1. *Przedstawić algorytm realizacji zadania projektowo- konstrukcyjnego. 2
2. *Różnice między olejami, środkami smarnymi itd. 2
3. *Różnice między olejami jedno- i wielosezonowymi 2
4. *Przedstawić algorytm katalogowego doboru przekładni 2
6. *Przedstawić algorytm katalogowego doboru sprzęgła 3
7. *Z jakich komponentów składa się urządzenie mechatroniczne 4
8. *Przedstawic i omówić z sposoby doprowadzania smaru do łożysk 4
9. *Sposoby smarowania przekładni 5
11. *Rodzaje środków smarnych i zastosowanie 6
12. Sposoby smarowania zazębienia i łożysk przekładni z pionowym układem wałów 7
13. ***Przestawić i omówić sposoby doprowadzania środka smarnego do miejsca smarowania 7
14. *Lepkość dynamiczna i kinematyczna 7
15. *Wymienić modele potrzebne do zastosowania w procesie konstrukcyjnym 8
17. *Podać jakie informacje należy podać przy zamawaniu sprzęgła. 9
18. *Czym się różni wzornictwo przemysłowe od społecznego 9
19. *Algorytm zadania konstrukcyjnego 9
20. Naszkicowac podstawowe smarowania, generalnie chodzilo o bezcisnieniowe. 9
21. *Wymienic zadania sprzegla. 9
23. *Wzornictwo w globalnej gospodarce oraz jego powiazanie z rozwojem technologii 10
Algorytm realizacji procesu projektu konstrukcyjnego
Założenia projektowo-konstrukcyjne->
tworzenie układu funkcji składowych->
poszukiwanie fizycznych modeli realizacji funkcji składowych->
tworzenie struktury funkcji składowych i wariantów rozwiązań->
wybór przydatnych kombinacji->
konkretyzacja warunków->
identyfikacja kryteriów oceny->
wartościowanie wariantów->
opracowanie wybranych projektów koncepcyjnych
Gazowe:
Gaz jest stosowany jako smar w smarowaniu gazostatyczne lub gazodynamiczne wysokoobrotowych, niskoobciążonych łożysk ślizgowych.
Płynne:
Oleje mineralne będące produktami przeróbki ropy naftowej są najszerzej stosowane w samrowaniu maszyn. Na ich bazie wytwarzane są oleje smarowe które, w zależności od potrzeb i zastosowania są mieszaniną róznych olejów bazowych i dodatków uszlachetniajacych poprawiajacych smarność i odporność olejów na oddziaływania zewnętrzne.
Oleje syntetyczne dzielą się na dwie grupy: oleje węglowodorowe i oleje niewęglowodorowe. Otrzymuje się je na drodze syntezy chemicznej w celu uzyskania bardzo określonych właściwości fizyko-chemicznych; są to na przykład trudnopalne oleje hydrauliczne, oleje silnikowe o wysokim wskaźniku lepkości, obojętne chemicznie oleje spożywcze.
Wodę lub emulsje wodne stosuje się w mechanizmach gdzie woda występuje jako czynnik roboczy (pompy wody) , w przypadkach, gdzie potrzebne jest intensywne chłodzenie smarowanych elementów, lub w miejscach zagrożenia pożarowego lub wybuchowego (górnictwo).
Plastyczne:
Są to przeważnie smary plastyczne, powstałe przez zagęszczenie olejów mineralnych lub syntetycznych specjalnymi mydłami (wapniowymi, sodowymi, litowymi, baru i innych pierwistków). Stosowane są w mechanizmach, gdzie trudno utrzymać lub dostarczać olej smarowy.
Stałe:
materiały te mają budowę płytkową, co ułatwia wytworzenie charakterystycznych płaszczyzn poślizgu, dzięki czemu zmniejszony jest wsólczynnik tarcia. Stosowane są jako samoistne środki smarne w warunkach podwyższonej temperatury, lub jako dodatki do olejów smarowych i smarów.
w zimie stosuje się oleje o mniejszej lepkości niż oleje letnie. lepkość wpływa na wartość wyporu (pozytywnie) i oporu tarcia (negatywnie). Jej zmniejszenie wskutek podwyzszenia temperatury oleju moze wywolac zmianę tarcia plynnego na mieszane. Obnizenie temperatury może tak zwiększyć lepkość, że mogą wystąpić duże opory ruchu. Oleje wielosezonowe powinny cechować się małą zmianą lepkości wraz ze zmianą temperatury
KATALOGOWY DOBÓR PRZEKŁADNI (PRACY CIĄGŁEJ I PRZERYWANEJ)
Dokonuje się na podstawie:
- mocy Pt (wg katalogu)
- przełożenia – i
- prędkości obrotowej – n1 lub n2
- mocy efektywnej – Pe = P*f
Moc Pt wybranej przekładni powinna być większa lub równa mocy efektywnej Pe
Określenie przekładni w zamówieniu:
- typ i odmiana
- wielkość
- przełożenie
- układ wałów wyjściowych
- odmiana wykonania specjalnego tylko dla przekładni w wykonaniu W1, W2, W3
Oznaczenie przekładni:
1Na – 250 – 5,2 – 3 – W
1 – stopień przekładni (przekładnia jednostopniowa)
N – Typ przekładni (walcowa z wałami poziomymi z mocowaniem na łapach)
250 – wielkość
5,2 – przełożenie
3 – układ wałów wyjściowych
W – wykonanie specjalne
1.ustalenie schematu konstrukcyjnego łożyskowania
2.pokreślenie wartości i kierunków obciążeń i prędkości obrotowej łożysk
3.dla obciążeń zmiennych obliczamy Pn i nn.
4.ustalenie ograniczeń geometrycznych
5.wybór typu łożyska
6.przyjęcie wymaganej trwałości L
7.wyznaczenie stosunku C/P dla odpowiedniego L i typu łożyska
8.obliczenia obciążenia zastępczego P=VxPr+ψ*Pa
9.obliczenia obciążenia efektywnego Pe=fd*P
10.obliczenia nośności ruchowej C=Pe(C/P)
11.obliczenie efektywnej nośności ruchowej Ce=ft*C
12.obliczenie zastępczego obciążenia spoczynkowego P0=max(P01,P02) P01=X0*Pr0+Y0*P0a P02=Pr0
13. Obliczanie wymaganej nośności spoczynkowej
14.Dobór z katalogu jego nośności oraz wymiarów geometrycznych
15.Sprawdzenie trwałości ściernej łożyska- weryfikacja nośności efektywnej c0=s0*P0 Le=a1*a2*a3*(Ce/Pe)ρ
16.Dobór środka smarnego.
17. Przyjęcie prasowań w gnieździe i na czopie oraz uszczelek (filc-mała prędkość obrotowa, oringi i simeringi- średnia prędkość obrotowa, uszczelnienia labiryntowe- duża prędkość) .
ALGORYTM DOBORU SPRZĘGŁA
wybór typu sprzęgła
zależy od rodzaju napędu (silnik elektryczny/spalinowy), warunków pracy (rodzaj maszyny, dokładność ustawienia, drgania, temperatura otoczenia, montaż)
wybór wielkości sprzęgła
Mn ≥ Mm • Ky • Kt • Ki • Kp
Mn – moment nominalny sprzęgła [Nm]
Mm – moment nominalny napędu [Nm]
Ky – wsp. przeciążenia zależny od rodzaju maszyny roboczej
Kt – wsp. przeciążenia zależny od temperatury otoczenia
Ki – wsp. przeciążenia zależny od ilości włączeń na godzinę
Kp – wsp. przeciążenia zależny od czasu pracy maszyny w ciągu doby
$M_{m} = \frac{9550 \bullet N}{n}$
N – moc [W]
n – prędkość obrotowa [obr/min]
sprawdzenie doboru
Mm ≤ Mn
n ≤ maks. Prędkość obrotowa
średnica czopa ≤ dmax
średnica zewnętrzna D
długość całkowita L
sprzęgła z bębnem lub tarczą hamulcową <?>
średnica bębna lub tarczy DII
grubość bębna B; grubość tarczy b
odległość osi symetrii bębna lub tarczy LII
Sposób oznaczania sprzęgieł:
Mn – DH – LH – d1l1 – d2l2 – wielkość sprzęgła – typ sprzęgła
Podstawowe komponenty urządzenia mechatronicznego :
1.System podstawowy- mechaniczny
2.System sensorów- czujników
3.System aktuatorów(aktorów) tzn człony wykonawcze uruchamiające
4.Procesory i przetwarzanie danych wyjściowych
Generalnie stosowane są dwa rodzaje czynników smarujących: smar stały lub olej.
Smary stałe stosowane są w przypadkach, gdy konstrukcja urządzenia nie zapewnia smarowania łożysk, łożyska pracują z niewielkimi prędkościami, nie rozgrzewają się nadmiernie podczas pracy lub gdy konstrukcja węzła łożyskowego jest zamknięta.
Smarowanie smarami stałymi wymaga zazwyczaj wypełnienia oprawy z łożyskiem tylko w ilości 30% do 60% całkowitej objętości,
W przypadku łożysk silnie obciążonych i pracujących z dużymi prędkościami obrotowymi wymagane jest stosowanie smarowania olejem. Spotykane są następujące sposoby dostarczania oleju do łożyska:
- smarowanie w kąpieli olejowej – Jest to najczęściej spotykany sposób smarowania. Łożysko powinno być zanurzone do wysokości osi dolnego elementu tocznego łożyska w przypadku wałów poziomych lub w 50% do 80% w przypadku wałów pionowych.
- smarowanie dyskiem olejowym – W przypadkach, gdy poziom oleju jest za niski na wale umieszczony jest dysk o średnicy, pozwalającej na zanurzenie w oleju. Olej z dysku dostaje się do łożyska poprzez zgarniacz lub w przypadku małych prędkości obrotowych spływa bezpośrednio do łożyska,
- smarowanie natryskowe – Olej dostarczany jest pod ciśnieniem bezpośrednio na elementy toczne łożyska. To rozwiązanie stosowane jest przy dużych prędkościach obrotowych i dużych temperaturach działąnia w silnikach turbinowych i odrzutowych,
- smarowanie mgłą olejową – Olej jest rozpylany do postaci mgły przy pomocy powietrza. Mgła olejowa smaruje wszystkie elementy urządzenia w tym łożyska. Ze względu na niewielkie opory spowodowane przepływami oleju rozwiązanie to jest stosowane w przypadku dużych prędkości obrotowych,
- smarowanie kropelkowe – Olej dostarczany jest bezpośrednio na elementy toczne łożyska grawitacyjnie w postaci kilku kropel na minutę. Rozwiązanie takie jest stosowane przy niewielkich obciążeniach i w przypadkach łożysk przystosowanych konstrukcyjnie do takiego smarowania (otwory na powierzchni promieniowej pierścienia zewnętrznego łożyska baryłkowych),
- smarowanie olejowo-powietrzne – Stosowane w układach zautomatyzowanych o wysokim stopniu pewności działania, gdzie poziom oleju jest rejestrowany. Stwierdzenie ubytku oleju powoduje jego uzupełnienie przy pomocy pneumatycznego układu wtryskowego,
- smarowanie obiegowe – Stosowane s przypadkach centralnego układu smarowania elementów urządzenia. Olej dostarczany jest z jednej strony węzła łożyskowego i odbierany z drugiej przez instalację olejową zaopatrzoną w pompy, filtry i chłodnice oleju.
W zależności od sposobu smarowania i użytego medium smarującego łożyska powinny być uszczelnione w celu zapobieżenia wycieku na zewnątrz urządzenia lub do jego innych elementów.
Wymień i opisz co najmniej dwa sposoby smarowania zazębień zamkniętych przekładni zębatych
- Zanurzeniowe - Polega na zanurzeniu elementu ruchomego w oleju i przeniesieniu środka smarnego do miejsca smarowania dzięki przyczepności oleju do powierzchni tego elementu.
Wieniec powinien być zanurzony w oleju na głębokość dwóch zębów.
Zalety:
-Prosta budowa
-Wysoka wydajność
-Proces odbywa się automatycznie
Wady:
-Ograniczenia prędkości
-Konieczność stosowania uszczelnień
-Opieka nad przekładniom i sprawdzanie czy olej się nie wylewa
- Grawitacyjne - Polega na dostarczaniu oleju smarnego ze zbiorniczka poprzez siły grawitacji.
Jest to najprostszy sposób podawania oleju do przekładni zamkniętej. Jednak możliwości podawania oleju do przekładni są niskie dlatego metoda ta jest wykorzystywana jest w przekładniach wolnobieżnych. Pojemność tych smarowniczek jest również niska gdyż wystarcza na od 2 do 8 godzin pracy.
Zalety:
-prosta budowa
-Łatwość obsługi
Wady:
- Ograniczone zastosowanie
-Duża częstość wymiany oleju
Uszczelnienia -przeznaczone są do uszczelniania przestrzeni między elementem wirującym a nieruchomym lub między dwoma elementami będącymi w ruchu względnym.
Podstawowymi elementami uszczelnienia są :
-element uszczelniający
-powierzchnie uszczelniane
-elementy pomocnicze
Zadania uszczelnień :
–utrzymywanie środka smarnego
–odrzucanie zanieczyszczeń
–oddzielanie płynów lub gazów
–utrzymywanie różnic ciśnienia.
Czynniki które należy uwzględnić przy projektowaniu i doborze uszczelnień:
-rodzaj czynnika roboczego i jego oddziaływanie chemiczne
-wielkość ciśnienia czynnika
-wielkość temperatury
-prędkość i rodzaj ruchu elementu uszczelnianego
-wolna przestrzeń do zabudowy
-łatwość i koszt montażu i demontażu,
-trwałość uszczelnienia (starzenie)
-względu ekonomiczne
PODZIAŁ USZCZELNIEŃ
Uszczelnienia |
---|
uszcz. połączeń spoczynkowych |
- uszczelki płaskie - pierścienie kształtowe masy usczelniające |
Rodzaje środków smarnych:
płyny (ciecze, gazy)
smary plastyczne
smary stałe
kompozycje smarowe (emulsje, mgły olejowe, olej/smar plastyczny + smar stały)
Smary plastyczne są stosowane w tych przypadkach, gdy zastosowanie olejów jest nieuzasadnione względami technicznymi, ekonomicznymi lub ze względu na liczne zalety smaru jako substancji smarującej.
Zanurzeniowe, natryskowe.
Dopływ środka smarnego:
ciśnieniowy
bezciśnieniowy
grawitacyjne
kapilarne
powielaczowe
zanurzeniowe
rozbryzgowe
inne
Obieg środka smarnego: przelotowe, obiegowe
Zespołowość: indywidualne, grupowe
Obsługa: ręczne, automatyczne
Lepkość dynamiczna:
Równanie Newtona:
η - współczynnik lepkości dynamicznej (lepkość dynamiczna),
lepkość dynamiczna stosowana jest w obliczeniach łożysk hydrodynamicznych i hydrostatycznych
Lepkość kinematyczna:
Do celów klasyfikacji lepkościowej olejów smarowych używa się współczynnika lepkości kinematycznej (lepkość kinematyczna).
Lepkość kinematyczna jest to lepkość dynamiczna odniesiona do gęstości (masy właściwej):
MODEL - jest uproszczonym odwzorowaniem rzeczywistego obiektu i posiada tylko niektóre cechy obiektu – najistotniejsze ze względu na konkretny cel modelowania np.: cechy geometryczne (model geometryczny), ruch elementów (model kinematyczny) lub inne cechy.
FIZYCZNE – atrybuty obiektu są przedstawione przez wielkości fizyczne (napięcie położenie) – np. model w tunelu
aerodynamicznym.
MATEMATYCZNE – obiekt i jego atrybuty są przedstawiane przez zmienne matematyczne, natomiast ich działanie
przez funkcje matematyczne, natomiast ich działanie przez funkcje matematyczne.
Model fizyczny
Model matematyczny bada zależności zmiennych wyjściowych od zmiennych wejściowych.
Za zmienne wyjściowe przyjmowane są takie wielkości fizyczne, których otrzymywanie jest celem działania układu. Pozostałe wielkości mogą być uznawane za wejściowe. W maszynach i innego rodzaju układach mechanicznych zmiennymi są na przykład: siły i momenty obciążeń, naprężenia i odkształcenia elementów, parametry geometryczne i materiałowe, nazwy elementów, rodzaje więzów i wiele innych
*Parametry napędu:
-rodzaj napędu(silnik elektryczny/spalinowy)
-warunki pracy(rodzaj maszyny roboczej, rodzaj obciążeń, wielkość drgań, temperatura otoczenia)
-moc, moment obrotowy, maksymalna prędkość obrotowa
*Wymiary sprzęgła: długość, średnica zewnętrzna, średnice czopów, średnica i szerokość bębna (w *przypadku sprzęgieł z hamulcem)
*Oznaczenie wg katalogu producenta.
Podawane przy zamawianiu informacje, mają pomóc producentowi w sprawdzeniu czy klient dobrze dokonał doboru, oraz wyznaczeniu czasu gwarancji jakiej udzieli producent przy zadanych warunkach pracy.
Wzornictwo przemysłowe zmierza do objęcia tych wszystkich aspektów otoczenia człowieka, które albo są uwarunkowane produkcją przemysłową albo są jej bezpośrednim rezultatem.
Wzornictwo społeczne („social design”) nie przynosi bezpośrednich korzyści gospodarczych, lecz jest zorientowane na długofalowe korzyści społeczne, które mogą zaowocować poprawą gospodarczą w przyszłości. Wzornictwo społeczne wymaga wsparcia inwestycyjnego Państwa oraz instytucji prywatnych.
Algorytm zadania konstrukcyjnego
Zadanie konstrukcyjne->
przygotowanie modelu fizycznego ->
skompletowanie danych uzupełniających(dane normowe, materiałowe)->
opracowanie modelu matematycznego->
sformułowanie procedury optymalizacyjnej->
wykonanie obliczeń->
opracowanie dokumentacji technicznej
-przenoszenie momentu obrotowego pomiedzy dwoma ruchomymi elementami (np. wał-wał)
-kompensacja niewspółosiowości
-zabezpieczenie przed przeciążeniami
-przenoszenie momentu w jedną stronę- sprzęgła jednostronne
-łączenie i rozłączanie wałów (włączanie- wyłączanie)
-uproszczenie wykonawcze, transportowe, oraz montażowe poprzez skrócenie długich wałów , lub podział maszyny na podzespoły połączone sprzegłem
-tłumienie drgań
Układy smarowania z automatycznymi zbiornikami smaru nie mają działania wyporowego, dlatego mogą być stosowane do układów niskociśnieniowych. Należy zastosować centralny układ smarowania z pompą
W warunkach współczesnej gospodarki wolnorynkowe wzornictwo przemysłowe stanowi uznane i stosowne narzędzie rozwoju poprzez istotny udział w procesach innowacyjnych. Dotyczy to zwłaszcza wielkiego przemysłu operującego na rynkach międzynarodowych, posiadającego środki i potrzebę prowadzenia działań badawczo rozwojowych.
Wzornictwo funkcjonuje na trzech głównych polach zawodowych (które określają jego specjalizacje) i dotyczy:
-kształtowania i wieloaspektowego projektowania produktów wszelkiego rodzaju, uwzględniając konteksty przestrzenne, społeczno- kulturowe i gospodarcze.
-projektowania w sferze grafiki użytkowej, szczególnie komunikacji i identyfikacji wizualnej
-projektowania opakowań ich formy, sposobów użytkowani, oddziaływania wizualnego oraz problematyki utilizacyjno-ekologicznej
Wprowadzenie kategorii wzornictwa przemysłowego do projektowania produktów gospodarczych, przyniosło i nadal przynosi korzyści gospodarcze, do których należą głównie:
-większe dochody ze sprzedaży danego wyrobu lub grupy wyrobów
-wzrost poziomu innowacyjności producenta
-powiększenie rynku, możliwość zajęcia pozycji lidera
-umocnienie własnej marki
-podniesienie jakości
-wzrost konkurencyjności
-rozwój zakładu
Wielkości mechaniczne: droga, prędkość, przyspieszenie, siła, moment obrotowy, temperatura, ciśnienie, naprężenia, natężenie przepływu, poziom cieczy, obecność przedmiotu/obiektu, położenie, czas, masa,
Wielkości elektryczne których używa się do pomiaru wartości mechanicznych: napięcie,
energia, opór, pojemność, natężenie pola elektrycznego, dobroć obwodu rezonansowego gęstość strumienia magnetycznego