Część I – podział maszyn (!!!)

1.Maszyna – urządzenie techniczne zawierające mechanizm lub zespół mechanizmów we
wspólnym kadłubie, służące do przetwarzania energii lub wykonywania określonej pracy.

2.Mechanizm – układ powiązanych ze sobą części maszynowych mogących wykonywać określone
ruchy w wyniku pobrania energii mechanicznej. Każdy mechanizm składa się z członu
nieruchomego tzw. ostoi, członu napędzającego, któremu nadawany jest określony ruch z zewnątrz,
członu napędzanego, który przekazuje ruch na zewnątrz i ewentualnie z łącznika (łączników)
przenoszącego ruch z członu napędzającego na napędzany.

3.Maszyny - możemy podzielić na:

•

Maszyny energetyczne - służące do przetwarzania jednego rodzaju energii w inny (np.
silniki, turbiny, prądnice)

•

Maszyny technologiczne -służące do wykonywania operacji związanych z zmianą kształtu,
własności fizyko-chemicznych lub stanów obrabianych materiałów lub przedmiotów (np.
obrabiarki, maszyny hutnicze, maszyny rolnicze),

•

Maszyny transportowe - służące do przenoszenia różnego rodzaju przedmiotów i ludzi (np.
dźwignice, samochody, lokomotywy).

4.Silniki – to maszyna która to pobierają energię z zewnętrznego źródła (np. energię chemiczną
paliw, energię mechaniczną wiatru itp.) i przetwarza ją w energię mechaniczną potrzebną do napędu
innych maszyn.

•

Silniki pierwotne - wykorzystują bezpośrednio jedną z postaci energii przyrody (np. silniki
wiatrowe, wodne)

•

Silniki wtórne - wykorzystuje jedną z postaci energii przyrody, za pośrednictwem jakiejś
przetwornicy energii (np. silnik elektryczny),

5.Maszyny robocze – to maszyny, które pobierają energię mechaniczna od silników w celu
przetworzenia jej w pracę użyteczną lub inną postać energii. W zależności od celu wykonywanych
czynności maszyny robocze dzielimy na:

•

Maszyny wytwórcze - stosowane w różnych gałęziach przemysłu (obrabiarki, maszyny
tkackie)

•

Maszyny elektryczne - służące przetwarzaniu jednej postaci energii w inną (sprężarki,
prądnice elektryczne).

6.Aparaty - są to urządzenia spełniające określone zadania w wyniku przebiegających w nich
procesów fizycznych lub chemicznych (np. aparat telefoniczny). Od maszyn różnią się tym, iż nie
przekształcają energii mechanicznej i co za tym idzie nie stawia się im żadnych wymogów co do
sprawności energetycznej. Zazwyczaj dominującym kryterium działania aparatów jest dokładność
działania.

7.Obrabiarką skrawającą - nazywamy maszynę technologiczną przeznaczoną do zmiany
kształtów, wymiarów i chropowatości powierzchni przedmiotów poprzez zdjęcie naddatku
materiału w postaci wióra.

Część II - Podstawowe parametry techniczne maszyn (!!!)

1.Moc – miarą mocy maszyny jest praca [J] wykonana w jednostce czasu [s]. Jednostką Si mocy
jest wat [1W=1J/1s]. Moc jest jednym z najistotniejszych parametrów maszyn świadczącym o
możliwościach eksploatacyjnych.

2.Sprawność - stosunek pracy użytecznej do pracy włożonej nazywamy współczynnikiem
sprawności (sprawnością) maszyny i oznaczamy literą η.

η=Wu/Ww*100%

3.Charakterystyka maszyny - charakterystyką maszyny nazywamy potocznie wykres
przedstawiający zależność pomiędzy wielkościami charakteryzującymi prace maszyny lub
urządzenia w różnych warunkach pracy. Szczegółowa nazwa charakterystyki związana jest
zazwyczaj z nazwą maszyny np. charakterystyka pompy, charakterystyka turbiny

4.Perpetuum mobile - hipotetyczna maszyna, której działanie byłoby sprzeczne z podstawowymi
prawami fizyki; perpetuum mobile I rodzaju — maszyna, która wykonywałaby pracę bez
pobierania energii z zewnątrz, a więc działanie jej byłoby sprzeczne z zasadą zachowania energii;
perpetuum mobile II rodzaju — maszyna, która wykonywałaby pracę pobierając ciepło z otoczenia
i w całości zamieniając je na pracę;

5.Pompa ciepła – jej działanie polega na odbiorze na niskim poziomie temperaturowym ciepła
przez odparowanie czynnika roboczego o niskiej temp. wrzenia, gaz zostaje sprężony, następnie
ulega skraplaniu na wysokim poziomie temperaturowym oddając pobrane ciepło – następnie wraca
do początku układu – i tak układ się zamyka.

Część III – Cechy użytkowe maszyn (!!!)

1.Przydatność technologiczna (przeznaczenie) - Na przydatność obrabiarki do określonych zadań
technologicznych wpływ ma szereg czynników, z których najważniejszymi są: ogólny układ
konstrukcyjny, główne wymiary geometryczne, moc napędowa, oprzyrządowanie, wydajność i
dokładność obróbki oraz stopień automatyzacji. Ogólne przeznaczenie obrabiarki określa jej nazwa,
np. tokarka – do obróbki toczeniem, frezarka – do frezowania

Pod względem przeznaczenia produkcyjnego określającego zakres zastosowania obrabiarki w
przemyśle wyróżniamy:

•

obrabiarki ogólnego przeznaczenia (do szerokiego zastosowania w przemyśle)

•

obrabiarki specjalizowane (obróbka przedmiotów o podobnych zabiegach obróbkowych)

•

obrabiarki specjalne (przeznaczone do obróbki jednego rodzaju przedmiotów)\

2.Układ konstrukcyjny - Czynnikami decydującymi o układzie konstrukcyjnym obrabiarki są
liczba i rodzaj ruchów podstawowych oraz kierunki i drogi przemieszczania zespołów roboczych.
W zależności od przeznaczenia produkcyjnego obrabiarka może być wyposażona w zespoły
robocze jednowspółrzędnościowe, dwuwspółrzędnościowe (płaskie) i trójwspółrzędnościowe
(przestrzenne).

3.Wymiary znamionowe – to wymiary określające np. średnicę wiercenia, rozstaw części
roboczych maszyny – w skrócie jest to szereg wymiarów istotnych dla pracy danej maszyny i dla
łatwego określenia zakresu jej pracy.

4.Oprzyrządowanie – to zarówno oprzyrządowanie normalne (np. uchwyt tokarski w tokarce) jak i
urządzenia służące rozszerzeniu zakresu pracy maszyny (wyposażenie dodatkowe).

5.Wydajność – w celu określenia wydajności obrabiarki stosuje się trzy wskaźniki:

•

Objętościowy – objętość ze skrawanych wiórów w jednostce czasu

•

Powierzchniowy – pole obrobionej powierzchni w jednostce czasu

•

Jednostkowy – ilość sztuk w jednostce czasu

6.Dokładność - wynikową dokładność pracy obrabiarki określa się na podstawie dokładności
wymiarowo-kształtowej obrobionych przedmiotów. Wpływ na nią mają:

•

Dokładność geometryczna

•

Dokładność kinematyczna

•

Dokładność nastawcza

7.Stopień automatyzacji – to iloraz czasu czynności wykonywanych automatycznie do całego
czasu obróbki.

8.Zakres automatyzacji - iloraz liczby czynności zautomatyzowanych do całkowitej liczby
czynności wykonywanych w danej operacji technologicznej.

Część IV – Jak powstaje maszyna?

1.Jak powstaje maszyna:

•

Rozpoznanie uzasadnionej potrzeby

•

Projektowanie

•

Konstruowanie

•

Wykonanie

•

Eksploatacja

•

Utylizacja

2.Projektowanie (!) - wyznaczanie zakresu i sposobów działania nowego środka technicznego
(tworzenie nowego rozwiązania technicznego)

3.Znaczenia konstrukcji:

•

budowa (struktura) urządzenia technicznego, określona przez zespół cech odpowiadających
przeznaczeniu urządzenia.

•

jest to zespół cech (własności) wytworu wyznaczonych przez konstruktora.

4.Zasady sporządzania opisu konstrukcji: (!)

•

zasad jednoznaczności,

•

zasada nie sprzeczności,

•

zasada zupełności.

5.Rodzaje zapisu konstrukcji: (!)

•

graficzny

•

słowny

•

fotograficzno-rysunkowy

•

alfanumeryczny (komputerowy)

6.Kryteria w procesie projektowo konstrukcyjnym: (!!!)

•

Kryteria działania – np. sprawność, dokładność

•

Kryteria użytkowe – np. niezawodność, materiałochłonność

•

Kryteria ekonomiczne – np. oszczędność, koszty utrzymania i eksploatacji

•

Kryteria wytwórcze – np. technologiczność konstrukcji

7.Zasady konstruowania: (!!!)

•

optymalnego stanu obciążenia

•

optymalnego tworzywa

•

optymalnej stateczności (sztywności)

•

optymalnej sprawności

•

optymalnych stosunków wielkości związanych

Zasada optymalnego stanu obciążenia:

•

Poprawa równomierności rozkładu obciążeń i naprężeń

•

Zwiększenie liczby dróg przenoszenia obciążeń

•

Zapewnienie korzystnego (ze względu na minimalizację odkształceń i naprężeń) przebiegu
tzw. obwodu sił

•

Zapewnienie samoczynnego reagowania mechanizmów i elementów konstrukcji na
zmieniające się warunki obciążenia (zasada samoadaptacji)

•

Wyrównoważenie sił statycznych i dynamicznych

•

Zmniejszanie lub łagodzenie obciążeń uderzeniowych

Zasada optymalnego tworzywa:

•

Cechy konstrukcyjne (określające przydatność – np. tłumienie drgań, wytrzymałość)

•

Cechy technologicznie (określające zdolność kształtowania – np. spawalność, skrawalność)

•

Cechy eksploatacyjne (odporność na zużycie – na korozje, na ścieranie, na czynniki chem.)

•

Koszt

Zasada optymalnej stateczności - układ materialny jest stateczny, jeżeli pod działaniem obciążeń
odkształcenia jego elementów nie przekraczają wartości dopuszczalnych, a po ustąpieniu obciążeń
wszystkie elementy przyjmują z powrotem pierwotną postać i położenie.

Zasada optymalnej sprawności - ze względu na racje ekonomiczne należy zawsze dążyć do
minimalizacji energii zużywanej przez maszynę do wykonywania pracy użytecznej.

Zasada optymalnych stosunków wielkości związanych - związanymi nazywamy takie wielkości
określające cechy konstrukcji, których dobór nie może być dokonany niezależnie od siebie.
Wielkościami związanymi mogą być: wymiary geometryczne (np. stosunek średnicy elementu do
jego długości).

Część V – optymalizacja procesów

1.Metody optymalizacji (!):

•

Heurystyczne

•

Analityczne

2.Analityczna optymalizacja konstrukcji – etapy:

•

Zdefiniowanie problemu

•

Model fizycznych

•

Model matematyczny

•

Warunki ograniczające

•

Funkcja kryterialna

•

Rozwiązanie optymalne

Część VI – etapy podziału procesu projektowo-konstrukcyjnego (!)

1.Założenia konstrukcyjne:

•

Analiza zapotrzebowania na rynku

•

Uzasadnienie zastosowanych rozwiązań technicznych i ich porównanie z podobnymi
urządzeniami

•

Ustalenie kolejności produkcji części składowych

•

Analiza możliwości produkcyjnych

•

Badania mające na celu sprawdzenie koncepcji nowych zespołów konstrukcyjnych

•

Rozeznanie patentowe

•

Opis konstrukcji wraz z rysunkami i schematami

•

Analiza ekonomiczna rozpoczęcia produkcji

•

Harmonogram realizacji prac konstrukcyjnych i produkcyjnych

2.Projekt wstępny - ma postać rysunków zestawieniowych, wykonanych najczęściej ołówkiem na
kalce technicznej. Na rysunkach tych, które mają być podstawą do sporządzenia rysunków
wykonawczych części, konstruktor podaje:

•

wymiary elementów

•

wymiary montażowe

•

wykaz części

•

może również makietę lub model w skali

3.Projekt wykonawczy - obejmuje całą dokumentację konstrukcyjną wyrobu, w skład której
wchodzą:

•

Rysunki wykonawcze części

•

Rysunki zestawieniowe poszczególnych zespołów

•

Rysunek ogólny maszyny

•

Rysunki uzupełniające ( np. układu smarowania, chłodzenia)

•

Schematy funkcjonalne ( np. kinematyczny, hydrauliczny, elektryczny, układu sterowania)

•

Schematy montażowe (elektryczny i ewentualnie hydrauliczny)

•

Wykazy zespołów i części konstruowanych

4.Wykonanie prototypu - Prototypem nazywamy pierwszy egzemplarz nowego zaprojektowanego
wyrobu lub egzemplarz kontrolny wyrobu wykonany do oceny wprowadzonych zmian
konstrukcyjnych. Wykonany na podstawie dokumentacji konstrukcyjnej.

5.Badania prototypu - Próby i badania prototypu mają na celu przede wszystkim doświadczalne
sprawdzenie poprawności konstrukcji, wykonania i działania wyrobu. Próby i badania prototypu
pozwalają na wykrycie popełnionych błędów konstrukcyjnych.

6.Dokumentacja techniczna dla serii próbnej – powinna zawierać:

•

Dokumentacje konstrukcyjną wraz ze zmianami

•

Dokumentacje technologiczną – określającą sposób wykonania urządzenia

7.Ocena konstrukcji – ocena zgodności rzeczywistych parametrów konstrukcji z oczekiwanymi na
początku powstania projektu.

Część VII – konstruowanie metodyczne, unifikacja, technologiczność konstrukcji

1.Technologiczność -oznacza cechy konstrukcji sprzyjające jej zrealizowaniu w postaci wytworu w
konkretnych warunkach produkcji, przy jak najmniejszej pracochłonności i kosztach własnych. (!)

2.Bezwzględne współczynniki technologiczności (!):

•

Pracochłonność wykonania – rozbita na poszczególne techniki wykonania (np. obróbka
cieplna, skrawanie)

•

Materiałochłonność – wyrażająca masę i koszt materiałów zużytych w celu wytworzenia
produktu.

3.Typizacja konstrukcji (!) - polega na racjonalnym zmniejszeniu różnorodności gotowych

(np. części, podzespołów), do liczby wystarczającej w danych warunkach i w danym okresie czasu.

4.Unifikacja (!) - polega na konstruowaniu technicznie i ekonomicznie uzasadnionych, optymalnie
zróżnicowanych zespołów i części w celu szerokiego i różnorodnego ich wykorzystania do budowy
wyrobów złożonych.

5.Normalizacja - Normalizacja polega na sprowadzeniu różnorodności w powtarzalnych
postaciach do stanu optymalnego zróżnicowania (?)

7.Cele normalizacji:

•

usuwanie barier handlowych i technicznych

•

poprawa kompatybilności

•

zapewnienie jakości usług i wyrobów

•

ułatwienie porozumienia się

6. Zalety normalizacji (!):

•

Usuwanie barier handlowych i ułatwienie komunikacji

•

Normy uznawane są za gwarant jakości

•

Normy zwiększają bezpieczeństwo pracy

•

Normy ułatwiają eksport

•

Normy zapobiegają błędy o katastrofalnych skutkach

7.Dyrektywa 83/189/EWG – ustanawia procedurę udzielania informacji w zakresie norm i
przepisów technicznych

8/Odpowiedzialność karna (?) – mało istotne – do jednorazowego przeczytania w prezentacji

Troszkę (dużo) historii

Wykres względnego wzrostu wynalazczości:

Punkty wykresu:

•

A - pojawienie się cywilizacji – odkrycie brązu

•

B – spadek wynalazczości – utrwalenie kastowego charakteru społeczeństw

•

C – odkrycie wytwarzania stali

•

D – rozwój do szczytowego okresu kultury ateńskiej, czasy pokoju

•

E – wojny greckie – zahamowanie rozwoju

•

F – podboje Macedończyków – Aleksander Wielki – rozwój

•

G do H – do roku 1000 niewielki rozwój, stosowanie starych a dobrych technologii

•

I – renesans, gwałtowny rozwój

•

J do ? - stały szybki rozwój do 1700 – zahamowania kapitalizmu

Tokarka – pierwsza 1200 p.n.e. w Mykenach. W średniowieczu wprowadzono tokarki napędzane
wodą (koło wodne). Tokarki nie ulegały szczególnym zmianom, aż do rewolucji przemysłowej
(koniec XVIII wieku).

Maszyna parowa – pierwsza prymitywna maszyna parowa 1698 Savery. Pierwsza z tłokiem i
cylindrem – 1690 Papin. Pierwsza bardziej zaawansowana – Newcomen 1712. Maszyna parowa
Watta wykorzystująca ruch kołowy – 1765 r.

Frezarka – pierwsza frezarka do produkcji muszkietów – Withney 1818

Stal szybkotnąca – 1898 r. Taylor i White.

Reszta do luźnego poczytania (?)