Eksploatacja techniczna - obejmuje obszar wiedzy dotyczący eksploatacji maszyn i urządzeń; rozpoznawanie stanu technicznego obiektów technicznych, demontaż, montaż, diagnostyka, regulacja, naprawy itp.
Stan techniczny - zbiór cech technicznych umożliwiających wypełnienie funkcji założonych
podczas konstruowania. Przykłady obiektów technicznych Np: samochód osobowy, ciągnik rolniczy, prasa ślimakowa itd.
Obiekt techniczny- zbiór celowo uporządkowanych wspólnie pracujących elementów, przeznaczonych do wypełnienia zadanych funkcji technicznych.
Urządzenie techniczne może znajdować się w dwóch różnych wykluczających się stanach:
·Zdatne - zdolne do wykonywania założonych funkcji,
·Niezdatne - niezdolne.
Czas eksploatacji powoduje jego różne zużycie w wyniku wielu różnych procesów.
Uszkodzenie - zdarzenie, które zaszło w maszynie, polegające na przejściu jej w stan niezdatności.
W takim stanie obiekt nie może zrealizować zadania zgodnie z wymaganiami.
Usterka - do zdarzenie, polegające na przejściu maszyny w stan niesprawności. Obiekt znajduje się wtedy w stanie zdatności, zadanie może być zrealizowane, natomiast pewne parametry maszyny nie odpowiadają wymaganiom.
Tarcie - zespół zjawisk zachodzących między stykającymi się ciałami wywołany działaniem siły normalnej, dociskającej te ciała i siły stycznej przemieszczającej (tarcie ruchowe) lub usiłującej je przemieścić wzdłuż siebie (tarcie ślizgowe). Siła tarcia jest siłą bierną tzn., że pojawia się wówczas, gdy na stykające się ciało zaczyna działać siła równoległa do podłoża.
Siła tarcia zależy od:
1. Obciążenia normalnego,
2. Rodzaju materiału elementów trących,
3. Cech geometrycznych węzła tarcia,
4. Chropowatości stykających się powierzchni,
5. Obecności środków smarujących,
6. Zakłóceń zewnętrznych (zanieczyszczeń).
W technice rozróżnia się:
1. Tarcie niepożądane - w łożyskach przekładni zębatych, łańcuchowych itp.,
2. Tarcie pożądane - w sprzęgłach ciernych, hamulcach, napędach pasowych, a głównie w
połączeniach rozłącznych itp.
Zmniejszenie tarcia można osiągnąć poprzez:
1. Zastąpieniem tarcia ślizgowego tarciem tocznym,
2. Dobór odpowiednich materiałów pary ciernej,
3. Odpowiednie obróbki powierzchni,
4. Racjonalny dobór smarów.
Zwiększenie oporów tarcia można osiągnąć poprzez:
1. Dobór materiałów na pary trące o dużym współczynniku tarcia,
2. Odpowiednie rozwiązania konstrukcyjne:
a. Powiększenie kata opasania cięgna na kole pędnym,
b. Stożkowe ukształtowanie powierzchni trących.
Podział tarcia ze względu na miejsce występowania:
1. Zewnętrzne,
2. Wewnętrzne,
Podział tarcia zewnętrznego ze względu na warunki procesu:
1.Tracie zew. techniczne suche (w warunkach atmosferycznych),
2. Tarcie zew. fizyczne suche (proces w próżni).
Podział tarcia ze względu na charakter ruchu i geometrię styku:
1. Tarcie ślizgowe - powstające podczas ruchu postępowego jednego ciała po powierzchni
drugiego, [dzielimy je na spoczynkowe i kinematyczne (ruchowe)],
2. Tarcie toczne - powstające, kiedy jedno ciało toczy się po powierzchni drugiego
3. Tarcie wiertne.
Podział tarcia ze względu na udział środka smarującego:
-Tarcie suche - występuje gdy powierzchnie przesuwających się względem siebie ciał stałych stykają się bezpośrednio ze sobą
-Tarcie graniczne (półsuche) - zachodzi kiedy warstwa substancji smarującej między powierzchniami jest bardzo mała, a środek smarujący ma pewne specyficzne właściwości, zależne od charakteru powierzchni oraz właściwych cech, czyli smarność (przyleganie do powierzchni). Jeżeli na powierzchni trącej znajdują się cienkie warstwy olejów, tlenków lub innych substancji, to ten rodzaj tarcia nazywa się granicznym.
-Tarcie płynne - występuje gdy między elementami trącymi znajduje się warstwa oleju smarnego, a siły tarcia zależą od właściwości oleju i grubości warstwy.
-Tarcie półpłynne (mieszane) - obejmuje procesy zachodzące przy tarciu suchym, płynnym i granicznym. W pewnych obszarach występuje bezpośredni styk powierzchni i zachodzi tarcie suche lub graniczne. W innych obszarach powierzchnie oddzielone są olejem smarującym i zachodzi tarcie płynne. Siła tarcia jest sumą tarcia płynnego i tarcia na powierzchni styku.
Zasady rządzące zjawiskiem tarcia ślizgowego:
1. Siła tarcia jest proporcjonalna do siły normalnej,
2.Siła tarcia nie zależy od nominalnej powierzchni styku określonej przez wymiary nominalne,
3. Współczynnik tarcia nie zależy od prędkości poślizgu,
4. Współczynnik tarcia statycznego jest większy od współczynnika tarcia kinematycznego.
Uszkodzenie- zużycie części uniemożliwiające dalszą pracę maszyny. Postacie uszkodzeń części maszyn: pęknięcie, złamanie, ścięcie, zgięcie, skręcenie, zniekształcenie, powierzchniowe, zatarcie, zużycie warstwy wierzchniej, korozja, rozregulowanie, poluzowanie połączeń.
Przyczyny uszkodzeń:
•Fizykochemiczne - procesy starzenia fizycznego i chemicznego,
•Produkcyjne - wadliwa konstrukcja lub technologia wykonania, wady ukryte materiału
•Eksploatacyjne - niewłaściwe użytkowanie lub niewłaściwa obsługa,
•Losowe - wynikają z losowego charakteru parametrów wytrzymałościowych materiału i losowego charakteru działających na nie obciążeń.
Klasyfikacja olejów:
1.Kryterium składu chemicznego :
a) oleje mineralne - wytwarzane na bazie powstałej w wyniku destylacji ropy naftowej
b) oleje syntetyczne - produkuje się w oparciu o komponenty powstałe w wyniku syntezy chemicznej
c) oleje półsyntetyczne - tworzone na bazie mineralnej z kilkudziesięcioprocentowym dodatkiem bazy syntetycznej - nie więcej jednak niż ok. 30%
2. Kryterium klasy lepkości:
- oleje zimowe - 15W
- oleje letnie - 40
- oleje wielosezonowe - 15W40
3. Kryterium klasy jakości:
- oleje do samochodów benzynowych o oznaczeniu S
- oleje do samochodów z silnikiem Diesla o oznaczeniu C
Zadania oleju silnikowego:
1.zmniejszenie tarcia
2.ograniczenie zużycia ruchomych części w silniku
3. chłodzi silnik
4.utrzymuje czystość powierzchni smarowanych mechanizmów
5.uszczelnia zespoły: cylinder- tłok- pierścienie tłokowe
6. chroni przed korozją
7.umożliwia uruchomienie wszystkich podzespołów w szerokim zakresie temperatur.
Lepkość- jest stotną cechą oleju (ogólnie - miara tarcia wewnątrz cieczy), która decyduje o wartości oporów tarcia wewnątrz warstwy smarowej oraz o przyleganiu oleju do części silnika. Możemy wyróżnić dwa rodzaje lepkości:
- lepkość dynamiczna
- lepkość kinematyczna
Wytrącające się zanieczyszczenia - osady:
Nagar - sypki popiół sklejony związkami żywicznymi i węglowodanami; powstaje przede wszystkim w następstwie niecałkowitego spalania paliw podczas pracy na bogatej mieszance lub w przypadku niesprawnych wtryskiwaczy;
Laki - twarde osady nierozpuszczalne w oleju; powstają z produktów utleniania i produktów żywicznych przedostających się z komory spalania;
Szlam - mieszanka oleju, substancji węglowych, wody i innych materiałów; szlam powoduje blokowanie filtrów i kanałów olejowych (powstają przede wszystkim w silnikach gaźnikowych
Czynniki eksploatacyjne wpływające na szybkość starzenia się oleju:
-temperatura panująca w układzie chłodzenia,
-temperatura oleju
-stan wtryskiwaczy (nagar), stan filtrów oleju (szlam) i powietrza
-jakość oleju i jakość paliwa
-stan techniczny silnika
-stopień wykorzystania mocy silnika
-skład mieszanki paliwowej - zbyt bogata mieszanka (paliwo przedostaje się do misy olejowej - słabo odparowuje ciężkie frakcje paliwa; tworzy się nagar)
Montaż jest łączeniem oddzielnych części w całość. W technice wiąże się to ze składaniem elementów w zespoły konstrukcyjne, a tych w maszyny i urządzenia. Działania montażowe realizowane są w oparciu o dokumentacje techniczną.
Demontaż jest to czynność związana z rozbiórką maszyn i urządzeń na zespoły, a następnie na części. Demontaż maszyn powinien być poprzedzony myciem i kwalifikacją, na której podstawie ustala się zakres naprawy. Określa się więc, czy należy dokonać demontażu całkowitego czy częściowego. W pierwszej kolejności należy opróżnić zbiorniki maszyny z cieczy, potem demontuje się osłony, pokrywy i instalacje zewnętrzne. Następnie wymontowuje się zespoły, a te przeważnie na wydzielonych stanowiskach demontuje na podzespoły i części.
Rodzaje demontażu:
-Demontaż wstępny wykonywany jest w celu stworzenia dostępu do miejsc kontroli i regulacji eksploatacyjnych, smarowania. Podczas demontażu wstępnego odłącza się osłony, pokrywy, znajdujące się na zewnątrz przewody instalacji hydraulicznej, elementy elektryczne.
Demontaż wstępny jest pierwszym etapem demontażu realizowanego w procesie technologicznym naprawy. Jest on elementarną częścią składową przeglądów okresowych i sezonowych.
-Demontaż częściowy polega na odłączeniu niektórych elementów, jak i podzespołów podlegających Szybkiemu zużyciu. Elementy te mogą być dalej demontowane na mniejsze podzespoły i części. Podczas tego rodzaju demontażu nie odłącza się podstawowych zespołów od bazowej części maszyny. Demontaż ten jest wykorzystywany podczas obsługi między naprawczej i przeglądów okresowych, może być również konieczny do badań sprawności sprzętu oraz diagnostyki zespołów.
-Demontaż podstawowy polega na odłączeniu wszystkich zespołów i mechanizmów w celu wykrycia miejsc, w których nastąpiło uszkodzenie elementu wymagające usunięcia
Należy jednak pamiętać, ze nie wolno rozłączać elementów skojarzonych, wskazujacych minimalne zużycie. Zwykle nie rozłącza się takich połączeń, Jak np. nitowane, wtłaczane z dużym wciskiem i skurczowe, rzadko rozłączane są połączenia klejone, walcowane i zgniatane.
Ogólne wskazówki dotyczące kolejności demontażu maszyny na zespoły składowe
1)Zdjęcie osłon i pokrywy;
2)Zdjęcie pasów łub łańcuchów napędowych;
3)Wyciągnięcie elementów zabezpieczających i ustalających;
4)Odłączenie instalacji zewnętrznych;
5)Odłączenie sprężyn zewnętrznych:
6)Wymontowania zespołów w kolejności odwrotnej do ich wbudowania;
7)Końcowe czynności demontażowe przy części bazowej.
Zasady poprawnego posługiwania się narzędziem do montażu i demontażu:
-Narzędzie powinno być używane zgodnie z jego przeznaczeniem
-Dopuszczalne jest używanie narzędzi sprawnych technicznie w zakresie dopuszczalnych obciążeń (klucze, klucze dynamometryczne, wybijaki, tuleje montażowe itp.)
Zasady demontażu połączeń rozłącznych i nierozłącznych
Połączenia rozłączne: np. śrubowe, wciskowe, przylgowe, zatrzaskowe itp.
Połączenie nierozłączne: nitowane, spawane, zgrzewane, lutowane itp.
Zasady demontażu połączeń rozłącznych
Skrupulatnie stosować zasady demontażu i montażu
Zapewnić czystość i uporządkowanie stanowiska pracy
Zachować ustaloną przez projektanta kolejność demontażu i montażu
Stosować odpowiednie narzędzia i przyrządy do poszczególnych czynności
Zachowanie wzajemnego położenia części względem siebie i ich pasowania
Stosować nowe elementy uszczelniające, podkładki, zawleczki (i ew. inne)
Przygotować stanowisko pracy
Przygotować maszynę do demontażu
Zachować ustaloną przez projektanta kolejność rozłączania i łączenia
Stosować odpowiednie narzędzia i przyrządy do poszczególnych czynności
Zachowanie wzajemnego położenia części względem siebie i ich pasowania
Jednostką montażową jest zestaw części danego wyrobu, dający się zmontować oddzielnie i który w procesie demontażu i montażu traktowany jest jako całość.
Demontaż zespołów głównych, to przede wszystkim takie czynności jak:
-Zdjęcie kół i tarcz z wałów;
-Wyjęcie wałów;
-Demontaż łożysk ślizgowych;
-Zdejmowanie łożysk tocznych;
-Rozłączanie elementów skojarzonych.
Demontaż łożysk ślizgowych obejmuje on takie czynności jak:
-Odkręcenie śrub łożyskowych,
-Zdjęcie górnej pokrywy,
-Zdjęcie podkładek,
-Odłączenie panewek,
-Wyjęcie wału.
Podstawowymi przyrządami do tego rodzaju demontażu są: uchwyt do łożysk ślizgowych oraz klucz do nakrętek.
Demontaż połączeń gwintowych
Zasada działania połączeń gwintowych polega na wywołaniu, przez dokręcanie, takich odkształceń sprężystych, rdzenia i gwintu, które wywołują siłę tarcia zapewniającą trwałość połączenia.
-Przed odkręceniem nakrętek lub śrub które stawiają opór, należy spróbować najpierw nieco je dokręcić a następnie dopiero odkręcić.
Ułatwienia w demontażu:
-Zwilżenie połączenia naftą, roztworem sody lub specjalnym środkiem .Nagrzewanie do temperatury 200-3000C (zmienia się luz miedzy częściami co powoduje kruszenie i odczepianie produktów korozji).
-W celu łatwiejszego odkręcenia nakrętek można ostukać je młotkiem co powoduje odwarstwienie produktów korozji.
Zdejmowanie łożysk tocznych
-Do zdejmowania łożysk tocznych mogą być wykorzystywane wszystkie narzędzia dla połączeń wciskowych czyli odpowiednie ściągacze, wybijaki i prasy.
-Wybijaki do połączeń wciskowych:
a) trzpieniowy,
b) rurowy.
Weryfikacja
Zespół czynności zmierzający do określa stanu technicznego części i podjęcia decyzji o zakwalifikowaniu do jednej z trzech grup:
-do dalszego użycia (kolor zielony)
-do regeneracji (kolor żółty),
-Nie nadające się do regeneracji (kolor czerwony
-Weryfikację przeprowadza się wykorzystując przyrządy pomiarowe (uniwersalne i specjalistyczne).
Przy tej czynności niezbędna jest wiedza o wartościach granicznych zużycia poszczególnych wymiarów części.
-Do weryfikacji części i podzespołów wykorzystuje się m.in.:
- przyrządy i narzędzia objęte kontrolą prawidłowości pomiarów nadzorowane przez Izbę Pomiarów/.
- specjalistyczne przyrządy kontroli pęknięć głowic,
- pisemne zestawienie wymiarowe do oceny stopnia zużycia oraz zasady kwalifikacji do dalszego przeznaczenia /złom, naprawa, regeneracja/.
Weryfikacja elementów złącznych
-Elementy złączne takie jak śruby, nakrętki, wpusty, kliny powinno się zastąpić nowymi lub przeprowadzić weryfikację szczegółową przed ich montażem. Zauważone ślady zużycia takie jak pęknięcia, zgięcia, zerwanie zwojów gwintu kwalifikują je na złom.
-Elementy złączne poddawane dużym i zmiennym obciążeniom (śruby korbowodowe, śruby głowicy), co do zasady, powinno się zastąpić nowymi.
Weryfikacja wałów, osi, sworzni
-Wały, osie i sworznie ulegają zużyciu w wyniku ścierania, zmęczenia, korozji, adhezji i innym.
-Zmianie ulegają właściwości wytrzymałościowe materiału i wymiary poszczególnych części.
-Wykonuje się pomiary średnic czopów, ich owalizacji, ocenia stan powierzchni czopów oraz mierzy ugięcie wału.
-Wymiary umieszcza w tabeli i porównuje z wartościami dopuszczalnymi dla danej części.
Czopy wałów korbowych są utwardzane powierzchniowo.
Weryfikacja tulei
-Tuleje ulegają zużyciu w wyniku ścierania, procesów adhezji, kawitacji, zmęczenia, korozji, itp.
-W procesie prawidłowej eksploatacji dominują zużycia ścierne powodujące zmiany geometryczne różne na długości tulei.
-Zużycie tulei nie jest równomierne na obwodzie.
-Wielkość zużycia tulei mierzy się w trzech przekrojach i dwu prostopadłych płaszczyznach.
Weryfikacja kół zębatych i łańcuchowych
-Prowadzi się po ich demontażu, określa zużycie powierzchni zębów u podstawy i na wierzchołkach oraz ocenia charakter zużycia. Na powierzchniach zębów nie powinno być znacznych śladów zatarcia i zużyć zmęczeniowych (do 20% powierzchni zęba).
-Zużycie ocenia się sprawdzianem, suwmiarką modułową lub mikrometrem modułowym.
Weryfikacja łożysk ślizgowych
-Zużycie łożysk ślizgowych ocenia się przed demontażem poprzez pomiar luzów promieniowych i osiowych. Luz promieniowy mierzy się czujnikiem, drutem ołowiowym lub specjalnymi płytkami pomiarowymi.
-Po zdemontowaniu łożysk ślizgowych wykonuje się pomiar zużycia powierzchni, stożkowatość, lub owalizację.
-Jeżeli na powierzchni łożyska występują ślady zatarcia, nadtopienia, skorodowania - łożysko nie nadaje się do dalszej pracy.