Kolokwium Wstęp do techniki

1.Wielkości podstawowe SI:

Nazwa	Nazwa jednostki	Skrót	Opis
długość	metr	m	Metr-jest równy drodze jaka przebywa w próżni światło w ciągu czasu 1/299792458 sekundy.
masa	kilogram	kg	Kilogram-jest masą międzynarodowego wzorca kilograma
czas	sekunda	s	Sekunda-jest to czas równy 9 192 631 770 okresom promieniowania związanego z przejściem miedzy dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu cezu Cs - 133.
natężenie prądu	amper	A
temperatura	kelwin	K	Kelwin-jest to jednostka temperatury termodynamicznej równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody.
ilość substancji	mol	mol	Mol-jest to ilości materii zawierającej tyle samo elementów ile jest atomów zawartych w 0,012 kg czystego nuklidu węgla C-12.

2. Prędkość punktu:

• wektorowa wielkość fizyczna wyrażająca zmianę wektora położenia w jednostce czasu.

• skalarna wielkość oznaczająca przebytą drogę w jednostce czasu lub tylko wartość prędkości zwana przez niektórych szybkością.

3. Jak obliczyć prędkość punktu ciała, które porusza się wokół nieruchomego bieguna z prędkością kątową równą ω.

4.Zasady dynamiki Newtona:

• I zasada - W inercjalnym układzie odniesienia, jeśli na ciało nie działa żadna siła lub siły działające równoważą się, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.

• II zasada - W inercjalnym układzie odniesienia jeśli siły działające na ciało nie równoważą się (czyli wypadkowa sił
  jest różna od zera), to ciało porusza się z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do siły wypadkowej, a odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.

• III zasada - Oddziaływania ciał są zawsze wzajemne. W inercjalnym układzie odniesienia siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał mają takie same wartości, taki sam kierunek, przeciwne zwroty i różne punkty przyłożenia (każda działa na inne ciało).

Pojazdy

5. Rodzaje źródeł napędu w pojazdach.

• silniki tłokowe z zapłonem iskrowym - benzynowe

• silniki rotacyjne z zapłonem iskrowym - benzynowe

• silniki z zapłonem samoczynnym - Diesla

• napęd elektryczny (akumulatorowy lub poprzez ogniwa paliwowe)

• napęd hybrydowy (np. silnik spalinowy i elektryczny)

6. Rola silnika spalinowego w pojeździe.

• Zamienia energię chemiczną (proces spalania) na energię mechaniczną.

7. Zasada działania układu hamulcowego.

• Głównym zadaniem jest wytworzenie siły hamującej (siły tarcia), która przeciwdziała siłom działającym na rozpędzony pojazd, co prowadzi do jego zatrzymania.

1. Zaciski hamulcowe: W zaciskach umieszczone są między innymi tłoczki oraz okładziny cierne. Po naciśnięciu pedału hamulca w układzie przewodów wzrasta ciśnienie płynu hamulcowego, a klocki zostają dociśnięte do tarczy.

2. Hamulce bębnowe: Zasada ich działania polega na rozpieraniu na zewnątrz szczęk umieszczonych wewnątrz bębna po naciśnięciu pedału hamulca. Obracają się one o niewielki kąt w stosunku do mocowań. Dlatego dochodzi do styku powierzchni ciernych bębna i szczęk.

8. Zasada działania układu napędowego.

Niezależnie od zastosowanej koncepcji, następujące elementy występują zawsze:
- skrzynia przekładniowa ze sprzęgłem (1)
- elementy przekazujące moment obrotowy (wały, półosie napędowe) (2)
- przekładnia główna z mechanizmem różnicowym (dyferencjałem) (3)
- koła napędzane. (4)

• Zadaniem pierwszego odcinka układu przeniesienia napędu jest uzyskanie żądanego stopnia redukcji prędkości obrotowej wału korbowego, oraz zmiany kierunku ruchu. Skrzynia biegów połączona jest z wałem silnika za pośrednictwem sprzęgła ciernego, tarczowego. Umożliwia ono odłączenie napędu na czas zmiany przełożenia, następnie płynne wyrównanie prędkości obrotowych w celu uniknięcia przeciążeń i wreszcie przekazywanie momentu "na sztywno". Moment obrotowy należy następnie przekazać na koła jezdne. Odbywa się to w kilku etapach. Najpierw wał napędowy łączy skrzynię biegów z przekładnią główną osi napędzanej, gdzie następuje dalsze zmniejszenie liczby obrotów, następnie moment jest rozdzielany przez mechanizm różnicowy. Dalej półosie napędowe kierują go na koła.

9. Rozwiązania układu napędowego pojazdów hybrydowych.

• 
  Napęd szeregowy - silnik spalinowy spełnia ważniejszą rolę, napędza on prądnicę, następnie zostaje napędzony silnik elektryczny.

• 
  
  
  Napęd równoległy - oba silniki dają moc na oddzielne koła.

10. Polskie konstrukcje samochodów osobowych.

• Jaskółka

• S.K.A.F

• Polonia

• CWS

• WM

• Polski Fiat

• Lux-Sport

11. Polskie konstrukcje samochodów ciężarowych.

• Star

• Jelcz

• Fiat 618

• FSC Lublin-51

• Ursus A

12. Polskie konstrukcje autobusów.

• Ursus

• Autosan

• Solaris

13. Polskie konstrukcje motocykli.

• Lech

• Sokół

• WFM

• SHL

• WSK

• Junak

Podstawy Konstrukcji Maszyn

14. Rodzaje połączeń - klasyfikacja, przykłady.

Połączenia
Nierozłączne		Rozłączne
Bezpośrednie	Pośrednie	Bezpośrednie	Pośrednie
-spawane (rama roweru)	-nitowe (kadłub samolotu)	-gwintowe (prasy)	-śrubowe (słupy wysokiego napięcia)
-zgrzewane (opakowania hermetyczne)		-kształtowe a)wielowypustowe (osadzanie piasty na wale)	-kształtowe a)klinowe b)kołowe c)sworzniowe
-lutowane (przewody w odbiornikach)		-wciskowe a)wtłaczane b)skurczowe
-klejone (dwie kartki papieru)

15. Co to jest linia śrubowa?

• Jest to krzywa przestrzenna, opisana na pobocznicy walca przez punkt poruszający się ruchem jednostajnym wzdłuż osi walca przy stałej prędkości obrotowej walca.

16. Co kryje się pod oznaczeniem gwintu: M22x1,5? Podaj rodzaj gwintu i jego parametry.

• Metryczny drobnozwojowy o średnicy d=22mm P=1.5 odległość pomiędzy grzbietami śruby

17. Co kryje się pod oznaczeniem gwintu: Tr36x3? Podaj rodzaj gwintu i jego parametry.

• Trapezowy symetryczny o średnicy d=36, P=3 skok gwintu

18. Co kryje się pod oznaczeniem gwintu: S36x6? Podaj rodzaj gwintu i jego parametry.

• Trapezowy niesymetryczny d=36 P=6 skok gwintu

19. Co kryje się pod oznaczeniem gwintu: G1/2? Podaj rodzaj gwintu i jego parametry.

• Rurowy walcowy do połączeń nieszczelnych, wewnętrzny i zewnętrzny o średnicy 1/2

20. Co kryje się pod oznaczeniem gwintu: R1? Podaj rodzaj gwintu i jego parametry.

• Stożkowy o średnicy 1mm, do połączeń szczelnych zewnętrznych

21. Co to jest współczynnik bezpieczeństwa? Podać orientacyjne wartości współczynników bezpieczeństwa przyjmowanych podczas projektowania.

Współczynnik bezpieczeństwa to liczba niemianowana mówiąca ile razy naprężenie występujące podczas normalnej pracy konstrukcji jest mniejsze od naprężenia niebezpiecznego. Podczas projektowania przyjmuje się wartości współczynników bezpieczeństwa od 1,5 do 3,0 dla materiałów elastycznych, od 8 do 12 dla materiałów kruchych, dla obciążeń stałych : dla konstrukcyjnej stali x=2,0-2,3 ; dla stali sprężynowej x=1,6, dla żeliwa x=3,5

22. Jaka jest różnica między połączeniem wpustowym a wielowypustowym?

• Połączenie wpustowe (pośrednie) służy do połączenia piasty z wałem i zabezpieczenia przed względnym obrotem spowodowanym momentem skręcającym. Elementem przenoszącym moment jest wpust.

• Połączenie wielowypustowe (bez elementów pośrednich) służy do połączenia piasty z wałem i zabezpieczenia przed względnym obrotem spowodowanym momentem skręcającym. Elementem przenoszącym moment jest wielowypust nacięty na wale. W porównaniu z połączenia wpustowymi, połączenia wielowypustowe mogą być bardziej obciążone, umożliwiają one również centrowanie łączonych elementów, są jednak droższe w wykonaniu

23. Wymień podstawowe rodzaje pasowań - w zależności od luzów występujących w połączeniu.

Pasowanie luźne -Zawsze istnieje w nim luz pomiędzy wałkiem i otworem. Wałek może poruszać się wzdłużnie lub obracać w otworze. Stosowane w połączeniach ruchowych.

Pasowanie mieszane - istnieje niewielki luz, lub lekki wcisk. Stosowane do połączeń nie przenoszących obciążeń.

Pasowanie ciasne - połączenie wciskowe, wałek wciśnięty w otwór. Połączenie takie może przenosić obciążenia

24. Wymień podstawowe rodzaje spoin stosowanych w połączeniach spawanych.

Rodzaje spoin - czołowe: jednostronne i dwustronne, pachwinowe: jednostronne i dwustronne, brzeżne, otworowe, grzbietowe, punktowe

25. W jakich urządzeniach i w jakim celu stosowane są elementy sprężyste? Podaj przykłady.

Części maszyn charakteryzują się duża odkształtliwością, która osiąga się poprzez zastosowanie elementów o małym module sprężystości lub przez odpowiednie kształtowanie elementów.

Elementy sprężyste - umożliwiają ruch względny elementów maszyn, usuwają luzy między elementami, łagodzą uderzenia, wywierają stały nacisk, pomiar siły, akumulują energię, tłumienie drgań. Podkładki sprężynowe, amortyzatory…

26. Jakie parametry (materiałowe i geometryczne) mają wpływ na stałą sprężyny walcowej naciskowej z drutu o przekroju okrągłym? Które z nich zwiększają, a które zmniejszają stałą sprężyny?

Na stałą sprężyny wpływa:

d- średnica drutu,

D-średnica średnia sprężyny,

n- całkowita liczba zwojów czynnych,

G- moduł spręż poprzecznej,

F-siła obciążenia sprężyny

s- strzałka drutu

Materiał z którego wykonana jest sprężyna

27. Klasyfikacja elementów sprężystych według ich kształtu - podaj przykłady.

Sprężyna śrubowa i stożkowa naciskowa, naciskowa- układ zawieszenia samochód

S. płaska, spiralna- zegary

s. talerzowa- amortyzatory dużych sił

s. krążkowa- akumulacja energii mechanicznej

28. Jaka jest różnica między wałem a osią? Podaj przykłady.

Oś nie przenosi momentu obrotowego, przeciwnie do wału.

Oś- koło motocykla. Wał- kardana, silnika

29 Klasyfikacja sprzęgieł według rodzaju czynnika przenoszącego obciążenie - przykłady.

Sprzęgło: mechaniczne, indukcyjne- stoły obrotowe, hydrokinetyczne- kruszarki, cierne- samochód

30. Omów podstawowe zadania sprzęgieł.

Sprzęgło to urządzenie stosowane w budowie maszyn do łączenie wałów w celu przekazania momentu obrotowego, inaczej to zespół części służących do połączenia dwóch niezależnie obrotowo osadzonych wałów, czynnego - napędowego i biernego- napędzanego w celu przekazania momentu. Umożliwia płynne ruszanie, chwilowo rozłącza napęd od silnika, łączy silnik ze skrzynią biegów.

31. Rodzaje sprzęgieł mechanicznych - przykłady.

- łączne: sztywne, luźne, proste(łączenie wałów), przegubowe

- rozłączne: sterowane, kształtowe, cierne, hydrokinetyczne, elektromagnetyczne, samonastawne, odśrodkowe

32. Omów prawo Amontons'a-Coulomb'a. Podaj zależność na siłę tarcia.

Tarcie poślizgowe pomiędzy dwiema powierzchniami:

- nie zależy od wielkości przylegających powierzchni, a jedynie od siły nacisku, od momentów i starych powierzchni

- dla małych prędkości względnych, siła tarcia nie zależy od prędkości

- kierunek siły tarcia jest przeciwny do wektorów prędkości

Tarcie statyczne i kinetyczne

Doświadczalnie trudniej jest ruszyć z miejsca ciężar niż ciągnąć go, gdy jest już w ruchu. Dlatego zachodzi nierówność między współczynnikami tarcia. µ_k<µ_s

33. Przedstaw klasyfikację tarcia.

tarcie: zewnętrzne, ślizgowe, spoczynkowe, ruchowe, toczne, wewnętrzne

34. Wymień rodzaje tarcia w zależności od warunków smarowania (grubości warstwy smarnej).

- tarcie suche-brak warstwy smarnej

- tarcie płynne- powierzchnie tarcia są rozdzielone warstwą środka smarnego

- tarcie zewnętrzne- jest zamieniane na tarcie wewnętrzne czynnika smarującego

- tarcie graniczne- powierzchnie trące są pokryte środkami smarnymi

35. Omów różnicę pomiędzy tarciem ślizgowym, a tocznym.

Tarcie toczne- opór ruchu występujący przy toczeniu jednego ciała po drugim, zwykle mniejszy od ślizgowego

Tarcie ślizgowe- styk dwóch ciał, gdy ciała przeciąga się względem siebie lub gdy ciała spoczywają względem siebie, a istnieje siła dążąca do przesunięcia ciał.

36. Przedstaw zależność na opory ruchu (siłę lub moment) występujące przy tarciu tocznym.

37. Z jakich elementów zbudowane jest łożysko toczne?

Pierścień zewnętrzny( umieszczony w oprawie), elementy toczne i pierścień wewnętrzny

38. W jakich przypadkach stosowane są zazwyczaj łożyska toczne?

Tam, gdzie występuje ruch obrotowy jednego elementu(np. wału) względem innego. Łożyska to podzespoły, które podtrzymują wałek lub inne ruchome elementy.

39. Wymień rodzaje łożysk tocznych - klasyfikacja według rodzaju przenoszonego obciążenia oraz według kształtu elementów tocznych.

Ze względu na rodzaj obciążeń: ł. Poprzeczne, ł. Skośne(obciążenia wzdłużne i poprzeczne), ł. Wzdłużne

Ze względu na kształt elementów tocznych: łożyska: kulkowe, walcowe, stożkowe, baryłkowe, igiełkowe, toroidalne

40. Jaki kształt mają elementy toczne stosowane w łożyskach? Wykonaj rysunki.

Kulkowe, walcowe, stożkowe, baryłkowe, igiełkowe

41) Jaka jest najczęściej występująca postać zużycia elementów tocznych łożysk?

- powierzchnia ślizgu elementów tocznych ma widoczne ubytki

- elementy toczne są zdeformowane w porównaniu z pierwotnym kształtem

42) Podaj (uproszczoną) definicję nośności dynamicznej (ruchowej) łożyska tocznego

Trwałość łożyska tocznego jest wyrażona jako liczba obrotów lub godzin pracy przy określonej prędkości obrotowej, które łożysko może osiągnąć do momentu pojawienia się pierwszych śladów zużycia zmęczeniowego metalu (złuszczeń) na bieżni pierścienia wewnętrznego lub zewnętrznego, albo na elemencie tocznym.

43) Przedstaw zależność na trwałość zmęczeniową łożyska tocznego

L=(C/P)^p L - trwałość; C - nośność ruchowa; P - obciążenie zastępcze; p - wykładnik potęgowy (dla łożysk kulkowych p=3; dla łożysk wałeczkowych p=10/3)

P= x*Fr*y*Fa Fr - obciążenie promieniowe łożyska; Fa - obciążenie osiowe łożyska; x - współczynnik obciążenia promieniowego; y - współczynnik obciążenia promieniowego

44) W jakich przypadkach stosowane zazwyczaj łożyska ślizgowe?

- przenoszenia obciążeń udarowych

- przenoszenia obciążeń udarowych dużych promieniowych lub osiowych

- tłumienie drgań

- konieczność dzielenia łożysk w płaszczyźnie osiowej wału

- cichobieżne łożyska

- duże prędkości obrotowe wału

45) Klasyfikacja łożysk ślizgowych - przykłady

- łożyska hydrodynamiczne (wały korbowe)

- łożyska hydrostatyczne (olej podawany pod ciśnieniem)

-łożyska aerodynamiczne (powietrze pod ciśnieniem)

- łożyska magnetyczne (aktywne, pasowe)

46) Co to jest sprawność przekładni?

Sprawność przekładni to iloraz mocy na wale napędzającym (czynnym) i mocy na wale napędzanym (biernym)

47) Przedstaw klasyfikację przekładni mechanicznych

a) zębate: śrubowe; czołowe b) cięgnowe: pasowe; łańcuchowe; liniowe; pasowe c) cierne

48) Podaj definicję przełożenia kinetycznego przekładni mechanicznej. Przedstaw zależność

Określa w jakim stopniu napęd zmienia moment obrotowy przy przekazywaniu ruchu i=m2/m1

m1-moment obrotowy na wale wejściowym m2 - ... wale wyjściowym

49) Klasyfikacja przekładni zębatych- przedstaw przykłady

Przekładnie zębate:

1) czołowe: a) wałkowe *o zębach prostych *o zębach śrubowych b) stożkowe: *o zębach prostych *o zębach skośnych *o zębach łukowych

2) śrubowe: ślimakowe: *globoidalne *walcowe

3) hiperboidalne: *walcowe *stożkowe (hipoidalne)

50) Co to jest ewolwenta?

Jest to krzywa wykreślona przez punkt leżący na prostej toczącej się po krzywej k (k - ewoluta)

51) Co to jest moduł?

Jest to parametr charakteryzujący wielkość zębów koła zębatego

52) Podaj zależność pozwalającą wyznaczyć średnicę podziałową koła zębatego walcowego o zębach prostych

Średnica okręgu na którym szerokość wrębu jest równa grubości zębów

53) Czy koło zębate o module nominalnym m=2mm może prawidłowo współpracować z kołem o module m=5mm, jeżeli nie została zastosowana korekcja uzębienia?

Moduły kół współpracujących muszą być takie same!

54) Wymień podstawowe zalety oraz wady przekładni zębatych

Zalety	Wady
- możliwość przenoszenia dużych mocy (do 50000kW) - możliwość pracy przy dużych prędkościach obrotowych (do 50m/s) - wysoka sprawność (do 99% dla jednego stopnia przełożenia) -zwarta budowa -względnie niskie koszty -stałe przełożenie	- duża głośność - generowanie drgań - przenoszenie napędów na stosunkowo małe odległości

55) Wymień podstawowe zalety oraz wady przekładni pasowych

Zalety	Wady
-cichobieżność - płynność ruchu - zdolność tłumienia drgań - zabezpieczenie przed przeciążeniem -możliwość zmiany kierunku obrotu -możliwość przenoszenia napędu na duże odległości prosta i tania konstrukcja	-duże wymiary przekładni - sprawność mniejsza od zębatych - wyciąganie się pasa -wrażliwy na warunki otoczenia -brak stałości przełożenia (nie dotyczy pasów zębatych)

56) Klasyfikacja przekładni pasowych ze względu na kształt pasa - podaj przykłady

-pasy płaskie

-pasy klinowe

-pasy wieloklinowe

57) Wymień podstawowe zalety oraz wady przekładni łańcuchowych

Zalety	Wady
-większy rozstaw wałów - możliwość przenoszenia na kilka wałów	- konieczność smarowania - duże koszty przekładni

58) Klasyfikacja przekładni łańcuchowych ze względu na kształt cięgna - podaj przykłady

Łańcuchy drabinkowe, Łańcuchy sworzniowe, Łańcuchy tulejkowe, Łańcuch rolkowy

59) Wymień podstawowe zalety oraz wady przekładni ciernych

Zalety: bezstopniowe przełożenie, cichobieżność Wady: duże wymiary przekładni, duże siły obciążające wał

Dźwignice

61. Klasyfikacja przekładni ciernych:

O przełożeniu stałym
-walcowa
-walcowa wewnętrzna
-walcowa z rowami klinowymi
-walcowa planetarna
-walcowa nawrotna
-stożkowa (kątowa )
O przełożeniu zmiennym

62. Dlaczego wirnik silnika asynchronicznego obraca się ?

Wirujące pole magnetyczne wywołane przez stojan, przecina przewody nieruchomego w pierwszej chwili wirnika i indukuje w nich siły elektromotoryczne. Pod wpływem tych sił w zamkniętym obwodzie wirnika płynie prąd w wyniku którego w wirniku wytwarza moment obrotowy powodujący
podążanie przewodów wirnika w kierunku wirowania pola. Wirnik zaczyna się obracać

63. Z jaką prędkością kątową wiruje w Polsce pole magnetyczne stojana?

314


64. Od czego zależy prędkość synchroniczna silnika?

Prędkość zależy od wartości prądu przemiennego.
Częstotliwości prądu przemiennego.

65.Jak obliczyć M_m

M_zn=


66. Podać i wyjaśnić dane techniczne silnika asynchronicznego zwartego.

Moc znamionowa
Typ
Prędkość obrotowa (obroty na minutę przy pełnym obciążeniu)
Moment znamionowy
Sprawność
Prąd przy napięciu znamionowym i przy pełnym obciążeniu. Moment znamionowy.
Krotność momentu rozruchowego. Krotność prądu rozruchowego.
Krotność momentu maksymalnego. Krotność momentu siodłowego
Moment bezwładności
Poziom hałasu Masa

67.Jak dobrać silnik wstępnie do mechanizmu?

Moc silnika musi być większa niż moc potrzebna do działania mechanizmu.
Moment silnika musi być równy momentowi obciążenia.

68.Charakterystyka mechaniczna silnika zwartego

charakterystyka mechaniczna to zależność momentu obrotowego
silnika M od prędkości obrotowej n.

69. Jak sprawdzić prędkość silnika w ruchu ustalonym? Podnoszenie, opuszczanie, jazda z góry.

70.Jak sprawdzić czas rozruchu silnika asynchronicznego zwartego?

t_r =

M_r moment rozruchowy.
M_u moment obciążenia ustalony.

71. Jak określić maksymalne przyśpieszenie silnika asynchronicznego zwartego?

72. Charakterystyka mechaniczna silnika elektrycznego pierścieniowego.

73. Jak sprawdzić czas rozruchu silnika elektrycznego pierścieniowego?

Rozruch silnika o wirniku pierścieniowym przeprowadza się za pomocą rozrusznika oporowego, włączonego w obwód uzwojenia wirnika (rys. 5). Zarówno silnik, jaki rozrusznik wyposażone są w styki pomocnicze blokady elektrycznej. Uniemożliwiają one włączenie silnika do sieci, jeśli przyrząd szczotkowy i pokrętło rozrusznika nie znajdują się w pozycji rozruchu początkowego.

74. Jak określić maksymalne przyśpieszenie kątowe silnika elektrycznego pierścieniowego?

75. Znamionowy cykl pracy przerywanej S3 silnika elektrycznego pierścieniowego.

S3 oznaczenie pracy okresowej przerywanej.

76. Warunek doboru cieplnego silnika elektrycznego pierścieniowego.

Tutaj było coś o tym że temperatura którą osiąga silni czy zwojów musi być mniejsza od temperatury topnienia izolacji po to by nie doszło do wytopienia tej izolacji i w skute tego zwarcia.
Stanem zwarcia silnika indukcyjnego nazywa się taki stan, w którym:
      - uzwojenie stojana jest zasilane napięciem z sieci,
      - obwód wirnika jest zwarty i wirnik jest nieuruchomiony, czyli: n = 0; s =1, prąd wirnika jest duży,
        może osiągnąć wartość (4 - 10)I_N,
      - moc elektryczna pobierana przez silnik w stanie zwarcia jest w całości zamieniana na ciepło
        (moc mechaniczna nie jest wydawana, ponieważ wirnik się nie obraca).
      Ze względu na małe straty w rdzeniu można w przybliżeniu przyjąć, że całkowita moc pobrana P_o
      jest przeznaczona na pokrycie strat obciążeniowych: w uzwojeniu stojana ∆P_cu1, i w uzwojeniu
      wirnika ∆P_cu2:

P_o = ∆P_cu1 + ∆P_cu2

---