MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Teresa Myszor
Projektowanie części maszyn i połączeń 311[15].O1.05
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Recenzenci:
mgr in\
. Jan Jureczko
mgr in\
. A
ukasz Orzech
Opracowanie redakcyjne:
mgr in\
. Danuta Pawełczyk
Konsultacja:
mgr in\
. Gabriela Poloczek
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[15].O1.05
 Projektowanie części maszyn i połączeń , zawartego w modułowym programie nauczania
dla zawodu technik górnictwa podziemnego.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREÅšCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Połączenia części maszyn 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 14
4.1.3. Ćwiczenia 14
4.1.4. Sprawdzian postępów
16
4.2. Wały, osie i ich ło\
yskowanie 17
4.2.1. Materiał nauczania 17
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 20
4.2.3. Ćwiczenia 21
4.2.4. Sprawdzian postępów 22
4.3. Połączenia rurowe 23
4.3.1. Materiał nauczania 23
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 25
4.3.3. Ćwiczenia 25
4.3.4. Sprawdzian postępów 26
4.4. Przekładnie mechaniczne 27
4.4.1. Materiał nauczania 27
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 31
4.4.3. Ćwiczenia 32
4.4.4. Sprawdzian postępów 34
4.5. Sprzęgła i hamulce 35
4.5.1. Materiał nauczania 35
4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 38
4.5.3. Ćwiczenia 39
4.5.4. Sprawdzian postępów 40
4.6. Mechanizmy 41
4.6.1. Materiał nauczania 41
4.6.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 44
4.6.3. Ćwiczenia 44
4.6.4. Sprawdzian postępów 45
4.7. Monta\
i demonta\
46
4.7.1. Materiał nauczania 46
4.7.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 53
4.7.3. Ćwiczenia 53
4.7.4. Sprawdzian postępów 55
5. Sprawdzian osiągnięć 56
6. Literatura 61
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy dotyczącej konstruowania
elementów maszyn.
W poradniku zamieszczono:
- wymagania wstępne  wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć ju\
ukształtowane,
-
-
-
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,
- cele kształcenia  wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,
-
-
-
 materiał nauczania  wiadomości teoretyczne niezbędne do osiągnięcia zało\
onych celów
kształcenia i opanowania umiejętności zawartych w jednostce modułowej,
 zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy ju\
opanowałeś określone treści,
 ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,
 sprawdzian postępów,
 sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,
 literaturę uzupełniającą.
Miejsce jednostki modułowej w strukturze modułu 311[15].O1  Podstawy konstrukcji
mechanicznych jest wyeksponowane na schemacie zamieszczonym na stronie 4.
Bezpieczeństwo i higiena pracy
W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bhp
i instrukcji przeciwpo\
arowych, wynikających z rodzaju wykonywanych prac. Wiadomości
dotyczące przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpo\
arowej oraz
ochrony środowiska znajdziesz w jednostce modułowej 311[15].O1.01  Przestrzeganie
przepisów Kodeksu pracy, Prawa geologicznego i górniczego
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
311[15].O1
Podstawy konstrukcji mechanicznych
311[15].O1.01
Stosowanie przepisów Kodeksu pracy,
Prawa geologicznego i górniczego
311[15].O1.02 311[15].O1.03
Określanie właściwości Wykonywanie rysunków
materiałów konstrukcyjnych części maszyn
311[15].O1.04
Wykonywanie obliczeń w układach
statycznych, dynamicznych i kinetycznych
311[15].O1.05
Projektowanie części maszyn
i połączeń
Schemat układu jednostek modułowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
- stosować jednostki układu SI,
- wykonywać rysunki techniczne części maszyn zgodnie z normami,
- posługiwać się dokumentacją techniczną, Dokumentacją Techniczno-Ruchową, normami
i katalogami,
- wykonywać podstawowe obliczenia z wytrzymałości materiałów,
- rozró\
niać i dobierać materiały konstrukcyjne,
- selekcjonować, porządkować i przechowywać informacje,
- interpretować związki wyra\
one za pomocą wzorów, wykresów, schematów, diagramów,
tabel,
- u\
ytkować komputer,
- współpracować w grupie,
- organizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
 scharakteryzować połączenia nierozłączne i określić ich zastosowanie,
 scharakteryzować połączenia rozłączne i określić ich zastosowanie,
 zaprojektować połączenia rozłączne i nierozłączne,
 scharakteryzować połączenia sprę\
yste i podatne oraz termokurczliwe,
 określić zasadę działania i budowę wałów i osi,
 zaprojektować wał o równomiernej wytrzymałości,
 określić zasadę działania i budowę ło\
ysk,
 dobrać ło\
ysko do zadanych warunków pracy,
 określić zasadę działania i budowę połączeń rurowych,
 określić zasadę działania i budowę zaworów,
 określić zasadę działania i budowę przekładni mechanicznych,
 określić parametry koła zębatego,
 określić zasadę działania i budowę sprzęgieł,
 określić zasadę działania i budowę hamulców,
 określić zasadę działania i budowę mechanizmów,
 określić przeznaczenie oraz sklasyfikować mechanizmy,
 wyjaśnić pojęcie monta\
u i demonta\
u, stosowane metody monta\
u i demonta\
u,
 wyszczególnić podstawowe operacje i czynności monta\
owe i demonta\
owe,
 scharakteryzować urządzenia i przyrządy monta\
owe i demonta\
owe,
 wyjaśnić zasady postępowania przy pracach demonta\
owych,
 określić proces demonta\
u połączeń i ło\
ysk,
 odczytać dokumentację monta\
owÄ…,
 odczytać instrukcje obsługi maszyn i urządzeń,
 sporządzić rysunek wykonawczy elementu maszyny za pomocą programu komputerowego
typu CAD,
 wydrukować rysunek wykonawczy elementu maszyny za pomocą programu komputerowego
typu CAD,
 zastosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy na stanowisku.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
4. MATERIAA
NAUCZANIA
4.1. Połączenia części maszyn
4.1.1. Materiał nauczania
Połączenia części maszyn dzielimy na:
- rozłączne, są to połączenia, które umo\
liwiają wielokrotne łączenie i rozłączanie
-
-
-
elementów konstrukcyjnych bez ich uszkodzenia.
- nierozłączne, są to połączenia, w których podczas rozłączania następuje zniszczenie lub
-
-
-
uszkodzenie elementów łączonych lub łączników.
Do połączeń rozłącznych zaliczamy połączenia: wpustowe, kołkowe, sworzniowe, klinowe,
gwintowe.
Do połączeń nierozłącznych zaliczamy połączenia: nitowe, spawane, klejone, zgrzewane.
Połączenia części maszyn ze względu na sposób powiązania elementów mo\
na podzielić na:
- bezpośrednie, w których elementy są ze sobą połączone bezpośrednio,
-
-
-
- pośrednie, w których dodatkowym elementem jest łącznik np.: śruby w połączeniach
-
-
-
śrubowych.
Połączenia części maszyn mogą być spoczynkowe lub ruchowe. Połączenia spoczynkowe
wykorzystywane są do łączenia części maszyn lub regulacji ich poło\
enia, a ruchowe
stosowane są do celów napędowych (przesuw suportu w stołach obrabiarek).
Połączenia nitowe
Stosuje się do łączenia elementów konstrukcji stalowych, które przenoszą du\
e siły.
Ze względu na rodzaj łączonych elementów i na charakter obcią\
enia rozró\
nia siÄ™:
- połączenia pasów blach, obcią\
one siłami rozciągającymi,
-
-
-
- połączenia kształtowników w kratownicach, obcią\
one siłami rozciągającymi lub
-
-
-
ściskającymi,
- połączenie blach z kształtownikami, które przenoszą momenty zginające, i siły
-
-
-
rozciągające lub ściskające.
Ze względów konstrukcyjnych połączenia dzieli się na zakładkowe i nakładkowe.
Rys. 1. Połączenia nitowe: a) zakładkowe, b) nakładkowe, I - przekrój nitu nara\
ony na ścięcie [7, s. 48]
Rodzaje nitów i zalecane ich wymiary zawarte są w normach.
Nity w połączeniach mogą występować jako jednokrotnie cięte o raz wielokrotnie cięte.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
Rys. 2. Rodzaje połączeń nitowych: a) połączenie zakładkowe  nity jednokrotnie cięte, b d) połączenia
nakładkowe  nity wielokrotnie cięte [7, s. 46]
Połączenia nitowe zapewniają du\
ą elastyczność konstrukcji stalowych  dlatego stosuje
się je często w elementach budowlanych, mostach, samolotach i odpowiedzialnych węzłach
konstrukcyjnych statków.
Projektowanie połączeń nitowych polega na obliczeniu nitów z warunków
1. Na ścinanie
F
Ä = d" kn ( kt )
2
Ä„ Å" d0
Å" mÅ"n
4
gdzie: F  obciÄ…\
enie połączenia nitowego,
d0  średnica otworu nitowego,
m  liczba ścinanych przekrojów w jednym nicie
n  liczba nitów ( w połączeniach zakładkowych  wszystkie nity, w połączeniach
nakładkowych  nity łączące jeden z pasów z zakładkami.
kn(kt ) dopuszczalne naprÄ™\
enia ścinające.
2. Na naciski powierzchniowe
F
p = d" ko
g Å"d Å" n
gdzie: n  liczba nitów (w połączeniach zakładkowych  wszystkie nity, w połączeniach
nakładkowych  nity łączące jeden z pasów z zakładkami),
g  grubość blachy,
ko  dopuszczalny nacisk powierzchniowy.
Elementy nitowane sprawdza się z warunku wytrzymałościowego na rozciąganie w miejscach
przekroju osłabionych otworami.
Połączenia spawane
Połączenia spawane nale\
ą do najczęściej stosowanych połączeń nierozłącznych,
poniewa\
uzyskuje się dzięki nim du\
e oszczędności materiałowe oraz mniejszą
pracochłonność w porównaniu do elementów odlewanych czy nitowanych. Najczęściej
wykorzystane są w konstrukcjach elementów maszyn, w węzłach kratownic.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
a) b) c)
Rys. 3. Połączenia spawane: a) kadłub ło\
yska, b) wspornik, c) węzeł kratownicy [7, s. 62]
Spoiny oblicza siÄ™ w zale\
ności od obcią\
enia. NaprÄ™\
enia dopuszczalne obni\
a siÄ™ ze
względu na mniejszą wytrzymałość spoiny wg zale\
ności:
2
k = k Å" z
w której:
k - naprÄ™\
enia dopuszczalne dla materiału części łączonych,
2
k - naprÄ™\
enia dla spoiny,
z - współczynnik wytrzymałości spoiny.
Tabela 1. Orientacyjne wartości współczynnika wytrzymałości spoin z [7, s. 68]
Spoiny Rodzaj obciÄ…\
enia z Przykład zastosowania
rozciÄ…ganie 0,8 2
krj = 0,8krj
ściskanie 1,0
2
kc = kc
zginanie 0,9
czołowa
2
kg = 0,9kg
ścinanie 0,65
2
kt = 0,65kt
2
kt = 0,65kt
pachwinowa Wszystkie rodzaje obciÄ…\
eń 0,65
Przy dokładnych obliczeniach spoin przy wyznaczaniu wartości współczynnika
wytrzymałości uwzględnia się rodzaj spoiny, wytrzymałość materiału, rodzaj obcią\
enia,
sposób kontrolowania spoiny.
a) b) c)
Fr 2 Ft
M Fg Å"c
g
2
à = d" kr , a = g Ät = d" kt , a = g
2
à = = d" kg
r
g
So S0
Wx lo Å" a2
6
So = lo Å" a gdy spoina wyprowadzana na podkÅ‚adki l = lo + 2Å" a dla spoin czoÅ‚owych
So = l Å" a gdy spoina nie jest wyprowadzana na podkÅ‚adki l = lo + 3Å" a dla spoin pachwinowych
Rys. 4. ObciÄ…\
enia spoin: a) rozciąganie, b) ścinanie, c) zginanie [5, s. 15]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
Połączenia kształtowe
Zadaniem połączeń kształtowych jest łączenie części współpracujących lub ustalanie ich
wzajemnego poło\
enia. Połączenia te dzielą się na:
- bezpośrednie, w których powierzchnie są odpowiednio ukształtowane -
-
-
-
wielowypustowe, wielokarbowe, wieloboczne,
- pośrednie, w których zastosowano łączniki - wpustowe, kołkowe, sworzniowe oraz
-
-
-
klinowe.
a) b)
Rys. 5. Połączenia kształtowe: a) wpustowe, b) kołkowe [7, s. 94-108]
Połączenia wpustowe nale\
ą do pośrednich połączeń kształtowych i znajdują powszechne
zastosowanie przy przenoszeniu momentu obrotowego między wałem i osadzonym na nim
kołem zębatym, kołem pasowym itp. Odznaczają się prostotą i niezawodnością konstrukcji,
wygodnym monta\
em i demonta\
em. Połączenia kształtowe przede wszystkim przenoszą
obciÄ…\
enia: siły wzdłu\
ne, poprzeczne lub moment skręcający, które działają na łącznik lub
występy i rowki. Oprócz tego umo\
liwiają osiowanie łączonych elementów lub powodują
kasowanie luzów (połączenia klinowe).
Połączenia wpustowe słu\
ą do osadzania na wale części maszyn takich jak koła zębate,
pasowe. Połączenia wpustowe są wykonywane jako: spoczynkowe  pasowanie N9/h9
w wałku i w piaście, ruchowe  pasowanie N9/h9 w wałku oraz F9/h9 w piaście.
Wpusty przenoszą moment obrotowy z wału na współpracującą część maszynową lub
odwrotnie. Kształty oraz wymiary wpustów są znormalizowane.
Obliczanie wpustów polega tylko na ustaleniu ich długości. Całkowitą długość wpustu
zaokrągla się do wartości znormalizowanych. Wymiary poprzeczne wpustów pryzmatycznych
(b x h) sÄ… dobierane z norm w zale\
ności od średnicy czopa wału. Szerokość piasty koła
współpracującego powinna być co najmniej równa czynnej długości dobranego wpustu.
Rys. 6. ObciÄ…\
enie wpustu [7, s. 95]
Wpusty oblicza siÄ™ z warunku na naciski powierzchniowe
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
F
p = d" ko ko = z Å"kc
h
lo Å" Å" n
2
w którym:
F  siła wyznaczona na podstawie przenoszonego momentu obrotowego,
l0  czynna długość wpustu,
n  liczba wpustów
h
 przybli\
ona wartość wysokości powierzchni wpustu nara\
onej na naciski,
2
naciski dopuszczalne,
ko 
ko = z Å"kc
w którym:
z  współczynnik zale\
ny od warunków pracy,
kc  naprÄ™\
enie dopuszczalne dla materiału słabszego z elementów współpracujących.
Podobne zadanie jak wpusty spełniają występy i rowki w połączeniach wielowypustowych.
Połączenia wielowypustowe nale\
ą do najczęściej stosowanych połączeń kształtowych. Są to
połączenia bezpośrednie; na czopie wału są wykonane występy, które współpracują
z rowkami w piaście.
Rys. 7. Połączenia wielowypustowe: ogólnego przeznaczenia: a) lekkie, b) średnie; c) do obrabiarek;
d) zębate ewolwentowe; e) wielokarbowe [7,s.98]
Połączenia wielowypustowe umo\
liwiają uzyskanie dokładnego osiowania, zmniejszenie
nacisków jednostkowych w porównaniu z połączeniami wpustowymi oraz zmniejszenie
oporów tarcia przy przesuwaniu elementów w połączeniach ruchowych.
Połączenia kołkowe z łącznikiem w kształcie walca lub sto\
ka, przenoszą siły
prostopadłe do osi kołka, słu\
ą do ustalania poło\
enia współpracujących części lub mogą być
stosowane do zabezpieczenia elementów łączonych przed przecią\
eniem (sprzęgło tulejowe
kołkowe).
Rys.8. Połączenia kołkowe: a)spoczynkowe wzdłu\
ne, b) spoczynkowe promieniowe,
c) ruchowe wahliwe [7, s. 102]
Zadaniem kołka jest łączenie elementów maszyn lub ustalenie ich wzajemnego
poło\
enia. Odmianą kołka są sworznie mające kształt walca o średnicy większej ni\
kołki
walcowe.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
Połączenia sworzniowe przenoszą większe obcią\
enia ni\
połączenia kołkowe oraz
zawsze są zabezpieczone przed przesuwaniem się wzdłu\
ich osi za pomocą podkładek,
zawleczek, pierścieni lub kołków.
Połączenia sworzniowe są stosowane przede wszystkim w połączeniach ruchowych.
Zale\
nie od przewidywanych warunków pracy i wymagań konstrukcyjnych, sworznie mogą
być pasowane ciasno w obu częściach łączonych i obliczane są z warunku na ścinanie lub te\

luz
no i wtedy obliczane sÄ… na zginanie.
A
ącznikiem w połączeniach są sworznie - grubsze kołki, które są zabezpieczane przed
wysunięciem za pomocą łbów, podkładek, zawleczek oraz pierścieni osadczych. Połączenia
sworzniowe stosowane są w połączeniach wahliwych, przegubowych.
Połączenia gwintowe
Połączenia gwintowe nale\
ą do połączeń kształtowych i są najczęściej stosowane
w budowie maszyn. W połączeniu pośrednim elementy łączy się za pomocą łącznika, który
składa się zazwyczaj ze śruby i nakrętki. W połączeniach bezpośrednich elementy łączone
mają nacięty gwint. Połączenia gwintowe wykorzystywane do łączenia części nale\
Ä… do
spoczynkowych. Połączenia gwintowe ruchowe słu\
Ä… do zamiany ruchu obrotowego na
postępowo-zwrotny do celów napędowych (podnośniki i prasy śrubowe).
Do gwintów najczęściej stosowanych nale\
ą gwinty trójkątne: metryczne i rurowe
walcowe oraz trapezowe: symetryczne i niesymetryczne. Ponadto gwinty dzieli siÄ™ na:
- zwykłe, drobne (drobnozwojne) i grube (grubozwojne);
- jednokrotne (pojedyncze) wielokrotne (dwukrotne, trzykrotne itd.);
- prawe i lewe.
A
ączniki gwintowe mogą być znormalizowane lub wykonane jako specjalne. Dzieli się je
na: śruby, wkręty i nakrętki.
Śruby mają odpowiednio ukształtowany łeb pasujący do klucza maszynowego. Wymiary
łbów są uzale\
nione od wielkości gwintów.
Wkręty ró\
nią się od śrub tym, \
e mają łby z naciętym rowkiem, słu\
Ä…cym do
przykręcania ich wkrętakiem.
a) b) c)
Rys. 9. Połączenia gwintowe: a, b) pośrednie, c) bezpośrednie [7, s. 111]
Obliczanie wytrzymałości śrub polega na wyznaczeniu średnicy rdzenia z warunków
wytrzymałościowych i następnie dobranie wymiarów gwintu o średnicy rdzenia większej ni\

obliczeniowa. Połączenia obcią\
one mogą być siłą rozciągającą, osiową i momentem
skręcającym, siłą poprzeczną.
Połączenia podatne
Do połączeń podatnych nale\
Ä… sprÄ™\
yny, gumy i niektóre tworzywa sztuczne.
SprÄ™\
yny są to elementy wykonane z materiału sztywnego, którym nadano odpowiednie
kształty. Spełniają one w budowie maszyn następujące zadania:
- dociskają części maszyn w czasie pracy,
- łagodzą wstrząsy i uderzenia, tłumią drgania,
- zapewniają zmianę poło\
enia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
 SprÄ™\
yny mogą mieć ró\
ne kształty. W zale\
ności od działania sił podlegają ró\
nym
odkształceniom: rozciąganiu, ściskaniu, zginaniu, skręcaniu.
Rys. 10. Rodzaje sprÄ™\
yn: a), b) śrubowe walcowe, c) sto\
kowe, d), e) płaskie,
f) spiralne, g) talerzowe, h) pierścieniowe [7, s. 147]
A
Ä…czniki gumowe stosowane w budowie maszyn wykonane sÄ… z gumy naturalnej lub
sztucznej. Dzięki wielu zaletom jak: du\
a zdolność kumulowania energii, du\
a zdolność
tłumienia drgań, du\
a podatność, odporność na działanie kwasów i zasad, stosowane są
w resorach, zderzakach, amortyzatorach, przy fundamentowaniu maszyn i jako uszczelki.
Kształt łączników zale\
y od przeznaczenia, rodzaju obciÄ…\
enia.
Powłoki termokurczliwe
W górnictwie do ochrony przed korozją, do uszczelniania połączeń, do izolowania
rurociągów w kopalniach o zagro\
eniu wybuchowym w środowisku gazowym, stosuje się
powłoki termokurczliwe, które nakładane są  na gorąco w postaci taśm ręcznie lub za
pomocą specjalnych owijarek. Powłoki tego typu mogą być równie\
stosowane na
konstrukcjach stalowych: rurociÄ…gach naziemnych (np. przebiegajÄ…cych nad przeszkodami
wodnymi), zbiornikach, słupach oświetleniowych. Warstwa przylepna taśmy przewodzi prąd,
więc zachodzą równie\
pełne warunki do ochrony protektorowej obiektu.
Nakładanie powłoki polega na:
- usunięciu istniejącej powłoki antykorozyjnej z uwzględnieniem wymogów ochrony
środowiska,
- przygotowaniu powierzchni do klasy czystości Sa 2,5 wg PN-ISO 8501  Przygotowanie
podło\
y stalowych przed nakładaniem farb i podobnych produktów ,
- odtłuszczeniu,
- nakładaniu taśmy.
a) b) c)
Rys. 11. Przykłady zastosowania powłok termokurczliwych: a) łata naprawcza,
b) uszczelnienie rury osłonowej, c) izolacja połączenia kołnierzowego [12]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie są rodzaje połączeń części maszyn?
2. Jakie połączenia zalicza się do połączeń pośrednich?
3. Jakie obciÄ…\
enia mogą przenosić połączenia nitowe?
4. Jakie konstrukcje mogą być spawane?
5. Jak obliczamy połączenia spawane?
6. Jakie znasz połączenia kształtowe?
7. Które z połączeń kształtowych nale\
y do połączeń bezpośrednich?
8. Jak projektujemy połączenia wpustowe?
9. Do jakich połączeń nale\
y połączenie gwintowe?
10. Jakimi siłami mogą być obcią\
one śruby?
11. Jakie znasz rodzaje połączeń podatnych?
12. Co to są połączenia termokurczliwe i gdzie mają zastosowanie?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zaprojektuj połączenie spawane dwóch blach o grubości g = 12 mm ze stali St3S
obciÄ…\
onych siłą F = 150 kN. Obliczenia wykonaj dla spoiny czołowej i pachwinowej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) naszkicować rysunki spoiny czołowej i pachwinowej,
2) oznaczyć wymiary spoin,
3) zapisać wzory wytrzymałościowe do odpowiedniego rysunku,
4) odszukać naprę\
enia dopuszczalne z tablic wytrzymałościowych i przyjąć współczynniki
wytrzymałości spoin odpowiednie dla rodzaju obcią\
enia,
5) obliczyć długości spoin,
6) przyjąć wymiary blach według norm,
7) oznaczyć spoiny na rysunkach,
8) porównać wyniki obu sposobów spawania blach.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- przybory kreślarskie,
-
-
-
- tablice własności wytrzymałościowych stali,
-
-
-
- normy wymiarów blach,
-
-
-
- poradnik dla ucznia.
-
-
-
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
Ćwiczenie 2
Dobierz wymiary wpustu na wale gładkim, na którym osadzono koła pasowe według
poni\
szych danych. Narysuj rysunek wykonawczy wałka za pomocą programu
komputerowego typu CAD.
Lp. Dane wejściowe do projektu
1. Przenoszony moment obrotowy M , Nm 550
2. Warunki pracy lekkie
3. Rodzaj połączenia (współczynnik z ) 0,8
4. Średnica wału, mm 60
5. Długość wału, mm 350
6. Szerokość piasty koła pasowego, mm 80
7. Materiał wału St6
8.
NaprÄ™\
enia dopuszczalne dla wału kc , MPa
9. Materiał piasty Stal 20
10.
NaprÄ™\
enia dopuszczalne dla piasty kc , MPa
11. Materiał wpustu St5
12.
NaprÄ™\
enia dopuszczalne wpustu kc , MPa
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczenia,
2) odczytać z tablic wytrzymałościowych dopuszczalne naprę\
enia dla piasty, wału
i wpustu,
3) przyjąć wymiary i odmianę wpustu z norm oraz liczbę wpustów,
4) obliczyć siłę obwodową,
5) obliczyć czynną i całkowitą długość wpustu,
6) przyjąć długość znormalizowaną wpustu,
7) naszkicować rysunek wykonawczy wału z uwzględnieniem rowka na wpust,
8) narysować rysunek wału w za pomocą programu komputerowego CAD,
9) wydrukować rysunek wykonawczy wałka,
10) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- przybory do pisania, kalkulator,
-
-
-
- tablice własności wytrzymałościowych stali,
-
-
-
- norma podstawowych wymiarów do doboru wpustów,
-
-
-
- komputer z oprogramowaniem typu CAD,
-
-
-
- literatura wskazana przez nauczyciela,
-
-
-
- poradnik dla ucznia.
-
-
-
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
Ćwiczenie 3
Dobierz średnicę gwintu metrycznego dla śruby z gwintem zewnętrznym wykonanej ze
stali St5 obciÄ…\
onej siłą rozciągającą F = 45 kN.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczenia,
2) określić, które parametry gwintu nale\
y uwzględnić przy obliczeniach
wytrzymałościowych,
3) z tablic wytrzymałościowych odczytać dopuszczalne naprę\
enia na rozciÄ…ganie dla
materiału śruby,
4) obliczyć średnicę rdzenia śruby d3 ,
5) przyjąć z tablic śrubę z gwintem metrycznym o średnicy rdzenia co najmniej równym
obliczonej,
6) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- przybory do pisania, kalkulator,
-
-
-
- tablice własności wytrzymałościowych stali,
-
-
-
- tablice wymiarów nominalnych gwintów metrycznych,
-
-
-
- literatura wskazana przez nauczyciela,
-
-
-
- poradnik dla ucznia.
-
-
-
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) rozró\
nić połączenia pośrednie i bezpośrednie?
1
1

2) wymienić połączenia rozłączne i nierozłączne?
1
1

3) określić naprę\
enia w połączeniu nitowym?
1
1

4) wskazać zastosowanie połączeń kształtowych?
1
1

5) zaprojektować połączenie spawane?
1
1

6) wykonać projekt połączenia wpustowego?
1
1

7) określić, jakie wielkości gwintu wyznaczamy podczas obliczeń
wytrzymałości śrub? 1
1

8) obliczyć i dobrać śrubę dla zadanego obcią\
enia?
1
1

9) wykonać i wydrukować rysunek wałka za pomocą programu
komputerowego typu CAD? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
4.2. Wały, osie i ich ło\
yskowanie
4.2.1. Materiał nauczania
Osiami nazywamy elementy maszyn podparte w Å‚o\
yskach i słu\
Ä…ce do podtrzymywania
osadzonych na nich części maszyn. Osie nie przenoszą momentu obrotowego i pracują tylko
na zginanie.
Wałami nazywamy elementy słu\
ące przede wszystkim do wzdłu\
nego przenoszenia
momentu obrotowego. Wały przenoszą zarówno moment obrotowy i siły poprzeczne. Wały
nara\
one są na skręcanie i zginanie.
Czopami nazywamy odcinki wału lub osi, które stykają się ze współpracującymi
częściami maszyn (ło\
yska, koła, sprzęgła).
a) b)
Rys. 12. Wały; a) prosty, b) korbowy [11]
Wały najczęściej występują jako dwupodporowe (dwa czopy ło\
yskowe), ale mogÄ…
równie\
posiadać jedno ło\
ysko lub wiele Å‚o\
ysk (wały korbowe wielocylindrowych silników
spalinowych). Rozró\
nia siÄ™ czopy ruchowe (czopy Å‚o\
ysk ślizgowych, kół przesuwnych lub
obracających się względem nieruchomej osi) i czopy spoczynkowe (obracają się razem
z wałem). Czopy mają zwykle kształt cylindryczny ale stosowane są równie\
inne kształty
umo\
liwiające zamocowanie elementów mechanizmów oraz przeniesienie momentu
skręcającego.
Średnice czopów, osi i wałów są znormalizowane, dlatego po obliczeniach
wytrzymałościowych nale\
y je przyjmować z szeregów liczb normalnych.
Osie i waÅ‚y wykonuje siÄ™ najczęściej ze stali wÄ™glowej zwykÅ‚ej jakoÅ›ci (St4S÷St6), wy\
szej
jakości (35, 45, 55) lub ze stali konstrukcyjnej stopowej do ulepszania cieplnego.
Przy projektowaniu osi i wałów nale\
y:
- wyznaczyć metodami statyki siły czynne i reakcje,
-
-
-
- obliczyć momenty zginające w przekrojach (dla wałów równie\
momenty skręcające),
-
-
-
- wyznaczyć z warunków wytrzymałościowych średnice.
-
-
-
Średnice osi i wałów pełnych o przekroju kołowym obliczamy z następujących
warunków wytrzymałościowych:
- na zginanie
-
-
-
M
g
3
à = d" kg , Wx H" 0,1Å" d
g
Wx
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
- na skręcanie (wały krótkie)
-
-
-
M
3
s
Ä = d" ks , Wo H" 0,2Å" d
Wo
- na jednoczesne zginanie i skręcanie
-
-
-
M
2
2
z
à = à + (Ä… Å"Ä ) d" kgo lub à = d" kgo
z g s z
Wx
gdzie:
2
ëÅ‚ Ä… Å" M
öÅ‚
2
s
moment zredukowany (zastępczy) M = M + , ( hipoteza Hubera)
ìÅ‚ ÷Å‚
z g
2
íÅ‚ Å‚Å‚
kgo kgo
ą = - przy skręcaniu tętniącym ą = - przy skręcaniu wahadłowym.
ksj kso
Wały maszynowe słu\
Ä…ce do przenoszenia momentu obrotowego ( M H" M ) obciÄ…\
one sÄ…
0 s
zarówno siłami poprzecznymi i momentami zginającymi. Obliczanie wytrzymałości wałów
nara\
onych na skręcanie i zginanie dokonuje się wykorzystując hipotezę Hubera.
Projektując wały metodą analityczną nale\
y:
- wyznaczyć moment M skręcający pochodzący od silnika napędzającego
s
P
M = 9550 , Nm
s
n
gdzie: P  moc silnika, kW,
n  obroty silnika , obr/min,
- wyznaczyć siłę wywołującą zginanie wału
2Å" M
s
F =
D
gdzie: D  średnica koła ( zębatego, pasowego),
- wyznaczyć metodami statyki reakcje podpór (ło\
ysk),
- wyznaczyć momenty zginające w przekrojach niebezpiecznych i w dowolnym rozpatrywanym
przekroju (liczba podziału wału zale\
y od zmian obciÄ…\
enia na długości wału),
- obliczyć współczynnik redukcyjny ą , zale\
ny od charakteru obciÄ…\
enia,
- obliczyć momenty zredukowane w poszczególnych przekrojach,
- obliczyć średnice wału w rozpatrywanych przekrojach,
- wykreślić teoretyczny kształt wału schodkowego,
- przyjąć średnice znormalizowane dla poszczególnych stopni zachowując warunek
d1
d"1,2 ,
d2
- określić rzeczywisty kształt wału uwzględniając czynniki konstrukcyjne (rowki wpustowe).
Rys. 13. Wał a) teoretyczny kształt, rzeczywisty kształt [5. s. 37]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
Projektując w ten sposób wał schodkowy otrzymujemy wał o jednakowej wytrzymałości
na całej długości wału.
A
o\
yska jako elementy osi, wałów, powinny zapewniać:
- utrzymanie stałego poło\
enia osi obrotu wałów względem nieruchomego korpusu
-
-
-
maszyny; zadanie to nazywa siÄ™ Å‚o\
yskowaniem,
- ruch obrotowy wału, osi z małymi oporami,
-
-
-
- przenoszenie obciÄ…\
eń wynikających z cię\
aru wałów i osadzonych na nich elementów
-
-
-
i sił pochodzących od obcią\
eń wałów i osi.
Ze względu na budowę ło\
yska mo\
na podzielić na:
- ślizgowe,
-
-
-
- toczne.
-
-
-
A
o\
yska ślizgowe słu\
Ä… do przenoszenia du\
ych obciÄ…\
eń w du\
ych korpusach maszyn,
a tak\
e stosowane sÄ… w urzÄ…dzeniach mechaniki precyzyjnej. W Å‚o\
yskach ślizgowych
powierzchnia czopa wału ślizga się po powierzchni panewki lub bezpośrednio po powierzchni
otworu Å‚o\
yska. W Å‚o\
yskach tych występuje tarcie ślizgowe, dlatego w celu zmniejszenia
oporów ruchu, stosuje się smarowanie ło\
ysk.
A
o\
yska ślizgowe w zale\
ności od kierunku przenoszonych obcią\
eń dzielą się na
poprzeczne, wzdłu\
ne i poprzeczno-wzdłu\
ne. Korpusy tych Å‚o\
ysk najczęściej są dzielone ze
względu na łatwiejszy monta\
i demonta\
wału. Czop wału osadza się bezpośrednio
w korpusie Å‚o\
yska lub w panewce Å‚o\
yska. Panewki ze względu na wysokie wymagania
wytrzymałościowe, wykonane są ze stopów ło\
yskowych: cynowych (babbity), ołowiowych,
brązów, mosiądzów.
a) b)
Rys. 14. A
o\
yska ślizgowe: a) poprzeczne, b) wzdłu\
ne [7,s. 222]
Obliczanie Å‚o\
ysk ślizgowych polega na ustalaniu ich wymiarów z warunków
wytrzymałościowych: czopy ło\
yskowe oblicza siÄ™ na zginanie i naciski powierzchniowe,
oraz sprawdzeniu, czy Å‚o\
yska w czasie pracy nie uległy nadmiernemu rozgrzaniu.
A
o\
yska toczne stosuje wszędzie tam, gdzie są małe opory w czasie pracy, zmienne
prędkości obrotowe, przy częstszym zatrzymywaniu i uruchamianiu maszyny.
A
o\
yska toczne w zale\
ności od kształtu elementów tocznych dzielą się na kulkowe
i walcowe.
Podstawowe wymiary Å‚o\
ysk: średnica wewnętrzna, zewnętrzna, szerokość, są
znormalizowane. Normalizacja dotyczy tak\
e oznaczenia Å‚o\
ysk: dwie ostatnie cyfry, które
zawierajÄ… siÄ™ w przedziale 04÷96 bÄ™dÄ…ce w oznaczeniu mno\
y się przez pięć i liczba ta jest
średnicą otworu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
a) b)
Elementy Å‚o\
yska:
1-pierścień zewnętrzny
2-pierścień wewnętrzny
3-kulka
4-koszyk
5-bie\
nia wewnętrzna
6-bie\
nia zewnętrzna
Rys. 15. A
o\
ysko toczne: a) budowa, b) ustalanie wzdłu\
ne Å‚o\
ysk [7, s. 226, 237]
Przy doborze Å‚o\
yska tocznego dla obciÄ…\
enia siłą poprzeczną lub wzdłu\
nÄ… decyduje:
- typ Å‚o\
yska, zale\
ny od konstrukcji i przeznaczenia maszyny,
-
-
-
- wymiary Å‚o\
yska, które zale\
Ä… od obciÄ…\
enia, maksymalnej prędkości obrotowej ło\
yska,
-
-
-
i \
ądanej trwałości.
Wymiary i dane do obliczeń ło\
ysk zawarte sÄ… w katalogu Å‚o\
ysk tocznych. Dla ka\
dego
Å‚o\
yska podane są: wymiary, nośność ruchowa C, wartość obcią\
enia, jakie Å‚o\
ysko mo\
e
przenieść w czasie pracy, nośność spoczynkowa Co, dopuszczalne obcią\
enia dla Å‚o\
ysk
obracających się z prędkością do 10obr/min, maksymalna prędkość obrotowa.
Nośność ruchową dla ło\
ysk kulkowych mo\
na obliczyć z wzoru:
3
Lh Å" nÅ" F
3
C = [N]
16600
gdzie:
C -nośność ruchowa w N,
Lh -\
ądana trwałość ło\
yska w godzinach,
n -prędkość obrotowa w obr/min,
F -obciÄ…\
enie Å‚o\
yska w N.
A
o\
yska osadza się na czopach tak, aby zapewnić stałe poło\
enie jednego czopa wału
względem korpusu maszyny, natomiast drugie ło\
ysko powinno mieć mo\
liwość przesuwu
wzdłu\
nego, aby uniknąć naprę\
eń spowodowanych odkształceniem cieplnym lub usterkami
monta\
u. Pierścienie ło\
ysk ustalane są za pomocą pierścieni sprę\
ynujÄ…cych, osadzanych
w kanałach wału lub korpusu maszyny oraz mocowane nakrętkami ło\
yskowymi.
Oprócz wałów sztywnych stosuje się wały podatne i giętkie. Osie są zawsze proste
i zawsze sztywne. Wałki najczęściej występują jako dwupodporowe (dwa czopy ło\
yskowe),
ale mogą równie\
posiadać jedno ło\
ysko lub wiele Å‚o\
ysk (wały korbowe wielocylindrowych
silników spalinowych).
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie elementy maszyn nazywamy osiami a jakie wałami?
2. Co to sÄ… czopy i jakie znasz ich rodzaje?
3. Z jakich gatunków stali wykonuje się wały i osie?
4. W jaki sposób obliczamy średnice wałów i osi?
5. Jak projektujemy wał o jednakowej wytrzymałości?
6. Jakie zadania spełniają ło\
yska?
7. Jakie znasz rodzaje Å‚o\
ysk?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
8. W jaki sposób osadzany jest wał w ło\
yskach ślizgowych?
9. Z jakich elementów składa się ło\
ysko toczne
10. Jakie elementy toczne stosuje siÄ™ w Å‚o\
yskach?
11. Od czego zale\
y dobór ło\
ysk tocznych?
12. Na czym polega ustalanie wzdłu\
ne Å‚o\
ysk kulkowych?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dla dowolnej osi nieruchomej oblicz jej średnicę, przyjmując zadane obcią\
enie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyznaczyć reakcje podpór,
2) obliczyć momenty zginające w charakterystycznych punktach osi,
3) określić ekstremum momentu zginającego,
4) określić naprę\
enia dopuszczalne na zginanie dla materiału osi,
5) obliczyć średnicę osi z warunku wytrzymałościowego na zginanie,
6) przyjąć średnicę zalecaną wg normy,
7) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- normy własności wytrzymałościowych stali,
-
-
-
- normy wymiarów nominalnych,
-
-
-
- poradnik dla ucznia.
-
-
-
Ćwiczenie 2
Z katalogu Å‚o\
ysk dobrać ło\
ysko kulkowe zwykłe, je\
eli średnica otworu d = 80 mm,
prędkość obrotowa n = 1400 obr/min. A
o\
ysko obciÄ…\
one jest siłą poprzeczną F = 12 kN,
a \
ądana trwałość wynosi Lh =20 000 godzin.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) obliczyć nośność ruchową ło\
yska,
2) dobrać z katalogu ło\
ysk Å‚o\
ysko o średnicy wewnętrznej z zadania i nośności ruchowej
większej od obliczeniowej,
3) określić oznaczenie ło\
yska,
4) naszkicować i zwymiarować ło\
ysko,
5) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- przybory kreślarskie i kalkulator,
-
-
-
- katalog Å‚o\
ysk tocznych,
-
-
-
- literatura wskazana przez nauczyciela,
-
-
-
- poradnik dla ucznia.
-
-
-
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować osie i wały?
1
1

2) wskazać na rysunku wału czopy i je nazwać?
1
1

3) obliczyć średnice osi i wałów z warunków wytrzymałościowych?
1
1

4) rozró\
nić części składowe ło\
ysk ślizgowych?
1
1

5) wymienić elementy ło\
yska tocznego?
1
1

6) wymienić wymiary znormalizowane w ło\
ysku ślizgowym?
1
1

7) wskazać czynniki decydujące o doborze ło\
ysk ślizgowych?
1
1

8) wskazać na rysunku sposoby ustalania ło\
ysk w korpusach maszyn
i mocowanie Å‚o\
ysk? 1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
4.3. Połączenia rurowe i zawory
4.3.1. Materiał nauczania
Do transportu na du\
e odległości materiałów ciekłych, gazowych, ciał sypkich lub ich
mieszanin słu\
ą rurociągi. Elementami składowymi rurociągu są: rury, i ich połączenia,
kształtki, uszczelnienia, zbiorniki, pompy, filtry oraz armatura; zawory i przyrządy kontrolno-
-pomiarowe. Elementy rurociągów są znormalizowane.
Rury dobiera siÄ™ w oparciu o zadane natÄ™\
enie przepływu i zalecanych prędkości czynnika.
Średnicę nominalną (wewnętrzną rury) Dn oblicza się z zale\
ności
2
Ä„ Å" Dn Q
S = =
4 v
w której:
Q -natÄ™\
enie przepływu, m3/s
v -prÄ™dkość przepÅ‚ywu, m/s (dla wody 0,5÷5 m/s, dla powietrza 2÷25 m/s)
Grubość ścianki g rury
pn Å" Dn
g = + c
2Å" kr Å" z
gdzie:
g -grubość rury, mm,
pn -ciśnienie nominalne, MPa,
z -współczynnik zale\
ny od rodzaju materiału i metody wykonania rury (dla rur bez szwu
z = 1, dla rur spawanych z = 0,5÷0,9),
c -naddatek grubości na korozję ( dla rur stalowych c H" 0,1 cm).
Dla przeciętnych warunków pracy połączenia wymiary kołnierzy dobieramy wg norm.
Połączenia rurowe dzieli się w zale\
ności od metody łączenia rur na nierozłączne:
nitowe, spawane, lutowane , klejone, roztłaczane oraz rozłączne: kielichowe, gwintowe
i kołnierzowe.
a) b) c)
Rys. 16. Połączenia rurowe nierozłączne: a) nitowe b) spawane, c) roztłaczane [7, s. 174]
Nitowanie rur stosuje siÄ™ rzadko i przewa\
nie do rur powy\
ej 800 mm. Rury spawane
są najczęściej czołowo. Roztłaczanie rur stosuje się w segmentach rurek kotłowych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
a) b) c) d)
Rys. 17. Połączenia rozłączne: a) kielichowe, b) gwintowe, c) kołnierzowe z kołnierzem stałym, d) kołnierzowe
z kołnierzem luz
nym [7, s. 177]
Połączenia rozłączne stosowane są do łączenia rur między sobą lub z innymi elementami
rurociągu. W połączeniach tych wymagane jest stosowanie uszczelek.
W połączeniach kołnierzowych najczęściej stosowane są uszczelki płaskie, wykonane
z miękkich metali, lub materiałów niemetalowych: tektury, gumy, skóry, tworzyw
sztucznych. Wybór uszczelki zale\
y od czynnika przepływającego i jego ciśnienia.
Do zmiany przepływu czynnika cieczy lub gazu: regulacji lub odcięciu przepływu,
utrzymaniu \
ądanego ciśnienia, zmianie drogi przepływu, słu\
Ä… zawory.
Do najczęściej stosowanych zaworów ze względu na zastosowanie nale\
Ä…: zawory
regulacyjne (zawór grzybkowy, zasuwy), zawory zamykające ( kurki, zasuwy), zawory
rozdzielcze, zawory bezpieczeństwa, zawory zwrotne.
Części zaworu grzybkowego
1-pokrętło,
2-wrzeciono,
3-nakrętka,
4-pokrywa,
5-śruba złączna pokrywy,
6-grzybek,
7-zawleczka,
8-uszczelka na grzybku,
9-kadłub z \
eliwa,
10-uszczelka pokrywy,
11-sworzeń,
12-dławnica,
14-nakrętka,
15-wkręt zabezpieczający nakrętkę przed obrotem
Rys. 18. Zawór grzybkowy [7, s. 182]
a) b) c)
Rys. 19. Kurki: a) zwykły, b) dławikowy, c) kulisty [7, s. 187]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
a) b)
1-dz
wignia
2-obciÄ…\
nik
3-otwory do
plombowania
Rys. 20. Zawory: a)zasuwa klinowa, b) zawór bezpieczeństwa [7, s. 188]
Zawory bezpieczeństwa zabezpieczają przewody lub urządzenia przed nadmiernym wzrostem
ciśnienia. Otwarcie zaworu następuje w chwili przekroczenia ciśnienia granicznego do
momentu, gdy ciśnienie spadnie.
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Do czego słu\
Ä… rurociÄ…gi?
2. Jakie elementy wchodzą w skład rurociągu?
3. Od czego zale\
y dobór średnicy i grubości ścianek rury?
4. Jakie sÄ… metody Å‚Ä…czenia rur?
5. W jakich połączeniach stosujemy uszczelki?
6. Od czego zale\
y dobór uszczelki?
7. Do czego słu\
Ä… zawory?
8. Jak dzielimy zawory ze względu na przeznaczenie?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dobrać wymiary rury doprowadzającej sprę\
one powietrze o ciśnieniu pn = 1,0 MPa
o \
Ä…danym natÄ™\
eniu przepływu Q = 0,1 m3/s.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zało\
yć prÄ™dkość przepÅ‚ywu powietrza w granicach v = 2÷25 m/s ,
2) obliczyć średnicę rury Dn ,
3) przyjąć średnicę zalecaną wg normy,
4) zało\
yć materiał rury i metodę wykonania rury oraz współczynnik z i c ,
5) określić naprę\
enie dopuszczalne kr dla materiału rury,
6) obliczyć grubość ścianki rury,
7) przyjąć grubość zalecaną wg norm,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
8) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- normy własności wytrzymałościowych stali,
-
-
-
- normy wymiarów nominalnych i grubości rur,
-
-
-
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.
-
-
-
Ćwiczenie 2
Opisz budowę i zasadę działania zaworu grzybkowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) zapoznać się z budową zaworu,
3) opisać zasadę działania zaworu,
4) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- przybory kreślarskie,
-
-
-
- katalog zaworów,
-
-
-
- literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia,
-
-
-
- poradnik dla ucznia.
-
-
-
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) rozró\
nić elementy rurociągu?
1
1

2) sklasyfikować metody łączenia rur?
1
1

3) określić parametry przepływu czynnika w rurociągach?
1
1

4) wskazać, które wielkości rur są znormalizowane?
1
1

5) dobrać średnicę rury i jej grubość?
1
1

6) wymienić materiały uszczelniające w połączeniach kołnierzowych?
1
1

7) wymienić rodzaje zaworów?
1
1

8) opisać budowę zaworu grzybkowego?
1
1

9) wyjaśnić przeznaczenie zaworów bezpieczeństwa?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
4.4. Przekładnie mechaniczne
4.4.1. Materiał nauczania
Przekładnią mechaniczną nazywamy napęd mechaniczny słu\
Ä…cy do przenoszenia ruchu
obrotowego z wału czynnego (napędzającego) na wał bierny (napędzany). Podstawowym
zadaniem przekładni mechanicznej jest przeniesienie energii z wału czynnego na wał bierny,
a ponadto dokonanie zmiany wartości momentu obrotowego, prędkości i sił.
Najprostsza przekładnia mechaniczna składa się z dwóch kół współpracujących ze sobą
bezpośrednio lub rozsuniętych i opasanych wspólnym cięgnem.
a) b) c) d)
Rys.21. Rodzaje przekładni mechanicznych; a) cierna, b) cięgnowa, c) łańcuchowa, d) zębata [7,s. 250]
Podstawowym elementem przekładni zębatej jest koło zębate. Zgodnie z normą określa się
w płaszczyz
nie prostopadłej do osi koła następujące wymiary koła zębatego:
1) Podziałka zębów
p = Ä„ · m m  moduÅ‚, mm
2) Średnica podziałowa
d = m · z z  liczba zÄ™bów.
3) Wysokość głowy zęba
ha = m
4) Wysokość stopy zęba
ha = 1,25 · m
5) Wysokość całkowita zęba
h = ha + hf = 2,25 · m
6) Średnica wierzchołków
da = d + 2 · ha = m · (z+2)
7) Åšrednica podstaw
df = d - 2 hf = m · (z-2,5)
8) Szerokość zęba
s = 0,5 · p-j
j - luz miÄ™dzyzÄ™bny (boczny), teoretyczny: j = 0,04 · m
9) Szerokość wrębu
e = 0,5 · p+j
10) Luz wierzchołkowy
c = hf - ha=0,25 · m.
Wymiary dotyczą zębów normalnych, dla których y =1 (stosunek wysokości głowy zęba
do modułu równa się jeden.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
p - podziałka mierzona na obwodzie
koła podziałowego,
s - szerokość zęba,
e - szerokość wrębu,
ha - wysokość głowy zęba,
ha - wysokość stopy zęba
d - średnica podziałowa
da - średnica wierzchołków,
df - średnica podstaw.
Rys. 22. Główne wymiary koła zębatego [5, s. 54]
Przekładnię zębatą pojedynczą tworzy mechanizm utworzony z co najmniej dwóch kół
zębatych, które dzięki wzajemnemu zazębianiu zębów przenoszą ruch. Zęby rozmieszczone
mogą być na obwodach dwóch kół lub na obwodzie koła i listwy zwanej zębatką (jest to koło
o nieskończenie du\
ej średnicy).
a) b) c) d)
e) f) g) h)
Rys. 23. Przekładnie zębate: a) koło walcowe, b) walcowa o zębach prostych, c) walcowa o zębach
skośnych, d) z uzębieniem wewnętrznym, e) zębatkowa, f) sto\
kowa o zębach prostych,
g) śrubowa, h) ślimakowa [7, s. 256]
PodstawowÄ… cechÄ… ka\
dej przekładni jest przeło\
enie:
- kinetyczne, jest to stosunek prędkości kątowej (prędkości obrotowej) koła czynnego do
-
-
-
prędkości kątowej (prędkości obrotowej) koła biernego,
É1 n1
i = = ,
É2 n2
- geometryczne, jest stosunek średnic podziałowych, liczby zębów koła biernego do koła
-
-
-
czynnego,
D2 d2 z2
i = = = .
D1 d1 z1
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
W zale\
ności od przeło\
enia rozró\
nia się dwa rodzaje przekładni:
- reduktory (przekładnie zwalniające), i > 1,
-
-
-
- multiplikatory (przekładnie przyspieszające), i <1.
-
-
-
Obliczenia geometryczne przekładni polegają na określeniu liczby zębów kół zębatych
i przeło\
eń oraz podstawowych wymiarów przekładni takich jak:
1) przeło\
enie przekładni zębatej,
2) minimalna liczba zębów w kole zębatym,
3) liczba zębów kół współpracujących,
4) odległość osi kół współpracujących
a = 0,5 m (z1 + z2)
Przekładnie mogą być:
 pojedyncze,
 wielostopniowe,
 wielorzędowe.
Warunkiem współpracy kół zębatych w przekładniach wielorzędowych jest spełnienie dwóch
warunków:
 m1 = m2 = m3...
 z1 + z2 = z3+ z4 = z5 + z6 =·S
Przeło\
enie całkowite przekładni ic jest iloczynem przeło\
eń przekładni pojedynczych i1, i2,
in:
ic = i1 · i2 · i3 ·...· in
a) b) c) n1  prędkość obrotowa wału
napędzającego (wejściowego)
n2  prędkość obrotowa wału
napędzanego (wyjściowego)
z  ilość zębów koła zębatego
a  odległość osi kół
ns  prędkość obrotowa wału na
wejściu do przekładni,
n1, n2, n3  prędkości obrotowe wału
na wyjściu z przekładni,
Sp  sprzęgło
Rys. 24. Rodzaje przekładni: a) pojedyncza, b) dwustopniowa, c) trzyrzędowa [5, s. 56]
Zęby w czasie pracy najczęściej ulegają zniszczeniu u podstawy zęba i z powodu
nacisków na boczną powierzchnię zęba, dlatego oblicza się je z warunku na zginanie oraz
sprawdza się na naciski powierzchniowe na bocznej powierzchni zębów.
Przekładnie cierne składają się z dwóch kół, które przekazują ruch i moment obrotowy
z koła czynnego na koło bierne za pomocą siły tarcia. Przekładnie cierne mogą mieć stałe
przeło\
enie lub zmienne.
a) b)
Rys. 25. Przekładnie cierne: a) o stałym przeło\
eniu, b) o zmiennym przeło\
eniu [7, s. 327]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
Przekładnie cięgnowe składają się z dwóch rozsuniętych kół i opasającego je podatnego
cięgna, którym mogą być pasy (płaskie i klinowe) lub łańcuchy.
a) b)
Rys. 26. Koła pasowe: a) do pasów płaskich, b) do pasów klinowych wielorowkowych [7, s. 352]
W napędach maszyn stosuje się przekładnie składające się z kół wielorowkowych. Pasy
klinowe mają przekrój trapezowy. Kąt rozwarcia pasów klinowych wynosi ą = 40o, a kąt
rowków w kole wynosi ą = 38o , 36o, 34o.
a) b)
ą  kąt opasania małego koła, c)
Å‚  kÄ…t rozwarcia pasa
a  rozstaw kół
dp1  średnica skuteczna koła napędzającego,
dp2  średnica skuteczna koła napędzanego,
n1  obroty koła czynnego,
n2  obroty koła biernego.
Rys. 27. Wymiary przekładni pasowej: a) geometryczne, b) pasa klinowego,
c) wieńca koła pasowego [7, s. 351]
Przekładnie pasowe z pasami płaskimi i klinowymi oblicza się według Polskich Norm.
Tok postępowania przy projektowaniu przekładni pasowej z pasem klinowym:
 dobór typu pasa według norm i średnicy skutecznej koła napędzającego,
 porzyjęcie średnic skutecznych na podstawie przeło\
enia z uwzględnieniem poślizgu 1%
dp2 = 0,99 · i · dp1,
 sprawdzenie, czy przyjęty rozstaw kół mieści się w granicach
0,5 · (dp1 + dp2) + 50 < a d" 2 · (dp1 + dp2),
 obliczenie kąta opasania na małym kole
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
d - d
Ä…
p2 p1
cos = , 70 < Ä…dop <1800 ,
2 2Å" a
 obliczenie długości teoretycznej pasa
Å‚ Ä„
L = 2Å" a Å"cos + Å"(d + d )+ Å‚ +(d - d ),
p2 p1 (rad ) p2 p1
2 2
 przyjęcie długości znormalizowanej pasa Lp dla poszczególnego typu wg norm,
 obliczenie prędkości obwodowej pasa
Ä„ Å" d Å"n1
p1
v = , m/s
60000
gdzie: n1 prędkość obrotowa koła napędzającego, obr/min,
 sprawdzenie częstotliwości zginania pasa G
v
G = z1 Å" d" Gmax = 40 , 1/s
Lp(m)
 obliczenie liczby pasów z potrzebnych do przeniesienia zało\
onej mocy
P kT
z = Å"
P1 kL Å" kÕ
gdzie: P  moc przenoszona przez przekładnię,
P1 moc przenoszona przez jeden pas wg norm,
kT  współczynnik trwałości pasa wg norm,
kL  współczynnik \
ywotności pasa wg norm,
kÕ  współczynnik kÄ…ta opasania pasa wg norm.
 przyjęcie pozostałych wymiarów kół pasowych wg norm.
Stałe przeło\
enie i dowolne rozstawienie kół umo\
liwiają przekładnie łańcuchowe.
A
ańcuch składa się z szeregu ogniw, które mają ró\
ne kształty. Przekładnie łańcuchowe mogą
przenosić du\
e siły. Wadą tych przekładni jest konieczność regulacji zwisu oraz głośna praca
i du\
y koszt wytworzenia.
Rys. 28. Przekładnia łańcuchowa [7, s. 356]
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie znasz rodzaje przekładni mechanicznych?
2. Jakie znasz rodzaje przekładni zębatych?
3. Jakie są główne wymiary koła zębatego?
4. Co nazywamy przeło\
eniem przekładni i jakie wartości mo\
e przyjmować?
5. Ile prędkości obrotowych wału wyjściowego mo\
na uzyskać na wyjściu z przekładni
dwustopniowej i trzyrzędowej?
6. Jak skonstruowane są przekładnie pasowe?
7. Jak projektuje się przekładnie pasowe?
8. Od czego zale\
y długość cięgna w przekładniach pasowych i łańcuchowych?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Zapoznaj siÄ™ z DTR motoreduktora.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) zapoznać się z zawartością DTR,
3) określić rodzaj przekładni: jednostopniowa, wielostopniowa, wielorzędowa,
4) scharakteryzować parametry przekładni: przeło\
enie, moment obrotowy, moc,
5) zapoznać się z budową przekładni,
6) zapoznać się z instrukcją obsługi motoreduktora: instalowania, transportu,
przechowywania, uruchamiania i eksploatacji,
7) określić ilość przeglądów technicznych,
8) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- DTR przekładni mechanicznych,
-
-
-
- literatura wskazana przez nauczyciela,
-
-
-
- poradnik dla ucznia.
-
-
-
Ćwiczenie 2
Odtworzyć wymiary zniszczonego koła zębatego biernego z przekładni pojedynczej,
je\
eli wiadomo, \
e koło czynne ma średnicę podziałową d1 = 400, m1 = i = 6, przeło\
enie
przekładni wynosi i = 2.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) określić wielkości jednakowe dla prawidłowej współpracy kół zębatych,
3) wyznaczyć średnicę podziałową koła biernego z przeło\
enia przekładni,
4) obliczyć pozostałe wymiary koła biernego,
5) przedstawić wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- notatnik, kalkulator,
-
-
-
- poradnik dla ucznia.
-
-
-
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
Ćwiczenie 3
Oblicz obroty na wyjściu z przekładni przedstawionej na rysunku, je\
eli prędkość
obrotowa wału napędzającego ns =1200 obr/min.
Rysunek do ćwiczenia 3.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) określić rodzaj przekładni,
3) sprawdzić warunek współpracy kół zębatych,
4) obliczyć przeło\
enia dla ró\
nych poło\
eń sprzęgła,
5) obliczyć obroty na wyjściu z przekładni n1 i n2,
6) określić, czy przekładnia jest reduktorem, czy multiplikatorem,
7) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- notatnik, kalkulator,
-
-
-
- poradnik dla ucznia.
-
-
-
Ćwiczenie 4
Oblicz długość pasa klinowego zastosowanego w przekładni, która posiada koła pasowe
o średnicach skutecznych dp1 = 140 mm, dp2 = 280 mm i rozstawie osi kół a = 600 mm.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) zapoznać się z odpowiednim fragmentem materiału z poradnika dla ucznia,
3) naszkicować schemat przekładni,
4) obliczyć teoretyczną długość pasa przekładni,
5) sprawdzić w normach, które przekroje pasów przekładni odpowiadają obliczonym
wartościom,
6) zaproponować oznaczenie przekroju pasa i koła rowkowego,
7) przyjąć długość znormalizowaną pasa,
8) naszkicować przekrój pasa i koła rowkowego i zwymiarować wg norm,
9) przedstawić wyniki ćwiczenia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- notatnik, przybory do szkicowania, kalkulator,
-
-
-
- normy pasów klinowych i kół rowkowych do pasów klinowych,
-
-
-
- poradnik dla ucznia.
-
-
-
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) rozró\
nić rodzaje przekładni?
1
1

2) określić parametry koła zębatego?
1
1

3) obliczyć wymiary koła zębatego?
1
1

4) obliczyć przeło\
enie przekładni wielorzędowych?
1
1

5) określić zasadę działania i budowę przekładni mechanicznych?
1
1

6) odczytać instrukcje obsługi przekładni na podstawie DTR?
1
1

7) przedstawić tok postępowania przy projektowaniu przekładni
pasowych? 1
1

8) dobrać długość znormalizowaną pasa przekładni pasowej?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
4.5. Sprzęgła i hamulce
4.5.1. Materiał nauczania
Sprzęgłem nazywamy zespół układu napędowego, który słu\
y do łączenia dwóch wałów
i przekazywania momentu obrotowego z wału czynnego na wał bierny bez zmiany kierunku
ruchu obrotowego. Sprzęgło składa się z członu czynnego (wał napędzający), członu
biernego (wał napędzany) i łącznika przekazującego moment z jednego wału na drugi.
Monta\
wału czynnego i biernego za pomocą sprzęgła zwykle odbywa się po zatrzymaniu
wałów. Stosowane są równie\
specjalne sprzęgła rozruchowe pozwalające na wyrównanie
prędkości kątowej w przypadku, gdy jeden z tych wałów jest ruchomy a drugi nieruchomy
przed połączeniem.
Ze względu na łącznik sprzęgła dzielą się na:
- mechaniczne; łącznikiem są elementy stałe: wpust, kołek,
-
-
-
- hydrodynamiczne, Å‚Ä…cznikiem jest ciecz,
-
-
-
- elektromagnetyczne, siły pól elektromagnetycznych,
-
-
-
- cierne, siły tarcia.
-
-
-
Największe zastosowanie w budowie maszyn mają sprzęgła mechaniczne. W zale\
ności
od sposobu połączenia członów sprzęgła dzielimy na nierozłączne (stałe) oraz rozłączne
(włączalne).
Sprzęgła nierozłączne mogą być sztywne lub podatne. Sprzęgła sztywne spełniają jedynie
funkcję łączenia wałów Sprzęgła podatne dzięki specjalnym elementom sprę\
ystym mogÄ…
pełnić dodatkowe funkcje jak np. łagodzenie obcią\
eń dynamicznych, kompensację błędów
osiowości i równoległości wałów. Wały łączone sprzęgłem najczęściej mają wspólną oś
obrotu (sprzęgła kołnierzowe), jednak mo\
e równie\
wystąpić przypadek przecinania się osi
wałów pod kątem ostrym (sprzęgła przegubowe).
1, 2 - korpus,
3 - śruba pasowana wg
PN-91/M-82342,
4 - nakrętka wg
PN-86/M-82144,
5 - podkładka wg
PN-77/M-82008
Rys. 29. Sprzęgło sztywne kołnierzowe wg PN-66/M-85251, [8, s. 391]
Sprzęgła kołnierzowe dobieramy z norm dla zało\
onych średnic łączonych wałów,
momentu obrotowego z uwzględnieniem współczynnika przecią\
enia, obliczajÄ…c z warunku
na ścinanie śruby ciasno pasowane w otworach kołnierzy sprzęgła:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
8Å" M
max
Ä = d" kt
t
Ä„ Å" d12 Å" D2Å" Å" n
gdzie: d1  średnica śruby w przekroju nara\
onym na ścinanie,
D2  średnica rozstawienia otworów na śruby
n  liczba śrub,
M  maksymalny moment przenoszony przez sprzęgło.
max
Do łączenia wałów o kącie między osiami dochodzącym do 40o słu\
ą sprzęgła
samonastawne przegubowe (Cardana).
a) b)
W1, W2 - widełki
K - krzy\

Rys. 30. Schematy sprzęgieł przegubowych: a) o osiach równoległych,
b) o osiach ustawionych pod kÄ…tem [7, s. 374]
Sprzęgła samonastawne łączą wały, których osie nie pokrywają się. W zale\
ności od
charakteru przesunięcia osi wałów sprzęgła te mogą być odpowiednio  osiowe, promieniowe
i kÄ…towe.
Rys. 31. Przesunięcia osi wałów: a) osiowe, b) promieniowe, c) kątowe [7, s. 84]
Sprzęgłem, które kompensuje przesunięcie osiowe, jest sprzęgło kłowe. Połączenie
wałów następuje w spoczynku przez wsunięcie kłów tarczy przesuwnej osadzonej na wale
biernym w rowki tarczy stałej, osadzonej na wale czynnym.
Rys. 32. Sprzęgło kłowe: 1  wał czynny, 2  wał bierny, 3  tarcza stała, 4  tarcza przesuwna [7, s. 372]
Przesunięcia poprzeczne wałów łączonych wynikające z niedokładności wytworzenia
kompensuje sprzęgło Oldhama, które dopuszcza równie\
ze względu na zarys rowków
i występów, odchylenie kątowe osi wałów.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
a) b)
Rys. 33. Sprzęgło Oldhama: a) z kłami prostymi, b) z kłami o zarysie ewolwentowym [7, s. 372]
W sprzęgłach ciernych przeniesienie momentu obrotowego mo\
liwe jest dzięki sile
docisku wywołanej na powierzchniach ciernych. Sprzęgła tarczowe są powszechnie
stosowane w układach przeniesienia napędu pojazdów samochodowych. Rozłączanie tych
sprzęgieł mo\
liwe jest przy ró\
nych prędkościach członów, a nawet wtedy, gdy człon bierny
pozostaje w spoczynku.
a) b)
Rys. 34. Sprzęgła cierne: a) tarczowe, b) sto\
kowe [7, s. 384]
Kolejnym rodzajem sprzęgieł są sprzęgła samoczynne, które wyłączają się bez
interwencji obsługującego. Włączenie lub rozłączenie następuje wskutek działania siły
odśrodkowej lub zmianie kierunku ruchu obrotowego. W grupie tej wyró\
nia się sprzęgła
bezpieczeństwa:
- z łącznikiem podlegającym zniszczeniu - sprzęgło sztywne tulejowe kołkowe,
-
-
-
- z łącznikiem trwałym, w którym wyłączenie następuje po przekroczeniu momentu
-
-
-
obrotowego.
Rys. 35. Sprzęgło odśrodkowe cierne: 1  człon czynny, 2  człon bierny,
3  segmenty kształtowe, 4  trzpienie [7, s. 389]
W sprzęgle bezpieczeństwa tulejowym nale\
y dobrać średnicę i materiał kołków tak, aby
po przekroczeniu zało\
onego momentu obrotowego uległy zniszczeniu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
Hamulcem nazywamy urządzenie słu\
Ä…ce do zatrzymywania, zwalniania lub regulacji
ruchu maszyn. W budowie maszyn stosuje się najczęściej hamulce cierne. Hamulce te
działają na podobnej zasadzie jak sprzęgła cierne, lecz działanie ich jest odwrotne. Zadaniem
sprzęgieł ciernych jest nadanie ruchu obrotowego członowi biernemu, natomiast zadaniem
hamulców jest zatrzymanie części czynnej hamulca przez sprzęgnięcie jej z częścią
nieruchomą, z reguły związaną z korpusem maszyny.
Zale\
nie od rodzaju mechanizmu włączającego i wyłączającego rozró\
nia siÄ™ hamulce
cierne mechaniczne oraz hydrauliczne, pneumatyczne i elektromagnetyczne. Do
podstawowych odmian hamulców ciernych mechanicznych zalicza się hamulce tarczowe 
sto\
kowe i wielopłytkowe, klockowe (szczękowe) oraz cięgnowe (taśmowe).
a) b) c)
Rys. 36. Hamulce: a) wielopłytkowy, b) jednoklockowy, c) cięgnowy [7, s. 392]
Ze względu na charakter pracy hamulce dzieli się na: luzowe i zaciskowe. Hamulce
luzowe są stale zaciśnięte na bębnie hamulcowym (tarczy hamulca) i luzowane przed
uruchomieniem maszyny. Hamulce luzowe sÄ… stosowane m.in. w mechanizmach podnoszenia
suwnic oraz jako hamulce bezpieczeństwa w kolejnictwie. Hamulce zaciskowe są stale
swobodne, tzn. części stała i ruchoma są odłączone i współpracują ze sobą tylko w czasie
hamowania (hamulce no\
ne w samochodach).
W obrabiarkach do szybkiego zatrzymywania wrzeciona stosowane sÄ… hamulce tarczowe.
1 - część nieruchoma hamulca
z okładziną cierną,
2 - część ruchoma hamulca,
3 - korpus obrabiarki,
4 - przełącznik,
5 - sprzęgło cierne wielopłytkowe
Rys. 37. Hamulec tarczowy sto\
kowy ze sprzęgłem wielopłytkowym [7, s. 398]
4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Do czego słu\
ą sprzęgła?
2. Które ze sprzęgieł zaliczamy do stałych a które do wyłączalnych?
3. Jak działają sprzęgła jednokierunkowe?
4. W których sprzęgłach mo\
liwe jest przesunięcie poprzeczne osi łączonych wałów?
5. Jakie znasz rodzaje sprzęgieł bezpieczeństwa?
6. Do czego słu\
Ä… hamulce?
7. Jakie rodzaje hamulców stosuje się w maszynach?
8. Jaka jest ró\
nica między sprzęgłem ciernym a hamulcem ciernym?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Na podstawie dokumentacji techniczno-ruchowej urzÄ…dzenia nazwij i scharakteryzuj
zastosowane w nim elementy maszyn.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) szczegółowo przeanalizować dokumentację techniczną urządzenia,
2) określić rodzaje zastosowanych połączeń i elementów napędów,
3) zapisać wyniki analizy konstrukcji urządzenia,
4) przedstawić wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- dokumentacja techniczno-ruchowa urzÄ…dzenia,
- katalogi przekładni i mechanizmów,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
Ćwiczenie 2
Dobierz sprzęgło kołnierzowe sztywne łączące dwa wały o średnicy d = 70 mm
przenoszące maksymalny moment obrotowy M = 2800 Nm. Dobierz materiał śrub, je\
eli
max
sprzęgło przenosi zmienny moment obrotowy przy częstych zmianach kierunku obrotów.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przeanalizować rysunek sprzęgła kołnierzowego,
2) określić rodzaj pasowania śrub w sprzęgle,
3) z normy sprzęgła kołnierzowego sprawdzić dla średnicy wałów maksymalny moment
przenoszony przez sprzęgło,
4) odczytać z normy wielkości potrzebne do wyznaczenia naprę\
enia ścinającego,
5) wyznaczyć naprę\
enia ścinające w śrubie,
6) porównać naprę\
enia rzeczywiste z naprÄ™\
eniami dopuszczalnymi dla materiału śrub
zale\
nych od warunków pracy sprzęgła,
7) określić wymiary dobranego sprzęgła,
8) przedstawić wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- przybory kreślarskie i kalkulator,
-
-
-
 normy sprzęgieł kołnierzowych,
 normy własności wytrzymałościowych stali,
 literatura wskazana przez nauczyciela.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
39
Ćwiczenie 3
Dobierz z katalogu hamulec dwuklockowy dla średnicy bębna D = 500 mm
i maksymalnym momencie hamowania 1200 Nm.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zapoznać się z budową hamulca,
2) określić zastosowanie hamulców,
3) określić parametry hamulców,
4) dobrać hamulec dla danych z ćwiczenia,
5) określić pozostałe wymiary hamulca z katalogu,
6) omówić wykonanie ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- katalogi hamulców,
- rysunki ofertowe,
- modele, plansze hamulców,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
4.5.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) opisać budowę sprzęgieł i ich zastosowanie?
1
1

2) sklasyfikować sprzęgła?
1
1

3) dobrać wymiary sprzęgła kołnierzowego?
1
1

4) dobrać z warunków wytrzymałościowych materiał śrub
w sprzęgłach? 1
1

5) opisać budowę hamulców?
1
1

6) dobrać z katalogu hamulce?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40
4.6. Mechanizmy
4.6.1. Materiał nauczania
Mechanizmem nazywa się układ części maszynowych, które są połączone ze sobą
ruchowo tak, \
e mogą wykonywać określone ruchy. W mechanizmie mo\
na wyró\
nić
następujące człony:
- człon nieruchomy (podstawa), względem którego określa się ruchy innych członów,
-
-
-
- człon napędzający (czynny), któremu jest nadawany określony ruch z zewnątrz,
-
-
-
- człon roboczy, przekazujący ruch na zewnątrz układu,
-
-
-
- człony pomocnicze (łączniki), przenoszące ruch z członu napędzającego na roboczy.
-
-
-
Członami mechanizmu mogą być elementy sztywne (dz
wignie, tłoki, wały, korby) lub
elementy odkształcalne (sprę\
yny, pasy, łańcuchy) lub ciała ciekłe lub gazowe.
Człony mechanizmów są ze sobą powiązane, tworząc połączenia:
- obrotowe (przegubowe), w których człony mogą się względem drugiego obracać się,
-
-
-
- przesuwne, człony mogą się przesuwać.
-
-
-
W budowie maszyn oprócz przekładni mechanicznych i śrubowych do mechanizmów
nale\
ą następujące rodzaje mechanizmów:
- śrubowe
-
-
-
- dz
wigniowe,
-
-
-
- krzywkowe,
-
-
-
- z przerywanym ruchem członów napędzanych (zapadkowe, tzw. krzy\
maltański),
-
-
-
- z elementami sprÄ™\
ystymi.
-
-
-
Mechanizmy śrubowe słu\
ą do zmiany ruchu obrotowego nakrętki (lub śruby) na ruch
prostoliniowy śruby (lub nakrętki).
Wśród mechanizmów dz
wigniowych wyró\
niamy:
- czteroczłonowy łańcuch dz
wigniowy (czworobok przegubowy), który w zale\
ności od
-
-
-
długości poszczególnych członów mo\
e być mechanizmem korbowo-wahaczowym,
dwukorbowym lub dwuwahaczowym,
- mechanizm korbowy,
-
-
-
- mechanizm jarzmowy.
-
-
-
W czworoboku wyró\
niamy podstawę , ramiona i łącznik. Ramię, które mo\
e
wykonywać pełny obrót, nazywa się korbą, a ramię, które wykonuje tylko ruchy wahadłowe,
nazywa siÄ™ wahaczem.
a) b) c)
Spełniony jeden z warunków Grashofa: Nie są spełnione oba warunki Muszą być spełnione oba warunki
Dwa warunki Grashofa: 1) l4 + l3 d" l1 + l2 , 2) l4 + l1 d" l2 + l3
Rys. 38. Czworobok przegubowy: a) korbowo-wahaczowy, b) dwukorbowy, c) dwuwahaczowy;
1 - podstawa (ostoja), 2, 4 - ramiona, 3 - Å‚Ä…cznik.[7, s. 408]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
41
Mechanizm korbowo-wodzikowy składa się z dwóch członów: korby i korbowodu oraz
trzech węzłów. Ruch obrotowy korby wywołuje ruch prostoliniowy wodzika, który przesuwa
się w prowadnicach. Mechanizmy korbowe słu\
Ä… do zamiany ruchu obrotowego na
postępowo-zwrotny między innymi w sprę\
arkach, pompach tłokowych lub ruchu
postępowo-zwrotnego na obrotowy w silnikach spalinowych, parowych tłokowych.
a) b)
Rys. 39. Mechanizm korbowy: a) schemat i zastosowanie, b) prędkości członów mechanizmu;
1 - korba, 2 - korbowód, 3 - tłok (wodzik) [4, s. 303]
Mechanizm jarzmowy słu\
y do zamiany ruchu obrotowego na postępowo zwrotny
napędzanego elementu. Przykładem zastosowania mechanizmu jarzmowego jest napęd
suwaka strugarki. Na obracającym się sworzniu osadzony jest kamień prostopadłościenny,
który przesuwa się w prowadnicach jarzma nadając suwakowi ruch wahadłowy.
a) b)
Rys. 40. Mechanizm jarzmowy: a) schemat, b) napęd suwaka strugarki poprzecznej:
1, 2 - koła zębate, 3 - sworzeń, 4 - kamień, 5 - prowadnice jarzma [6, s 162]
Mechanizm krzywkowy umo\
liwia otrzymanie dowolnego ruchu, najczęściej
postępowo-zwrotnego o zmiennej prędkości. Składa się z krzywki i popychacza. Szybkość
przesunięcia popychacza zale\
y od zarysu powierzchni krzywki. Elementem napędzającym
mechanizmu (członem czynnym) jest zwykle krzywka, a członem napędzanym (biernym) 
popychacz. Warunkiem koniecznym dla uzyskania prawidłowej pracy mechanizmu jest
nieprzerwany styk powierzchni roboczej krzywki z popychaczem.
Mechanizmy krzywkowe stosuje siÄ™ przewa\
nie do sterowania ruchem w automatach
tokarskich, silnikach spalinowych do sterowania ruchem zaworów i innych urządzeniach.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
42
a) b) c)
Rys. 41. Rodzaje mechanizmów krzywkowych: a) z krzywką płaską, b) z krzywką tarczową,
c) z krzywkową walcową; 1 - krzywka, 2 - wał, 3 - popychacz, 4 - sprę\
yna [7, s. 413]
Do mechanizmów słu\
Ä…cych do otrzymywania ruchu przerywanego nale\
Ä… mechanizmy
zapadkowe stosowane w sprzęgłach jednokierunkowych, hamulcach oraz mechanizmy
nazywane krzy\
em maltańskim.
a) b)
Rys. 42. Mechanizmy do otrzymywania ruchu przerywanego:
a) zapadkowy, b) krzy\
maltański [7, s. 411]
Mechanizmy zapadkowe są wykorzystywane do przesuwu poprzecznego stołu na
prowadnicach belki w strugarkach poprzecznych. Ruch zapadki jest ruchem wahadłowym
powodującym przesuwanie się stołu tylko podczas jałowego ruchu no\
a strugarskiego.
1 - oÅ›,
2, 3, 8 - koła zębate,
4 - trzpień,
5 - dz
wignia,
6 -zapadka,
7 - śruba
Rys. 43. Mechanizm zapadkowy napędu strugarki poprzecznej [6, s. 163]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
43
4.6.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co nazywamy mechanizmem?
2. Z jakich członów składa się mechanizm?
3. Jakie znasz rodzaje mechanizmów?
4. Do czego słu\
ą mechanizmy śrubowe?
5. Jakie znasz rodzaje mechanizmów dz
wigniowych?
6. Kiedy czworobok przegubowy jest mechanizmem korbowo-wahaczowym?
7. Z jakich części składa się mechanizm korbowo-wodzikowy?
8. Jakie znasz mechanizmy ruchu przerywanego?
9. Gdzie majÄ… zastosowanie mechanizmy zapadkowe?
4.6.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Scharakteryzuj działanie i parametry członów mechanizm korbowo-wodzikowego
w dowolnym poło\
eniu korby.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) naszkicować mechanizm korbowo-wodzikowy,
2) nazwać człony mechanizmu,
3) podać przykłady zastosowania tego mechanizmu w praktyce,
4) określić wpływ poło\
enia korby na parametry kinetyczne mechanizmu,
5) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy
 poradnik ucznia,
 modele mechanizmów,
 literatura wskazana przez nauczyciela.
Ćwiczenie 2
Scharakteryzuj działanie mechanizmów ruchu przerywanego i podaj ich zastosowanie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) odszukać z literatury technicznej zespół maszyny, gdzie zastosowano mechanizm ruchu
przerywanego,
2) nazwać człony mechanizmu,
3) scharakteryzować pełny obrót mechanizmu,
4) podać zastosowanie tego mechanizmu,
5) wyszukać inne rodzaje mechanizmów ruchu przerywanego,
6) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
44
Wyposa\
enie stanowiska pracy
 poradnik ucznia,
 modele mechanizmów,
 Poradnik Mechanika,
 literatura wskazana przez nauczyciela.
4.6.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) wymienić rodzaje mechanizmów?
1
1

2) omówić zasadę działania mechanizmów i ich zastosowanie?
1
1

3) scharakteryzować elementy mechanizmów dz
wigniowych?
1
1

4) wskazać zastosowanie mechanizmów korbowych?
1
1

5) wskazać zastosowanie mechanizmów ruchu przerywanego?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
45
4.7. Monta\
i demonta\

4.7.1. Materiał nauczania
Monta\
em nazywamy składanie części danego wyrobu oddzielnie w zestawy, które
następnie biorą udział w dalszym procesie monta\
owym jako jedna całość.
Zestawy, stanowiÄ…ce jednostki monta\
owe, nie zawsze są zgodne z rysunkami zło\
eniowymi
wykonywanymi przez dział głównego konstruktora. Rozbie\
ności te powstają stąd, \
e
w dokumentacji konstrukcyjnej wyrób dzielony jest na człony u\
ytkowe zgodnie
z przewidywanymi dla nich funkcjami. Podział przeprowadzony przez konstruktora niekiedy
nie pokrywa się z podziałem, jakiego dokonuje póz
niej technolog, który kieruje się
wymaganiami technologii, a przede wszystkim potrzebami monta\
u. Zmiany rozwiązań
konstrukcyjnych zaproponowane przez technologa nie mogą wpływać niekorzystnie na
funkcjonowanie wyrobu.
śądane wymiary zło\
enia otrzymuje się w wyniku składania kilku części. Dokładność
wymiaru zło\
enia zale\
y od dokładności wykonania poszczególnych części.
Technolog projektujÄ…cy proces technologiczny monta\
u powinien zapoznać się ze
wszystkimi rysunkami zło\
eniowymi, w celu ustalenia właściwej kolejności łączenia
zespołów ni\
szego rzędu w zespół wy\
szego rzędu.
W zale\
ności od technologii i organizacji stosuje się następujące sposoby monta\
u
części:
- z zachowaniem całkowitej zamienności,
- z zastosowaniem selekcji,
- z zastosowaniem wkładek kompensacyjnych,
- z indywidualnym dopasowaniem części.
Monta\
z zachowaniem całkowitej zamienności stosuje się wówczas, gdy montowane
części są wykonane tak dokładnie, \
e przy monta\
u zbędne jest ich dopasowywanie. Monta\

taki jest bardzo prosty i mogą go wykonywać pracownicy o ni\
szych kwalifikacjach.
Monta\
z zastosowaniem selekcji polega na podziale gotowych części na grupy
o zawÄ™\
onych tolerancjach i kojarzeniu ze sobą części nale\
Ä…cych do tych samych grup. Taki
monta\
umo\
liwia stosowanie znacznie większych tolerancji ni\
monta\
z zachowaniem
całkowitej zamienności części.
Przy monta\
u z zastosowaniem wkładek kompensacyjnych wykonuje się pomiary
montowanych części i w zale\
ności od wyników tych pomiarów, w celu uzyskania \
Ä…danych
wymiarów, stosuje się odpowiedniej grubości podkładki.
Monta\
z indywidualnym dopasowaniem części polega na zmianie montowanych części
drogą wykonania dodatkowej obróbki ręcznej lub mechanicznej, co uniemo\
liwia
zastosowanie tej części do innego wyrobu bez dodatkowego dopasowywania.
Proces technologiczny monta\
u zale\
y od sposobu monta\
u oraz od wielkości produkcji.
Im większa produkcja , tym szczegółowa powinna być opracowana dokumentacja
monta\
owa. Sposób monta\
u oparty jest na podziale na proste operacje monta\
owe, które
powinny być ze sobą zsynchronizowane. Montowany wyrób powinien przechodzić kolejno od
jednej brygady do następnej lub od jednego pracownika do drugiego przy zastosowaniu
transportu swobodnego na wózkach i przy zastosowaniu przenośników, suwnic lub
wymuszonego za pomocą mechanicznych urządzeń transportowych o działaniu ciągłym lub
przerywanym.
Drugim warunkiem prawidłowej organizacji monta\
u jest właściwe rozwiązanie
konstrukcyjne przyrządu, na którym jest montowany dany wyrób. Usytuowanie przyrządu
monta\
owego powinno umo\
liwiać dobry dostęp do wyrobu montowanego; dlatego
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
46
przyrzÄ…dy monta\
owe powinny być podwieszone, a ich zespoły napędowe powinny
znajdować się nad zespołami roboczymi.
Proces technologiczny monta\
u dzieli się podobnie jak proces technologiczny obróbki
skrawaniem, na operacje i zabiegi. Równie\
dokumentacja technologiczna monta\
u składa się
z karty technologicznej, zawierającej podział procesu na operacje, oraz instrukcji
monta\
owych opracowanych dla ka\
dej operacji.
OperacjÄ… monta\
ową nazywa się zamkniętą część procesu technologicznego monta\
u,
wykonanÄ… bez przerw na jednym stanowisku przez jednego pracownika lub grupÄ™
pracowników, na jednostkach monta\
owych. Operacje monta\
owe dzieli siÄ™ na zabiegi.
Zabieg monta\
owy jest to zamknięta część operacji wykonana na jednym miejscu, jednym
narzędziem ( zespołem narzędzi lub przyrządem, dwóch lub więcej jednostek monta\
owych.
Do podstawowych operacji monta\
u zalicza siÄ™:
- mycie i rozkonserwowanie,
- wykonywanie połączeń spoczynkowych nierozłącznych,
- wykonywanie połączeń spoczynkowych rozłącznych,
- wykonywanie połączeń ruchowych,
- regulowanie luzów oraz pomiary ustawcze,
- próby i badania.
Rys. 44. Monta\
zespołu z zespołów ni\
szego rzędu: a) wspornik, b) wałek, c) zespół [1, s. 322]
Operacja monta\
u zespołu przedstawiona na rysunku składa się z następujących zabiegów:
Zabieg 1  wło\
enie dwóch wałków 1 we wspornik środkowy 3, przetknięcie dwóch śrub
(technologicznych) przez wspornik 3 oraz wałki 1 i zamocowanie w uchwycie.
Zabieg 2  zało\
enie dwóch pierścieni oporowych 4 sprę\
yn,
Zabieg 3  zało\
enie dwóch sprę\
yn 7,
Zabieg 4  zało\
enie dwóch dz
wigni zaworu dolotowego 5,
Zabieg 5  zało\
enie dwóch dz
wigni zaworu wylotowego 6,
Zabieg 6  zało\
enie dwóch sprę\
yn 7,
Zabieg 7  zało\
enie dwóch pierścieni oporowych 4 sprę\
yn,
Zabieg 8  zało\
enie dwóch wsporników środkowych 3,
Zabieg 9  przetknięcie śrubami 8 dwóch wsporników 3 i wałków 1,
Zabieg 10  zało\
enie dwóch dz
wigni 5 zaworu dolotowego,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
47
Zabieg 11  zało\
enie dwóch dz
wigni 6 zaworu wylotowego,
Zabieg 12  zało\
enie dwóch pierścieni oporowych 4,
Zabieg 13  zało\
enie czterech sprÄ™\
yn 7,
Zabieg 14  zało\
enie dwóch pierścieni 4,
Zabieg 15  zało\
enie wspornika przedniego 2,
Zabieg 16  zało\
enie wspornika tylnego 3,
Zabieg 17  przetknięcie śrubami 8 wsporników 2 i 3 oraz wałków 1,
Zabieg 18  odmocowanie zespołu, wyjęcie śrub technologicznych, zało\
enie śrub 8.
Demonta\
jest operacją przebiegającą w sposób odwrotny ni\
monta\
.
Ze względu na zakres prac wykonywanych w czasie demonta\
u dzieli siÄ™ go na :
 demonta\
wstępny; obejmuje odłączanie z zewnątrz elementów, podzespołów, zespołów
przy nienaruszeniu zwartości zespołów, w ramach demonta\
u wstępnego odłączane są
pokrywy, instalacje zewnętrzne, elementy wyposa\
enia normalnego lub specjalnego,
 demonta\
częściowy; obejmuje rozkładanie zespołów w celu wymiany elementów
szybko siÄ™ zu\
ywających, bez odłączania podstawowych zespołów,
 demonta\
pełny; obejmuje czynności niezbędne do rozłączenia wszystkich połączeń
rozłącznych i nierozłącznych, w których nastąpiło zu\
ycie wymagajÄ…ce przeprowadzenia
zabiegów remontowych.
Prace demonta\
owe poprzedzane są myciem, czyszczeniem zewnętrznym oraz właściwym
ustawieniem maszyny do demonta\
u. Po zdemontowaniu zespoły i elementy powinny być
odpowiednio składowane i zabezpieczane. Rozłączanie połączeń w zespołach w celu ich
rozluz
nienia poprzedza podgrzewanie połączeń  rozłączenie połączeń skurczowych,
stosowanie środków chemicznych  polanie lub zanurzenie w nafcie dla połączeń z
le
u\
ytkowanych lub skorodowanych. Do czynności mechanicznych mającym ułatwić
demonta\
, nale\
y dospawanie uchwytów, zniszczenie elementów mniej wartościowych jak
ścięcie nitów.
Demonta\
maszyn odbywa się w ściśle określonej kolejności przez technologa. W skład prac
demonta\
owych maszyny wchodzą następujące czynności:
 odłączenie maszyny od silnika, zdjęcie pasów napędowych, łańcuchów oraz wyłączenie
sprzęgła,
 mycie i czyszczenie zewnętrzne maszyny,
 zaznaczenie wzajemnego poło\
enia elementów przez wykonanie na elementach
sprzÄ™\
onych odpowiednich rys lub znaków,
 zdjęcie elementów zewnętrznych i zespołów,
 składowanie i zabezpieczenie elementów, które będą montowane.
Tabela 2. Rodzaje operacji przy pracach demonta\
owo  monta\
owych [9, s.29]
Rodzaj operacji Wyposa\
enie stanowisk
I. Dopasowywanie 1.Åšcinanie, obcinanie, Przecinaki pneumatyczne i elektryczne.
części wycinanie No\
yce. Przyrządy do wycinania rowków
2. Wiercenie otworów Wiertarki pneumatyczne i elektryczne.
Przenośne wiertarki
3. Piłowanie Przenośne szlifierki elektryczne
i pneumatyczne. Pilnikarki
4. Prostowanie i gięcie Prasy hydrauliczne lub
elektropneumatyczne.
5. Skrobanie, docieranie, Skrobaki mechaniczne i pneumatyczne.
szlifowanie
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
48
II. Przygotowania 6. Mycie, odtłuszczanie Urządzenia myjące ze zmechanizowanym
części do i dekonserwacja ruchem elementów i zmechanizowanym
Å‚Ä…czenia natryskiem. Myjnie komorowe,
wielokomorowe. Zasobniki na części
7. Czyszczenie części Mechaniczne urządzenie czyszczące.
UrzÄ…dzenie ultradz
więkowe
8. Usuwanie naprÄ™\
eń Urządzenia mechaniczne i elektryczne
9. Malowanie Mechaniczne urzÄ…dzenia do
międzyoperacyjne przygotowania powierzchni i nakładania
powłok
III. A
ączenie 10. Wtłaczanie, Prasy pneumatyczne i hydrauliczne.
i odłączanie części (wytłaczanie) Urządzenia śrubowe do zaprasowywania.
tulei, zakładanie Elektroindukcyjne ogrzewanie wanien
(odłączanie) kół zębatych z cieczą na części wtłaczane na gorąco.
Oziębianie spirytusem, płynnym
powietrzem  suchym lodem" części
wciskanych
11. Ustawianie i Uchwyty szybkomocujÄ…ce. Magnesy.
mocowanie PrzyrzÄ…dy uniwersalne specjalne
12. Składanie (rozkładanie) Przenośniki. Suwnice kratownicowe.
części i zespołów Stoiska i stojaki.
Uchwyty i przyrzÄ…dy monta\
owe
13. Nitowanie Nitownice hydrauliczne i pneumatyczne
14. Zakręcanie śrub Mechaniczne klucze do śrub i nakrętek.
i nakrętek Klucze graniczne
15. Zawalcowywanie Przyrządy i urządzenia z napędem
i zaginanie mechanicznym
IV. Badanie 16. Wyrównowa\
anie Wywa\
arki statyczne i dynamiczne ze
zespołów maszyn zmechanizowanym podawaniem
i zdejmowaniem elementów
17. Próby, docieranie Stanowiska z napędem mechanicznym
i regulacje i zmechanizowanÄ… rejestracjÄ… danych
V. Czynności 18. Segregacja części Zasobniki wg rodzajów części i podze-
obsługi i kompletacja społów (łatwo przesuwne)
demonta\
u podzespołów
i monta\
u 19. Transport części Suwnice. Dz
wigi. Zasobniki zasilajÄ…ce.
i zespołów Transportery taśmowe
VI. Czynności 20. Malowanie całości Mechaniczne urządzenie do przygoto-
pomonta\
owe wywania powierzchni i nakładania powłok
21. Pakowanie Zasobniki do zespołów (jako wyrobów
końcowych). Urządzenia dz
wigowe do
maszyn i urządzeń
Monta\
połączeń gwintowych
Połączenia gwintowe powinny zapewnić właściwe poło\
enie łączonych części, niekiedy
szczelność i regulację poło\
enia łączonych części. W związku z tym nale\
y zapewnić
prawidłowe nakręcanie nakrętek i wkręcanie śrub do oporu stosując klucze, wkrętaki zwykłe
lub elektryczne lub klucze dynamometryczne, je\
eli instrukcja monta\
u podaje wartości
momentów obrotowych dokręcania śrub. Przestrzegać nale\
y kolejności dokręcania śrub.
Nakrętki rozło\
one na okręgu koła nale\
y dokręcać na krzy\
.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
49
Rys. 45. Kolejność dokręcania śrub lub nakrętek [2, s. 127]
Przed samoczynnym odkręcaniem się nakrętek i śrub stosuje się zabezpieczenia kształtowe
(podkładki odginane, nakrętki z zawleczkami) i cierne (podkładki sprę\
yste).
a) b) c) d) e)
Rys. 46. Rodzaje zabezpieczeń przed odkręcaniem łączników gwintowych: a)podkładki sprę\
yste, b) sprÄ™\
yny,
c) zawleczka w nakrętce koronowej, d) podkładka odginana, e) przeciwnakrętka [7, s. 123]
Monta\
połączeń kształtowych
Przy monta\
u połączeń wpustowych głównym wymaganiem jest zachowanie
współosiowości wału i piasty koła. Osadzanie wpustu w rowku odbywa się przy lekkich
uderzeniach młotka miedzianego lub przy u\
yciu specjalnych przyrządów.
1  wpust
2  tuleja
3  trzpień
4  korpus
5  sworzeń
6  dz
wignia
7  czop klinowy
Rys. 47. Przyrząd do wtłaczania wpustów [9, s. 104]
Wysokość wystawania wpustu poza rowek sprawdza się za pomocą pryzmowego
urządzenia mikrometrycznego, a wzajemne poło\
enie dwóch wpustów przeciwległych za
pomocÄ… przyrzÄ…du czujnikowego.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
50
a) b)
Rys. 48. Sprawdzanie zamontowanych wpustów: a) pomiar części wystającej
wpustu, b) sprawdzenie poło\
enia wpustu [2, s. 143]
Połączenia wielowypustowe montuje się z u\
yciem sił statycznych lub przy
podgrzewaniu elementów obejmujących do temperatury 80 1200C.
Monta\
połączeń wtłaczanych
Do wtłaczania elementów stosuje trzpienie, przyrządy udarowe, przyrządy śrubowe,
prasy.
Do wtłaczania tulejek sto\
kowych nacisk wywierany jest przez opuszczenie ciÄ™\
aru
z wysokości.
a) b)
Rys. 49. Przyrządy do wtłaczania tulejek: a) udarowy, b) śrubowy [9, s. 109]
Monta\
Å‚o\
ysk
Monta\
Å‚o\
ysk ślizgowych niedzielonych polega na wtłoczeniu tulei w korpus,
zabezpieczenie jej przed obrotem, a następnie dopasowaniu tulei do czopa wału.
Najprostszym sposobem jest wbijanie tulei za pomocą młotka, stosując podkładkę dla
ochrony brzegów tulei. Przy większych wciskach i tulejkach cienkościennych stosuje się
trzpień centrujący, aby uniknąć ukośnego ustawiania się i ścinania tulei. Do monta\
u krótkich
tulejek stosuje się przyrządy, w których tulejkę osadza się na oprawkę prowadzącą na
trzpieniu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
51
Rys. 50. Wtłaczanie tulejki: a) za pomocą młotka, b) na prasie, c) za pomocą przyrządu [2, s. 197]
Po wtłoczeniu tulejkę rozwierca się lub kalibruje, pasując z czopem wałka oraz
zabezpiecza przed obracaniem. Przy wtłaczaniu na gorąco monta\
nale\
y wykonać w miarę
szybko ze względu na szybkie nagrzewanie się tulejki po zetknięciu z gorącym otworem.
W przypadku Å‚o\
ysk dzielonych, panewki osadza się w korpusie składającym się z dwóch
części. Monta\
takiego Å‚o\
yska polega na prawidłowym osadzeniu panewek w gniez
dzie
Å‚o\
yska i spasowaniu ich z czopem wału. Pokrywę ło\
yska ustala siÄ™ w stosunku do podstawy
za pomocą śrub pasowanych, kołków ustalających, wycięć lub wpustów. Przed monta\
em
nale\
y wstępnie osadzić panewki w gniez
dzie w celu sprawdzenia ich przylegania. Monta\

wykonuje siÄ™ przy u\
yciu młotka z nakładką drewnianą.
a)
1  pokrywa
2  panewki
3  korpus
4  kliny smarowe
b)
Rys. 51. A
o\
ysko ślizgowe dzielone: a) ustalanie pokrywy za pomocą kołków, b) ustalanie pokrywy
za pomocą wpustów [2, s. 200]
W Å‚o\
yskach tocznych podczas pracy zawsze jeden z pierścieni jest nieruchomy
względem drugiego. Przy ruchomym czopie ło\
ysko musi być na nim osadzone ciasno
(tolerancja wymiaru czopa k5, k6) i bez wcisku w korpusie maszyny (tolerancja otworu H7,
H8), a przy ruchomym korpusie Å‚o\
ysko nale\
y osadzać ciasno w otworze korpusu (tolerancja
średnicy otworu N7, M7) i bez wcisku na czopie (tolerancja średnicy czopa h6, h7). A
o\
yska
toczne montuje się za pomocą przyrządów, ściągaczy i oprawek.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
52
 a) b) c)
d) e) f)
Rys.52. PrzyrzÄ…dy do monta\
u i demonta\
u Å‚o\
ysk tocznych: a) wtłaczanie ło\
yska na wałek za pomocą tulei,
b) wtłaczanie ło\
ysk na wałek za pomocą trzpienia, c) osadzenie wałka w ło\
ysku z zastosowaniem
oprawki zabezpieczającej zakończenie wałka, d) przyrząd do osadzania ło\
yska w gniez
dzie, e) przyrzÄ…d
do jednoczesnego osadzania Å‚o\
yska na wałka i w gniez
dzie,
f) ściągacz do demonta\
u Å‚o\
yska [2, s. 216]
4.7.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Co nazywamy monta\
em?
2. Jakie znasz sposoby monta\
u?
3. Co nazywamy operacjÄ… i zabiegiem monta\
owym?
4. Z jakich operacji składa się monta\
?
5. Co to jest demonta\
i jakie sÄ… jego rodzaje?
6. Z jakich czynności składa się demonta\
?
7. Jakie operacje wykonuje się podczas łączenia i odłączania części?
8. Jak zabezpieczamy połączenia nakrętki i śruby przed samoczynnym odkręceniem się?
9. Jak sprawdzamy poprawność osadzenia wpustu na wale?
10. Jak montujemy Å‚o\
yska ślizgowe?
11. Jak montujemy Å‚o\
yska toczne?
4.7.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Odczytaj dokumentacjÄ™ monta\
ową przekładni zębatej.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) zapoznać się z rysunkiem zło\
eniowym przekładni zębatej,
3) zapoznać się z kartą technologiczną monta\
u,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
53
4) określić ilość operacji monta\
u,
5) zapoznać się z instrukcjami monta\
owymi do poszczególnych operacji,
6) określić wydziały i stanowiska monta\
owe,
7) określić przyrządy, urządzenia potrzebne do monta\
u i kontroli technicznej,
8) odczytać z karty technologicznej czas wykonania poszczególnych operacji,
9) zaprezentować wyniki ćwiczenia.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- rysunek zło\
eniowy przekładni zębatej,
- karta technologiczna monta\
u,
- instrukcje monta\
owe,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
Ćwiczenie 2
Wykonaj zaślepienie króćca na zbiorniku sprę\
onego powietrza. Króciec o średnicy
nominalnej D = 50 mm zakończony jest stałym kołnierzem pełnym.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) sprawdzić stan techniczny narzędzi u\
ywanych do monta\
u,
3) zapoznać się z instrukcją monta\
u,
4) oczyścić powierzchnie kołnierzy,
5) zało\
yć uszczelkę,
6) nało\
yć kołnierz zaślepiający, określić sposób przygotowania powierzchni do malowania,
7) wło\
yć śruby w otwory kołnierzy,
8) nało\
yć na śruby podkładki,
9) nakręcić palcami nakrętki do oporu,
10) sprawdzić, czy powierzchnia czołowa nakrętki jest prostopadła do osi śruby,
11) skręcać nakrętki na krzy\
odpowiednimi kluczami,
12) dokręcić nakrętki z u\
yciem klucza dynamometrycznego do wymaganego w instrukcji
momentu obrotowego,
13) zachować zasady bhp podczas wykonywania ćwiczenia,
14) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- kołnierze do skręcenia, uszczelka, śruby, nakrętki, podkładki,
- instrukcja monta\
u,
- klucze, klucz dynamometryczny,
- środki czyszczące,
-
-
-
- dokumentacja techniczna zbiornika.
-
-
-
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
54
Ćwiczenie 3
Wykonaj monta\
Å‚o\
yska tocznego ciasno pasowanego na wale za pomocÄ… prasy
oraz sprawdz
poprawność jego osadzenia.
Sposób wykonania ćwiczenia:
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) oczyścić i umyć współpracujące części,
3) dobrać przyrządy mocujące,
4) zabezpieczyć zakończenia wałków oprawkami,
5) podgrzać ło\
ysko w kÄ…pieli olejowej o temperaturze 100÷1500C,
6) ustawić ło\
ysko na prasie,
7) wtłoczyć ło\
ysko za pomocÄ… prasy,
8) sprawdzić bicie promieniowe i osiowe na przyrządzie,
9) wykonać ćwiczenie z zachowaniem zasad bhp,
10) zaprezentować wykonane ćwiczenie.
Wyposa\
enie stanowiska pracy:
- instrukcja monta\
u,
- wał i ło\
ysko,
- prasa do wtłaczania ło\
ysk,
- przyrzÄ…dy do monta\
u Å‚o\
yska,
- instrukcja stanowiskowa obsługi prasy,
- urzÄ…dzenia do podgrzewania kÄ…pieli olejowej,
- przyrzÄ…dy pomiarowe do pomiaru bicia,
- literatura wskazana przez nauczyciela.
4.7.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować rodzaje monta\
u i demonta\
u?
1
1

2) wymienić rodzaje operacji przy pracach demonta\
owo-monta\
owych?
1
1

3) dobrać wyposa\
enie stanowisk do rodzaju operacji?
1
1

4) odczytać dokumentację monta\
owÄ…?
1
1

5) wykonać monta\
połączenia śrubowego?
1
1

6) określić przyrządy do monta\
u Å‚o\
ysk ślizgowych i tocznych?
1
1

7) wykonać monta\
Å‚o\
yska ślizgowego?
1
1

8) wykonać czynności monta\
owe z zachowaniem zasad bhp?
1
1

 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
55
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uwa\
nie instrukcjÄ™.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań. Do ka\
dego zadania dołączone są 4 mo\
liwości odpowiedzi.
Tylko jedna jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce
znak X. W przypadku pomyłki nale\
y błędną odpowiedz
zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedz
prawidłową.
6. Zadania wymagają prostych obliczeń, które powinieneś wykonać przed wskazaniem
poprawnego wyniku.
7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłó\
jego rozwiÄ…zanie
na póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.
9. Na rozwiÄ…zanie testu masz 30 min.
Powodzenia!
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Do połączeń nierozłącznych zaliczamy połączenie
a) wpustowe.
b) śrubowe.
c) spawane.
d) kołkowe.
2. Projektując połączenia nitowe dobiera się materiał elementów połączenia w ten sposób,
aby najmniejszą wytrzymałość miał gatunek materiału zastosowanego na
a) sworznie nitów.
b) blachy Å‚Ä…czone.
c) nakładki połączenia.
d) łby nitów i nakładki.
3. A
ącznikiem w połączeniu wpustowym nie powinien być
a) wpust pryzmatyczny.
b) wpust czółenkowy.
c) wpust czopkowy.
d) klin dwustronny.
4. Rysunek przedstawia połączenie
a) kołkowe suwliwe.
b) sworzniowe.
c) kołkowe wahliwe.
d) kołkowe osiowe.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
56
5. Rysunek przedstawia zawór
a) kulisty.
b) dławikowy.
c) grzybkowy.
d) bezpieczeństwa
6. Odległość osi dwóch współpracujących kół zębatych o następujących danych: z1 = 25,
z2 = 80, m = 2 mm wynosi
a) 52,5 mm.
b) 105 mm.
c) 210 mm.
d) 420 mm.
7. Na rysunku przedstawiono mechanizm
a) zębaty.
b) zapadkowy.
c) cięgnowy.
d) krzywkowy.
8. Ruch tłoka w cylindrze silnika jest realizowany dzięki zastosowaniu mechanizmu
a) korbowo-wodzikowego.
b) śrubowego.
c) jarzmowego.
d) zapadkowego.
9. Utrzymanie stałego poło\
enia osi obrotu wałów względem nieruchomego korpusu
maszyny zapewniajÄ…
a) Å‚o\
yska ślizgowe.
b) cięgna kół pasowych.
c) reduktory.
d) sprzęgła samonastawne.
10. Ruch wahadłowy realizowany jest w urządzeniach, w których zastosowano mechanizm
a) krzywkowy.
b) zapadkowy.
c) zębatkowy.
d) jarzmowy.
11. Je\
eli prędkość obrotowa na wale czynnym wynosi 1200 obr/min, a przeło\
enie
przekładni i = 2 to prędkość obrotowa koła biernego wyniesie
a) 2400 obr/min.
b) 1200 obr/min.
c) 600 obr/min.
d) 300 obr/min.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
57
12. Ile nale\
y przyjąć nitów w połączeniu nitowym zakładkowym, je\
eli dopuszczalne
naprÄ™\
enie na ścinanie nitów wynosi 110 MPa, siła obcią\
ajÄ…ca nity wynosi 100 kN,
a przekrój Å›cinany sworznia nitu wynosi 2·10-4 m2 ?
a) 2.
b) 3.
c) 4.
d) 5.
13. Rysunek przedstawia sprzęgło
a) tulejowe.
b) cierne tarczowe.
c) zębate.
d) kłowe.
14. Do monta\
u nie zaliczamy następującej operacji
a) wykonywania połączeń spoczynkowych.
b) wykonywania połączeń ruchowych.
c) regulowania luzów.
d) nacinania uzębień.
15. Na której przekładni na wale biernym mo\
na uzyskać dwie prędkości obrotowe
a) b) c) d)
16. Które połączenie nale\
y do połączeń nierozłącznych?
a) b) c) d)
17. Rysunek przedstawia
a) sprzęgło cierne sto\
kowe.
b) przekładnię zębatą sto\
kowÄ….
c) sprzęgło zębate.
d) sprzęgło cierne tarczowe.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
58
18. Na rysunku przedstawiono mechanizm
a) zębaty.
b) zapadkowy.
c) cięgnowy.
d) krzywkowy.
19. Połączenie spawane obcią\
one jak na rysunku obliczane jest z wzoru
F Å"c
a) Ã = d" kg
W
F
b) Ã = d" kt
a Å"b
F Å" g
c) Ã = d" kg
a Å"b
F
d) Ä = d" kt
g Å"b
20. Dobierz koła zębate dla przedstawionej przekładni.
z1 z2 z3 z4
a) 88, 92, 92, 84.
b) 98, 110, 104, 94.
c) 101, 114, 118, 100.
d) 101, 113, 116, 98.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
59
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko................................................................................................
Projektowanie części maszyn i połączeń
Zakreśl poprawną odpowiedz

Nr
Odpowiedz
Punkty
zadania
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
60
6. LITERATURA
1. Brodowicz W., Grzegórski Z.: Technologia budowy maszyn. Wydawnictwo Szkolne
i Pedagogiczne, Warszawa 1998
2. Górecki A., Grzegórski Z.: Monta\
, naprawa i eksploatacja maszyn i urządzeń
przemysłowych. Technologia. WSiP, Warszawa 1998
3. Górecki A.: Technologia ogólna. Podstawy technologii mechanicznych. WSiP,
Warszawa 2005
4. Kozak B.: Mechanika techniczna. WSiP, Warszawa 2004
5. Malik B.: Podstawy konstrukcji maszyn. Zbiór zadań. Wydawnictwo szkolne, PWN,
Warszawa 2000
6. Okoniewski S.: Technologia maszyn. Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa
1999
7. Rutkowski A., Stępniewska A.: Zbiór zadań z części maszyn. Wydawnictwo Szkolne
i Pedagogiczne, Warszawa 1998
8. Rutkowski A.: Części maszyn. Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1992
9. Wrotkowski J.: Demonta\
i monta\
. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa
1991
10. Zawora J.: Podstawy technologii maszyn. WSiP, Warszawa 2001
11. www.anticor.pl
12. www.home.agh.edu.pl
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
61