1

1.Wady i zalety połączeń wciskowych
2. Porównanie wad i zalet spawania i zgrzewania
3. Rodzaje połączeń kształtowych
4. Róźnice między łożyskiem tocznym a łożyskiem ślizgowym
5. Jaką role spełnia w maszynach przekładnia ?

2
1. Wymień połączenia rozłączne
2. Wady i zalety spawania w stosunku do lutowania
3. rysunek połączenia sworzniowego
4. Zastosowanie łożyska ślizgowego i łożyska kulkowego
5. Sprzęgło

3
1. lutowanie względem klejenia - plusy i minusy
2. połączenie klinowe wzdłużne - wykonaj rysunek
3. rola zaworów
4. połączenia skurczowe
5. różnice przekładni i sprzęgieł
--------------------------------------------------
6. spawanie a zgrzewanie - wady i zalety
7. łożyska toczne a ślizgowe
8. do czego służą przekładnie
9. połączenia klinowe - wady i zalety
10.połączenia kształtne
--------------------------------------------------

Pytania luzem :

11. połączenie sworzniowe - wykonaj rysunek
12. wymień połączenia nierozłączne
13. spawanie a lutowanie
14. połączenia złączne
15. zgrzewanie a lutowanie - wady i zalety
16. połączenia wciskowe - wady i zalety
17. budowa łożyska tocznego

• bezpośrednie – tj. takie, w których elementy są ze sobą połączone

bez elementów pomocniczych,

• pośrednie – tj. takie, w których wykorzystuje się dodatkowe

elementy - łączniki np.: śruby, nity, kołki.

1.1 Połączenie wciskowe jest rodzajem połączenia kształtowego bezpośredniego rozłącznego. Nie ma elementu pośredniego. Połączenie odbywa się dzięki

tarciu wywołanemu

wzajemnym naciskiem

powierzchni łączonych. Połączenie wciskowe uzyskuje się poprzez

odpowiednie wymiary elementów

Wałek jest większy niż otwór w piaście.

Połączenia wciskowe Zalety:

- dokładna współosiowość

- brak elementów dodatkowych

- proste i tanie wykonanie

- duża obciążalność złącza (obciążenia zmienne i udarowe)

- brak karbu

Wady:

- konieczność zachowania dużych dokładności i małych chropowatości

- wrażliwość na temperaturę pracy przy różnych materiałach łączonych

- niebezpieczeństwo zatarcia przy montażu

- krawędziowe koncentracje naprężeń.

1.2

Przez spawanie oraz zgrzewanie rozumiemy łączenie kawałków metalu przy pomocy obróbki cieplnej. Powierzchnie metali rozgrzewa się na tyle, by uległy one nadtopieniu, następnie łączy je razem. Gdy usuwamy źródła ciepła następuje stygnięcie metali i w wyniku zestalenia się łączą się ze sobą trwale. Terminem spawanie określamy proces, w którym jedynie łączymy ze sobą dwa kawałki metalu. W przypadku zaś, gdy kawałki metalu wprzód rozgrzane dodatkowo ściskamy, to wówczas mówimy o zgrzewaniu. Spawając metale możemy jednocześnie nakładać na nie dodatkową warstwę, czyli spoiwo, choć nie jest to zawsze konieczne.

Złącze spawane jest połączeniem materiałów powstałym przez ich miejscowe stopienie.

Występuje w procesie łączenia metali (głównie stali) oraz tworzyw sztucznych.

Spawanie:

Zalety:

- Łatwość i szybkość wykonania

- Prosta konstrukcja: brak elementów dodatkowych, mała masa

- MoŜliwość pełnej automatyzacji

- Problemy ze spawaniem niektórych materiałów

Wady:

- Dodatkowe napręŜenia i odkształcenia

- Konieczna wykwalifikowana kadra

- Konieczne specjalistyczne urządzenia.

Zgrzewanie - proces, przy którym pod wpływem doprowadzonego ciepła metal dochodzi tylko do stanu plastycznego. Złącze powstaje przez wzajemny docisk obu części łączonych.

Zalety

1. wysoką wydajność procesu (czas maszynowy zgrzewania w zależności od wielkości przekroju i rodzaju zgrzewanych materiałów wynosi 1,0 ÷30 s);

2. bardzo dobra jakość złączy; złącza mają drobnoziarnistą strukturę,

powtarzalność uzyskiwanych wyników;

1. możliwość łączenia materiałów różniących się znacznie własnościami fizycznymi;

2. możliwość zgrzewania złączy ze stosunkowo dużym naddatkiem technologicznym;

3. mała strefa wpływu ciepła;

4. urządzenia na których wykonuje się operacje zgrzewania nie wymagają wykwalifikowanej obsługi .

Do wad procesu zgrzewania tarciowego zaliczyć możemy przede wszystkim:

1. konieczne jest w większości przypadków usunięcie wypływki;

2. istnieje możliwość powstawania złącza niewspółosiowego (przy nieprawidłowych parametrach procesu);

3. ograniczony zakres stosowania tej metody wynikający z faktu, że jeden z łączonych elementów musi mieć w płaszczyźnie tarcia przekrój kołowy (lub zbliżony do kołowego), pełny lub pierścieniowy;

W zależności od sposobu nagrzewania części łączonych rozróżnia się zgrzewanie:
- gazowe (np. palnikiem acetylenowo-tlenowym);
- elektryczne: iskrowe lub oporowe(zwarciowe);
- termitowe (spalanie mieszaniny tlenków metali i sproszkowanego aluminium), umożliwiające bardzo szybkie nagrzanie części;
- tarciowe (ciepło wytwarza się poprzez tarcie powierzchni styku przy zastosowaniu odpowiedniego docisku)
- połączenia zgrzewane uzyskuje się również poprzez wywarcie dużego nacisku (na zimno) lub innymi metodami, stosując zgrzewanie zgniotowe, wybuchowe lub ultradźwiękowe.

1.3

Połączenia kształtowe – sposób łączenia elementów, w celu ustalania położenia lub przenoszenia obciążeń, za pomocą własności geometrycznych elementów łączonych lub elementów dodatkowych. Obciążenie połączenia równoważone jest siłami powierzchniowej i wewnętrznej spójności materiałów łączników.

Wśród połączeń kształtowych wyróżnia się:

• połączenie klinowe

• połączenie wieloząbkowe czołowe

• połączenie wieloboczne

• połączenie wpustowe

• połączenie wypustowe

• połączenie wielowypustowe

• połączenie sworzniowe

• połączenie kołkowe

1.4

W celu zapewnienia prawidłowej pracy elementów maszyn poruszających się ruchem obrotowym (osi, wałów oraz części maszyn na nich osadzonych) powinno być zachowane stałe położenie osi obrotu wałów względem nieruchomej podstawy (np. korpusu obrabiarki). 

Łożyska są obciążone siłami wynikającymi z ciężaru wałów i osadzonych na nich elementów (kół zębatych i pasowych, sprzęgieł itd.) oraz siłami pochodzącymi od obciążenia wałów i osi

Łożyska ślizgowe na ogół stosuje się:

- przy przenoszeniu bardzo dużych obciążeń (nawet do kilku MN- w 
- przypadku łożysk o średnicy 1m), a także przy obciążeniach udarowych, gdy konieczne jest, aby łożyska tłumiły drgania wału,
- przy dużych prędkościach obrotowych i możliwości uzyskania tarcia płynnego,
- w razie konieczności stosowania łożysk (lub panwi) dzielonych, gdy wymagana jest cichobieżność łożyska,
- gdy osiąganie bardzo dużej dokładności montażu (koniecznej przy łożyskach tocznych) jest utrudnione,
- w drobnych konstrukcjach o bardzo małych obciążeniach (m. in. w urządzeniach mechaniki precyzyjnej).

Łożyska toczne są najczęściej stosowane:

- gdy zależy nam na uzyskaniu bardzo małych oporów w czasie pracy, a zwłaszcza podczas rozruchu,

- przy zmiennych prędkościach obrotowych wału (ponieważ współczynnik tarcia łożysk tocznych w bardzo małym stopniu zależy od prędkości obrotowej),

- przy częstszym zatrzymywaniu i uruchamianiu maszyn (gdyż w takich warunkach pracy łożyska ślizgowe zbyt szybko ulegają zużyciu),
- gdy wymagana jest duża niezawodność pracy i duża trwałość łożyska,
- gdy ze względu na wymiary korpusu maszyny konieczne jest stosowanie łożysk o małych wymiarach wzdłużnych.

Wybór rodzaju łożysk (ślizgowych i tocznych) może być uzależniony również od szeregu innych czynników: od warunków pracy, konstrukcji wału, od sposobu smarowania (zależnego m. in. od możliwości doprowadzenia smaru do łożyska), od względów technologicznych związanych z naprawą i wymianą łożysk itd.

1.5

Jaką role spełnia w maszynach przekładnia.

Większość maszyn nie może być napędzana bezpośrednio silnikiem i wymaga ogniwa pośredniczącego w postaci przekładni.

Przekładnie są to mechanizmy służące do przenoszenia ruchu obrotowego z wała czynnego napędzającego na wał bierny napędzany najczęściej z jednoczesna zmianą prędkości kątowej i momentu obrotowego

2.1

Połączenia rozłączne ( tabela wyżej) można kilkukrotnie, a nawet wielokrotnie montować i demontować wykorzystując te same elementy tak, aby za każdym razem spełniało swoje zadanie.

2.2

Różnice : 
- temperatura procesu
- w lutowaniu materiał łączony nie ulega przetopieniu , przetopieniu ulega spoiwo
- w spawaniu przetopieniu ulegają krawędzie materiału
- lutowanie przy zachowaniu ostrożności, przeprowadzić można bez specjalnych osłon i ochron
- przy spawaniu oprócz zagrożeń wynikających z wysokiej temperatury, należy stosować ochronę oczu przed działaniem promieni ultrafioletowych.
- przy łączeniu podzespołów o znacznych gabarytach, w przypadku gdy połączenia przenoszą znaczne obciążenia, stosuje się spawanie. 
- lutowanie znajduje zastosowanie w przemyśle elektronicznym, instalacyjnym gdzie obciążenia połączeń są znikome lub niewielkie.
- proces spawalniczy wymaga specjalnych pomieszczeń zwanych spawalniami lub też przygotowania - wygrodzenia lub osłonięcia miejsc pracy.
- przy lutowaniu nie stosuje się takich obostrzeń.
- spawanie w porównaniu z lutowaniem stwarza większe zagrożenie pożarowe.

2.3

Połączenie sworzniowe – połączenie rozłączne ruchowe, w którym elementem pośredniczącym jest walcowy sworzeń.

Połączenie sworzniowe tworzą: sworzeń (1), ucho (2) i widełki (3). Sworzeń często zabezpiecza się przed wypadnięciem podkładkami z zawleczkami.

Połączenie sworzniowe zwykle wykorzystywane jest do łączenia przegubów. Sworzeń może być umieszczony na wcisk w jednym elemencie przegubu, podczas gdy pasowanie z drugim elementem jest luźne. Pozwala to na obrót jednego z elementów względem osi sworznia.

Przykładem połączenia sworzniowego jest połączenie tłoka silnika spalinowego z korbowodem za pomocą sworznia tłokowego.

2.4 Zastosowanie łożyska ślizgowego i łożyska kulkowego.

Łozyska kulkowe:

-przenoszą obciążenia promieniowe i osiowe w obu kierunkach

-prosta konstrukcja

-przystosowane do pracy przy dużych prędkościach obrotowych

-zdolność do odchyleń kątowych rzędu 2´ do 10´( w zależności od serii)

-różne klasy dokładności

-wykonanie z koszykiem stalowym masywnym lub z tworzywa sztucznego

-łożyska dwurzędowe zapewniają większą sztywność łożyskowania

-wykonywane w postaci bez uszczelek, lub z uszczelnieniami gumowymi(RS),oraz blaszanymi(Z)

-łożyska zakryte mogą pracować w temp. 0d -30ºC do +110ºC

-zastosowanie we wszystkich gałęziach przemysłu

Łożyska ślizgowe:
- przy przenoszeniu bardzo dużych obciążeń (nawet do kilku MN- w 
- przypadku łożysk o średnicy 1m), a także przy obciążeniach udarowych, gdy konieczne jest, aby łożyska tłumiły drgania wału,
- przy dużych prędkościach obrotowych i możliwości uzyskania tarcia płynnego,
- w razie konieczności stosowania łożysk (lub panwi) dzielonych, gdy wymagana jest cichobieżność łożyska,
- gdy osiąganie bardzo dużej dokładności montażu (koniecznej przy łożyskach tocznych) jest utrudnione,
- w drobnych konstrukcjach o bardzo małych obciążeniach (m. in. w urządzeniach mechaniki precyzyjnej).

2.5

Sprzęgło to urządzenie stosowane w budowie maszyn do łączenia wałów w celu przekazywania momentu obrotowego. Inaczej jest to zespół części służących do połączenia dwóch niezależnie obrotowo osadzonych wałów, czynnego – napędowego i biernego – napędzanego, w celu przeniesienia momentu obrotowego.

Sprzęgło składa się z członu napędzającego (czynnego) zainstalowanego na wale napędzającym, członu napędzanego (biernego) zainstalowanego na wale napędzanym oraz elementów łączących. Elementem łącznym może być jedna lub więcej części maszynowych lub czynnik, tak jak to ma miejsce w sprzęgle hydrokinetycznym.

lutowanie względem klejenia - plusy i minusy

Zalety połączeń klejonych:
· wykorzystanie pełnej wytrzymałości materiałów łączonych, ponieważ warstwa kleju nie wywołuje naprężeń w materiale i nie osłabia części łączonych;
· uzyskanie zestawu elementów o nienaruszonej powierzchni (bez otworów);
· równomierne rozłożenie naprężeń na całej powierzchni złącza;
· odporność połączeń na korozję;
· zdolność tłumienia drgań;
· klej może także uszczelniać złącze, odgrywając rolę uszczelki;
· możliwość łączenia dowolnych materiałów.
Wady połączeń klejonych:
· możliwość rozwarstwienia połączenia pod wpływem obciążeń;
· mała odporność klejów na zmiany temperatury;
· długi czas utwardzania większości klejów;
· spadek wytrzymałości połączenia wraz z upływem czasu, spowodowany starzeniem się kleju;
· stosunkowo mała wytrzymałość w porównaniu z innymi rodzajami połączeń. 

Lutowanie jest zabiegiem mającym na celu połączenie metali, będących w stanie stałym, przy użyciu płynnego metalu - spoiwo - zwane lutem. Lutem jest zazwyczaj materiał który ma niższą temperaturę topnienia od materiałów których części mającą być łączone.

Luty można podzielić ze względu na temperaturę topnienia:

- luty miękkie które topią się w temperaturze poniżej 300^oC,

- luty twarde które topią się w temperaturze 550^oC.

3.2

Połączenia klinowe – połączenia rozłączne spoczynkowe pośrednie, w których elementem pośrednim jest klin.

Wyróżnia się dwa typy połączeń klinowych:

• połączenie klinowe wzdłużne – z klinami znormalizowanymi, służą głównie do osadzania piast (1) kół na wałach (2). Klin umieszczony jest w gnieździe wyżłobionym w wale i piaście,

• połączenia klinowe poprzeczne – służą do łączenia cięgien, w którym jedno jest zakończone gniazdem lub tuleją złączną (3), a drugie drągiem (4).

W czasie montażu klin zostaje wbity w połączenie. Klin przenosi swoją powierzchnią całe obciążenie złącza.

3.3

rola zaworów

Zawór ma kilka zastosowań. Główne zastosowanie zaworu to możliwość zamknięcia pewnego odcinka instalacji ( wodnej, gazowej ) . Są równiez zawory bezpieczeństwa , które nie dopuszczają do powstania większego ciśnienia w instalacji niż z góry ustalone.

Zawór – urządzenie do zamykania otworów, wylotów, do regulowania przepływu cieczy lub gazów przez przewody.

Zawór - element silnika spalinowego tłokowego umieszczony w głowicy silnika bądź w bloku silnika sterujący przepływem powietrza.

Zawory dzielą się ogólnie na ssące (dolotowe) i wydechowe (wylotowe)

3.4

Połączenia skurczowe to rodzaj połączenia nierozłącznego wciskowego. Uzyskuje się je wykorzystując zjawisko rozszerzalności cieplnej  właściwość fizyczna ciał polegająca na zwiększaniu się ich długości lub objętości) materiałów. Rozgrzaną część zewnętrzną nakłada się na część wewnętrzną; po schłodzeniu, skurcz części zewnętrznej zaciska ją na części wewnętrznej.

3.5

różnice przekładni i sprzęgieł

Przekładnia – mechanizm lub układ maszyn służący do przeniesienia ruchu z elementu czynnego (napędowego) na bierny (napędzany) z jednoczesną zmianą parametrów ruchu, czyli prędkościi siły lub momentu siły.

Przekładnia może zmieniać:

• ruch obrotowy na ruch obrotowy – najczęstszy przypadek

• ruch obrotowy na liniowy lub odwrotnie

• ruch liniowy na ruch liniowy

Przekładnia może być:

• reduktorem (przekładnia redukująca) – gdy człon napędzany obraca lub porusza się z mniejszą prędkością niż człon napędzający

• multiplikatorem (przekładnia multiplikująca) – gdy człon napędzany obraca lub porusza się z większą prędkością niż człon napędzający

Przyczyny zastosowania przekładni:

Funkcjonalne:

- konieczność dostosowania prędkości obrotowej napędu do maszyny

roboczej,

- zmiana kierunku obrotów maszyny,

- wymagany jest większy moment niŜ jest w stanie wytworzyć silnik,

- konieczność przeniesienia napędu na pewną odległość (silnik musi

być oddalony od układu roboczego),

- Zmniejszenie gabarytu maszyny poprzez ustawienie równoległe

silnika i układu roboczego,

- możliwość zastosowania jednego układu napędowego do kilku

układów roboczych,

- możliwość zastosowania tańszego silnika z przekładnią

wielostopniową dla uzyskania większego zakresu prędkości maszyny

roboczej,

Sprzęgło to urządzenie stosowane w budowie maszyn do łączenia wałów w celu przekazywania momentu obrotowego. Inaczej jest to zespół części służących do połączenia dwóch niezależnie obrotowo osadzonych wałów, czynnego – napędowego i biernego – napędzanego, w celu przeniesienia momentu obrotowego.

Sprzęgło składa się z członu napędzającego (czynnego) zainstalowanego na wale napędzającym, członu napędzanego (biernego) zainstalowanego na wale napędzanym oraz elementów łączących. Elementem łącznym może być jedna lub więcej części maszynowych lub czynnik, tak jak to ma miejsce w sprzęgle hydrokinetycznym.

Połączenia gwintowe to połączenia rozłączne bezpośrednie kształtowo-cierne, gdyż łącznikami wiążącymi są występy i odpowiadające im wgłębienia, w postaci gwintów, są ukształtowane na elementach głównych^[1]. Połączenia gwintowe zwykle znajdują zastosowanie jako połączenia ruchowe w mechanizmach zamieniających ruch obrotowy na postępowy np. napędach obrabiarek,prasach, czy podnośnikach. Połączeniami gwintowymi spoczynkowymi są np. połączenie rurowe.

Połączenie rurowe – przewody rurowe połączone łącznikami (kształtki, złączki, kolanka, łuki, trójniki itd.) oraz zaworami, przez które przesyłany jest czynnik roboczy (ciecze, gazy, opary).

Dzielimy je na:

• gwintowe

Stosowane są w przewodach wodnych, parowych i gazowych o niewielkiej średnicy i przy niskich ciśnieniach oraz w przewodach wiertniczych. Ich uszczelnienie stanowią konopie owijane na gwincie i minia z pokostem. Obecnie zamiast minii używa się specjalnych past. Gwinty zewnętrzne mogą być walcowe lub stożkowe, gwinty w otworach tylko walcowe. Należą do łatwo rozłączalnych.

• kielichowe

Są stosowane przy niskich ciśnieniach. Polegają na włożeniu końca jednej rury (czopa) do drugiej rury (kielicha). Uszczelnienie odbywa się przy pomocy uszczelki gumowej. Przewody ściekowez PCW uszczelniane są uszczelkami gumowymi. Połączenia te nie mogą przenosić obciążeń wzdłużnych.

• kołnierzowe

Są stosowane przy wysokich ciśnieniach. Kołnierze mogą być stałe lub luźne, nakładane na występ wylotu rury. Materiałem uszczelniającym złącza, zależnie od rodzaju przewodzonej cieczy lub gazu, może być guma, tektura, tkaniny, miękkie metale, tworzywa sztuczne.

Połączenie wielowypustowe (wielokarbowe) – połączenie rozłączne ruchowe bez elementów pośredniczących. Używane do osadzania piast nawałach.

Połączenie wielowypustowe nie posiada wady połączenia wpustowego, polegającej na osłabiającym działaniu rowka wpustowego. Z tego powodu stosowane jest w bardziej odpowiedzialnych zastosowaniach. W połączeniu wielowypustowym na wałku nacięte są rowki, a piasta jest ukształtowana tak, by do nich pasowała. Połączenie wielowypustowe jest trudniejsze do wykonania niż wpustowe.

Połączenie wpustowe – połączenie rozłączne, pośrednie (elementem pośredniczącym jest wpust), spoczynkowe lub ruchowe (przesuwne).

Połączenia wpustowe służą do osadzania piast na czopach wałów. Wpust umieszczany jest w rowku wpustowym na czopie wału i współpracuje z rowkiem piasty.

W zależności od pasowania wpustu w rowkach wpustowych wału i czopa rozróżniamy połączenia:

• ruchowe (rowek w piaście - D10, rowek w wałku - H9, wpust - h9)

• zwykłe (rowek w piaście - Js9, rowek w wałku - N9, wpust - h9)

• spoczynkowe (rowek w piaście i w wałku - P9, wpust - h9)

Połączenie kołkowe – rodzaj połączenia rozłącznego spoczynkowego.

Służy do ustalania wzajemnego położenia dwóch lub więcej elementów. Kołek może mieć kształt stożkowy lub walcowy, gładki lub karbowany.

Jeżeli kołek jest nieobciążony, nie są wymagane żadne obliczenia wytrzymałościowe. Jeśli złącze pracuje pod obciążeniem, wytrzymałość kołka oblicza się uwzględniając kryterium maksymalnego dopuszczalnego nacisku powierzchniowego k_n, na zginanie k_g (kołki pasowane luźno) lub naścinanie k_c (pasowane ciasno).

Połączenie nitowe – nierozłączne połączenie pośrednie elementów za pomocą nitów zwykle w postaci trzpieni walcowych z łbami. Nitowanie przez długi czas było najważniejszą metodą łączenia metalowych elementów konstrukcyjnych. W większości sytuacji, z uwagi na prostszą technologięwykonywania, współcześnie połączenia nitowe zostały wyparte przez połączenie spawane i zgrzewane. Historycznie używane w okrętownictwie.

Nitowanie stosuje się do łączenia ze sobą blach, taśmowników oraz kształtowników stalowych, dźwigarów, wsporników, wiązarów, a także do nierozłącznych połączeń różnych części maszyn i przedmiotów. Przy nitowaniu zakładkowym (gdy arkusze blachy zawinięte są na krawędziach) i przy dużej gęstości nitów, można uzyskać wysoką szczelność połączenia. Pozwala to na stosowanie nitów przy budowie różnego rodzaju zbiorników, także ciśnieniowych.

Nit w swej wyjściowej formie składa się z główki (1) i trzonu (szyjki) (2). Umieszczony w otworze w łączonych elementach zostaje zakuty (zamknięty) przez spęczanie trzpienia, tworząc zakuwkę (3). Zamykanie nitu przeprowadza nitowacz (robotnik) ręcznie, za pomocą młotka ręcznego lub pneumatycznego, ręcznej nitownicy (kształtującej zakuwkę) lub nitownicy maszynowej. Do nitowania ręcznego stosujemy: młotek ślusarski, wspornik do łba nitu, dociskacz do uszczelnienia nitowania oraz zakuwnik do uformowania zakuwki.

Właściwości połączenia nitowego

Wprawdzie połączenie nitowe jest przynajmniej częściowo połączeniem ciernym, to obliczenia wytrzymałościowe połączeń nitowych dokonuje się zakładając, że to nit lub ich grupa przenosi całe obciążenie. Nity najczęściej pracują na rozciąganie lub ścinanie i te warunki konstruktor musi uwzględnić projektując połączenie nitowe.