł spełnia wiele zadań, które bez użycia sprzęgieł wymagałyby
skomplikowanej budowy maszyn, a nawet byłyby niemożliwe do zrealizowania. Przykładowe
sprzęgło przedstawia rys.29.

Rys. 29. Sprzęgło kłowe [4,s.357]

Sprzęgło kłowe rys.29 umożliwia przesunięcia wzdłużne wałów w granicach luzu osiowego.
Łącznikiem w tym sprzęgle są kły na powierzchniach czołowych obu tarcz. Wymiary i liczby
kłów zależą od warunków technologicznych i wytrzymałościowych. Środkowanie tarcz
zapewnia tuleja środkująca.

Sprzęgła są zespołami o szerokim zastosowaniu, produkowane są niezależnie od maszyn

i urządzeń. W celu zastosowania właściwego sprzęgła należy określić jego zadania jakie ma
spełniać, określić rodzaj sprzęgła i dobrać z katalogu.

Hamulce

Hamulce są to urządzenia służące do zatrzymywania, zwolnienia lub regulacji ruchu

maszyny. Najczęściej stosuje się hamulce cierne, działające na podobnej zasadzie jak
przekładnie cierne lecz działanie ich jest odwrotne. W zależności od rodzaju mechanizmu
włączającego i wyłączającego, rozróżnia się hamulce cierne mechaniczne, hydrauliczne,
pneumatyczne i elektromagnetyczne.

Ze względu na charakter pracy hamulce dzielą się na: luzowe i zaciskowe.

Hamulce luzowe są stale zaciśnięte na bębnie hamulcowym i luzowane przed uruchomieniem
maszyny, np. suwnice, kolej. Hamulce zaciskowe są stale swobodne część stała i ruchoma są
odłączone, współpracują tylko w czasie hamowania, np. pojazdy samochodowe. W przemyśle
maszynowym najczęściej są stosowane hamulce klockowe i cięgnowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys.30. Hamulce: a) stożkowy, b) wielopłytkowy, c) jednoklockowy, d) cięgnowy [4, s.376]

4.8.2 Pytania sprawdzające

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

1. Co nazywamy napędami?
2. Jakie rozróżniamy rodzaje napędów?
3. Jakie są potrzeby zastosowania napędów?
4. Czy znasz cechy użytkowe przekładni mechanicznych?
5. Co to jest wartość przełożenia w przekładniach?
6. Jaka jest zależność między mocą a sprawnością?
7. Jakie znasz rodzaje przekładni zębatych?
8. Jakie są wady i zalety tych przekładni?
9. Gdzie mają zastosowanie przekładnie ślimakowe?(podaj przykłady) ?
10. Jakie rozwiązania techniczne posiadają przekładnie łańcuchowe?
11. Jakie elementy maszyn nazywamy sprzęgłami – omów ich zadanie?
12. Jakie zadania mają hamulce w maszynach i urządzeniach?

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj rodzaje napędów stosowanych w budowie maszyn.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą dotyczącą rodzaju stosowanych napędów.
2) określić cel stosowania napędów w maszynach.
3) dokonać podziału napędów.
4) uzasadnić potrzebę stosowania napędów.
5) przedstawić ćwiczenie w formie opisowej.
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– katalog układów napędowych,
– materiały reklamowe,
– literatura.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Scharakteryzuj przekładnie cięgnowe.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się ze stosowną literaturą na ten temat,
2) dokonać podziału przekładni w zależności od rodzaju cięgna,
3) scharakteryzować cięgna,
4) przedstawić zalety i wady przekładni cięgnowych,
5) podać zasady doboru przekładni w zależności od przeznaczenia maszyny, urządzenia,
6) przedstawić ćwiczenie w formie opisowej,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4
– katalog przekładni cięgnowych,
– materiały reklamowe,
– literatura.

4.8.4.Sprawdzian postępów.

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić potrzeby stosowania napędów?

2) rozróżnić poszczególne rodzaje napędów?

3) przedstawić cechy użytkowe przekładni mechanicznych?

4) określić zależność między mocą, a sprawnością przekładni?

5) określić zastosowanie przekładni zębatych w maszynach?

6) scharakteryzować wady i zalety przekładni zębatych?

7) wskazać zastosowanie przekładni ślimakowej?

8) scharakteryzować przekładnie cierne?

9) wskazać zastosowanie przekładni łańcuchowych?

10) dokonać podziału sprzęgieł, określić ich zadania?

11) określić zadanie hamulców, ich podział?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9. Rodzaje mechanizmów i ich zastosowanie.

4.9.1. Materiał nauczania

Pojęcia podstawowe

Mechanizmem nazywa się zespół części maszynowych, połączonych ze sobą ruchowo

tak, aby ruch jednej z nich powodował ściśle określone ruchy użyteczne pozostałych części
danego zespołu. Poszczególne części mechanizmu nazywa się członami lub ogniwami.

W każdym mechanizmie można wyodrębnić człon czynny – napędzający, człon bierny –

napędzany oraz podstawę człon nieruchomy, względem którego określa się ruchy innych
członów. Członami mechanizmu mogą być elementy sztywne( dźwignie, wały, korby, tłoki)
lub odkształcalne ( sprężyny, cięgna, pasy, łańcuchy). Człony łączą się ze sobą w węzłach,
w miejscach w których odbywa się zmiana rodzaju ruchu. Połączenie ruchome dwóch
członów tworzy parę kinematyczną, z których najprostszymi są: łożysko ślizgowe i wał, śruba
z nakrętką. Każdy człon przed połączeniem z innym członem może mieć sześć stopni
swobody: trzy przesunięcia wzdłuż trzech osi przestrzennego układu współrzędnych i trzy
ruchy obrotowe wokół tych osi. Człony można łączyć w pary kinematyczne, wtedy liczba
stopni swobody dla każdego członu zostaje ograniczona.

Mechanizmy dźwigniowe

Podstawowym mechanizmem dźwigniowym jest czteroczłonowy łańcuch dźwigniowy,

składający się z czterech członów połączonych ze sobą przegubowo w węzłach, jest to
czworobok przegubowy. Składa się on z podstawy 1, ramion 2,4 oraz łącznika 3.

Rys. 31. Czteroczłonowy łańcuch dźwigniowy [4, s.391]

Korbą nazywa się ramie czworoboku wykonujące tylko ruchy wahadłowe. Długość

poszczególnych członów decyduje o różnych mechanizmach dźwigniowych.
Mechanizmy dźwigniowe mają duże zastosowanie w budowie maszyn i urządzeń
mechanicznych. Odmianą mechanizmów opartych na czworoboku przegubowym są
mechanizmy korbowe i jarzmowe.
Mechanizmy do otrzymania ruchu przerywanego

Mechanizmy o ruchu przerywanym spełniają w maszynach różne zadania najczęściej;

– do uzyskania ruchu przerywanego jednokierunkowego(sprzęgła, hamulce)
– do przenoszenia ruchu obrotowego w sposób ciągły(głowice rewolwerowe)
– do przenoszenia ruchu prostoliniowego w sposób ciągły( strugarki, dłutownice)

Prosty mechanizm zapadkowy składa się z koła zapadkowego uzębionego, zapadki

i dźwigni (rysunek 32). Koło zębate 4 jest osadzone na wale obrotowym, jeden obrót koła
przypada na każdy podwójny skok suwaka strugarki. Z kołem tym zazębione jest koło 5,
obrót tego koła powoduje ruch obrotowy tarczy 6, stanowiącej korbę o regulowanej długości
ramienia. Korba 6 powoduje ruch wahadłowy dźwigni zapadki za pośrednictwem korbowodu
7, zapadka napędza koło zapadkowe, wywołując posuw poprzeczny stołu strugarki. Regulacja
wielkości tego posuwu następuje przez zmianę promienia korby. Przy zmianie położenia stołu
strugarki w kierunku pionowym drążek 8 przemieszcza ruchem wahadłowym obudowę kół

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4 i 5, co zapewnia prawidłową pracę mechanizmu przy różnych położeniach stołu. Innym
rozwiązaniem jest krzyż maltański przenoszący ruch obrotowy w sposób przerywany.

Rys. 32. Mechanizm posuwu strugarki poprzecznej: a) schemat mechanizmu,

b) konstrukcja zapadki [4, s.395]

Rys. 33. Krzyż maltański [4, s.395]

Mechanizmy krzywkowe

Mechanizm krzywkowy umożliwia otrzymanie dowolnego ruchu elementu napędzonego,

ruch ten zależy głównie od rodzaju krzywki i jej kształtu. Mechanizm krzywkowy składa się
z krzywki i popychacza. Kształt krzywki ustala się w zależności od programu pracy
mechanizmu na który składa się:
– rodzaj ruchu krzywki (obrotowy, wahliwy, postępowy).
– rodzaj ruchu popychacza ( postępowo zwrotny, wahadłowy, z możliwością postoju).
– sposób przekazywania ruchu otrzymuje się bezpośrednio od popychacza lub za pomocą

mechanizmu dźwigniowego.

Mechanizmy krzywkowe nie mogą przenosić dużych obciążeń, ponieważ powierzchnie

krzywek i popychaczy narażone są na szybkie zużycie. Dlatego mechanizmy krzywkowe
stosowane są przeważnie do sterowania ruchem, powszechnie stosowane w automatach
i półautomatach maszyn skrawających, do sterowania ruchem zaworów w cylindrach
silników.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Mechanizmy jarzmowe
Mechanizmy jarzmowe służą do zamiany ruchu obrotowego na ruch postępowo zwrotny.

a) b)

Rys. 34. Schemat mechanizmu jarzmowego a) korbowego 1-korba, 2-wodzik, 3-jarzmo, b) wodzikowego

1-suwak, 2-wodzik, 3-jarzmo [2, s.173]

Mechanizmy śrubowe
Mechanizmy śrubowe zamieniają ruch obrotowy nakrętki lub śruby na ruch prostoliniowy
śruby lub nakrętki. Gdy gwint jest samohamowny można zamienić ruch prostoliniowy na
obrotowy. Są one stosowane wówczas, gdy zachodzi konieczność uzyskania powolnego
precyzyjnego ruchu prostoliniowego lub do wywołania dużej siły.

Rys. 35. Mechanizm śrubowy a) zespół nakrętki dzielonej, b) zasada działania sprzęgania nakrętki ze śrubą

pociągową [11, s.264]

Na rysunku nr 35 przedstawiono mechanizm śrubowy z nakrętką dzieloną. Pokręcenie
rękojeścią 1 powoduje obrót tarczy 2. W tarczy są wyfrezowane dwa rowki spiralne 3,
w których osadzone są dwa kołki 4 zamocowane w połówkach nakrętki 5. Połówki nakrętki
są prowadzone w prowadnicach 6 w kierunku prostopadłym do osi śruby. Na skutek obrotu
rękojeści 1 kołki 4 wraz z połówkami nakrętki 5 zbliżają się do siebie lub oddalają. Jeżeli
połówki nakrętki zostaną zbliżone to następuje współdziałanie ze śrubą pociągową 7,
następuje przeniesienie napędu. Przy ruchu połówek nakrętki w kierunku przeciwnym zostaje
wyłączony napęd.

Mechanizmy mimośrodowe
Mimośród to okrągła tarcza, której oś obrotu nie pokrywa się z jej osią geometryczną rys. 36.
Odległość między osią geometryczną mimośrodu a jego osią obrotu nazywamy
mimośrodowością. Długość cięgła reguluje się za pomocą śruby regulacyjnej co obrazuje
rysunek.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 36 Schemat mimośrodu o regulowanej mimośrodowości a) brak mimośrodowości, b) średnia
mimośrodowość, c) maksymalna mimośrodowość [11,s. 275]

4.9.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to jest mechanizm?
2. Jakie człony można wyodrębnić w mechanizmach?
3. Co nazywamy parą kinematyczną?
4. W jaki sposób działają mechanizmy dźwigniowe?
5. Jaka jest zasada działania mechanizmów korbowych?
6. Jaka jest zasada działania mechanizmów do otrzymania ruchu przerywanego?
7. Na jakiej zasadzie działa krzyż maltański?
8. Jakie ruchy pracy można otrzymać w mechanizmach krzywkowych?
9. Gdzie mają zastosowanie mechanizmy jarzmowe?
10. Jak działają mechanizmy śrubowe, gdzie mają zastosowanie?

4.9.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wyjaśnij cel stosowania mechanizmów w określonych maszynach.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać z literaturą dotyczącą budowy i zastosowania mechanizmów dźwigniowych,
2) wyjaśnić zasadę działania mechanizmów,
3) dokonać podziału mechanizmów, które mają zastosowanie w obrabiarkach maszynach

i silnikach spalinowych,

4) wskazać przydatność poszczególnych mechanizmów do określonych celów,
5) przedstawić powyższe w formie opisowej,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– czasopisma fachowe,
– katalogi mechanizmów,
– literatura.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.9.4.Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) przedstawić podstawowe pojęcia o mechanizmach ?

2) określić zależność człon – para kinematyczna ?

3) wymienić stopnie swobody ciała ?

4) wskazać w jaki sposób ogranicza się stopnie swobody w poszczególnych

członach mechanizmu ?

5) scharakteryzować mechanizmy dźwigniowe ?

6) wskazać zastosowanie mechanizmów do otrzymania

ruchu przerywanego?

7) sformułować zasadę działania krzyża maltańskiego ?

8) przedstawić rozwiązanie konstrukcyjne mechanizmów krzywkowych ? ¨

9) określić zastosowanie mechanizmów krzywkowych w budowie maszyn ?

10) sformułować zasadę działania mechanizmów jarzmowych?

11) określić zastosowanie mechanizmów mimośrodowych?

12) scharakteryzować mechanizmy śrubowe, gdzie mają zastosowanie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.10. Klasyfikacja, budowa i zasada działania pomp

4.10.1.Materiał nauczania

Klasyfikacja pomp

Pompą nazywamy maszynę roboczą, która kosztem energii silnika napędowego przenosi

ciecz z poziomu niższego na wyższy np. ze studni do zbiornika z obszaru o ciśnieniu niższym
do obszaru o ciśnieniu wyższym lub przetłacza ciecz. Działanie pompy opiera się na
wytwarzaniu różnicy ciśnień pomiędzy przestrzenią ssawną i tłoczną elementu roboczego
pompy (tłoka, wirnika, kół)

W zależności od sposobu działania rozróżniamy pompy:

– wyporowe (tłokowe, przeponowe)
– wirowe (rotacyjne, przepływowe)
– strumieniowe, skrzydełkowe, zębate.

Pompy wyporowe niekiedy zwane objętościowymi działają na zasadzie przetłaczania

(wypierania) cieczy z przestrzeni ssawnej przez odpowiedni ruch elementu roboczego do
przestrzeni tłocznej. Pompy wirowe (rotacyjne, przepływowe) działają na zasadzie ruchu
obrotowego elementu roboczego – wirnika zaopatrzonego w łopatki robocze.
Pompy strumieniowe działają na zasadzie smoczka, gdzie ciecz robocza przepływa przez
odpowiednią dyszę (inżektor) . Pompę skrzydełkową cechuje ruch obrotowo – zwrotny
(wahadłowy) skrzydełka które odgrywa rolę tłoka, przeważnie napędzane ręcznie za pomocą
dźwigni. Elementem roboczym pompy zębatej są koła zębate.

Zasada działania, budowa pomp

Pompy tłokowe - elementem roboczym jest tłok tarczowy lub nurnik, które wytwarzają

różnicę ciśnień pomiędzy przestrzenią ssawną, a tłoczną potrzebną do wywołania ruchu
cieczy.

Do zalet pomp tłokowych należą: możliwość uzyskania małej wydajności przy dużym

ciśnieniu, uruchomienie pomp bez zalewania. Do wad zaliczamy duży ciężar i wymiary,
szybkie zużywanie się zaworów, nierównomierność pompowania i wolnobieżność. Zakres
pomp tłokowych jest ograniczony.
Bardziej rozpowszechnionym rodzajem pomp są pompy wirowe czyli rotacyjne.

W zależności od ukształtowania wirnika rozróżniamy następujące rodzaje pomp

wirowych:
– pompy odśrodkowe w których ciecz dopływa do wirnika osiowo, a wypływa

promieniowo,

– pompy śmigłowe o osiowym przepływie cieczy przez wirnik, który posiada kilka łopatek

w kształcie śruby okrętowej lub śmigła lotniczego.

W zależności od liczby wirników jednostopniowe i wielostopniowe.

W zależności od położenia osi wału rozróżniamy pompy wirowe poziome i pionowe. Do zalet
pomp wirowych zaliczamy; małe rozmiary, niewielki ciężar, brak zaworów posuwisto –
zwrotnego ruchu co zmniejsza hałas pracy, ciągłość działania, łatwość regulacji, możliwość
pompowania cieczy gęstych i zanieczyszczonych. Do wad zaliczamy: brak zdolności
samozasysania mała sprawność.

Pompy głębinowe

Pompy te służą do wydobywania cieczy z dużych głębokości. Stosowane są pompy

wałowe napędzane za pomocą długiego wału obracającego się wewnątrz rury tłocznej
i pompy z zatopionym silnikiem- elektrycznym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Stosowane są pompy skrzydełkowe, tłokowe i pompy zębate. Elementem roboczym

w pompie zębatej są koła zazębiające się, podczas obrotu ciecz przenoszona jest we wrębach
międzyzębnych. Pompy te mają prostą budowę niezawodne działanie, małe wymiary. Stosuje
się je jako pompy olejowe w silnikach, do cieczy chłodzącej w obrabiarkach i napędów
hydraulicznych

Rys. 37. Pompa zębata: 1 – koła zębate, 2 – dławica, 3 – dopływ, 4 – wypływ [3, s.76]

Rys. 38. Pompa tłokowa nurnikowa: 1 – tłok (nurnik), 2 – zawór wlotowy, 3 – zawór ssawny, 4 - powietrzni
ssawny, 5 – zawór ty, 6 – powietrznik tłoczny, 7 – dławica [2, s.201]

W pompach nurnikowych tłoki wykonywane są jako nurniki w kształcie walca, który nie
styka się ze ścianami cylindra, jest uszczelniany dławicą. Umieszczenie w pompie komór
wypełnionych częściowo cieczą, a częściowo powietrzem (powietrzników) poprawia
równomierność przepływu pompowanej cieczy. Zwiększając liczbę cylindrów zwiększa się
równomierność tłoczenia cieczy.

4.10.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jaka jest zasada działania pompy?
2. Jakie znasz rodzaje pomp w zależności od budowy ?
3. Jakie cechy posiadają pompy wirowe, wyporowe i inne ( głębinowe, zębate)
4. Jaka jest budowa pomp tłokowych?
5. Jakie znasz wady i zalety poznanych pomp ?
6. Które z poznanych pomp mają większe zastosowanie i dlaczego ?

4.10.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opisz zasadę działania i zastosowanie pompy zębatej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą na ten temat
2) scharakteryzować zasadę działania pompy,
3) przedstawić zalety i wady pomp zębatych,
4) wyjaśnić w jakich maszynach mają zastosowanie i dlaczego,
5) powyższe przedstawić w formie pisemnej,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

długopis, ołówek, papier A4

−

katalogi pomp zębatych,

−

literatura.

4.10.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) dokonać klasyfikacji pomp?

¨

2) określić zasadę działania pomp?

3) scharakteryzować pompy tłokowe?

4) scharakteryzować pompy wirowe?

5) przedstawić zalety i wady pomp?

6) dobrać pompę do określonych celów?

7) określić w jakich urządzeniach mają zastosowanie pompy zębate?

¨

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.11. Klasyfikacja, budowa i zasada działania silników

4.11.1. Materiał nauczania

Klasyfikacja silników

Maszyny przetwarzające różne rodzaje energii na mechaniczną nazywamy silnikami.

Silnik spalinowy jest silnikiem cieplnym, paliwo jest spalane bezpośrednio w cylindrze
roboczym. Czynnikiem termodynamicznym, który pośredniczy w zamianie ciepła w pracę
mechaniczną są gazy spalinowe, powstałe wskutek spalania paliwa w cylindrze. Silniki
spalinowe budowane są jako silniki tłokowe, oraz wirnikowe czyli turbiny. Jednym
z podstawowych kryteriów klasyfikacji silników spalinowych jest sposób zapłonu mieszanki.

Na podstawie tego kryterium silniki spalinowe można podzielić na:

– silniki o zapłonie iskrowym, w takim silniku cylinder napełniany mieszanką, która zostaje

stępnie sprężona przez tłok zapalana iskrą elektryczną przez świecę umieszczoną
w komorze spalania,

– silniki o zapłonie samoczynnym, w takim silniku cylinder napełniany czystym

powietrzem, które zostaje wstępnie sprężone przez tłok, a następnie zostaje wtryśnięte
paliwo, pod wpływem wysokiej temperatury powietrza paliwo ulega samozapaleniu.

Innym kryterium podziału silników spalinowych jest liczba wykonywanych przez tłok

suwów.

Można podzielić silniki spalinowe na:

– silniki czterosuwowe,
– silniki dwusuwowe,
– silniki z wirującym tłokiem,
– silniki turbospalinowe.

Silnik parowy tłokowy jest silnikiem cieplnym, w którym energia pary wodnej zamienia

się w pracę za pomocą tłoka poruszającego się w cylindrze ruchem posuwisto – zwrotnym.
Para świeża wchodzi do cylindra po jednej stronie tłoka, przesuwając tłok wykonuje pracę
i rozpręża się. Następnie za pomocą stawidła para zostaje doprowadzona na drugą stronę
tłoka, wskutek czego tłok przesuwa się z powrotem, jednocześnie wytłacza on na zewnątrz
parę zużytą.

Zasada działania silników spalinowych

Działanie czterosuwowego silnika o zapłonie iskrowym przedstawia rysunek 39.

Rys. 39. Zasada działania silnika czterosuwowego o zapłonie iskrowym: a ) napełnienie silnika mieszanką,
b) sprężanie, c)praca d)wylot.[9, s.26]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Jednemu pełnemu cyklowi pracy takiego silnika odpowiadają cztery suwy tłoka.

Suw dolotu, podczas suwu dolotu tłok przesuwa się od GMP (górne maksymalne położenie)
do DMP (dolne maksymalne położenie), przy czym zawór dolotowy jest otwarty.
Przesuwający się ku DMP tłok zasysa przez ten zawór mieszankę przygotowaną w układzie
zasilania. W czasie tego suwu zawór wylotowy pozostaje zamknięty. Suw sprężania po
minięciu DMP tłok rozpoczyna ruch ku GMP, przy czym zawór dolotowy zostaje zamknięty,
pozostaje także zamknięty zawór wylotowy.
Tłok idąc ku GMP spręża mieszankę wypełniającą cylinder, która w GMP tłoka zajmuje
tylko objętość komory spalania.

Suw pracy w chwili gdy tłok znajduje się w pobliżu GMP, przeskok iskry elektrycznej

między elektrodami świecy powoduje zapłon sprężonej mieszanki. Mieszanka spala się
gwałtownie, wydziela dużą ilość ciepła, która powoduje wzrost temperatury gazów
spalinowych i szybki kilkakrotny wzrost ciśnienia nad tłokiem. Gazy dążą do rozprężania się
cisną na tłok przesuwając go ku DMP. Praca wykonywana jest przez rozprężające się gazy.

W czasie suwu obydwa zawory są zamknięte, objętość nad tłokiem zwiększa się, maleje

ciśnienie jak i temperatura. Suw wylotu po wykonaniu suwu pracy tłok zaczyna ponownie
wracać ku GMP, otwarty w tym czasie zawór wylotowy umożliwia wypchnięcie przez tłok
spalin z cylindra. Proces usuwania spalin trwa aż do chwili zamknięcia zaworu wylotowego.

W działaniu silnika czterosuwowego o zapłonie samoczynnym są takie same procesy jak

silnika o zapłonie iskrowym, na każdy cykl pracy przypadają dwa obroty wału korbowego.
Wtrysk paliwa oleju napędowego do komory spalania następuje pod znacznym ciśnieniem
strumienia rozpylonego paliwa. Do jego samoczynnego zapalenia w cylindrze niezbędna jest
wysoka temperatura znajdującego się tam powietrza uzyskiwana w wyniku silnego sprężenia
powietrza.

W silniku dwusuwowym napełnienie cylindra mieszanką, jej sprężenie, spalanie

i usunięcie spalin z cylindra odbywa się w czasie dwóch suwów tłoka.

Rys.40. Zasada działania silnika dwusuwowego o zapłonie iskrowym: a) suw sprężania i dolotu, b) początek
suwu pracy i koniec dolotu, c) suw prawy i wylotu; 1 - kanał dolotowy, 2 – komora korbowa,3 – kanał
przelotowy, kanał wylotowy [9, s.33]

Podczas suwu sprężania na skutek ruchu tłoka w komorze korbowej 2 wytwarza się

podciśnienie. Zbliżający się do GMP tłok swoją dolną krawędzią odsłania kanał dolotowy 1.
Przez okno to do komory korbowej zostaje zassana porcja przygotowanej w gaźniku
mieszanki paliwa z powietrzem. Suw sprężania połączono z suwem dolotu. Po zapłonie
mieszanki w komorze spalania tłok sunie ku DMP, zasłaniając okno dolotowe. Mieszanka
znajdująca się w zamkniętej komorze korbowej jest przez tłok sprężona. Pod koniec tego
suwu górna krawędź tłoka odsłania okno wylotowe i spaliny uchodzą z cylindra. Później
górna krawędź wciąż sunącego ku DMP tłoka odsłania okno 3 kanału przelotowego łączącego

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

komorę korbową z cylindrem i wstępnie sprężona pod tłokiem mieszanka przepływa do
cylindra wypychając z niego resztę spalin. Ten proces usuwania resztek spalin nazwano
przepłukiwaniem cylindra. Dwusuwowy obieg pracy silnika można zastosować również
w silnikach o zapłonach samoczynnych. Do cylindra kieruje się wstępnie sprężone przez
oddzielną pompę powietrze. Wylot spalin sterowany jest za pomocą zaworowego
mechanizmu rozrządu z zaworami wylotowymi umieszczonymi w głowicy.
Układy konstrukcyjne silników

Tłokowe silniki spalinowe mają różne układy cylindrów;

−

silniki rzędowe, w których cylindry są ustawione w rzędzie jeden za drugim przy liczbie
cylindrów od dwóch do sześciu

−

silniki widlaste, w których cylindry są ustawione w dwóch rzędach odchylonych od siebie
pod pewnym kątem od 60

÷ 120

przy liczbie cylindrów od dwóch do ośmiu.

−

silniki przeciwsobne, zwane bokserami, cylindry takich silników są ułożone w dwóch
rzędach, lecz rzędy nie leżą w jednej płaszczyźnie, liczba cylindrów w takich silnikach
wynosi od dwóch do ośmiu.

Konstrukcja układu korbowego

Tłok silnika musi spełnić wiele zadań:

– uszczelnianie cylindra,
– przekazywanie siły nacisku gazów na dalsze części mechanizmu korbowego.
– prowadzenie górnej części korbowodu
– dostatecznie szybkie odprowadzenie ciepła z części tłoka stykającej się bezpośrednio ze

spalinami.

Tłok aby sprostać tym zadaniom musi być właściwie ukształtowany, lekki, wytrzymały,

trudnościeralny. Tłoki najczęściej odlewa się ze stopów aluminium, zapewnia to niewielką
masę tłoka. Prawidłowa współpraca tłoka z cylindrami wymaga zachowania odpowiedniego
luzu, między częścią prowadzącą tłoka a gładzią cylindra.
Korbowód łączy tłok z wałem korbowym, najczęściej odkuwanym ze stali węglowej.

Wały korbowe osadzone są w łożyskach, ukształtowanie wału zależy konstrukcji silnika,

układu liczby cylindrów, kolejności zapłonu.
Do silników spalinowych należą również silniki odrzutowe i rakietowe stosowane do napędu
obiektów latających. W silnikach tych pracę wykonują spaliny wylatujące z dużą prędkością
z dyszy. Silniki spalinowe mają większą sprawność niż parowe są od nich lżejsze, wymagają
jednak kosztowniejszych paliw. Do wytwarzania mieszanki paliwowej oraz jej zapalenie
konieczne są odpowiednie urządzenia pomocnicze. Silniki spalinowe są powszechnie
stosowane do napędu pojazdów, samolotów, łodzi, statków przenośnych lub przewożonych
maszyn roboczych, oraz zespołów prądotwórczych.

4.11.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co nazywamy silnikiem?
2. Jaki czynnik termodynamiczny występuje w silniku spalinowym?
3. Na podstawie jakich kryteriów dzielimy silniki?
4. Jaka jest budowa i zasada działania silnika czterosuwowego z zapłonem iskrowym?
5. Jaka jest budowa i zasada działania silnika dwusuwowego z zapłonem iskrowym?
6. Jaka jest budowa i zasada działania silnika z zapłonem samoczynnym?
7. Jakie znasz układy konstrukcyjne silników spalinowych?
8. Jakie zadania spełnia układ tłokowo korbowy w silniku?
9. Jaka jest zasada działania silnika parowego?
10. Gdzie mają zastosowanie silniki spalinowe?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.11.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Omów zasadę działania silnika czterosuwowego z zapłonem iskrowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą dotyczącą tego tematu,
2) podać zasadę pracy silników czterosuwowych,
3) omówić napełnianie cylindra mieszanką,
4) omówić suw sprężania jakie zjawiska zachodzą w cylindrze,
5) omów suw pracy, co dzieje się z mieszanką paliwową,
6) omów suw wylotu,
7) przedstawić powyższe w formie opisowej,
8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– modele, plansze silników czterosuwowych,
– literatura.

Ćwiczenie 2

Omów zasadę działania silnika dwusuwowego z zapłonem iskrowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą dotyczącą tego tematu.
2) podać zasadę pracy silników dwusuwowych.
3) omówić suw sprężania i napełniania cylindra mieszanką paliwową.
4) omówić suw pracy i wylotu spalin.
5) przedstawić powyższe w formie opisowej.
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– modele, plansze silników dwusuwowych,
– literatura.

Ćwiczenie 3

Omów zasadniczą różnicę pracy silnika czterosuwowego o zapłonie samoczynnym

z silnikiem z zapłonem iskrowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą dotyczącą tego tematu.
2) podać zasadę pracy silnika czterosuwowego z zapłonem samoczynnym.
3) przedstawić sposób napełniania cylindra.
4) podać różnicę pracy silnika czterosuwowego o zapłonie samoczynnym z silnikiem

o zapłonie iskrowym.

5) przedstawić warunki przygotowania mieszanki palnej w silniku o zapłonie samoczynnym.
6) powyższe przedstawić w formie opisowej
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– modele, plansze silników,
– literatura.

4.11.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1) przedstawić definicję silnika?

2) przedstawić różnicę pomiędzy silnikiem parowym, a silnikiem

spalinowym?

3) dokonać podziału silników?

4) określić zasadę działania silnika czterosuwowego z zapłonem

iskrowym?

5) określić zasadę działania silnika dwusuwowego z zapłonem iskrowym? ¨

¨

6) wskazać różnicę działania i pracy silnika z zapłonem samoczynnym,

a silnikiem o zapłonie iskrowym?

7) określić zastosowanie silników spalinowych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.12. Klasyfikacja sprężarek, wentylatorów, zasada działania,

układy sprężonego powietrza

4.12.1 Materiał nauczania

Klasyfikacja sprężarek

Maszyny do sprężania gazów i par noszą nazwę sprężarek. Są to cieplne sprężające

maszyny robocze, przetwarzające energię silnika napędowego na energię potencjalną
sprężanego lub kinetyczną przetłaczanego gazu.

Ze względu na wartość wytwarzanego przyrostu ciśnienia gazu możemy rozróżnić

maszyny:
– sprężarki,
– dmuchawy,
– wentylatory,
– ssawy (pompy próżniowe)
– maszyny sprężające działają na podstawie jednej z dwóch zasad;
– maszyny objętościowe ( wyporowe) wywołują wzrost ciśnienia w wyniku zmniejszenia

objętości gazu;

– maszyny przepływowe wywołują wzrost ciśnienia na skutek oddziaływania na cząsteczki

gazu sił bezwładności.

Zasada działania budowa sprężarek

Maszyny tłokowe stosowane jako sprężarki pozwalają na uzyskanie dużych wartości

sprężu przy stosunkowo małej wydajności. Wał korbowy jest napędzany przez silnik.
Wartość maksymalna sprężu w sprężarce tłokowej jest ograniczona względami
konstrukcyjnymi, w celu uzyskania dużych ciśnień sprężanego czynnika stosuje się sprężarki
wielostopniowe lub wielocylindrowe. Trące się części sprężarek tłokowych wymagają
smarowania, najczęściej stosowane jest smarowanie rozbryzgowe olejem znajdującym się
w skrzyni korbowej. W dużych sprężarkach stosowane jest smarowanie pod ciśnieniem.
Najczęściej stosowanymi sprężarkami rotacyjnymi są sprężarki z wirującymi tłokami
Przestrzeń między tłokami zwiększa się podczas napełniania, a zmniejsza podczas tłoczenia.
Mają też zastosowanie sprężarki osiowe wielostopniowe. Składają się one z kilku
umieszczonych w obudowie obracających się wieńców wirnika i nieruchomych kierownic.
Dobierając silnik do napędu maszyny sprężającej, należy brać pod uwagę jej sprawność
i pobór mocy. Sprężarki mają duże zastosowanie w chłodziarkach, w układach
pneumatycznych.

Rys.41. Sprężarka rotacyjna z wirującymi tłokami

Sprężarka pokazana na rysunku zawiera w owalnej komorze dwa wirujące tłoki, które tworzą
parę kół zębatych (dwuzębnych) o specjalnie dobranych kształtach. Tłoki te ze względu na
małą liczbę zębów nie mogą poprawnie współpracować, są więc sprzęgnięte parą kół
o odpowiedniej liczbie zębów tak, że podczas pracy między ich powierzchniami jest

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

utrzymywana stała niewielka przestrzeń. Przestrzeń między tłokami zwiększa się podczas
napełniania, a zmniejsza podczas tłoczenia.
Klasyfikacja wentylatorów

Wentylatory służą do przetłaczania dużych objętości gazu najczęściej powietrza, przy

nieznacznym wzroście ciśnienia
Rozróżniamy wentylatory wytwarzające nadciśnienie i wentylatory wytwarzające podciśnienie,
bardzo często nazywane ssawnymi. Rozróżniamy wentylatory odśrodkowe (promieniowe)
i śmigłowe (osiowe) wykonywane jako jednostopniowe i wielostopniowe. W zależności od
wytrzymywanego

ciśnienia

rozróżnia

się

wentylatory:

niskoprężne,

średnioprężne

wysokoprężne. Do ich napędu stosuje się silniki elektryczne i turbiny parowe. Wentylatory

działają na podobnej zasadzie co sprężarki osiowe.
Budowa, zasada działania wentylatorów

Wentylator odśrodkowy rys. 42 składa się z kadłuba, który ma z boku okrągły króciec

ssawy. W kadłubie mieści się wirnik z piastą do osadzenia na wale napędowym, łopatek,
które są wąskie i długie, a ich liczba jest znaczna. Silnik z wentylatorem połączony jest za
pomocą sprzęgła lub przekładni pasowej. Wirniki wentylatorów odśrodkowych są
wykonywane z różnymi zarysami łopatek.

Rys. 42. Wentylator odśrodkowy: a) widok, b) widok wirnika, 1 – kadłub, 2 – wirnik, 3 – króciec ssawny, 4 –
króciec tłoczny, 5 – tylna tarcza silnika, 6 – przedni pierścień wirnika, 7 – łopatki wirnika, 8 – pręty
usztywniające [3, s. 306]

Wentylatory osiowe (śmigłowe) budowane są z otworami wlotowymi zaopatrzonymi
w dyszę, a otwory wylotowe budowane są jako dyfuzory.
Każdy wentylator, zwłaszcza osiowy, powoduje znaczny szum w czasie pracy. Przyczynami
głośnej pracy są: ruch wirnika, dźwięki pochodzenia mechanicznego, wiry w strudze gazu.
W celu wyciszania szumu stosuje się pierścienie tłumiące, łożyska toczne zastępuje się
łożyskami ślizgowymi, dźwiękochłonne płytki. Wydajność największych wentylatorów
przekracza 200m

/s, sprawność ogólna wynosi 0,25 – 0,88.

Wentylatory mają szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.
Instalacje sprężonego powietrza

Gazy i pary sprężone mają szerokie zastosowanie w technice. Sprężone powietrze jest

używane do napędu ręcznych narzędzi pneumatycznych, maszyn formierskich, układów
hamulców w kolejnictwie, pojazdach samochodowych, zasilania pieców metalurgicznych do
rozruchu i doładowania silników spalinowych, do wdmuchiwania ciekłego paliwa i pyłu
węglowego do palenisk kotłowych. Duże zastosowanie mają urządzenia wentylacyjne
i układy transportu pneumatycznego. Do spawania i cięcia metali używa się sprężonego tlenu,
wodoru, metanu, acetylenu, gdzie sprężone gazy przechowuje i transportuje się w butlach.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Instalacje powietrzne są ciągle doskonalone, sprężone powietrze okazało się dogodnym

czynnikiem roboczym. Zasadniczymi elementami układu sprężonego powietrza są:
– sprężarki,
– zbiorniki sprężonego powietrza,
– zawory sterujące,
– siłowniki,
– przewody, złącza, elementy regulacyjne, kontrolne, filtry i odwadniacze.

Na obecnym etapie rozwoju urządzeń powietrznych i budowania instalacji znalazło

szerokie zastosowanie we współczesnych pojazdach mechanicznych. Zwiększenie zespołów
powietrznych nastąpiło w wyniku znacznego wzrostu masy i prędkości samochodów,
spowodowało to zaostrzenie wymagań odnośnie bezpieczeństwa ruchu drogowego. Sprężone
powietrze jest czynnikiem roboczym w hamulcach, wykorzystywane jest do zawieszenia
powietrznego, sterowania zespołami układów napędowych, centralnego pompowania kół,
zamykanie i otwieranie drzwi, sterowania urządzeniami pomocniczymi. Instalacje powietrzne
są stałym elementem pojazdów, obok zespołów elektronicznych.

Układy

hamulcowe

uruchomieniem

powietrznym

mają

dobre

wymagania

eksploatacyjne;
– odpowiednia skuteczność działania układu,
– pełne odhamowanie po odjęciu siły uruchamiającej układ,
– płynne zwiększanie siły hamowania w stosunku do wzrostu siły uruchamiającej układ,
– możliwie krótki czas uruchomienia układu,
– brak lub niski poziom hałaśliwości hamulców,
– muszą posiadać niezbędną szczelność układu.

Rys. 43. Schemat układu hamulcowego powietrznego [9, s.165]

W skład takiego układu wchodzą następujące zespoły: sprężarka 1, regulator ciśnienia 2

wyposażony w filtr powietrza, odmrażacz 3 , dwa zbiorniki powietrza4, zawór przepływowy
5, główny zawór sterujący 6 wraz z pedałem hamulca, manometr 7, do kontroli ciśnienia
powietrza w instalacji, cylinderki hamulcowe 8, zawór uruchamiający hamulec przyczepy 9,
zawór odcinający 10 w przypadku jazdy bez przyczepy złącze samochodu i przyczepy 11.
Z

reguły w pneumatycznych układach hamulcowych stosuje się sprężarki tłokowe, chłodzone

powietrzem, napędzane przeważnie paskiem klinowym od wału korbowego silnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.12.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to jest sprężarka?
2. Jakie znasz rodzaje sprężarek?
3. Jaka jest zasada działania i obsługa sprężarki tłokowej?
4. Jakie zadania powinny spełniać wentylatory?
5. Jakie znasz rodzaje wentylatorów?
6. Jakie jest zastosowanie wentylatorów w gospodarstwie domowym?
7. Do jakich celów używane jest w technice sprężone powietrze?
8. Jakie są podstawowe elementy układu pneumatycznego?
9. Jakie zadanie spełnia sprężarka w układach pneumatycznych?

4.12.3 Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Omów zasadę działania, budowę i obsługę sprężarki tłokowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą na ten temat,
2) przedstawić zasadę działania sprężarek tłokowych,
3) opisać budowę sprężarek tłokowych,
4) wskazać zastosowanie sprężarek tłokowych,
5) zapoznać się z instrukcja sprężarki tłokowej,
6) wskazać czynności, które należy wykonać przed uruchomieniem i w czasie pracy

sprężarki tłokowej,

7) przedstawić powyższe w formie pisemnej,
8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– katalogi sprężarek tłokowych,
– instrukcja obsługi sprężarki tłokowej,
– sprężarka tłokowa,
– literatura.

Ćwiczenie 2

Dokonaj podziału wentylatorów, jaki wentylator zastosowałbyś w pokoju podczas

wysokich temperatur.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą na ten temat,
2) dokonać podziału wentylatorów w zależności od przeznaczenia,
3) zapoznać się z budową określonych wentylatorów,
4) wybrać wentylator dla gospodarstwa domowego na okres wysokich temperatur,
5) uzasadnić wybór określonego wentylatora,
6) przedstawić powyższe w formie opisowej,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– katalogi wentylatorów,
– literatura.

Ćwiczenie 3

Przedstaw i scharakteryzuj zasadę działania układu hamulcowego powietrznego, omów

elementy tego układu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenia powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą dotyczącej instalacji sprężonego powietrza,
2) przedstawić schemat układu powietrznego,
3) omówić zasadę działania,
4) scharakteryzować ważniejsze elementy układu pneumatycznego,
5) przedstawić powyższe w formie opisowej,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– schematy układów pneumatycznych
– literatura.

4.12.4 Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) scharakteryzować podział sprężarek?

2) omówić zasadę działania i obsługę sprężarek tłokowych?

3) określić zadania wentylatorów?

4) dokonać podziału wentylatorów w zależności od ich przeznaczenia?

5) wymienić zastosowanie układów sprężonego powietrza w technice?

6) scharakteryzować schemat układu pneumatycznego hamulców?

7) określić zasadę działania układów pneumatycznych?

8) określić zadania sprężarek w układach pneumatycznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.13. Układy zasilania, chłodzenia

4.13.1. Materiał nauczania

Zadania i rodzaje układów zasilania.

Zadaniem układu zasilania jest dostarczenie do cylindrów silnika mieszanki paliwa

z powietrzem o takim składzie, który jest najbardziej odpowiedni w danych warunkach pracy
silnika. W silnikach o zapłonie iskrowym stosowane jest zasilanie gaźnikowe i nowszy układ
zasilanie wtryskowe.

Układ zasilania gaźnikowego ( rys. 44)

Pompa zasilająca podaje paliwo ze zbiornika do gaźnika. Wykonana mieszanka

paliwowa w gaźniku płynie przewodem dolotowym do cylindrów silnika. Paliwo i powietrze
zanim zostaną wprowadzone do gaźnika przechodzą przez filtry. W pojazdach gaźnik jest
wyżej umiejscowiony niż zbiornik paliwa, stąd konieczność stosowania pompy podającej
paliwo ze zbiornika do gaźnika, jeśli zbiornik jest ponad gaźnikiem w takich przypadkach
pompa paliwa jest zbędna. Powszechnie pompy zasilające napędzane są mechanicznie,
w których ruch przepony wymuszany jest przez mimośród umieszczony na wałku rozrządu.
Filtry paliwa i powietrza usuwają zanieczyszczenia (zatrzymują) na wkładach, które są
wymienialne

Rys. 44. Schemat układu zasilania silnika o zapłonie iskrowym: 1- zbiornik paliwa, 2 – filtry paliwa, 3 – pompa
zasilająca, 4 – filtr powierza, 5 – gaźnik, 6 – przewody dolotowe [9, s.76]

Układy zasilania wtryskowego (rys. 45)

Zastosowanie gaźnika do zasilania kilku cylindrów nie zawsze zapewnia dostarczenie

identycznej mieszanki do każdego z nich. Zastosowanie zasilania wtryskowego w znacznym
stopniu usuwa te niedogodności. Polega ono na okresowym lub niekiedy ciągłym
dostarczaniu paliwa w pobliże zaworów dolotowych wszystkich cylindrów poprzez wtrysk.
Ilość podawanego paliwa jest sterowana urządzeniem elektronicznym

Do urządzenia sterującego 7 są wprowadzone sygnały elektroniczne określające

chwilowy stan pracy silnika. Tymi danymi przekazywanymi przez czujniki są zwykle:
obciążenie silnika, otwarcie przepustnicy czujnik 1, prędkość obrotowa czujnik 2,
temperatura powietrza w przewodzie dolotowym czujnik 3, temperatura cieczy chłodzącej
czujnik 4. kąt wyprzedzenia zapłonu czujnik 5. Urządzenie 7 przetwarza te dane sterując
pracą wtryskiwaczy 8, czyli zmieniając odpowiednią ilość wtryskiwanego paliwa i chwilę
jego wtrysku. Podczas rozruchu jest uruchomiony dodatkowy wtryskiwacz 9. Ciśnienie
paliwa w układzie wtryskowym wytwarza pompa 10.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 45. Schemat elektronicznie sterowanego układu zasilania wtryskowego silnika o zapłonie iskrowym:
1- czujnik otwarcia przepustnicy, 2 – czujnik prędkości obrotowej, 3 – czujnik temperatury powietrza, 4 –
czujnik temperatury cieczy chłodzącej, 5 – czujnik kąta wyprzedzania zapłonu, 6 – akumulator z czujnikiem
stanu naładowania, 7 – urządzenie sterujące pracą wtryskiwaczy, 8 – wtryskiwacz, 9 – wtryskiwacz rozruchowy,
10 – pompa paliwa [9, s.86]

Układy zasilania silników o zapłonie samoczynnym (rys. 46)

Zgodnie z zasadą działania silników o zapłonie samoczynnym, układ zasilania takiego

silnika musi zapewnić wtrysk dawki paliwa wprost do cylindra. Dawka odpowiednio
rozpylonego paliwa musi być wtryśnięta w odpowiedniej chwili.

W skład typowego układu zasilania silnika o zapłonie samoczynnym wchodzą elementy:

– pompa zasilająca 1,
– zbiornik paliwa 2,
– filtr paliwa 3,
– pompa wtryskowa 4,
– wtryskiwacze 5,
– regulator prędkości obrotowej 7,
– filtr powietrza z przewodami.

Pompa zasilająca podaje paliwo ze zbiornika przez filtr do pompy wtryskowej. Pompa

wtryskowa tłoczy odmierzoną dawkę paliwa przewodami wysokiego ciśnienia do
wtryskiwaczy. Nadmiar paliwa z filtru, pompy wtryskowej i wtryskiwaczy spływa do
zbiornika przewodami przelewowymi 6.

W silniku o zapłonie samoczynnym do cylindrów jest doprowadzane czyste powietrze,

dopływa ono kolektorem dolotowym rozgałęzionym stosownie do liczby cylindrów silnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przepływ powietrza przez kolektor nie jest niczym dławiony i zawsze pozostaje w pełni
otwarty. Brak potrzeby dławienia przepływu powietrza wynika z faktu, że sterowanie
obciążeniem silnika polega na zmianie dawki paliwa.

Rys. 46.Schemat układu zasilania silnika o zapłonie samoczynnym. 1 – pompa, 2 – zbiornik paliwa, 3 – filtr,
4 – pompa wtryskowa, 5 – wtryskiwacze, 6 – przewody paliwowe, 7 – regulator prędkości obrotowej [9, s.88]

Doładowanie silników

Doładowanie silnika spalinowego polega na zasilaniu go powietrzem lub mieszanką

palną pod ciśnieniem wyższym niż atmosferyczne. Doładowanie zapewnia uzyskanie
większej mocy silnika bez potrzeby zwiększania jego pojemności skokowej, oraz bez
zwiększania prędkości obrotowej. Doładowanie korzystnie wpływa na przebieg spalania
w silnikach o zapłonie samoczynnym, jest w nich powszechnie stosowane. Stosowanie
doładowania w silnikach o zapłonie iskrowym jest znacznie utrudnione, przy znacznym
sprężeniu mieszanki pojawia się spalanie stukowe. Urządzeniem, które dostarcza do silnika
o zapłonie samoczynnym powietrze pod ciśnieniem 150–300 kPa jest sprężarka.
W zależności od rodzaju sprężarki rozróżniamy doładowanie mechaniczne, polegające na
zastosowaniu sprężarki napędzonej od wału korbowego silnika i doładowanie
(turbodoładowanie) polegające na wykorzystaniu energii gazów spalinowych w przewodzie
wylotowym silnika do napędu turbosprężarki.

Zespół turbosprężarkowy składa się ze sprężarki i turbiny gazowej osadzonych na

wspólnym wale. Energia gazów spalinowych jest odbierana przez turbinę gazową
i przekazywana do sprężarki doładowującej silnik. Turbosprężarki pracują z dużą prędkością
obrotową, zazwyczaj rzędu kilkudziesięciu tysięcy obrotów na minutę.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Układy chłodzenia

Zadaniem układu chłodzenia jest zapewnienie silnikowi właściwej temperatury pracy

oraz utrzymanie jej na stałym poziomie, niezależnie od obciążenia silnika.
Są dwa zasadnicze systemy chłodzenia silników:
– system chłodzenia bezpośredniego powietrze styka się bezpośrednio z cylindrami

i głowicą silnika odbierając od nich ciepło (chłodzenie powietrzem),

– system chłodzenia pośredniego czynnikiem pośredniczącym w wymianie ciepła między

silnikiem a powietrzem jest ciecz zawarta w układzie chłodzenia silnika.

Chłodzone powietrzem cylindry i głowice silnika są bezpośrednio omywane

przepływającym powietrzem. Ze względu na sposób wywołania ruchu powietrza wokół
cylindrów silnika rozróżnia się:
– chłodzenie samoczynne,
– chłodzenie wymuszone.

Chłodzenie samoczynne następuje wtedy, gdy silnik jest omywany strumieniem

powietrza w wyniku ruchu pojazdu (motocykle).
Chłodzenie wymuszone następuje wówczas gdy silnik jest omywany strumieniem powietrza
tłoczonego przez dmuchawę. Dmuchawa jest napędzana od wału korbowego za pomocą
paska klinowego. Cylindry i głowica silników, w których zastosowano chłodzenie
wymuszone są otoczone blaszanymi osłonkami. W silniku chłodzonym cieczą cylindry są
otoczone przestrzenią w której znajduje się ciecz chłodząca.

Rys. 47. Schemat obiegu cieczy chłodzącej w silniku. 1 – pompa, 2 – termostat, 3 – przewody, 4 – chłodnica,

5 – wentylator [9, s.73]

Opuszczając silnik ciecz chłodząca płynie do chłodnicy, gdzie oddaje ciepło drugiemu

czynnikowi chłodzącemu, którym jest powietrze. Dzięki zastosowaniu samoczynnej regulacji
intensywność chłodzenia zmienia się zależnie od warunków pracy silnika, jego obciążenia,
temperatury. Urządzeniem regulującym przepływ cieczy przez chłodnicę jest termostat,
bardzo czuły na zmianę temperatury cieczy. Urządzeniem, pomocniczym w układzie
chłodzenia jest wentylator umieszczony tuż za chłodnicą, zwiększa przepływ powietrza przez
chłodnicę.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.13.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie zadania mają układy zasilania w silnikach spalinowych?.
2. Jak działa układ zasilania gaźnikowego ?
3. W jakim układzie pompa paliwa jest zbędna ?
4. Do czego służą filtry w układzie zasilania ?
5. Jak działa układ zasilania wtryskowego ?
6. Jakie są układy zasilania wtryskowego ?
7. Opisz zasadę działania zasilania silników o zapłonie samoczynnym?
8. Jaka jest różnica pomiędzy zasilaniem silników z zapłonem samoczynnym i zapłonem

iskrowym?

9. Jak działa system doładowania silników spalinowych, na czym on polega ?
10. Co to jest doładowanie mechaniczne i turbodoładowanie, wskaż różnicę?
11. Jakie zadania mają układy chłodzenia ?
12. Jakie rozróżniasz układy chłodzenia ?
13. Który układ chłodzenia ma większe zastosowanie i dlaczego ?
14. Jaki jest obieg cieczy chłodzącej w silniku spalinowym?
15. Jakie zadania spełnia termostat w układzie chłodzenia?

4.13.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Omów zasadę działania układu zasilania gaźnikowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą na ten temat,
2) narysować schemat układu zasilania gaźnikowego,
3) omówić zasadę działania tego układu,
4) zwrócić uwagę na obecność filtrów w układzie zasilania, jakie mają zadania,
5) powyższe przedstawić w formie pisemnej,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– plansza gaźnikowego zasilania silnika,
– literatura.

Ćwiczenie 2

Omów zasadę działania układu wtryskowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą na ten temat,
2) narysować schemat układu wtryskowego,
3) omówić zasadę działania tego układu,
4) jakie zadanie ma urządzenie sterujące w tym układzie,
5) powyższe przedstawić w formie opisowej,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– plansze z wtryskowym układem zasilania silnika,
– literatura.

Ćwiczenie 3

Omów sposoby chłodzenia silników spalinowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą na temat układów chłodzenia silnika,
2) wskazać cel stosowania systemów chłodzenia silników,
3) omówić sposób działania chłodzenia samoczynnego,
4) omówić sposób działania chłodzenia wymuszonego,
5) podać różnicę między tymi układami działania, gdzie mają zastosowanie,
6) przedstawić schemat obiegu cieczy chłodzącej w silniku,
7) określić zadania termostatu w układach chłodzenia,
8) przedstawić ćwiczenie w formie opisowej,
9) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– schematy układów chłodzenia silników,
– literatura.

4.13.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) scharakteryzować zadania układów zasilania silników?

2) wyjaśnić zasadę działania układu zasilania gaźnikowego ?

3) wyjaśnić zasadę działania wtryskowego układu zasilania silników

o zapłonie iskrowym

4) wyjaśnić sens stosowania filtrów w układach zasilania?

5) wyjaśnić zasadę działania układu wtryskowego silnika z zapłonem

samoczynnym ?

6) przedstawić zasadę działania doładowania i turbodoładowania?

7) przedstawić zadania układu chłodzenia?

8) rozróżnić rodzaje układów chłodzenia i wyjaśnić jakie układy chłodzenia

mają większe zastosowanie?

9) wyjaśnić jakie układy chłodzenia mają większe zastosowanie?

10) omówić obieg cieczy chłodzącej w układzie chłodzenia?

11) wyjaśnić zasadę działania termostatu w układzie chłodzenia?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.14.Klasyfikacja, budowa, zastosowanie dźwignic i przenośników

4.14.1.Materiał nauczania

Klasyfikacja, budowa, zastosowanie dźwignic (podnośników)

Dźwignice są to urządzenia przenoszące materiały w formie ciał stałych ruchem

przerywanym okresowo, wykonujące zazwyczaj ruchy robocze i powrotne jałowe za pomocą
rozmaitych elementów, ale nie cięgien. Podnośniki są to dźwignice proste, które można
podzielić na; dźwigniki, cięgniki, wózki, dźwigniki i cięgniki przejezdne. Najprostszymi
dźwignicami są dźwigniki służące do przenoszenia pionowego. Ruch przenoszenia jest
realizowany za pomocą mechanizmu śrubowego, zębatkowego lub tłokowego.

Rys. 48. Różne rodzaje podnośników: a) dźwignik zębatkowy, b) dźwignik śrubowy, c) dźwignik hydrauliczny,
d) wciągnik ślimakowy, e) ręczna wciągarka przyścienna, f) wózek podwieszony, g) podnośny wózek
akumulatorowy. [3, s.326]

W dźwigniku zębatkowym ładunek oparty na suwaku jest podnoszony na skutek

przetaczania po listwie zębatej zębnika napędzanego przez przekładnię. W dźwigniku
śrubowym ładunek jest podnoszony w wyniku wykręcania śruby i jest utrzymywany dzięki
samohamowności gwintu. Dźwigniki tłokowe są przeważnie hydrauliczne. Cięgniki służą do
wciągania lub przeciągania ładunków za pomocą cięgna nawijanego na bęben lub
przewijanego przez koło. Cięgnem przewijanym przez koło jest łańcuch lub lina. Wózki
przenoszą w płaszczyźnie poziomej lub nieznacznie nachylonej zawieszone lub spoczywający
na nich ładunek, a źródło napędu porusza się zawsze razem z wózkiem. Ruch wózka nazywa
się jazdą. Wózki dzielimy na torowe, zwykłe, podwieszane, przyścienne oraz jezdniowe.
Dźwignik ustawiony jest na przodzie wózka i zaopatrzony w podchwyty dostosowane do
podstawek zwanych paletami.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dźwigi i suwnice

Urządzenia do pionowego transportu ładunków lub ludzi w kabinach nazywamy

dźwigami. Rozróżnia się dźwigi osobowe, towarowe i towarowo osobowe. Do obsługi hal
fabrycznych i magazynów powszechnie używane są suwnice. Do przeładunku towarów na
dworcach w portach i budowach są stosowane żurawie samochodowe lub szynowe –
samojezdne lub stale mocowane do ścian – przyścienne.

Przenośniki

Przenośniki są to urządzenia przenoszące, nie mające jałowego ruchu powrotnego,

materiały masowe jak: węgiel, piach, skrzynie, worki.
Pod względem konstrukcyjnym przenośniki dzielimy na cięgnowe, bezcięgnowe,
pneumatyczne i hydrauliczne. W przenośnikach cięgnowych przenoszenie materiału odbywa
się za pomocą cięgna; taśmy, liny, łańcucha.

Rys. 49. Schemat przenośnika taśmowego. 1- taśma, 2 – bęben napędowy, 3 – bęben napinający, 4 – bęben
kierujący, 5 – mechanizm napinający, 6 – wałki podtrzymujące taśmę, 7 – kosz zasypowy, 8 – wózek zrzutowy
[3, s.349]

Najczęściej stosuje się taśmy z tkaniny bawełnianej pokrytej gumą, parciane lub stalowe

walcowane.

Przenośniki cięgnowe – członowe, zgarniakowe i kubełkowe

Przenośniki członowe lub płytowe mają jako cięgno łańcuchy lub liny są wytrzymałe

przeznaczone do transportu dużych przedmiotów, złomu, materiałów ściernych.
Przenośniki korytkowe rys. 50 umożliwiają wysypywanie materiału w dowolnym miejscu.

Rys. 50. Przenośnik korytkowy [3, s.351]

Przenośniki kubełkowe umożliwiają przenoszenie materiałów sypkich w kierunku

pionowym lub pochyłym i mają elementy nośne w kształcie kubełków przytwierdzonych do
łańcucha lub taśmy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przenośniki bezcięgnowe

Do przenośników bezcięgnowych należą przenośniki wałkowe, ślimakowe. Przenośniki

wałkowe przeważnie są bez napędu rys. 51

Rys. 51. Przenośnik wałkowy bez napędu [3, s.353]

Znajdują zastosowanie w walcowniach, odlewniach, tartakach, pakowniach i warsztatach
mechanicznych.
Przenośnik ślimakowy przesuwa materiał przez obrót wału ze spiralą ślimakową.

Rys. 52. Przenośnik ślimakowy [3, s.353]

Przenośnik ślimakowy umożliwia nasypywanie i wysypywanie materiału w dowolnym
miejscu, jest szczelny, zajmuje mało miejsca i może w czasie transportu dokonywać
mieszania.

4.14.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie zadania mają dźwignice?
2. Jakich elementów transportowych nie posiadają dźwignice?
3. Do jakich maszyn zaliczysz podnośniki?
4. Wymień kilka rodzajów podnośników i ich zastosowanie?
5. Jakie zadania w transporcie odgrywają wózki?
6. Jakie zadania spoczywają na suwnicach i dźwigach, określ różnice między suwnicą,

a dźwigiem?

7. Określ zastosowanie przenośników?
8. Wymień poszczególne rodzaje przenośników i ich zadania?
9. Scharakteryzuj przenośniki bezcięgnowe, ich zastosowanie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.14.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj klasyfikacji dźwignic (podnośników) ich zastosowanie w transporcie

zakładowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać informacje w literaturze na ten temat,
2) scharakteryzować dźwignice, podnośniki, wózki,
3) określić gdzie mają zastosowanie,
4) określić zastosowanie podnośników,
5) określić zastosowanie wózków,
6) powyższe przedstawić w formie opisowej,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy

– długopis, ołówek, papier A4,
– katalogi dźwignic, podnośników, wózków,
– literatura.

Ćwiczenie 2

Określ zastosowanie suwnic i dźwigów w transporcie materiałów i ludzi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać w literaturze informacje na ten temat,
2) dokonać podziału suwnic i dźwigów,
3) scharakteryzować suwnice i dźwigi, ich zastosowanie w transporcie,
4) powyższe przedstawić w formie pisemnej.

Wyposażenie stanowiska pracy

– długopis, ołówek, papier A4,
– katalogi suwnic i dźwigów,
– literatura.

Ćwiczenie 3

Określ zastosowanie przenośników bezcięgnowych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać w literaturze informacje na ten temat,
2) scharakteryzować przenośniki bezcięgnowe,
3) określić zastosowanie poszczególnych przenośników w transporcie,
4) przyporządkować rodzaj przenośnika do transportowanego materiału,
5) przedstawić powyższe w formie pisemnej,
6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– katalogi przenośników,
– literatura.

4.14.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić zadania stawiane dźwignicom ?

2) scharakteryzować podnośniki?

3) wyjaśnić rolę transportu wózkowego?

4) wymienić zastosowanie suwnic w transporcie?

5) określić rodzaje przenośników i ich dobór w transporcie wewnętrznym?

6) dobrać przenośnik do transportu określonego materiału?

7) określić zastosowanie przenośników bezcięgnowych?

8) wymienić cechy charakterystyczne przenośników bezcięgnowych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.15. Przepisy dozoru technicznego dotyczące obsługi dźwignic

i przenośników

4.15.1. Materiał nauczania

Wszystkie urządzenia są wytwarzane, aby realizować pewne cele. Każda maszyna

w trakcie swego istnienia przechodzi przez etapy powstawania i eksploatacji:
– projektowanie,
– wytwarzanie,
– wdrażanie do eksploatacji,
– eksploatację,
– wycofanie z eksploatacji.

Projektowanie i wykonanie to główne cechy, które później mają wpływ na użytkowanie

i eksploatację. Nauka o eksploatacji oparta jest na technologii i technice zużywania się części
maszyn poprzez tarcie, zmęczenie materiałów pod względem znacznych obciążeń i starzenia
się elementów. Eksploatację urządzenia od chwili wyprodukowania do całkowitego zużycia
nazywamy trwałością. Nauka o eksploatacji urządzeń technicznych zapewnia optymalne
warunki wykorzystywania maszyn zgodnie z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy,
ochrony środowiska i ergonomii. Opracowywane są zgodnie z tymi warunkami odpowiednie
dokumenty dostarczane wraz z urządzeniem DTR (dokumentacja techniczno – ruchowa).
Dokumentacja taka zawiera szczegółowe opisy budowy i działania, parametry techniczne,
zasady użytkowania, kontroli przebiegu pracy, obsługi i napraw, opis czynności
instalatorskich.

Użytkowanie dźwignic i przenośników ma szczególny charakter, pod wpływem

bezpieczeństwa. Wszystkie osoby, które mają styczność z pracą dźwignic i przenośników są
odpowiedzialne za ich stan i bezpieczeństwo pracy. Wszystkie dźwignice muszą być co roku
poddawane szczegółowym oględzinom, mało używane o napędzie ręcznym mogą być
przeglądane co trzy lata. Po oględzinach i wymianie elementów zużytych muszą być poddane
próbnemu obciążeniu przy udziale pracownika Urzędu Dozoru Technicznego. Osoby
obsługujące urządzenia, które podlegają pod nadzór UDT muszą przejść specjalny kurs i być
dopuszczone do obsługi po zaliczeniu egzaminu. Urządzenia elektryczne podlegają również
dozorowi według stosownych przepisów.

Wszystkie przekładnie zębate, łańcuchowe i pasowe powinny posiadać osłony.

Dźwignice przejezdne powinny posiadać urządzenia sygnalizacyjne, które dają sygnały
ostrzegawcze przed wykonaniem ruchów roboczych. Ruchy dźwignic powinny być
ograniczone przez wyłączniki krańcowe. Wzdłuż tras pracy przenośników powinny być
umieszczone wyłączniki awaryjne w celu umożliwienia zatrzymania urządzenia w razie
zagrożenia życia. Nie wolno stać ani przechodzić pod wiszącym ciężarem. Szczególnym
przeglądom należy poddawać liny i łańcuchy. W razie stwierdzenia niewielkiego zużycia
należy natychmiast zmniejszyć dozwolony udźwig lub zaprzestać pracy. W czasie mrozów
także należy pamiętać o zmniejszeniu obciążenia do 75% przy temperaturze –10˚C, a przy
temperaturze -20˚C aż do 50%. Przy temperaturach przekraczających -30˚C zaprzestać pracy
ciągłej. Urząd Dozoru Technicznego i Państwowa Inspekcja Pracy mogą wstrzymać pracę na
dźwignicach i suwnicach, mogą też nakładać kary za nieprzestrzeganie obowiązujących
przepisów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.15.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie etapy przechodzi każde urządzenie w czasie swojego istnienia?
2. DTR – jaka to dokumentacja i czego dotyczy?
3. Czy potrafisz określić szczególny charakter obsługi i użytkowania dźwignic

w tym suwnic i żurawi?

4. Które osoby mogą obsługiwać dźwignice?
5. Jakie uprawnienia posiada Urząd Dozoru Technicznego i Państwowa Inspekcja Pracy?
6. Co powinna zawierać instrukcja obsługi urządzenia, maszyny,
7. Jakie elementy dźwignic i suwnic przechodzą specjalne badania?
8. W jakich warunkach praca na dźwignicach jest wzbroniona lub ograniczona?

4.15.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ skróty DTR, UDT, PIP.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać informacje w literaturze na ten temat,
2) scharakteryzować DTR urządzenia,
3) określić zadania UDT w zakresie eksploatacji dźwignic,
4) wymienić zakres uprawnień PIP,
5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– długopis, ołówek, papier A4,
– instrukcje, przepisy, zarządzenia,
– literatura.

Ćwiczenie 2

Przedstaw podstawowe zasady użytkowania dźwignic i przenośników.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) odszukać informację w literaturze na ten temat,
2) przedstawić zasady użytkowania dźwignic,
3) przedstawić zasady użytkowania przenośników,
4) określić zakres czynności wykonywanych podczas przeglądów dźwignic i przenośników,

nadzór UDT,

5) przedstawić wykonanie ćwiczenia w formie opisowej.

Wyposażenie stanowiska pracy

−

przybory do pisania, papier A4,

−

instrukcje, przepisy, zarządzenia dotyczące zasad użytkowania dźwignic i przenośników,

−

literatura.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.15.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić etapy istnienia urządzenia, maszyny?

2) scharakteryzować DTR maszyny?

3) wyjaśnić zakres uprawnień UDT i PIP

4) wymienić z jakimi dokumentami powinien być zapoznany pracownik

obsługujący dźwignicę

5) określić warunki pracy na dźwignicach?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.16. Znaczenie mechanizacji transportu w zakładach przemysłu

drzewnego

4.16.1. Materiał nauczania

Transportem materiałów nazywamy zespół czynności związanych z ich przenoszeniem za

pomocą odpowiednich środków. W zależności od zasięgu transport może być daleki lub
bliski. Jeżeli odbywa się w obrębie jednego zakładu pracy, mamy do czynienia z transportem
wewnętrznym i bliskim, ale mogą mieć zastosowanie maszyny do transportu dalekiego,
lokomotywy, wagony, samochody. Przedmiot transportowany i jego droga decydują o typie
urządzenia, które należy zastosować. Masa transportowa, którą należy przetransportować
w jednostce czasu decyduje o wielkości urządzenia, o wyborze środka transportu decyduje
koszt transportu na jednostkę materiału transportowego. Urządzenie jest trafnie dobrane gdy
koszt na jednostkę przeniesioną jest najniższy. Urządzenia transportowe powinny umożliwiać
powiązanie procesu technologicznego z dostawą materiałów, łączenie maszyn roboczych
dostawczych z maszynami produkcyjnymi wspierać automatyzację produkcji. Przebieg
transportu powinien być planowany tak samo jak proces technologiczny. Racjonalna
mechanizacja transportu w zakładach przemysłu drzewnego powinna uwzględniać proces
i poszczególne operacje technologiczne, najbardziej racjonalnym i celowym doborze
nośników.

Przy doborze urządzeń transportowych powinniśmy kierować się parametrami:

– nośnością, zdolnością do przenoszenia ładunku o określonej masie w kierunku poziomym,
– udźwigiem, zdolnością do przenoszenia ładunku o określonej masie w kierunku

pionowym,

– zasięgiem przestrzennym, wielkości przestrzeni obsługiwanej przez urządzenie
– prędkością przenoszenia ładunku
– wydajnością, ilością ładunku przeniesioną w jednostce czasu na jedną osobę zatrudnioną

przy obsłudze urządzenia.

Transport materiałów do tartaków i zakładów drzewnych odbywa się przeważnie

samochodami wyposażonymi w żurawie hydrauliczne, które służą do załadunki i wyładunku
materiału. Duże zakłady drzewne posługują się suwnicami mostowymi, które umożliwiają
szybki rozładunek drewna ze środków transportowych oraz szybkie przenoszenie
w odpowiednie miejsca. Do obsługi placów składowych są używane suwnice bramowe, które
poruszają się po torze szynowym. Stosowane są żurawie, które przeważnie rozładowują
drewno z samochodu. Żurawie samobieżne mają większe zastosowanie, ponieważ mogą
zmieniać miejsce pracy. Wewnątrz zakładów drzewnych mogą mieć zastosowanie
przenośniki do transportu mniejszych kłód. Do usuwania trocin i wiórów mają zastosowanie
przenośniki taśmowe, pneumatyczne i ślimakowe. Bardzo często do transportu palet w halach
produkcyjnych maja zastosowanie wózki widłowe, elektryczne i spalinowe. Do pełnego
wykorzystania możliwości środków transportowych niezbędna jest automatyka w systemach
kontrolnych i sterujących, może z powodzeniem zastąpić człowieka ułatwiając mu pracę.
Ostatnio zwiększa się liczba urządzeń specjalistycznych, które są przystosowane do
wykonywania określonych zadań w zaspokajaniu potrzeb człowieka. Obecnie mechanizacja
i robotyzacja ma coraz szersze zastosowanie, pozwala na odciążenie człowieka od
wykonywania prac uciążliwych, monotonnych, wszędzie tam gdzie życie i zdrowie ludzkie
może być zagrożone.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.16.2. Pytania sprawdzające

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

1. Co nazywamy transportem materiałów?
2. Jakie znasz rodzaje transportu?
3. Jakie powiązania ma transport z procesem produkcyjnym?
4. Jakie parametry powinny posiadać urządzenia transportowe?
5. Jakie znasz środki transportu stosowane w przemyśle drzewnym?
6. Jakie korzyści dla człowieka przyniosła mechanizacja i automatyzacja?

4.16.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz środki transportu wewnętrznego (hale produkcyjne)

Sposób wykonywania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą na ten temat,
2) dobrać środki transportu do przemieszczania elementów produkcji,
3) dobrać środki transportu materiałów odpadowych,
4) scharakteryzować wybrane środki,
5) uzasadnić wybór,
6) przedstawić powyższe w formie pisemnej,
7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

długopis, ołówek, papier A4,

–

katalogi urządzeń transportowych,

literatura.

Ćwiczenie 2

Dobierz środki transportu stosowane do obsługi placów składowych i transportu

materiałów do zakładów drzewnych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z literaturą na ten temat,
2) dobrać środki transportu do obsługi placów składowych,
3) scharakteryzować wybrane środki transportu,
4) uzasadnić wybór,
5) dobrać środki transportu do przewozu materiałów do zakładów drzewnych, tartaków,
6) uzasadnić wybór,
7) przedstawić wykonanie ćwiczenia w formie opisowej.

Wyposażenie stanowiska pracy

−

przybory do pisania, papier A4,

−

katalogi pojazdów samochodowych do transportu dłużycy,

−

katalogi suwnic, żurawi,

−

literatura.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.16.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wyjaśnić pojęcie transportu?

2) rozróżnić rodzaje transportu?

3) scharakteryzować środki transportu zewnętrznego i wewnętrznego

stosowane w przemyśle drzewnym?

4) określić parametry urządzeń transportowych?

5) wskazać w jakim stopniu wpływa proces technologiczny

na dobór środków transportu?

6) wyjaśnić korzyści automatyzacji i mechanizacji procesów

produkcyjnych dla człowieka?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJE DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcje
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 32 zadania o różnym stopniu trudności. Są to zadania wielokrotnego

wyboru. Do każdego pytania dołączone są cztery możliwości odpowiedzi, tylko jedna
jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej

rubryce znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem
a następnie ponownie zakreślić prawidłową odpowiedź.

6. Test składa się z dwóch części o różnym stopniu trudności: I część – poziom

podstawowy, II część poziom ponadpodstawowy.

7. Pracuj samodzielnie a będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie sprawiało Ci trudności, odłóż jego rozwiązanie na

później, wróć do niego gdy zostanie czas wolny.

9. Na rozwiązanie testu masz 60 minut.

Powodzenia !

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Zaznacz właściwą cechę wektora:

a) czas,
b) moc,
c) moduł,
d) praca.

2. Reakcjami nazywamy siły:

a) czynne,
b) bierne,
c) zewnętrzne,
d) wewnętrzne.

3. Jednostką siły jest:

a) N (niuton),
b) W (wat),
c) M (moment),
d) g (przyśpieszenie ziemskie).

4. W wyniku procesu tarcia w elementach maszyn występuje:

a) konserwacja części,
b) mycie elementów współpracujących,
c) zmiana wymiaru części,
d) przedłużenie żywotności maszyn.

5. Maszyny logiczne to:

a) maszyny transportowe,
b) maszyny matematyczne,
c) maszyny technologiczne,
d) maszyny manipulacyjne.

6. Które z połączeń jest rozłącznym:

a) spawane,
b) klejowe,
c) gwintowe,
d) nitowe.

7. Mechanizm śrubowy to zespół:

a) śruba – nakrętka,
b) śruba z podkładką sprężystą,
c) nakrętka z długim gwintem,
d) śruba z gwintem samohamownym.

8.Oś narażona jest na:

a) zginanie,
b) skręcania,
c) wyboczenie,
d) czyste ścinanie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9. Które łożysko jest ślizgowe:

a) wałeczkowe,
b) kulkowe,
c) igiełkowe,
d) panewkowe.

10. Do smarowania łożysk wału korbowego pojazdów samochodowych ma zastosowanie

smarowanie:

a) przelotowe,
b) zanurzeniowe,
c) kropelkowe,
d) obiegowe pod ciśnieniem.

11. Która z korozji jest bardzo niebezpieczna bo zachodzi wewnątrz:

a) chemiczna,
b) elektrochemiczna,
c) kawitacyjna,
d) międzykrystaliczna.

12. Do przekładni zębatych zaliczamy przekładnię:

a) ślimakową,
b) cierną,
c) cięgnową,
d) pasową.

13. Elementy maszyn, które przekazują moment obrotowy z jednego elementu na drugi to:

a) hamulce,
b) sprzęgło,
c) mechanizmy krzywkowe,
d) mechanizmy dźwigniowe.

14. Działanie pomp opiera się na:

a) różnicy ciśnień,
b) wielkości strumienia,
c) wielkości elementów roboczych,
d) obrotów silnika.

15. W silniku czterosuwowym na jedną pracę przypada:

a) jeden ruch tłoka,
b) dwa ruchy tłoka,
c) cztery ruchy tłoka,
d) trzy ruchy tłoka.

16. Które ze sformułowań nie odnosi się do wentylatorów:

a) niskoprężne,
b) średnioprężne,
c) wysokoprężne,
d) dławicowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17.W jakim układzie zasilania pompa paliwa jest zbędna?

a) kiedy zbiornik jest na równi z gaźnikiem,
b) kiedy zbiornik jest poniżej gaźnika,
c) kiedy zbiornik jest powyżej gaźnika,
d) kiedy zbiornik zamontowany jest w tyle pojazdu.

18. Turbosprężarki pracują z prędkością obrotową rzędu:

a) kilkudziesięciu tysięcy obrotów na minutę,
b) kilkunastu tysięcy obrotów na minutę,
c) tysiąc obrotów na minutę,
d) poniżej tysiąca obrotów na minutę.

19. W transporcie wewnatrzwydziałowym ma zastosowanie transport:

a) dźwigowy,
b) wózkowy,
c) suwnicowy,
d) żurawiowy.

20. Przy wymianie elementów nośnych w dźwignicach należy:

a) dokonać ich konserwacji,
b) poddać oględzinom,
c) poddać próbnemu obciążeniu,
d) przeszkolić pracownika.

21. Mechanizacja transportu pozwala na odciążenie człowieka od:

a) monotonność życia codziennego,
b) zaspakajanie potrzeb,
c) właściwej relacji przełożony – podwładny,
d) od prac uciążliwych, gdzie życie i zdrowie może być zagrożone.

22. Układ sił można zastąpić:

a) siłą wypadkową,
b) więzami,
c) podporami stałymi,
d) podporami ruchowymi.

23. Maszyna idealna powinna mieć sprawność:

a) 50%,
b) 90%,
c) 75%,
d) 100%.

24. Połączenia wciskowe należą do połączeń:

a) spoczynkowych,
b) zgrzewanych,
c) kołkowych,
d) śrubowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25. Lutowanie polega na łączeniu elementów dzięki zjawisku:

a) topieniu się części łącznych
b) kohezji,
c) przyklejania powierzchni,
d) docierania powierzchni.

26. Wał zawsze wykonuje ruch:

a) posuwisto-zwrotny,
b) obrotowy,
c) ruch wahadłowy,
d) ruch po okręgu.

27. Metal pasywny, czyli odporny na korozję to:

a) stal chromoniklowa,
b) stal węglowa,
c) żeliwo,
d) staliwo.

28. Wartość przełożenia w przekładniach oznacza się przez:

a) k,
b) i,
c) l,
d) n.

29. Sprzęgło bezpieczeństwa zaliczamy do sprzęgieł:

a) samoczynnych,
b) podatnych,
c) elektromagnetycznych,
d) sterowanych.

30.Jakie pompy mają zastosowanie w układach smarowania:

a) skrzydełkowe,
b) zębate,
c) nurnikowe,
d) wirowe.

31. Silniki zwane bokserami to:

a) rzędowe,
b) widlaste,
c) przeciwsobne,
d) z wirującymi tłokami.

32. W układzie chłodzenia największa rolę spełnia:

a) filtr,
b) termostat,
c) zbiornik płynu chłodzącego,
d) kolor płynu chłodzącego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

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

Rozróżnianie typowych części i zespołów maszyn

Zakreśl poprawną odpowiedź

zadania

Odpowiedź

Punktacja

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Drętkiewicz-Więch J. Technologia mechaniczna – techniki wytwarzania WSiP Warszawa

2002

2. Potyński A. Podstawy technologii i konstrukcji mechanicznych WSiP Warszawa 2002
3. Szczechura A. Maszynoznawstwo ogólne WSiP Warszawa 1998
4. Rutkowski A. Części maszyn WSiP Warszawa 1997
5. Kowalewicz A. Doładowanie silników spalinowych Politechnika Radomska 1998
6. Brodowicz W. Grzegórski Z. Technologia budowy maszyn WSiP Warszawa 1998
7. Siuta W. Mechanika techniczna WSiP Warszawa 1999
8. Orzełowski S. Naprawa i obsługa pojazdów samochodowych WSiP Warszawa 1998
9. Rychter T. Budowa pojazdów samochodowych WSiP Warszawa 1999
10. Jabłoński W., Płoszyński G. Elektrotechnika z automatyką WSiP Warszawa 1999
11. Górecki A. Grzegórski Z. Montaż, naprawa i eksploatacja maszyn i urządzen

przemysłowych. WSiP Warszawa 1998

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
06 Rozroznianie typowych czesci Nieznany
o1 06 u części i zespoły maszyn 311[32]
Feld M Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn
Procesy technologiczne typowych części maszyn
Procesy technologiczne typowych części maszyn
Feld M Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn
06 Rozróżnianie maszyn i urządzeń
Pomiary błędów położenia , kierunkowości zespołów maszyn i urządzeń technologicznych wykres 2
CZWARTEK0 06 LICZENIE Zajecia w małych zespołach
Pomiary błędów położenia , kierunkowości zespołów maszyn i urządzeń technologicznych sprawko 5
Pomiary błędów położenia , kierunkowości zespołów maszyn i urządzeń technologicznych sprawko 7
Cholewa,organizacja i optymalizacja procesów produkcyjnych, potencjalne wady części składowych maszy
Częsci, Zespół plyty
Pomiary błędów położenia , kierunkowości zespołów maszyn i urządzeń technologicznych sprawko 2
Pomiary błędów położenia , kierunkowości zespołów maszyn i urządzeń technologicznych sprawko 6
31 Sprzężenie cierne w połączeniach i w zespołach maszynowych
Pomiary błędów położenia , kierunkowości zespołów maszyn i urządzeń technologicznych sprawko 4

więcej podobnych podstron