Moja lekcja

projekt

abstrakcyjny obraz wytworu, ktory bedzie wytworzony

projektowanie

działalność czlowieka ktora jest zwiazana z określoną potrzebą i sposobem jej realizacji

połączenie gwintowe

są to połączenia kształtowe, rozłączne, najcześciej stosowane w budowie maszyn. Zasadniczym elementem połączenia gwintowego jest łącznik składający się ze śruby (z gwintem zewnątrznym) i nakrętki (z gwintem wewnętrznym)

zabezpieczenie przed luzowaniem połączeń gwintowych

stosowanie podkładek sprężynowych, spełnienie warunku samohamowności gwintu, zastosowanie specjalnych nakrętek, zastosowanie układu: sprężyna, wkręt, podkładka zębata z nakrętką

Wytrzymałość gwintu

w trakcie przenoszenia obciążeń, zwoje gwintu są narażone na działanie naprężeń: zginających, ścinających i nacisków powierzchniowych. Jeżeli naprężenia w śrubie i nakrętce są równoimienne to rozkład nacisków jest bardziej korzystny.

Jak obliczyć wytrzymałość śrub

Obliczanie wytrzymałości śrub polega na wyznaczaniu średnicy rdzenia śruby z warunków wytrzymałościowych i następnie dobraniu jej z normy.

Podstawowe przypadki obciążeń połączeń śrubowych

śruba obciążona siłą osiową, śruba obciążona siłą poprzeczną, śruba osiowa i momentem skręcającym, napięta wstępnie i obciążona siłą osiową

Połączenie nitowe

to nierozłączne połączenie elementów za pomocą nitów, zwykle w postaci trzpieni walcowych z łbami

Zastosowanie połączeń nitowych

Przez długi czas było najważniejszą metodą łączenia metalowych elementów, jednak zostały wyparte przez połączenia spawane, zgrzewne. Stosuje się do łączenia ze sobą blach taśmowników, kształtowników stalowych, a także nierozłącznych połączeń części maszyn

Cechy połączeń nitowych

złącze nitowe odznacza się wysokim napięciem wstępnym, stosunkowo niską temperaturą procesu technologicznego i nie występują tu naprężenia własne. Do wad zalicza się jego nierozłączność, pracochłonność i trudności z uzyskaniem szczelności

Budowa nitu

nit w swej wyjściowej formie składa się z główki i trzonu. Umieszczony w otworze w łączonych elementach zostaje zakuty tworząc zakówkę. Nity wykonuje się z materiałów o dużej plastyczności.

Proces nitowania

Proces polega na wycięciu stemplem lub wywierceniu otworów nitowych w elementach łaczonych, wstawianiu nitów w otwory, dociśnięciu łączonych elementów oraz zamknięciu nitów młotkiem ręcznym, pneumatycznym lub za pomocą maszynowej nitownicy

Obciążenie złącza nitowego

Nit zabezpiecza przed przemieszczaniem łączonych elementów wywołując poprzez łeb i zakuwkę ich docisk skutkiem czego powstaje między nimi tarcie. Złącze nitowe może ulec uszkodzeniu wskutek: ścięcia nitów, owalizacji otworów, zerwania łączonych elementów

Połączenia spawane

nierozłączne połaczenie powstające w czasie procesu spawania, polegającego na nadtopieniu brzegów elementów łączonych, wymieszaniu powstałego stopiwa oraz doprowadzeniu do powtórej krystalizacji stopionego materiału

Zastosowanie połączeń spawanych

Zastosowanie w budowie: mostów, kotłów, dźwigów, wagonów, statków, konstrukcji budynków. Przez co obecnie trudno sobie wyobrazić rozwój techniki bez spawalnictwa

Cechy połączeń spawanych

zalety: tanie, proste wykoanie, wydajny proces, możliwość automatyzacji procesu, szczelne. Wady: łączenie tylko wybranych elementów, odkształcenia termiczne, koncetracja naprężeń, utrudniona kontrola jakości, jakość zależna od technologii

Metody spawanie

Wyróżnia się spawanie: gazowe, elektryczne, laserowe, elektronowe, plazmowe, termitowe

Rodzaje złączy spawanych

złącze doczołowe, złącze zakładkowe, złącze nakładkowe, złącze kątowe, złącze teowe, złącze krzyżowe,

Geometria spoin

Na początku i na końcu spoiny czołowej, od strony lica powstają zawsze wgłębienia nazywane kraterem. Są one wynikiem ciśnienia gazów z elektrody na roztopiony metal, w tych miejscach traktuje się je jako wadliwe o małej nośności

Połączenie zgrzewane

Zgrzewanie to łączenie materiałów metalowych i niemetalowych za pomocą dyfuzji i rekrystalizacji sąsiadujących materiałów. Najczęściej zgrzewanie polega na miejscowym nagrzaniu łączonych elementów do stanu plastyczności i dociśnięciu ich do siebie

Klasyfikacja połączeń spójnościowych

Przez podgrzanie: elektryczne, gazowe, termitowe, tarciowe. Bez podgrzania: zgniotowe, wybuchowe, ultradźwiękowe

Połączenie lutowane

Lutowanie polega na łączeniu stykających się części metalowych za pomocą spoiwa zwanego lutem. Proces lutowania obejmuje roztopienie lutowia, nagrzanie warstw przypowierzchniowych łączonych

Wiedza konstrukcyjna jest potrzebna do

Poznania budowy elementów i zespołów maszyn; powiązanie konstrukcji z technologią wytwarzania i materiałoznawstwem; oceny eksploatacji maszyn; opanowania umiejętności korzystania z norm; poszukiwania rozwiązań optymalnych, zastosowania nauk podstawowych

Konstruowanie

inteligentna, twórcza działalność człowieka w przedmiocie konstrukcji, polegająca na świadomym doborze cech konstrukcji

Konstrukcja

abstrakcyjny obraz maszyny, jej cech i właściwości, powstały w umyśle konstruktora i przedstawiony w formie zapisu konstrukcyjnego

Struktura procesu projektowego

formułowanie problemu --> analiza problemu --> poszukiwanie rozwiązań --> ocena i wybór rozwiązania --> decyzja --> realizacja

Podział zadań projektowych

I rzędna: pros i złożo, klasy i nowe, zdefiniowane dobrze i nie, dla znanego lub nieokreślonego producenta, opracowanie nowej konstrukcji lub ulepszenie istniejącej, wytwarzany jed, ser, mas. II rzędna: ze względu na branże, rodzaj projektowanego obiektu

Rodzaje konstrukcji

Wariantowa-tworzenie wariantów, funkcja i zasada rozwiązywania są niezmienne; Dostosowana-dostosowanie nowej funkcji do niezmiennej zasady rozwiązywania; Nowa-opracowanie nowej zasady rozwiązywania przy niezmiennej lub też nowej funkcji; Innowacja-opracow

Zmienne jakimi operuje projektant do opisu konstrukcji

Cechy konstrukcyjne - zbiór zmiennych, które jednoznacznie określają konstrukcję; Właściwości konstrukcji - zbiór zmiennych określające relacje obiektu z otoczeniem; Zmienne stanu - charakteryzują stany, procesy lub zjawiska zachodzące w obiekcie

Cechy konstrukcji

Geometryczne - własności związane z kształtem i wymiarami; Materiałowe - własności związane ze strukturą wewnętrzno-chemiczną (skład) oraz metalograficzną; Dynamiczne - własności związane ze stanem obciążenia

Racje istnienia wytworu

Celowości technicznej (po co?) - czy wytwór ma określony cel techniczny; Celowości ekonomicznej (za co?) - czy zastosowanie i eksploatacja wytworu jest opłacalna; Celowości technologicznej (jak?) - czy możliwe jest wytwarzanie wytworu w produkcji

Kryteria oceny konstrukcji

Są to wymagania stawiane konstrukcji i służą do oceny i porównań różnych rozwiązań

Klasyfikacja kryteriów oceny konstrukcji

Ze względu na sposób ich opisu: ilościowe, jakościowe; Z.w.n. dziedzinę ich pochodzenia: Techniczne (sprawność, wydajnoś, ciężar), Ekonomiczne (ko, cz), Wytwórcze (liczba produkowanych wytworów, montaż), Eksploatacyjne (BHP, ser), Estetyczne, Ergonomiczne

Maszyna

Układ połączonych elementów, z których przynajmniej jeden jest ruchomy, które połączono w celu realizacji określonej funkcji

Podział maszyn

Silniki - zamiana energii na pracę mechaniczną; Maszyny robocze - zamiana stanu, kształtu lub położenia obiektu (technologiczne-przetwarzają surowce w produkty; transportowe-zamieniają położenie materiału lub przedmiotu; energetyczne-przetwarzają energię)

Maszyna jako system techniczny posiada:

funkcję, otoczenie, strukturę, własności

W maszynie jako systemie technicznym, rozpatrując zabiegi jakim poddawane są:

Masa M - gazy, płyny, ciała stałe, elementy konstrukcyjne; Energię E - mechaniczna, cieplna, elektryczna, siła, przyspieszenie, ciepło; Informacja I - wielkości mierzone, sygnały sterujące, dane

Reguły tworzenia postaci konstrukcyjnej

Jednoznacznie - pozwala w niezawodny sposób przewidzieć działanie i zachowanie się wytworu; Prosto - prowadzi do nieskomplikowanej i przejrzystej konstrukcji; Pewnie - prowadzi do konstrukcji trwałej, niezawodnej i bezawaryjnej

Zasady tworzenia postaci konstrukcyjnej

Przesyłania sił, podziału zadań, samo wspomagania, stateczności konstrukcji, optymalnego tworzywa, optymalnych wielkości związanych, technologiczności, ergonomiczności, lekkości, łatwości eksploatacji, zgodności z normami

Dobór tworzywa konstrukcyjnego, na co zwraca się uwagę

celowość techniczna, koszt, dostępność, informacje o właściwościach, informacje o umiejętnościach wytwarzania, cechy konstrukcyjne

Materiały stosowane w budowie maszyn

Stopy żelaza - stal, żeliwo, staliwo; Stopy miedzi - brązy, miedzionikle, mosiądze; Stopy aluminium, magnezu; Niemetale - tworzywa polimerowe, guma

Własności stali

Wykresy rozciągania materiałów, Naprężenia dopuszczalne (współczynnik bezpieczeństwa)

Naprężenie dopuszczalne

Naprężenie, które mogą występować w materiale bez obawy naruszania warunku wytrzymałości i sztywności

Uszkodzenia

Maszyna lub jej część w trakcie użytkowania znajduje się pod wpływem czynników zewnętrznych, które mogą doprowadzić do jej uszkodzenia lub zniszczenia uniemożliwiającego jej dalszą eksploatacje. Zadaniem konstruktora jest takie dobranie materiału by zmnie

Postacie uszkodzeń

Nagłe - powstają jednorazowo po przekroczeniu określonych wartości naprężenia, odkształcenia; Narastające w czasie - po pewnym czasie eksploatacji uszkodzenia osiągają wartość uniemożliwiającą dalszą eksploatację

Obciążenie

Całość wszystkich sił zewnętrznych skupionych oraz ciągłych i/lub momentów, które działają na ciało lub zbiór związanych ciał w związku z realizacją ich funkcji technicznej

Maszyny przenoszą różne obciążenia robocze:

mechaniczne, elektryczne, cieplne, obciążenia w stanach przejściowych, obciążenia przy transporcie i ustawianiu maszyn

Zmienność obciążenia samochodu ciężarowego może wynikać z:

Obciążenia ładunkiem; topografii drogi (jazda z góry, pod górę), jakości drogi (asfalt, droga gruntowa), szybkości jazdy, hamowania i przyspieszania, kwalifikacji kierowcy

Zmienność obciążenia uniwersalnej obrabiarki wynika z:

charakteru operacji (zgrubna, wykańczająca), cyklu pracy (postój, rozruch), z charakteru produkcji (masowa, seryjna, jednostkowa), zastosowania różnych narzędzi obróbczych

Połączenie - definicja

Połączenia w budowie maszyn wiążą elementy składowe tak, że mogą wspólnie się poruszać oraz przenosić obciążenia

Funkcje połączeń w budowie maszyn

Przenosić zewnętrzne obciążenia i wewnętrzne siły na powierzchniach oddziaływania

Rodzaje połączeń stosowanych w budowie maszyn

śrubowe, gwintowe, nitowe, spawane, zgrzewane, klejone, lutowane, skurczowe, rozprężne, kołkowe, sworzniowe, klinowe, wpustowe, sprężyste, rurowe, zaginane, rozwalcowywane

Połączenie kołkowe - zadania

Przenoszenie momentu obrotowego lub siły wzdłużnej w połączeniach wału z piastą, Zabezpieczają przed wzajemnym przemieszczeniem wzdłużnym części przy obrocie, Zabezpieczenie maszyny, przed przeciążeniem

Kołek

Element o kształcie walca lub drążka, powierzchnie zewnętrzne kołków są gładkie o chropowatości Ra 0,63, wykonane ze stali konstrukcyjnej C45

Rodzaje kołków

Walcowe, pasowane z wciskiem; Stożkowe o zbieżności 1:50, wykonane w tolerancji h11; Karbowe z karbem na środku lub wzdłuż całego kołka, żeby wałek nie mógł się obracać; Rurowe sprężyste

Połączenie sworzniowe

połączenie rozłączne ruchowe, w którym elementem pośredniczącym jest walcowy sworzeń.

Zastosowanie połączeń sworzniowych

Połączenie tłoka z korbowodem, połączenie ogniw w łańcuchu sworzniowym, łączenie wałów, blach, prętów

Sworzeń

Gruby kołek walcowy wymagający dodatkowego zabezpieczenia przed przesunięciem wzdłużnym (wysunięciem się z łączonych elementów)

Rodzaje sworzni

bez łba, z łbem walcowym małym lub dużym, noskowy, z czopem gwintowym

Połączenie klinowe

To połączenie pośrednie, przenoszące obciążenia nie tylko poprzez kształt klina, ale także dzięki siłom tarcia, stąd nazywane połączeniami kształtowo-ciernymi

Rodzaje połączeń klinowych

Połączenia klinowe wzdłużne: piasta - wał - klin; połączenia klinowe poprzeczne: klin - drąg - tuleja

Rodzaje klinów

Wzdłużny jednostronny: wpuszczony, płaski, wklęsły, styczny; -Poprzeczny dwustronny

Połączenie kształtowe

To połączenie elementów następujące wskutek: specjalnego ukształtowania ich powierzchni (wypusty), zastosowania łączników (wpustów, kołków, klinów). Połączenia te należą do grup połączeń rozłącznych

Wał

Część maszyny najczęściej w kształcie walca obracającego się w ogół własnej osi wraz z zamocowanymi na niej elementami służącymi do przenoszenia momentu obrotowego

Piasta

W budowie maszyn część koła napędowego przekładniowego lub jakiegokolwiek innego elementu montowanego na wale lub osi i bezpośrednio je obejmująca

Charakterystyka połączenia kształtowego

Głównym zadaniem jest przenoszenie momentu obrotowego pomiędzy elementami. Połączenia te cechują się: dużą obciążalnością, łatwym montażem i demontażem, dokładnym osiowaniem części, niskim kosztem wykonania, usunięciem luzów i wywołanie napięcia wstępnego

Klasyfikacja połączeń kształtowych

Z.w.n. konstrukcje: wwksk; -występowanie dodatkowych czynników: pośrednio, bezpośrednio; -rodzaj przyłączy: walcowe, stożkowe, czołowe; -wzajemne przesunięcie przyłączy: ruchowe, spoczynkowe; -sposób osiowania: na wale, na bocznych powierzchniach wypustów

Rodzaje wpustów

Pryzmatyczne, czółenkowe, czopkowe

Połączenie wielowypustowe

Służy do połączenia piasty z wałem i zabezpie. przed względnym obrotem spowodowanym momentem skręcającym. Elementem przenoszącym moment jest wielowypust nacięty na wale. W porównaniu z wpustowymi, mogą być bardziej obciążone, są jednak droższe w wykonaniu

Rodzaje połączenia wielowypustowego

Równoległe - wypusty o zarysie prostokątnym, Zębate - wypusty o zarysie ewolwentowym, Wielokarbowe - wypusty o zarysie trójkątnym

Przykład połączenia wielowypustowego

W sprzęgle wielopłytkowym - połączenie ruchome

Charakterystyka połączenia wielowypustowego w porównaniu do połączenia wpustowego

Z: większa wydyma przy obciążeniach zmiennych i udarowych, wyższa sztywnoś czopa, łatwiejszy montaż i demontaż, lepsze osiowanie i prowadzenie piasty na czopie; W: większy koszt i pracochłonność wykonania wypustów, drogie i skomplikowane narzędzia - frezy