Wykład 1 27 lutego

Patron maszynoznawstwa Leonardo da Vinci: - Możliwość przenoszenia kolumn - Wykorzystanie śruby Archimedesa - Machiny wojenne- Młot - Paralotnia - Samochód ( naciąg sprężyn, hamulec przekazuje napęd na przekładnie naciągające i dalej na koła) – Roboty – Rower – Klimatyzator – Budzik - Tokarka kołowa - Turbina wodna - Silnik parowy – Szlifierka - Przekładnia zębata Maszyna: - pompa zębata, auto, wiatrak Maszyna – urządzenie techniczne służące do przetwarzania energii lub wykonywania określonej pracy mechanicznej. Klasyfikacja maszyn: Silniki – wodne – wiatrowe – cieplne – elektryczne Maszyny robocze - produkcyjne – transportowe – energetyczne Silniki – pobierają energię z zewnętrznego źródła i przetwarzają na energię mechaniczną. Maszyny robocze – pobierają od silników energię mechaniczną w celu określonej pracy Maszyny robocze produkcyjne: - obrabiarki – tokarki - energetyczne – pompy, dmuchawy - transportowe – przenośniki Elementy lub części maszyn – niepodzielne, składowe części maszyn. Można je podzielić na typowe (części handlowe: śruby, kliny, zawory) i specjalne (tłoki, cylindry, mierniki) Materiały konstrukcyjne @ Stosowane materiały pozwalają zapewnić: - Uzyskanie możliwie lekkich konstrukcji - Wykorzystanie w pełni ich właściwości (np. poprzez zastosowanie obróbki cieplnej, podwyższone właściwości wytrzymałościowe) - Możliwie minimalny koszt wytwarzania przy uwzględnieniu zarówno kosztu materiału jak i możliwie najmniejszej pracochłonności procesów produkcyjnych @ Materiały konstrukcyjne: - Stale i odlewnicze stopy żelaza - Metale niezależne i ich stopy - Polimery - Ceramika - kompozyty Elementy maszyn, to głównie materiały metalowe. Właściwości technologiczne: *Właściwości odlewnicze * Lejność – zależy od płynności materiału i decyduje o łatwości wypełnienia formy i makrostrukturze odlewu, Miara lejności – odległość na jaką popłynie ciekły metal w znormalizowanej formie, mającej kształt pręta lub sprali *Skurcz – pęknięcia i odkształcenia w wyniku naprężeń *Skrawalność - podatność do obróbki skrawaniem określa się ją na podstawie kilku skalników (zużycie narzędzia, sił, energii skrawania jakości warstwy wierzchniej) *Ścieralność – skłonność materiału do zużywania wskutek. Miara ścieralności – zmniejszenie masy próby * Właściwości plastyczne: - badanie odporności materiału na odkształcenia trwałe, konieczne do nadania właściwych kształtów. Próby: zginania, nawijania, tłoczności. Stal – przerobiony plastycznie stop żelaza z węglem oraz innymi pierwiastkami otrzymywany w procesach stalowniczych w stanie ciekłym. Zawiera do 2% węgla (stopy przed obróbką plastyczną, tylko odlane, nazywamy staliwami) Klasyfikacja stali: Skład chemiczny - zwykłej, wyższej, największej jakości (wg stopnia czystości) – niestopowe - stopowe (niskostopowe <5% każdego pierwiastka stopowego, wysokostopowego o zawartości przynajmniej 1 pierwiastka stopowego >5%) Zastosowanie : Ogólnego stosowania, Konstrukcyjne, Narzędziowe, Specjalne ( odporne na korozję, szybkotnące, żaroodporne, na łożyska tłoczne) Stale: a) niestopowe (węglowe): konstrukcyjne (podstawowe i specjalne), narzędziowe (hartujące się płytko i głęboko) b) stopowe Konstrukcyjne: *podstawowe (zwykłej jakości) -znak stali składa się z symbolu ST i l, porządkowej 0, 3, 5, 7 (np. st7, st4vx, st05) *specjalne – znak stali składa się z liczby dwucyfrowej uzupełnionej w pewnych przypadkach literą (np. 08, 15, 15G, 60, 60G)* niskostopowe specjalne* do ulepszania cieplnego * do azotowania * na łożyska tłoczne* narzędziowe: do pracy na zimno, na gorąco, szybkotnące (niskostopowe: 09g2Cu, 15G2AN3Cu, 18HGH) Stale nowoczesne: * stale maraging – stale o bardzo niskiej zawartości węgla 0,003% głównym składnikiem stopowym jest Ni 8-25% oraz Co w ilości 6-10%, charakteryzuje je duża wytrzymałość * stale odporne na korozję – podstawowy składnik stopowy – Cr (co najmniej 12_14 %) oraz Ni (9%). Na powierzchni powstaje cienka warstwa szczelnie chroniąca przez korozją (pasywacja), stale kwasoodporne mają obniżoną zawartość C.

Wykład 2 6 marca

Odlewnicze stopy żelaza: Odlewnicze stopy metali: a) staliwa: niestopowe, stopowe b) żeliwa: niestopowe, stopowe Staliwo (czyli stal lana) stosowane na odlewy elementów maszyn o skomplikowanych kształtach gdy wymagania wytrzymałościowe uniemożliwiają wykonanie części w postaci odlewów żeliwnych I – zwykłej jakości II – wyższej jakości Znak żeliwa składa się z litery L (stal lana), grupy ( I i II) i liczby określającej minimalną wytrzymałość na rozciąganie Rm Żeliwo – stop odlewniczy na osnowie żelaza o zawartości węgla w granicach 2,2 – 3,6%, szeroko stosowany w budowie maszyn Główny składnik – C oraz domieszki z procesu hutniczego – Si, Mn, P i S Dodatkowo składniki stopowe, np. Cr, Ni, Cu dla uzyskania specjalnych właściwości: Żeliwo białe (węgiel związany), Żeliwo szare (węgiel w postaci grafitu), Żeliwo pstre lub połowiczne

Struktura żeliwa zależy głównie od składu chemicznego oraz od szybkości chłodzenia. Stopy metali nieżelaznych: Stopy miedzi: Mosiądze – stopy miedzi z cynkiem (do 50% Zn), zawierają często również inne składniki (np. Al., Si, Ni) Mosiądze: * MA%8, MO%8B, MK%8 * MA58-1, MO58B-1 Brązy: stopy miedzi z cyną i innymi – najczęściej Al., Pb. Do obróbki plastycznej nadają się tylko brązy o zawartości nie przekraczającej 7%, (dodatek cyny podwyższa właściwości wytrzymałościowe i sprężyste stopu) Stopy aluminium – główne składniki stopów aluminiowych : Cu, Mg, Mn, Si, Zn. W stopach aluminium spotyka się również i inne domieszki, takie jak: Ni, Fe, Cr, Co. Stopy aluminium dzielimy na: a) Do obróbki: PA1 – Aluman, PA2 – Ftydronalium, PA4 – Antikorodal, PA10 – Avial b) odlewnicze: siluminy, Al Mg, Al Cu Stopy metali nieżelaznych: Stopy aluminium z cynkiem nazywa się znalami. Oprócz Zn w ich skład wchodzi Al. (4 – 30%), Cu (1-3%) oraz niekiedy w niewielkich ilościach Mg lub Mn. Hydronalia – stopy aluminium z magnezem do obróbki plastycznej: Podwyższone własności mechaniczne, Dobra spawalność, Podatność na głębokie tłoczenie, Odporność na korozję w środowisku wody i atmosfery morskie Stopy niklu: Nikiel – odporny na działanie kwasów i zasad, ale nieodporny na działanie siarki: a) Do obróbki: Alumel, Chromel, Nichrom, Chromo – nikiel b) Odlewnicze: Stopy Monela, Stopy Roneya Stopy tytanu: Lekkie, bardzo wytrzymałe „najbardziej perspektywiczne stopy dla samolotów przyszłości”, aktualne części samolotów T-144, Boeing. Stopy Ti – Ni wykazują pamięć kształtu. Stopy kobaltu: *Nowe zastosowania : w medycynie – implanty nietoksyczne, odporne na działanie kwasów organicznych, w technice lotniczej, kosmicznej * Materiały odporne na ścierane, żaroodporne i żarowytrzymałe Materiały kompozytowe: * Połączenie dwóch lub więcej nie reagujących ze sobą materiałów. Każdy kompozyt składa się z osnowy i zbrojenia * Osnowa: polimery (żywice syntetyczne, tworzywa termoplastyczne), metale, ceramikę, *Zbrojenie: włókna szklane, węglowe, różnego rodzaju proszki *Zastosowanie: w budowie samolotów, szybowców, w sprzęcie sportowym, w technice kosmicznej Spieki metaliczne: *Przedmioty z proszków metali prasuje się pod wysokim ciśnieniem a następnie spieka przez wyżarzanie w odpowiedniej temperaturze *Koła zębate, elementy urządzeń elektronicznych, nakładki na narzędzia skrawające OBRÓBKA CIEPLNA Zabieg cieplny – cykl zmian temperatury rozpoczynający się w temperaturze otoczenia i kończący się również w temperaturze otoczenia. Składa się z trzech okresów: Nagrzewania, Wygrzewania, Chłodzenia Wyżarzanie: * Zakres temperatur wyżarzania różnych stali 400 stopnic C – 1250 stopni C * Szybkość chłodzenia po wyżarzeniu w temperaturze wyższej od temperatury przemian powinna być niewielka. Hartowanie: * Zabieg ciągły – rozgrzanie stali do temperatury wyższej o około 30 stopni Celsjusza od temperatury przemiany A3 wygrzaniu jej w tej temp i oziębieniu z szybkością zwykle większa od szybkości krytycznej * Cel – uzyskanie struktury materiału o większej twardości (utworzenie martenzytu). * W praktyce przyjęto uważać za zahartowaną warstwę w której martenzyt występuje przynajmniej w 50%. Odpuszczanie: * Nagrzanie hartowanej stali do temperatury poniżej 723 stopni Celsjusza, wygrzanie w tej temperaturze i ochłodzenie najczęściej na powietrzu, niekiedy w oleju * Celem jest zmniejszenie naprężeń w stali hartowanej, zmniejszenie kruchości tej stali i twardości oraz zwiększenie właściwości plastycznych i sprężystych * Hartowanie i wysokie odpuszczanie nazywamy ulepszeniem cieplnym. Stale ulepszone cieplnie mimo lepszych własności wytrzymałościowych dają się obrabiać skrawaniem. Obróbka cieplno – chemiczna : * Zabiegi cieplne powodując zmianę składu chemicznego zewnętrznych warstw metalu, osiągane wskutek oddziaływania aktywnego środowiska chemicznego na jego powierzchnię. * Zjawisko dyfuzji * W celach technicznych do stali są dodawane: węgiel, azot, aluminium, chrom, itd. Nawęglanie: * Polega na wprowadzeniu węgla do warstw powierzchniowych stali * Nawęgleniu poddaje się stale o małej zawartości węgla, tj. nie przekraczającej 0,25% C, niekiedy z dodatkiem Cr, Mn lub Mo. * Zwykle nawęgla się stale do grubości warstwy 0,5 – 2,5 mm. * Nawęgloną powierzchniowo stal poddaje się następnie obróbce cieplnej. Azotowanie: * Uzyskanie warstwy azotowanej o większej niż rdzeń wytrzymałości zmęczeniowej, większej odporności na zużycie przez tarcie i większej odporności korozyjnej * Zachodzi w temperaturze 520 – 540 stopni Celsjusza.* Czas – średnio około 30 h. Grubość warstwy zależy od wielu czynników: temperatury procesu, stopnia dysocjacji amoniaku, składu chemicznego stali i innych. Cyjanowanie: * Podczas cyjanowania zachodzą jednocześnie dwa procesy – nawęglanie i azotowanie. W wyniku cyjanowania zewnętrzne warstwy stali wzbogacają się w węgiel i azot Zalety: * Skrócenie czasu procesu w stosunku do czasu nawęglania * Uzyskanie bardzo twardych powłok odpornych na ścieranie * Stosunkowo niska temp procesu Wady:* Niebezpieczeństwo zatrucia pracowników parami soli cyjanowych * Konieczność częstego kontrolowania składu kąpiel Aluminiowanie: * Aluminiowanie (aliterowanie lub koloryzowanie), polega na wprowadzeniu glinu do stali.* Proces odbywa się w mieszaninie sproszkowanego aluminium, tlenku aluminium i chlorku amonu w temperaturze około 900 stopni Celsjusza * Po 24 godzinach osiąga się warstwę grubości 1 mm, zawierającą około 50n % Al. OBRÓBKA PLASTYCZNA: Zmiana właściwości i kształtu materiałów w wyniku odkształcenia plastycznego na gorąco lub na zimno. Obróbka plastyczna na gorąco – przebiegająca w temperaturze przekraczającej temperaturę rekrystalizacji Obróbka plastyczna na zimno – w temperaturze niższej od temperatury rekrystalizacji Odprężenie – usuwanie naprężeń własnych bez zmiany właściwości mechanicznych Nawrot lub zdrowienie – powrót właściwości w wyniku wyżarzania zgniecionego materiału Rekrystalizacja – efekt wyżarzania rekrystalizującego; odbudowa struktury krystalicznej metalu po zgniocie i przywrócenie mu pierwotnych właściwości fizycznych oraz mechanicznych Kucie: Proces obróbki i plastycznej na gorąco lub na zimno podczas którego z materiałów w postaci wlewka, kęsika, kęsa lub pręta kształtuje się wyrób przez wywarcie uderzenia lub nacisku. Rodzaje kucia: a) Ze względu na zastosowaną maszynę: Ręczne – „kowalskie”, Na młotach – młotowanie, Na prasach – prasowanie, Na kuźniarkach, Na kowarkach Rodzaje operacji wykonywanych podczas kucia: Spęczanie, Wydłużanie, Wgłębianie, Przebijanie, Gięcie, Skręcanie, Cięcie Przy kuciu ręcznym stosuje się dwa rodzaje młotków: Jednoręczne, Dwuręczne Rodzaje matrycy: O płaszczyźnie podziałowej, O złożonej powierzchni podziałowej.

Wykład 3 13 marca

Młoty Część spadająca młota – bijak Część młota przyjmująca uderzenia , na której jest umocowane kowadło lub matryca dolna – szabota. Młot parowy , sprężarkowy, sprężynowy, przeciwbieżne Prasy kuźnicze * Do wykonania odkuwek * Długotrwały nacisk powoduje, ze dokształcenia sięgają głęboko do wnętrza materiału i korzystnie wpływają na jego właściwości (prasa cierno – śrubowa – rysunek, prasa hydrauliczna – rysunek) Walcowanie: Wyprodukowane w hucie metale i stopy, nie przeznaczone na odlewy, poddaje się obróbce plastycznej głównie przez walcowanie. Tłoczenie * Wykrawanie, czyli cięcie wykrojnikiem (tłocznikiem), wykonywane zwykle na prasie, dzieli się na : wycinanie, dziurkowanie, rozcinanie, odcinanie, odkrawanie, wygładzanie. * Kształtowanie dzieli się na : gięcie, ciągnienie, wygniatanie, wywijanie, rozpęcznianie, skręcenie, wyciskanie itd. Do nowoczesnych metod tłoczenia zalicza się: Wybuchowe , Pneumatyczne, Elektrohydrauliczne, Elektromagnetyczne Gięcie: W zależności od rodzaju narzędzia rozróżniamy: Gięcie stemplem i matrycą w prasach (a, b), Gięcie za pomocą owijania ©, Gięcie za pomocą walców (d) ODLEWNICTWO: Dział technologii metali zajmujący się wytwarzaniem części maszyn lub przedmiotów przez wypełnianie ciekłym metalem odpowiednio przygotowanych form. Odlew: Wyrób metalowy wykonany poprzez zalewanie form odlewniczych ciekłym metalem Forma odlewnicza Zespół elementów, które po złożeniu tworzą gniazdo (wnękę) o kształtach odpowiadających kształtowi odlewu oraz układu wlewowego. Model Przyrząd do odwzorowania w firmie odlewniczej kształtów zewnętrznych odlewu. Znaki rdzeniowe Elementy modelu nie odtwarzające odlewu – służące do wykonania gniazd rdzennikowych, w które wchodzą rdzenniki rdzenia Rdzenie Elementy formy odlewniczej odtwarzające kształty wewnętrzne odlewu. Składają się z rdzenia właściwego i rdzennika wchodzącego w gniazda rdzennikowe. Rdzennica Przyrząd służący do wykonania rdzenia Masa formierska i rdzeniowa Mieszanina podstawowych i pomocniczych materiałów formierskich służąca do wykonania form jednorazowych i rdzeni. Układ wlewkowy: System kanałów wykonanych w formie odlewniczej Zadania:* Doprowadzenie ciekłego metalu do ustalonych miejsc wnęki formy z wymaganą prędkością * Zatrzymanie płynących z metalem zanieczyszczeń i żużla * Uzyskanie odpowiedniego rozkładu temperatur metalu wypełniającego formę, regulowanie zjawisk cieplnych podczas krzepnięcia i stygnięcia odlewu * Zasilanie krzepnącego odlewu ciekłym stopem Materiały formierskie * Do wykonywania form i rdzeni* Główne materiały formierskie to : - piaski formierskie - gliny formierskie Cechy mas formierskich: Plastyczność, Spoistość, Przepuszczalność, Ognioodporność, Trwałość Metody formowania ręcznego: W gruncie otwarte, W gruncie pod skrzynką, W dwóch skrzynkach, Na fałszywce, Z obieraniem, z luźną częścią , w trzech i więcej skrzynkach, w rdzeniach, w gruncie za pomocą wzorników, za pomocą modeli szkieletowych, za pomocą przymiarów kontrolnych, za pomocą modeli klocków Specjalne metody odlewania: skorupowe, kokilowe grawitacyjne, kokilowe pod niskim ciśnieniem , odśrodkowe, ciągłe i półciągłe, proces Shawa, pod ciśnieniem, precyzyjne metodą wytapianych modeli.

Wykład 4 20 marca

Specjalne metody odlewania: - Skorupowe - Kokilowe grawitacyjne - Kokilowe pod niskim ciśnieniem – Odśrodkowe - Ciągłe i półciągłe - Proces Shawa - Pod ciśnieniem - Precyzyjne metodą wytapianych modeli Odlewanie skorupowe: - Niski koszt formy - Nadaje się do produkcji seryjnej - Jakość i dokładność odlewu zbliżone do odlewania ciśnieniowego Przebieg: * Płyta modelowa ogrzewana do temp 220-280, żywica topi się i tworzy cienką warstwę masy. * Odwrócenie płyty ku dołowi w celu odsypania nadmiaru piasku * Odwrócenie płyty i ogrzewanie do 300 st C. Odlewanie w kokilach : - Kokila – forma metalowa dwuczęściowa wykonana z żeliwa - Można na 1 formie wykonać kilkanaście tysięcy odlewów - Masa odlewu w kokili wynosi średnio kilkanaście kg - Odlew charakteryzuje się małą dokładnością kształtu i wymaga obróbki skrawaniem - Podwyższenie dokładności wymiarów i gładkości powierzchni Odlewanie w formach wirujących: - Odlewanie odśrodkowe – Półodśrodkowe - Pod ciśnieniem odśrodkowym Odlewanie w formach wirujących (odśrodkowych) Odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym może być wykorzystywane do uzyskania odlewów o dowolnych kształtach. Odlewanie pod ciśnieniem: - Stosowana szczególnie do wyrobów ze stopów aluminium - Pozwala na produkcję seryjną i masową - Jakość odlewu jest bardzo wysoka i nie wymaga żadnej obróbki Odlewanie metodą Shawa: Przygotowanie materiałów ceramicznych - Przygotowanie spoiwa - Przygotowanie mieszanki- Zalanie formy mieszanką ceramiczną - Oddzielenie formy od modelu - Wypalenie formy - Wygrzanie formy - Zalanie formy metal Odlewanie metodą wytapianych modeli: - Pozwala na wykonanie odlewów precyzyjnych - Forma jest jednorazowa Model z wosku, styropianu lub innego materiału łatwo topliwego Oczyszczanie odlewów: Bębnowanie – obróbka powierzchni przedmiotów w obracających się w bębnach poziomych. Piaskowanie – polega na oczyszczaniu odlewów pisakiem lub śrutem żeliwnym w strumieniu sprzężonego powietrza Wytrawianie odlewów – odlewy żeliwne wytrawia się w kwasie siarkowym lub w kwasie solnym, odlewy ze stopów magnezu wytrawia się w kwasie azotowym z dodatkiem soli chromowych. Wady odlewów: Pęcherze gazowe: W wyniku różnicy objętości metalu w stanie ciekłym i stałym, w miejscach skupienia metalu, tzw. węzłach cieplnych, powstają jamy skurczowe i rzadzizny. Niedolewy – powstają przy stosowaniu zbyt cienkich ścianek lub niedostatecznego odpowietrzania formy. * Wady kształtu (niedolew, guz, niedotrzymanie wymiarów, przedstawienia) * Wady powierzchni (chropowatość, nakłucia, strupy, przypalenia itd.) * Przerwy ciągłości (pęknięcia na zimno i na gorąco, niespaw) * Wady wewnętrzne – badania rentgenograficzne lub ultradźwiękowe * Wady materiału p badanie matalograficzne wytrzymałościowe, składu chemicznego Obróbka ręczna: Chodzi zakres prac ślusarskich Cel – nadanie przedmiotom żądanych kształtów i właściwych wymiarów oraz poprawa jakości powierzchni, najczęściej poprzednio obrobionych mechanicznie * W budownictwie maszyn roboty tego typu zajmują średnio około 30% czasu przeznaczonego na całkowitą obróbkę produktu, Podstawowe prace ślusarskie: Trasowanie, Ścinanie, Przecinanie, Prostowanie, Gięcie, Cięcie, Piłowanie, Wiercenie ręczne, Gwintowanie, Skrobanie, Nitowanie, Różne roboty montażowe.

Wykład 5 27 marca

Obrabiarki - skrawajace maszyny technologiczne przeznaczone do kształtowania przedmioow metalowych za pomoca narzedzi skrawających ZALETY uzyskanie przedmiotów o największej dokładności wymiarowo-kształtującej i najmniejszej chropowatości. Możliwość wykoinania skomplikowanych kształtów. WADY znaczny ubytek materiału, znaczna energochłonność procesu, mniejsza wydajnośc np. obrobki plastycznej. Nóż tokarski składa się z; chwytu- do zamocowania narzędzia w imaku tatarki,część robocza- częścć ukształtowana przez kilka powierzchni Część robocza to: powierzchnia natarcia,główna powierzchnia przyłożenia, pomocnicza powierzchnia przyłożenia RODZAJE; noże zbieraki i wykańczaki,noże osadzone, noże zwykłe i kształtowe. Parametry skrawania a)prędkość skrawania- stosunek drogi, którego przebywa krawędź skrawajaca narzędzia względem powierzchnii przedmiotu w kierunku głównego ruchu roboczego do czasu przebycia tej drogi. b) głębokość skrawania odległość powierzchni obrobionej do obrabianej c) pasów wartość przesuniecia noża podczas jednego obrotu toczonego przedmiotu lub narzędzia. Powstawanie wióra 3 zasadnicze kształty wiórów 1wiór ciągły-skrawanie metali plastycznych ja np.. stali o małej zawartości węgla 2 wiór członowy- toczenie materiału nie odznaczają się duża plastycznością jak np. stali o średniej zawart węgla 3wiór cząstkowy- powstaje gdy materiał jest kruchy np. żeliwo czy mosiądz o duzej zawartości cynku. Tokarki grupa obrabiarek do obróbki zew i wew powierzchni obrotowych, najliczniejsza i jedna z najbardziej zróżnicowanych konstrukcyjnie grup obrabiarek, tokarki ogólnego przeznaczenia – kolowe, tarczowe, wielonożowe, rewolwerowe, tokarki specjalizowane i specjalne. Operacje wykańczające polerowanie powierzchni, radełkowanie, zabierak gitara, kieł Ważne zespoły i elementy obrabiarek skrawarek:korpus,wrzeciennik,uchwyt zaciskowy, skrzynka prędkości, skrzynka posuwów, suport, sanie wzdłużne i poprzeczne, imak nożowy, stół,głowica rewolwerowa, suwak, konik Struganie-usuwanie naddatku na obróbkę ruchem prostolinijnym za pomocą jednoostrzowego narzędzia, 3 rodzaje procesu strugania; poprzeczne wdłużne pionowe czyli dłutowanie Wiertarki obrabiarki przeznaczone do obróbki otworów oprócz wiercenia można na nich wykonać rozwiercanie, pogłębianie, gwintowanie Podział wiertarek: stołowe, słupkowe, kadłubowe, promieniowe, rewolwerowe, wielowrzecionowe, do głębokich otworów wiercenie; wiertła; przeznaczenie; ogólnego przeznaczenia, specjalnego przeznaczenia, ZE WZGLEDU NA rozwiazania konstrukcyjne: jednolite i łączne frezowanie stosowanie głównie do obróbki płaszczyzn, powierzchni, powierzchni kształtowych, rowów prostych i śrubowych oraz gwintów, do frezowania stosuje się wieloostrzowe narzędzia zwane frezami Frezy: walcowe, palcowe, kształtowe, walcowo-czołowe, tarczowe Frezowanie najbardziej rozpowszechnione są frezarki ogolnego przeznaczenia które podzielić można na odmiany; stołowe, wspornikowe, bezwspornikowe, wzdłużne, karuzelowe. Trasowanie:* Czynności związane z wyznaczeniem linii lub określonych miejsc na obrabianym przedmiocie * Rozróżniamy trasowanie na płaszczyźnie i przestrzenne Prostowanie i gięcie. Prostowanie - Prostuje się materiały i przedmioty, które w poprzednich procesach technologicznych uległy skrzywieniu * Blachy, płaskowniki, kształtowniki, wszelkiego rodzaju pręty Gięcie – ma nadać wytwarzanym przedmiotom pożądany kształt i właściwe wymiary: * Podstawowe narzędzia: imadło, młotek, klocki zaciskowe * Zwijanie sprężyn – sprężyn arki Ścinanie, wycinanie, przecinanie, przerzynanie i cięcie: * Do ręcznego ścinania i przecinania metali służą przecinaki * Do wycinania rowków i zagłębień używa się wycinaków * Przecinanie wykonuje się na kowadle lub płycie * Przerzynanie wykonuje się narzędziem wieloostrzowym zwanym piłą (ręczną lub mechaniczną). Robocza część piły – brzeszczot * Do cięcia blach używa się nożyc ręcznych, dźwigniowych, gilotynowych; do rur stosuje się nożyce krążkowe. Piłowanie Usunięcie nadmiaru materiału z obrabianego przedmiotu, aby nadać mu właściwy kształt i wymiary, a powierzchniom – określoną gładkość. W wielu przypadkach stosuje się pilnikarki. Używane w ślusarstwie pilniki dzieli się na: zdzieraki, równiaki, gładziki, jedwabniki Wiercenie: * stosowane narzędzia – wiertarki * podstawa – wiertła kręte * najczęściej są stosowane wiertarki elektryczne ręczne lub stołowe. Gwintowanie: * do ręcznego gwintowanie otworów służą gwintowniki ślusarskie * w praktyce są stosowane komplety gwintowników, składające się z 2 lub 3 sztuk * gwintowanie prętów odbywa się za pomocą narzynek, tj krążków z naciętym gwintem. Skrobanie: * polega na zbieraniu z powierzchni bardzo cienkich warstewek metalu za pomocą skrobaka Przeciąganie: obróbka skrawaniem nadająca przedmiotom żądany kształt za pomocą wieloostrzowego narzędzia wykonującego prostoliniowy ruch roboczy (z szybkością do 18 m/min) Docieranie: Ma na celu usunięcie śladów poprzedniej obróbki ręcznej lub mechanicznej za pomocą proszków ściernych z dodatkiem środków smarujących - Pastę nakłada się cienką warstwą na narzędzie zwane docierakiem - Materiał ścierny, proszek diamentowy, węglik boru, węglik krzemu, elektrokorund - Jako środki smarujące: nafta, benzyna, terpentyna, spirytus, oleje

Wykład 6 3 kwietnia

Połączenia-zadaniem połączenia jest całkiem lub częściowe zabezpieczenie przyłączy przed wzajemnym przemieszczaniem się i umożliwienie przenoszenia siły z jednego na drugie przyłacze.Połączenia rozłączne- 1)cierne(wciskowe) połączenia cierne możemy podzielić na wtłaczane i skurczowe Są proste i tanie w wykonaniu. Mogą być wielokrotnie łączone i rozłączone pod warunkiem nieuszkodzenia powierzchni styku. Połączenia wciskowe uzyskuje się poprzez wtłoczenie czopa jednej części do otworu. 2)kształtowe- połaczenia są wynikiem współpracy odpowiednia ukształtowanych przyłączy i łączników. Podstawowymi elementami połączeń są: wpusy, wypusty, kliny, kołki, sworzenia a)wypustowe wypusty pryzmatyczne pełne lub zaokrąglone, pryzmatyczne otworowe oraz czopkowe WADA zmiejszenie wytrzymałości wału na skutek konieczności wykonania rowka wpustowego.b) kotłowe kołek element o kształcie walca lub stożka którego długość zawiera się w przedziale 2d<I<20d c) sworzenie sworzeń gruby cylindryczny kolek tworzy połączenie spoczynkowe z jednym przyłączem, natomiast ruchome z drugim d) klinowe należa do połączeń pośrednich rozłącznych w których łacznikiem jest klin 3) gwintowe połączenie śrubowe polega na połączeniu ze sobą dwóch elementów zaopatrzonych w gwint zewnętrzny i wew. Gwint zależy od przebiegu zwojów może być prawy i lewy. Gwint powstaje przez usunięcie bruzd o określonym kształcie wzdłuż śrubowej. Powstałe wstępy oraz bruzdy tworzą zarys gwintu. Łączniki gwintowe śruby-łączniki z gwintem zewnętrznym zakończone łbem o różnych kształtach najczęściej sześciokątnym lub kwadratowym. Śruby dokręca się kluczami. Wkręty mają nacięty na łbie rowek i sa dokręcone wkrętakiem, mogą mieć gwint nacięty na całej długości trzpienia lub tylko na jego cześci. Połączenia nierozłączne 1) nitowe-ma na celu wykonanie trwałego, mocnego i szczelnego połączenia lub połączeń przegubowych można prowadzic na zimno i gorąco nitownice reczne i pneumatyczne.WADY bardzo ograniczone możliwości konstrukcyjne,osłabiają przekroje zasadnicze,znaczna robocizna, trudność uzyskania szczelności połączenia, duze koszty nakładowe, ZALETY łączymy materiały trudno spawalne, Przenosza duze drgania, wytrzymałość przy niskich temp 2 zgrzewanie- łączenie elementów poprzez podgrzanie w miejscu styku do tem plastyczności przy równoczesnym odpowiednim nacisku. 2) za pomocą łapek, 3) za pomocą zawalcowania, 4) poprzez zawinięcie 5) zgrzewanie przez podgrzanie (elektryczne,gazowe,termitowe,tarciowe, zgrzewanie), bez podgrzania (zenitowe,wybuchowe, ultradźwiękowe)

Wykład 7 10 kwietnia

Połączenia lutowane – łączenie części metalowych za pomocą spoiwa zwanego lutem. Lut – metal o niższej temp topnienia niż łączone elementy (zjawisko kohezji) Luty miękkie : * O temp topnienia od 180 stC do 300 stC * Najczęściej stosowane są luty cynowo – ołowiowe * Wg UE nie powinny być stosowane ze względu na szkodliwy wpływ na środowisko Luty twarde: - O temp topnienia powyżej 450 stC nawet do 1400 stC - Luty na bazie miedzi, srebra - Stopy złota ze srebrem, miedzią, kadmem, cynkiem, niklem - Stopy aluminium z krzemem i miedzią - Stopy niklu z chromem, krzemem i fosforem Połączenia lutowane: Zalety: prostota, tanie oprzyrządowanie, niski koszt - Możliwość automatyzacji procesu - Możliwość uszczelniania połączenia Połączenia spawane: - Złącze spawane jest połączeniem materiałów powstałym przez ich miejscowe stopienie - Występuje procesie łączenia metali (głównie stali) oraz tworzyw sztucznych Spawanie: Zalety: Łatwość i szybkość wykonania, Prosta konstrukcja, brak elementów dodatkowych mała masa, Możliwość pełnej automatyzacji Wady: Dodatkowe naprężenia i odkształcenia, Konieczna wykwalifikowana kadra, Konieczne specjalistyczne urządzenia Metody spawania: SPAWANIE GAZOWE, SPAWANIE ELEKTRYCZNE, Źródłem ciepła jest łuk elektryczny (temp do 3500 stC). Spoiwo może stanowić element elektrody lub być dostarczane dodatkowo. - SPAWANIE ŁUKIEM SWOBODNYM - SPAWANIE ŁUKIEM KRYTYM - SPAWANIE W OSŁONIE GAZOWEJ - SPAWANIE TERMITOWE – INNE SPAWANIE GAZOWE – polega na łączeniu przez stopienie łączonych przedmiotów i spoiwa płomieniem gazowym otrzymanym przez spalenie gazu palnego zmieszanego z tlenem. - spawanie metodą w lewo i w prawo SPAWANEI ELEKTRYCZNE SPAWANIE ŁUKIEM SWOBODNYM: Łuk jarzy się między elementem a elektrodą. Często stosuje się elektrody otulone. SPAWANIE ŁUKIEM KRYTYM: Łuk jarzy się między innymi elementem a elektrodą, ale jest „schowany” pod warstwą topnika

SPAWANIE W OSŁONIE GAZOWEJ: Łuk jarzy się między elementem a elektrodą w osłonie gazów wypływających z dyszy. Elektroda nie zawsze jest spoiwem - TIG – elektroda wolframowa gaz obojętny (Argon) - MIG – elektroda ze spoiny gaz obojętny (Argon) - MAG – elektroda ze spoiny gaz aktywny (CO2) - Spawanie metodą MIG/MAG przy użyciu gazu osłonowego - Spawanie metodą TIG SPAWANIE TERMITOWE : - Źródłem ciepła jest reakcja alumioniotermiczna, zachodząca w mieszaninie sproszkowanych tlenków żelaza i aluminium tzw termicie - W wyniku przeprowadzonej w tyglu reakcji otrzymuje się ciekłe żelazo i tlenek glinu. Żelazo spuszcza się do formy odlewniczej, w której ułożone są końce łączonych przedmiotów - Spawanie z użyciem termitu wypełnia metalem wewnętrzne powierzchnie styku - Do spawania rur i szyn tramwajowych, kolejowych Połączenia klejone: - Klejenie polega na wprowadzeniu między łączone powierzchnie kleju, czyli substancji organicznej lub nieorganicznej - Substancja ta po utwardzeniu tworzy spoinę, która wiąże ze sobą łączone powierzchnie dzięki - Przyczepności (adhezji) oraz wewnętrznej spoistości (kohezji) Wiązanie kleju następuje wskutek: - odparowania rozpuszczalnika (kleje rozpuszczalnikowe) - przemiany chemicznej (kleje utwardzalne) Kleje rozpuszczalnikowe to m in kleje: - wykonane na bazie kauczuku naturalnego lub syntetycznego ( np. K15, butapren, pro nikol) - winylowe (np. wikol BWF21, BWF 41) -Połączenia klejone: - Kleje utwardzalne, do tej grupy zaliczamy : * kleje anaerobowe * Cyjanoakrylowe * Epoksydowe * Fenolowe * poliuretanowe Wady i zalety połączeń klejonych: ZALETY: Wykorzystanie pełnej wytrzymałości materiałów łączonych, Uzyskanie zestawu elementów o nienaruszonej powierzchni , Odporność połączeń na korozję, Zdolność tłumienia drgań, Klej może uszczelniać złącze, odgrywając rolę uszczelki , Możliwość łączenia dowolnych materiałów WADY: Możliwość rozwarstwienia połączenia pod wpływem obciążeń, Mała odporność klejów na zmiany temp, Długi czad utwardzania większości klejów, spadek wytrzymałości połączenia wraz z upływem czasu, spowodowany starzeniem się kleju, Stosunkowo mała wytrzymałość w porównaniu z innymi rodzajami połączeń Główne sposoby trwałego łączenia metali: Spawanie , Zgrzewanie, Lutowanie, Klejenie ELEMENTY MASZYN! Osie i wały – osią lub wałem nazywa się element maszyny podparty w łożyskach i podtrzymujący osadzone na nim części maszyn. Oś – element obciążony jedynie momentem gnącym Czopy : - odcinki osi lub wału, których powierzchnie stykają się ze współpracującymi elementami: łożyskami, kołami zębatymi itd. - rozróżnia się czopy ruchowe i spoczynkowe Łożyska: - służą na podtrzymywania obracających się lub przesuwających osi i wałków - zadaniem jest zmniejszenie oporów występujących pomiędzy współpracującymi elementami, rozróżniamy (tarcie) łożyska toczne i ślizgowe - Łożyska ślizgowe – powierzchnia robocza czopa ślizga się bezpośrednio po powierzchni panewki łożyska, panewki łożysk ślizgowych wykonywane są z materiałów miękkich np. brązu, stopów łożyskowych zmniejszających siłę tarcia, do zmniejszenia tarcia między czopem a wałem stosuje się smarowanie łożysk. - Łożyska toczne – czop toczy się za pośrednictwem elementów tocznych po specjalnym pierścieniu, w zależności od kształtu elementów tocznych łożyska dzielą się na : kulkowe, wałeczkowe, igiełkowe, baryłkowe, stożkowe. Smarowanie łożysk, dwa typy: stałe i płynne Smary: oleje mineralne i zagęszczacze, którymi zwykle są mydła. Smar sporządzony na bazie mydła wapiennego nazywany jest towotem. Sprzęgła – urządzenia służące do łączenia wałów oraz przenoszenia momentu skręcającego z jednego wału na drugi. Sprzęgła są stosowane w następujących przypadkach, gdy: - wał składa się z kilku odcinków - zachodzi potrzeba odłączenia pewnych części wału tak, by nie przenosiły ruchu - wały nie są współosiowe lecz wzajemnie równoległe lub nachylone pod pewnym kątem. Sprzęgła tulejowe, kłowe, tarczowe, Oldhama Sprzęgło Cardana (przegub wychylny)

Wykład 8 17 kwietnia

Przekładnia mechaniczna – mechanizm służący do przenoszenia energii zazwyczaj wraz ze zmianą prędkości obrotowej i momentu. Schemat: źródło napędu -> przekładnia -> odbiornik napędu (układ roboczy) Podział: 1) cierne (tarcie między dwoma powierzchniami), kształtowe (zazębianie się elementów) 2) pośrednie, bezpośrednie (między dwoma elementami) 3) cięgnowe (pasowe, linowe, łańcuchowe), cierne, zębate Przekładnia cięgniowa –kontakt pomiędzy członem napędzającym i napędzonym odbywa się za pośrednictwem cięgna a) pasowa – cięgnem jest elastyczny pas obejmujący oba koła pasowe czynne i bierne b) linowa – cięgnem jest lina c) łańcuchowa – cięgnem jest łańcuch pierścieniowy lub drabinkowy. Zalety - duża wytrzymałość, możliwe przekazywanie napędu na dużych odległościach, brak poślizgu. Wady - dodatkowy, skomplikowany element, duża głośność Przekładnia zębata: Zalety - najwyższa sprawność, duża niezawodność, małe zużycie, duża zawartość, możliwość przenoszenia dużych mocy. Wady – hałaśliwość, duży koszt wykonania, brak odporności na przeciążenia.

W przekładni zębatej następuje przenoszenie napędu za pośrednictwem wzajemnie zazębiających się kół zębatych. W skład koła wchodzą wieniec zębaty, piasta oraz łącznik. Klasyfikacja przekładni zębatych: ze wzg na miejsce zazębiania, ze wzg na ruchomość osi, zw wzg na wzajemne położenie osi, ze wzg na kształt kół, ze zwg na kształt linii zęba. Przekładnia zębata ślimakowa – o osiach prostopadłych leżących w dwóch różnych płaszczyznach. Przekładnia zębata stożkowa – o osiach prostopadłych. Przekładnia zębowa hiperboidalna – o kołach walcowych z zębami śrubowymi MASZYNY PRZEPŁYWOWE I WYPOROWE Zasada pracy maszyn przepływowych polega na wykorzystaniu energii unoszonej przez ciecz, parę lub gaz, który przepływając wywiera nacisk na ciało (lub odwrotnie – ciało przekazuje swą energię) Turbina parowa – silnik przepływowy, w którym rozprężająca się para wodna przekazuje energię do wirnika łopatkowego. Ruch obrotowy wirnika przekazywany jest dalej na wał maszyny napędzanej przez turbinę. Cechy: możliwość uzyskania dużych moce przy stosunkowo małych rozmiarach, wysoka sprawność, prosta konstrukcja, duże prędkości obrotowe. Wentylatory, dmuchawy i sprężarki: maszyny robocze służące do sprężania i przetłaczania gazów i par, różnica ciśnień pomiędzy ciśnieniem całkowitym czynnika na wylocie z maszyny, a ciśnieniem całkowitym na wlocie do maszyny nazywana jest sprężem. p=p_wyj− p_wej a) p < 0,01 MPa, oraz stosunek ciśnień π <1,1 - wentylator b) Jeżeli 0,01 < p < 0,02 MPa, oraz 1,1 < π < 3 - dmuchawa c) Jeżeli p > 0,02 oraz π >3 - sprężarka Rodzaje: Przykłady wentylatorów – promieniowy, osiowy. Dmuchawa Roots’a: funkcje tłoków pełnią dwa wirniki w kształcie ósemek lub trójlistnej koniczyny. Dmuchawy – Roots’a, promieniowa, śrubowa. Sprężarki – tłokowa, osiowa, z pierścieniem wodnym, łopatkowa, śrubowa. Turbiną wodną nazywamy maszyny (silniki) przetwarzające energię kinetyczną wody na energię mechaniczną. W zależności od postaci energii doprowadzanej do wirnika wyróżniamy turbiny akcyjne (natryskowe) i reakcyjne (naporowe). W zależności od sposobu doprowadzania wody na łopatki turbiny rozróżniamy: turbiny styczno-bierne(Peltona), turbiny osiowe(Kaplana i śmigłowe), turbiny dośrodkowo-osiowe(Francisa). Turbina akcyjna – ciśnienie wody przed wejściem na łopatkę jest równe ciśnieniu atmosferycznemu. Wirnik zasilany jest na części obwodu i powierzchnie tylne łopatek nie stykają się z wodą. Turbina reakcyjna – ciśnienie wody przy wejściu na łopatkę wirnika jest większe od atmosferycznego i maleje w czasie przepływu przez przestrzenie między łopatkami. Wirnik jest zasilany wodą, która przepływa przez niego strugą ciągłą i za pomocą rury ssącej jest doprowadzana do dolnego poziomu. Turbina Francisa – wodna reakcyjna o dopływie dośrodkowym, pełnoobwodowa, stosowana przy spadach od kilku do kilkuset metrów. Składa się z wirnika, kierownicy i rury ssącej (wirnik stale i całkowicie zanurzony w wodzie). Turbina Kaplana – nadaje się do spadów od 5 do 50m (3-80m). Wirnik wykonywany jest w postaci piasty z osadzonymi na niej kilkoma łopatkami i kształcie zbliżonym do śmigła samolotu. Posiada dwa regularne zespoły, czyli kierownice oraz wirnik. Turbina Peltona – akcyjna, strumieniowa, cząstkowo – obwodowa. Stosowana jest wyłącznie dla wysokich spadów i stąd znikome możliwości wykorzystania w Polsce. Wykonywana w układzie poziomym lub pionowym. Woda doprowadzana jest rurociągiem zakończonym dyszą, uderza w łopatki i wprowadza w ruch, po czym spada. Turbina Banki-Michella – przepływowa akcyjna, szeroki strumień wody o przekroju prostokątnym, przepływa dwukrotnie przez łopatki wirnika. Zasilanie wirnika odbywa się za pomocą odpowiednio ukształtowanej jednołopatowej kierownicy.

Wykład 9 24 kwietnia

Pompy – urządzenia do przesyłania cieczy między zbiornikami o różnych ciśnieniach lub/i poziomach. Podział pomp: Pompy wyporowe : O ruchu postępowo – zwrotnym, O ruchu obrotowo – zwrotnym, O ruchu obrotowym, Obiegowym, Oscylacyjno – obrotowym Pompy wirowe: a) Krętne: Odśrodkowe, Helikoidalne, Diagonalne, Śmigłowe, Odwracalne b) Krążeniowe - Z bocznymi kanałami - Z pierścieniem wodnym Pompa wyporowa – pompa, której działanie polega na przetłaczaniu dawki cieczy z przestrzeni ssawnej do tłoczonej przez ruch organu roboczego (tłoka, nurnika, przepony). W pompie wyporowej praca organu roboczego zamieniana ejst bezpośrednio na energię ciśnienia. Pompa tłokowa – pompa, w której organem roboczym jest tłok cylindryczny poruszający się w dopasowanym cylindrze.Pompa nurnikowa – nurnik na przemian powiększa i zmniejsza objętośc przestrzeni roboczej pompy. Pompa przeponowa – pompa, w której organem roboczym jest elastyczna przepona umieszczona w kadłubie pompy. Pompa łopatkowa – wirnik z łopatkami przesuwalnymi w kierunku promieniowym lub osiowym. Pompa o ruchu obrotowo – zwrotnym organu roboczego – następuje na przemian powiększenie i zmniejszenie przestrzeni roboczej (komór roboczych) pompy, a przez to zasysanie i wytłaczanie cieczy. Pompa krzywkowa – elementy robocze to różnorodne ukształtowane wirniki krzywkowe. Pompa wałeczkowa – pompa, w której organem roboczym jest wirnik umieszczony mimośrodowo w stosunku do osi kadłuba. Pompa zębata – pompa, w której organami roboczymi są obracające się koła zębate o uzębieniu zewnętrznym lub wewnętrznym. Pompa śrubowa – pompa, w której wirnik lub wirniki sa ukształtowane śrubowo. Pompa ślimakowa – pompa, w której organami roboczymi są ślimak i ślimacznica. Pompa strumieniowa - nazywana smoczkiem, działanie strumienicy polega na wytworzeniu różnicy ciśnień pomiędzy ciśnieniem w zbiorniku ssawnym a ciśnieniem w komorze ssawnej. Pompy wirowe – wirnik powoduje zwiększenie krętu płynu powodując efekt ssania na wlocie i nadwyżkę ciśnienia po stronie tłoczonej pompy. Ze względu na sposób przemiany energii dzielą się na: pompy krętne i krążeniowe. W pompach krętnych przepływ odbywa się przez wirnik z odpowiednio ukształtowanymi wirnikami. Rozdrabnianie: * PODZIAŁ BRYŁ LUB ZIAREN CIALA STAĘŁGO, NA ZIARNA O MNIEJSZEJ WIELKOSCI POD DZIAŁANIEM SIŁ ZEWNĘTRZNYCH * OTRZYMUJEMY ZIASRNA O MNEIJSZYCH WYMIARACH LINOWCYH * STOPIEŃ ROZDROBNIENIA: S=ls/lp wymiar liniowy mat przed rozdrobnieniem ls i po rozdrobnieniu lp. Sposoby rozdrabniania: Zgniatanie, Ścinanie , Ścieranie, Uderzenie, Łamanie Ze względu na uzyskany stopień rozdrobnienia wyróżniamy: * Kruszarki lub łamacze (s=2-6) * Rozdrabniarki do rozdrabniania - średniego s=5-10 - drobnego s=8-25 - bardzo drobnego s=10-50 - ultra drobnego s=50-100 - koloidalnego s>100 Ze względu na sposób rozdrabniania i budowę urządzenia, kruszarki i młyny dzielą się na: - Szczękowe (zgniatanie i łamanie) - Stożkowe (zgniatanie i łamanie) - Walcowe (zgniatanie i ścieranie) - Udarowe (uderzanie) - Bębnowe

Wykład 10 8 maja

MIESZANIE Mieszanie – celem procesu jest uzyskanie z dwóch lub większej liczby składników mieszaniny jednorodnej w całej masie pod względem składu lub pod względem cieplnym. Stopień zmieszania – miara stanu zmieszania czyli jednorodności mieszaniny Faza zwarta – składnik występuje w przewadze, pozostałe to faza rozproszona Podział: mieszanie w fazie gazowej, w fazie ciekłej, w fazie stałej 1) Zadania mieszania w fazie ciekłej: otrzymywanie emulsji, przyśpieszenie procesów wymiany masy, intensyfikacja procesu wymiany ciepła, intensyfikacja procesów chemicznych 2) Mieszanie gazem i ogrzewanie: bełkotka, inżektor Mieszalniki mechaniczne – mieszanie zachodzi na skutek ruchu masy cieszy a w skali mikro w wyniku ruchu wirów wywołanych ruchem mieszadła np.łapowe, ramowe Mieszarki (do materiałów sypkich): bębnowe, dwustożkowe, w kształcie litery V, ślimakowa pozioma, dwustożkowa z mieszadłami ślimakowymi, fluidyzacyjny. Zgniatarki (ugniatarki) – do mieszania materiałów plastycznych, gęstych past, bardzo lepkich cieczy, gdzie do wywołania względnych przemieszczeń cząstek materiału jest wymagane stosowanie dużych sił ścinających. Rozdzielenie mieszanin niejednorodnych: mieszaninom niejednorodnym np.układy 2 lub więcej składkowe, wielofazowe; najczęściej w praktyce przemysłowej poddaje się rozdzielaniu: pyły, zawiesiny, emulsje Spośród metod suchych rozdzielanie pod działaniem: sił ciężkości (komory osadcze lub pyłowe, sił bezwładności (odpylacze bezwładnościowe, cyklony), sił pola elektrostatycznego (elektrofiltry), zatrzymania cząstek ciała stałego na przegrodzie porowatej (filtry). Metody mokre: przez zatrzymanie cząstek ciała stałego w cieczy (skrubery), przez zatrzymanie cząstek ciała stałego na zwilżonej przegrodzie porowatej (filtry, prasy filtracyjnej), pod działaniem sił bezwładności (wirówki, hydrocyklony) pod działaniem sił pola elektrostatycznego. Podstawowe wielkości charakteryzujące urządzenia oczyszczające: Sprawność (skuteczność) oczyszczania Wskaźniki eksploatacyjne: Wskaźnik zapotrzebowania mocy Wskaźnik zapotrzebowania energii Wskaźnik zużycia środka oczyszczającego i czynników energetycznych Koszty oczyszczania ODPYLANIE I ODPYLACZE Pył - rozproszone w gazach cząstki ciała stałego, stanowiące mieszaninę cząstek ciała stałego o wymiarach < 100µm, które są rozproszone w gazach lub z gazu wydzielone Odpylanie – parametry wpływające na dobór aparatu: wielkość cząstek ciała stałego zawieszonych w gazie; wymagany stopień odpylenia (skuteczność odpylenia) w %. Suche – otrzymanie się cząstki ciała stałego o takich własnościach fizycznych jakie to ciało wykazywało w stanie pyłu Mokre – otrzymuje się cząstki stałe, w stanie wilgotnym lub w postacie zawiesiny Podział odpylaczy suchych ze względu na zjawiska: grawitacyjne, bezwładnościowe, odśrodkowe, elektrostatyczne, filtracyjne. Odpylacze: pod działaniem siły ciężkości komory osadcze lub pyłowe, pod działaniem sił bezwładności (odpylacze bezwładnościowe), komora Howarda! (podsiada dużo półek). Filtry – odpylacze, w których cząstki są zatrzymywane na przegrodzie porowatej/filtrze np.workow Elektrofiltry – odpylacze, w których do wydzielania cząstek ciała stałego wykorzystujemy siły pola elektrostatycznego np.elektrofiltr pyłow Cyklony – oddzielenie cząstek ciała stałego następuje pod działaniem siły odśrodkowej Rodzaje odpylaczy mokrych: barbotażowe, płuczki (skrubery) bez wypełnienia (płuczki wieżowe), płuczki z wypełnieniem nieruchomym, płuczki z wypełnieniem ruchomym (ze złożem fluidalnym).Skrubery – odpylacze, w których cząstki ciała stałego są wydzielane za pomocą rury np.pionowy, skruber Venturiego.

Wykład 11 15 maja

Aparaty stosowane do rozdzielania zawiesin Zawiesiny składają się z cząstek ciała stałego fazy rozproszonej w cieczy, która jest fazą rozpraszającą. Rozdzielanie: W zależności od wielkości cząstek ciała stałego rozróżnia się: zawiesiny o wielkości cząstek ciała stałego: grube >100 mikrom, drobne 0,5-100 mikrom, bardzo drobne 0,1-0,5 mikrom, koloidalne 0,1 mikrom Urządzenia do rozdziału zawiesin: - Odstojniki – pod działaniem siły cząsteczki - Filtry (naucza, prasy filtracyjne) na przegrodzie porowatej - Wirówki i hydrocyklony pod działaniem siły odśrodkowej Filtrowanie: * Polega na przepuszczeniu zawiesiny ciała stałego w cieczy przez przegrody filtracyjne * Przegroda filtracyjna zatrzymuje cząstki ciała staęłgo, oczyszczona ciecz natomiast przepływa przez przegrodę jako tzw filtrat. Przegrody filtracyjne:

Rodzaj, postać	Materiał
Tkaniny tkane, siatki, tkaniny filcowe, płyty filtracyjne, warstwy sztywne, warstwy sypkie	Włókna naturalne – bawełna, wełna, len, juta, włókna sztuczne – nylon, elana, polietylen, polipropylen, teflon, anilana

Szybkość filtracji zależy od: - Wielkości ciśnienia filtracji - Grubości i własności fizykochemicznych placka - Lepkość suspensji (suspensja jest to ciecz niejednorodna w postaci zawiesiny cząstek ciała stałego w rozpraszającej te cząstki cieczy) Szybkość filtracji – objętość filtratu przechodzącego przez 1 m^2 filtru w jednostce czasu, np. 1 s. Urządzenia filtracyjne: filtry (z przegrodami luźnymi, z przegrodami zwartymi) , wirówki filtracyjne (okresowe, ciągłe) Filtry: Nucze – stanowią najprostszy typ filtru okresowego, jest to zbiornik zwykle cylindryczny z perforowanym dnem, na którym znajduje się przegroda filtracyjna w postaci warstwy ziarnistej lub tkaniny. Wirówki: Służą do oddzielenia ciał stałych od cieczy względnie rozdzielenia cieczy o różnych ciężarach właściwych, emulsji itp. Rozróżnia się następujące procesy rozdzielania zawiesin w wirówkach: - Filtrowanie pod działaniem siły odśrodkowej - Odstawanie (sedymentacja) pod działaniem siły odśrodkowej - Klarowanie pod działaniem siły odśrodkowej

Wykład 12 22 maja

Wymiana ciepła: Istotą tzw. procesów cieplnych są zjawiska w których podstawowe znaczenie ma transport energii cieplnej. Najważniejsze z tych procesów to: ogrzewanie, chłodzenie, odparowanie, skraplanie. Procesy cieplne: Rozróżniamy 3 podstawowe mechanizmy przenoszenia ciepła: przewodzenie (dyfuzja cieplna), konwekcja, promieniowanie. Przewodzenie ciepła: Ruch ciepła odbywający się za pomocą przekazywania energii bezpośrednio od jednej cząsteczki do drugiej sąsiadującej Zgodnie z II zasadą termodynamiki przekazywanie ciepła może odbywać się tylko w kierunku spadku temperatury Konwekcja: przenoszenie ciepła za pomocą makroskopowego ruchu całych grup cząsteczek w pewnym kierunku. Konwekcje dzielimy na naturalna, gdy ruch cząsteczek płynu jest wywołany przez czynniki naturalne (no wiatr) i wymuszoną, gdy ruch płynu jest wywołany sztucznie np. za pomocą pompy, mieszadła. Promieniowanie: Z ruchem ciepła przez promieniowanie mamy di czynienia wtedy gdy energia jest przenoszona przez fale elektromagnetyczne. Aparaty w których lub za pomocą których przenoszone jest ciepło z jednego środowiska (czynnika) do drugiego. Wymienniki ciepła. Sposoby kierowania poszczególnych czynników: - Tzw współprąd gdy obydwa czynniki przepływają w jednym kierunku - Tzw przeciwprąd gdy obydwa czynniki przepływają w przeciwnych kierunkach - Przepływ krzyżowy gdy kierunki przepływu są prostopadłe - W praktyce najczęściej stosowane sa przeciwprąd i współprąd. Ze względu na sposób działania wymienniki ciepła dzielimy na 3 grupy: regeneratory, rekuperatory, wymienniki ciepła bezprzeponowe mokre. Nośniki ciepła to czynniki grzejne i chłodzące,

Czynniki grzejne: Woda, Para wodna, Wysokowrzące ciecze organiczne i ich pary, Oleje silikonowe, Glikole w mieszaninie z wodą, Oleje parafinowe i mineralne, Stopione sole nieorganiczne, Gazy spalinowe, Prąd elektryczny Czynniki chłodzące: - Woda – Powietrze - Roztwory lub mieszaniny soli, zwykle nieorganicznych. Szerokie zastosowanie w grzejnictwie pary wodnej do temp 450K Zalety pary wodnej: - Wydzielające się duże ilosci ciepła - Równomierność ogrzewania - Możliwość transportu na duze odległości Wady pary wodnej: - Wąski zakres umiarkowanego ciśnienia 0,6 – 1,0 MPa, w którym jest stosowana - Tworzenie się osadów na powierzchniach grzejnych - Korozja materiałów konstrukcyjnych - Wzrost temp ponad wymienioną granicę jest związany z szybkim wzrostem ciśnienia Ciecze organiczne: - Mogą pracować w zakresie temperatur 220 – 700 K (-53 – 727 st C) - Syntetyczne nośniki ciepła, stosowane w wysokich temp to: alkilowe związki aromatyczne, etery aromatyczn - Mieszanina eutektyczna tlenku di fenylu i bifenylu, powszechnie stosowana w przedziale temp 285-673 K. Nośniki silikonowe: - Polidimethylo-siloxan, tzw olej silikonowy posiada wysokie współczynniki przenoszenia ciepła oraz trwałość. Jest bezwonny i mało toksyczny, posiada zakres stosowania 200-670K. Glikol i mieszaniny: Glikol etylenowy i propylenowy w mieszaninie z wodą i dodatkami przeciwkorozyjnymi stosowanymi w zakresie temp 233-450K. Roztwory glikolu posiadają dużo większą przewodność cieplną i ciepło właściwe niż syntetyczne nośniki organiczne, silikony, oleje mineralne. Olejki parafinowe i mineralne: Ekonomiczne nośniki w temperaturach 420 – 550 K, w temp do 530 K mają dobrą stabilność termiczną i własności termiczne. W przypadku stosowania ich w niskich temperaturach wymagają wcześniejszego podgrzania. Stopione sole i nisko topliwe metale: Są stosowane jako nośniki ciepła tylko w szczególnych przypadkach, ich ograniczone zastosowanie jest spowodowane wysoką temperaturą krzepnięcia, właściwościami korozyjnymi oraz podatnością na utlenienie oraz małą trwałością stosowanych soli. Gazy spalinowe: Uzyskiwane ze spalania paliw stałych, ciekłych lub gazowych są stosowane w wielu procesach technologicznych do ogrzewania do temperatury 1400K i wyższej. Uzyskanie czystych spalin jest bardzo trudne i kosztowne, Spaliny pomimo wielu wad posiadają szerokie zastosowanie. Czynniki chłodzące: - woda i powietrze , w zależności od [pory roku powietrze umożliwia obniżenie temperatury do 293-303K natomiast woda n288-298K. - na małą skalę stosowane są mieszaniny chłodzące lodu lub zestalonego dwutlenku węgla z innymi cieczami niż woda, np. z etanolem - roztwory soli (NaCl, CaCl2) Wymienniki bezprzeponowe: w wymiennikach bezprzeponowych następuje bezpośredni kontakt faz wymieniających ciepło Regeneratory: bezprzeponowy wymiennik ciepła do ogrzewania gazów (głównie powietrza), w którym płyną na przemian gorące spaliny ogrzewające komorę z wypełnieniem i powietrze ogrzewające się od wypełnienia. Regenerator: Jest to komora wypełniona cegłami lub kształtkami ogniotrwałymi umożliwiającymi przepływ gazów gorących i zimnych. Jako wypełnienie stosowane sa takżeL blachy stalowe, płyty, kule, filia aluminiowa. Wady i zalety regeneratora: Zalety: praca zarówno w wysokich jak i niskich temp, Prosta budowa, Wysoka wydajność regeneracji ciepła Wady: skomplikowana eksploatacja wypełnienia , spore rozmiary, koszty wynikające z zastosowania odpowiednich materiałów Wymienniki przeponowe: wymienniki ciepła w których obecna jest przegroda przez którą nastepuje wymiana ciepła pomiędzy czynnikami, kształt jej przegrody różnicujące wymienniki na szereg rodzajów, REKUPERATORY (odzyskiwanie ciepła) – wymienniki przeponowe lub powierzchniowe. Oba płyny tj oddający i pobierający ciepło, płyną po obu stronach ściany (przepony) w sposób ciągły. Podstawowe typy przeponowych wymienników ciepła: Ze względu na konstrukcję i zastosowanie wymienniki ciepła można podzielić na: * Rurowe – rura w rurze, płaszczyznowo – rurowe, spiralno – rurowe * Płytowe – koszowe, spiralne, lamelow * Z powiększoną powierzchnią wymiany ciepła – płytowe, rurowe *Regeneratory – rotacyjne (dyskowe, bębnowe) WYMIENNIKI RUROWE: Rura w rurze: Zalety: duży współczynnik wnikania ciepła, prostota wykonania Wady: duże rozmiary, trudność czyszczenia przestrzeni międzyrurowej Wymienniki płaszczyznowo -rurowe: Zalety: zwartość, łatwość oczyszczania rur od wewnątrz ( z wyjątkiem wymienników z rurami w kształcie litery U) Wady: trudność w odzyskaniu dużych prędkości przepływu nośników ciepła, trudność oczyszczania przestrzeni międzyrurowej Wymienniki ciepła zanurzeniowe: składają się z wężownic umieszczonych w naczyniu z ciekłym nośnikiem ciepła Zalety: prostota wykonania, dostępność powierzchni wymiany ciepła do przeglądu i remontu Wady: duże rozmiary, nieznaczna prędkość cieczy w naczyniu co powoduje niski współczynnik wnikania ciepła, trudność czyszczenia rur od wewnątrz. Wady i zalety wymiennika spiralnego: Zalety: zwartość konstrukcji, mniejsze opory hydrauliczne niż w innych wymiennikach, możliwość przepuszczania nośników ze znaczną prędkością Wady: złożoność wykonania, wąski zakres stosowanego ciśnienia do 1,2 MPa. Ogrzewanie elektryczne: Oparte jest na przemianie energii elektrycznej w cieplną * Odbywa się to różnymi sposobami w związku z tym rozróżniamy ogrzewanie: * Oporowe * Elektrodowe * Łukowe * Indukcyjne * Promiennikowe

Wykład 13 29 maja

Chłodziarki – działanie polega na przenoszeniu ciepła z przestrzeni o niskiej temp. do przestrzeni o wyższej temp. Czynnik chłodniczy jest podgrzany bądź przez izotermiczne sprężanie w sprężarce (chłodziarki sprężarkowe), bądź przez źródło ciepła np. grzałkę elektryczną (chłodziarki absorpcyjne) Wyróżniamy chłodziarki: sprężarkowe i absorpcyjne. (schemat działania chłodziarki sprężarkowej) Wymiennik ciepła służący wyłącznie do chłodzenia to chłodnica (schemat chłodnicy ociekowej). Zatężanie roztworów (wyparki) – bateria wyparna składa się z kilku aparatów wyparnych (działów) w których proces odparowywania jest prowadzony pod różnymi ciśnieniami. Wyparka mechaniczna – opary są zassane przez sprężarkę i kierowane do elementów grzejnych. Podst.konstrukcje aparatów wyparnych: - wyparki z rurkami poziomymi - wyparki z rurkami pionowymi z obiegiem naturalnym - wyparki z zewnętrzną komorą grzejną i obiegiem naturalnym - wyparki z obiegiem wymuszonym Warnik (schemat) – pośrednik między wyparkami a krystalizacją Krystalizacja – proces wydzielenia ciała stałego w postaci krystalicznej z roztworu lub wydzielenie fazy stałej w postaci krystalicznej podczas krzepnięcia substancji będącej w stanie ciekłym. Proces ten składa się z dwóch etapów: - utworzenie zarodka kryształu, - wzrost kryształu, czyli wydzielenia się na powstałym zarodku substancji rozpuszczonej w roztworze. Aparaty w których prowadzi się proces krystalizacji noszą nazwę krystalizatorów. Wyróżniamy: - krystalizatory z chłodzeniem: panwiowym, z elementem chłodzącym w postaci wężownicy - kryst.bębnowe, -kryst.z odparowaniem rozpuszczalnika np. próżniowy bromometr Fuzja termojądrowa Schematy: sprężarka lub dmuchawa, kliny, przekładnia (koła zębate), dmuchawa Banalusa, wał (wałek), połączenia śrubowe, przekładnia łańcuchowa, połączenie spawane, nity, łożysko, wałek wykorbiony, turbina Kaplana o kształcie wirnika, przekładania pasowa Silniki cieplne Silnik – maszyna służąca do zmiany doprowadzanej w niej energii na pracę mechaniczną. W zależności od rodzaju wykorzystywanej energii rozróżnia się: - silniki cieplne - silniki wiatrowe - silniki wodne - silniki pneumatyczne - silniki hydrauliczne (napędzane cieczą pod ciśnieniem) - silniki elektryczne Dzielimy na: zewnętrznego spalania – parowe , wewnętrznego spalania - spalinowe i jądrowe – atomowe. Silniki zewnętrznego spalania Spalające się paliwo -> ciepło -> czynnik roboczy -> ciśnienie -> komora silnika -> praca mechaniczna Silnik Stirlinga – składa się z dwóch cylindrów (ciepłego i zimnego połączonych ze sobą. W cylindrach znajduje się stała ilość gazu. W każdym cylindrze znajduje się tłok. Tłoki połączone są wałem korbowym, tak aby tłok w cylindrze ciepłym wyprzedzał tłok w cylindrze zimnym o ¼ cyklu ruchu. Silnik parowy turbinowy Silniki wewnętrznego spalania: w komorze silnika: spalające się paliwo -> ciepło -> ciśnienie -> praca mechaniczna. Tłokowe – silnik tłokowy, którego podstawowym elementem jest tłok przejmujący ciśnienie czynnika roboczego ( w przypadku silnika spalinowego – gazów spalinowych) w cylindrze i przenoszący wytworzony nacisk na mechanizm korbowy. Silnik tłokowy niskoprężny – inaczej zwany silnikiem z zapłonem iskrowym lub silnikiem benzynowym [silnik Otta]; silnik spalinowy-tłokowy, spalający lekkie paliwo (benzynę) w którym zapłon paliwa następuje od iskry elektrycznej. Silnik tłokowy wysokoprężny – inaczej zwany silnikiem z zapłonem samoczynnym lub silnikiem Diesla); silnik spalinowo-tłokowy, spalający ciężkie paliwo ciekłe )olej napędowy), w którym zapłon paliwa wtryśniętego następuje od powietrza nagrzanego przez jego silne sprężenie.

Wykład 14 5 czerwca

Silniki cieplne Silnik tłokowy WANKLA – schemat działania, zastosowanie Silniki wewnętrznego spalania: TURBINOWE, ODRZUTOWE, Silnik odrzutowy – silnik wytwarzający ukierunkowany ciąg na zasadzie akcji i reakcji (trzecia zasada dynamiki), czyli odrzutu gazów wylotowych powstających w wyniku zachodzącego w nim procesu egzotermicznego. Silnik przelotowy – silnik odrzutowy wytwarzający ciąg przez przyspieszenie masy gazów przepływających przez silnik. Napływające wylotem powietrze zawiera atmosferyczny tlen niezbędny do spalania paliwa, a z dyszy wylatują spaliny. Silnik rakietowy – silnik odrzutowy nie pobierający powietrza atmosferycznego i wytwarzający siłę w wyniku reakcji chemicznej zachodzącej w komorze spalania pomiędzy paliwem i utleniaczem. Wyposażony jest we własne źródło czynnika roboczego i energii nadającej temu czynnikowi odpowiednio dużą siłę. Silnik turbowentylatorowy – odmiana silnik turboodrzutowego dwuprzepływowego. Wyposażony w dużej średnicy wentylator (pierwszy człon sprężarki), sprężający wstępnie powietrze, które zostaje skierowane na dwa tory. Silnik rakietowy na stały materiał pędny – stały materiał pędny to mieszanina paliwa i utleniacza oraz spoiwa, uformowana w postaci wydrążonego w środku pręta. Paliwo – węgiel lub sproszkowane aluminium. Utleniacz – sole nieorganiczne, jak np. nadchlorany i azotany potasu lub sodu. Pod wpływem temperatury zachodzi ich rozkład z wydzieleniem tlenu, w którym spala się paliwo. Silnik rakietowy na ciekły materiał pędny – najczęściej stosowanymi paliwami są alkohol, amoniak, hydrazyna, nafta oraz wodór. Jako utleniaczy najczęściej używa się: ciekłego tlenu, stężonego kwasu azotowego oraz stężonego nadtlenku wodoru. Ze względu na ochronę środowiska najlepsze są wodór i tlen, które w wyniku spalania dają wodę. Silniki jądrowe - ZALETY: nie wytwarzają spalin, brak konieczności ciągłego dostarczania paliwa, znikome koszty transportu paliwa i nieograniczony zasięg okrętów o takim napędzie. WADY: szkodliwe promieniowanie i związane z tym koszty.