modelarz odlewniczy 722[01] o1 02 u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ

Jadwiga Łoin

Stosowanie zasad eksploatacji maszyn i urządzeń
722[01].O1.02

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
Dr inż. Marian Grabkowski
Mgr inż. Marian Cymerys

Opracowanie redakcyjne:
Mgr inż. Jadwiga Łoin

Konsultacja:
Dr inż. Jacek Przepiórka

Korekta:

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 722[01].O1.02
Stosowanie zasad eksploatacji maszyn i urządzeń zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu modelarz odlewniczy.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.1.1. Podstawowe elementy maszyn i urządzeń 10
4.1.1.2. Mechanizmy maszyn i urządzeń technologicznych

4.1.2. Pytania sprawdzające 19
4.1.3. Ćwiczenia 19
4.1.4. Sprawdzian postępów 21

4.2. Fizykochemiczne podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.1.1. Zużywanie mechaniczne części maszyn wskutek tarcia

4.2.1.2. Zużywanie mechaniczne wskutek przekroczenia wytrzymałości doraźnej

lub zmęczeniowej 25

4.2.1.3. Zużywanie korozyjne i korozyjno-mechaniczne

4.2.2. Pytania sprawdzające 32
4.2.3. Ćwiczenia 32
4.2.4. Sprawdzian postępów 34

4.3. Stan techniczny i eksploatacyjny maszyn i urządzeń

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.1.1. Stan techniczny obiektu

4.3.1.2. Stan eksploatacyjny obiektu

4.3.1.3. Uszkodzenia maszyn i urządzeń 36
4.3.1.4. Diagnostyka maszyn i urządzeń 36

4.3.2. Pytania sprawdzające 37
4.3.3. Ćwiczenia 37
4.3.4. Sprawdzian postępów 39

4.4. Użytkowanie i obsługa maszyn i urządzeń

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.1.1. Dokumentacja techniczno-ruchowa 41
4.4.1.2. Zasady użytkowania i obsługi 44

4.4.2. Pytania sprawdzające 45
4.4.3. Ćwiczenia 45
4.4.4. Sprawdzian postępów 47

4.5. Przepisy bhp, ochrony środowiska i ochrony ppoż. przy obsłudze

maszyn i urządzeń

4.5.1. Materiał nauczania

4.5.1.1. Zasady bezpieczeństwa pracy na przykładzie obrabiarek skrawających

będących na wyposażeniu modelarni

4.5.2. Pytania sprawdzające 49
4.5.3. Ćwiczenia 49
4.5.4. Sprawdzian postępów 51

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu podstawowych wiadomości obejmujących

zagadnienia eksploatacji maszyn i urządzeń. W początkowych działach opracowania
scharakteryzowano ogólnie maszyny i urządzenia, wyjaśniono podstawowe pojęcia dotyczące
procesu eksploatacji. Opisano najczęściej występujące elementy i mechanizmy maszyn
i urządzeń. Zamieszczone rysunki pozwolą Ci rozpoznać je na schematach, planszach
i w katalogach. Abyś mógł dokonać oceny stanu technicznego użytkowanych maszyn i
urządzeń omówiono procesy zużywania części maszyn, podano przyczyny i skutki zużycia ze
szczególnym uwzględnieniem zużycia mechanicznego i zniszczenia zmęczeniowego.
Ponieważ obciążenie maszyn lub poszczególnych elementów lub zespołów ma wpływ na stan
eksploatacyjny maszyny, zamieszczono przykładowe stany obciążenia części maszyn poparte
wzorami i schematami obciążeń. W kolejnych częściach omówiono zasady użytkowania oraz
możliwości diagnozowania stanu technicznego obiektu. Końcowa część poświęcona jest
dokumentacji techniczno-ruchowej.

W poradniku zamieszczono:

1) Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiedzy, które powinieneś

mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.

2) Cele kształcenia tej jednostki modułowej, czyli wykaz umiejętności jakie nabędziesz

podczas pracy z poradnikiem.

3) Materiał nauczania, umożliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania ćwiczeń

i zaliczenia sprawdzianów. Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną literaturę oraz
inne źródła informacji. Ta część poradnika obejmuje również ćwiczenia, do których
wprowadzają pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczeń. Następnie
opisany jest przebieg ćwiczenia z wykazem materiałów, narzędzi i sprzętu potrzebnego
do realizacji zaplanowanego ćwiczenia.
Jeżeli czytając pytanie sprawdzające masz wątpliwość jakiej udzielić odpowiedzi, wróć
do rozdziału „Materiał nauczania”, tam znajdziesz odpowiedź lub wskazówki gdzie jej
szukać. Natomiast gdy podczas wykonywania ćwiczenia napotkasz trudności, poproś
o pomoc nauczyciela lub skorzystaj z literatury pomocniczej. Nauczyciel nadzoruje
wykonywane przez Ciebie ćwiczenia, ocenia sposób ich wykonywania i końcowy efekt.
Po wykonaniu wszystkich zaplanowanych ćwiczeń, sprawdź czy opanowałeś podane
treści i jaki jest poziom Twoich postępów. Przeczytaj kolejno pytania, odpowiedz na nie,
postaw w przygotowanym miejscu znak w odpowiedniej kolumnie. Jeżeli pojawią się
odpowiedzi w kolumnie „nie”, to musisz uzupełnić luki w Twojej wiedzy.

4) Przykładowy zestaw zadań sprawdzających Twoją wiedzę i opanowane umiejętności

z zakresu całej jednostki. Zaliczenie tego testu jest dowodem osiągnięcia założonych
celów, określonych dla tej jednostki modułowej. Test zawiera zadania wielokrotnego
wyboru z jedną odpowiedzią poprawną. Odpowiedzi będziesz udzielał na przygotowanej
karcie odpowiedzi. Szczegółowe informacje są zawarte w instrukcji do testu. Tego
samego rodzaju test będziesz rozwiązywał kiedy nauczyciel będzie oceniał nabyte przez
Ciebie umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej. Oba testy stanowią jednocześnie
przygotowanie do rozwiązywania zadań testowych na egzaminie zewnętrznym
potwierdzającym kwalifikacje zawodowe.

Jeżeli pojawią się trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś

nauczyciela o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.

Miejsce jednostki modułowej w strukturze modułu 722[01].O1 „Podstawy odlewnictwa”

jest wyeksponowane na schemacie zamieszczonym na stronie 5.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bhp i higieny

pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych prac.
Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

Moduł 722[01].O1

Podstawy odlewnictwa

722[01].O1.01

Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa

i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej

oraz ochrony środowiska

722[01].O1.02

Stosowanie zasad eksploatacji

maszyn i urządzeń

722[01].O1.03

Charakteryzowanie procesu wykonania

odlewu

722[01].O1.04

Porównywanie metod wykonania odlewów

722[01].O1.05

Ocenianie jakości odlewów

722[01].O1.06

Organizowanie produkcji odlewów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− korzystać z różnych źródeł informacji,
− wyszukiwać potrzebne informacje w dokumentach,

− zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii,

− pracować indywidualnie,
− współpracować w grupie,

− prezentować wyniki pracy własnej i grupowej,

− uczestniczyć w dyskusji,
− interpretować wskazany tekst,

− posługiwać się instrukcją przy wykonywaniu ćwiczeń,

− wykonywać proste obliczenia matematyczne,
− analizować schematy i wykresy,

− analizować rysunki poglądowe,

− rozróżniać jednostki układu SI dotyczące podstawowych wielkości mechanicznych,
− opisywać podstawowe wielkości charakteryzujące prąd elektryczny,

− rozpoznawać prawa opisujące obwody prądu elektrycznego,

− przestrzegać przepisów bhp, ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

− zastosować terminologię techniczną związaną z eksploatacją maszyn i urządzeń,

− rozpoznać podstawowe elementy maszyn i urządzeń eksploatowanych w odlewniach,

− dokonać oceny stanu technicznego użytkowanych maszyn i urządzeń,
− rozpoznać potencjalne zagrożenia związane z eksploatacją maszyn i urządzeń oraz

wskazać sposoby zapobiegnięcia im,

− zinterpretować przepisy bhp, ochrony ppoż. i ochrony środowiska, związane

z eksploatacją maszyn i urządzeń.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń

4.1.1. Materiał nauczania

Urządzenie techniczne to rodzaj mechanizmu lub zespół elementów, przyrządów, które

służą do wykonywania określonych czynności, ułatwiających pracę.

Maszyna to zespół sprzężonych części lub elementów składowych, z których

przynajmniej jeden jest ruchomy, wraz z odpowiednimi elementami uruchomiającymi,
obwodami sterowania, zasilania, połączonych wspólnie w celu określonego zastosowania,
w szczególności do przetwarzania, obróbki, przemieszczania, itp. Maszyna to wytwór
człowieka, zbudowany do wykorzystania zjawisk przyrodniczych w celu ułatwienia pracy
fizycznej i umysłowej wykonywanej przez człowieka. W wielu przypadkach maszyny
zastępują człowieka, zwiększają wydajność pracy lub czynią ją możliwą do wykonania ze
względu na trudne i czasem niebezpieczne warunki pracy.

Podział maszyn ze względu na rodzaj pracy i działanie przestawia rysunek 1.

Rys. 1. Funkcjonalny podział urządzeń mechanicznych (maszyn) ze względu na rodzaj wykonywanej pracy

Źródło: [4, s.141]

Urządzenia technologiczne służą do przetwarzania surowców lub półwyrobów na

gotowy wyrób. Przy wykorzystaniu odpowiednich maszyn i urządzeń następuje zmiana
kształtu, objętości, właściwości fizycznych lub chemicznych, stanu powierzchni obrabianego
materiału. Do tej grupy zalicza się:

− obrabiarki skrawające do drewna, do metalu,
− maszyny i urządzenia do wytapiania metalu,

− maszyny i urządzenia do odlewania metalu,
− maszyny i urządzenia do wykonywania form odlewniczych,

− maszyny i urządzenia do wykańczania form odlewniczych,

− inne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Urządzenia transportowe służą do zmiany położenia, przemieszczenia ciał stałych,

cieczy i gazów. Do tej grupy należą:
− dźwignice, przenośniki,

− samochody,

− ciągniki,
− wentylatory,

− dmuchawy.

Przetworniki energii mechanicznej służą do przetwarzania energii mechanicznej w inne

rodzaje energii. Do tej klasy należą:
− sprężarki,
− pompy zasilające,

− akumulatory hydrauliczne,

− generatory energii elektrycznej.

Mechaniczne urządzenia energetyczne - silniki, służą do przetwarzania różnych

rodzajów energii w energię mechaniczną, są to między innymi silniki: elektryczne,
pneumatyczne, hydrauliczne.

Eksploatacja to ciąg działań, procesów i zjawisk związanych z wykorzystaniem maszyn,

urządzeń przez człowieka, obejmujący użytkowanie i obsługę pojedynczej maszyny lub grupy
maszyn. W procesie eksploatacji wyróżnia się cztery rodzaje działań, które zostały
przedstawione na rysunku 2.

Rys. 2. Działania w procesie eksploatacji

Źródło: [4, s.11]

Użytkowanie to praca sprawnej maszyny, urządzenia zgodnie z jej przeznaczeniem

i własnościami funkcjonalnymi.

Użytkowanie to wykorzystywanie maszyn i urządzeń zgodnie z ich przeznaczeniem na

specjalnie przygotowanych stanowiskach pracy. Uwzględnia również zagadnienia doboru
i rozmieszczenia maszyn w zakładzie produkcyjnym.
O procesie użytkowania decydują:
− funkcjonalność czyli zdolność do spełniania założonych funkcji,

− efektywność, czyli wydajność maszyny,
− trwałość i niezawodność.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Obsługiwanie to utrzymanie maszyny, urządzenia w stanie zdatności do danej pracy oraz

przywracanie pierwotnego stanu technicznego dzięki przeglądom, regulacjom, konserwacji,
naprawom i remontom.

Obsługiwanie to zespół czynności mających na celu utrzymanie maszyny lub urządzenia

w stanie zdatności do wykonywania prac, dla których urządzenie zostało zaplanowane. Czas
użytkowania można przedłużyć poprzez stosowanie takich czynności obsługi jak: przeglądy,
regulacje, konserwacje, naprawy i remonty.

Zasilanie to dostarczanie do maszyny, urządzenia materiałów, energii lub informacji.

Zarządzanie to działania obejmujące procesy planistyczno – decyzyjne oraz

sprawozdawczo - analityczne.

W praktyce przez eksploatację rozumie się tylko użytkowanie i obsługiwanie maszyn

i urządzeń.

4.1.1.1. Podstawowe elementy maszyn i urządzeń

Każda maszyna składa się z wielu elementów, połączeń – ruchomych i spoczynkowych

stanowiących mechanizm lub zespół mechanizmów we wspólnej obudowie.

Podstawowe zespoły funkcjonalne maszyn i urządzeń różnią się między sobą

szczegółami budowy. Ich cechy charakterystyczne oraz elementarne mechanizmy są jednak
podobne. Mechanizmy, zespoły i elementy spełniają funkcje dla jakich zostały
zaprojektowane i wykonują zadania do jakich zostały przeznaczone, można je podzielić na
następujące grupy:
− źródła napędu i zespoły napędowe, przetwarzające energię dostarczaną z zewnątrz na

energię potrzebną do pracy organów roboczych maszyny,

− mechanizmy przekładniowe, przenoszące ruch i energię od źródeł napędu do organów

roboczych,

− organy robocze, wykonujące ruchy niezbędne do pracy maszyny oraz ruchy pomocnicze,
− urządzenia do ustalania położenia, zamocowania przedmiotów pracy,

− elementy nośne i wiążące służące do łączenia wszystkich elementów i zespołów w całość

(korpusy, kadłuby, podstawy, płyty, obudowy),

− urządzenia sterujące, przeznaczone do sterowania pracą maszyny ręcznie lub

automatycznie,

− urządzenia kontrolno-pomiarowe, służące do kontroli pracy maszyny lub

urządzenia, sprawdzania jakości wyrobów wykonywanych przy użyciu maszyny,

− urządzenia nastawcze służące do ustawiania maszyny lub jej elementów do pracy,

− urządzenia do zabezpieczania pracy robotnika obsługującego i użytkującego maszynę,

zabezpieczania maszyny przed przeciążeniem,

− urządzenia do smarowania i chłodzenia maszyny,

− urządzenia dodatkowe i pomocnicze.

Elementy napędowe - silniki mają za zadanie napędzenie mechanizmów roboczych

maszyny lub urządzenia. W praktyce stosowane są następujące rodzaje napędów:
− elektryczny,

− hydrauliczny,
− pneumatyczny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Napęd elektryczny to napęd, w którym energia elektryczna zamieniana jest na energię

mechaniczną.

Prąd elektryczny – jest to uporządkowany (skierowany) ruch ładunków elektrycznych.

Nośnikami prądu elektrycznego mogą być elektrony, jony, bądź dziury, czyli puste miejsca
po elektronach.

Natężenie prądu elektrycznego I definiuje się jako stosunek ładunku elektrycznego q,

który przepływa przez poprzeczny przekrój przewodnika, do czasu t przepływu tego ładunku:

Jednostką natężenia prądu elektrycznego w układzie SI jest amper [A].

Napięcie elektryczne – różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami

obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego. W przypadku źródła napięcia (prądu)
elektrycznego jest jego najważniejszym parametrem i określa zdolności źródła energii
elektrycznej do wykonania pracy. Jednostką napięcia jest wolt [V].

Rodzaj silnika elektrycznego występującego w danej maszynie lub urządzeniu

uzależniony jest między innymi od:
− sposobu zasilania: zasilane napięciem stałym lub napięciem przemiennym,
− prędkości obrotowej: asynchroniczny, synchroniczny, krokowy, itp.

Napęd elektryczny maszyn i urządzeń jest najbardziej rozpowszechniony w technice,

dzięki takim czynnikom jak:
− małe spadki prędkości obrotowej silnika przy wzroście obciążenia,

− szybki rozruch i krótki czas hamowania,
− możliwość krótkotrwałego przeciążenia,

− niezawodność pracy,

− łatwość obsługi.

W skład napędu elektrycznego oprócz silnika wchodzą elementy sterowania

elektrycznego oraz elektronicznego umożliwiające między innymi:
− uruchamianie i zatrzymywanie silników elektrycznych,

− zmianę kierunku roboczych mechanizmów maszyny,

− uruchamianie elementów układów sterowania hydraulicznego i pneumatycznego.

Układy elektryczne maszyn składają się z obwodów prądowych i obwodów sterujących.

Do ważniejszych urządzeń pracujących w obwodach prądowych zliczamy:
− łączniki,

− styczniki,

− bezpieczniki,
− przyciski sterujące,

− przekaźniki.

Ponadto w układach elektrycznych stosowane są elementy elektroniczne służące do

wytwarzania i przetwarzania sygnałów w postaci prądów i napięć elektrycznych. Do realizacji
tych celów służą między innymi:

−

elementy aktywne: tranzystory, tyrystory, układy scalone itp.

−

elementy bierne: rezystory, kondensatory, cewki, diody półprzewodnikowe itp.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Napęd hydrauliczny to napęd, zamieniający energię potencjalną lub/i kinetyczną

czynnika roboczego (oleju) w energię mechaniczną . Każdy napęd hydrauliczny składa się z:
− pompy hydraulicznej np.: zębatej, śrubowej, łopatkowej, tłokowej,

− urządzenia wykonawczego: silnika lub siłownika,

− zaworów: bezpieczeństwa, odcinających, dławiących,
− rozdzielaczy,

− urządzeń pomocniczych: przewody, elementy złączne, filtry, zbiorniki.
Silniki hydrauliczne dzielą się na:
− silniki hydrostatyczne (siłowniki), w których na energię mechaniczną zamieniana jest

energia potencjalna (ciśnienia) cieczy.

Organem roboczym siłownika mogą być: tłok, nurnik lub membrana umieszczone
w cylindrycznym korpusie. Do przestrzeni roboczej wtłaczana jest ciecz, która przesuwa
tłok lub nurnik lub odkształca membranę. Powoduje to ruch posuwisty tłoczyska.
Siłowniki hydrauliczne dzielą się na:

− jednostronnego działania - suw roboczy odbywa się tylko w jednym kierunku.

− dwustronnego działania - suwy robocze odbywają się w obu przeciwstawnych

kierunkach.

− silniki hydrokinetyczne, są to silniki w których następuje zamiana energii kinetycznej

(przepływu) cieczy na energię mechaniczną. Silnikami hydrokinetycznymi są np. turbiny.

Rys. 3. Schemat napędu hydraulicznego.

1 - element wykonawczy, 2 - układ sterujący, 3 - pompa, 4 - zawór przelewowy, 5 - zbiornik, 6 - filtr

Źródło: [1, s.174]

Napęd pneumatyczny to napęd, w którym źródłem energii jest sprężone powietrze

doprowadzane z sieci fabrycznej lub ze specjalnie zainstalowanej sprężarki. Energia
sprężonego powietrza jest zamieniana na ruch obrotowy lub posuwisty. Podobnie jak
w przypadku napędu hydraulicznego, w skład napędu pneumatycznego oprócz sprężarki
wchodzą:
− urządzenia wykonawcze: siłowniki lub silniki,

− elementy do sterowania strumienia sprężonego powietrza:

− zawory: zwrotne, dławiące, redukcyjne,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− rozdzielacze,

− urządzenia pomocnicze: filtry, smarownice, odwadniacze, przewody łączeniowe, itd.
W obrabiarkach stosowane są silniki pneumatyczne o ruchu prostoliniowym w budowie:
− uchwytów,
− urządzeń podziałowych,

− podajników,

− przenośników,
− sprzęgieł,

− hamulców,

− elementów sterujących,
oraz silniki pneumatyczne wirnikowe:
− do napędu szybkich szlifierek,

− do napędu małych wiertarek.

Siłownik pneumatyczny - urządzenie mechaniczne, zamieniające ciśnienie powietrza

lub innego gazu na ruch - przemieszczenie elementów albo wzdłużne, albo wokół swojej osi.
Doprowadzenie gazu pod ciśnieniem przewyższającym ciśnienie atmosferyczne (lub niższym
od ciśnienia atmosferycznego) do jednej z komór siłownika powoduje przemieszczenie się
tłoka wewnątrz cylindra siłownika, co skutkuje przemieszczeniem się końcówki roboczej
zamocowanej do tego tłoka.
Konstrukcja siłownika określa, czy przemieszczenie to będzie wzdłużne, czy kątowe, jak
znaczne (jak duży będzie skok roboczy tłoka, a przy siłownikach obrotowych - jaki będzie
roboczy kąt obrotu), czy po odłączeniu dopływu gazu pod ciśnieniem siłownik będzie wracał
do położenia początkowego, czy nie, itd.

Rys. 4. Przykład zastosowania napędu pneumatycznego – wiertarka pneumatyczna.

1 - korpus, 2 - cylinder, 3 – wirnik z łopatkami, 4 - dźwignia, 5 – zawór rozdzielający

Źródło: [1, s.226]

Przekładnie to układy służące do przeniesienia ruchu z elementu czynnego

(napędowego) na bierny (napędzany) z jednoczesną zmianą parametrów ruchu, czyli
prędkości i siły lub momentu siły.

Przekładnia może zmieniać:

− ruch obrotowy na ruch obrotowy - najczęstszy przypadek,

− ruch obrotowy na liniowy lub odwrotnie,

− ruch liniowy na ruch liniowy .
Ze względu na rodzaj wykorzystywanych zjawisk fizycznych, przekładnie dzielą się na:
− przekładnie mechaniczne,

− przekładnie elektryczne,

− hydrauliczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przekładnia może być:
− reduktorem (przekładnia redukująca) - gdy człon napędzany obraca lub porusza się

z mniejszą prędkością niż człon napędzający,

− multiplikatorem (przekładnia multiplikująca) - gdy człon napędzany obraca lub porusza

się z większą prędkością niż człon napędzający.

Przekładnia o zmiennym przełożeniu nazywana jest wariatorem.
Szczególnym przypadkiem przekładni jest sytuacja, gdy prędkość na wejściu równa jest
prędkości na wyjściu. Taki przypadek stosuje się, gdy chodzi tylko o zmianę kierunku
wektora prędkości lub siły (momentu).

Przekładnie mechaniczne dzielą się na:
− cięgnowe,

− cierne,
− zębate,

− śrubowe.

Przekładnia cięgnowa – jest to przekładnia, w której fizyczny kontakt pomiędzy

członem napędzającym i napędzanym odbywa się za pośrednictwem cięgna. Dzięki temu
człony przekładni mogą być oddalone od siebie nawet na duże odległości. Pozwala to także
na zastosowanie bardziej swobodnej geometrii przekładni.
Przekładnie cięgnowe dzielą się na:
− przekładnie pasowe z pasem płaskim, klinowym, zębatym - rysunek 5,
− przekładnie linowe,

− przekładnie łańcuchowe z łańcuchem: pierścieniowym, drabinkowym, zębatym.

Rys. 5. Typowe konfiguracje przekładni pasowych

Źródło: http://pl.wikipedia.org

Przekładnia cierna – jest to przekładnia, w której dwa poruszające się elementy

(najczęściej wirujące) dociskane są do siebie tak, by powstało pomiędzy nimi połączenie
cierne. Siła tarcia powstająca pomiędzy elementami odpowiedzialna jest za przeniesienie
napędu.

Przekładnia zębata – jest to przekładnia, w której przeniesienie napędu odbywa się za

pośrednictwem nawzajem zazębiających się kół zębatych.
Przekładnie te rozróżnia się ze względu na:
Ilość stopni:
− przekładnia jednostopniowa - w której współpracuje jedna para kół zębatych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− przekładnia wielostopniowa np. dwustopniowa, trzystopniowa itd. - w której szeregowo

pracuje więcej par kół zębatych; przełożenie całkowite przekładni wielostopniowej jest
iloczynem przełożeń poszczególnych stopni.

Umiejscowienie zazębienia:
− zazębienie zewnętrzne,

− zazębienie wewnętrzne.
Rodzaj przenoszonego ruchu:
− przekładnia obrotowa - uczestniczą w niej dwa koła zębate,

− przekładnia liniowa – koło zębate współpracuje z listwą zębatą tzw. zębatką. Ruch

obrotowy zamieniany jest w posuwisty lub na odwrót.

Wzajemne usytuowanie osi obrotu:
− przekładnia czołowa - w której obie osie obrotu leżą w jednej płaszczyźnie. Takie

przekładnie występują w dwóch odmianach: walcowa i stożkowa,

− przekładnia śrubowa (zębata) - w której osie obrotu leżą w dwóch różnych

płaszczyznach. Takie przekładnie występują w dwóch odmianach: hiperboloidalna (o
osiach zwichrowanych) i ślimakowa (o osiach prostopadłych).

Rys. 6. Przekładnie zębate: a) równoległa o zazębieniu zewnętrznym, b) równoległa o zazębieniu

wewnętrznym, c) kątowa, d) wichrowata walcowa, e) hipoidalna, f) ślimakowa, g) zębatkowa.

1- ślimak, 2 – ślimacznica

Źródło: [1, s.102]

Przekładnia śrubowa – jest to przekładnia złożona ze śruby i nakrętki. W przekładni tej

zamianie ulega ruch obrotowy jednego z jej elementów na ruch liniowy drugiego.
Przykładowe zastosowanie przekładni śrubowej to: prasa śrubowa, podnośnik, imadło, napęd
posuwu obrabiarek, itp.

Sprzęgła to urządzenie stosowane w budowie maszyn i urządzeń do łączenia wałów

w celu przekazania momentu obrotowego. Inaczej jest to zespół części służących do

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

połączenia dwóch niezależnie obrotowo osadzonych wałów, czynnego - napędowego
i biernego - napędzanego, w celu przeniesienia momentu obrotowego.

Sprzęgło składa się z członu napędzającego (czynnego) zainstalowanego na wale

napędzającym, członu napędzanego (biernego) zainstalowanego na wale napędzanym oraz
elementów łączących. Elementem łącznym może być jedna lub więcej części maszynowych
lub czynnik, tak jak to ma miejsce w sprzęgle hydrokinetycznym.
Dzięki sprzęgłom silniki, zespoły układu napędowego oraz mechanizmy robocze można
wykonywać w postaci odrębnych zespołów maszyn i urządzeń, a następnie łączyć je za
pomocą montażu. Stosowanie różnych sprzęgieł umożliwia również spełnienie wielu innych
zadań, które wymagałyby bardzo skomplikowanej konstrukcji maszyn, a nawet byłyby
niemożliwe do wykonania.
Sprzęgła dzieli się:
− ze względu na sposób połączenia członów: sprzęgła stałe, sprzęgła rozłączne,
− ze względu na kierunek przekazywania mocy: sprzęgła jednokierunkowe

i dwukierunkowe,

− ze względu na to, czy człon napędzany porusza się z tą samą prędkością obrotową co

napędzający: sprzęgła sztywne, sprzęgła poślizgowe, sprzęgła hydrokinetyczne.

Rys. 7. Sprzęgła stałe podatne: a) palcowe, b) sprężynowe, c) oponowe.

Źródło: [1, s. 83]

Hamulce to urządzenia mechaniczne, składają się z członów: hamowanego - normalnie

ruchomego i hamującego – nieruchomego, służące do:
− zmniejszania prędkości lub zatrzymywania ruchomych, najczęściej obrotowych,

elementów mechanizmów lub maszyn,

− trzymania elementów mechanizmów lub maszyn nieruchomo, lub pozwalania im na

obracanie się w pewnych sytuacjach.

Działanie hamulców polega na przejęciu części lub całości energii kinetycznej urządzenia
i rozproszeniu jej.

Rys. 8. Schematy hamulców: a) jednokierunkowego, b) cięgnowego, c) talerzowego

Źródło: [1, s. 90]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Łożyska to części urządzenia technicznego np. maszyny lub mechanizmu, podtrzymujące

(łożyskujące) inną jego część (łożyskowaną) w sposób umożliwiający jej względny ruch
obrotowy (np. wał, oś).
Łożyska dzielą się na:
− ślizgowe,

− toczne.
W zależności od kierunku przenoszonych obciążeń zarówno łożyska ślizgowe, jak i toczne
dzielimy na:
− poprzeczne (siła jest skierowana prostopadle do osi łożyska),
− wzdłużne (siła jest skierowana równolegle do osi łożyska),

− poprzeczno – wzdłużne (obciążenie działa skośnie w stosunku do osi łożyska).

Łożysko ślizgowe nie posiada ruchomych elementów pośredniczących. Czop wału lub

inny obrotowy element jest umieszczony w cylindrycznej panewce z pasowaniem luźnym.

Łożysko toczne – to łożysko, w którym ruch jest zapewniony przez toczne elementy

umieszczone pomiędzy dwoma pierścieniami łożyska. Pierścień wewnętrzny (2) osadzony
jest z pasowaniem ciasnym na czopie wału lub innym elemencie. Pierścień zewnętrzny (1)
umieszczony jest także nieruchomo w oprawie lub w innym elemencie nośnym. Elementy
toczne (3) umieszczone są pomiędzy pierścieniami i stykają się z ich bieżniami (5) i (6),
zapewniając obrót pierścieni względem siebie. Dodatkowymi elementami łożyska tocznego
mogą być koszyczki (4) utrzymujące elementy toczne w stałym do siebie oddaleniu, blaszki
zabezpieczające, uszczelki itp.

Rys. 9. Łożysko toczne

Źródło: [5, s. 60]

Dobór łożysk z całej ich gamy odbywa się według algorytmu, który uwzględnia takie

parametry pracy jak: obciążenie statyczne, prędkość obrotowa, intensywność użytkowania,
sposób smarowania i chłodzenia itp.

4.1.1.2. Mechanizmy maszyn i urządzeń technologicznych

Maszyna pod względem konstrukcyjnym składa się z zespołu różnych mechanizmów,

których przeznaczenie i budowa są dostosowane do jej zadań technologicznych. Największe
zastosowanie mają mechanizmy napędowe służące do uzyskiwania ruchów obrotowych
i posuwowych, które zostały omówione w punkcie 4.1.1.1. Ponadto wiele maszyn i urządzeń
technologicznych jest wyposażonych w inne dodatkowe mechanizmy spełniające różne
funkcje.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Mechanizm krzywkowy umożliwia uzyskanie ruchów o zmiennej prędkości i kierunku,

według z góry ustalonego programu. Program ten jest zawarty w ukształtowanej odpowiednio
powierzchni krzywki 1, po której przesuwa się popychacz 2, sprzężony z dowolnym układem
wykonawczym 3.

Rys. 10. Mechanizm krzywkowy

Źródło: [1, s. 107]

Mechanizm korbowy zawiera koło korbowe 2 o nastawialnej długości promienia korby,

która wykonuje ruch obrotowy z daną prędkością obrotową. Korba jest połączona
z wahliwym ramieniem 1, sprzężonym z suwakiem 3. Wykonuje on ruch postępowo zwrotny
z określoną prędkością liniową. Mechanizm ten najczęściej występuje w prasach korbowych
i mimośrodowych.

Rys. 11. Mechanizm korbowy

Źródło: [1, s. 107]

Mechanizm śrubowy jest podstawowym mechanizmem przekształcającym ruch

obrotowy silnika elektrycznego na ruch postępowo – zwrotny suportu w obrabiarkach. Składa
się on ze śruby pociągowej 1 i współpracującej z nią nakrętki 2, sprzężonej z suportem 3.
Prędkość ruchu liniowego jest funkcją prędkości obrotowej śruby pociągowej i podziałki jej
gwintu.

Rys. 12. Mechanizm śrubowy

Źródło: [1, s. 107]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania

przebiegu ćwiczeń i ich wykonania.
1. Jaką funkcję pełni przekładnia?
2. Jakie wyróżnia się rodzaje przekładni zębatych?
3. Jakie wyróżnia się rodzaje przekładni cięgnowych?
4. Jaką funkcję pełni sprzęgło?
5. Jak scharakteryzujesz hamulce?
6. Jaką funkcję pełnią łożyska?
7. Jakie wyróżnia się rodzaje łożysk?
8. Jak na rysunkach przedstawia się przekładnie zębate, pasowe, sprzęgła, łożyska oraz

hamulce?

9. Jak zbudowane jest łożysko ślizgowe?
10. Jak można zdefiniować działania wchodzące w zakres eksploatacji?
11. Jakie zespoły funkcjonalne wchodzą w skład każdej maszyny?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Rozpoznaj podstawowe elementy maszyn i urządzeń.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pobrać instrukcję do ćwiczenia od nauczyciela,
2) zapoznać się z różnymi rodzajami podstawowych elementów maszyn,
3) wykonać pracę indywidualnie,
4) zorganizować stanowisko pracy,
5) pobrać przygotowane materiały do ćwiczenia od nauczyciela,
6) rozpoznać przygotowane części maszyn,
7) przykleić do części przygotowane wcześniej karteczki z nazwami,
8) wypełnić tabelę, wpisując przy każdej części jej przeznaczenie,

Lp. Nazwa

części Przeznaczenie

9) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska:

− przybory do pisania,
− instrukcja do ćwiczenia przygotowana przez nauczyciela,

− zestaw składający się z 4 różnych części maszyn,

− przygotowany zestaw karteczek z wydrukowanymi nazwami części maszyn,
− tabela do uzupełnienia,

− literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Przyporządkuj odpowiednie nazwy do określonych działań procesu eksploatacji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pobrać instrukcję do ćwiczenia od nauczyciela,
2) zorganizować stanowisko pracy,
3) zapoznać się z określeniami działań w procesie eksploatacji,
4) wykonać pracę indywidualnie,
5) dopasować odpowiednie nazwy działań procesu eksploatacji do określeń,
6) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska:

− przybory do pisania,
− instrukcja do ćwiczenia przygotowana przez nauczyciela,

− zestaw karteczek z wydrukowanymi nazwami działań procesu eksploatacji,

− zestaw karteczek z wydrukowanymi określeniami działań procesu eksploatacji,
− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Rozpoznaj na schematach maszyn ich podstawowe zespoły funkcjonalne.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pobrać instrukcję do ćwiczenia od nauczyciela,
2) pobrać od nauczyciela przygotowane materiały do ćwiczenia: schemat obrabiarki,
3) zorganizować stanowisko pracy,
4) wykonać pracę w grupie,
5) zapoznać się z ogólną budową obrabiarki,
6) rozpoznać na schemacie wytypowane w instrukcji zespoły funkcjonalne maszyny,
7) poszukać w literaturze informacji dotyczących zadań jakie pełnią rozpoznane zespoły

funkcjonalne,

8) scharakteryzować rozpoznane zespoły funkcjonalne obrabiarki,
9) zaprezentować zadanie,
10) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska:

− przybory do pisania,

− instrukcja do ćwiczenia przygotowana przez nauczyciela,

− zestaw karteczek z wydrukowanymi nazwami zespołów funkcjonalnych obrabiarki,
− schematy maszyn, po jednym dla każdej grupy,

− arkusz papieru format A4 dla grupy,

− literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 4

Rozpoznaj na schemacie elementy składowe napędu hydraulicznego

Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pobrać instrukcję do ćwiczenia od nauczyciela,
2) pobrać od nauczyciela przygotowane materiały do ćwiczenia: przykładowe schematy

napędów hydraulicznych,

3) zorganizować stanowisko pracy,
4) wykonać pracę w grupie,
5) zapoznać się z budową napędu hydraulicznego,
6) rozpoznać na schemacie elementy składowe napędu,
7) przykleić karteczki z nazwami elementów w odpowiednie miejsca na schemacie napędu,
8) poszukać w literaturze informacji dotyczących zadań jakie pełnią rozpoznane elementy,
9) scharakteryzować przeznaczenie rozpoznanych elementów układu,
10) zaprezentować zadanie wykorzystując model napędu hydraulicznego i rozpoznany

schemat z instrukcji do ćwiczenia,

11) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska:

− przybory do pisania,
− instrukcja do ćwiczenia przygotowana przez nauczyciela,

− zestaw karteczek z wydrukowanymi nazwami elementów układu hydraulicznego,

− schematy układów hydraulicznych, po jednym dla każdej grupy,
− arkusz papieru format A4 dla grupy,

− model napędu hydraulicznego,

− klej,
− literatura z rozdziału 6.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wyjaśnić pojęcia: urządzenie techniczne, maszyna?

2) podzielić urządzenia mechaniczne ze względu na rodzaj wykonywanej

pracy?

3) podać przykłady urządzeń technologicznych i transportowych?

4) podać przeznaczenie silników i przetworników energii mechanicznej?

5) wymienić i opisać etapy eksploatacji maszyny lub urządzenia?

6) scharakteryzować napędy: elektryczny, hydrauliczny i pneumatyczny?

7) dokonać podziału przekładni zębatych?

8) rozpoznać przekładnie na schematach i rysunkach?

9) opisać budowę i przeznaczenie sprzęgła?

10) opisać budowę i przeznaczenie hamulców?

11) opisać budowę i przeznaczenie łożysk ślizgowych i tocznych?

12) opisać na podstawie schematu budowę poznanych mechanizmów?

13) rozpoznać i scharakteryzować zespoły funkcjonalne obrabiarki

na schemacie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Fizykochemiczne podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń

4.2.1. Materiał nauczania

Użytkowane maszyny i urządzenia mogą osiągnąć właściwą wydajność tylko wówczas,

gdy ich mechanizmy będą miały zapewnione warunki pracy zgodnie z ich założeniami
i właściwościami konstrukcyjnymi. Zmiana tych warunków odbija się na pracy całej maszyny
lub urządzenia, powodując przyśpieszone zużycie mechanizmów i części a nawet ich
uszkodzenie.

Zużywanie to proces zmian stanu części, węzła kinetycznego, zespołu lub całej maszyny

powodujący utratę ich własności użytkowych.

Rys. 13. Rodzaje zużywania części maszyn i urządzeń

Źródło: [4, s. 20]

4.2.1.1. Zużywanie mechaniczne części maszyn wskutek tarcia

Warunki pracy maszyny lub urządzenia są różne i zależą od:

− ogólnego obciążenia współpracujących części,

− rodzaju tarcia wynikającego ze smarowania,
− rodzaju ruchu współpracujących części,

− temperatury pojawiającej się podczas pracy części,

− rodzaju środowiska pracy maszyny lub urządzenia,
− jakości procesu eksploatacji.

W czasie pracy części maszyny trąc o siebie zużywają się, zmieniają się warunki pracy

i następuje pogorszenie stanu technicznego eksploatowanych urządzeń. Najczęściej
spotykanymi przykładami nieprawidłowej pracy są:
− obniżenie wydajności maszyny,

− obniżenie sprawności maszyny,
− wzrost poboru energii,

− wzrost temperatury,

− wzrost natężenia hałasu,
− rozregulowanie połączeń,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− powstawanie nadmiernych drgań,

− pogorszenie jakości powierzchni współpracujących części, zwiększenie chropowatości,

powstanie rys, pęknięć, wgłębień po wyrwanych drobnych cząstkach materiału.

Tarcie to zjawiska przeciwdziałające ruchowi względnemu stykających się ze sobą

dwóch ciał (tarcie zewnętrzne) lub elementów tego samego ciała (tarcie wewnętrzne). Tarcie
jest zjawiskiem powszechnie występującym w technice.

W urządzeniach mechanicznych tarcie występuje we wszystkich zespołach

i mechanizmach ruchowych. Może mieć charakter pożądany, z czym mamy do czynienia
w takich zespołach jak: sprzęgła cierne, hamulce, niektóre napędy cięgnowe, przekładnie
cierne i inne lub negatywny, gdy powoduje niepożądane opory ruchu, a przez to straty energii
i zużywanie części współpracujących, np. w łożyskach, przekładniach zębatych,
prowadnicach i różnego rodzaju przegubach.

Rys. 14. Rodzaje tarcia

Źródło: [4, s. 17]

Tarcie suche występuje wtedy, gdy między współpracującymi powierzchniami nie ma

żadnych ciał obcych, np. środka smarnego lub wody.

Tarcie płynne występuje wtedy, gdy powierzchnie tarcia są rozdzielone warstwą środka

smarnego w postaci smaru plastycznego, cieczy lub gazu.

Tarcie graniczne powstaje wówczas, gdy powierzchnie trące są pokryte środkami

smarnymi zawierającymi substancje powierzchniowo czynne, które tworzą na powierzchniach
elementów warstwy wyjątkowo odporne na duże naciski i są trwale z nimi połączone.

Tarciem mieszanym nazywa się zjawisko występowania różnych rodzajów tarcia

w strefie elementów trących, z wyodrębnionymi mikroobszarami styku.

Tarcie spoczynkowe występuje wtedy, kiedy dwa ciała nie przemieszczają się względem

siebie i jest równe sile, jakiej należy użyć, aby wprowadzić w ruch jedno ciało względem
drugiego.

Tarcie ruchowe występuje, gdy dwa ciała ślizgają się lub toczą po sobie.
Tarcie ślizgowe występuje przy postępowym, postępowo – zwrotnym, obrotowym,

obrotowo – zwrotnym ruchu względem współpracujących elementów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tarcie toczne występuje np. w łożyskach, przekładniach zębatych oraz w układzie koło -

szyna.

Tarcie ma ujemny wpływ na trwałość maszyn i urządzeń oraz na ich niezawodność.

Jednym z najprostszych sposobów walki z tarciem jest smarowanie.

Od prawidłowych warunków smarowania zależy zmniejszenie sił tarcia, a więc zależy

trwałość połączeń ruchomych i zmniejszenie zużycia części.

Smarowaniem nazywa się wprowadzenie substancji smarującej między powierzchnie

trące oraz związane z tym przekształcenie tarcia suchego w płynne lub mieszane. Racjonalne
smarowanie, oprócz znacznego zmniejszenia intensywności tarcia i przedłużenia trwałości
maszyn, przyczynia się także do zwiększenia sprawności mechanicznej. Smarowanie spełnia
również inne zadania, do których należą:
− częściowe zabezpieczenie przed korozją powierzchni metalowych,
− chłodzenie części oraz odprowadzenie ciepła spomiędzy współpracujących powierzchni,

− przyśpieszenie procesu docierania,

− odprowadzenie z obszaru współpracy części zużytych cząstek materiałów.

W maszynach i urządzeniach stosuje się dwa podstawowe układy smarowania:

indywidualny i centralny. Przy smarowaniu indywidualnym każdy punkt smarowania ma
swój zbiornik napełniany okresowo. Smarowanie centralne polega na tym, że wiele punktów
smarowania jest zasilanych ze wspólnego zbiornika.

Podstawowymi elementami układów smarowania stosowanymi w maszynach

i urządzeniach są: smarownice – rysunek 15, pompy, filtry, zawory rozdzielcze, urządzenia
kontrolne oraz przewody i złącza.

Rys. 15. Smarownice.

a) wprasowana w korpus, b) wpasowana kulkowa, c) wkręcana na smar stały, d) knotowa w korpusie

pokrywy łożyska ślizgowego, e) knotowa ze zbiornikiem szklanym.

Źródło: [2, s. 345]

Smarowanie maszyn i urządzeń musi być wykonywane ściśle według instrukcji

smarowania z zastosowaniem wskazanych w niej gatunków olejów maszynowych lub
smarów stałych. Właściwe smarowanie wszystkich urządzeń technicznych ma olbrzymie
znaczenie i jest podstawowym elementem konserwacji i racjonalnej eksploatacji maszyn
i urządzeń. Przy ocenie zastosowania i przydatności olejów i smarów bierze się pod uwagę
lepkość, smarność, temperaturę krzepnięcia, temperaturę zapłonu oraz zawartość
zanieczyszczeń mechanicznych i kwasowych.

Ponadto podczas eksploatacji maszyn i urządzeń należy w sposób ciągły obserwować

urządzenia kontrolne układu smarowania, takie jak wskaźniki poziomu oleju, manometry.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zależność współczynnika tarcia od grubości warstwy środka smarnego i rodzaju tarcia

przedstawia tabela 1.

Tabela 1 Zależność współczynnika tarcia od grubości warstwy środka smarnego i rodzaju tarcia. [4, s. 32]

4.2.1.2. Zużywanie mechaniczne wskutek przekroczenia wytrzymałości doraźnej

lub zmęczeniowej

Zniszczenie mechaniczne powstaje nie tylko w wyniku tarcia, lecz również na skutek

odkształceń plastycznych i zmęczenia. Odkształcenia trwałe, powodujące uszkodzenia
elementów maszyn, powstają w wyniku działania obciążeń statycznych i dynamicznych,
których wartości przekraczają granicę sprężystości materiału. Powstają one również po
osiągnięciu przez materiał granicznej liczby cykli zmęczeniowych przy obciążeniach
zmiennych, których wartość nie przekracza granicy sprężystości materiału.

Materiały stosowane na konstrukcje odznaczają się:

− odkształcalnością, tj. zdolnością do zmian postaci geometrycznej pod wpływem sił

zewnętrznych lub zmian temperatury,

− sprężystością, tj. zdolnością powracania do pierwotnej postaci po usunięciu obciążeń,

które spowodowały odkształcenia,

− plastycznością, tj. zdolnością do odkształceń trwałych, czyli takich, które nie znikają po

usunięciu obciążeń je wywołujących,

− wytrzymałością, określającą największą wartość obciążenia, po przekroczeniu której

następuje zniszczenie elementu lub całej konstrukcji.

Na rysunku 16 przedstawiono typowe rodzaje obciążeń części maszyn: rozciągania,

ściskania, ścinania, zginania i skręcania. Siły zewnętrzne, działające na element
konstrukcyjny, powodują powstanie w nim sił wewnętrznych, które odniesione do jednostki
pola powierzchni przekroju elementu noszą nazwę naprężeń.

W zależności od kierunku działania sił zewnętrznych względem przekroju elementu

występujące naprężenia dzielimy na:
− naprężenia normalne, wywołane obciążeniem prostopadłym do rozpatrywanego

przekroju (rozciąganie, ściskanie, zginanie) i obliczamy je ze wzoru:

w którym:

σ (sigma) – naprężenia normalne w megapaskalach [MPa],

- pole powierzchni przekroju [mm

F - siła prostopadła względem przekroju obciążonego elementu w niutonach [N].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− naprężenia styczne, wywołane obciążeniem równoległym do rozpatrywanego przekroju

(ścinanie, skręcanie) i obliczamy je ze wzoru:

w którym:

τ (tau) – naprężenia styczne w megapaskalach [MPa],

- pole powierzchni przekroju [mm

F - siła równoległa względem przekroju obciążonego elementu w niutonach [N]

Rys. 16. Typowe rodzaje obciążeń części maszyn.

Źródło: [1, s. 24]

Przy doborze materiałów na elementy części maszyn i urządzeń zakładamy, że:
− dany element nie może ulec zniszczeniu (warunek wytrzymałości),

− odkształcenia elementu muszą być małe, mieszczące się w granicach sprężystości

(warunek sztywności).
Naprężenia, które mogą występować w materiale bez obawy naruszenia warunków

wytrzymałości i sztywności, nazywamy naprężeniami dopuszczalnymi i oznaczmy literą k.
Dla różnych odkształceń dodajemy w indeksie odpowiedni wyróżnik, charakteryzujący rodzaj
odkształcenia, np. :
− k

– naprężenia dopuszczalne na rozciąganie,

− k

– naprężenia dopuszczalne na ściskanie,

− k

– naprężenia dopuszczalne na zginanie,

− k

– naprężenia dopuszczalne na ścinanie,

− k

– naprężenia dopuszczalne na skręcanie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Naprężenia dopuszczalne obliczamy według wzorów:

dla materiałów plastycznych

lub

dla materiałów kruchych

w których:

k – naprężenie dopuszczalne,
n – współczynnik bezpieczeństwa o wartości większej niż 1,3,
R

– granica wytrzymałości danego materiału,

– granica plastyczności danego materiału.

Wartości granicy wytrzymałości na rozciąganie oraz granicę plastyczności wyznacza się na
podstawie statycznej próby rozciągania metali według normy PN EN 10002-1.

Rys. 17. Wykres rozciągania stali niskowęglowej.

Wyraźna granica plastyczności

[MPa]

gdzie:

F - siła rozciągająca, powodująca wyraźny wzrost wydłużenia próbki, w N

S - pole powierzchni przekroju poprzecznego próbki przed rozerwaniem, w mm

Górna granica plastyczności

[MPa]

gdzie:

F - siła rozciągająca, powodująca nagłe wydłużenie próbki, po którym następuje

krótkotrwały spadek wartości siły rozciągającej, w N

S - pole powierzchni przekroju poprzecznego próbki przed rozerwaniem, w mm

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dolna granica plastyczności

[MPa]

gdzie:

F - najmniejsza siła rozciągająca, po przekroczeniu wartości

(gdy po przekroczeniu wartości

F występuje więcej niż jedno minimum siły F,

pierwszego z nich nie bierze się pod uwagę), w N

S - pole powierzchni przekroju poprzecznego próbki przed rozerwaniem, w mm

Wytrzymałość na rozciąganie

[MPa]

gdzie:

F - maksymalna wartość siły rozciągającej, w N

S - pole powierzchni przekroju poprzecznego próbki przed rozerwaniem, w mm

Umowna granica sprężystości

[MPa]

gdzie:

- siła rozciągająca, wywołująca trwałe wydłużenie próbki

, w N

S - pole powierzchni przekroju poprzecznego próbki przed rozerwaniem, w mm

Umowna granica plastyczności

[MPa]

gdzie:

F - siła rozciągająca, wywołująca trwałe wydłużenie próbki

, w N

S - pole powierzchni przekroju poprzecznego próbki przed rozerwaniem, w mm

Warunek wytrzymałości materiału jest taki, aby naprężenia rzeczywiste były zawsze
mniejsze, a co najwyżej równe naprężeniom dopuszczalnym.

≤

lub

Rozciąganie i ściskanie

Naprężenia rozciągające i ściskające są naprężeniami normalnymi, a różnica między nimi

polega tylko na przeciwnych zwrotach sił. Rzeczywiste naprężenia występujące w elemencie
określamy:

− rozciąganie

− ściskanie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Naprężenia te nie mogą przekraczać naprężeń dopuszczalnych dla:
− rozciągania

≤

− ściskania

≤

Ścinanie

Ścinanie występuje w wyniku działania dwóch sił równoległych o przeciwnych zwrotach,

tworzących parę sił. Ramię działania pary sił jest bardzo małe. W przypadku gdyby siły te
leżały na wspólnej linii działania, nie wystąpiłoby ścinanie, lecz ściskanie. Rzeczywiste
naprężenia występujące w materiale przy ścinaniu określamy ze wzoru

Naprężenia te nie mogą przekraczać naprężeń dopuszczalnych na ścinanie

≤

Zginanie

- to stan obciążenia materiału, w którym na materiał działa moment, nazwany

momentem gnącym, pochodzący od pary sił działających w płaszczyźnie przekroju
wzdłużnego materiału. Zginanie występuje w elementach konstrukcji, którymi najczęściej są
belki. Zginanie jest pokrewne rozciąganiu i ściskaniu, gdyż powoduje pojawienie się
naprężeń normalnych w przekrojach poprzecznych elementu. W przeciwieństwie jednak do
rozciągana i ściskania, rozkład naprężeń normalnych w przekroju elementu jest
nierównomierny.
Maksymalne naprężenie normalne w przekroju poprzecznym wynosi:

w którym:

max

- maksymalne naprężenie normalne

– moment gnący

– współczynnik wytrzymałości przekroju na zginanie, którego wartość zależy od

rozmiaru i kształtu przekroju elementu.

Naprężenia te nie mogą przekraczać naprężeń dopuszczalnych na zginanie σ

max

≤ k

Skręcanie

- to stan obciążenia materiału, w którym na materiał działa moment, nazwany

momentem skręcającym, pochodzący od pary sił działających w płaszczyźnie przekroju
poprzecznego materiału. Skręcanie występuje w prętach, którymi najczęściej są wały.
Skręcanie jest pokrewne ścinaniu, gdyż powoduje pojawienie się naprężeń tnących
w przekrojach poprzecznych pręta. W przeciwieństwie jednak do ścinania, rozkład naprężeń
tnących w przekroju pręta jest nierównomierny.

Maksymalne naprężenie tnące w przekroju poprzecznym wynosi:

w którym:

max

- maksymalne naprężenie tnące

– moment skręcający

– współczynnik wytrzymałości przekroju na skręcanie, którego wartość zależy od

rozmiaru i kształtu przekroju pręta.

Naprężenia te nie mogą przekraczać naprężeń dopuszczalnych na skręcanie

max

≤ k

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Często elementy maszyn ulegają tzw. odkształceniom złożonym, co oznacza jednoczesne

występowanie w nich: naprężeń zginających i ścinających, zginających i skręcających, itd.
Jako przykład można podać naprężenia złożone powstające we wrzecionie obrabiarki,
w którym podczas skrawania występuje jednocześnie zginanie i skręcanie.

Ocenia się, że spośród zniszczonych podczas eksploatacji ruchomych części maszyn,

90 % stanowią zniszczenia zmęczeniowe.

Zniszczeniem zmęczeniowym

materiału nazywa się zmiany występujące w nim podczas

działania okresowo zmiennych odkształceń lub naprężeń, które powodują zmniejszenie
wytrzymałości i trwałości, a nawet całkowite zniszczenie. W konstrukcjach maszynowych
występują obciążenia i naprężenia zmienne tj. takie, których wartość zmienia się cyklicznie.

Rozróżniamy następujące rodzaje naprężeń zmęczeniowych:

− obustronnie zmienne,

− jednostronnie zmienne.

Jeden pełny przebieg obciążeń nazywany jest cyklem. Naprężenia zmęczeniowe mogą

powodować zniszczenie elementu po określonej liczbie cykli występowania tych naprężeń.
Na podstawie wykresu zmęczeniowego Wöhlera – rysunek 18 widać, że istnieją wielkości
graniczne naprężeń, które nie powodują zniszczenia, pomimo nieograniczonego wzrostu
liczby cykli. Wielkość graniczna naprężeń

nosi nazwę wytrzymałości zmęczeniowej Z

Rys. 18. Wykres zmęczeniowy Wöhlera.

Źródło: [2, s. 351]

Elementy konstrukcyjne wskutek zmęczenia pękają, a przełom zmęczeniowy ma bardzo

charakterystyczny kształt pokazy na rysunku 19.

Rys. 19. Wygląd przełomu zmęczeniowego.

Źródło: [2, s. 350]

Strefa przełomu gruboziarnistego powstaje nagle w ostatnim okresie pracy elementu.
Najczęściej występujące obciążenia, powodujące zmęczenie materiału części maszyn to:
− rozciąganie i ściskanie odzerowo tętniące,

− rozciąganie i ściskanie wahadłowe,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− zginanie odzerowo tętniące,

− zginanie wahadłowe,

− skręcanie jednostronne odzewowo tętniące,

− skręcanie wahadłowe.

Elementy konstrukcyjne wskutek zmęczenia pękają. Pęknięcia są bardzo niebezpieczne,

ponieważ szczelina zmęczeniowa może być niewidoczna i zniszczenie następuje
niespodziewanie. Może pojawić się na powierzchni przedmiotu i stopniowo postępuje w głąb
materiału. Jeżeli przekrój części zostanie nadmiernie osłabiony następuje nagłe pęknięcie.
Miejscami najczęściej występujących tego rodzaju uszkodzeń są miejsca zwyżek naprężeń
wywołanych takimi zmianami jak rysy, nacięcia, pęknięcia, korozja, niekorzystne kształty
technologiczne. Zużycie zmęczeniowe jest przeważnie awaryjnym przypadkiem zużycia.

4.2.1.3. Zużywanie korozyjne i korozyjno - mechaniczne

Korozja

to proces niszczący mikrostrukturę danego materiału pod wpływem chemicznej

lub elektrochemicznej reakcji z otaczającym środowiskiem, prowadzący do jego rozpadu.
Korozja rozpoczyna się zwykle zmianami zaatakowanej powierzchni, a następnie postępuje
w głąb danego materiału, niszcząc substancje najbardziej podatne na korozję. Produkty
korozji, będące produktami rozpadu niszczonego materiału mogą powstrzymać korozję
tworząc warstwę pasywną i szczelną, w innych zaś przypadkach mogą być wręcz kolejnym
czynnikiem korozjotwórczym. Wszystkie metale, z których wykonuje się części maszyn mają
ograniczoną odporność na działanie korozyjne. W niedogodnych warunkach podlegają
niszczeniu korozyjnemu, które najczęściej występuje w okresach przerw w pracy maszyn
i urządzeń, jeżeli źle przeprowadzono konserwację przy dogodnym działaniu środowiska
otaczającego maszynę.

Korozja chemiczna

jest to korozja spowodowana działaniem substancji chemicznych

np.: suchych gazów lub cieczy, pod warunkiem, że reakcjom chemicznym nie towarzyszy
przepływ prądu elektrycznego.

Korozja elektrochemiczna

jest to korozja spowodowana działaniem substancji

chemicznych, gdy reakcjom chemicznym towarzyszy przepływ prądu, np. reakcja metalu
z elektrolitem.

Zużywanie korozyjno – mechaniczne

jest spowodowane korozją oraz mechanicznym

oddziaływaniem współpracujących elementów. Ze względu na specyfikę czynnika
mechanicznego najczęściej wyróżnia się dwa procesy określające mechanizm tego
zużywania:
− korozja naprężeniowa, która jest wynikiem jednoczesnego działania statycznych

naprężeń rozciągających i środowiska,

− korozja zmęczeniowa, która jest wynikiem współdziałania korozji elektrochemicznej

i zmiennych spowodowanych powstawaniem ostrych wżerów przechodzących
w pęknięcia wypełnione produktami korozji.

Skorodowana warstwa jest nieodporna na tarcie, utrudnia przemieszczanie się części,

sprzyja gromadzeniu się zanieczyszczeń i rozprzestrzenianiu się korozji.

Na zmniejszenie intensywności zużycia maszyn i urządzeń mają wpływ działania

konstruktora, producenta i użytkownika. Racjonalne użytkowanie, obsługiwanie
i przechowywanie może spowolnić procesy zużycia i wpłynąć korzystnie na trwałość

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

maszyny lub urządzenia. Wybór właściwej metody ochrony przed korozją, staranność przy
wykonywaniu wszystkich czynności obsługowych opóźni procesy starzenia maszyny.

Nagłe zniszczenie w postaci pęknięcia, połamania może być spowodowane

przeciążeniem maszyny, zakłóceniem smarowania, gwałtownymi zmianami parametrów
pracy maszyny lub urządzenia.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania

przebiegu ćwiczeń i ich wykonania.
1. Jakie są typowe rodzaje obciążeń części maszyn?
2. Co nazywamy naprężeniem?
3. Jak oznacza się naprężenia dopuszczalne?
4. Co to są naprężenia normalne?
5. Według jakiego wzoru oblicza się naprężenia wywołane obciążeniem prostopadłym do

rozpatrywanego przekroju?

6. Według jakiego wzoru oblicza się naprężenia wywołane obciążeniem równoległym do

rozpatrywanego przekroju?

7. W jaki sposób ustala się jednostki wartości przyjętych do obliczeń?
8. Jak na rysunkach przedstawia się obciążenie części maszyn?
9. Jak na rysunkach oznacza się kierunek obciążenia?
10. W jaki sposób sporządza się schemat obciążenia do treści zadania teoretycznego?
11. Jak sklasyfikujesz zużycie części maszyn?
12. Jakie warunki sprzyjają zużywaniu się części maszyn?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj charakterystyki czynników wpływających na zużywanie się części maszyn.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pobrać instrukcję do ćwiczenia od nauczyciela,
2) zorganizować stanowisko pracy,
3) wykonać pracę w grupie,
4) zapoznać się z przyczynami zużywania się części maszyn,
5) wypisać czynniki wpływające na zużycie części maszyn do wylosowanego rodzaju

zużycia części maszyn,

6) przedstawić pracę w formie plakatu,
7) zaprezentować zadanie,
8) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska:

− przybory do pisania,

− instrukcja do ćwiczenia przygotowana przez nauczyciela,

− arkusz papieru format A3 dla grupy,

− arkusz papieru format A4 dla grupy,

− tablica do prezentacji plakatów,

− literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Rozpoznaj typowe rodzaje obciążenia części maszyn.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z typowymi rodzajami obciążenia części maszyn,
2) wykonać pracę indywidualnie,
3) dopisać do przedstawionych w tabeli rysunków nazwy obciążenia,
4) dokleić w odpowiednich kolumnach karteczki z wzorami, które będą potrzebne do

wyliczenia naprężeń dopuszczalnych,

5) zaprezentować pracę,
6) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Przykład

obciążenia

Nazwa

obciążenia

Oznaczenie

naprężeń

dopuszczalnych

Wzór na

naprężenia

rzeczywiste

Wyposażenie stanowiska:

− przybory do pisania,

− instrukcja do ćwiczenia przygotowana przez nauczyciela,

− arkusz A4 z przygotowaną tabelą do wypełnienia,

− przygotowany zestaw karteczek z wydrukowanymi wzorami i oznaczeniami,

− klej roślinny,

− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Oblicz naprężenia rozciągające pręta kwadratowego o boku b =10 mm, obciążonego siłą
F = 5000 N.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się ze sposobem obliczania naprężeń rozciągających,
2) wykonać pracę indywidualnie,
3) wypisać dane wynikające z treści zadania,
4) oznaczyć wartość szukaną,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5) sporządzić schemat obciążenia,
6) zapisać potrzebne wzory do obliczeń,
7) podstawić dane do wzoru,
8) wyliczyć naprężenie i zinterpretować wynik,
9) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska:

− przybory do pisania,

− zeszyt przedmiotowy,

− literatura z rozdziału 6.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) opisać rodzaje zużywania części maszyn i urządzeń?

2) opisać zjawisko tarcia i wskazać jego rodzaje?

3) opisać podstawowe rodzaje smarowania stosowane w budowie maszyn?

4) rozpoznać na rysunkach smarownice?

5) sklasyfikować obciążenia części maszyn?

6) sklasyfikować naprężenia wywołane obciążeniami zewnętrznymi?

7) wykonać proste obliczenia wytrzymałościowe?

8) wskazać jakie informacje można odczytać z wykresu rozciągania?

9) opisać zużycie korozyjne i korozyjno-mechaniczne materiału?

10) określić, jakie są objawy nieprawidłowej pracy maszyny?

11) wskazać zjawiska, które są przyczyną zużycia części maszyn?

12) wyjaśnić, dlaczego zużycie zmęczeniowe jest niebezpieczne ?

13) określić objawy zużycia awaryjnego?

14) określić przyczyny nagłego zniszczenia maszyny lub urządzenia ?

15) wskazać jakie czynności należy wykonać podczas użytkowania maszyny

lub urządzenia, aby nie dopuścić do przyspieszonego zużycia?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Stan techniczny i eksploatacyjny maszyn i urządzeń

4.3.1. Materiał nauczania

Właściwości maszyn i rządzeń zmieniają się pod wpływem samorzutnie zachodzących

procesów oraz zewnętrznych oddziaływań. Część zmian ma nieodwracalny charakter
i powoduje zniszczenie maszyny lub urządzenia. Użytkownik maszyny lub urządzenia
powinien mieć możliwość oceny wielkości zmian, by móc określić stan danego obiektu. Stan
obiektu jest skutkiem jego przeszłości, a jego znajomość jest potrzebna do ustalenia
zachowania się obiektu obecnie i w przyszłości. Ocenie podlega stan techniczny oraz
eksploatacyjny.

4.3.1.1. Stan techniczny obiektu

Stan techniczny obiektu zmienia się nieustannie, co oznacza, że można wyróżnić

nieskończenie wiele jego stanów. Zmiany stanu technicznego obiektu są skutkiem rozmaitych
procesów destrukcyjnych. W praktyce nie ma potrzeby określania wszystkich stanów,
w najprostszym przypadku wystarczy wyróżnić dwa:
− stan zdatności – kiedy obiekt działa poprawnie,

− stan niezdatności – gdy obiekt nie może wykonywać założonych zadań.
Niekiedy wygodniej jest stosować następujący podział określający stan techniczny obiektu:
− zdatny (stan dobry),

− częściowo zdatny (stan dopuszczalny, tolerowany),

− niezdatny (stan niedopuszczalny).
Oceny stanu technicznego obiektu dokonujemy poprzez porównanie cech stanu technicznego
– parametrów nominalnych z osiąganymi.

Parametry nominalne

to parametry pracy maszyny lub urządzenia, dla których były one

projektowane i zostały podane w dokumentacji techniczno – ruchowej, np.: dopuszczalne
parametry obróbki, moc.

4.3.1.2. Stan eksploatacyjny obiektu

Stan eksploatacyjny obiektu określa to, co aktualnie dzieje się z nim podczas

eksploatacji. Wyróżnia się następujące podstawowe stany eksploatacyjne:
1. użytkowania aktywnego,
2. przechowywania,
3. konserwacji długoterminowej,
4. konserwacji stałej,
5. przekazania,
6. remontu głównego,
7. remontu średniego,
8. remontu bieżącego,
9. obsługi bieżącej,
10. likwidacji,
11. transportu.

Stany od 1 do 5 dotyczą użytkowania (aktywnego i pasywnego), natomiast stany od 6 do 11
dotyczą obsługi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.1.3. Uszkodzenia maszyn i urządzeń

Uszkodzenie

jest to przypadek losowy, powodujący utracenie chwilowe lub stałe

zdatności maszyny lub urządzenia. Uszkodzenie następuje wtedy, gdy wartości parametrów
maszyny lub urządzenia nie są w normie i przekraczają jego graniczne wartości
wytrzymałości. Często uszkodzenie definiuje się jako przejście obiektu pracującego według
modelu dwustanowego ze stanu zdatności do stanu niezdatności.
Rodzaje uszkodzeń:
− stopniowe,

− nagłe,

− usuwalne,

− nieusuwalne,

− krytyczne,

− ważne,

− mało ważne,

− nieistotne.

Przyczyny powstawania uszkodzeń

Czynniki wywołujące uszkodzenia maszyn i urządzeń są związane bądź z samym

obiektem, bądź z jego otoczeniem, najczęściej są to:
− działanie czynników zewnętrznych,

− błędy użytkowania,

− błędy konserwacji,

− błędy remontu,

− błędy montażu,

− błędy technologiczne,

− przekroczenie czasu pracy obiektu.

4.3.1.4. Diagnostyka maszyn i urządzeń

Diagnostyka techniczna

jest to określanie stanu technicznego maszyny poprzez badanie

własności procesów roboczych i towarzyszących pracy maszyny wraz z lokalizacją
ewentualnych niedomagań bez demontażu zespołu, a także poprzez badanie własności
wytworów maszyny.

Diagnostyka wibroakustyczna

jest to określanie stanu technicznego maszyny poprzez

rozpoznawanie sygnału wysyłanego przez badaną maszynę i porównywanie go z wzorcem.

Diagnostyka niezawodnościowa

jest to rozpoznawanie i przewidywanie przyczyn

uszkodzeń oraz ocena poprawności działania maszyn i urządzeń.

Wyróżnia się następujące rodzaje badań diagnostycznych:

− diagnozowanie stanu,

− monitorowanie stanu,

− genezowanie stanów,

− prognozowanie stanów.

Diagnozowanie

to ustalenie stanu technicznego maszyny w chwili, w której jest

wykonywane badanie diagnostyczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Monitorowanie (dozorowanie)

to bieżąca obserwacja stanu maszyny, np. za pomocą

urządzeń kontrolno – pomiarowych, umieszczonych na tablicy sterującej. Dostarcza
informacji o aktualnym stanie maszyny, a zwłaszcza o każdej zmianie z niewielkim
opóźnieniem.

Genezowanie

to ustalenie przyczyn stanu maszyny w chwili poprzedzającej badanie.

Inaczej mówiąc, jest to odtwarzanie kolejności zaistniałych w przeszłości stanów obiektu.

Prognozowanie

to wyznaczanie stanów przyszłych, następujących po badaniu.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania

przebiegu ćwiczeń i ich wykonania.
1. Co rozumie się pod pojęciem „stan eksploatacyjny obiektu”?
2. Kiedy w przypadku maszyny lub urządzenia używamy określenia stan zdatności, stan

niezdatności?

3. Co to są parametry nominalne i gdzie są zapisane?
4. Jakie wyróżnia się stany eksploatacyjne obiektu?
5. Które stany zalicza się do etapu użytkowania maszyny?
6. Które stany zalicza się do etapu obsługi maszyny?
7. Jakie wyróżnia się rodzaje uszkodzeń maszyn?
8. Jakie są najczęstsze przyczyny uszkodzeń maszyn i urządzeń?
9. Jakie są podstawowe zadania diagnostyki?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj podziału stanów eksploatacyjnych obiektu.

Stany eksploatacyjne obiektu

dotyczące użytkowania dotyczące obsługi

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pobrać instrukcję i materiały do ćwiczenia od nauczyciela,
2) zapoznać się z treścią zadania,
3) zapoznać się z podstawowymi stanami eksploatacyjnymi obiektu,
4) uzupełnić przygotowaną tabelę,
5) zaprezentować pracę, uzasadnić zapisy w kolumnach,
6) wykonać pracę indywidualnie,
7) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska:

− przybory do pisania,

− materiał przygotowany przez nauczyciela,

− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Określ przyczyny uszkodzeń maszyn i urządzeń.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pobrać instrukcję do ćwiczenia od nauczyciela,
2) zapoznać się treścią ćwiczenia i jego zakresem,
3) zorganizować stanowisko pracy,
4) wykonać pracę indywidualnie,
5) zapoznać się z czynnikami wywołującymi uszkodzenia maszyn i urządzeń,
6) wpisać do pierwszej kolumny tabeli rodzaj uszkodzenia,
7) wpisać do drugiej kolumny tabeli odpowiednio czynnik wywołujący zapisany rodzaj

uszkodzenia,

8) zaprezentować pracę, uzasadnić zapisy w kolumnach,
9) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Rodzaj uszkodzenia

Przyczyna powstania uszkodzenia

Wyposażenie stanowiska:

− przybory do pisania,

− instrukcja do ćwiczenia przygotowana przez nauczyciela,

− materiał przygotowany przez nauczyciela: arkusz formatu A4 z tabelką według wzoru,

− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Dopasuj określenia do podstawowych pojęć z zakresu diagnostyki.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pobrać instrukcję do ćwiczenia od nauczyciela,
2) zapoznać się z zakresem ćwiczenia i zawartością materiałów otrzymanych od

nauczyciela,

3) zapoznać się z zadaniami diagnostyki technicznej,
4) wykonać pracę indywidualnie,
5) dopasować do definicji odpowiadające im nazwy lub określenia z zakresu podstawowych

pojęć diagnostyki,

6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska:

− przybory do pisania,

− instrukcja do ćwiczenia przygotowana przez nauczyciela,

− materiały przygotowane przez nauczyciela: karteczki z definicjami lub określeniami

pojęć i osobno karteczki z nazwami pojęć,

− literatura z rozdziału 6.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wskazać na czym polega określenie stanu technicznego obiektu?

2) wymienić i opisać stany eksploatacyjne obiektu?

3) wymienić rodzaje uszkodzeń maszyn i urządzeń?

4) podać i scharakteryzować najczęściej występujące przyczyny
uszkodzeń maszyn i urządzeń?

5) określić zadania diagnostyki maszyn i urządzeń?

6) wymienić i opisać poszczególne rodzaje działań diagnostycznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Użytkowanie i obsługa maszyn i urządzeń

4.4.1. Materiał nauczania

Wykorzystanie i eksploatacja maszyn i urządzeń powinny być zgodne z wytycznymi

zawartymi w dokumentacji techniczno-ruchowej (DTR) dołączonej do każdej maszyny lub
urządzenia przez producenta. Szczególną uwagę należy zwracać na zgodne z przeznaczeniem
wykorzystanie danej maszyny lub urządzenia. W okresie eksploatacji maszyny i urządzenia
muszą być poddawane konserwacji, przeglądom technicznym, obsłudze międzynaprawczej
oraz naprawom bieżącym, średnim, głównym.

Rozróżnia się trzy rodzaje pracy maszyn i urządzeń:

− ciągłą,

− z planowanymi przerwami,

− z wymuszonymi (losowymi) przestojami.

Rodzaje obsługi maszyn i urządzeń podaje tabela nr 2.

Tabela 2 Klasyfikacja czynności obsługi. [4, s. 70]

Obsługę jednokrotną

wykonuje się tylko raz np. podczas wdrażania maszyny lub

urządzenia do użytkowania lub wycofania go z eksploatacji.

Obsługa wielokrotna

to np. obsługa codzienna, remont, przechowywanie.

Obsługa organizacyjna

umożliwia wykorzystanie maszyny lub urządzenia zgodnie

z jego przeznaczeniem oraz towarzyszy przy transporcie i przechowywaniu

Obsługa techniczna

ma za zadanie podtrzymywać lub przywracać stan zdatności

maszyny lub urządzenia do przewidywanych zadań.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 20. Podział obsługi technicznej.

Źródło: [4, s. 72]

4.4.1.1. Dokumentacja techniczno-ruchowa (DTR)

Dokumentacja techniczno-ruchowa

(DTR) nazywana jest również paszportem

maszyny jest opracowana dla każdej maszyny lub urządzenia osobno i zawiera:
1. charakterystykę (parametry techniczne) i dane ewidencyjne,
2. rysunek zewnętrzny,
3. wykaz wyposażenia normalnego i specjalnego,
4. schematy kinematyczne, elektryczne oraz pneumatyczne,
5. schematy funkcjonowania,
6. instrukcję użytkowania i obsługi,
7. instrukcję konserwacji i smarowania,
8. instrukcję BHP,
9. normatywy remontowe,
10. wykaz części zamiennych,
11. wykaz części zapasowych,
12. wykaz faktycznie posiadanego wyposażenia,
13. wykaz załączonych rysunków.

Dokumentacja techniczno-ruchowa, jej zakres i forma powinny być zgodne z dyrektywą

maszynową 98/37/WE. Zakres informacji podanych w tym dokumencie powinien umożliwić
identyfikację maszyny. W dużym uproszczeniu można przyjąć, że dokumentacja taka składa
się zasadniczo z trzech elementów:
− dokumentacji technicznej,

− instrukcji obsługi,

− instrukcji konserwacji.

Dokumentacja techniczna powinna zawierać dane zamieszczone w oznaczeniu maszyny

na tabliczce fabrycznej (z wyjątkiem numeru fabrycznego), podstawowe parametry
techniczne charakteryzujące maszynę wraz z wszelkimi informacjami dodatkowymi
ułatwiającymi konserwację (np. adres importera, serwisu, itp.). Powinny być także podane
informacje odnośnie emisji hałasu, a w przypadku maszyn trzymanych w ręku lub/i
prowadzonych ręką, informacje dotyczące drgań.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Instrukcja obsługi powinna zawierać informacje gwarantujące bezpieczną eksploatację

urządzenia zgodnie z jego przeznaczeniem. Powinno być w niej określone przeznaczenie
maszyny, dopuszczalne warunki eksploatacji, niedozwolone sposoby jego wykorzystania,
zakres codziennych przeglądów wykonywanych przez operatora przed rozpoczęciem pracy
jeżeli takowe są wymagane. Jeżeli urządzenie wymaga montażu w miejscu eksploatacji
eksploatujący powinien otrzymać również instrukcję montażu i demontażu.

Instrukcja konserwacji powinna określać zakres czynności wchodzących w skład

przeglądów okresowych oraz ich częstotliwość, kryteria wymiany newralgicznych elementów
i podzespołów oraz niezbędne rysunki i schematy. Należy zaznaczyć, że wytwórca ma prawo
określić, że pewne czynności, w szczególności naprawy, przeglądy i regulacje mogą być
wykonywane tylko przez niego lub przez autoryzowane punkty serwisowe. Z tego względu
instrukcja konserwacji przekazywana użytkownikowi może nie obejmować tych zakresów
czynności. W koniecznych przypadkach instrukcje powinny zawierać wskazówki
szkoleniowe oraz podstawowe charakterystyki narzędzi, które mogą być stosowane
w maszynie.

Informacje dotyczące maszyny, urządzenia mają znaczenie podstawowe. Użytkownik

musi wiedzieć, w jaki sposób zmontować, uruchomić, użytkować, konserwować i naprawiać
maszynę. Dokumentacja techniczno-ruchowa/instrukcja obsługi powinna zawierać wszystkie
informacje istotne z punktu widzenia maszyny we wszystkich fazach jej istnienia.
Poniżej przedstawiono przykładową instrukcję smarowania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 21. Przykładowa instrukcja smarowania.

Źródło: [4, s. 59]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.1.2. Zasady użytkowania i obsługi

Przed rozpoczęciem eksploatacji maszyny podstawowym obowiązkiem pracownika jest

dokładne zapoznanie się z dokumentacją techniczno-ruchową, a w szczególności z instrukcją
obsługi i użytkowania. Instrukcja obsługi i użytkowania informuje o zasadach eksploatacji
i obsługi poszczególnych zespołów i mechanizmów. Są w niej opisane warunki optymalnego
wykorzystania maszyny, podana charakterystyka techniczna oraz podstawowe parametry.

Naczelną zasadą podczas użytkowania maszyn jest ich nieprzeciążanie, tj.

nieprzekraczanie maksymalnych wartości parametrów eksploatacyjnych. Instrukcja obsługi
i użytkowania zawiera również podstawowe wiadomości o smarowaniu, zaleca stosowanie
określonych smarów, olejów. W instrukcji są dokładnie omówione wszystkie czynności
obsługowe oraz znajduje się wykaz przeglądów technicznych z wyszczególnieniem okresu
ich wykonania.

W szczególności należy starannie wykonywać wszystkie czynności obsługi codziennej,

do których zaliczamy:
− usuwanie po skończonej pracy powstałych zanieczyszczeń,

− czyszczenie i smarowanie nie zasłoniętych pracujących przesuwnie i obrotowo

elementów maszyn i urządzeń,

− uzupełnianie oleju lub smaru w punktach ręcznego smarowania,

− powlekanie smarem lub olejem elementów podatnych na korozję,

− sprawdzenie działania elementów obsługi,

− sprawdzenie działania układów smarujących i chłodzących,

− kontrola stanu oleju lub innych cieczy w układach smarowania i chłodzenia.
W trakcie użytkowania należy zapewnić niezakłócony, normalny przebieg pracy przez:
− unikanie nadmiernych i udarowych obciążeń maszyny,

− należyte chłodzenie zespołów i unikanie przegrzewania,

− unikanie nieodpowiednich prędkości współpracujących części,

− właściwy dobór warunków pracy maszyny.
Ważniejsze cechy techniczno- użytkowe maszyn:
− wydajność,

− dokładność, np. dotyczy wymiarów, kształtu, gładkości powierzchni,

− wielkości charakterystyczne maszyny,

− wyposażenie dodatkowe maszyny,

− wskaźniki energetyczne, moc, sprawność,

− niezawodność i trwałość.

Wadliwa praca maszyny powoduje obniżenie jakości produkcji, utrudnia utrzymanie jej

rytmiczności, może być przyczyną zagrożeń dla życia lub zdrowia obsługujących ją
pracowników lub przebywających w pobliżu osób. Dlatego maszynom stawia się określone
wymagania, które muszą być uwzględnione przez konstruktorów i wytwórców.

Eksploatacyjny podział maszyn i urządzeń
Maszyny i urządzenia można podzielić w zależności od:
− ważności spełnianej funkcji: podstawowe i pomocnicze, to samo urządzenie lub maszyna

może pełnić różne funkcje zależnie od miejsca zainstalowania i rodzaju produkcji,

− krotności użycia, jednokrotnego i wielokrotnego użycia,

− zmiany miejsca użytkowania, stacjonarne i przemieszczalne,

− możliwości naprawialności, naprawialne i nienaprawialne,

− zasilania w energię, produkujące energię, pobierające energię i przetwarzające energię.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Każdą maszynę zależnie od eksploatacji można charakteryzować elementami układu podając:
− rodzaj maszyny lub urządzenia i ich funkcję: przeznaczenie, zestawienie głównych

zespołów funkcjonalnych, zestawienie zespołów mających wpływ na trwałość maszyny
lub urządzenia,

− eksploatacyjną charakterystykę maszyny zawierającą informacje o ważności urządzenia,

krotności użycia, możliwości zmiany miejsca użytkowania, naprawialności, skutkach
poboru energii,

− charakterystykę załogi użytkującej i obsługującej maszynę lub urządzenie,

− przedmiot pracy na który oddziałuje pracownik za pomocą maszyny lub urządzenia,

− stanowisko pracy określające otoczenie maszyny lub urządzenia,

− otoczenie stanowiska pracy określające otoczenie maszyny lub urządzenia: wentylację,

temperaturę, wilgotność, oświetlenie,

− rodzaj zasilania eksploatacyjnego zawierający charakterystykę materiałów, narzędzi

i części niezbędnych w trakcie użytkowania i obsługi,

− stanowisko obsługi zawierające charakterystykę miejsca, na którym dokonuje się napraw,

− środki obsługi zawierające charakterystykę narzędzi, przyrządów, sprawdzianów

niezbędnych do wykonania naprawy urządzenia.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania

przebiegu ćwiczeń i ich wykonania.
1. Jaka jest zawartość dokumentacji techniczno-ruchowej?
2. Jakie wyróżniamy parametry maszyny?
3. Jaki dokument zawiera charakterystykę i dane ewidencyjne maszyny lub urządzenia?
4. Jakie informacje zawiera instrukcja smarowania maszyny?
5. Jakie czynności wykonywane są w ramach obsługi codziennej maszyny lub urządzenia?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Sporządź charakterystykę techniczną wskazanego urządzenia lub maszyny.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pracować w grupie 3 osobowej,
2) zapoznać się z wykazem wielkości stanowiących charakterystykę techniczną maszyny,
3) pobrać instrukcję i materiały do ćwiczeń od nauczyciela,
4) zapoznać się z instrukcją do ćwiczenia i załączoną dokumentacją techniczno-ruchową

maszyny,

5) wyszukać w dokumentacji i wpisać do tabeli nazwy parametrów i odpowiadające im

wartości,

6) uzupełnić tabelę podając nazwę i przeznaczenie wskazanego urządzenia,
7) zaprezentować pracę,
8) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Nazwa urządzenia ……………………………………………………………….
Przeznaczenie ……………………………………………………………………..

Nazwa parametru

Wartość parametru

Wyposażenie stanowiska:

− przybory do pisania,

− materiał przygotowany przez nauczyciela,

− dokumentacja techniczno-ruchowa wskazanego urządzenia,

− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Na podstawie instrukcji smarowania maszyny określ, w jaki sposób smarowane są

elementy nośne.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pobrać materiały do ćwiczenia od nauczyciela,
2) zapoznać się z przykładowa instrukcją smarowania maszyny lub urządzenia,
3) zapoznać się z zawartością instrukcji,
4) wyszukać w instrukcji i wypisać poszczególne rodzaje elementów konstrukcji maszyny,

które podlegają smarowaniu,

5) dopasować do poszczególnych elementów sposób smarowania, posługując się instrukcją

smarowania,

6) zaprezentować wyniki pracy, uzasadnić wskazane zapisy,
7) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska:

− instrukcja smarowania maszyny lub urządzenia,

− przybory do pisania,

− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Sporządź wykaz czynności obsługi codziennej dla dowolnie wybranej maszyny lub

urządzenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pracować w grupie,
2) pobrać materiały do ćwiczenia od nauczyciela,
3) dokonać wyboru maszyny lub urządzenia, dla którego będziesz sporządzał wykaz

czynności obsługi codziennej,

4) wypisać wszystkie czynności obsługi codziennej wykonywane podczas eksploatacji

wybranego urządzenia,

5) zapisać wyniki pracy w formie plakatu,
6) zaprezentować wyniki pracy, przedyskutować w klasie, uzasadnić wskazane zapisy,
7) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska:

− arkusz papieru, format A2,

− przybory do pisania,

− tablica do prezentacji plakatów,

− literatura z rozdziału 6.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) wskazać źródło informacji o przeznaczeniu i warunkach pracy maszyny?

2) scharakteryzować proces obsługi maszyny?

3) wymienić czynności konserwacyjno-naprawcze?

4) wymienić czynności wchodzące w zakres przeglądu technicznego?

5) opisać zawartość dokumentacji techniczno-ruchowej?

6) opisać ogólne zasady użytkowania maszyn i urządzeń?

7) wymienić czynności obsługi codziennej?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5. Przepisy bhp, ochrony środowiska i ochrony ppoż.

przy obsłudze maszyn i urządzeń

4.5.1. Materiał nauczania

Do najczęściej spotykanych zagrożeń w odlewni należą: poparzenia, zaprószenia oczu,

przygniecenia, zatrucia parami metali lub szkodliwymi gazami, pyły unoszące się
w powietrzu .

Szczegółowe zagadnienia związane z bhp, ochroną środowiska, ochrony ppoż. przy

obsłudze maszyn i urządzeń ujmują stanowiskowe instrukcje dotyczące obsługiwanej
maszyny lub urządzenia. Obowiązkiem pracownika przed rozpoczęciem pracy na danej
maszynie lub urządzeniu jest zapoznanie się z takową instrukcją.

Bez względu na rodzaj maszyny lub urządzenia i charakter pracy układ instrukcji bhp jest

zawsze taki sam. Podstawą do opracowania instrukcji są:
− przepisy prawne w szczególności w zakresie bhp przy wykonywaniu określonych prac,

− dokumentacja techniczno-ruchowa urządzenia,

− ocena ryzyka zawodowego na danym stanowisku pracy,

− przyjęte w zakładzie metody pracy.

Ogólna zawartość instrukcji bhp:
1. uwagi ogólne, np. kto jest upoważniony do obsługi urządzenia, uwagi dotyczące odzieży

oraz obuwia roboczego i środków indywidualnej ochrony,

2. podstawowe warunki bezpiecznej pracy, informacje dotyczące organizacji stanowiska

pracy z punktu widzenia bezpieczeństwa,

3. czynności przed rozpoczęciem pracy, np. w zakresie kontroli stanu technicznego

maszyny, przygotowania materiału i dokumentacji do pracy,

4. czynności podczas pracy, takie których wykonywanie czy przestrzeganie zapewnia

faktyczne bezpieczeństwo pracy,

5. czynności zabronione,
6. czynności po zakończeniu pracy, np. informacje o uporządkowaniu stanowiska pracy,
7. uwagi końcowe, np. jakie postępowanie obowiązuje w przypadku wypadku lub awarii,

sposób przekazania stanowiska następcy przy pracy zmianowej.

4.5.1.1. Zasady bezpieczeństwa pracy na przykładzie obrabiarek skrawających

będących na wyposażeniu modelarni

Podczas obsługi obrabiarki występują najczęściej następujące źródła zagrożenia

bezpieczeństwa pracownika:
− obracające się wały, wrzeciona,

− miejsca styku części współpracujących, takich jak koła zębate, koła cierne, koła pasowe,

koła łańcuchowe,

− miejsca znajdujące się między ruchomymi i nieruchomymi częściami obrabiarki, np.

miejsca między obracającymi się korbami i kółkami ręcznymi a nieruchomymi częściami
obrabiarki,

− elementy wystające z części obracających się np. łby śrub, sworznie, kołki, kliny,

− części obracające się z ramionami np. wystające promieniowo narzędzia,

− obracające się narzędzia skrawające takie jak piły tarczowe, frezy, wiertła,

− wióry i pył szlifierski,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

− spinacze pasów,

− ostrza narzędzi poruszających się ruchem prostoliniowym, np. piły ramowe, piły

taśmowe,

− niewłaściwa praca ściernicy i możliwość jej rozerwania,

− wadliwość pracy urządzeń elektrycznych i możliwość porażenia prądem elektrycznym.

Urazy:
− uszkodzenia oczu przez wióry,

− okaleczenia przez wióry twarzy , rąk i innych odkrytych części ciała,

− poparzenia przez gorące wióry.

Zabezpieczenia uwzględniane przez konstruktora i pracodawcę:
− źródło zagrożenia powinno być umieszczone w miejscu niedostępnym dla obsługującego,

− urządzenia zabezpieczające powinny działać niezawodnie,

− urządzenia zabezpieczające powinny być tak skonstruowane, aby pracownik nie mógł ich

wyłączyć, usunąć dopóki istnieje zagrożenie,

− urządzenia zabezpieczające powinny zabezpieczać też osoby przebywające w pobliżu

maszyny,

− należy stosować odpowiednie osłony,

− usuwanie pyłu powstającego podczas obróbki,

− stosowanie środków ochrony indywidualnej,

− zapewnienie właściwej pozycji przy pracy uwzględniając zasady ergonomii, szczególnie

tam gdzie wymagana jest manipulacja rękami,

− elementy sterujące powinny być rozmieszczone w obszarze wygodnym dla

obsługującego,

− maszyny, które nie mogą być sterowane z podłogi powinny być zaopatrzone w pomosty

i stałe schody lub drabiny wyposażone w poręcze,

− siła wymagana do przełączania dźwigni sterujących nie powinna być wyższa od

ustalonych wartości zależnie od częstości włączeń i dostępu,

− stosowanie sygnalizacji dźwiękowej, świetlnej tam gdzie praca wymaga wytężonej

uwagi,

− zamykanie osłonami wszystkich elementów wystających i ruchomych.

Barwne oznaczenia elementów obrabiarki:
− wyłącznik główny, hamulec bezpieczeństwa – kolor czerwony,

− przycisk włączający, sygnał oznaczający przygotowanie obrabiarki do pracy – kolor

zielony,

− przycisk wyłączający, sygnał świetlny oznaczający obrabiarkę w ruchu – kolor czerwony,

− elementy obrabiarki, które mogą być przyczyną urazów, wewnętrzne powierzchnie osłon

– kolor pomarańczowy,

− elementy obsługi ważne, lecz nie zagrażające bezpieczeństwu pracownika np. przycisk

do automatycznego przesuwu – kolor beżowy,

− elementy obsługi bez szczególnego znaczenia – kolor czarny lub stalowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do zaplanowania

przebiegu ćwiczeń i ich wykonania.
1. Jak się nazywa dokument regulujący zasady bezpiecznego użytkowania maszyn?
2. Jaka jest zawartość instrukcji bhp użytkowanej maszyny lub urządzenia?
3. Jakie dokumenty są podstawą do stworzenia instrukcji bhp?
4. Jaka jest ogólna struktura instrukcji bhp?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie instrukcji bhp użytkowania maszyny sporządź wykaz czynności

zabronionych ze względu na zachowanie bezpieczeństwa pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z wykazem informacji umieszczanych w instrukcjach bhp użytkowania

maszyn,

2) pobrać instrukcję bhp od nauczyciela,
3) zapoznać się z zawartością instrukcji,
4) wypisać w punktach zabronione czynności,
5) zaprezentować wyniki pracy, uzasadnić wskazane zapisy,
6) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska:

− instrukcja bhp,

− przybory do pisania,

− materiał przygotowany przez nauczyciela,

− literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Na podstawie dokumentacji techniczno - ruchowej maszyny wypisz jakie powinna

posiadać zabezpieczenia, aby mogła być użytkowana zgodnie z zachowaniem zasad
bezpiecznej pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) pobrać materiały do ćwiczenia od nauczyciela,
2) zapoznać się z zawartością przykładowej dokumentacji techniczno - ruchowej maszyny

lub urządzenia,

3) wyszukać w dokumentacji i wypisać poszczególne rodzaje elementów

zabezpieczających,

4) określić przeznaczenie wypisanych zabezpieczeń,
5) wyniki pracy nanieść na plakat,
6) zaprezentować wyniki pracy, uzasadnić wskazane zapisy,
7) dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska:

− dokumentacja techniczno- ruchowa maszyny lub urządzenia,

− arkusz papieru formatu A3,

− przybory do pisania,

− tablica do prezentacji prac,

− literatura z rozdziału 6.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) opisać zawartość instrukcji bhp?

2) opisać zagrożenie bezpieczeństwa pracy przy obsłudze obrabiarek

skrawających?

3) wymienić zabezpieczenia uwzględniane przez konstruktora

i producenta maszyny?

4) opisać dokumenty stanowiące podstawę do opracowania instrukcji bhp?

5) ustalić warunki bezpiecznej eksploatacji na podstawie instrukcji bhp

i dokumentacji techniczno-ruchowej?

6) zinterpretować dokumenty wchodzące w skład dokumentacji

techniczno-ruchowej maszyny lub urządzenia?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 23 pytania o różnym stopniu trudności. Są to pytania wielokrotnego

wyboru. Dla każdego pytania są podane 4 odpowiedzi a, b, c, d. Tylko jedna odpowiedź
jest poprawna.

5. Za każdą poprawną odpowiedź możesz uzyskać 1 punkt. Za błędną odpowiedź lub jej

brak otrzymujesz 0 punktów.

6. 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.

7. Test składa się z dwóch części. Część I zawiera zadania z poziomu podstawowego,

natomiast w części II są zadania z poziomu ponadpodstawowego i te mogą przysporzyć
Ci trudności, gdyż są one na poziomie wyższym niż pozostałe.

8. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
9. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż rozwiązanie

zadania na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.

10. Po rozwiązaniu testu sprawdź czy zaznaczyłeś wszystkie odpowiedzi na KARCIE

ODPOWIEDZI.

11. Na rozwiązanie testu masz 60 min.

Powodzenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

I część
1. Maszyny i urządzenia do wykonywania form odlewniczych zalicza się do

a) urządzeń transportowych.
b) urządzeń technologicznych.
c) przetworników energii elektrycznej.
d) silników napędzanych energią naturalną.

2. Utrzymanie maszyny lub urządzenia w stanie zdatności do danej pracy to

a) obsługiwanie.
b) użytkowanie.
c) zasilanie.
d) przechowywanie.

3. Na schemacie napędu hydraulicznego układ sterujący oznaczono numerem

a) 1.
b) 3.
c) 4.
d) 2.

4. Rysunek przedstawia przekładnię zębatą

a) kątową.
b) równoległą o zazębieniu zewnętrznym.
c) równoległą o zazębieniu wewnętrznym.
d) zębatkową.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. Do łączenia wałów maszyn i urządzeń w celu przekazania momentu obrotowego stosuje

się
a) łączniki.
b) przekładnie.
c) sprzęgła.
d) cięgna.

6. W łożysku ślizgowym współpracują

a) czop z panewką.
b) panewka z kulką.
c) kulka z czopem.
d) czop z wałem.

7. Rysunek przedstawia mechanizm

a) krzywkowy.
b) tłokowy.
c) śrubowy.
d) zębatkowy.

8. Tarcie jest przyczyną zużycia

a) chemicznego.
b) korozyjno-mechanicznego.
c) korozyjnego.
d) mechanicznego.

9. Jeżeli każdy punkt smarowania ma swój zbiornik napełniany okresowo to jest to

smarowanie
a) ogólne.
b) centralne.
c) indywidualne.
d) pojedyncze.

10. Według wzoru

w którym:

σ (sigma) – naprężenia normalne w megapaskalach [MPa],

- pole powierzchni przekroju [mm

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

- siła prostopadła względem przekroju obciążonego elementu w niutonach [N].

oblicza się naprężenia wywołane
a) rozciąganiem, ściskaniem i zginaniem.
b) rozciąganiem, ściskaniem i skręcaniem.
c) ścinaniem, skręcaniem i zginaniem.
d) ścinaniem, ściskaniem i rozciąganiem.

11. Naprężenia, które mogą występować w materiale bez obawy naruszenia warunków

wytrzymałości i sztywności to
a) naprężenia rzeczywiste.
b) naprężenia dopuszczalne.
c) naprężenia bezpieczne.
d) naprężenia odpowiednie.

12. Przyczyną zniszczenia zmęczeniowego są

a) odkształcenia złożone.
b) naprężenia zginające i ścinające.
c) naprężenia zginające i skręcające.
d) zmiany występujące w materiale podczas działania okresowo zmiennych odkształceń

lub naprężeń.

13. Określenie stanu technicznego obiektu zapisane jako zdatny określa, że

a) obiekt działa poprawnie.
b) jego stan jest tolerowany.
c) jego stan jest dopuszczalny.
d) obiekt nie może wykonywać niektórych działań.

14. Jeżeli nastąpiło uszkodzenie maszyny lub urządzenia to jego stan eksploatacyjny

a) pozostaje bez zmian.
b) zmienia się ze stanu zdatności do stanu niezdatności.
c) jest tolerowany.
d) jest dopuszczalny.

15. Monitorowanie pracy maszyny polega

a) na ustalaniu stanu technicznego maszyny.
b) ustalaniu przyczyn stanu maszyny.
c) bieżącej obserwacji stanu maszyny za pomocą urządzeń kontrolno-pomiarowych

umieszczonych na tablicy sterującej.

d) wyznaczaniu stanów przyszłych, następujących po badaniu.

16. Charakterystyka i dane ewidencyjne maszyny są zapisane w

a) dokumentacji techniczno-ruchowej.
b) regulaminie pracy.
c) instrukcji bhp.
d) dokumentacji konstrukcyjnej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17. Przed rozpoczęciem eksploatacji maszyny podstawowym obowiązkiem pracownika jest

a) próbne uruchomienie maszyny.
b) wykonanie próby na biegu jałowym.
c) dokładne zapoznanie się z dokumentacją techniczno-ruchową a w szczególności

z wykazem części zamiennych.

d) dokładne zapoznanie się z dokumentacją techniczno-ruchową a w szczególności

z instrukcją obsługi i użytkowania.

II część

18. Środki smarujące dobiera się zgodnie z zaleceniami zawartymi w

a) instrukcji smarowania.
b) instrukcji bhp.
c) schematach funkcjonowania.
d) danych ewidencyjnych maszyny.

19. Usuwanie po skończonej pracy powstałych zanieczyszczeń zalicza się do

a) czynności obsługi codziennej.
b) czynności obsługi okresowej.
c) czynności wykonywanych według uznania obsługującego maszynę.
d) czynności wykonywanych sporadycznie.

20. Posługując się wzorem

[MPa]

gdzie:

F - maksymalna wartość siły rozciągającej, w N

S - pole powierzchni przekroju poprzecznego próbki przed rozerwaniem, w mm

obliczymy
a) wytrzymałość materiału na rozciąganie.
b) naprężenia rzeczywiste w materiale.
c) naprężenia dopuszczalne w obciążonym materiale.
d) umowną granicę plastyczności.

21. Jak brzmi warunek sztywności uwzględniany przy doborze materiałów na części maszyn

i urządzeń?
a) Odkształcenia elementu muszą mieścić się w granicach plastyczności.
b) Element obciążony nie może ulec zniszczeniu.
c) Odkształcenie elementu musi być małe, mieszczące się w granicach sprężystości.
d) Odkształcenie elementu musi być małe.

22. Odkształcenia plastyczne to takie, które

a) nie znikają po usunięciu obciążenia, które je wywołało.
b) znikają po usunięciu obciążenia, które je wywołało.
c) znikają mimo że obciążenie działa.
d) trwają tak długo jak działa obciążenie.

23. Tarcie ruchowe występuje jeżeli

a) powierzchnie tarcia są rozdzielone warstwą smaru.
b) między współpracującymi powierzchniami nie ma żadnych ciał obcych.
c) powierzchnie nie przemieszczają się względem siebie.
d) dwa ciała ślizgają się lub toczą po sobie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

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

Stosowanie zasad eksploatacji maszyn i urządzeń

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Numer

zadania

Odpowiedź Punkty

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

21.

a b c d

22.

a b c d

23.

a b c d

Razem :

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Bożenko L. : Maszynoznawstwo dla zasadniczych szkół zawodowych. WSiP,

Warszawa 1994

2. Górecki A., Grzegórski Z. : Montaż, naprawa i eksploatacja maszyn i urządzeń

przemysłowych. WSiP, Warszawa 1994

3. Grzegórski Z.: Eksploatacja i naprawa maszyn i urządzeń. WSiP, Warszawa 1984
4. Legutko S. : Podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń. WSiP, Warszawa 2004
5. Orlik Z. , Rutkowski A. : Części maszyn – część 2. WSiP, Warszawa 1985
6. www.pip.gov.pl
7. www.udt.gov.pl

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:

więcej podobnych podstron