„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Tadeusz Markowski
Charakteryzowanie maszyn rolniczych 321[01].O1.02
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
1
Recenzenci:
dr inŜ. Tadeusz Bąkowski
mgr inŜ. Tadeusz Bzowski
Opracowanie redakcyjne:
mgr inŜ. Maria Majewska
Konsultacja:
mgr Rafał Rzepkowski
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczn
ą
programu jednostki modułowej 321[01].O1.02,
„Charakteryzowanie maszyn rolniczych”, zawartego w modułowym programie nauczania dla
zawodu technik hodowca koni.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
2
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie
3
2. Wymagania wstępne
5
3. Cele kształcenia
6
4. Materiał nauczania
7
4.1. Materiałoznawstwo, maszynoznawstwo, podstawy rysunku technicznego
7
4.1.1. Materiał nauczania
7
4.1.2. Pytania sprawdzające
16
4.1.3. Ćwiczenia
16
4.1.4. Sprawdzian postępów
18
4.2. Maszyny rolnicze, zasady eksploatacji, agregatowanie
19
4.2.1. Materiał nauczania
19
4.2.2. Pytania sprawdzające
25
4.2.3. Ćwiczenia
25
4.2.4. Sprawdzian postępów
26
4.3. Paliwa i smary, silniki spalinowe, instalacje i silniki elektryczne
27
4.3.1. Materiał nauczania
27
4.3.2. Pytania sprawdzające
34
4.3.3. Ćwiczenia
35
4.3.4. Sprawdzian postępów
36
4.4. Ochrona metali przed korozją
37
4.4.1. Materiał nauczania
37
4.4.2. Pytania sprawdzające
40
4.4.3. Ćwiczenia
40
4.4.4. Sprawdzian postępów
41
5. Sprawdzian osiągnięć
42
6. Literatura
47
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
3
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten będzie Ci pomocny w kształtowaniu umiejętności charakteryzowania
maszyn rolniczych.
W poradniku zamieszczono:
−
wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś posiadać aby bez problemów
korzystać z poradnika,
−
cele kształcenia – wykaz umiejętności jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
−
materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do osiągnięcia załoŜonych celów
kształcenia i opanowania umiejętności zawartych w jednostce modułowej,
−
zestaw pytań, abyś sprawdził czy juŜ opanowałeś określone treści,
−
ć
wiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,
−
sprawdzian postępów,
−
sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań; zaliczenie testu potwierdzi opanowanie
programu jednostki modułowej,
−
wykaz literatury.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
4
Schemat układu jednostek modułowych
321[01].O1
Podstawy techniki
321.[01].O1
Stosowanie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, sanitarno-
weterynaryjnych, ochrony przeciw poŜarowej oraz ochrony
ś
rodowiska i zwierząt
321[01].O1.02
Charakteryzowanie maszyn rolniczych
321[01].O1.03
Zastosowanie maszyn do prac rolniczych
321[01].O1.04
Stosowanie przepisów ruchu drogowego
321[01].O1.05
Stosowanie technik kierowania ciągnikiem rolniczym
i wykonywanie czynności kontrolno-obsługowych
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
5
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przed przystąpieniem do realizacji jednostki modułowej powinieneś umieć:
−
interpretować zjawiska fizyczne,
−
interpretować zjawiska chemiczne,
−
posługiwać się podstawowym zestawem kreślarskim,
−
stosować podstawowe wiadomości z metalurgii,
−
charakteryzować ogólnie proces destylacji ropy naftowej,
−
wykorzystywać wiedzę o reakcjach utleniania metali,
−
wyjaśniać zjawisko powstawania prądu elektrycznego,
−
łączyć wiadomości teoretyczne z praktyką,
−
korzystać z róŜnych źródeł informacji,
−
współpracować w grupie.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
6
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
−
rozróŜnić podstawowe materiały stosowane w technice rolniczej i określić ich właściwości,
−
rozróŜnić maszyny i urządzenia stosowane w rolnictwie,
−
rozróŜnić podstawowe części maszyn,
−
posłuŜyć się rysunkiem technicznym i budowlanym,
−
wykonać proste rysunki techniczne,
−
określić sposoby zabezpieczenia połączeń sprzętu rolniczego przed rozłączeniem,
−
określić sposoby zabezpieczenia wałów, łoŜysk i przekładni,
−
określić sposoby ograniczania siły tarcia na pracę ciągników i maszyn rolniczych,
−
określić właściwości, zastosowanie, zasady uŜytkowania oraz składowania smarów i paliw,
−
zabezpieczyć metale przed korozją,
−
określić zasady działania mechanizmów napędowych, jezdnych i hamulców ciągników
rolniczych,
−
określić zasady uŜytkowania instalacji elektrycznych i silników elektrycznych w gospodarstwie
rolnym,
−
określić zasady eksploatacji maszyn i urządzeń rolnych,
−
określić zasady agregatowania maszyn,
−
określić zasady bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpoŜarowej stosowane
podczas uŜytkowania sprzętu rolniczego.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
7
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Materiałoznawstwo, maszynoznawstwo, podstawy rysunku
technicznego
4.1.1. Materiał nauczania
W technice rolniczej uŜywane są bardzo róŜne materiały. Ich podziału moŜna dokonać
biorąc pod uwagę stan skupienia ciał. Będą to:
−
materiały w postaci ciał stałych,
−
materiały w postaci płynów,
−
materiały w postaci gazów.
Najbardziej rozpowszechnione i najczęściej stosowane będą ciała stałe a wśród nich
metale Ŝelazne, które charakteryzują się duŜą zdolnością do przewodzenia ciepła,
rozszerzalnością cieplną, przewodnością elektryczną odpowiednimi właściwościami
magnetycznymi i mechanicznymi. Bardzo duŜe znaczenie ma tu twardość, odporność na
rozciąganie, odporność na ściskanie oraz wytrzymałość zmęczeniowa. Właściwości
technologiczne metali to głównie: skrawalność, lejność metali (staliwo), plastyczność
(zdolność do kucia, walcowania), spawalność i ścieralność.
W praktyce metale występują w stałym stanie skupienia i jako związki z innymi, np.: stal
to stop Ŝelaza z węglem o zawartości węgla od 0,05 do 2%.
W zaleŜności od potrzeb stale występują w bardzo róŜnych kształtach i przyjmują bardzo
róŜne zastosowanie. Stal w zaleŜności od jej rodzaju znalazła powszechne zastosowanie do
budowy konstrukcji, budowy maszyn, produkcji narzędzi i róŜnego rodzaju półproduktów.
Stal jest powszechnym materiałem stosowanym w technice rolniczej.
Główne cechy charakteryzujące stal to:
−
dobra przewodność elektryczna,
−
dobra przewodność cieplna,
−
duŜa zdolność plastyczna (kucie, walcowanie),
−
dobra odporność na zmęczenie materiałowe,
−
dobra twardość,
−
bardzo duŜe właściwości technologiczne.
Innym waŜnym materiałem Ŝelaznym stosowanym w technice rolniczej jest Ŝeliwo.
ś
eliwo jest to stop Ŝelaza z węglem o zawartości węgla od 2 do 4,5%. śeliwo posiada
podobne właściwości jak i stal z tym, Ŝe:
−
jest kruche (posiada małą zdolność plastyczną),
−
daje się dobrze odlewać (jest stosowane do odlewów korpusów maszyn),
−
ma mniejszą zdolność technologiczną niŜ stal,
−
posiada zdolność do tłumienia drgań.
Metale nieŜelazne i ich stopy to przede wszystkim:
−
miedź i jej stopy,
−
aluminium i jego stopy,
−
inne metale nieŜelazne i stopy łoŜyskowe.
Miedź i jej stopy to głównie mosiądze (stopy miedzi i cynku o zawartości miedzi do 80%).
Mosiądze o róŜnej zawartości cynku w technice rolniczej wykorzystywane są do wytwarzania
blach, rur, drutów, śrub, węŜownic, chłodnic, itp. Innymi stopami miedzi z cyną są brązy.
W technice rolniczej brązy o zawartości powyŜej 13% cyny uŜywane są do odlewania
panewek, armatur, itp.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
8
Aluminium – metal o barwie srebrno-białej odporny na korozję atmosferyczną, działanie
chemiczne kwasów, jest kowalny, ciągliwy i daje się odlewać. W technice rolniczej występuje
jako „duraluminium” – stop aluminium, miedzi i magnezu, uzyskuje dobre właściwości
wytrzymałościowe.
Inne metale nieŜelazne to głównie:
−
cynk i jego stopy – w technice rolniczej głównie odlewy części maszyn, armatur, łoŜysk
ś
lizgowych panewek,
−
ołów – w technice rolniczej spotyka się go w płytach akumulatorowych,
−
chrom – jako dodatek do stopów stali nierdzewnych, które to znajdują szerokie zastosowanie
w przemyśle spoŜywczym,
−
inne metale nieŜelazne rzadziej stosowane w technice rolniczej to wanad, wolfram, mangan,
molibden, kobalt.
Stopy łoŜyskowe mają dobrą wytrzymałość na ściskanie oraz mały współczynnik tarcia,
dobrą przewodność cieplną, zdolność dostosowywania się do powierzchni wału, odporność na
kwasy znajdujące się w smarach oraz właściwości mechaniczne pozwalające na pracę
w podwyŜszonych temperaturach łoŜyska. Są to głównie: stopy cynowe, stopy ołowiowo-
cynowe, stopy bezcynowe na osnowie ołowiowej. Oprócz wymienionych stopów
łoŜyskowych stosuje się jeszcze brązy cynowe i brązy ołowiowe, głównie do wylewania
panewek łoŜysk. Są to stopy trudno topliwe.
Głównymi materiałami występującymi w technice rolniczej w postaci stałej są materiały
metalowe Ŝelazne i nieŜelazne, wszystkie inne to materiały pomocnicze, czyli:
−
skóra,
−
guma,
−
tworzywa sztuczne,
−
drewno,
−
szkło,
−
materiały izolacyjne.
Skórę stosuje się przede wszystkim do produkcji pasów, troków, uszczelek. DuŜe
znaczenie ma w przemyśle rymarsko-galanteryjnym. Gotowa skóra zawiera 25% tłuszczu,
jest miękka, odznacza się duŜą wytrzymałością na rozciąganie i nie przepuszcza wody.
Technik hodowca koni powinien znać właściwości skóry, dlatego, Ŝe cała uprząŜ konia
uprząŜ szorowa i chomątowa, uzd jeździeckich i inne elementy są z niej wykonane.
Koń jako szlachetne i delikatne zwierzę powinien być wyposaŜony we właściwą uprząŜ
w zaleŜności od jego (jej) przeznaczenia: jeździectwo, hipoterapia, agroturystyka konna,
konie pracujące pociągowo, rekreacja konna, itp.
Guma znajduje zastosowanie do produkcji opon, dętek, rur, węŜy, pasów, itp. Guma jest
elastyczna, nie przewodzi prądu, jest wodoszczelna.
Tworzywa sztuczne bardzo szeroki wachlarz zastosowań od śrub, nakrętek, po rury,
złączki, izolatory itp.
Drewno w technice rolniczej wykorzystywane jest głównie jako materiał konstrukcyjny.
Po ulepszeniu drewna uzyskuje się lignofol i lignostal oraz róŜnego rodzaju sklejki. Lignofol
stosuje się w budowie maszyn rolniczych do wytwarzania targańców, niektórych
korbowodów, itp.
Szkło znalazło zastosowanie do produkcji szyb samochodów i ciągników rolniczych,
luster, izolatorów, itp.
Głównymi materiałami izolacyjnymi stosowanymi w technice rolniczej są: tworzywa
sztuczne, papier, tworzywa naturalne, włókna sztuczne, guma oraz wyroby z porcelany
i szkła.
Materiały występujące w postaci płynnej to:
−
woda konsumpcyjna,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
9
−
woda technologiczna i kotłowa,
−
ciekłe paliwa pędne,
−
ciekłe środki smarne – oleje.
Do wód konsumpcyjnych zalicza się wody źródlane, studzienne i wodociągowe. Woda
konsumpcyjna musi mieć odpowiedni smak oraz unormowaną zawartość soli mineralnych,
tlenu i CO
2
. Woda do picia tak dla człowieka jak i dla zwierząt, a szczególnie dla koni, musi
być klarowna, przezroczysta, bez nieprzyjemnego zapachu i smaku. Najlepszą wodę
dostarczają potoki górskie, których woda zawiera duŜo tlenu, wskutek czego usunięte zostają
substancje organiczne. Technik hodowca koni powinien uŜywać odpowiedniej wody do
pojenia i mycia koni, w szczególności zaś do pojenia karmiących klaczy czy mycia, do
odpajania źrebiąt.
Woda technologiczna – jej właściwości są bardzo zróŜnicowane w zaleŜności od jej
przeznaczenia, natomiast woda kotłowa słuŜy do zasilania kotłów parowych.
Ciekłe paliwa pędne będą opisane w rozdziale 4.3.1. poświęconym paliwom i smarom.
Ciekłe środki smarne to głównie oleje pochodzące z przerobu i destylacji ropy naftowej, jak
teŜ oleje pochodzenia roślinnego, bądź tłuszcze pochodzenia zwierzęcego rozgrzane do
temperatury topnienia. Ich głównym zadaniem jest zmniejszenie siły tarcia występującej
w róŜnych maszynach rolniczych.
Materiały gazowe najczęściej stosowane w technice rolniczej to:
−
powietrze,
−
tlen,
−
acetylen.
Powietrze jest mieszaniną gazów mającą zastosowanie do napełniania opon, dętek,
przedmuchiwania mechanizmów, napełniania poduszek amortyzacyjnych, itp.
Tlen jest gazem technicznym, łącznie z acetylenem ma zastosowanie w spawalnictwie
gazowym bądź gazowo-elektrycznym.
Technika rolnicza praktycznie na co dzień operuje róŜnymi rodzajami rysunku
technicznego. Zgodnie z Polską Normą, rysunkiem nazywamy przedstawienie przedmiotów
w określonej podziałce, wykonane z zastosowaniem określonych przyborów, natomiast
szkicem nazywamy przedstawienie przedmiotu z zachowaniem proporcji, będące zwykle
podstawą do wykonania rysunku.
W praktyce najczęściej spotykamy się z następującymi rodzajami rysunków:
1) rysunek rzutowy – rysunek przedstawiający przedmiot w rzutach prostokątnych na
płaszczyzny wzajemnie prostopadłe,
2) rysunek aksonometryczny – przestrzenne przedstawienie przedmiotu w rzucie
aksonometrycznym,
3) rysunek wykonawczy – rysunek zawierający wszystkie dane potrzebne do wykonania
części maszyny,
4) rysunek surówki – rysunek przedmiotu w stanie surowym (odlewu, odkuwki),
5) rysunek złoŜeniowy – rysunek złoŜenia wszystkich zespołów i części wyrobu,
6) rysunek montaŜowy – rysunek podobny do rysunku złoŜeniowego, ale zawierający dane
potrzebne do montaŜu zespołu lub wyrobu,
7) schemat – przedstawienie w sposób uproszczony zasady działania lub budowy
mechanizmu, maszyny lub urządzenia.
8) rysunek instalacyjny – rysunek przedstawiający rozmieszczenie elementów instalacji
i sposób ich łączenia,
9) rysunek fundamentowy – rysunek przedstawiający fundament oraz sposób zamocowania
na nim maszyny lub urządzenia,
10) rysunek zabiegowy – rysunek zawierający dane potrzebne do wykonania jednego zabiegu
technologicznego,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
10
11) rysunek operacyjny – rysunek zawierający dane potrzebne do wykonania operacji
technologicznej.
Podstawowe elementy rysunku technicznego
Formaty rysunków, czyli wymiary arkusza, na którym wykonuje się rysunki, są
znormalizowane. Podstawowym formatem arkusza rysunkowego jest A4 o wymiarach
210 x 297 mm. Arkusze A3, A2, A1, A0 powstają przez podwojenie dłuŜszego boku arkusza
wyjściowego, jak to przedstawia poniŜszy rysunek.
Rys. 1. Tworzenie formatów arkuszy [opracowanie własne]
Tabliczki rysunkowe istnieją w róŜnych odmianach róŜniących się wielkością, kształtem oraz
ilością informacji. Według Polskich Norm rozróŜnia się trzy rodzaje tabliczek rysunkowych:
podstawowe, zmniejszone oraz uproszczone. Najczęściej stosowane są tabliczki podstawowe
zawierające najwięcej informacji.. Rysunek 2 przedstawia tabliczkę podstawową.
A0
A1
A2
A3
A5
A5
A4
210
841
2
9
7
1
1
8
9
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
11
Rys. 2. Tabliczka rysunkowa [2, s. 29]
Pismo techniczne jest znormalizowane. Zgodnie z normą stosuje się dwa rodzaje pisma:
proste oraz pochyłe. Do opisywania rysunków technicznych stosuje się głównie pismo
pochyłe zwykłe.
Rodzaje linii rysunkowych
Do wykonania rysunków technicznych stosuje się trzy grubości linii: bardzo grube, grube
oraz cienkie. Linie grube słuŜą do rysowania widocznych połączeń klejonych, zgrzewanych
oraz jako linie wykresowe. Linie grube słuŜą do rysowania widocznych krawędzi
przedmiotów i wyraźnych zarysów przedmiotów w widokach i przekrojach. Linie cienkie
słuŜą do rysowania linii wymiarowych, pomocniczych linii wymiarowych, kreskowania
przekrojów, zarysów rdzeni gwintów oraz linii den wrębów kół zębatych ślimaków itp.
Ponadto rozróŜnia się linie ciągłe, kreskowe, punktowe, dwupunktowe, faliste oraz
zygzakowate i linie wielopunktowe.
Podziałka rysunkowa jest to stosunek wymiarów przedmiotu na rysunku do jego
wymiarów rzeczywistych.
W rysunku technicznym stosowanym w technice rolniczej stosowane są najczęściej
podziałki: naturalna, tzn. zachowująca wymiary zgodne z wymiarami rzeczywistymi oraz
zmniejszająca, np.: 1:2, 1:5 oraz powiększająca 2:1.
Rysunek wykonawczy jest to taki rysunek na podstawie, którego moŜna wykonać daną
część maszynową. Części wyrobu są na nim dokładnie przedstawione, zawierają
wystarczającą ilość rzutów, przekrojów i kładów umoŜliwiających jednoznaczne określenie
jego kształtów oraz jednoznaczne zwymiarowanie. Ponadto rysunek wykonawczy powinien
zawierać, jeŜeli takowe są potrzebne tolerancje kształtu i połoŜenia oraz oznaczenia
dopuszczalnej chropowatości powierzchni. W razie potrzeby podawane na nim są wymagania
dotyczące obróbki cieplnej i wykańczającej. W rysunku wykonawczym stosuje się
10
45
20
20
95
55
20
10
6
0
2
0
2
5
1
5
180
Konstruował
Rysował
Sprawdził
Kontrola Norm
Zatwierdził
Nazwa przedsiębiorstwa
Nr rysunku
Podziałka
Materiał
Nazwa przedmiotu
CięŜar
N
r
zm
ia
n
y
L
ic
zb
a
zm
ia
n
Z
am
ia
st
P
o
w
in
n
o
b
y
ć
P
o
d
p
is
D
at
a
N
az
w
is
k
o
P
o
d
p
is
Zastępuje rys. nr
10
40
40
20
10
50
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
12
jednoznaczne przedstawienia kształtu części, dokonując myślowego rzutu prostokątnego na
trzy wzajemnie prostopadłe płaszczyzny, które to przedstawia rysunek 3.
Rys. 3. Rzutowanie prostokątne [opracowanie własne]
Podczas rzutowania naleŜy pamiętać, aby liczba rzutów była ograniczona do niezbędnego
minimum koniecznego do całkowitego zwymiarowania danej części.
Rzut główny powinien przedstawiać daną część w połoŜeniu takim jak ma ona znajdować
się
w
rzeczywistości
lub
w
połoŜeniu
uwidaczniającym
najwięcej
jej
cech
charakterystycznych. Rzutami przedmiotów mogą być widoki określające zewnętrzne kształty
jak i przekroje pokazujące budowę wewnętrzną przedmiotów wydrąŜonych. RozróŜnia się
przekroje proste przecięte jedną płaszczyzną jak i przekroje złoŜone powstające przez
przecięcie więcej niŜ jedną płaszczyzną.
Przedmioty symetryczne przedstawia się najczęściej w półwidoku – półprzekroju, a
drobne szczegóły w widokach i przekrojach cząstkowych.
Rys. 4. Półwidok, półprzekrój rzutu głównego [2, s. 32]
Rysunek złoŜeniowy moŜe dotyczyć całego wyrobu, jednego z zespołów lub jednego
z podzespołów. Stosuje się go w celu przedstawienia sposobu złoŜenia wyrobu, zespołu lub
podzespołu, składającego się z wielu części. Na rysunku tym poszczególne części oznacza się
P
1
P
3
P
2
x
z
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
13
kolejnymi numerami, przy czym części największe otrzymują numery najniŜsze, następnie są
numerowane części wykonane specjalnie, a na końcu znormalizowane. Informacje dotyczące
tych części umieszcza się w wykazie części stanowiącym przedłuŜenie tabliczki podstawowej.
W wykazie tym podaje się nazwę części, numer rysunku, lub numer normy w przypadku, gdy
część jest znormalizowana. Ponadto podaje się rodzaj materiału oraz liczbę sztuk
jednakowych części, które potrzebne są do zmontowania całego wyrobu.
Gdy rysunek złoŜeniowy przedstawia wyrób w przekroju, to przekroje części wzajemnie
się stykających kreskuje się w kierunku wzajemnie prostopadłym. Na rysunkach
złoŜeniowych najczęściej nie podaje się wymiarów z wyjątkiem wymiarów gabarytowych.
Rysunek montaŜowy jest pewną odmianą rysunku złoŜeniowego gdzie podaje się pewne
informacje i wymiary niezbędne do wykonania prawidłowego montaŜu.
Rysunek budowlany przedstawia całość budowli z jej projektem oraz technologią
wykonania. Najogólniej rzecz ujmując, gdy trzymasz rysunek budowlany w ręku i czytasz go
to masz ogólną wizję jak ma wyglądać budowla, z jakich materiałów ma być wykonana, jakie
ma spełniać wymogi prawa budowlanego. Ponadto najprostszy rysunek budowlany musi
przedstawiać usytuowanie budowli w odniesieniu do stron świata. Przedstawia elewację
północną, południową, wschodnią i zachodnią. Ponadto musi przedstawiać rzut pionowy
fundamentów z rozmieszczeniem pomieszczeń oraz kolejnych kondygnacji. Rysunki
budowlane w całości tworzą plan, projekt, z pełnymi schematami wszystkich instalacji, jakie
przewiduje projektant w danej budowli.
Mechanizm moŜna przedstawić jako zespół ciał sztywnych, ruchomo ze sobą
połączonych. KaŜde z ciał wchodzących w skład mechanizmu to jego ogniwo. Mechanizmy
są urządzeniami przeznaczonymi do przenoszenia ściśle określonego ruchu. W zdecydowanej
większości głównym zadaniem mechanizmów jest przekształcenie jednego rodzaju ruchu
w inny. Rozpatrując działanie mechanizmów spotykamy dwa zasadnicze rodzaje ruchów –
prostoliniowy i obrotowy. W maszynach rolniczych najczęściej spotykany mechanizm to
czworobok przegubowy, zwany teŜ równoległobokiem przegubowym i mechanizm korbowy.
Maszyna jest to środek techniczny wytwarzający lub przetwarzający energię mechaniczną.
Maszyny słuŜące do wytwarzania energii noszą nazwę silników. Maszyny pobierające energię
mechaniczną (od silnika) w celu wykonania określonej pracy noszą nazwę maszyn roboczych,
wśród których moŜna wyróŜnić kilka grup, np.: obrabiarki, maszyny budowlane, drogowe,
rolnicze, itp.
Maszyna jest to środek techniczny wytwarzający lub przetwarzający energię
mechaniczną. Maszyny słuŜące do wytwarzania energii noszą nazwę silników. Maszyny
pobierające energię mechaniczną (od silnika) w celu wykonania określonej pracy noszą
nazwę maszyn roboczych, wśród których moŜna wyróŜnić kilka grup, np.: obrabiarki,
maszyny budowlane, drogowe, rolnicze, itp.
Maszyna rolnicza jest to środek techniczny z czynnie działającymi częściami roboczymi
otrzymującymi napęd od źródła energii (silnika lub ciągnika) – przeznaczony do
wykonywania prac w rolniczych procesach produkcyjnych.
Narzędzie jest to środek techniczny stanowiący bezpośrednią część roboczą maszyny
(narzędzie maszynowe) lub ułatwiający, a nawet umoŜliwiający człowiekowi wykonanie
pracy ręcznej (narzędzie ręczne) np.: grabie, widły, siekiera, pilnik, gwintownik, itp.
Narzędzie rolnicze jest środkiem technicznym składającym się głównie z bezpośrednich
części roboczych wykonujących pracę pod wpływem napędu lub siły pociągowej, np.: pługi,
brony, kultywatory, itp.
Maszynami zaś są siewniki do nasion, rozsiewacze do nawozów, młocarnie,
snopowiązałki, kopaczki do ziemniaków, itp. Zespół źródeł energetycznych i maszyn lub
narzędzi zestawiony do wykonania określonego zadania roboczego nazywa się agregatem
maszynowym, np.: agregat uprawowo-siewny lub agregat omłotowy. Natomiast
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
14
wieloczynnościowa maszyna robocza złoŜona z maszyn lub mechanizmów prostych lub
złoŜonych, bądź teŜ narzędzi prostych lub złoŜonych przeznaczona do wykonywania
w sposób ciągły kilku lub kilkunastu operacji w określonym procesie technologicznym
nazywa się kombajnem. Kombajn moŜe być maszyną stacyjną przeznaczoną do prac
umiejscowionych, np.: w toku produkcji zwierzęcej bądź teŜ mobilną – przeznaczoną do prac
polowych. Kombajny mobilne moŜna podzielić na bezsilnikowe, silnikowe i samobieŜne.
Kombajn bezsilnikowy otrzymuje napęd od wału odbioru mocy ciągnika, natomiast
kombajn silnikowy – otrzymuje podczas pracy napęd od zamontowanego na nim silnika
stacyjnego. Kombajn samobieŜny jest wyposaŜony w mechanizm jazdy w silnik, który
dostarcza energii do napędu mechanizmu jezdnego i elementów roboczych kombajnu.
W technice rolniczej spotykamy takŜe aparaty oraz przyrządy. Aparaty to urządzenia
techniczne słuŜące do określonych celów w wyniku, których zachodzą pewne zjawiska
fizyczne lub chemiczne, ale nie słuŜą do wytwarzania ani przetwarzania energii
mechanicznej. W technice rolniczej spotykamy teŜ wiele przyrządów, będą to: przyrządy
pomiarowe, pomocnicze, robocze, itp.
Urządzenia techniczne stosowane w technice rolniczej są to środki techniczne, bierne np.:
zbiorniki, zasobniki, zsypy, rurociągi, itp. Maszyny i narzędzia w technice rolniczej
klasyfikowane są według kryterium produkcyjnego oraz technologicznego.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
15
Rys. 5. Podział maszyn i narzędzi rolniczych [opracowanie własne]
Poszczególne maszyny, urządzenia, narzędzia i aparaty będą opisane w jednostce
modułowej 321[01].O1.03 „Zastosowanie maszyn do prac rolniczych”.
Maszyny i narzędzia
w produkcji
roślinnej
Maszyny i narzędzia
rolnicze
Maszyny
i narzędzia
w produkcji
zwierzęcej
maszyny i narzędzia
do uprawy roli
maszyny do
nawoŜenia
maszyny do siewu
i sadzenia
maszyny i aparaty
do ochrony roślin
maszyny do zbioru
zbóŜ
maszyny do zbioru
siana i zielonek
maszyny do zbioru
roślin okopowych
ś
rodki
transportowe
maszyny
i urządzenia do
zaopatrzenia
gospodarstw
w wodę
maszyny
i urządzenia do
przygotowywania
i zadawania pasz
maszyny
i urządzenia do
pozyskiwania
i obróbki wstępnej
mleka
urządzenia do
usuwania odchodów
zwierzęcych z obór
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
16
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie wyróŜnia się materiały przyjmując za kryterium stan ich skupienia?
2. Jakie właściwości mają metale Ŝelazne?
3. Jakie właściwości technologiczne posiada stal?
4. Jakie właściwości technologiczne posiada Ŝeliwo?
5. Czym charakteryzują się stopy miedzi?
6. Gdzie znajdują zastosowanie stopy miedzi?
7. Gdzie znajduje zastosowanie stal?
8. Gdzie znajduje zastosowanie Ŝeliwo?
9. Gdzie znajdują zastosowanie inne metale nieŜelazne i stopy łoŜyskowe?
10. Jakie materiały pomocnicze są stosowane w technice rolniczej?
11. Czym charakteryzują się skóra i guma?
12. Czym charakteryzują się drewno i tworzywa sztuczne?
13. Gdzie znajduje zastosowanie szkło i tworzywa sztuczne?
14. Jakie znaczenie ma woda w hodowli koni?
15. Czy woda technologiczna moŜe być uŜyta dla koni?
16. Jakie płynne paliwa pędne mają zastosowanie w technice rolniczej?
17. Jakie są ciekłe środki smarne?
18. Czy spręŜone powietrze moŜna uŜyć jako materiał technologiczny?
19. Jakie są rodzaje rysunków?
20. Jakie wymiary ma arkusz podstawowy?
21. Czym charakteryzuje się tabliczka rysunkowa?
22. Czym charakteryzuje się pismo techniczne?
23. Jakie są rodzaje linii rysunkowych?
24. Jak powstaje rysunek w rzutach prostokątnych oraz wykonawczy?
25. Jak powstaje rysunek złoŜeniowy?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj materiały konstrukcyjne, które stosowane są w technice rolniczej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) obejrzeć plansze poglądowe, półprzekroje, przekroje przedstawiające moŜliwości zastosowania
materiałów w budowie maszyn rolniczych,
2) określić wymagania stawiane materiałom z uwzględnieniem warunków ich pracy,
3) rozpoznać otrzymane od nauczyciela próbki materiałów,
4) określić ich właściwości oraz moŜliwości ich zastosowania,
5) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
– plansze dotyczące rodzajów materiałów (próbki),
– półprzekroje części maszyn,
– literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
17
Ćwiczenie 2
Odczytaj rysunek techniczny.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) określić rodzaje rysunków technicznych,
2) odczytać z tabliczki nazwę rysunku,
3) określić zastosowanie części przedstawionej na rysunku,
4) przedstawić wyniki ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
rysunki techniczne (róŜne rodzaje),
−
plansze poglądowe, gabloty obrazujące proces technologiczny,
−
rzeczywiste modele lub mechanizmy, które zostały przedstawione na rysunku,
−
literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 3
Wykonaj rysunek techniczny (wykonawczy) sworznia.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) określić sposób wykonywania rysunków technicznych wykonawczych,
2) przeanalizować proces technologiczny powstawania sworznia na podstawie tablicy poglądowej,
3) wykonać rysunek wykonawczy podanego sworznia,
4) porównać swój rysunek z rysunkiem wzorcowym,
5) sporządzić notatkę z wykonanej pracy.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
proces technologiczny powstawania sworznia − tablica poglądowa,
−
model sworznia,
−
przybory kreślarskie,
−
rysunek wzorcowy sworznia,
−
literatura z rozdziału 6 poradnika dla czunia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
18
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) rozpoznać elementy stalowe w silniku spalinowym?
2) rozpoznać elementy Ŝeliwne w silniku spalinowym?
3) rozróŜnić stal od Ŝeliwa?
4) wymienić i rozróŜnić rodzaje stali?
5) rozróŜnić stopy miedzi od stopów aluminium?
6) zastosować wodę konsumpcyjną i wodę technologiczną?
7) zastosować spręŜone powietrze?
8) wymienić rodzaje rysunków technicznych?
9) odczytać rysunki techniczne i budowlane?
10) rozróŜnić rysunki techniczne?
11) wykonać prosty rysunek techniczny?
12) podać definicję maszyny rolniczej?
13) podać definicję urządzenia rolniczego?
14) podać definicję agregatu?
15) podać definicję kombajnu i scharakteryzować go?
16) wskazać zastosowanie układu korbowego w maszynach rolniczych?
17) wskazać zastosowanie równoległoboku przegubowego w maszynach
rolniczych?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
19
4.2. Maszyny rolnicze, zasady eksploatacji, agregatownie
4.2.1. Materiał nauczania
W technice rolniczej najwaŜniejsze są normy działu oznaczonego literą M – maszyny,
urządzenia i narzędzia oraz działu oznaczonego literą R – rolnictwo i leśnictwo.
Uniwersalne części maszyn moŜna podzielić na dwie grupy:
1) części maszyn słuŜące do łączenia róŜnych elementów,
2) części maszyn do przekazywania napędu.
Grupy te nazywa się często połączeniami i napędami, w kaŜdej z grup głównych moŜna
wyróŜnić liczne podgrupy i rodzaje części maszyn (rys. 6).
Rys. 6. Schematyczne zestawienie waŜniejszych grup części maszyn [opracowanie własne]
Części maszyn
połączenia
napędy
rozłączne
nierozłączne
zgrzewane
lutowane
spawane
kołkowe
rurowe
spręŜyste
sworzniowe
wielowypustowe
wpustowe
klinowe
gwintowe
wciskowe
nitowe
osadzone na
gorąco
klejone
hamulce
przekładnie
sprzęgła
łoŜyska
wały i osie
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
20
Połączenia rozłączne to takie, które moŜna rozłączyć ponownie bez uszkodzenia
elementów łączonych i łączących, czyli połączenia: gwintowe, klinowe, wpustowe,
wielowypustowe oraz kołkowe, spręŜyste i rurowe. W połączeniach gwintowych podstawową
rolę odgrywa gwint. Teoretycznie gwint jest to równia pochyła nawinięta na walec.
RozróŜniamy gwinty nacięte zewnętrznie, które stanowią śruby oraz gwinty nacięte
wewnętrznie, które stanowią nakrętki.
Połączenia klinowe, wpustowe, wielowypustowe i sworzniowe
W zaleŜności od rodzaju połączenia, elementem łączącym moŜe być klin, wpust, sworzeń
bądź teŜ odpowiednio ukształtowana powierzchnia łączących części tworząca wielowypust.
Połączenia wielowypustowe są stosowane obecnie bardzo często w maszynach rolniczych.
Połączenie takie polega na wsunięciu czopa wielowypustowego do otworu wielorowkowego,
wykonanego w piaście innego elementu. Najczęściej stosuje się wypusty równoległe, bądź
ewolwentowe – to znaczy wg krzywej odwijającej się. Typowym powszechnym połączeniem
wielowypustowym jest końcówka wału odbioru mocy ciągnika, na którą to nasuwa się otwór
wielorowkowy wału przegubowo-teleskopowego. Połączenia sworzniowe polegają na
przetknięciu obydwu łączonych części okrągłym sworzniem. Typowym połączeniem
sworzniowym w maszynach rolniczych jest połączenie ciągnika z maszyną rolniczą
zawieszoną za pomocą trójpunktowego układu zawieszenia na podnośniku hydraulicznym,
tegoŜ ciągnika.
Połączenia kołkowe stosowane są zarówno jako połączenia przenoszące moment
obrotowy jak i połączenia ustalające. Najczęściej stosuje się kołki ustalające, których celem
jest ustalenie połoŜenia wzajemnie łączonych części z zachowaniem odpowiedniej klasy
dokładności. Zazwyczaj są to połączenia dokładne. Jako główne rodzaje rozróŜnia się kołki
cylindryczne i stoŜkowe. Połączenia nierozłączne są to takie, w których części łączące lub
łączone ulegają uszkodzeniu w wypadku rozłączenia. Są to połączenia: spawane, zgrzewane,
nitowe, lutowane, klejone. W maszynach rolniczych spawanie stosuje się głównie do
wykonywania róŜnych rodzajów ram, konstrukcji nośnych, konstrukcji szkieletowych, itp.
Szczególne znaczenie odgrywają połączenia spawane w doraźnej naprawie róŜnych
elementów maszyn rolniczych. Spawanie polega na stopieniu brzegów łączonych części
z dodaniem lub bez dodania spoiwa. Przy spawaniu nie stosuje się docisku części.
RozróŜniamy spawanie elektryczne oraz spawanie gazowe. Przy wykonywaniu napraw
maszyn rolniczych najpowszechniej stosuje się spawanie elektryczne, rzadko gazowe. Spoina
jest elementem łączącym w połączeniach spawanych. RozróŜnia się spoiny czołowe,
pachwinowe, wypukłe, wklęsłe.
Stal przeznaczona do spawania musi odznaczać się niską zawartością węgla wynoszącą
0,15–0,25% i nie więcej niŜ 0,3%. Innym połączeniem wykonanym na gorąco są połączenia
zgrzewane. Zgrzewanie polega na nagrzewaniu obu łączonych części do stanu ciastowatości
(plastyczności) i w momencie uzyskania takiego stanu wzajemnym ich dociśnięciu.
Połączenie nitowe polega na tym, Ŝe łączone części nakłada się na siebie, wierci się otwór
przelotowy w złoŜeniu wkłada się nit lub nity, które zamyka się przez podparcie łba nitu
wspornikiem i uformowanie zakuwki, zakuwnikiem. Zamykanie nitów odbywa się z reguły
na gorąco, na zimno zamykane są tylko nity o średnicy poniŜej 10 mm. Połączenia nitowe
wykonywane są najczęściej w postaci szwów jednego lub kilku szeregów nitów. RozróŜnia
się połączenia zakładkowe, nakładkowe jednostronne, nakładkowe dwustronne. Połączenia
wciskowe moŜna podzielić na wtłaczane i skurczowe. W obu przypadkach w celu uzyskania
niezbędnych nacisków wykorzystuje się odkształcenia łączonych ze sobą części. Połączenia
wtłaczane uzyskuje się przez wykonanie z nadmiarem części zewnętrznej i wtłoczenie siłą
jednej części w drugą. Połączenia skurczowe uzyskuje się przez podgrzanie części
zewnętrznej lub schłodzenie części wewnętrznej, wykorzystując w tym przypadku
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
21
odkształcenie termiczne do wprowadzenia jednej części w drugą i uzyskania trwałego
połączenia po wyrównaniu temperatur. Połączenia wciskowe zalicza się zwykle do połączeń
nierozłącznych; połączenia typu wtłaczanego moŜna rozłączyć poprzez uŜycie odpowiednio
duŜej siły. Połączenia typu skurczowego są całkowicie nierozłączne.
Wały są elementami maszyn osadzonymi w łoŜyskach i słuŜą do przenoszenia momentów
skręcających, czasem do przenoszenia momentów zginających oraz sił ściskających
i rozciągających. Głównym zadaniem osi jest przenoszenie momentów zginających.
Osie dzieli się na stałe lub ruchome w zaleŜności od tego, czy element wirujący, którego
połoŜenie ustalają, obraca się względem osi, czy obraca się wraz z osią względem ramy.
W skład osi i wałów wchodzą: czopy, odcinki swobodne oraz osadzenia i kołnierze,
stanowiące jedną całość lub na stałe z nim związane.
ŁoŜyska są elementami maszyn słuŜącymi do podtrzymywania osadzonych w nim wałów
i osi oraz ustalającymi ich połoŜenie względem nieruchomej podstawy. ŁoŜyska dzieli się na
dwie podstawowe grupy, a mianowicie: ślizgowe i toczne. ŁoŜyska ślizgowe to takie,
w których powierzchnia czopa wału lub osi ślizga się po powierzchni obejmującej go, zwanej
panwią. RozróŜnia się trzy rodzaje łoŜysk w zaleŜności od kierunku przenoszenia obciąŜenia
są to łoŜyska poprzeczne, poprzeczno-wzdłuŜne oraz wzdłuŜne. Odpowiednie ukształtowanie
czopa i panwi daje minimalizację siły tarcia oraz zastosowanie odpowiedniego smaru. Tarcie
ś
lizgowe, które występuje w łoŜyskowaniu ślizgowym dzieli się na suche (minimum smaru),
półpłynne, gdy tylko szczyty nierówności materiału stykają się ze sobą, wgłębienia
wypełnione są smarem oraz tarcie płynne, podczas którego następuje całkowite oddzielenie
powierzchni trących od siebie warstwy smaru (oleju). W maszynach rolniczych łoŜyska
ś
lizgowe nie znalazły szerszego zastosowania ze względu na małe prędkości obrotowe,
zwartość konstrukcji tych maszyn oraz charakter obciąŜeń preferujących zastosowanie łoŜysk
tocznych.
ŁoŜyska toczne w odróŜnieniu od ślizgowych to takie, w których zachodzi tarcie toczne.
Uzyskanie tego tarcia stało się moŜliwe dzięki wprowadzeniu dodatkowego elementu
tocznego między powierzchnią czopa, a powierzchnią „panwi” łoŜyska tocznego zwanej
gniazdem. ŁoŜysko toczne składa się z dwóch pierścieni (zewnętrznego i wewnętrznego)
z bieŜniami zewnętrzną i wewnętrzną, koszyczka dla elementów tocznych. Do elementów
tocznych naleŜą: kulki, wałeczki walcowe krótkie, wałeczki walcowe długie, wałeczki
igiełkowe, wałeczki stoŜkowe, wałeczki baryłkowe symetryczne i baryłkowe asymetryczne.
ŁoŜyska toczne w zaleŜności od kierunku przenoszonego obciąŜenia dzieli się na trzy
podstawowe grupy: poprzeczne, skośne i wzdłuŜne.
Sprzęgła są urządzeniami do łączenia ze sobą dwóch współpracujących wałów w celu
przenoszenia mocy. Podstawowym zadaniem sprzęgieł jest przenoszenie momentu
obrotowego oraz prędkości kątowej bez zmiany jej kierunku z wału czynnego
„napędzającego” na wał bierny „napędzany” przez ich wzajemne łączenie.
Sprzęgła mechaniczne dzieli się na trzy klasy:
−
nierozłączne (sztywne, podatne oraz samonastawne), w których człony czynny i bierny są
połączone trwale, a włączenie ich jest moŜliwe tylko w czasie demontaŜu maszyny,
−
sterowane (przełączalne, synchroniczne lub asynchroniczne) mające moŜliwość złączenia
i rozłączenia członów składowych w czasie pracy maszyny przez jej obsługę,
−
samoczynne (odśrodkowe, jednokierunkowe oraz bezpieczeństwa) gdzie złączenie oraz
rozłączenie odbywa się wskutek zmian parametrów pracy.
Przekładnie są częściami maszyn słuŜącymi do przekazywania energii od elementu
napędzającego czynnego do elementu napędzającego biernego. Towarzyszy temu najczęściej
jednoczesna zmiana prędkości oraz odpowiadająca jej zmiana momentów lub sił.
W zaleŜności od sposobu przenoszenia energii wyróŜnia się przekładnie mechaniczne,
hydrauliczne, pneumatyczne i elektryczne. Przekładnie w zaleŜności od tego, czy ruch
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
22
obrotowy koła napędzającego jest przenoszony bezpośrednio na koła czy pośrednio za
pomocą np.: ciągu (pasa, łańcucha) dzieli się na bezpośrednie i pośrednie. Przekładnie zębate
są przekładniami bezpośrednimi. Przekładnie pasowe, łańcuchowe są przekładniami
pośrednimi. W zaleŜności od wzajemnego kątowego połoŜenia osi wałów czynnego
i biernego, przekładnie dzieli się na równoległe, kątowe i wichrowate.
Mechanizm hamowania słuŜy do zmniejszenia prędkości i zatrzymania pojazdu lub części
będącej w ruchu. Hamulce słuŜą teŜ do unieruchomienia pojazdu podczas postoju.
Najogólniej rzecz ujmując podczas hamowania dąŜy się do maksymalizacji siły tarcia
w sposób najbardziej efektywny i najbezpieczniejszy w jej wykorzystaniu. W technice
rolniczej najpowszechniej stosuje się hamulce cierne. W zaleŜności od konstrukcji elementów
ciernych rozróŜnia się hamulce: taśmowe, szczękowe, tarczowe. W zaleŜności od sposobu
przenoszenia sił z pedału hamulca na element cierny rozróŜnia się hamulce mechaniczne,
hydrauliczne i pneumatyczne.
Eksploatacja maszyn rolniczych polega na uŜytkowaniu tych maszyn do ściśle
określonych celów i w konkretnych warunkach pracy maszyny.
W systemie eksploatacji rozróŜnia się przynajmniej dwa podsystemy, tj. podsystem
uŜytkowania maszyn rolniczych i podsystem odnowy maszyn rolniczych. KaŜdy z tych
podsystemów będzie posiadał swojego nadzorcę, w praktyce jest to kierownik gospodarstwa,
a w małych gospodarstwach indywidualnych wszystkie te funkcje pełni zwykle właściciel.
Pierwszą i podstawową zasadą eksploatacji maszyn jest dobór maszyn do określonych
procesów produkcyjnych oraz na ogólne potrzeby całych gospodarstw, czyli zapewnienie
terminowego i niezawodnego zrealizowania wszystkich prac, przy zaangaŜowaniu minimum
ś
rodków technicznych i nakładów finansowych. Innymi słowy jest to kryterium ekonomiczne,
które warunkuje dalsze funkcjonowanie gospodarstwa bądź jego upadłość lub bankructwo.
KaŜda maszyna zbędna lub niewykorzystana prawidłowo stanowi w gospodarstwie
obciąŜenie ekonomiczne z powodu zamroŜenia środków finansowych. Przy doborze maszyn
oprócz kryterium ekonomicznego naleŜy równieŜ brać pod uwagę rozkład obciąŜenia prac w
ciągu roku i określić terminy spiętrzeń prac. Planując zestaw maszyn w gospodarstwie
musimy kierować się tym, w jakim stopniu chcemy zmechanizować dany odcinek prac. Inny
zestaw maszyn zastosujemy do kompleksowej modernizacji prac, podczas której wszystkie
czynności będą zmechanizowane, a inny do mechanizacji wycinkowej, w której z reguły
najcięŜsze prace są zmechanizowane, a lekkie wykonywane są ręcznie.
Drugą zasadą eksploatacji jest tzw. zasada energetyczna, która oznacza, Ŝe źródło energii
(moc ciągnika, silnika elektrycznego) dla maszyny musi być tak dobrane, aby moŜna było
właściwie wykonać pracę, nie przeciąŜając przy tym ciągnika, ale maksymalnie wykorzystać
jego osiągi. Przyjmuje się, Ŝe najkorzystniejsze warunki pracy agregatu (techniczno-
ekonomiczne) występują wtedy, gdy obciąŜenie silnika wynosi 80–90% jego mocy
nominalnej. Energetyczne warunki pracy w znaczącym stopniu uzaleŜnione są od warunków
agrotechnicznych, a w szczególności od rodzaju obrabianej gleby, jej wilgotności, stanu
podłoŜa oraz zbieranej masy ziemiopłodów.
Kolejną zasadą dotyczącą eksploatacji maszyn jest zapewnienie odpowiedniej siły uciągu
dla danego narzędzia, maszyny, agregatu. Opory, jakie stawia narzędzie lub maszyna podczas
pracy nie powinny powodować występowania nadmiernego poślizgu kół napędowych
ciągnika, a siły działające na ciągnik muszą zapewnić jego równowagę i stabilność ruchu
podczas pracy. W pracach uprawowych dopuszczalną wartość poślizgu przyjmuje się około
15%, dla innych agregatów poślizg powinien wynosić 5–10%. Równowagę podłuŜną ciągnika
zapewnia obciąŜenie jego przednich kół siłą nie mniejszą niŜ 0,2 G (gdzie G oznacza
całkowity cięŜar własny ciągnika). CięŜar ciągnika ma wpływ na prawidłową pracę agregatu.
Eksploatator moŜe go regulować przez załoŜenie bądź zdjęcie obciąŜników przewidzianych
fabrycznie dla danego typu ciągnika. W praktyce moŜliwości zostawiania agregatu są
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
23
ograniczone rodzajem maszyn i ciągników, którymi dysponuje gospodarstwo. Dotyczy to
zwłaszcza małych gospodarstw indywidualnych.
Najogólniej rzecz ujmując właściciel gospodarstwa, aby móc funkcjonować na rynku
powinien stosować się do zasad eksploatacyjnych sprzętu rolniczego:
−
musi wiedzieć jakie maszyny ma mieć w gospodarstwie, aby je maksymalnie
wykorzystać, a jakimi ma mieć robione usługi,
−
musi wiedzieć, gdzie ma stosować mechanizację kompleksową, a gdzie wycinkową,
−
odpowiednio zapewnić właściwe źródło energii do odpowiedniego zestawu maszyn
(ciągnik odpowiedniej mocy),
−
musi mieć osiągi techniczne (energetyczne) ciągnika rolniczego, jego siłę uciągu,
moŜliwości regulacji, rozstawu kół jezdnych itp.
−
znać i utrzymywać równowagę i sterowność ciągnika szczególnie przy pracach na
zboczach (rejony górzyste),
−
powinien umieć korzystać z literatury w celu sporządzenia bilansu energetycznego
ciągnika,
−
powinien znać sposoby ruchu agregatów (zagonowy i figurowy) oraz umieć prawidłowo
wykonywać nawroty,
−
umieć sporządzić bilans czasu pracy jeŜeli zajdzie taka potrzeba,
−
dbać o bezpieczeństwo pracy i znać zasady ergonomii w budowie maszyn i ciągników
rolniczych.
Zasady bezpiecznej pracy ciągnikami i maszynami rolniczymi
1) NaleŜy znać działanie danej maszyny i urządzenia.
2) Dbać o prawidłowość zamocowań, połączeń, osłon i upewnić się o zabezpieczeniu
połączenia ciągnika z maszyną roboczą (wyeliminować przypadkowe rozłączenie).
3) NaleŜy bezwzględnie sprawdzić, czy w zasięgu działania maszyny nie przebywają ludzie
lub występują zbędne przedmioty.
4) Wykonywanie regulacji oraz usuwanie drobnych usterek winno odbywać się przy
wyłączonym silniku i z zachowaniem norm bezpieczeństwa.
5) Nie wolno jeździć na ciągnikach siedząc na błotniku lub stojąc na zaczepie.
6) Nie wolno przebywać między ciągnikiem a maszyną ani w czasie ruchu agregatu, ani
podczas postoju, jeŜeli silnik nie został wyłączony.
7) Po kaŜdym zatrzymaniu ciągnika obsługujący powinien przed zejściem z siedziska
wyłączyć wał odbioru mocy.
8) Części wirujące takie jak: koła pasowe, pasy, łańcuchy, koła zębate przeguby powinny
być osłonięte w sposób zapewniający bezpieczną ich obsługę.
9) Wszelkiego rodzaju smarowanie, czyszczenie i czynności związane z regulacją winny być
wykonywane tylko przy wyłączonym napędzie i zatrzymaniu maszyny przez wyłączenie
silnika w ciągniku.
10) Podczas prac uprawo-siewnych, a w szczególności orki na stoku (na pochyłościach)
zawracać tak, aby nie doprowadzić do przewrócenia ciągnika na bok.
11) NaleŜy stosować wszelkie środki ostroŜności w kaŜdej z wykonywanych prac sprzętem,
naleŜy być wypoczętym; właściwie i logicznie myśleć w trakcie wykonywania pracy.
Podstawowym zespołem branym pod uwagę w eksploatacji maszyn jest agregat
maszynowy. Przez pojęcie to rozumie się zespół złoŜony z energetycznego źródła
napędowego i narzędzia lub maszyny roboczej. We współczesnym rolnictwie źródłem napędu
maszyn i narzędzi jest ciągnik. Takie agregaty nazywamy agregatami ciągnikowymi.
W zaleŜności od przeznaczenia narzędzie lub maszyny, z którą połączony jest ciągnik,
rozróŜnia się agregaty: uprawowe, do nawoŜenia, siewne, uprawowo-siewne, do ochrony
i pielęgnacji roślin oraz do zbioru ziemiopłodów.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
24
W zaleŜności od sposobu wykonywania pracy agregaty ciągnikowe dzieli się na proste,
złoŜone jednoczynnościowe, złoŜone wieloczynnościowe.
Agregat prosty tworzy ciągnik pracujący z jednym narzędziem z pługiem, kultywatorem,
glebogryzarką, itp.
Agregatem złoŜonym jednoczynnościowym jest ciągnik połączony z kilkoma narzędziami
lub maszynami wykonującymi tę samą czynność, np.: ciągnik plus dwa pługi połączone
hydraulicznie lub ciągnik plus dwa kultywatory połączone hydraulicznie, lub za pomocą
specjalnego sprzęgu.
Agregatem złoŜonym wieloczynnościowym jest ciągnik rolniczy pracujący z zestawem
złoŜonym z kilku narzędzi lub maszyn wykonujących róŜną czynność agrotechniczną, np.:
ciągnik zagregatowany z zestawem złoŜonym z kultywatora i siewnika zboŜowego lub brony
rotacyjnej,
siewnika
kombinowanego
(nawozowo-zboŜowego),
opryskiwacza
itp.
W zaleŜności od sposobu połączenia narzędzi i maszyn z ciągnikiem rozróŜnia się agregaty:
przyczepiane, półzawieszane, zawieszane, nabudowane.
Agregaty przyczepiane powstają w wyniku połączenia narzędzi lub maszyn z ciągnikiem za
pośrednictwem zaczepu umieszczonego na stałej wysokości niezmiennej, podczas pracy
i transportu. W agregatach przyczepianych podczas pracy i transportu cięŜar przenoszony jest
całkowicie przez ich własny układ jazdy i nie obciąŜa ciągnika.
Agregaty półzawieszane są połączone z ciągnikiem za pośrednictwem układu zawieszenia
i podnośnika hydraulicznego. Podnośnik hydrauliczny jest wykorzystywany do przestawienia
maszyny lub narzędzia z połoŜenia transportowego w robocze i odwrotnie. W wyniku takiego
połączenia część cięŜaru przenoszona jest przez układ jezdny maszyny a część obciąŜa tylną
oś ciągnika. Typowym przykładem takiego agregatu moŜe być ciągnik połączony z przyczepą
jednoosiową, pługiem półzawieszanym, koparką elewatorową, kombajnem ziemniaczanym
półzawieszanym, itp.
W agregatach zawieszanych narzędzia i maszyny są połączone z podnośnikiem
hydraulicznym ciągnika poprzez trójpunktowy układ zawieszenia. Hydrauliczny układ
sterowania podnośnikiem ciągnika umoŜliwia regulowanie ustawieniem narzędzia i maszyny
podczas pracy. W czasie pracy narzędzia działa na ciągnik poziomo skierowana siłą uciągu
oraz siły pionowe pochodzące od cięŜaru narzędzia i obciąŜeń roboczych.
Ten sposób agregatowania maszyn i narzędzi jest najszerzej stosowany w rolnictwie.
Przykładem takich agregatów są: ciągnik połączony z pługiem zawieszanym, kultywatorem
zawieszanym, siewnikiem, opryskiwaczem, itp.
Narzędzia i maszyny nabudowane mają układ nośny na sztywno związany z ciągnikiem.
Zmianę połoŜenia zespołów roboczych do pracy lub transportu uzyskuje się najczęściej za
pośrednictwem siłowników hydraulicznych i układu dźwigniowego. Ze względu na
róŜnorodność konstrukcji narzędzi maszyn i ciągników oraz konieczność dopasowania układu
mocującego do kaŜdego agregatu, narzędzia i maszyny z reguły są nabudowane tylko na
jednym typie maszyny. Typowym przykładem agregatu nabudowanego spotykanego
w technice rolniczej jest ładowacz czołowy. Narzędzie i maszyny nabudowane podczas pracy
i transportu obciąŜają układ jezdny ciągnika.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
25
4.2.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jak dzielą się części maszyn?
2. Na czym polega połączenia śrubowe?
3. Czym charakteryzują się połączenia spawane i zgrzewane?
4. Jakie są połączenia wciskowe i sposoby ich uzyskiwania?
5. Jakie są rodzaje łoŜysk i podaj ich zastosowanie?
6. Jakie rodzaje sprzęgieł najczęściej mają zastosowanie w maszynach rolniczych?
7. Jakie są podstawowe rodzaje tarcia?
8. Do czego słuŜy sprzęgło bezpieczeństwa?
9. Jak zbudowana jest przekładnia prosta?
10. Jakie znasz przykłady zastosowania przekładni?
11. Jak dzieli się agregaty ciągnikowe?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj elementy robocze stosowane w róŜnych narzędziach, urządzeniach i maszynach
rolniczych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) określić elementy robocze maszyn i narzędzi znajdujących się w parku maszynowym
gospodarstwa szkolnego,
2) obejrzeć przeźrocza i film dydaktyczny „Urządzenia przyłączeniowo-zaczepowe ciągnika
rolniczego”,
3) określić warunki pracy wskazanego przez nauczyciela elementu roboczego maszyny,
4) porównać swoje opracowanie z wzorcową kartą pracy określonego elementu roboczego,
5) sporządzić notatkę z wykonanego ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
instrukcje obsługi sprzętu rolniczego
−
film dydaktyczny „Urządzenia przyłączeniowo-zaczepowe ciągnika rolniczego” i przeźrocza,
−
wykaz elementów roboczych z parku maszynowego,
−
literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Dobierz zestaw maszyn do agregatu uprawowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) określić wymagania uprawowe, jakie powinien spełniać agregat,
2) obejrzeć film dydaktyczny „Kompleksowa uprawa gleby”,
3) opracować technologię uprawy gleby,
4) dobrać zestaw maszyn do uprawy gleby,
5) zaagregatować maszyny do uprawy gleby,
6) zaprezentować wyniki wykonanego ćwiczenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
26
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
karty technologiczne kompleksowej uprawy gleby,
−
film dydaktyczny „Kompleksowa uprawa gleby”,
−
wykaz maszyn tworzących agregat,
−
literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) zastosować połączenia gwintowe?
2) zastosować połączenia kołkowe?
3) rozróŜnić połączenia spawane od zgrzewanych?
4) zmniejszyć siłę tarcia?
5) zwiększyć siłę tarcia?
6) wskazać, gdzie występują sprzęgła przeciąŜeniowe w maszynach
rolniczych ?
7) wskazać przekładnie w maszynach rolniczych?
8) wymienić zasady doboru maszyn do określonych procesów
technologicznych?
9) wymienić co najmniej trzy zasady eksploatacji maszyn rolniczych?
10) podać zasady bhp oraz zasady ergonomii pracy ciągników
rolniczych?
11) podać róŜnicę między mechanizacją kompleksową a wycinkową?
12) podać przykłady mechanizacji kompleksowej?
13) podać przykłady mechanizacji wycinkowej?
14) podać zaleŜności energetyczne warunków pracy agregatu?
15) zdefiniować „agregat prosty”?
16) podać przykład agregatu prostego?
17) zdefiniować „agregat złoŜony jednoczynnościowego”?
18) podać przykład agregatu złoŜonego jednoczynnościowy?
19) zdefiniować „agregat złoŜony wieloczynnościowy”?
20) wymienić sposoby łączenia agregatów?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
27
4.3. Paliwa i smary, silniki spalinowe, instalacje i silniki elektryczne
4.3.1. Materiał nauczania
W technice rolniczej paliwa mają bardzo szerokie zastosowanie. WyróŜniamy:
−
paliwa stałe,
−
paliwa ciekłe,
−
paliwa gazowe.
Najbardziej rozpowszechnionym w Polsce paliwem stałym jest węgiel kamienny i jego
pochodne. Klasyfikację węgla kamiennego określają Polskie Normy, wyróŜnia się: węgiel
płomienny, gazowopłomienny, gazowy, gazowokoksowy, ortokoksowy, metakoksowy,
semikoksowy i węgiel chudy. Cechą charakterystyczną węgla jest jego wartość opałowa. Jest
to ilość kcal uzyskana po spaleniu 1 kg węgla. NajwyŜszą wartość opałową ma antracyt, gdyŜ
zawiera on największą ilość czystego węgla.
Inne paliwa stałe to: węgiel brunatny, drewno, torf, itp.
Paliwa ciekłe to płyny uzyskane z przerobu (rafinerii) ropy naftowej lub teŜ pochodne
spirytusu, oleju rzepakowego, itp. Powszechnie stosowanymi paliwami są benzyny oraz olej
napędowy. Uzyskiwane są one z destylacji ropy naftowej. Obecnie stosowane benzyny
samochodowe to Etylina 98 i Etylina 95 (liczby obok nazw oznaczają liczby oktanowe).
Liczby te charakteryzują dane paliwo.
Liczba oktanowa jest wskaźnikiem odporności paliwa na zjawisko detonacji (stukanie)
w silnikach spalinowych z zapłonem iskrowym. Określa ona zawartość izooktanu (wyraŜona
w procentach objętościowych) w paliwie złoŜonym z izooktanu i n–hepatanu, które w silniku
wzorczym w ściśle określonych warunkach wykazują taką samą odporność na detonację jak
badane paliwo.
Liczba cetanowa jest wskaźnikiem skłonności do samozapłonu paliw w silnikach
z zapłonem samoczynnym (wysokopręŜnych). Określa ona zawartość procentową cetanu
w mieszaninie
α
–metylonaftalenu, która w silniku w ściśle określonych warunkach spala się
w taki sposób, jak badane paliwo.
Paliwami samochodowymi mogą być równieŜ mieszaniny benzyn lub mieszaniny benzyn ze
spirytusem bezwodnym i z beznolem. Do benzyn specjalnych zaliczamy: eter naftowy,
benzynę ekstrakcyjną, benzynę do lakierów, benzynę apteczną i benzynę do lamp górniczych.
Eter naftowy to najlŜejsza frakcja benzyny, stosowany jest jako rozpuszczalnik w przemyśle
i praktyce laboratoryjnej.
Oleje napędowe są to frakcje ropy naftowej i są stosowane do napędzania silników
z zapłonem samoczynnym oraz do zasilania pieców grzewczych w ogrzewaniu domów,
silnikach trakcyjnych i silnikach Ŝeglugowych.
Mazut naleŜy do olejów opałowych, słuŜy jako paliwo opałowe do zasilania kotłów
parowych oraz pieców przemysłowych.
Paliwa gazowe to głównie gaz ziemny i gaz płynny. Gaz ziemny daje dwa razy więcej
energii cieplnej niŜ węgiel kamienny. Stosowany jest do celów grzewczych, opałowych, jako
paliwo gazowe do silników spalinowych oraz do przeróbki chemicznej. Gaz płynny (gazol,
LPG) otrzymuje się przez oddzielenie metanu ze skroplonego gazu ziemnego oraz z ropy
naftowej podczas destylacji. Gaz płynny jest mieszaniną propanu, n–butanu i izobutanu;
przechowywany jest w butlach stalowych wysokociśnieniowych. Gaz płynny stosowany jest
do napędu pojazdów mechanicznych, do celów grzewczych w gospodarstwie i przemyśle oraz
do otrzymywania propenu, butanu i rozpuszczalników. Paliwami gazowymi najczęściej
stosowanymi w gospodarstwie są: gaz koksowniczy, gaz gazowniczy, gaz miejski, gaz
węglowy, gaz wielkopiecowy i inne.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
28
Smary są to substancje zmniejszające tarcie między stykającymi się powierzchniami
poruszających się względem siebie części oraz zmniejszające zuŜycie powierzchni.
WyróŜniamy smary: roślinne, zwierzęce, mineralne.
Smary pochodzenia roślinnego to głównie oleje słonecznikowe, rzepakowe, olej
rycynowy (rącznikowy), w technice rolniczej stosowane rzadko, ale głównie w obróbce
skrawaniem do nacinania gwintów, w przemyśle spoŜywczym, itp.
Do smarów zwierzęcych zaliczamy olej kostny, łój, tran wielorybi i delfinowy.
W technice rolniczej stosowane rzadko jedynie do smarowania mechanizmów zegarowych.
Smary mineralne są to produkty otrzymywane z destylacji ropy naftowej i znalazły one
powszechne zastosowane w technice rolniczej. Występują w postaci płynnej jako oleje oraz
w postaci stałej jako pasty lub oleje bardzo zagęszczone o duŜej lepkości. Mogą one zawierać
dodatki olejów roślinnych, emulgatorów, grafitu, dwusiarczku molibdenu, dwusiarczku
wolframu i inne. W technice rolniczej najbardziej rozpowszechnione są oleje silnikowe i oleje
przekładniowe oraz smary stałe. Oleje silnikowe stosowane do silników niskopręŜnych to
selektole, a do silników wysokopręŜnych to superole. Charakteryzują się średnimi
wskaźnikami lepkości, dobrymi właściwościami antyoksydacyjnymi oraz wysoką temperaturą
zapłonu. Oleje przekładniowe to hipole stosowane do róŜnego rodzaju skrzyni
przekładniowych, mostów, itp. Oleje hydrauliczne znajdują zastosowanie w przekładniach
hydraulicznych, układach regulujących i sterujących oraz w innych urządzeniach
smarowanych obiegowo lub kąpielowo. Są to oleje stabilne, odporne na pienienie.
Najpopularniejsze smary stosowane w technice rolniczej to smary stałe do łoŜysk tocznych
oraz smary maszynowe zwane dawniej smarami Tovottz’a.
Najbardziej popularne smary do łoŜysk tocznych to:
– ŁT2 – temperatura pracy – 30–70 C,
– ŁT3 – temperatura pracy – 50–100 C,
– ŁT4 – temperatura pracy – 30–120 C.
Smary te są odporne na działanie wody, chronią łoŜysko przed korozją i przedłuŜają jego
Ŝ
ywotność. Smary prostsze o gorszych właściwościach smarnych stosowane są do prostych
narzędzi i maszyn rolniczych, głównie w celu zabezpieczenia przed korozją. Magazynowanie
paliw pędnych i smarów powinno odbywać się w budynku tylko do tego przeznaczonym.
Magazyn ten powinien znajdować się z dala od zabudowań gospodarskich, a szczególnie
takich, w których składowane są słoma, siano, ziarno, itp. Powinien być wyposaŜony
w podstawowe środki gaśnicze i sprzęt przeciwpoŜarowy, taki jak: gaśnice śniegowe
i pianowe, azbestowe koce gaśnicze, pojemniki z piaskiem, łopaty.
Benzyn w większych ilościach nie naleŜy magazynować poza stacjami paliw. Małe ilości
mogą być przechowywane w magazynach, ale w metalowych kanistrach. Olej napędowy
moŜe być magazynowany w metalowych beczkach 200-litrowych. Budynek przeznaczony na
magazyn paliw płynnych musi być zbudowany z materiałów ogniotrwałych, wewnątrz
wyposaŜony w legary drewniane, które przeciwdziałają przetaczaniu się beczek. Winien być
wyposaŜony w odpowiednie pompy do paliwa, a instalacja elektryczna powinna być
hermetyczna.
Silniki spalinowe
Silniki spalinowe są to maszyny słuŜące do zamiany energii chemicznej zawartej
w paliwach płynnych na energię mechaniczną ruchu posuwisto-zwrotnego lub obrotowego
tłoka. Charakterystyczne wielkości silnika tłokowego przedstawiono na rysunku 7.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
29
V
S
–
objętość skokowo cylindra,
V
K
–
objętość komory spalania,
S –
skok tłoka,
DZP – dolny zwrotny punkt tłoka,
GZP – górny zwrotny punkt tłoka.
Rys. 7. Schemat mechanizmu korbowego czterosuwowego silnika spalinowego [2, s. 225]
Stosunek objętości całkowitej cylindra do objętości komory spalania nazywa się stopniem
spręŜania ε i wskazuje, ile razy zmniejszyła się objętość gazów w cylindrze podczas ruchu
tłoka od górnego do dolnego zwrotnego połoŜenia. W zaleŜności od wartości stopnia
spręŜania silniki dzieli się na niskopręŜne (ε<12) i wysokopręŜne (ε >12).
Silniki niskopręŜne – to silniki z zapłonem iskrowym, w których mieszanka paliwowo-
powietrzna znajdująca się nad tłokiem, zostaje zapalona iskrą elektryczną przeskakującą
między elektrodami świecy zapłonowej.
W silnikach wysokopręŜnych zapłon mieszanki następuje samoczynnie w wyniku
temperatury wytworzonej przy spręŜaniu – przez tłok – powietrza, do którego jest
wtryskiwane paliwo. Silniki te nazywamy silnikami z zapłonem samoczynnym.
Cykl pracy silnika spalinowego obejmuje:
−
napełnianie silnika mieszanką paliwowo-powietrzną,
−
spręŜanie ładunku i zapalanie mieszanki,
−
rozpręŜanie gazów spalinowych połączonego z wykonaniem pracy uŜytecznej,
−
usunięcie spalin z cylindra.
W zaleŜności od tego, w ilu suwach odbywa się cykl pracy silnika dzielimy je na:
−
dwusuwowe – jeden obrót wału karbowego zamyka cały cykl pracy,
−
czterosuwowe – dwa obroty wału karbowego zamykają cały cykl pracy.
Silniki dwusuwowe mają głównie zastosowanie do urządzeń o mniejszym
zapotrzebowaniu energetycznym, będą to wykosiarki, piły spalinowe, kosiarki, otrząsarki, itp.
Wszędzie tam, gdzie zapotrzebowanie mocy jest większe, mają zastosowanie silniki
czterosuwowe. Silniki czterosuwowe posiadają większą sprawność ze względu na ich
konstrukcję oraz przebieg procesu spalania mieszanki. W technice rolniczej powszechnie
stosuje się silniki czterosuwowe z zapłonem samoczynnym. Są głównym źródłem napędu
ciągników
rolniczych,
maszyn
samobieŜnych,
maszyn
stacyjnych,
agregatorów
prądotwórczych, itp. Koszty ich eksploatacji są stosunkowo niskie w porównaniu do silników
zasilanych etyliną.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
30
Budowa silników spalinowych
Kadłub silnika tworzy szkielet, który łączy poszczególne zespoły silnika. Odlewany jest
z Ŝeliwa lub ze specjalnych stopów lekkich. Górną część kadłuba stanowi blok cylindrowy,
w którym osadzone są cylindry, a dolną skrzynia korbowa z wałem karbowym. Do kadłuba
od góry poprzez uszczelkę lub uszczelki mocuje się głowicę, od dołu równieŜ poprzez
uszczelkę miskę olejową. Głowica ogranicza od góry roboczą część cylindra i jest
przykręcana do kadłuba. W głowicy mieszczą się świece zapłonowe lub wtryskiwacze
i przymocowana jest do niej górna klawiatura rozrządu. Miska olejowa wykonana jest
w większości w formie wytłoczki z blachy stalowej i spełnia rolę miski olejowej. Mechanizm
tłokowo-karbowy tworzą: tłoki, korbowody, wał korbowodowy, koło zamachowe. Tłok
zbudowany jest z denka tłoka, części uszczelniającej, piasty tłoka oraz płaszcza tłoka.
Korbowód tworzy główka, trzon i stopa. Na część uszczelniającą tłoka przychodzą pierścienie
tłokowe uszczelniające, a miejsce przecięcia pierścienia nazywa się zamkiem. PoniŜej
pierścieni uszczelniających znajdują się pierścienie zgarniające. Sworzeń tłokowy łączy
przegubowo tłok z korbowodem, a zabezpieczeniem przed samoistnym wysunięciem się tłoka
i niebezpieczeństwem uszkodzenia gładzi cylindrowej są pierścienie spręŜyste.
Korbowód – poprzez sworzeń łączy tłok z wałem korbowym. Jego zadaniem jest
przeniesienie sił między tłokiem, a wałem podczas kolejnych cykli pracy. Wał korbowy
pośredniczy w przekazywaniu energii między tłokiem a kołem zamachowym oraz odwrotnie.
Od wału korbowego są napędzane równieŜ inne mechanizmy silnika, np.: układ rozrządu.
W wale korbowodowym moŜna rozróŜnić czopy główne, czopy korbowodowe, ramiona oraz
kanały olejowe tworzące część głównej magistrali olejowej.
Koło zamachowe – forma Ŝeliwnego lub stalowego pierścienia, mocuje się go na końcu
wału korbowego i ma za zadanie magazynowanie energii kinetycznej (wyrównuje obroty
wału korbowego). Wewnętrzna powierzchnia koła zamachowego słuŜy jako powierzchnia
cierna dla umieszczonego wewnątrz sprzęgła. Na obrzeŜu koła zamachowego znajduje się
wieniec zębaty, słuŜy do rozruchu silnika.
Układ rozrządu – steruje wymianą gazów w przestrzeni nad tłokiem i wlotem mieszanki
paliwowo – powietrznej do komory spalania. W silnikach spalinowych stosuje się dwa
zasadnicze typy rozrządu:
−
zaworowy – zawory grzybkowe otwierają i zamykają kanały,
−
tłokowy – gdzie kanały są zasłaniane i odsłaniane przez ściankę tłoka.
Rozrząd zaworowy powszechnie stosuje się w silnikach czterosuwowych, a rozrząd
tłokowy w silnikach dwusuwowych. Rozrząd zaworowy moŜe być górnozaworowy, obecnie
powszechnie stosowany i dolnozaworowy bardzo mało spotykany.
Wał rozrządu moŜe być umieszczony w kadłubie (rozwiązanie powszechnie stosowane)
lub w głowicy silnika. Otrzymuje napęd od wału korbowodowego w przełoŜeniu 1:2. Wał
rozrządu ma dwukrotnie mniejsze obroty od wału korbowodowego. Na wale rozrządu
umieszczone są krzywki, po dwie dla kaŜdego cylindra, na krzywkach oparte są popychacze,
w których umieszczone są trzonki popychacza, jeden trzonek na jeden popychacz. Dalej drugi
trzonek popychacza naciska na końcówkę dźwigienki zaworowej pokonując opór spręŜyny, tu
naciska na trzonek zaworu i powoduje jego otwarcie. Do podstawowych czynności
związanych z obsługą układu rozrządu naleŜy regulacja luzu zaworowego. Wielkość luzu
określana jest wielkością szczeliny między dźwignią, a trzonkiem zaworu, zaleŜy od typu
silnika i jego cech konstrukcyjnych. W ciągnikach Ursus luz zaworowy mierzony na zimnym
silniku wynosi 0,3 mm.
Układ smarowania – zadaniem układu smarowania jest dostarczenie oleju między
współpracujące części, a tym samym zmniejszenie siły tarcia do minimum. Ponadto olej
wprowadzony pomiędzy trące powierzchnie powoduje:
−
odprowadzenie ciepła powstałego wskutek tarcia,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
31
−
oczyszczenie trących powierzchni i odprowadzenie zanieczyszczeń do filtrów,
−
uszczelnienie współpracujących powierzchni,
−
zabezpieczenie powierzchni przed korozją,
−
tłumienie drgań i hałasu pracujących części.
PoniŜszy schemat przedstawia obieg oleju w silniku:
Rys. 8. Obieg oleju w silniku [2, s. 236]
Obsługa układu smarowania to czynności obsługi codziennej i okresowej. W ramach
obsługi codziennej naleŜy sprawdzić poziom oleju w misie olejowej oraz podczas pracy
kontrolować ciśnienie oleju. NaleŜy zwracać uwagę na moŜliwe nieszczelności w silniku.
Obsługa okresowa polega na wymianie oleju i czyszczeniu bądź wymianie filtrów. Obecnie
podczas wymiany oleju powszechnie wymienia się filtr olejowy i czyści filtr powietrza lub
wymienia jego wkład. Postępuje się według instrukcji ksiąŜki obsługi samochodu, ciągnika, itp.
Dźwignie zaworowe
ŁoŜyska wału rozrządu
Główki korbowodów
Ś
cianki cylindrów
Panewki korbowodowe
Wał korbowy
Panewki główne wału korbowego
Kanał główny
Pompa olejowa
Zawór
przelewowy
Filtr oleju
Filtr siatkowy
1
2
3
4
5
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
32
Układ zasilania ciągnika – jego zadaniem jest dostarczenie powietrza i paliwa do komory
spalania cylindra w celu wytworzenia mieszanki o odpowiednim składzie. Klasyczny układ
zasilania ciągnika rolniczego tworzą zbiornik na paliwo, pompa zasilająca, filtry (zgrubny
i dokładny), pompa wtryskowa, regulator odśrodkowy, wtryskiwacze, przewód przelewowy
(nadmiarowy). Obsługa układu zasilania paliwem ma na celu utrzymywanie w czystości,
zapewnienie szczelności połączeń, wymianę filtrów, odpowietrzanie układów, kontrolę
działania poszczególnych elementów układu. W silnikach z zapłonem samoczynnym do
obsługi naleŜy regulacja okresowa pompy wtryskowej, a w gaźnikowych regulacja gaźnika
bądź komputerowego urządzenia wtryskowego.
Układ chłodzenia silnika ogólnie moŜna podzielić na układ chłodzenia powietrzem oraz
układ chłodzenia cieczą z wymuszonym obiegiem cieczy. Podstawowymi elementami układu
chłodzenia powietrzem są dmuchawa i osłona kierunkowa. Klasycznym przykładem
i najbardziej rozpowszechnionym chłodzeniem powietrzem był i nadal są silniki samochodów
Fiat 126p i ciągnik rolniczy popularny (Władimirec) T–25A. Jednak najbardziej
rozpowszechnionym w silnikach ciągników i maszyn rolniczych jest układ chłodzenia cieczą,
z wymuszonym obiegiem cieczy. Zadaniem układu chłodzenia tak w jednym jak i w drugim
przypadku, jest utrzymywanie temperatury silnika w temperaturze pracy najbardziej
ekonomicznej dla niego. Podstawowymi zespołami układu są chłodnica, wentylator, pompa,
termostat, kanały chłodzenia bloku i głowicy (płaszcz wodny). Obsługa układu chłodzenia
powietrzem polega głównie na regulacji napięcia paska klinowego napędu dmuchawy, a takŜe
na utrzymaniu w czystości uŜebrowania (Ŝeberek) cylindrów. Okresowo równieŜ naleŜy
kontrolować sprawność termostatu sterującego osłoną wylotu gorącego powietrza. Obsługa
układu chłodzenia cieczą polega głównie na kontrolowaniu poziomu i ewentualnym
uzupełnianiu płynu chłodzącego. Poziom płynu powinien zakrywać kanały rdzenia chłodnicy,
a jeŜeli układ jest wyposaŜony w zbiorniczek wyrównawczy to poziom płynu powinien
znajdować się pomiędzy kreskami oznaczającymi górny i dolny dopuszczalny poziom płynu
w układzie. Najpopularniejsze płyny stosowane do chłodnic występujące na rynku krajowym
to „Borygo” i „Petrygo”. Obsługa kaŜdego silnika winna być zgodna z instrukcją, w którą jest
on zaopatrzony.
Instalacje elektryczne
Prąd elektryczny jest przesyłany z elektrowni za pośrednictwem sieci elektroenergetycznej
składającej się z linii przesyłowych wysokiego napięcia i stacji transformatorowych. Linię
przesyłową tworzą trzy przewody fazowe i przewód neutralny (dawniej zerowy). Prąd jest
doprowadzony do uŜytkownika linią niskiego napięcia. Według obecnie obowiązujących norm
(JEC), w tej części linii, napięcie pomiędzy przewodem neutralnym N i kaŜdym z przewodów
fazowych (L1, L2, L3) powinno wynosić 230 V (dawniej 220 V) natomiast między
przewodami fazowymi powinno wynosić 400 V (dawniej 380 V).
Miejsce połączenia instalacji elektrycznej budynku z siecią zewnętrzną nazywa się
przyłączem i jest umiejscowione na dachu lub na bocznej ścianie budynku. Od słupa linii
przesyłowej do przyłącza prąd moŜe być doprowadzony kablem ziemnym lub przewodami
napowietrznymi. Podstawowymi elementami instalacji elektrycznej budynku są: przewody
elektryczne, łączniki, bezpieczniki i wyłączniki samoczynne, gniazda wtyczkowe. Na
początku instalacji elektrycznej montuje się licznik mierzący zuŜycie energii elektrycznej.
Licznik rejestruje liczbę obrotów tarczy, której prędkość obrotowa w danej chwili zaleŜy od
wartości pobierczej energii.
Stała licznika jest to wartość podawana na tabliczce znamionowej licznika i określa liczbę
obrotów tarczy odpowiadającej poborowi 1–kilowatogodziny. W gospodarstwach rolnych
instaluje się równieŜ liczniki dwutaryfowe do osobnego pomiaru zuŜycia tańszej energii w
godzinach nocnych. Przewód elektryczny składa się z jednej lub kilku Ŝył metalowych
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
33
(miedzianych, aluminiowych, stalowych) obłoŜonych izolacją. Najczęściej stosuje się izolację
gumową lub poliwinylową. Niektóre przewody mające dodatkowe warstwy wzmacniające
i ochronne przed zawilgoceniem i działaniem czynników chemicznych nazywane są kablami.
Kable nadają się do układania w ziemi. Przewody elektroenergetyczne mają znormalizowane
przekroje (podawane w mm) i oznaczenia literowe określające ich budowę np.:
−
YKY3x16 oznacza przewód kabelkowy (K) w powłoce poliwinylowej (Y) z trzema
Ŝ
yłami miedzianymi o przekrojach 16 mm
2
w izolacji poliwinylowej (Y).
−
ADYt oznacza drut (D) aluminowy (A) w izolacji i powłoce poliwinylowej (Y),
wtyczkowy (t).
Łącznikami nazywa się urządzenia elektryczne słuŜące do otwierania, zamykania lub
przyłączania obwodów elektrycznych. W gospodarstwie rolnym stosuje się najczęściej
łączniki niskonapięciowe (do 1 kV), które moŜna podzielić na łączniki wtykowe, łączniki
ręczne, bezpieczniki, łączniki samoczynne i łączniki sterownicze. Łączniki wtykowe stosuje
się do przyłączania odbiorników małej mocy (oświetlenie, urządzenia grzejne) pracujące pod
napięciem 230 V. Gniazda i wtyczki mogą być dwubiegunowe ze stykiem ochronnym (dla
odbiorników trójfazowych). W instalacjach elektrycznych stosowane są często łączniki ręczne
warstwowe i noŜowe.
Przykładem łącznika warstwowego jest przełącznik „zero–gwiazda–trójkąt” stosowany do
uruchamiania silników trójfazowych. Łączniki noŜowe stosuje się w instalacjach
trójfazowych. Celem stosowania bezpieczników jest ochrona instalacji przed przepływem
prądu o zbyt wysokim natęŜeniu mogącym doprowadzić do przegrzania się instalacji
i w efekcie do jej uszkodzenia. WyróŜniamy bezpieczniki topikowe i wyłączniki samoczynne.
W celu zapewnienia bezpiecznej pracy stosujemy instalację uziemiającą. Ma ona za zadanie
niedopuszczenie do pojawienia się niebezpiecznego dla człowieka napięcia na elementach
urządzenia elektrycznego, które podczas uŜytkowania mogłoby być dotknięte przez
człowieka. Jako uziom mogą być wykorzystane: ułoŜony w ziemi rurociąg wodny, metalowa
część konstrukcji, taśma ocynkowana ułoŜona pod powierzchnią terenu (na głębokość
0,3–1,0 m), drut stalowy ocynkowany, kątownie, itp. Instalacja uziemiająca musi odznaczać
się małą opornością, by dotykający urządzenie nie został poraŜony.
Zerowanie ochronne polega na bezpośrednim połączeniu metalowych części urządzenia
elektrycznego z uziemionym przewodem ochronnym (PE) linii niskiego napięcia. Do
zerowania stosuje się specjalne gniazda wtyczkowe i wtyczki wyposaŜone w styk ochronny.
Najbardziej rozpowszechnione w technice rolniczej są silniki asynchroniczne trójfazowe.
Podstawowymi częściami silnika asynchronicznego są: nieruchomy stojan i obrotowy wirnik.
Wewnątrz kadłuba stojana jest umieszczone uzwojenie trójfazowe składające się
z izolowanych przewodów (cewek). Końce przewodów wyprowadzone są na zewnątrz do
tabliczki zaciskowej silnika. Wirnik obraca się wewnątrz stojana i łoŜyskowany jest
w bocznych pokrywach obudowy silnika. Na obwodzie wirnika w specjalnych Ŝłobkach
umieszczone jest uzwojenie. W zaleŜności od wykonania uzwojenia wirnika rozróŜnia się
silniki pierścieniowe i klatkowe. Podczas pracy uzwojenie stojana jest połączone z trójfazową
siecią prądu przemiennego. Przepływ prądu o zmiennym kierunku i natęŜeniu przez
uzwojenie stojana wytwarza wirujące pole magnetyczne. Pod wpływem wirującego pola
magnetycznego – w uzwojeniu wirnika – indukuje się prąd elektryczny i wytwarza się własne
pole magnetyczne, powodujące obrót wirnika za wirującym polem stojana. Na wale wirnika
powstaje moment obrotowy wykorzystywany do napędu połączonych z silnikiem maszyn
i urządzeń. KaŜdy silnik wyposaŜony jest w tabliczkę znamionową. Zawiera ona informacje
i wielkości charakteryzujące silnik np.: nazwę producenta, rodzaj i typ silnika, jego
nr fabryczny, napięcie i natęŜenie prądu, moc silnika, prędkość obrotową. Łączenie uzwojeń
stojana w silnikach trójfazowych moŜe być „w trójkąt” (∆) lub „w gwiazdę” (Y). Do łączenia
poszczególnych faz słuŜą miedziane łączniki tzw. mostki. Połączenie w: trójkąt” (∆) uzyskuje
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
34
się przez połączenie końca uzwojenia kaŜdej cewki z początkiem uzwojenia cewki następnej.
KaŜda cewka stojana jest zasilana prądem o napięciu 400 V. Połączenia w „gwiazdę” (Y)
uzyskuje się po połączeniu ze sobą końcówek cewek, ich początki zaś podłącza się do sieci.
Wówczas kaŜda z cewek zasilana jest prądem o napięciu 230 V.
Wartość napięcia roboczego jest podawana na tabliczce znamionowej w postaci ułamka,
np.: 230/400. Liczba 230 oznacza napięcie dopuszczalne w uzwojeniu wirnika i jednocześnie
informuje o wartości napięcia, z jakim moŜe pracować silnik po połączeniu uzwojenia stojana
w trójkąt. Liczba 400 oznacza, Ŝe po połączeniu uzwojeń stojana w gwiazdę moŜna podłączyć
silnik do napięcia 400 V. Do napędu mniejszych urządzeń mogą być wykorzystywane
jednofazowe silniki indukcyjne o mocy mniejszej niŜ 1 kW. Jednofazowe uzwojenie stojana
nie wytwarza w silniku wirującego pola magnetycznego. Silniki jednofazowe wyposaŜone są
w urządzenie rozruchowe umoŜliwiające powstanie strumienia magnetycznego przesuniętego
w fazie i wytworzenia wirującego pola magnetycznego potrzebnego do rozruchu silnika. Gdy
silnik osiągnie odpowiednią prędkość obrotową urządzenie rozruchowe zostanie wyłączone.
4.3.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jak klasyfikujemy paliwa?
2. Jakimi właściwościami charakteryzuje się paliwo stałe?
3. Jakie są paliwa stałe?
4. Co oznacza liczba oktanowa?
5. Co oznacza liczba cetanowa?
6. Jakie są paliwa pędne stosowane w rolnictwie?
7. Jakie paliwo stosujemy do silników niskopręŜnych?
8. Jakie paliwo stosujemy do silników wysokopręŜnych?
9. Jakie oleje stosujemy do silników niskopręŜnych?
10. Jakie oleje stosujemy do silników wysokopręŜnych?
11. Jakie oleje stosujemy do skrzyń przekładniowych?
12. Jakie zastosowanie ma olej hydrauliczny?
13. Jakie są smary do łoŜysk tocznych?
14. Jaki smar stosuje się do zabezpieczenia antykorozyjnego?
15. Jakie właściwości ma wazelina techniczna?
16. Jakie są podstawowe wielkości silnika spalinowego?
17. Co składa się na cykl pracy silnika czterosuwowego?
18. Jak jest kolejność obiegu oleju w silniku?
19. Jak jest kolejność obiegu wody w silniku?
20. Jakie są podstawowe elementy instalacji elektrycznej w budynku?
21. Czym charakteryzuje się budowa silnika asynchronicznego?
22. Co oznacza termin „połączenie w gwiazdę” i „połączenie w trójkąt”?
23. Jaka jest róŜnica między zerowaniem, a uziemieniem ochronnym?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
35
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj materiały eksploatacyjne stosowane w technice rolniczej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) określić materiały eksploatacyjne stosowanymi w gospodarstwie szkolnym,
2) obejrzeć film dydaktyczny „Eksploatacja ciągnika MF–235” (lub innego),
3) określić zastosowania wskazanych przez nauczyciela materiałów eksploatacyjnych,
4) porównać poprawność wykonanego ćwiczenia z instrukcjami obsługi i kartami pracy
sprzętu.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
instrukcje obsługi i karty pracy sprzętu rolniczego,
−
film dydaktyczny „Eksploatacja ciągnika MF–235” (lub innego),
−
literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Podłącz silnik elektryczny siłowy 230/400 do sieci.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeanalizować schemat instalacji elektrycznej występującej w gospodarstwie szkolnym,
2) obejrzeć filmy dydaktyczne „Instalacje elektryczne w gospodarstwie rolnym”,
„Urządzenia elektryczne w gospodarstwie rolnym”,
3) sporządzić wykaz czynności, które naleŜy wykonać w celu podłączenia silnika
elektrycznego do sieci,
4) porównać opracowany projekt z instrukcją obsługi lub kart pracy silnika elektrycznego,
5) podłączyć silnik do sieci,
6) sporządzić notatkę z wykonanego ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
silnik elektryczny siłowy 230/400 V,
−
instrukcje obsługi silników elektrycznych,
−
karta pracy silnika elektrycznego,
−
filmy dydaktyczne „Instalacje elektryczne w gospodarstwie rolnym”, „Urządzenia
elektryczne w gospodarstwie rolnym”,
−
literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
36
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) odróŜnić etylinę 98 od etyliny 95?
2) odróŜnić olej napędowy od oleju opałowego?
3) odróŜnić zwykły smar od smaru do łoŜysk?
4) zastosować olej silnikowy?
5) określić, czy wolno mieszać olej silnikowy z przekładniowym?
6) określić, czy wolno mieszać oleje silnikowe?
7) określić podstawowe wielkości silnika spalinowego?
8) wymienić podstawowe układy silnika czterosuwowego?
9) scharakteryzować cykl pracy silnika czterosuwowego?
10) opisać obieg oleju w silniku (układ smarowania)?
11) opisać obieg wody w silniku (układ chłodzenia)?
12) określić rolę, jaką (jakie zadania) spełnia olej w silniku?
13) określić, jaką rolę odgrywa układ chłodzenia w silniku?
14) wymienić podstawowe elementy instalacji elektrycznej budynku?
15) opisać budowę silnika asynchronicznego?
16) podać róŜnicę w budowie silnika jedno- i trójfazowego?
17) wyjaśnić oznaczenie 230/400 na tabliczce znamionowej silnika
elektrycznego?
18) wyjaśnić termin „połączenie w trójkąt”?
19) wyjaśnić termin „połączenie w gwiazdę”?
20) określić róŜnice między zerowaniem, a uziemieniem ochronnym?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
37
4.4. Ochrona metali przed korozją
4.4.1. Materiał nauczania
Słowo „korozja” pochodzi od łacińskiego słowa „corrosio”, które oznacza gryzienie.
Korozją nazywa się niszczenie tworzyw w wyniku oddziaływań chemicznych
i fizykochemicznych otaczającego środowiska.
Ogólnie rozróŜnia się dwa zasadnicze typy korozji: chemiczną i elektrochemiczną.
Korozją chemiczną nazywamy zjawiska niszczenia metalu wskutek bezpośredniej reakcji ze
ś
rodowiskiem nieelektrolitycznym. W technice rolniczej jest to korozja elementów grzejnych
pieców elektrycznych, korozja zbiorników, przewodów powodowana działaniem takich
gazów jak: H
2
S, H
2
, CO, CO
2
, Cl
2
, NH
3
itp. Spośród wielu przypadków korozji chemicznej
największe znaczenie ze względu na wysokość strat ma korozja gazowa, czyli utlenianie
w wysokiej temperaturze w atmosferze suchych gazów.
W praktyce najliczniej spotyka się przykłady zniszczeń konstrukcji metalowych wskutek
korozji elektrochemicznej. Przyczyny powstawania ogniw korozyjnych są róŜne i wynikają
z właściwości zarówno metalu (rodzaj, struktura, niejednorodności obecność warstewki lub
powłoki), jak i środowiska elektrolitycznego (rodzaj, stęŜenie, temperatura, kwasowość, itp.)
Na przebieg korozji elektrochemicznej wpływ mają takŜe warunki eksploatacji konstrukcji
metalowej. Do tej grupy zalicza się następujące rodzaje korozji: atmosferyczną, ziemną,
morską, elektrolityczną, biologiczną i inne. W technice rolniczej najczęściej spotykamy wyŜej
wymienione rodzaje korozji z wyjątkiem korozji morskiej.
Pierwszym ogniwem stosowanym w praktyce ochrony metali przed korozją jest
profilaktyka przeciwkorozyjna. Polega ona na prawidłowym zaprojektowaniu urządzenia lub
maszyny rolniczej z uŜyciem właściwego materiału o konkretnym kształcie, właściwościach
Prawidłowo wykonana konstrukcja w technice rolniczej powinna być wykonana zgodnie
z następującymi zasadami:
−
ukształtowanie konstrukcji nie powinno sprzyjać gromadzeniu się wilgoci, kurzu itp.,
jeŜeli się nie da tego uniknąć, naleŜy zaprojektować otwory do odprowadzania zbierającej
się wody,
−
częściowo lub całkowicie zamknięte przestrzenie winny mieć zapewnioną dobrą
wentylację,
−
w przypadku zbiorników, projekt powinien zapewnić moŜliwość ich całkowitego
opróŜnienia i wyczyszczenia oraz nie dopuszczać do gromadzenia się wilgoci pod
zbiornikiem,
−
naleŜy unikać szczelin, gdyŜ mogą się w nich gromadzić wilgoć i kurz powodując wzrost
korozji, jeŜeli szczelin nie da się uniknąć, naleŜy je wypełnić np.: drogą spawania lub za
pomocą wypełniaczy uzyskując kształt opływowy,
−
naleŜy unikać ostrych krawędzi, które łatwo ulegają uszkodzeniom mechanicznym
i powodują nierównomierne nakładanie powłok ochronnych,
−
konstrukcja powinna być tak zaprojektowana, aby nie było nagłych zmian kierunku
przepływu cieczy, aby nie powstało zjawisko korozji – erozji (wymywania korozyjnego),
−
niewskazane są równieŜ martwe przestrzenie, gdyŜ w praktyce mogą być przyczyną
wywołania lokalnej korozji wskutek powstałych osadów lub wzrostem stęŜenia
składników,
−
naleŜy
unikać
warunków
sprzyjających
powstawaniu
nadmiernych
napręŜeń
mechanicznych, szczególnie materiałów podatnych na pękanie powstałe wskutek wŜerów
korozyjnych pod napręŜeniem (stale odporne na korozję to mosiądze, duraluminium).
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
38
Drugim ogniwem zabezpieczającym metale przed korozją jest wybór sposobu
zabezpieczenia.
NaleŜy tu wziąć pod uwagę następujące czynniki:
−
ś
rodowisko w jakim dana konstrukcja ma pracować,
−
przewidywany czas pracy konstrukcji lub elementu,
−
czas pracy między remontami,
−
znaczenie konstrukcji lub elementu,
−
dostępność elementu do celu konserwacji lub wymiany,
−
kształt i rozmiar konstrukcji,
−
ochrona podczas magazynowania i transportu,
−
metody fabrykacji.
Prawidłowy system zabezpieczenia przeciwkorozyjnego powinien uwzględnić mechanizm
procesu korozyjnego, a w szczególności rodzaj kontroli korozji. Znajomość tego procesu
ułatwia dokonanie trafnego wyboru ochrony.
Trzecim i zasadniczym ogniwem zabezpieczeń metali przed korozją jest nakładanie
powłok ochronnych na metale. Mogą to być powłoki malarskie, niemetalowe, metalowe
i galwaniczne. Ochrona czasowa przeciwkorozyjna polega na nakładaniu na chronione
powierzchnie łatwo usuwalnych środków takich jak: smary, oleje, kompozycje ochronne,
powłoki zdzieralne z tworzyw sztucznych, papiery nasycone inhibitorami itp. Ma ona
zastosowanie doraźne np.: na czas transportu, magazynowania lub między operacjami czy teŜ
między sezonowo. Ochrona kompleksowa antykorozyjna polega na zastosowaniu kilku metod
jednocześnie. W praktyce stosuje się często w postaci ochrony elektrochemicznej
z jednoczesnym udziałem inhibitorów np.: mogą to być zbiorniki na nawozy ciekłe,
chemikalia rolnicze, itp.
Aby dobrze nałoŜyć powłokę ochronną naleŜy przedtem dokładnie przygotować do tego
chronioną powierzchnię. Przygotowanie to polega na dokładnym oczyszczaniu. Niedokładne
(niewłaściwe) przygotowanie powierzchni metalu przed naniesieniem powłoki ochronnej
powoduje szereg skutków, np.:
−
zmniejszenie przyczepności powłoki,
−
zmniejszenie gładkości powłoki,
−
rozwój korozji podpowłokowej,
−
powstawanie pęcherzy,
−
pękanie i łuszczenie się powłoki.
WyróŜniamy następujące metody przygotowania powierzchni pod powłoki ochronne.
Metody mechaniczne:
−
oczyszczenie z pomocą narzędzi: młotkowanie, skrobanie, szczotkowanie szlifowanie,
−
oczyszczanie strumieniowe: piaskowanie, śrutowanie, za pomocą strumienia wody,
strumienia powietrza,
−
za pomocą luźnego ścierniwa.
Metody termiczne.
Metody fizykochemiczne:
−
odtłuszczanie w rozpuszczalnikach organicznych, roztworach alkalicznych, emulsjach,
elektrolitycznie,
−
trawienie: chemiczne i elektrochemiczne.
Polerowanie:
−
mechaniczne, elektrolityczne i chemiczne.
Na właściwie przygotowaną powierzchnię nanosimy powłokę ochronną. Podstawowe
i najczęściej stosowane w technice rolniczej występują powłoki malarskie. Powłoki te
stanowią farby podkładowe – międzywarstwowe, farby i emalie nawierzchniowe.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
39
Właściwości powłok farb podkładowych przeciwkorozyjnych (gruntowych):
−
izolujące – główne zadanie to mechaniczna i elektryczna izolacja chronionego podłoŜa od
ś
rodowiska,
−
pasywujące – izolują i tworzą na powierzchni warstwę tlenków i soli metalu, która
pasywnie chroni metal podłoŜa przed korozją,
−
protektorowe – zawierają w swym składzie, np.: pył cynkowy lub aluminiowy.
Celem wyrobów malarskich nawierzchniowych przeznaczonych do ostatecznego
malowania podłoŜa zagruntowanego i pokrytego powłoką międzywarstwową jest:
−
osiągnięcie przewidzianej technologią grubości powłoki,
−
nadanie pokrycia malarskiemu estetycznego wyglądu,
−
nadanie pokryciu cech specjalnych, np.: przeciwdziałanie porastaniu grzybów,
przeciwdziałaniu
poślizgowi,
nadanie
odporności
na
wysoką
temperaturę,
rozpowszechnianiu się ognia, itp.
Techniki malowań (nanoszenie powłok malarskich) to malowanie pędzlem, natryskowe
(pistoletem), przez zanurzanie, przez polewanie i elektrostatyczne. Rzadziej, ale spotyka się
w technice powłoki niemetalowe, czyli:
−
powłoki z tworzyw sztucznych,
−
powłoki gumowe,
−
pokrycia izolacyjne,
−
emalie techniczne,
−
powłoki ceramiczne natryskiwane plazmowo,
−
powłoki konwersyjne: fosforanowe, chromianowe i utleniane anodowo.
W technice rolniczej stosowanie metalowych powłok najczęściej spotykamy w maszynach
i urządzeniach podczas pozyskiwania mleka oraz w przemyśle rolno-spoŜywczym
(przetwórstwie). Najczęściej stosowane metale do tworzenia powłoki ochronnej to cyna,
cynk, aluminium. Metalizowanie powłok następuje poprzez naniesienie metalu odpowiednim
sprzętem na powierzchnie chronione. W technice rolniczej występuje to rzadko i jest
wykonywane przez specjalistyczne ekipy ludzi.
Galwanotechnika polega na elektrolitycznym nakładaniu powłok metalowych na
powierzchnie chronione. Jest najpowszechniej stosowana i stanowi najbardziej wszechstronną
metodę nakładania powłok metalowych. Galwanicznie moŜna osadzić większość metali
począwszy od elektrododatnich, jak Au, Ag, Cu i metali grupy platyny, a skończywszy na
elektroujemnych jak Zn, Al. Do najwaŜniejszych korzyści wynikających ze stosowania
metody elektrolitycznego nakładania metali w porównaniu z innymi metodami, naleŜą:
−
duŜa równomierność otrzymywanych powłok,
−
moŜliwość regulowania grubości powłok w szerokim zakresie,
−
duŜa czystość nakładanych powłok,
−
małe straty osadzanego metalu,
−
moŜliwości automatyzacji procesu.
Podstawowe
rodzaje
procesów
galwanicznych
to:
miedziowanie,
niklowanie,
chromowanie, cynkowanie, srebrzenie, złocenie. W technice rolniczej dość rzadko występują
tego typu zabezpieczenia antykorozyjne metali ze względu na ich kosztowny proces. Jednak
powszechnie występuje w przemyśle rolno-spoŜywczym np.: mleczarstwie, masarstwie,
obróbce mięsnej, przetwórstwie owoców i warzyw itp.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
40
4.4.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co to jest korozja?
2. Jakie są rodzaje korozji?
3. Jaki rodzaj korozji najczęściej występuje w technice rolniczej?
4. Jakie są ogniwa działania antykorozyjnego?
5. Jakie są malarskie powłoki ochronne?
6. Jakie techniki nanoszenia powłok malarskich stosuje się w technice rolniczej?
7. Jakie są techniki przygotowywania powierzchni do naniesienia powłoki ochronnej?
8. Jakie są mechaniczne techniki przygotowywania powierzchni pod naniesienie powłoki
ochronnej?
9. Na czym polegają fizykochemiczne metody przygotowywania powierzchni chronionej?
10. Na czym polega ochrona powierzchni powłoką niemetalową i metalizowaną?
11. Gdzie najczęściej moŜna spotkać powierzchnie zabezpieczone galwanicznie?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zabezpiecz przed korozją elementy robocze siewnika rzędowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) określić zasady pracy siewnika rzędowego,
2) obejrzeć film dydaktyczny „Przygotowanie siewnika do pracy”,
3) zaplanować proces zabezpieczania antykorozyjnego elementów pracujących w siewniku,
4) porównać opracowany projekt z instrukcją obsługi bądź kartą technologiczną,
5) zabezpieczyć elementy roocze przed korozją,
6) sporządzić notatkę z przeprowadzonego ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
siewnik,
−
instrukcja obsługi siewnika,
−
film dydaktyczny „Przygotowanie siewnika do pracy”,
−
wykaz części najbardziej naraŜonych na korozję,
−
narzędzia do zabezpieczenia elementów przed korozją,
−
literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
Ćwiczenie 2
Dokonaj zabezpieczenia antykorozyjnego kultywatora.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) ocenić stan techniczny maszyny,
2) określić rodzaj korozji,
3) obejrzeć film dydaktyczny „Zabezpieczanie metali przed korozją metodą nakładania
powłok malarskich”,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
41
4) zaplanować sposób postępowania podczas wykonywania zadania,
5) zabezpieczyć antykorozyjnie kultywator,
6) sporządzić notatkę z przeprowadzonego ćwiczenia.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
−
kultywator,
−
tablice poglądowe z próbkami korozji,
−
film dydaktyczny „Zabezpieczanie metali przed korozją metodą nakładania powłok
malarskich”,
−
narzędzia do wykonania zabezpieczenia antykorozyjnego,
−
literatura z rozdziału 6 poradnika dla ucznia.
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak
Nie
1) wymienić podstawowe działania antykorozyjne podejmowane
przez człowieka?
2) określić rodzaj korozji powszechnie występującej w technice
rolniczej?
3) przewidzieć skutki złego przygotowania powierzchni przed
nałoŜeniem powłoki malarskiej?
4) scharakteryzować mechaniczne metody czyszczenia powierzchni
chronionych?
5) Określić właściwości farb podkładowych (międzywarstwowych)
powłok malarskich?
6) wykonać techniką malowania pędzlem zabezpieczenie
antykorozyjne (np.: kultywatora)?
7) wymienić przykłady zastosowania metody galwanicznej
w technice rolniczej?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
42
5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ
Instrukcja dla ucznia
1.
Przed rozpoczęciem rozwiązywania testu przeczytaj uwaŜnie instrukcję.
2.
Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.
Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.
Test zawiera 20 zadań. Do kaŜdego zadania dołączone są cztery odpowiedzi, tylko jedna
jest prawidłowa.
5.
Za prawidłową odpowiedź otrzymasz 1 punkt.
6.
Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi stawiając znak „X”
w odpowiedniej rubryce. W przypadku pomyłki błędną odpowiedź zaznacz kółkiem,
a następnie zakreśl prawidłową odpowiedź.
7.
Pracuj samodzielnie.
8.
JeŜeli będziesz miał problem z rozwiązaniem na któregoś zadania, to odłóŜ jego
rozwiązanie na później i wróć do niego jeszcze raz.
9.
Na rozwiązanie testu masz 45 minut.
10. Jeśli czas Ci pozwoli, przed oddaniem swojej pracy sprawdź odpowiedzi jeszcze raz.
Powodzenia!
ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH
1. Powszechnie stosowane materiały do budowy maszyn rolniczych to
a) drewno, tworzywa sztuczne.
b) skóra, drewno, stal.
c) stal, Ŝeliwo i metale nieŜelazne.
d) tworzywa sztuczne, stal skóra.
2. Stal jest głównie stosowana do konstrukcji maszyn rolniczych, poniewaŜ
a) łatwo ulega korozji jeŜeli jest niezabezpieczona.
b) jest cięŜka.
c) posiada duŜą zdolność technologiczną jest plastyczna na gorąco, posiada dobrą
twardość i odporność na zmęczenie materiałowe.
d) jest bardzo tania i łatwo dostępna.
3. Rysunek techniczny to
a) rysunek wykonany według PN przedstawiający przedmiot lub mechanizm
w określonej podziałce, który spełnia konkretne zadanie techniczne lub
technologiczne opisany pismem technicznym.
b) dowolny rysunek opisany zwykłym pismem.
c) widok przedstawiający reklamę danego towaru.
d) rysunek wykonany w formie plakatu.
4. Rysunek wykonawczy, to rysunek
a) zawierający wszystkie dane potrzebne do wykonania części narysowanej na rysunku.
b) złoŜenia wszystkich zespołów i części roboczych maszyny.
c) przedstawiający schemat działania danego urządzenia.
d) przedstawiający elementy instalacji i sposób ich łączenia.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
43
5. Rysunek budowlany przedstawia
a) zasadę działania i budowę mechanizmu maszyny.
b) budynek w rzutach (elewacja północna, południowa, wschodnia, zachodnia)
schematyczny rzut pionowy pomieszczeń na poszczególnych kondygnacjach.
c) sposób montaŜu elementów podnośnikowo-śrubowych.
d) dane potrzebne do montaŜu i demontaŜu maszyny rolniczej.
6. Kombajn to
a) narzędzie.
b) maszyna prosta.
c) maszyna wieloczynnościowa, złoŜona z maszyn lub mechanizmów prostych przeznaczona
do wykonywania kilku bądź kilkunastu operacji technologicznych jednocześnie.
d) jest to maszyna zestawiona tylko z samych źródeł energetycznych.
7. Kombajn bezsilnikowy napędzany jest
a) od silnika spalinowego nabudowanego na nim.
b) od silnika elektrycznego poprzez układ akumulatorów.
c) od (WOM) wału odbioru mocy ciągnika, z którym współpracuje.
d) od dwóch silników, elektrycznego i spalinowego jednocześnie.
8. Połączenia gwintowe, wpustowe, klinowe, sworzniowe naleŜą do
a) połączeń nierozłącznych.
b) połączeń rozłącznych.
c) napędów.
d) łoŜysk.
9. Podstawowe zadanie, jakie spełnia sprzęgło to
a) łączenie dwóch współpracujących ze sobą wałów w celu przenoszenia mocy
(momentu obrotowego, prędkości kątowej).
b) zwiększanie obrotów na wale sprzęgła.
c) hamowanie obrotów na wale sprzęgła.
d) powodowanie wibracji i bicie łoŜyskowań wałów.
10. Podstawową cechą, która charakteryzuje wszystkie przekładnie mechaniczne jest
a) duŜa obudowa wykonana z Ŝeliwa.
b) przełoŜenie przekładni lub inaczej przełoŜenie kinetyczne.
c) to, Ŝe pracuje w kąpieli olejowej.
d) to, Ŝe moŜe pracować bez smarowania.
11. Liczba oktanowa określa
a) zdolność paliwa do zachowania postaci ciekłej.
b) odporność paliwa na uleganie krystalizacji.
c) odporność paliwa na detonację (stukanie).
d) zdolność paliw stałych do zachowania tego stanu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
44
12. Liczba cetanowa jest szczególnie waŜna do zasilania silników z zapłonem samoczynnym,
poniewaŜ
a) określa zdolność paliwa na stukanie (detonację).
b) w ogóle nie dotyczy silników spalinowych.
c) jest wskaźnikiem skłonności paliwa do samozapłonu.
d) jest wskaźnikiem krystalizacji paliwa.
13. Najczęstszym rodzajem korozji występującej w technice rolniczej jest korozja
a) atmosferyczna, ziemna i biologiczna.
b) morska.
c) gazowo-elektrolityczna.
d) gazowo-morska.
14. Najbardziej powszechną metodą antykorozyjną w technice rolniczej jest metoda
a) nakładania powłok malarskich.
b) metalizacyjna polegająca na srebrzeniu.
c) metalizacyjna polegająca na platynowaniu.
d) galwaniczna.
15. Dokładne oczyszczenie powierzchni przed nałoŜeniem powłoki malarskiej jest waŜne,
poniewaŜ
a) zwiększa przyczepność, gładkość i przedłuŜa czas uŜytkowania.
b) powoduje chropowatość powierzchni.
c) powoduje powstanie pęcherzy podpowłokowych.
d) powoduje rozwój korozji podpowłokowej.
16. W technice rolniczej najczęściej spotykanymi silnikami są silniki
a) dwusuwowe niskopręŜne.
b) czterosuwowe niskopręŜne.
c) czterosuwowe wysokopręŜne.
d) odrzutowe.
17. Aby maksymalnie przedłuŜyć Ŝywotność i sprawność silnika czterosuwowego
wysokopręŜnego powinniśmy szczególnie dbać o obsługę układu
a) tłokowo-korbowego.
b) bateryjnego zapłonu.
c) smarowania.
d) komputerowego układu zapłonu paliwa.
18. Napięcie prądu elektrycznego w gospodarstwach domowych i zagrodach wynosi
a) tylko 220 V.
b) tylko 12 V.
c) tylko 24 V.
d) 230 V w gospodarstwach domowych i 400 V w zagrodach w instalacji siłowej.
19. Najkorzystniejsze warunki pracy agregatu występują podczas
a) 100% wykorzystania mocy jednostki energetycznej.
b) 50% wykorzystania mocy jednostki energetycznej.
c) 40–50% wykorzystania mocy jednostki energetycznej.
d) 80–90% wykorzystania mocy jednostki energetycznej.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
45
20. Agregat maszynowy prosty tworzy
a) ciągnik połączony tylko z jednym pługiem.
b) ciągnik połączony z kilkoma narzędziami.
c) ciągnik połączony z kilkoma narzędziami wykonującymi róŜne prace (operacje).
d) ciągnik z maszyną nabudowaną.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
46
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko ....................................................................
Charakteryzowanie maszyn rolniczych
Zakreśl poprawną odpowiedź
Nr
zadania
Odpowiedzi
Punkty
1
a
b
c
d
2
a
b
c
d
3
a
b
c
d
4
a
b
c
d
5
a
b
c
d
6
a
b
c
d
7
a
b
c
d
8
a
b
c
d
9
a
b
c
d
10
a
b
c
d
11
a
b
c
d
12
a
b
c
d
13
a
b
c
d
14
a
b
c
d
15
a
b
c
d
16
a
b
c
d
17
a
b
c
d
18
a
b
c
d
19
a
b
c
d
20
a
b
c
d
Razem:
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
47
6. LITERATURA
1. Bryś J.: Mechanizacja rolnictwa. Ćwiczenia Format AB, Warszawa 1998
2. Buliński J., Miszczak M.: Podstawy mechanizacji rolnictwa. WSiP, Warszawa 1996
3. Grzegórski Z.: Pojazdy silnikowe. WSiP, Warszawa 1997
4. Kozłowska D.: Mechanizacja rolnictwa część I. Hortpress Sp. z.o.o, Warszawa 1997
5. Kozłowska D.: Mechanizacja rolnictwa część II. Hortpress Sp. z.o.o, Warszawa 1997
6. Kozłowska D.: Podstawy mechanizacji. Wiadomości ogólne. Hortpress Sp. z.o.o,
Warszawa 1997
7. Kuczewski J., Majewski Z.: Podstawy eksploatacji maszyn rolniczych. WSiP, Warszawa 1995
8. Skrobacki A.: Pojazdy rolnicze. WSiP, Warszawa 1999
9. Waszkiewicz Cz.: Maszyny i urządzenia rolnicze. WSiP, Warszawa1998