PROCESY PRODUKCYJNE
Opracowała Agata Lewicka
WYKŁAD 28.09
TEMAT: SYSTEM TWÓRCZY I JEGO DEFINICJA
System wytwórczy – definicja
Systemem wytwarzania wyrobów nazywa się zoptymalizowaną strukturę organizacyjną której celem jest wytwarzanie i dystrybucja wyrobów o wymaganych właściwościach i uzyskanie odpowiedniego zysku.
SCHEMAT SYSTEMÓW PRODUKCYJNYCH
System wytwórczy – podst. elementy składowe
A. Zarząd / managment / dyrekcja systemu wytwórczego :
- organizacja logistyczna systemu wytwórczego
Koncepcja i organizacja systemu wytwórczego
Reprezentowanie systemu wytwórczego na zewnątrz
Podejmowanie kluczowych decyzji
Integracja podsystemów
- wspomaganie zarządzania
B. Marketing :
- relacje z klientami
Zarządzanie relacjami z klientami, np. Propagowanie wyrobów już wytwarzancyh
Materiały informacyjne, prospekty,
Katalogi wyrobów
Akcje informacyjne, wystawy, targi
- badania i analiza opinii klientów
- badania i analiza rynku
Sugestie modyfikacji dotychczasowych wyrobów
Badanie zapotrzebowania rynku na nowe wyroby
Sugestie nowych wyrobów
Analiza konkurencji - zabezpieczenie marki, walka z falsyfikatami / podróbkami wyrobów
C. Architektura – opracowanie koncepcji wyrobów ( spełniane funkcje wygląd zewnętrznego )
D. Konstrukcja – opracowanie konstrukcji wyrobów ( kompletnych wyrobów i poszczególnych elementów składowych)
- sprawdzanie wytrzymałości wybranych elementów lub całych konstrukcji, wirtualne przetestowanie i zweryfikowanie zespołów i poszczególnych części, zamodelowanie dowolnego rodzaju obciążeń konstrukcji, przewidzenie zachowań rzeczywistego produktu
E. Technologia wykonania – opracowanie technologii wykonania każdego z elementów składowych i montażu połwyrobów oraz wyrobów gotowych
- przygotowanie produkcji organizacyjno technicznych / integracja na płaszczyźnie produkcyjnej:
zaopatrzenie w:
Materiały do produkcji
Półwyroby
Wyroby normatywne
Maszyny
Narzędzia
Przyrządy i uchwyty obróbkowe
Energię elektryczną
Energię pneumatyczną
Woda i odprowadzanie ścieków
F. Produkcja – wykonanie elementów składowych / montaż wyrobu końcowego / pakowanie
- kontrola jakości
G. Magazynowanie
H. Dystrybucja / Sprzedaż
Eksploatacja:
Serwis gwarancyjny i pogwarancyjny
Diagnoza uszkodzeń
Przeglądy techn.
Dozór techniczny
Naprawy i remonty
Diagnoza uszkodzeń
Utylizacja:
Zużycie ekonomiczne
Zużycie techniczne
Działy wspólne dla wszystkich w/w podsystemów :
FK – finanse księgowość
HR – Kadry / zarządzanie zasobami ludzkimi
Integracja informatyczno – techniczna poszczególnych elementów systemowych
WYKŁAD 19.10
Otoczenie systemu produkcyjnego
Otoczenie przedsiębiorstwa może być :
Obojętne / sprzyjające – stanowią je warunki kierowane przez instytucje
Otoczenie konkurencyjne – czyli warunki dyktowane przez instytucje
Wszystkie uwarunkowania płynące ze sfery otoczenia bliskiego (obojętne/sprzyjające) dzieli się na 4 grupy:
Uwarunkowanie właściwe otoczeniu ściśle ekonomicznemu: uwzględnia się tu parametry: ceny podstawowych surowców, poziom inflacji, bezrobocia, stawki % kredytów
Uwarunkowania właściwe otoczeniu prawno-politycznemu: wyznacznikiem są: cła przewozowe na wywóz towarów, ułatwienia/utrudnienia celne, poziom podatków
Uwarunkowania pochodne od otoczenia techniczno-technologicznego takich jak: poziom wydatków rządu na rozwój techniki i technologii wytwarzania, patenty i wynalazki, ceny, dostępność nowoczesnego wyposażenia technologii
Uwarunkowania pochodne od otoczenia społeczno kulturowego: takich jak; struktura ludności, tj. struktura wiekowa, zawodowa, poziom wykształcenia
Otoczenie systemu produkcyjnego:
Otoczenie wewnętrzne
Badania i rozwój
Marketing
Logistyka
Finanse
Otoczenie zewnętrzne
Ceny maszyn i urządzeń
Dostawcy
System bankowy
Przepisy prawa
Infrastruktura techniczna
Odbiorcy
Proces produkcyjny:
Przekształcenie wektora wejścia do systemu produkcyjnego , w wektor wyjścia tego systemu
Uporządkowany zbiór operacji polegający na wykorzystaniu czynników produkcji do stworzenia produktu
Całokształt czynności w wyniku których z materiału/materiałów powstaje produkt gotowy do określonej wartości użytkowej
TEMAT: PRODUKT I JEGO CECHY
Produkt – cokolwiek, co klient może nabyć na rynku celem zaspokojenia potrzeby/pragnienia. Wszystko co dostawca/producent/usługodawca oferuje klientom w celu sprzedaży/wymiany/wywołania ich zainteresowania
Produktami są :
Dobra fizyczne : telefon, komputer, samochód
Usługi: stomatologiczne, fryzjerskie
Miejsca: działka budowlana, wyspy Kanaryjskie
Osoby: M.Jackson, Tina Turner
Idee i pomysły: wyznanie katolickie, pomysły, patenty
Organizacje: Stowarzyszenia, Naczelna Organizacja Techniczna, partie polityczne
Od wyrobu do usługi
Materialny
Niematerialny
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Producent złączek ; Producent mebli ; Restauracja ; Hotel ; Fryzjer ; Szkoła ; Szpital ; Konsultant
Produkt fizyczny – jest nośnikiem usługi. …
*Obszary definiowania wymagań produktu – pytania do oceny, obszary wymagań ( funkcja, właściwości funkcjonalne, właściwości eksploatacyjne, właściwości ergonomiczne, właściwości dystrybucyjne, estetyczne, prawne, konstrukcyjne, wytwórcze, ekonomiczne, likwidacyjne
Struktura produktu – Produkt złożony jest z wielu komponentów (często). Wchodzą one do wyrobu na różnych poziomach montażu. Struktura produktu, to definicje elementów składowych, z określeniem poziomu, na którym wchodzą do wyrobu
Funkcje:
Definiowanie struktury wyrobów na dowolnej liczbie poziomów
Definiowanie technologii
Definiowanie struktury organizacyjno – technicznej (z podziałem na zakłady, wydziały, gniazda, stanowiska)
Struktura wyrobu (schemat)
Opis struktury produktu nazywa się także: lista części składowych, specyfikacja części zespołów.
Komponentami produktu mogą być elementarne części
Techniczny cykl życia produktu:
#3 fazy:
Projektowanie produktu
Wytwarzanie produktu
Faza pokonsumpcyjna (ostateczne zagospodarowanie)
Cykl zaspokajania potrzeb klienta:
Konsument --potrzeby- określenie i prognozowanie --szczegółowe prognozy analiza-- plany zasobów - zaopatrzenie -- zasilenie przetwarzanie --produkt- dystrybucja --zaspokajanie potrzeb- -> konsument
Łańcuch wytwarzania produktu:
Marketing:
Klient
Zaspokajanie potrzeb
Przygotowanie produktu:
Przygotowanie konstrukcyjne
Przygotowanie technologiczne
Przygotowanie organizacyjno – techniczne
Wytwarzanie
Wytwarzanie produktu
System dystrybucji -> do klienta
Cechy i właściwości wyrobów:
Funkcjonalne
Spełniane funkcje techniczne
Ciężar, możliwość przenoszenia
Użytkowe
Ozdobne
Prosty montaż i demontaż podzespołów
Ergonomiczność konstrukcji
Odporność meczaniczne
Handlowe:
Cena
Opakowanie jednostkowe
Opakowania zbiorcze
Bezpieczeństwo wyrobów:
Ustawa z 12.12.2003r. o ogólnym bezpieczeństwie produktów, nakłada na producentów wyrobów szereg obowiązków
Jakość produktu – zespół specyficznych cech danego wyrobu który jest określany w kilku kategoriach:
Technicznych –zespół cech technicznych danego wyrobu: stopień zgodności z powszechnie przyjętymi standardami, normami, wymogami
Konsumenckich- zespół specyficznych cech rynkowych danego wyrobu, pozwalających na zaspokojenie wymagań (potrzeb, oczekiwań, satysfakcji) użytkowania wyrobu
Wyznaczniki jakości:
Funkcjonalność : użytczeność, praktycznośc, niezaowodność, trwałość
Spełnianie oczekiwań odbiorców : wzornictwo, ergonomicznośc, ekskluzywność, estetyczność ,forma zaoferowania wyrobu
Bezpieczeństwo – aktualne regulacje o bezpieczeństwie produktów
Ekonomiczne : cena / koszt uzyskania , relacja możliwości techn. Do ceny, relacja jakości do ceny
Wybrane aspekty techniczne
Dokładność wykonania – dokładność wymiarowa: tolerancje, pasowania
- Chropowatość powierzchni
- Odchyłki kształtu
Trwałość niezawodność
Etapy jakości wyrobów :
Ocena na podst projektu wyrobu : teoretyczna, wstępna, ocena projektu wyrobu pod kątem urzeczywistnienia spełnianych funkcji i niezawodności
Ocena na podstawie prototypu wyrobu: funkcjonalności i niezawodności w oparciu o próby i testy przeprowadzane na prototypie
Ocena na podstawie wyrobu wytwarzanego – wa warunkach produkcji seryjnej/ eksploatacji wyrobu
Procesy wytwarzania i cechy go charakteryzujące:
Proces produkcyjny – zbiór świadomych czynności zmierzających do przekształcenia surowców w produkty o jak największej wartości użytkowej
Procesy pracy odbywają się przy udziale 3 czynników:
Pracy ludzkiej – rola czynnika jest szczególna; polega na wykonywaniu działań, realizuje funkcje wykonwawcze
Przemiotów pracy –surowce, materiały, tworzywa
Środków pracy – maszyny eliminujące ciężką pracę fizyczną
Proces produkcyjny stanowi zespół powiązanych ze sobą procesów pracy i procesów naturalnych potrzebnych do wykonania gotowego wyrobu. Obejmuje czynności technologiczne transportowe, kontrolne, od pozyskania surowca do gotowego wyrobu. Celem procesu produkcyjnego jest stopniowe opanowanie i przekształcenie dóbr przyrody w wyniku czego zmienia ona kształt, skład chemiczny i fizyczne właściwości.
Cechy procesu produkcyjnego;
To proces technologiczno-społeczny oparty na ludzkich działaniach
Jest dynamiczny- funkcjonuje w obrebie większej całości, proces otwarty
Proces aktywny – w którym podczas realizacji określonego zadania jego elementy współdziałają ze sobą
Hierarchiczny- czyli taki, w którym między poszczególnymi elementami zachodzą relacje podrzędności-nadrzędności
Ogólna charakterystyka techniki wytwarzania
Ogólna charakterystyka technik wytwarzania uwzględnia funkcjonalne, użytkowe i handlowe cechy wyrobów
Odlewnictwo – technologia wykonania półwyrobów(lub wyrobów gotowych) polegającą na:
Zaprojektowaniu odpowiedniej formy do wykonania odlewu
Zalanie formy ciekłym materiałem (stopem metali)
Takim sterowaniu procesami krzepnięcia i stygnięcia odlewu, by otrzymać wyrób o odpowiedniej strukturze i właściwościach
Do odlewnictwa zalicza się także:
Formierstwo: techniki przygotowania form odlewniczych i mas formierskich
Techniki obróbki odlanych odlewów:
- obróbka cieplna
- obróbka mechaniczna
- nanoszenie powłok zewnętrznych
Obróbka plastyczna :
Cel obróbki: zmiana kształtu/wymiarów obrabianego przedmiotu, objętość pozostaje bez zmian . Polega na wywieraniu nacisku na dany materiał, aby przekroczyć granicę plastyczności materiału. Po obróbce uzyskuje się żadany kształt i poprawę własności mech. Wyrobu
Podczas obróbki plastycznej następuje zmiana wymiarów przy zachowaniu objętości materiału, ale powstaje też zgniot. Może być przeprowadzona na zimno ( do 0,4 ) i na gorąco powyżej tej temp.
Zalety obróbki:
Oszczędność materiału
Stosunkowo niskie koszty jednostkowe (jednak obróbka wykonywana jest na dużych urządzeniach, skomplikowane o dużej masie, i drogie urządzenia) – produkcja seryjna
Polepszenie własności fizycznych i mechanicznych przerobionego materiału
Zachowuje ciągłość włókien
Możliwość nadawania skomplikowanych kształtów
Wady obróbki:
Wysoki koszt narzędzi do tłoczenia
Rodzaje obróbki plastycznej:
Kucie – zwykle przeprowadzane na gorąco
Swobodne
Matrycowe – wyrób kształtwoany w matrycy () za pomocą młotów
walcowanie
tłoczenie – z wyrobów sztucznych
przetłaczanie – zwiększenie wysokości wytłoczki kosztem zmniejszenia średnicy)
wyciskanie – materiał wypływa ze szczeliny
gięcie ( prostujemy i kształtujemy np. szyny kolejowe)
dogniatanie
wykład 26.10
Obróbka cieplna – zespół odpowiednio dobranych zabiegów cieplnych prowadzących do zmiany właściwości stali poprzez zmiany mikrostruktury. Ma na celu zmianę struktury materialu bez zmiany jego kształtu.
Parametry które decydują i przemianach fazowych: szybkość wygrzewania, czas nagrzewania ,wygrzewania i chłodzenia oraz szybkość chłodzenia i wygrzewania.
Rodzaje obróbki cieplnej:
Obróbka cieplna zwykła; wyżarzanie, hartowanie i odpuszczanie, przesycanie i starzenie, wymrażanie.
Nawęglanie – zabieg cieplny polegający na dyfuzyjnym nasyceniu węglem warstwy powierzchniowej stalowego elementu. Przeprowadzamy go w atmosferze dwutlenku węgla. Do nawęglania używa się stali niskowęglowej.
Azotowanie – proces polega na wprowadzeniu do warstwy wierzchniej przedmiotu stalowego zazwyczaj ulepszonego cieplnie azotu, który tworząc odpowiednie związki przyczynia się do uzyskania bardzo twardej i odpornej na ścieranie warstwy wierzchniej.
węgloazotowanie- twarda i odporna na ścieranie warstwą powierzchniową
tlenoazotowanie
utlenianie w parze wodnej
azotytanowanie
Obróbka skrawaniem – proces polegający na usuwaniu narzędziem skrawającym naddatku materiału w celu uzyskania żądanego kształtu, wymiarów czy odpowiednich własności przedmiotu obrabianego. To podstawowa technika wytwarzania części maszyn i różnych urządzeń użytkowych.
Układ obróbkowy: obrabiarka, uchwyt, narzędzie, przedmiot obrabiany, na którym można wyodrębnić następujące elementy:
powierzchnię obrabianą
powierzchnię przejściową – ta która jest w danej chwili
powierzchnię obrobioną – ukształtowaną orzez część roboczą narzędzia
warstwa skrawana – część na naddtatku materiału która jest usuwana podczas 1 cyklu obróbki
Odleglosć pomiędzy powierzchniami obrabiania i obrobioną jest nazywana głębokością skrawania, oznaczamy literą g.
Ze względu na stopień mechanizacji rozróżnia się obróbkę skrawaniem:
mechaniczną
wykonywaną na obrabiarkach
ręczną
Ze względu na zjawiska fizyczne:
obróbka wiórowa – wykonywana narzędziami o ściśle określonej liczbie geometrii ostrzy
obróbka ścienną- wykonywana narzędziem o nieokreślonej liczbie i geometrii ostrzy
Biorąc pod uwagę kinematykę skrawania i używane narzędzia:
toczenie
struganie
frezowanie
wiercenie
pogłębianie rozwiercanie
przeciąganie
szlifowanie
gładzenie
dogładzanie
Ze względu na jakość powierzchni:
zgrubną
średnio dokładną
dokładną
bardzo dokładną
Aspekty związane z obróbką skrawaniem:
trwałość narzędzia
opór skrawania
dokładność wymiarowa obrabianej powierzchni
obrabialność- podatność materiału na zmiany kształtu, wymiarów, własności fizycznych w trakcje obróbki/w trakcie danego procesu technologicznego
skrawalność – podatność materiału na zmiany kształtu, wymiarów i własności fizycznych podczas obróbki skrawaniem
Parametry technologiczne:
Prędkość skrawania - stosunek drogi (mierzonej w kierunku głównego ruchu roboczego) do czasu
Głębokość skrawania
Posuw: a. wzdłużny, poprzeczny b. roboczy, przyspieszony
Toczenie to rodzaj obróbki wiórowej która jest przeprowadzana nożami tokarskimi. W procesie tokarskim należy używać różnych narzędzi do różnych powierzchni. Ostrza narzedzi do mech. Oróbki wiórowej są obecnie wykonywane z następujących materiałów:
Stali szybkotnących
Węglikostali
Ceramiki narzędziowej
Wiercenie – nazywany tak sposób obróbki skrawaniem, która polega na wykonywaniu otworów jedno lub dwu ostrzowymi narzędziami, nazywanymi wiertłami. Są wiertła dla różnych materiałów i twardości materiału. Dla rożnych materiałów trzeba używać różnych rodzajów wierteł, o różnej geometrii.
Frezowanie to obróbka mechaniczna skrawaniem za pomocą wirującego narzędzia wieloostrzowego zwanego frezem. Cechą charak. Narzędzia jest ruch obrotowy narzędzia – freza z jednoczesnym ruchem posuwistym przedmiotu obrabianego względem freza. Rodzaje:
Współbieżne – kiedy ruch obrabianego przedmiotu jest zgodny z kierunkiem obrotu freza
Przeciwbieżne – kiedy kierunki ruchu przedmiotu i obrotu freza są przeciwne
Obrabiarka na której wykonuje się frezowanie nazywa się frezarką. Metodą tą obrabia się merale, tworzywa sztuczne, drewno
Frezy:
Podział ze względu na kształt zębów
Ze względu na konstrukcję
Inne podziały
Ze względu na kształt ostrzy rozróżnia się:
Frezy spninowe
Frezy punktowe
Frezy kształtowe
Frez obwiedniowe
Obróbka ścierna – dokonana narzędziem skrawającym ściernicą o niezidentyfikowanej liczbie i przypadkowych kształtach ostrzy:
Szlifowanie
Gładzenie
Dogładzanie oscylacyjne
Docieranie
Obróbka erozyjna – usuwanie materiału z przedmiotu obrabianego obrabianej następuje w wyniku erozji elektrycznej. Obróbce podlegają materiały których elektryczna przewodność właściwa jest większa od 10 do potęgi -2 S/cm, czyli wszystkie metale i ich stopy oraz duża grupa materiałów niemetalowych i kompozytowych z ceramicznymi włącznie.
Obrabiarka EDM – Electrical Discharge Machining i wycinanie drutem nazywane WEDM – Wire Electrical Discharge Machining. Metoda generalnie droga, ale może być tańsza gdy uzyskujemy mniej kształtów i wymiarów oraz mamy bardzo małe wyroby, o małych wymiarach. Metoda związana z dużą ilością zapotrzebowanej energii
Pozostałe techniki produkcyjne:
Przetwórstwo tworzyw sztucznych
Kształtowanie przyrostowe
Technologie powłok a. powłoki ochronne b. dekoracyjna c. ochronno-dekoracyjne d. techniczne. Mamy do czynienia z różnorodnością powłok i do każdej są osobne zalecania techniczne, uzyskiwane różnymi kosztami
Obróbka powierzchniowa
Wykład, 16.11.2012
Przetwórstwo tworzyw sztucznych nazywa się proces formowania z nich wyrobów. Do podstawowych technik stosowanych w przetwórstwie zalicza się:
Wytłaczania – metoda prasowania wtryskowego przystosowana do produkcji kształtowników, prętów i rur. Metodę stosuje się do produkcji kształtowników z polistyrenu, polietylenu, polichlorku winylu itd.
Wtrysk – składa się z: ślimaka, dozownika granulatu, dyszy, dwóch połówek formy …
Kształtowanie przyrostowe- nakładanie warstwa po warstwie ( bardzo cienkiej)materiału wg. ustalonego wzorca. Wykorzystuje się techniki laserowe itd., jest dosyć skomplikowana. Stosowana do skomplikowanych kształtów, np. obudowa lusterka samochodowego.
Technologie powłok: klasyfikacja powłok wg ich przeznaczenia , stosowane w praktyce powłoki galwaniczne z punktu widzenia ich przeznaczenia można podzielić na następujące grupy:
Powłoki ochronne - wyłączna ochrona metalu podłoża przed korozją
Powłoka dekoracyjna - dla poprawy wyglądu zewnętrznego powierzchni
Powłoka 0chronno-dekoracyjna – jako ochrona przed korozją z jednoczesnym nadaniem i zachowaniem własności dekoracyjnych
Powłoki techniczne - stosowane w celu uzyskania określonych własności fizycznych lub technologicznych powierzchni
Klasyfikacja z punktu widzenia składu chemicznego i rodzaju powłoki:
Powłoki metalowe nakładane elektrolityczne
Powłoki stopowe
Powłoki fosforanowe
Szczawianowe
Tlenkowane na aluminium
Tlenkowe na innych metalach
Klasyfikacja z punktu widzenia nakładania lub wytwarzania powłok
Klasyfikacja z punktu widzenia powierzchni i struktury
Powłoki anodowe – z metalu, który w określonym środowisku korozyjnym wykazuje potencjał niższy od potencjału materiału podłoża i w związku ztym izoluje go od otaczającego środowiska i chroni elektrochemicznie
Powłoki katodowe – z metalu, który w określonym środowisku korozyjnym wykazuje potencjał elektrochemiczny wyższy od potencjału metalu podłoża
Obróbka powierzchniowa- mycie, trawienie, galwanizacja, lakierowanie, malowanie
TEMAT: TECHNIKI ŁĄCZENIA
Połączenia w budowie maszyn wiążą elementy składowe tak, że mogą wspólnie poruszać oraz podnosić obciążenia
Podział połączeń :
Nierozłączne –złączone elementy są stałe. Próba ich rozłączenia zawsze wiąże się ze zniszczeniem elementu łączonego i samych elementów łączonych
Rozłączne – w których rozłączenie jest możliwe i nie wiąże się z niebezpieczeństwem zniszczenia elementów łączonych.
Połączenia nierozłączne dzielą się na:
Spawane
Lutowane
Zgrzewane
Klejone
Wciskowe
Nitowe
Połączenia rozłączne dzielą się na:
Klinowe
Wpustkowe
Wielowpustowe
Sworzniowe
Kołkowe
Gwintowe
Sprężyste
Rurowe
Połączenia rozłączne dzielą się także na:
Spoczynkowe – łączone elementy pozostają unieruchomione względem siebie
Ruchowe – elementy mogą się względem siebie przemieszczać w pewnym zakresie
TEMAT: TECHNIKI ŁĄCZENIA NIEROZŁĄCZNEGO
Spawanie
Złącze spawane jest połączeniem materiałów, które powstają przez miejscowe i występuje w procesach łączenia metali, głównie stali, oraz tworzyw sztucznych. Przy spawaniu dodaje się spoiwo stapiające się wraz z materiałem podstawowym, aby utworzyć spoinę i polepszyć jej własności.
Jeśli mamy łączne spawane, mamy w nim 3 strefy ; strefę pierwszą – materiał podstawowy, trzecią- spoinę i drugą, między nimi – strefę przegrzania, wpływu ciepła.
Rodzaje łącza:
Doczołowe
Teowe
Krzyżowe
Zakładkowe
Na zakładkę podgiętą
Narożnie
Trójściennie
Metody spawania:
Spawanie gazowe – najczęściej przy spalaniu acetylenu w temp. Do 3200 C, stosowane do spajania blach o grubości od 0,4 mm do 40 mm.
Spawanie elektryczne – z wykorzystaniem spawarki; urządzenia opierającego swą pracę na zjawisku łuku elektrycznego w temp. 3500 C, stosowane do spajania blach o długości od 1 mm do?
Spawanie elektrodami otulonymi, pozycje spawania:
Podolna
Naboczna
Naścienna
Okapowa
Pułapowa
Elektroda składa się z materiału na spoinę i z otuliny. W trakcie łuku elektrycznym topi się materiał spoiny i otuliny. Żelazo w wysokiej temp. i dostępnie tlenu szybko się utlenia. Żeby zapobiec temu procesowi, trzeba odciąć dostęp tlenu do spoiny – to zadanie spełnia otuliny. Materiał otuliny ma dużo mniejszy ciężar właściwy, wypływa na powierzchnię i mamy sytuację że spoina jest pokryta materiałem otuliny. Kiedy temp spoiny spadnie do temp pokojowej, odbijamy otulinę za pomocą młotka.
Spawanie w osłonie gazowej – chodzi o to, żeby odciąć dostęp tlenu. Możemy spawać w osłonie takich gazów, które nie będą się utleniały. Metody spawania w ten sposób:
MIG 131 wykorzystuje się różne gazy obojętne (argon, hel)
MAG 135 – mieszanina gazów z dwutlenkiem węgla
TIG 141 – mieszanina gazów obojętnych
Różne inne metody spawania: laserowe, plazmowe, hybrydowe, żużlowe, elektronowe, tarcikowe.
Zgrzewanie – rodzaj technologii trwałego łączenia części urządzeń lub konstrukcji wykonanych z metalu lub tworzyw sztucznych. Polega na rozgrzaniu stykających się powierzchni tak, by przeszły one w plastyczny i dociśnięciu ich.
Połączenia zgrzewane :
Zgrzewanie elektryczne; dwie elektrody dociskają materiał, przepływ prądy powoduje wzrost temperatury
Zgrzewanie gazowe: dociskamy materiał i zgrzewamy palnikiem
Szamotowo: dwie płyty szamotowe dociskają element w danym miejscu
Rodzaje zgrzewania:
Elektryczne oporowe
Gazowe
Ogniskowe
Zgniotowe
Wybuchowe
Tarciowe
Ultradźwiękowe
Indukcyjne
Dyfuzyjne zwarciowe
Połączenia lutowane – połączenie, w którym metalowe elementy łączone są przy użyciu podwyższonej temperatury oraz spoiwa, mającego temp topnienia znacznie niższą niż spajane metale. Obszar spoiny jest w stanie wchłonąć pewną liczbę cząsteczek spoiwa. Spoiwo wypełnia wszystkie przestrzenie między spajanymi elementami . Wyróżnia się :
Lutowanie miękkie – w zależności od spajanych metali używa się różnych lutów i różnego zakresu temp, dla stali, miedzi, cynku itd. Stosuje się stopy cynowo-ołowiowe i temp. 180 – 325 C.
Lutowanie twarde – w zależności od spajanych metali używa się różnych lutów i rzneg zakresu temp. Dla stali, stosuje się miedź, mosiądz lub stopy srebra w temp od 600 do 1400 C. dla aluminium stosuje się stopy aluminiowo0krzemiowe w temp. 530 – 570
Klejenie – materiał, dzięki któremu można bez obróbki mechanicznej trwale połączyć ze sobą różne powierzchnie. Kleje są zaliczane do materiałów czynnych powierzchniowo, których cechą charakterystyczną jest zwiększenie adhezji.
Dwa elementy, które chce się połączyć należy pokryć warstwą kleju, docisnąć do siebie i odczekać,.
Warstwy klejenia: materiał który chcemy skleić, warstwa kleju i warstwa przejściowa. Klejony materiał A – powierzchniowa warstwa materiału A w którą wniknął klej, warstwa samego kleju, powierzchniowa warstwa materiału B w którą wniknął klej, klejony materiał B.
Połączenie wciskowe – połączenie, w którym unieruchomienie części zapewnione jest przez tarcie pomiędzy ich powierzchniami. W połączeniu wciskowym elementy odkształcają się i związane z tym siły sprężystości materiału zapewniają odpowiedni docisk. Ze względu na budowę połączenia wciskowe dzielą się na:
Połączenie wciskowe bezpośrednie – w których uczestniczą tylko elementy łączone
Połączenia wciskowe pośrednie – w których uczestniczą dodatkowe elementy pośredniczące takiej jak tuleje, pierścienie itd.
Połączenia nitowe – połączenia, najczęściej blach lub elementów konstrukcji stalowych – dźwigarów, wsporników, wiązarów itp. Za pomocą łączników zwanych nitami. Połączenia tego typu zostały współcześnie wyparte przez połączenia spawane i zgrzewane, z uwagi na technologie ich wykonywania. Nity są normalizowane. Średnicę nitu dobiera się w zależności od łączności grubości elementów. Dobór nitów zależy od konstruktora i wymaganej wytrzymałości elementu.
Wykład 23.11
Techniki łączenia rozłącznego
Połączenie klinowe to połączenia rozłączne spoczynkowe. Elementem łączącym jest klin. Stosowanie m.in. w silnikach elektrycznych. (JAK TO SIĘ ROBI) –wzdłużne i poprzeczne
Połączenia poosiowe – klin ma kształt stożka. Połączenie polega na tym że w otwór jednego wałka wkładamy drugi, przewiercamy na wylot i zawijamy w postaci stożka.
Połączenia wpustowe – połączenia rozłączne ruchowe, w których elementem pośredniczącym jest wpust. Wpusty są znormowane. Takie połączenie musi być jeszcze zabezpieczone w jakiś sposób, żeby koło nie przesuwało się wzdłuż wałka. Służy do połączenia piast z wałami.
Połączenia wielowpustowe – znormalizowane
Połączenie sworzniowe –połączenie rozłączne ruchowe, w którym elementem pośredniczącym jest walcowy sworzeń. Takie połączenia tworzą: sworzeń, ucho, widełki. Sworzeń często zabezpiecza się przed wypadnięciem podkładkami z zawleczkami. Zwykle wykorzystywane do łączenia przegubów.
Połączenia kołkowe – połączenie rozłączne spoczynkowe.
Połączenie gwintowe – najczęściej stosowane w częściach maszyn. Podkładki mają za zadanie ochronę elementów złącza przed zadrapaniem w czasie dokręcania łącznika oraz niekiedy wraz zawleczką zabezpieczenia przed samoczynnym odkręcaniem się nakrętki. Dzielimy na: śrubowe i wkrętowe.
Połączenia śrubowe
Połączenie sprężyste – ruchome rozłączne, poprzez element sprężysty. Stosowane jako amortyzatory, elementy przeciążeniowe itd. Podstawowym parametrem części sprężystej jest sztywność łącznika.
Połączenie rurowe – przewody rurowe połączone łącznikami (złączki, kolanka, trójniki) oraz zaworami, przez które przesyłany jest czynnik roboczy. We wszystkich instalacjach typu centralne ogrzewanie, lub wodną.
TEMAT: CELE W PROCESIE WYTWÓRCZYM
Cele realizowane w procesie wytwórczym:
Nadawanie kształtu
Uzyskiwanie pożądanej struktury materiału
Uzyskiwanie określonych właściwości fizyczne lub chemiczne
Uzyskiwanie własności warstwy wierzchniej
Uzyskiwanie efektów estetycznych
Połączenie elementów składowych wyrobu w funkcjonalną całość
Nadawanie kształtu poprzez:
Zastosowanie odpowiednich technik produkcyjnych:
Odlewnictwo
Obróbkę plastyczną
Spawalnictwo
Obróbkę skrawaniem
Obróbkę strumieniem energii
Kształtowanie przyrostowe
Przetwórstwo tworzyw sztucznych
Uzyskiwanie pożądanej struktury materiału poprzez:
Dobór odpowiedniego rodzaju materiału
Obróbkę chemiczną
Obróbkę cieplno-chemiczną
Uzyskiwanie własności warstwy wierzchniej – uzyskiwanie określonych właściwości fizycznych lub chemicznych:
Dobór odpowiedniego rodzaju materiału
Obróbkę cieplną
Obróbkę cieplno-chemiczną
Obróbkę mechaniczną wykańczającą
Pokrycie wyrobu warstwą wierzchnią
Uzyskiwanie efektów estetycznych:
Odpowiednia obróbkę wykańczającą
Pokrycie wyrobu warstwą wierzchnią
Połączenie elementów składowych wyrobu w funkcjonalną całość: montaż
Pojęcie surowców podstawowych i dodatkowych (procesy aparaturowe – przemysł chemiczny, spożywczy) :
Surowce – materiały względnie substancje, które w trakcie procesu technologicznego są przetwarzane w produkty
Surowce dzielimy ze względu na rolę w procesie technologicznym:
Podstawowe
Dodatkowe surowce dodawane w niewielkich ilościach ale są niezbędne ze względu na proces technologiczny , ich dodatek powoduje ułatwienie lub przyspieszenie procesu technologicznego
Pomocnicze – elementy procesu technologicznego, które nie wchodzą w skład wyrobu gotowego i są dodawane w trakcje trwania procesu. Umożliwiają przeprowadzenie poszczególnych operacji i procesów jednostkowych
Własności materiałów:
Mechaniczne – wytrzymałościowe, granica wytrzymałości, plastyczności, twardość
Technologiczne – skrawalność, ścieralność, lejność, spawalność
Właściwości materiałów :
Struktura
Skład chemiczny
Operacje i procesy jednostkowe stosowane w procesach wytwórczych:
Proces technologiczny składa się z szeregu operacji i procesów jednostkowych, które ułożone są w odpowiedniej kolejności. Celem procesu technologicznego jest wytworzenie gotowego produktu z surowca.
Operacje jednostkowe – wszystkie zmiany o charakterze fizycznym albo fizyko-chemicznym. Ale takie gdzie nie zachodzą reakcje chemiczne do tych operacji:
Mieszanie – wprawianie ośrodka w ruch w celi wymiany masy i ciepła
Sączenie – oddzielenie mieszaniny przez sączki (rozdziela mieszaninę od osadu i roztworu za pomocą warstw porowatych, zatrzymujących substancje, stałe przepuszczających roztwór)
Wirowanie – oddzielanie cieczy od ciała stałego na skutek siły odśrodkowej . dzieli się na 2 fazy: wirówka – urządzenie do rozdzielania zawiesin i emulsji, poprzez wprawienie w szybki ruch obrotowy, którego stałe przyspieszenie znacznie przekracza te ziemskie, wielokrotnie zwiększając szybkość sedymentacji
Krystalizacja – powstawanie struktur krystalicznych roztworów. Przeprowadza się ją w celu wyodrębnienia związku chemicznego z roztworu. Wyróżniamy dwie metody zatężania roztworów: ochładzanie i odparowywanie.
Destylacja, restryfikacja (wielokrotna destylacja) – rozdzielenie mieszaniny dzięki różnicy temperatury wrzenia. Służy do oddzielania składników mieszaniny jednorodnej. Wykorzystuje ona różne temp. Wrzenia rozdzielanych substancji.
Procesy jednostkowe – wszystkie zmiany o charakterze chemicznym (reagenty chemiczne) albo biochemicznym (drożdże, bakterie) . Prowadzą do powstania nowego produktu. Do procesów jednostkowych zaliczamy:
Utlenianie
Synteza – łączenie substancji w inne związki, proste lub złożone
Chlorowanie –
Fermentacja
Biodegradacja: rozkład związków pod wpływem drobnoustrojów
Podział operacji procesów jednostkowych:
Mechaniczne – operacje rządzone prawami mechaniki ciał stałych i płynów
Termiczne – związane z ruchem ciepła, dodawaniem go lub odejmowaniem (parowanie0
Operacje dyfuzyjne i fizykochemiczne – operacje podlegające prawom przenikania i wymiany masy natomiast fizykochemiczne na zmianie stanu skupienia substancji (suszenie)
Chemiczne – przebiegają z dodatkiem reagenta chemicznego bez dodatku czynnika biologicznego (hydroliza)
Biochemiczne – przebiegają z dodatkiem reagenta biologicznego bez dodatku czynnika chemicznego (biosynteza)
Operacje mechaniczne:
Sprężanie gazu
Aglomeracja
Filtracja
Odpylanie
Sortowanie
Operacje termiczne:
Ogrzewanie
Prażenie
Chłodzenie
Zamrażanie
Oziębianie
Operacje dyfuzyjne i fizykochemiczne
Ekstrakcja
Sorpcja
Desorpcja
Emulgowanie
Suszenie
Operacje chemiczne:
Hydroliza – rozkład związków pod wpływem wody
Neutralizacja - zobojętnianie
Nitrowanie – wprowadzanie grupy nitrowej do cząsteczki związku poprzez kwas azotowy
Chlorowanie – reakcje związane w wprowadzeniem chloru Cl do cząsteczki związku
Synteza – łączenie substancji w związki proste
Operacje biochemiczne:
Fermentacja – reakcja pod wpływem drobnoustrojów i wytworzeniu przez nie enzymów
Dojrzewanie
Biosynteza- łączenie przy udziale drobnoustrojów
Biotransformacja – przekształcenie związków pod wpływem drobnoustrojów
Biodegradacja – rozkład związków pod wpływem drobnoustrojów
Przebieg procesu technologicznego:
Najpełniej i najdokładniej przedstawia się za pomocą opisu słownego, który może być uzupełniony rysunkiem, schematem i tabelami. Należy go podzielić na operacje i procesy jednostkowe, a następnie omawiać je wg kolejności ich występowania w czasie produkcji określonego wyrobu. Po Podaniu nazwy operacji lub procesu jednostkowego podaje się:
Cel poprowadzenia danej operacji bądź procesu jednostkowego
Opis sposobu dostarczania surowców i materiałów pomocniczych, które na danym etapie produkcji są przetwarzane bądź zasilają proces technologiczny
Charakterystykę warunków i parametrów fizyko-chemicznych w jakich przebiega opisywany proces lub operacja oraz czas jej trwania
Opis przemian fizycznych, chemicznych i biochemicznych, w ujęciu jakościowym i ilościowym, zachodzących w przetwarzanych surowcach, substancjach dodatkowych i materiałach pomocniczych biorących udział w realizacji jednego etapu procesu technologicznego
Nazwę i krótką charakterystykę urządzenia w którym jest realizowana omawiana operacja lub proces jednostkowy
Opis procesu technologicznego powinien zawierać wszystkie dane ilościowe, jakościowe, określające ilość zużywanych surowców i materiałów pomocniczych, oraz powstających produktów i odpadów, co pozwala na sporządzenie bilansu materiałowego i cieplnego