1. Ogólna charakterystyka maszyn
technologicznych
1.1. Definicja i rodzaje maszyn
Maszyną nazywa się urządzenie mające mechanizm lub zespół mechani-
zmów we wspólnym korpusie, służące do przetwarzania energii lub wy-
konania określonej pracy mechanicznej. Charakterystyczną cechą każdej
maszyny jest ruch jej zespołów roboczych (wykonawczych) wskutek
działania sił lub momentów sił.
Maszynę pobierającą energię mechaniczną w celu wykonania okre-
ślonej pracy nazywa się maszyną roboczą. W zależności od spełnianych
funkcji maszyny robocze dzielą się na (rys. 1.1):
- maszyny produkcyjne, które służą do przetwarzania surowców lub
półwyrobów, tj. wyrobów prostych przeznaczonych do dalszej obróbki,
polegającej na zmianie ich kształtu, objętości, własności fizycznych lub
chemicznych, chropowatości powierzchni itp. i na przekształceniu ich
w ten sposób w gotowy wyrób,
- maszyny transportowe, które służą do zmiany położenia ciał stałych,
w tym poddawanych obróbce materiałów, półwyrobów oraz cieczy
i gazów (zalicza się do nich: dz
wignice, przenośniki, wentylatory, dmu-
chawy, pompy itp.),
- maszyny energetyczne, które służą do przetwarzania energii mecha-
nicznej na inne rodzaje energii (zalicza się do nich m.in. prądnice elek-
tryczne, sprężarki i pompy do wytwarzania energii ciśnienia płynów
czy gazów).
 W grupie maszyn produkcyjnych podstawową i najbardziej rozpo-
wszechnioną odmianą są maszyny technologiczne, które są przeznaczo-
ne do wykonywania różnorodnych elementów maszyn i urządzeń.
Maszyny
Maszyny robocze Maszyny inne Silniki
Maszyny Maszyny Maszyny
Pojazdy itd.
technologiczne rolnicze budowlane
Obrabiarki
Maszyny i urządzenia do obróbki bezwiórowej
skrawające i erozyjne
Maszyny Maszyny Maszyny Maszyny
i urządzenia i urządzenia i urządzenia i urządzenia
do przeróbki odlewnicze spawalnicze do przetwór-
plastycznej stwa tworzyw
sztucznych
Rys. 1.1. Podział maszyn roboczych
W zależności od różnych technologii, jak: odlewnictwo, spawalnic-
two, obróbka plastyczna, przetwórstwo tworzyw sztucznych, obróbka
skrawaniem itd., maszyny technologiczne dzieli się na:
- maszyny do obróbki skrawaniem (obrabiarki skrawające),
- maszyny do obróbki plastycznej,
- maszyny i urządzenia odlewnicze,
- maszyny do łączenia i spawania metali,
- maszyny do przetwarzania tworzyw sztucznych,
- maszyny do obróbki erozyjnej.
Poza tym do podziału maszyn technologicznych stosuje się inne kry-
teria, jak: rodzaj napędu, stopień automatyzacji, rodzaj sterowania itd.
Ponadto maszyny technologiczne przeznaczone do wykonywania tych
samych zadań w związku z jedną technologią, np. tokarki, mogą się róż-
12
nić wymiarami, mocą, wydajnością, sztywnością, dokładnością obróbki,
oddziaływaniem na środowisko itp.
Znajomość tych kryteriów podziału i oceny jest niezbędna dla wła-
ściwego wyboru maszyny technologicznej do określonego zadania tech-
nologicznego.
1.2. Wielkości charakterystyczne maszyn
Do podstawowych wielkości charakteryzujących maszynę technolo-
giczną zalicza się:
- maksymalne wymiary gabarytowe, określające rodzaj transportu i nie-
zbędną powierzchnię w hali produkcyjnej,
- masę maszyny decydującą o rodzaju fundamentu, na którym ma być
osadzona,
- wymiary przestrzeni roboczej, ograniczające wymiary przyrządów
i przedmiotów mocowanych na maszynie,
- moc zainstalowanych silników napędowych, określającą warunki tech-
niczne instalacji elektrycznej,
- graniczne wartości parametrów pracy, jak np. zakres prędkości ruchów
głównych i posuwowych, liczba stopni prędkości itp.
Wielkości te są określane przez odpowiednie symbole literowe i cy-
frowe.
1.3. Przepływ informacji, energii i materiałów w maszynie
W celu wyprodukowania określonej części lub wykonania zaplanowa-
nych zabiegów czy operacji obróbkowych na wybranej maszynie musi
ona wykonać szereg czynności. Dla wykonania tych czynności niezbęd-
ne jest doprowadzenie do maszyny potrzebnych informacji, materiałów,
narzędzi i przyrządów (rys. 1.2).
Informacje dostarczane do maszyny obejmują: rodzaje czynności,
które zespoły realizują te czynności, w jakiej kolejności, z jakimi pręd-
kościami itp. Dane te są określane w dokumentacji technologicznej wy-
konywanego przedmiotu. Jeżeli maszyna jest sterowana ręcznie przez
operatora, decyduje on o całym programie pracy maszyny, włączając ko-
lejno odpowiednie elementy sterownicze. Gdy maszyna jest sterowana
automatycznie, oddziaływanie operatora na maszynę ogranicza się do
13
wprowadzenia programu pracy maszyny do układu sterowania, do uru-
chomienia maszyny i kontroli układu informującego o ewentualnych za-
kłóceniach w procesie wykonywania przedmiotu.
Program działania
Pamięć
Informacja
Sygnalizacja
Układ sterujący
Energia
Materiał
Maszyna Materiały pomocnicze
technologiczna
Narzędzia, przyrządy
Narzędzia, Wyrób Odpady
materiałowe
przyrządy
do wymiany
Rys. 1.2. Schemat przepływu informacji, energii i materiałów w maszynie
technologicznej
Energia dostarczona do maszyny jest potrzebna do uruchomienia
i pracy całego układu napędowego maszyny.
Materiały dostarczane do maszyny obejmują, poza materiałem,
z którego jest wykonywany przedmiot, również materiały pomocnicze
niezbędne do właściwej pracy maszyny, jak np. oleje do smarowania,
ciecze chłodząco-smarujące w procesie skrawania itp.
Narzędzia i przyrządy są niezbędnym uzbrojeniem maszyny przed
rozpoczęciem jej pracy.
1.4. Cechy techniczno-użytkowe maszyny
Cechy techniczno-użytkowe maszyny określają: przeznaczenie, wielko-
ści charakterystyczne, wyposażenie, wydajność, dokładność obróbki,
sprawność, niezawodność i trwałość maszyny.
14
 Przeznaczenie maszyny określa jej nazwa, np. tokarka - do obróbki
toczeniem, wiertarka - do obróbki wierceniem, frezarka - do obróbki fre-
zowaniem itp. Pod względem przeznaczenia produkcyjnego, które okre-
śla zakres zastosowania maszyny w przemyśle, wyróżnia się:
- maszyny ogólnego przeznaczenia - do szerokiego zastosowania w róż-
nych gałęziach przemysłu,
- maszyny specjalizowane - przeznaczone do obróbki przedmiotów
o identycznych lub podobnych zabiegach obróbkowych,
- maszyny specjalne - przeznaczone do obróbki jednego rodzaju przed-
miotów.
Wielkościami charakterystycznymi maszyny są:
- maksymalne wymiary obrabianych przedmiotów, np. średnica i długość
toczenia dla tokarek,
- maksymalne wymiary przestrzeni roboczej, np. powierzchnia robocza
i wielkość przesuwów stołu dla frezarek,
- maksymalne obciążenie robocze, np. siła skrawania dla przeciągarek,
- wymiary elementów przyłączeniowych, np. końcówek wrzecion, row-
ków teowych itp.
W celu pełniejszego scharakteryzowania maszyny podaje się często
dodatkowe wielkości charakterystyczne, takie jak np. wymiary gabary-
towe, ciężar, moc silników, prędkości obrotowe wrzecion, wartości prze-
suwów itp.
Wyposażenie maszyny może być normalne lub specjalne. Wypo-
sażenie normalne stanowią wszystkie urządzenia dostarczane razem
z maszyną, które są niezbędne do wykonywania podstawowych zabie-
gów obróbkowych. Należą do nich np. uchwyty, kły, klucze itp. Wypo-
sażenie specjalne jest dostarczane na życzenie użytkownika za dodatko-
wą opłatą i obejmuje przyrządy zakładane na maszynę okresowo w celu
zwiększenia zakresu możliwości obróbkowych.
Wydajność maszyny określają następujące wskaz
niki:
- wskaz
nik wydajności objętościowej QV [cm3/min], który określa ob- ję-
tość zeskrawanego materiału w jednostce czasu,
- wskaz
nik wydajności powierzchniowej QF [mm2/min], który określa po-
le powierzchni obrobionej w jednostce czasu,
- wskaz
nik wydajności jednostkowej QJ [szt./min], który określa liczbę
przedmiotów (sztuk) wykonywanych w jednostce czasu.
15
 Dokładność maszyny jest określona przez następujące kryteria:
- dokładność geometryczną, przez którą rozumie się błędy wymiarowo-
-kształtowe i błędy wzajemnego położenia elementów oraz zespołów
maszyny, badanej w stanie obciążonym,
- dokładność kinematyczną, określaną dokładnością sprzężeń kinema-
tycznych występujących w przypadku złożonych ruchów kształtowania,
- dokładność nastawczą, określaną dokładnością mechanizmów służą-
cych do wykonywania ruchów nastawiania wymiarowego maszyny,
- dokładność obróbki, którą określa się wynikową jakość procesu robo-
czego maszyny przez pomiar wskaz
ników dokładności obrabianych
przedmiotów.
Sprawność maszyny jest wskaz
nikiem, który służy do oceny ma-
szyny pod względem energetycznym. Określa się ją jako stosunek mocy
użytecznej Ne do mocy silnika Ns.
Niezawodność maszyny jest to prawdopodobieństwo jej prawidło-
wego działania w określonych warunkach i określonym czasie. Nieza-
wodność określa stosunek czasu pracy bezawaryjnej Ta do przewidywa-
nego czasu pracy maszyny T.
Trwałość maszyny jest to czas pracy, po którym zużycie osiągnęło
dopuszczalną wartość.
16