„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Marta Ratajska

Określanie budowy i zasad działania mechanizmów
maszyn i urządzeń 833[02].Z1.01

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
dr inż. Marek Krzemiński
mgr inż. Zbigniew Tyrała


Opracowanie redakcyjne:
Mgr inż. Marta Ratajska


Konsultacja:
mgr inż. Teresa Jaszczyk







Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 833[02].Z1.01
Określanie budowy i zasad działania mechanizmów maszyn i urządzeń, zawartego
w programie nauczania dla zawodu operator maszyn leśnych.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1.

Wprowadzenie

3

2.

Wymagania wstępne

5

3.

Cele kształcenia

6

4.

Materiał nauczania

7

4.1.

Podstawy rysunku technicznego

7

4.1.1. Materiał nauczania

7

4.1.2. Pytania sprawdzające

13

4.1.3. Ćwiczenia

13

4.1.4. Sprawdzian postępów

14

4.2.

Materiały stosowane do budowy maszyn

15

4.2.1. Materiał nauczania

15

4.2.2. Pytania sprawdzające

18

4.2.3. Ćwiczenia

18

4.2.4. Sprawdzian postępów

20

4.3.

Obróbka metali

21

4.3.1. Materiał nauczania

21

4.3.2. Pytania sprawdzające

28

4.3.3. Ćwiczenia

28

4.3.4. Sprawdzian postępów

30

4.4.

Części maszyn i ich połączenia

31

4.4.1. Materiał nauczania

31

4.4.2. Pytania sprawdzające

39

4.4.3. Ćwiczenia

39

4.4.4. Sprawdzian postępów

40

4.5.

Budowa napędów hydraulicznych, sprężarek, silników elektrycznych

41

4.5.1. Materiał nauczania

41

4.5.2. Pytania sprawdzające

44

4.5.3. Ćwiczenia

45

4.5.4. Sprawdzian postępów

46

5.

Sprawdzian osiągnięć

47

6.

Literatura

51

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1.

WPROWADZENIE

Poradnik ten będzie Ci pomocny w nabywaniu umiejętności z zakresu odczytywania

i wykonywania rysunków technicznych części maszyn, rozróżniania materiałów używanych
do budowy maszyn, rozróżniania części maszyn, wykonywania prostych prac ślusarskich,
a także obsługi silników elektrycznych i podnośnika hydraulicznego.

W poradniku znajdziesz:

−

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

−

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

−

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

−

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

−

ć

wiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne,

−

sprawdzian postępów,

−

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

−

literaturę uzupełniającą.

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

Schemat układu jednostek modułowych w module

833[02].Z1

Mechanizacja prac leśnych

833[02].Z1.01

Określenie budowy i zasad

działania mechanizmów

maszyn i urządzeń

833[02].Z1.02

Stosowanie przepisów ruchu

drogowego

833[02].Z1.03

Stosowanie technik

kierowania
ciągnikiem

rolniczym

i wykonywanie

czynności

kontrolno-

obsługowych

833[02].Z1.04

Obsługiwanie

pojazdów

samochodowych

833[02].Z1.05

Użytkowanie pilarki

spalinowej

i wykonywanie

czynności kontrolno-

obsługowych

833[02].Z1.06

Użytkowanie

maszyn

i urządzeń

stosowanych

w produkcji

leśnej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2.

WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

stosować narzędzia pomiarowe zgodnie z ich przeznaczeniem,

−

dobierać przybory i materiały do wykonania rysunku, szkicu,

−

znać podstawowe pojęcia z fizyki i chemii,

−

organizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

obsługiwać komputer,

−

współpracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3.

CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

odczytać rysunki techniczne części maszyn,

−

odczytać rysunki zespołów maszyn i urządzeń leśnych,

−

wykonać szkice typowych części maszyn i urządzeń,

−

określić właściwości oraz zastosowanie żeliwa i stali,

−

scharakteryzować metale kolorowe oraz ich zastosowanie,

−

scharakteryzować stopy metali kolorowych oraz ich zastosowanie,

−

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

−

posłużyć się suwmiarką,

−

posłużyć się mikrometrem,

−

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

−

rozróżnić konstrukcje połączeń spoczynkowych części maszyn,

−

rozróżnić konstrukcje połączeń ruchowych,

−

scharakteryzować budowę oraz zasadę działania silników elektrycznych,

−

scharakteryzować budowę oraz zasadę działania napędu hydraulicznego,

−

scharakteryzować budowę oraz zasadę działania sprężarek,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4.

MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Podstawy rysunku technicznego

4.1.1. Materiał nauczania

Podstawy rysunku technicznego

Operator maszyn w celu prawidłowej obsługi oraz dokonywania choćby najprostszych

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

Rysunki techniczne są sporządzane według jednolitych zasad i przepisów ustalanych

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

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

się następujące rodzaje rysunków technicznych:

−

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

−

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

−

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

−

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

Formaty rysunków

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

Arkusze papieru używane do wykonania rysunków technicznych są znormalizowane pod

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

złożenie dłuższymi bokami dwóch formatów mniejszych. Sposób tworzenia formatów
arkuszy przedstawia rysunek 1.

Tabliczki rysunkowe

Rysunek techniczny zawiera wiele napisów informacyjnych. Informacje te zapisywane są

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

Linie rysunkowe

W celu ułatwienia czytania rysunków technicznych oraz ujednolicenia ich wyglądu

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

Do wykonywania rysunków technicznych maszynowych służą następujące rodzaje linii:

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

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

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

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

Podziałka

Podstawowym zadaniem rysunku technicznego jest przedstawienie rzeczywistego

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

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

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

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

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

−

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

−

naturalne 1:1

−

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

Rzutowanie prostokątne polega na wyznaczeniu rzutów prostokątnych przedmiotu na

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

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

Rys. 3. Układ rzutów [4, s. 33]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Poszczególne rzuty mają następujące nazwy:

−

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

−

rzut w kierunku B – rzut z góry,

−

rzut w kierunku C – rzut od lewej strony,

−

rzut kierunku D – rzut od prawej strony,

−

rzut w kierunku E – rzut z dołu,

−

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

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

Metoda rzutów prostokątnych umożliwia dokładne i wierne odwzorowanie na

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

Przekroje

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

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

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

przekrój nazywamy przekrojem podłużnym.

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

Przekrój prostopadły do osi symetrii to przekrój poprzeczny.

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

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

o

do osi przedmiotu lub głównych krawędzi

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Wymiarowanie

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

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

Linie wymiarowe – linie cienkie ciągłe zakończone grotami, które dotykają

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

Pomocnicze linie wymiarowe (cienkie ciągłe) są przedłużeniem wymiarowanej

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

Liczby wymiarowe oznaczają wymiary rzeczywiste (niezależnie od podziałki)

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

rodku ich długości.

Ponieważ wymiary na rysunku powinny być łatwo czytelne, większość wymiarów

umieszcza się zwykle poza zarysem przedmiotu.

Rys. 6. Wymiarowanie na zewnątrz zarysu przedmiotu,

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

Wymiarowanie średnic i promieni – przy wymiarowaniu średnic liczbę wymiarową

poprzedza się znakiem Ø (czytaj fi).

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

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

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

Technika szkicowania

Czynność sporządzania odręcznych szkiców w ołówku nazywamy szkicowaniem. Szkic

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

Można wyodrębnić następujące etapy procesu szkicowania (rysowania odręcznego):

−

wnikliwa obserwacja modelu:

−

myślowe wyróżnienie składowych brył elementarnych przedmiotu,

−

określenie kształtu całości i poszczególnych elementów składowych,

−

uchwycenie proporcji wymiarowych przedmiotu,

−

ustalenie położenia przedmiotu na rysunku,

−

ustalenie kolejności szkicowania,

−

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

−

wymiarowanie,

−

mierzenie modelu i wpisywanie liczb na rysunku,

−

wykończenie szkicu (oznaczenia dodatkowe, wypełnienie tabliczki),

−

sprawdzenie szkicu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

4.1.2. Pytania sprawdzające

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

1.

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

2.

Jakie są wymiary arkusza formatu A4?

3.

Jak tworzy się formaty arkuszy większych od A4?

4.

Jakie znasz rodzaje linii rysunkowych?

5.

Jakie jest zastosowanie poszczególnych rodzajów linii rysunkowych?

6.

Co to jest podziałka rysunku?

7.

Jakie rodzaje podziałek stosujemy na rysunku technicznym?

8.

Gdzie na arkuszu umieszcza się tabliczkę rysunkową?

9.

Jakie informacje zawiera tabliczka rysunkowa?

10.

Na czym polega rzutowanie prostokątne?

11.

Jak powstaje przekrój rysunkowy?

12.

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

13.

Jakie są kolejne etapy szkicowania?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj szkic w rzutach prostokątnych przedmiotu wskazanego przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

zapoznać się z zasadami i etapami szkicowania,

2)

zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,

3)

przygotować arkusz formatu A4,

4)

naszkicować przedmiot w rzutach prostokątnych zgodnie z zasadami szkicowania,

5)

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

6)

dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

papier formatu A4,

–

ołówek, gumka,

–

poradnik dla ucznia,

–

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

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

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

zapoznać się z oznaczeniami stosowanymi w rysunku technicznym,

2)

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

3)

zapisać odczytane informacje,

4)

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

5)

dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

notatnik,

−

plansze, foliogramy,

−

ołówek/długopis,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla nauczyciela.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

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

2)

podać wymiary arkusza formatu A4?

3)

omówić sposób tworzenia formatów arkuszy większych od A4?

4)

wymienić rodzaje linii rysunkowych?

5)

określić zastosowanie poszczególnych rodzajów linii rysunkowych?

6)

wymienić rodzaje podziałek stosowanych na rysunku technicznym?

7)

podać informacje, które zawiera tabliczka rysunkowa?

8)

wyjaśnić na czym polega rzutowanie prostokątne?

9)

wyjaśnić do czego służą linie i liczby wymiarowe?

10)

wykonać szkic przedmiotu?

11)

odczytać wymiary przedmiotu podane na rysunku?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

4.2. Materiały stosowane do budowy maszyn

4.2.1. Materiał nauczania

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

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

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

chemiczne, mechaniczne i technologiczne.

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

elektryczne i magnetyczne.

Do najważniejszych właściwości chemicznych zaliczamy odporność na korozję

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

Właściwości mechaniczne to zespół cech określających zdolność do przeciwstawiania

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

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

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

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

pomocą narzędzi skrawających.

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

wypełniania form odlewniczych.

Plastyczność określa zdolność materiału do odkształceń trwałych, niezbędnych do

nadawania właściwych kształtów produktom.

Stopy żelaza z węglem

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

zaliczamy między innymi surówkę, stal i żeliwo. śelazo nie występuje w przyrodzie
w postaci chemicznie czystej, ale w postaci rud żelaza. Odpowiednio przygotowaną rudę
ż

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

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

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

złomu żeliwnego stalowego w piecach zwanych żeliwiakami. śeliwo charakteryzuje się
znaczną odpornością na ścieranie, dużą stałością wymiarów i zdolnością tłumienia drgań.
Ma dobre właściwości odlewnicze i jest używane do odlewania wielu części maszyn
i samochodów.

ś

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

ś

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

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

ś

eliwo ciągliwe otrzymuje się z żeliwa białego po poddaniu go wyżarzaniu (nagrzewaniu

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

ś

eliwo modyfikowane otrzymuje się przez dodanie niewielkiej ilości modyfikatorów

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

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

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

−

ze względu na skład chemiczny: stale węglowe i stopowe,

−

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

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

Stale stopowe oprócz węgla zawierają inne składniki dodawane w celu polepszenia

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

Metale kolorowe i ich stopy

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

aluminium, cynk, ołów, nikiel, chrom.

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

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

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

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

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Materiały niemetalowe

Materiały niemetalowe stosowane w maszynach i urządzeniach to przede wszystkim:

tworzywa sztuczne, gumy, szkło.

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

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

Gumy otrzymuje się przez wulkanizację naturalnego lub syntetycznego kauczuku. Gumy

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

Tworzywa sztuczne są to wielkocząsteczkowe związki, otrzymywane w wyniku

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

4.2.2. Pytania sprawdzające

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

1.

Jakie są najważniejsze właściwości technologiczne materiałów?

2.

Jakie są właściwości oraz zastosowanie różnych rodzajów żeliwa?

3.

Jakie są właściwości różnych rodzajów stali?

4.

Jakie są właściwości oraz zastosowanie miedzi i jej stopów?

5.

Jakie są właściwości oraz zastosowanie aluminium i jego stopów?

6.

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

7.

Jakie materiały niemetalowe są stosowane w budowie maszyn?

8.

Co to są tworzywa sztuczne i jakie mają zalety?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Scharakteryzuj właściwości i zastosowanie metali kolorowych wskazanych przez

nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

odszukać i przeczytać literaturę na ten temat,

2)

opisać najważniejsze właściwości wskazanych metali kolorowych,

3)

podać, gdzie są stosowane wskazane przez nauczyciela metale kolorowe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbki metali kolorowych,

−

papier formatu A4,

−

długopis,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Scharakteryzuj właściwości i zastosowanie stopów żelaza z węglem.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

odszukać i przeczytać literaturę na ten temat,

2)

opisać najważniejsze właściwości stali oraz wymienić jej rodzaje,

3)

opisać najważniejsze właściwości żeliwa oraz wymienić jego rodzaje,

4)

podać, możliwości zastosowania wymienionych rodzajów stali i żeliwa.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

próbki stali i żeliwa,

−

papier formatu A4, długopis,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Rozpoznaj, z jakich materiałów zostały wykonane wskazane przez nauczyciela części

maszyn. Opisz właściwości tych materiałów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

dokładnie obejrzeć wskazane przez nauczyciela części maszyn,

2)

określić z jakich materiałów zostały wykonane te części,

3)

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

4)

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

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

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

−

papier formatu A4, długopis,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wymienić najważniejsze właściwości technologiczne materiałów?

2)

określić właściwości oraz zastosowanie różnych rodzajów żeliwa?

3)

określić właściwości różnych rodzajów stali?

4)

określić właściwości oraz zastosowanie miedzi i jej stopów?

5)

określić właściwości oraz zastosowanie aluminium i jego stopów?

6)

określić właściwości oraz zastosowanie cynku, ołowiu i stopów
łożyskowych?

7)

określić zalety tworzyw sztucznych?

8)

wymienić materiały niemetalowe stosowane w budowie maszyn?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

4.3. Obróbka metali

4.3.1. Materiał nauczania

Ślusarstwo

Ś

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

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

Stanowiskiem roboczym ślusarza jest stół ślusarski z przymocowanym do niego

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

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

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

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

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

Rys. 11. Wkrętaki: a), b) wkrętaki zwykłe, c) wkrętak krzyżowy, d) osadzenie ostrza wkrętaka

w przecięciu wkręta [5, s. 201]

Rys. 12. Klucze: a), płaskie, b) oczkowe, c) nastawne [5, s. 202]

Osobną grupę narzędzi używanych przy obróbce metali stanowią narzędzia pomiarowe,

służące do wykonywania pomiarów. Mierzenie obrabianych przedmiotów ma na celu
sprawdzenie poprawności ich wykonania zgodnie z rysunkiem technicznym. Do sprawdzania
wymiarów obrabianych przedmiotów służy suwmiarka i mikrometr.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

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

Suwmiarka służy do mierzenia wymiarów zewnętrznych, wewnętrznych oraz głębokości

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

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

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

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

Mikrometr zewnętrzny jest przeznaczony do pomiaru długości, grubości i średnicy

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

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

Cięcie blach o różnej grubości, a także materiałów kształtowych, odbywa się za pomocą

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

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

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

o

. Sposób cięcia blach

nożycami ręcznymi przedstawia rysunek 17.

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

Podczas cięcia nożycami bezpieczeństwo zapewnia przede wszystkim praca uważna

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

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

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

Podczas wiercenia wiertło wykonuje ruch obrotowy i równocześnie ruch posuwowy

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

Przed przystąpieniem do wiercenia należy najpierw zaznaczyć na obrabianym

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

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

3) uchwyt boczny

Podczas wiercenia trzeba przestrzegać następujących zasad:

−

dobrze mocować obrabiany przedmiot, aby uniemożliwić jego obracanie się,

−

usuwać wióry za pomocą haka lub szczypiec, nigdy ręką,

−

nie wydmuchiwać drobnych wiórów, gdyż grozi to zaprószeniem oczu,

−

nie nawiercać skośnych powierzchni, gdyż wiertło może się ułamać,

−

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

−

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

−

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

−

podczas mocowania i wyjmowania wierteł należy wyjąć wtyczkę z gniazdka.

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

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

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

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

Typowa kolejność operacji przy nacinaniu gwintów zewnętrznych jest następująca: na

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

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

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

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

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

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

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

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

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

Wyróżnia się lutowanie miękkie i twarde w zależności od temperatury topnienia lutu.
Do lutowania miękkiego używa się lutów cynowych i cynowo-ołowiowych, których

temperatura topnienia nie przekracza 500

o

C. Lutowanie miękkie stosuje się do połączeń

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

Do lutowania twardego używa się lutów mosiężnych zawierających miedź i cynk,

których temperatura topnienia jest wyższa niż 500

o

C. Stosuje się je w złączach narażonych na

znaczne obciążenia i podwyższone temperatury (łączenie blach, części mechanizmów,
elementów narzędzi skrawających).

Przed przystąpieniem do lutowania łączone powierzchnie muszą być mechanicznie

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

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

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

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

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

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

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

4.3.2. Pytania sprawdzające

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

1.

Co to jest ślusarstwo?

2.

Jakie są podstawowe narzędzia ślusarskie?

3.

W jaki sposób wykonuje się pomiary suwmiarką?

4.

W jaki sposób wykonuje się pomiary mikrometrem?

5.

Jakimi narzędziami i w jaki sposób tnie się blachy?

6.

Jaka jest kolejność czynności przy wierceniu otworów?

7.

Jakie są zasady bhp przy wierceniu otworów wiertarką?

8.

Jakie narzędzia służą do ręcznego narzynania gwintów?

9.

W jaki sposób wykonuje się gwinty zewnętrzne i wewnętrzne?

10.

Na czym polega lutowanie?

11.

Jakie czynności wykonuje się podczas nitowania?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zmierz przedmioty wskazane przez nauczyciela za pomocą suwmiarki oraz mikrometru

i porównaj wyniki pomiarów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

zapoznać się ze sposobem mierzenia z użyciem suwmiarki,

2)

zapoznać się ze sposobem mierzenia z użyciem mikrometru,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

3)

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

4)

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

5)

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

6)

porównać wyniki pomiarów zapisanych w tabeli.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

części maszyn i urządzeń do zmierzenia,

–

suwmiarka, mikrometr,

–

papier formatu A4, długopis,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Wykonaj w otrzymanym przedmiocie otwory przelotowe i nieprzelotowe za pomocą

wiertarki, zgodnie ze schematem podanym przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

zapoznać się z zasadami bezpiecznej pracy podczas wiercenia,

2)

zapoznać się ze sposobem wykonywania otworów przy użyciu wiertarki,

3)

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

4)

dobrać rozmiar wiertła do średnicy otworu podanej na schemacie,

5)

zamocować otrzymany przedmiot w imadle,

6)

wykonać otwory zgodnie z wcześniej poznanymi zasadami,

7)

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

8)

dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

ubranie robocze i sprzęt ochrony osobistej,

−

przedmioty, w których zostaną wykonane otwory,

−

przenośna wiertarka elektryczna,

−

komplet wierteł o różnych średnicach,

−

stół z zamontowanym imadłem,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Wykonaj na otrzymanym sworzniu gwint zewnętrzny. Wykonaj gwint wewnętrzny

w otworze wykonanym w przedmiocie z ćwiczenia 2.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

zapoznać się z zasadami bezpiecznej pracy podczas nacinania gwintów,

2)

zapoznać się ze sposobem nacinania gwintów wewnętrznych i zewnętrznych,

3)

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

4)

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

5)

zaprezentować wykonane ćwiczenie,

6)

dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

ubranie robocze, sprzęt ochrony osobistej,

−

komplet narzynek i gwintowników,

−

sworzeń, na którym ma być wykonany gwint zewnętrzny,

−

przedmiot z ćwiczenia 2 z wykonanymi otworami,

−

stół z zamontowanym imadłem,

−

olej rzepakowy lub lniany,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wyjaśnić, co to jest ślusarstwo?

2)

wymienić podstawowe narzędzia ślusarskie?

3)

wykonać pomiar przedmiotu suwmiarką?

4)

wykonać pomiar przedmiotu mikrometrem?

5)

prawidłowo wykonać cięcie blachy?

6)

wywiercić otwór przy użyciu wiertarki?

7)

zastosować przepisy bhp w czasie wiercenia otworów?

8)

dobrać narzędzia do ręcznego narzynania gwintów?

9)

wykonać gwinty zewnętrzne i wewnętrzne?

10)

wykonać połączenie lutowane?

11)

wykonać połączenie blach z pomocą nitów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

4.4. Części maszyn i ich połączenia

4.4.1. Materiał nauczania

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

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

Wyróżnia się następujące rodzaje połączeń:

−

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

−

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

−

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

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

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

Połączenia spoczynkowe

W połączeniu spoczynkowym złączone elementy nie przemieszczają się względem

siebie. Wyróżnia się połączenia spoczynkowe nierozłączne i rozłączne.

Połączenia nierozłączne to takie, których elementy przy ich rozłączaniu ulegają

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

Połączenia rozłączne mogą być wielokrotnie montowane lub demontowane bez

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

Połączenia spoczynkowe nierozłączne

Połączenia nitowe zalicza się do połączeń spoczynkowych, nierozłącznych.

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

Kolejną grupę połączeń nierozłącznych stanowią połączenia spojeniowe, które wykonuje

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

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

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

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

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

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

Zgrzewanie polega na nagrzaniu metalowych elementów w łączonych miejscach do

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

Połączenia lutowane i sposób ich wykonywania zostały omówione w rozdziale 4.3.1

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

Połączenia spoczynkowe rozłączne

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

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

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

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

Kołki to elementy w kształcie walca lub stożka o dość dużej długości w stosunku do ich
ś

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

wzajemnego położenia części.

Połączenia sworzniowe polegają na połączeniu elementów okrągłym sworzniem,

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

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

Połączenia wpustowe służą do osadzania na wale różnych części maszyn np. kół

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

Połączenia wielowypustowe polegają na zastosowaniu specjalnego kształtu wypustów

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

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

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

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

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

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

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

Połączenia ruchowe

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

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

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

więc narażone na skręcanie. Możemy wyróżnić osie:

−

ruchome – obracające się wraz z osadzonymi na nich częściami,

−

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

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

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

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

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

ruchome części. Zadaniem łożysk jest również przenoszenie obciążeń oraz zmniejszanie
oporów ruchu. Wyróżnia się łożyska ślizgowe i toczne.

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

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

Rys. 26. Łożyska ślizgowe: a) poprzeczne, b) wzdłużne

Łożyska toczne składają się z pierścienia zewnętrznego, wewnętrznego oraz elementów

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

Podstawowe wymiary łożysk tocznych:

−

ś

rednica otworu d;

−

ś

rednica zewnętrzna pierścienia D;

−

szerokość łożyska B lub H.

Budowę łożyska tocznego przedstawia rysunek 27. Wymiary łożysk są znormalizowane

i zunifikowane. Są podawane w specjalnych katalogach łożysk tocznych w celu zapewnienia
ich zamienności. Ze względu na rodzaj elementu tocznego wyróżnia się łożyska: kulkowe

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

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

Rys. 27. Łożyska toczne: a) poprzeczne, b) wzdłużne, c) poprzeczno-wzdłużne

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

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

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

tylko demontując sprzęgło w momencie gdy wały są w spoczynku.

Sprzęgła rozłączne umożliwiają łączenie i rozłączanie wałów bez demontażu sprzęgła.

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

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

przedstawia rysunek 28.

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

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

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

Hamulce

Hamulce służą do zatrzymywania lub zmniejszania prędkości części maszyn będących

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

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

który jest dociskany do tarczy za pomocą dźwigni.

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

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

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

Hamulce bębnowe mogą być sterowane mechanicznie lub hydraulicznie. W hamulcach

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

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

Przekładnie

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

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

Przekładnie których celem jest zmniejszanie prędkości obrotowej nazywamy

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

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

cięgnowe i zębate.

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

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

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

Wadą przekładni ciernych jest powstawanie poślizgu w miarę wzrostu obciążenia

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

W grupie przekładni cięgnowych w zależności od rodzaju cięgna wyróżnia się:

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

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

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

Ze względu na rozmieszczenie kół pasowych i ułożenie pasa wyróżnia się przekładnie

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

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

39

W przekładniach cięgnowych łańcuchowych jako cięgna stosuje się łańcuchy,

a w przekładniach linowych – stalowe plecione liny.

Przekładnie zębate zbudowane są z kół zębatych osadzonych na różnych wałach

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

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

4.4.2. Pytania sprawdzające

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

1.

Jaka jest różnica między połączeniami spoczynkowymi i ruchowymi?

2.

Czym różnią się połączenia rozłączne i nierozłączne?

3.

Co jest łącznikiem w połączeniu nitowym?

4.

Jaka jest różnica między połączeniem spawanym, a lutowanym?

5.

Jakie są zalety połączeń klejonych?

6.

Jakie są rodzaje połączeń spoczynkowych rozłącznych?

7.

Jak są zbudowane elementy będące łącznikami w połączeniach rozłącznych?

8.

Czym różnią się osie i wały?

9.

Jakie są rodzaje łożysk i czym się różnią?

10.

Do czego służą i jak są zbudowane sprzęgła?

11.

Jakie są rodzaje hamulców?

12.

Jaka jest budowa i zasada działania różnych rodzajów przekładni?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Rozpoznaj i scharakteryzuj rodzaje połączeń spoczynkowych nierozłącznych

przedstawione na modelach wskazanych przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

rozpoznać rodzaje połączeń na modelach,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

40

2)

odszukać i przeczytać literaturę na ich temat,

3)

opisać najważniejsze cechy tych połączeń,

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

modele połączeń spoczynkowych nierozłącznych

−

papier formatu A4, długopis,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Rozpoznaj i scharakteryzuj, rodzaje połączeń spoczynkowych rozłącznych przedstawione

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

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

rozpoznać rodzaje połączeń na modelach,

2)

odszukać i przeczytać literaturę na ich temat,

3)

opisać najważniejsze cechy tych połączeń,

4)

wykonać schematyczne szkice elementów stanowiących łączniki w tych połączeniach.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

notatnik, długopis,

−

papier formatu A4, ołówek,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wyjaśnić

różnicę

między

połączeniami

spoczynkowymi

i ruchowymi?

2)

podać, czym różnią się połączenia rozłączne i nierozłączne?

3)

wymienić i scharakteryzować rodzaje połączeń spoczynkowych,
nierozłącznych?

4)

wymienić zalety połączeń klejonych?

5)

określić budowę elementów będących łącznikami w połączeniach
rozłącznych?

6)

opisać budowę osi, wałów, łożysk i sprzęgieł?

7)

wymienić rodzaje hamulców i określić zasadę ich działania?

8)

wymienić rodzaje przekładni i określić zasadę ich działania?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

41

4.5.

Budowa

napędów

hydraulicznych,

sprężarek,

silników

elektrycznych

4.5.1. Materiał nauczania

Napędy hydrauliczne

W zależności od sposobu wykorzystania energii cieczy wyróżnia się napędy

hydrodynamiczne i hydrostatyczne.

W napędach hydrodynamicznych wykorzystywana jest energia kinetyczna cieczy

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

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

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

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

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

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

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

Rys. 34. Pompa zębata [3, s. 166]

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

siłowników hydraulicznych, które przekształcają energię ciśnienia w energię mechaniczną.

Siłowniki hydrauliczne nazywane też cylindrami hydraulicznymi wykonują ruch

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

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

42

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

Zawory są niezbędnymi elementami w każdym napędzie hydraulicznym. Regulują one

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

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

Rozdzielacze służą do regulowania kierunku przepływu cieczy z pompy hydraulicznej do

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

Filtry służą do oczyszczania cieczy z zawieszonych w niej zanieczyszczeń

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

Przewody hydrauliczne służą do łączenia elementów napędu hydraulicznego. Przewody

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

Zbiorniki służą do gromadzenia cieczy roboczej.

Sprężarki to maszyny służące do sprężania gazów i par. Zasysają one gaz z atmosfery

lub zbiornika przy ciśnieniu ssania i wtłaczają go przy ciśnieniu tłoczenia, które jest większe
od ciśnienia ssania. Różnica ciśnień między tłoczeniem, a ssaniem stanowi wielkość, która
charakteryzuje każdą sprężarkę [6, s.166]. Sprężarki wywołują przyrost ciśnienia o wartości
powyżej 0.2 MPa.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

43

Sprężarki działają na podobnej zasadzie jak pompy, z tym że czynnikiem roboczym

w nich zamiast cieczy jest gaz. Zależnie od budowy i sposobu sprężania rozróżniamy
sprężarki wyporowe i przepływowe.

Zasada działania sprężarek wyporowych polega na zassaniu gazu wskutek powiększania

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

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

Tłok sprężarki napędzany przez silnik za pośrednictwem mechanizmu korbowego,

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

Silniki elektryczne

Silnik elektryczny to maszyna służąca do przetwarzania energii elektrycznej na pracę

mechaniczną. Silniki elektryczne stanowią podstawowy, powszechnie spotykany napęd. Służą
do napędzania wielu maszyn np. pomp, sprężarek, różnego typu obrabiarek i narzędzi,
dmuchaw, wentylatorów.

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

elektromagnesów oraz wirnik z uzwojeniem twornikowym.

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

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

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

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

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

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

Moment obrotowy powstaje w silniku elektrycznym w wyniku oddziaływania pola

magnetycznego i prądu elektrycznego (siła elektrodynamiczna).

Wirnik obraca się dzięki

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

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

obrotów, warunki rozruchowe oraz zakres stosowania silników są różne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

44

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

−

silniki elektryczne prądu stałego,

−

silniki elektryczne prądu zmiennego,

−

silniki uniwersalne zasilane zarówno prądem stałym, jak i przemiennym.

Eksploatacja silników elektrycznych wymaga zachowania szczególnej ostrożności.

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

Osoby obsługujące silniki elektryczne powinny znać i przestrzegać wymagań zawartych

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

−

sprawdzenie czy napięcie znamionowe nie przekracza wymaganej wartości,

−

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

−

sprawdzenie, czy przy napędzanej maszynie nie pracują ludzie,

−

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

−

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

napięcia.

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

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

Natychmiastowe zatrzymanie silnika musi nastąpić, jeżeli jego dalszy ruch grozi

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

−

przeciążenie silnika lub nadmierne nagrzewanie się urządzenia napędzanego,

−

pojawienie się dymu, ognia lub woni palącej się izolacji,

−

występowanie nadmiernych drgań silnika lub maszyny napędzanej,

−

uszkodzenie maszyny napędzanej,

−

wystąpienie zewnętrznych uszkodzeń mechanicznych lub objawów świadczących
o uszkodzeniach wewnętrznych,

−

wystąpienie nadmiernego hałasu wydawanego przez silnik lub maszynę napędzaną,

−

w razie znacznego zmniejszenia lub zwiększenia prędkości obrotowej silnika,

−

nadmiernego nagrzania silnika.

4.5.2. Pytania sprawdzające

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

1)

Z jakich elementów składają się napędy hydrauliczne?

2)

Jaka jest budowa i zasada działania pompy zębatej?

3)

Jak są zbudowane siłowniki hydrauliczne?

4)

Co to jest sprężarka i do czego służy?

5)

Jaka jest zasada działania sprężarki wyporowej tłokowej?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

45

6)

Jakie są najważniejsze elementy budowy silnika elektrycznego?

7)

Jakie są rodzaje silników ze względu na rodzaj napięcia zasilającego?

8)

Jakie czynności należy wykonać przed uruchomieniem silnika?

9)

W jakich sytuacjach należy natychmiast odłączyć silnik od napięcia?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Opisz zasadę działania i narysuj schemat budowy siłownika hydraulicznego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

obejrzeć model siłownika hydraulicznego,

2)

odszukać i przeczytać literaturę na ten temat,

3)

opisać zasadę działania siłownika hydraulicznego,

4)

wykonać schematyczny rysunek budowy siłownika hydraulicznego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

foliogramy, plansze,

–

model siłownika hydraulicznego,

–

notatnik,

–

papier formatu A4,

–

ołówek/długopis,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Opisz zasadę działania i narysuj schemat budowy sprężarki wyporowej tłokowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

obejrzeć model sprężarki wyporowej tłokowej,

2)

odszukać i przeczytać literaturę na ten temat,

3)

opisać zasadę działania sprężarki wyporowej tłokowej,

4)

wykonać schematyczny rysunek budowy sprężarki wyporowej tłokowej.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

model sprężarki wyporowej tłokowej,

−

notatnik, długopis,

−

papier formatu A4, ołówek,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

46

Ćwiczenie 3

Opisz najważniejsze zasady obsługi silników elektrycznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)

obejrzeć film na temat bezpiecznej obsługi silników elektrycznych,

2)

odszukać i przeczytać literaturę na ten temat,

3)

opisać zasady obsługi silników elektrycznych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

–

film edukacyjny na temat bezpiecznej obsługi silników elektrycznych,

−

notatnik, długopis,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura z rozdziału 6 Poradnika dla ucznia.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wymienić elementy składowe napędów hydraulicznych?

2)

opisać budowę i zasadę działania pompy zębatej?

3)

określić budowę siłowników hydraulicznych?

4)

określić budowę i zasadę działania sprężarki wyporowej tłokowej?

5)

wymienić najważniejsze elementy budowy silnika elektrycznego?

6)

wymienić rodzaje silników elektrycznych?

7)

podać czynności, które należy wykonać przed uruchomieniem
silnika?

8)

opisać sytuacje, w których trzeba natychmiast wyłączyć silnik?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

47

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.

Przeczytaj uważnie instrukcję.

2.

Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.

3.

Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.

4.

Test zawiera 20 zadań Do każdego zadania dołączone są cztery możliwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawdziwa.

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 odpowiedź prawidłową.

6.

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

7.

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

8.

Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1.

Szkic wykonuje się
a)

zawsze na papierze formatu A3.

b)

odręcznie.

c)

w określonej podziałce.

d)

przy użyciu przyborów rysunkowych.

2.

Arkusz formatu A4 ma wymiary
a)

210x297 mm.

b)

210x297 cm.

c)

210x 300 mm.

d)

210x 377 mm.

3.

Linią ciągłą grubą rysuje się
a)

linie wymiarowe i pomocnicze.

b)

osie symetrii.

c)

widoczne krawędzie przedmiotu.

d)

kreskuje się przekroje.

4.

Podziałka powiększająca
a)

zachowuje na rysunku rzeczywiste wymiary przedmiotu.

b)

2:1.

c)

1:100.

d)

1:1.

5.

Właściwości fizyczne metali to
a)

odporność na korozję.

b)

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

c)

wytrzymałość, twardość i udarność.

d)

skrawalność, ścieralność, odlewalność.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

48

6.

Stal charakteryzuje się
a)

zawartością węgla poniżej 2%.

b)

odpornością na korozję.

c)

zawartością węgla powyżej 4%.

d)

znaczną odpornością na ścieranie.

7.

Stopy metali kolorowych to
a)

ołów i cynk.

b)

miedź i mosiądz.

c)

mosiądz i brąz.

d)

aluminium i brąz.

8.

Teflon to
a)

tworzywo sztuczne o dobrych właściwościach smarujących.

b)

inaczej guma.

c)

tworzywo sztuczne przewodzące prąd elektryczny.

d)

tworzywo do produkcji gumy.

9.

Mikrometr służy do
a)

przesuwania obrabianych przedmiotów po stole ślusarskim.

b)

przytrzymywania obrabianych przedmiotów.

c)

wykonywania otworów o określonej głębokości.

d)

pomiaru przedmiotów z dokładnością do 0,01mm.

10.

Narzynka służy do
a)

wykonywania otworów.

b)

wykonywania gwintów zewnętrznych.

c)

wykonywania gwintów wewnętrznych.

d)

wykonywania gwintów wewnętrznych oraz zewnętrznych.

11.

Lutowanie polega na
a)

łączeniu elementów za pomocą stopionego lutu.

b)

nagrzaniu brzegów łączonych elementów i sklejeniu w całość.

c)

mechanicznym szlifowaniu powierzchni.

d)

łączeniu elementów przy użyciu elektrody.

12.

Przed przystąpieniem do nitowania należy
a)

przygotować zestaw gwintowników.

b)

wywiercić otwory w łączonych blachach.

c)

mocno rozgrzać łączone elementy.

d)

dokładnie oczyścić łączone powierzchnie.

13.

Połączenia nierozłączne to takie
a)

w których łączone elementy są względem siebie w ruchu.

b)

które mogą być wielokrotnie demontowane bez uszkadzania elementów.

c)

których elementy przy ich rozłączaniu ulegają zniszczeniu.

d)

w których łączone elementy nie podlegają żadnym naprężeniom.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

49

14.

Do połączeń rozłącznych zalicza się połączenia
a)

spawane, zgrzewane, klejone.

b)

gwintowe, klinowe, kołkowe.

c)

kołkowe, sworzniowe, nitowe.

d)

lutowane, sworzniowe, spawane.

15.

Łożyska toczne składają się z
a)

kadłuba i panewki.

b)

koszyczka i panewki.

c)

pierścieni – zewnętrznego i wewnętrznego oraz kulek.

d)

pierścieni – zewnętrznego i wewnętrznego oraz panewki.

16.

Sprzęgła służą do
a)

łączenia wałów.

b)

podtrzymywania osi i wałów.

c)

osadzania innych ruchomych części.

d)

łączenia łożysk.

17.

W zależności od rodzaju elementu ciernego wyróżnia się hamulce
a)

toczne, ślizgowe, cięgnowe.

b)

stałe, rozłączne.

c)

klockowe, taśmowe, tarczowe, bębnowe.

d)

cierne, zębate, klockowe.

18.

W siłownikach jednostronnego działania
a)

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

b)

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

c)

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

d)

tłok jest nieruchomy.

19.

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

silniki jednofazowe i pięciofazowe.

b)

silniki wirnikowe i stojanowe.

c)

silniki wysokiego napięcia i niskiego napięcia.

d)

silniki elektryczne prądu stałego, prądu zmiennego i silniki uniwersalne.

20.

Sprężarki to maszyny służące do
a)

redukcji ciśnienia gazu.

b)

sprężania gazów i par.

c)

regulacji ciśnienia cieczy.

d)

sprężania cieczy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

50

KARTA ODPOWIEDZI

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

Określanie budowy i zasad działania mechanizmów maszyn i urządzeń

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1.

a

b

c

d

2.

a

b

c

d

3.

a

b

c

d

4.

a

b

c

d

5.

a

b

c

d

6.

a

b

c

d

7.

a

b

c

d

8.

a

b

c

d

9.

a

b

c

d

10.

a

b

c

d

11.

a

b

c

d

12.

a

b

c

d

13.

a

b

c

d

14.

a

b

c

d

15.

a

b

c

d

16.

a

b

c

d

17.

a

b

c

d

18.

a

b

c

d

19.

a

b

c

d

20.

a

b

c

d

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

51

6.

LITERATURA

1.

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

2.

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

3.

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

4.

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

5.

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

6.

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

7.

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