w w w . c h o m i k u j . p l / M a r W a g 9 8 7

MASZYNA – jest sztucznym układem materialnym, który
dzi

ę

ki zewn

ę

trznej energii słu

ż

y do przekształcania masy,

energii lub informacji.
KONSTRUKCJA – jest opisem lub inaczej wyznaczonych
rozmiarów dopuszczalnych dla struktur (cech
geometrycznych lub materiałowych) i stanów (cech
dynamicznych) wytworu. Rozmiary te s

ą

nieprzekraczalne

pod gro

ź

b

ą

uznania,

ż

e wytwór jest wadliwy.

Cechy konstrukcyjne:
- geometryczne cechy konstrukcyjne - to logiczna suma
postaci konstrukcyjnej i układu wymiarów b

ę

d

ą

c

ą

koniecznym i wystarczaj

ą

cym warunkiem dla wytwórców

podejmuj

ą

cych wykonanie wytworu według zamierzonej

konstrukcji (przykłady to np. struktura zewn

ę

trzna wytworu)

- materiałowe cechy konstrukcyjne (przykład to np. materiał,
struktura wewn

ę

trzna)

- dynamiczne cechy konstrukcyjne – to stan wytworu
wywołany głównie podczas monta

ż

u maszyn (przykłady to

np. cechy monta

ż

owe – siły, docisk; moment z jakim nale

ż

y

dokr

ę

ci

ć

ś

rub

ę

lub siła z jak

ą

nale

ż

y wbi

ć

klin)

Liczba bezpiecze

ń

stwa

s =

σ

krytyczne /

σ

kryterialne

Liczba Kształtu - Jest to wielko

ść

opisuj

ą

ca ró

ż

ne rodzaje

karbu. Jest to stosunek napr

ęż

e

ń

maksymalnych wywołanych

karbem w tworzywie idealnie spr

ęż

ystym (izotropowym), do

napr

ęż

e

ń

nominalnych (obliczeniowych, kryterialnych). Jest to

funkcja rodzaju obci

ąż

enia i cech geometrycznych uj

ę

ta za

pomoc

ą

wykresów, tablic, wzorów.

Sposoby zmniejszania liczby kształtu:
- liczb

ę

kształtu mo

ż

na zmniejszy

ć

poprzez zmniejszenie

napr

ęż

e

ń

maksymalnych

- poprzez karby odci

ąż

aj

ą

ce

- poprzez stereomechaniczne zmniejszanie napr

ęż

e

ń

Liczba działania karbu -

β

k

= Z

o

/Z

ok

Stosunek wytrzymało

ś

ci zm

ę

czeniowej próbki gładkiej Z

o

do

wytrzymało

ś

ci zm

ę

czeniowej próbki z karbem Z

ok

.

β

k

= 1 +

η

k

(

α

k

- 1)

η

k

– liczba wra

ż

liwo

ś

ci na działanie karbu

β

k

= 1 +

η

k

(

α

k

- 1)

β

k

– liczba działania karbu

η

k

- liczba wra

ż

liwo

ś

ci na działanie karbu (dla

tworzyw niewra

ż

liwych na karb:

η

k

=0, dla tworzyw

wra

ż

liwych na karb

η

k

=1)

α

k

- liczba kształtu

(jest to wielko

ść

opisuj

ą

ca

ró

ż

ne rodzaje karbu.

M = 0.5 dm

⋅

Q

⋅

tg(

γ

+

ρ

).

d

m

–

ś

rednica medialna (

ś

rednia) gwintu (0,9 d)

Q – siła rozci

ą

gaj

ą

ca rdze

ń

ś

ruby

γ

–

ś

redni k

ą

t pochylenia gwintu

ρ

– k

ą

t tarcia (

µ

= tg

ρ

)

Warunek samohamowno

ś

ci:

T = N *

µ

= Q cos

γ

+

µ

≥

Q sin

γ

gdzie:
T - siła tarcia
Q – siła rozci

ą

gaj

ą

ca rdze

ń

ś

ruby

N – siła nacisku

µ

– liczba tarcia (

µ

≥

tg

γ

)

γ

–

ś

redni k

ą

t pochylenia gwintu (tg

γ

= S/(

π

*dm))

dm –

ś

rednia

ś

rednica gwintu (dm=(d+dr)/2)

Stosowane jest poj

ę

cie kata tarcia

ρ

:

µ

= tg

ρ

Warunek samohamowno

ś

ci przyjmuje wtedy posta

ć

:

ρ

>

γ

Ś

ruby pasowane:

-

ś

ruba i otwór s

ą

pasowane ciasno

- nakr

ę

tka jest dokr

ę

cana z niewielkim momentem

- siła P wywołuje napr

ęż

enia

ś

cinaj

ą

ce w rdzeniu

ś

ruby

- warunek wytrzymało

ś

ciowy:

P

≤

Fw

·

i

·

Rs/s

Fw – pole powierzchni przekroju rdzenia

ś

ruby

Rs – wytrzymało

ść

na

ś

cinanie

i – liczba powierzchni

ś

cinanych

s – liczba bezpiecze

ń

stwa

Ś

ruby lu

ź

ne:

- miedzy

ś

ruba i otworem jest luz

- nakr

ę

tka jest dokr

ę

cana z du

ż

ym momentem co wywołuje

du

żą

Q

ś

ciskaj

ą

c

ą

blach

ę

- siła P przenoszona jest przez siły mi

ę

dzy blachami

- warunek wytrzymało

ś

ciowy:

P

≤

Q

·

i

·

µ

/s

Q – siła w rdzeniu

ś

ruby

µ

– liczba tarcia

i – liczba płaszczyzn, w których wyst

ę

puj

ą

siły tarcia (=2)

s – liczba bezpiecze

ń

stwa

Ró

ż

nica mi

ę

dzy poł

ą

czeniem wpustowym i klinowym.

Poł

ą

czenia wpustowe przenosz

ą

tylko moment obrotowy, a

klinowe przenosz

ą

dodatkowo sił

ę

poosiow

ą

. Ponadto w

poł

ą

czeniach tych w innych miejscach wyst

ę

puj

ą

luzy

(zaznaczono na rysunku) - a co za tym idzie - inny jest rozkład
napr

ęż

e

ń

.

Poł

ą

czenie wpustowe:

Wady:
- mo

ż

liwo

ść

przenoszenia małych obci

ąż

e

ń

- nie mo

ż

e przenosi

ć

sił poosiowych

- stosujemy pojedynczo
Zalety:
- zachowuj

ą

du

żą

współosiowo

ść

koła wzgl

ę

dem piasty

- nie wprowadzaj

ą

bardzo du

ż

ych napr

ęż

e

ń

w pia

ś

cie

- mo

ż

na stosowa

ć

poł

ą

czenia ruchowe

Poł

ą

czeni klinowe:

Wady:
- brak mo

ż

liwo

ś

ci statecznej kontroli obci

ąż

enia wst

ę

pnego

- znaczne osłabienie wpustu
- znaczne doci

ś

ni

ę

cie piasty

- przesuni

ę

cie osi piasty wzgl

ę

dem osi wału w zakresie luzów

pomi

ę

dzy czopem a piast

ą

- dla krótkich czopów przemieszczenia k

ą

towe osi piasty

wzgl

ę

dem osi wału

Zalety:
- mo

ż

e przenosi

ć

sił

ę

poosiow

ą

i moment obrotowy

- dobrze przenosi obci

ąż

enia wahadłowe

Zalety poł

ą

cze

ń

wciskowych:

- prostota i łatwo

ść

wykonania

- dobre

ś

rodkowanie cz

ęś

ci ł

ą

czonych

- du

ż

a obci

ąż

alno

ść

zł

ą

cza

Wady poł

ą

cze

ń

wciskowych:

- zale

ż

no

ść

obci

ąż

alno

ś

ci zł

ą

cza od dokładno

ś

ci wykonania

- wra

ż

liwo

ść

zł

ą

cza na zmiany temp.

- du

ż

e napr

ęż

enia monta

ż

owe

- spi

ę

trzanie napr

ęż

e

ń

Warunki pracy zł

ą

cza dla poł

ą

cze

ń

wciskowych:

F a

≤

π

d l pf 1 / s

A dla skurczowych wymagana jest ró

ż

nica temperatur

At =( A i + A ) / a d
Najcz

ęś

ciej wyst

ę

puj

ą

ce uszkodzenia ło

ż

ysk tocznych i

przyczyny
1. Wywołane zm

ę

czeniem materiału:

-spalling
-pitting - polega na odrywaniu si

ę

cz

ą

stek materiału na

wskutek rozklinowania p

ę

kni

ęć

przez

ś

rodek smaruj

ą

cy.

2. P

ę

kni

ę

cia lub rozbicia elementów tocznych

3. Wgniecenia na bie

ż

ni

4. Przyspieszone zu

ż

ycie wywołane:

- zanieczyszczeniami
- korozja
- przepływem pr

ą

du

5. P

ę

kni

ę

cia koszyczka

Ło

ż

yska walcowa jednorz

ę

dowe tej grupy konstrukcyjnej

cechuje zdolno

ść

przejmowania du

ż

o wi

ę

kszych

obci

ąż

e

ń

promieniowych w stosunku do ło

ż

ysk

kulkowych o tych samych wymiarach. Ło

ż

yska

typu NJ pozwalaj

ą

na ustalenie osiowe wału

w jednym kierunku, a ło

ż

yska typu NUP oraz

ło

ż

yska NJ w poł

ą

czeniu z pier

ś

cieniem HJ

w obu kierunkach, ło

ż

yska typu RNU pracuj

ą

bez pier

ś

cienia wewn

ę

trznego - bie

ż

ni

ę

wewn

ę

trzn

ą

stanowi odpowiednio wykonany

czop.
Ło

ż

yska walcowe wielorz

ę

dowe dziel

ą

si

ę

na

dwurz

ę

dowe i wielorz

ę

dowe, wykonywane s

ą

zarówno z otworem walcowym jak i sto

ż

kowym

(K). Wszystkie ło

ż

yska walcowe s

ą

bardzo czułe

na niewspółosiowo

ść

; dopuszczalne wychylenia

w zale

ż

no

ś

ci od serii zawieraj

ą

si

ę

w granicach

1'- 7' . Stosuje si

ę

w nich koszyki zarówno blaszane,

masywne jak i z tworzyw sztucznych. Wykonywane
s

ą

one w ró

ż

nych klasach dokładno

ś

ci.

Ło

ż

ysko sto

ż

kowego wałeczkowe

Ło

ż

yska tej grupy konstrukcyjnej przeznaczone s

ą

do

przenoszenia znacznych obci

ąż

e

ń

zło

ż

onych (promieniowych

i osiowych), s

ą

to ło

ż

yska rozł

ą

czne - co znacznie ułatwia

monta

ż

. Charakterystyczn

ą

cech

ą

ło

ż

ysk sto

ż

kowych jest k

ą

t

działania, który odpowiada k

ą

towi a na bie

ż

ni pier

ś

cienia

zewn

ę

trznego. Im wi

ę

kszy jest ten k

ą

t, tym wi

ę

ksza jest

zdolno

ść

ło

ż

yska do przenoszenia obci

ąż

e

ń

wzdłu

ż

nych.

Konstrukcja ło

ż

ysk sto

ż

kowych umo

ż

liwia przyjmowanie

obci

ąż

enia osiowego tylko w m kierunku. Przy wyst

ę

powaniu

obci

ąż

e

ń

w dwóch kierunkach nale

ż

y stosowa

ć

ło

ż

yska

sto

ż

kowe dwurz

ę

dowe, a przy du

ż

ych obci

ąż

eniach ło

ż

yska

sto

ż

kowe wielorz

ę

dowe.

Charakterystyk

ę

nieliniow

ą

mo

ż

na uzyska

ć

poprzez :

- poprzez zastosowanie spr

ęż

yny o zmiennej

ś

rednicy

- o zmiennym skoku zwojów
-poprzez ró

ż

n

ą

obr. ciepln

ą

poszczególnych zwojów spr

ęż

yn

- poprzez zastosowanie zło

ż

enia kilku spr

ęż

yn

Samohamowno

ść

mo

ż

na zwi

ę

kszy

ć

przez :

- zastosowanie gwintu drobnozwojowego
- zastosowanie innego gwintu ni

ż

metryczny (np. trapezowy)

- taki dobór materiału

ś

ruby i nakr

ę

tki aby był mi

ę

dzy nimi

wysoki współczynnik tarcia
Poł

ą

czenia nitowe – działa na tej samej zasadzie jak

poł

ą

czenie

ś

rubowe lu

ź

ne, tzn wytrzymało

ść

poł

ą

czenia

zale

ż

y od siły tarcia wytworzonej pomi

ę

dzy ł

ą

czonymi

elementami oraz elementami a łbami nitów.
- Nity s

ą

poł

ą

czeniem nierozł

ą

cznym -Rdze

ń

nie powinien

pracowa

ć

na

ś

cinanie tylko na rozci

ą

ganie.

Poł

ą

czenie klejone – nie powinno pracowa

ć

na odrywanie

nale

ż

y je obci

ąż

a

ć

na

ś

cinanie --nale

ż

y d

ąż

y

ć

do tego

aby powierzchnia kleju była mo

ż

liwie du

ż

a

-- nale

ż

y dba

ć

o równomierne obci

ąż

enie kleju