^ Części Maszyn:
1. Osią lub wałem nazywa się element maszyny podparty w łożyskach i podtrzymujący osadzone na nim części maszyn, które wykonują ruchy obrotowe (np. koła zębate, pasowe) lub wahadłowe (np. koło zębate współpracujące z zębatką).
Wał wykonuje zawsze ruch obrotowy. W związku z tym jest narażony jednocześnie na skręcanie oraz - pod wpływem sił poprzecznych na zginanie. W niektórych przypadkach wał może być narażony tylko na skręcanie (np. Cardana).
Oś nie przenosi momentu obrotowego i jest narażona tylko na zginanie. Oś może być nieruchoma, utwierdzona w miejscach podparcia, lub ruchoma (ruch obrotowy), osadzona w łożyskach.
Rodzaje wałów i osi:
- wał gładki
- wał pędniany
- wał schodkowy
- wał wykorbiony
- oś nieruchoma
Czopami nazywa się odcinki osi lub wału, których powierzchnie stykają się ze współpracującymi elementami: łożyskami, kołami zębatymi itd.
2. Łożyska są obciążone siłami wynikającymi z ciężaru wałów i osadzonych na nich elementów (kół zębatych i pasowych, sprzęgieł itd.) oraz siłami pochodzącymi od obciążenia wałów i osi. Aby łożyska zapewniały ruch obrotowy wału i utrzymanie stałego położenia jego osi obrotu oraz przenosiły obciążenia, powinny charakteryzować się małymi oporami ruchu, stabilną pracą, niezawodnością działania oraz odpornością na zużycie, czyli trwałością.
Dzielimy je na ślizgowe i toczne
• W ślizgowych powierzchnia czopa wału ślizga się po powierzchni panewki lub bezpośrednio po powierzchni otworu łożyska, w czasie pracy występuje więc tarcie ślizgowe. Stosuje się je: gdy konieczne jest, aby łożyska tłumiły drgania wału; w razie konieczności stosowania łożysk dzielonych; przy dużych prędkościach obrotowych i możliwości uzyskania tarcia płynnego; przy dużych prędkościach obrotowych; gdy wymagana jest niezawodność i trwałość łożyska.
Łożyska ślizgowe dzielimy również na:
- poprzeczne - przeznaczone do przejmowania obciążeń prostopadłych do osi obrotu wału
- wzdłużne - obciążone siłami działającymi zgodnie z kierunkiem osi obrotu wału
- poprzeczno - wzdłużne, przeznaczone do przejmowania obciążeń zarówno prostopadłych, jak i zgodnych z kierunkiem osi obrotu
- hydrodynamiczne - w których film olejowy tworzy się samoczynnie wskutek zjawisk hydrodynamicznych powstających w szczelinie. Aby można było zastosować ten typ smarowania, w łożysku ślizgowym musi istnieć kieszeń smarna. Smarowaniem hydrodynamicznym jest smarowanie tzw. pierścieniem luźnym.
- hydrostatyczne - w tego typu łożyskach dodatkowo do panewki dostarczany jest olej pod ciśnieniem.
• W tocznych między współpracującymi powierzchniami pierścieni łożyska są umieszczone elementy toczne (kulki) i wówczas można zaobserwować tarcie toczne.
Ze względu na kształt elementu tocznego łożyska toczne dzielą się:
- łożyska kulkowe - nazwa wzięła się stąd, iż elementy toczne w nim zastosowane mają kulisty kształt. Łożyska te przenoszą zarówno obciążenia promieniowe, jak i osiowe. Posiadają możliwość pracy przy wysokich prędkościach obrotowych, stąd były wykorzystywane do łożyskowania talerzy dysków twardych (obecnie są zastępowane łożyskami olejowymi). Wadą są gorsze parametry (np. możliwość przenoszenia małych obciążeń względem innych rodzajów łożysk).
- łożyska walcowe - łożyska te mają charakter rozłączny, tj. przynajmniej jeden z pierścieni pozbawiony jest jednej bieżni, umożliwiając montaż i nieznaczne przemieszczenia względem oprawy w czasie pracy. Nazwa pochodzi od walcowego kształtu elementów tocznych. Łożyska walcowe mają najmniejszy moment tarcia spośród wszystkich łożysk, znacznie większą nośność niż łożyska kulkowe, ale są bardzo wrażliwe na niewspółosiowość wału i oprawy.
- łożyska stożkowe - jest to łożysko toczne, w krórym elementy toczne mające zazwyczaj kształ stożków ściętych, poruszają się po bieżni, która również jest stożkiem. Łożysko to charakteryzuje się tym, że obciążenia osiowe które może przenieść, są tego samego rzędu, co obciążenia promieniowe, które może przenieść.
- łożyska baryłkowe - jest to łożysko toczne, w którym elementy toczne mają kształt baryłek.
- łożyska igiełkowe - to łożysko walcowe o cienkich pierścieniach i z dużą liczbą długich wałeczków, których średnica nie przekracza zwykle 5 mm. Wałeczki takie nazywa się igiełkami. Łożyska te mają największy moment tarcia spośród wszystkich łożysk.
- łożyska toroidalne - należy do grupy łożysk tocznych. Elemety toczne tego łożyska to wałeczki, podobne do tych w łożyskach igiełkowych, ale o pobocznicy o zakrzywieniu podobnym jakie mają baryłki w łożyskach baryłkowych. Dzięki temu połączeniu otrzymano zarówno cechy funkcjonalne łołysk igiełkowych, takie jak: niewielekie wymiary i samonastawność wzdłużna, jak i łożysk baryłkowych: bardzo wysoka obciążalność promieniowa, samonastawność kątowa.
3. Przekładnia mechaniczna - przekładnia, w której zastosowano połączenia mechaniczne w celu uzyskaniu transmisji mocy i zmiany parametrów ruchu.
Dzieli się je na:
• przekładnie zębate - przekładnia mechaniczna, w której przeniesienie napędu odbywa się za pośrednictwem nawzajem zazębiających się kół zębatych.
Przekładnie rozróżnia się ze względu na:
Ilość stopni:
- przekładnia jednostopniowa - w której współpracuje jedna para kół zębatych
- przekładnia wielostopniowa np. dwustopniowa, trzystopniowa itd. - w której szeregowo pracuje więcej par kół zębatych; przełożenie całkowite przekładni wielostopniowej jest iloczynem przełożeń poszczególnych stopni
Umiejscowienie zazębienia:
- zazębienie zewnętrzne
- zazębienie wewnętrzne
Rodzaj przenoszonego ruchu:
- przekładnia obrotowa - uczestniczą w niej dwa koła zębate
- przekładnia liniowa - koło zębate współpracuje z listwą zębatą tzw. zębatką. Ruch obrotowy zamieniany jest w posuwisty lub na odwrót
Wzajemne usytuowanie osi obrotu:
- przekładnia czołowa - w której obie osie obrotu leżą w jednej płaszczyźnie. Takie przekładnie występują w dwóch odmianach:
- przekładnia walcowa (przekładnia zębata o kołach walcowych, o równoległych osiach, leżących w tej samej płaszczyźnie.)
- przekładnia stożkowa (przekładnia zębata o osiach prostopadłych)
- przekładnia śrubowa (jest przekładnią mechaniczną złożoną ze śruby i nakrętki. W przekładni tej zamianie ulega ruch obrotowy jednego z jej elementów na ruch liniowy drugiego. W przekładniach śrubowych stosowane sa najczęściej gwinty pociągowe i toczne.) Takie przekładnie występują w dwóch odmianach:
- przekładnia hiperboloidalna (o osiach zwichrowanych)
- przekładnia ślimakowa (przekładnia zębata o osiach prostopadłych leżących w dwóch różnych płaszczyznach. W przekładniach ślimakowych współpracują dwa elementy o odmiennej konstrukcji:
ślimak: wirnik śrubowy z gwintem trapezowym. Zwykle wykonywany ze stali hartowanej
ślimacznica (koło ślimakowe): koło zębate z zębami śrubowymi, wklęsłe w przekroju wzdłużnym. Zwykle wykonane z żeliwa lub z brązu.)
Przekładnie zębate są najpowszechniej stosowanymi przekładniami w budowie maszyn. Ich główne zalety, to:
- łatwość wykonania
- stosunkowo małe gabaryty
- stosunkowo cicha praca, gdy odpowiednio smarowane
- duża równomierność pracy
- wysoka sprawność dochodzącą do 98% (z wyjątkiem przekładni ślimakowej i falowej).
Natomiast do wad przekładni zębatych należą:
stosunkowo niskie przełożenie dla pojedynczego stopnia
sztywna geometria
brak naturalnego zabezpieczenia przed przeciążeniem
• przekładnie cięgnowe - przekładnia mechaniczna, w której fizyczny kontakt pomiędzy członem napędzającym i napędzanym odbywa się za pośrednictwem cięgna*. Dzięki temu człony przekładni mogą być oddalone od siebie nawet na duże odległości. Pozwala to także zastosowanie bardziej swobodnej geometrii przekładni.
*-Cięgno - człon mechanizmu przenoszącego siły wzdłużne rozciągające.
Przekładnie cięgnowe dzielą się na:
- przekładnie pasowe (Przekładnia mechaniczna cięgnowa w której cięgnem jest elastyczny pas opasujący oba koła pasowe - czynne i bierne.)
- przekładnie linowe (w budowie maszyn przekładnia mechaniczna cięgnowa, w której cięgnem jest lina.)
- przekładnie łańcuchowe (Przekładnia łańcuchowa - przekładnia mechaniczna cięgnowa, w której cięgnem jest łańcuch.)
• przekładnie cierne - przekładnia mechaniczna, w której dwa poruszające się elementy (najczęściej wirujące) dociskane są do siebie tak by powstało pomiędzy nimi połączenie cierne. Siła tarcia powstająca pomiędzy elementami odpowiedzialna jest za przeniesienie napędu.
Wadą przekładni ciernej jest szybkie zużycie powierzchni ciernych, co obniża funkcjonalność przekładni, a także możliwość wystąpienia szkodliwego poślizgu pomiędzy elementami przekładni. Przy większych mocach występują też problemy z chłodzeniem przekładni
4. Sprzęgło - urządzenie stosowane w budowie maszyn do łączenia wałów w celu przekazywania momentu obrotowego. Inaczej jest to zespół części służących do połączenia dwóch niezależnie obrotowo osadzonych wałów, czynnego - napędowego i biernego - napędzanego, w celu przeniesienia momentu obrotowego.
• Sprzęgła nierozłączne to te, w których człony czynny i bierny są połączone trwale, tzn. nie można ich rozłączyć w czasie pracy. Sprzęgła ta stosuje się w przypadkach gdy rozłączanie członów następuje jedynie przy demontażu maszyny. Dzielimy je na:
- sztywne
- samonastawne
- podatne
• Sprzęgła sterowane ą wyposażone w urządzenia, za których pomocą pracownik obsługujący urządzenie może dokonywać połączenia lub rozłączenia sprzęgła.
- synchroniczne
- asynchroniczne
• Sprzęgła samoczynne umożliwiają łączenie lub rozłączenie członów bez interwencji obsługującego, tzn. wyłącznie skutek zmian zadanych parametrów pracy. Dzielimy na:
- odśrodkowe
- jednokierunkowe
- bezpieczeństwa
5. Hamulec - urządzenie służące do zatrzymywania, zwalniania lub regulacji ruchu maszyn.
• Hamulec cierny - hamulec, w którym pomiędzy członem hamowanym i hamującym występuje połączenie cierne. Człon hamujący (czynny) dociskany jest do hamowanego (biernego) przy wykorzystaniu mechanizmu wspomagania mechanicznego, hydraulicznego, pneumatycznego lub elektrycznego.
- Hamulec klockowy - hamulec, w którym elementem hamującym są klocki dociskane promieniowo do obwodu hamowanego koła.
Klocki hamulcowe mogą być wykonane z tworzyw sztucznych (w hamulcach obrabiarek), z mieszanki ciernej (w rowerach) lub z żeliwa (w zestawach kolejowych).
- Hamulec taśmowy - hamulec, w którym elementem hamującym jest taśma cierna zaciskana na bębnie sztywno połączonym z hamowaną osią.
Hamulce taśmowe odznaczają się dużą skutecznością hamowania. Do ich zalet zalicza się prostotę konstrukcji i zwartą budowę. Wadą tych hamulców jest to, że pod wpływem naciągu cięgna następuje niesymetryczne obciążenie hamowanego zespołu. Cięgna są wykonane z cienkiej taśmy stalowej, wyłożonej materiałem ciernym.
^ Maszyny konwencjonalne:
Obróbka skrawaniem - rodzaj obróbki ubytkowej polegający na zdejmowaniu ( ścinaniu ) małych części obrabianego materiału zwanych wiórami. Proces ten realizuje się narzędziami skrawającymi. Cechą wszystkich takich narzędzi jest klinowy kształt części roboczej, zwanej ostrzem skrawającym. Przedmiot, jak i narzędzia skrawające muszą zachowywać podczas procesu obróbki odpowiednie położenie i wykonywać odpowiednie ruchy względem siebie. Obróbka skrawaniem wykonywana jest na obrabiarkach.
Sposoby realizacji obróbki skrawaniem:
- frezowanie (walcowe, czołowe) - kształtowanie płaszczyzn i rowków
- toczenie - do obróbki powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych przedmiotów w kształcie brył obrotowych
- wiercenie - wykonywanie otworów
- rozwiercanie - wykańczanie otworów walcowych
- powiercanie - powiększanie otworów walcowych
- przeciąganie i przepychanie - wykańczanie otworów niewalcowych
- struganie i dłutowanie - obróbka narzędziem wykonującym ruch posuwisto-zwrotny
1. Strugarka, obrabiarka skrawająca służąca do obróbki struganiem powierzchni płaskich. Rozróżnia się strugarki: poziome (poprzeczne i wzdłużne) oraz pionowe (dłutownice). Strugarki poprzeczne przeznaczone są do obróbki niewielkich przedmiotów, a strugarki wzdłużne - do obróbki dużych powierzchni
• Strugarki poprzeczne - Przeznaczone są do obróbki niewielkich przedmiotów. Napęd suwaka strugarki poprzecznej: jest przekazywany z silnika elektrycznego poprzez przekładnię pasową na wałek skrzynki prędkości. Skrzynka umożliwia uzyskanie na wałku odpowiednio stopniowanych sześciu prędkości obrotowych. Napęd stołu strugarki poprzecznej: Posuw poprzeczny stołu, może być napędzany śrubą pociągową ręcznie korbą lub samoczynnie za pomocą mechanizmu zapadkowego.
• Strugarki wzdłużne: W strugarkach ruch jest wykonywany przez stół i zamocowany na nim przedmiot, natomiast narzędzie zamocowane w suporcie wykonuje tylko ruch posuwowy. Zależne od konstrukcji strugarki wzdłużne dzielimy na:
-strugarki jednostojakowe,
-strugarki dwustojakowe;
Napęd strugarek wzdłużnych: Najczęściej do stołu strugarki od spodu zamocowana jest listwa zębata współpracująca z kołem zębatym. Ruch obrotowy koła zostaje zamieniony na ruch postępowy stołu z listwą. Napęd na koło współpracujące z zębatką może być przekazywany z silnika elektrycznego poprzez stopniową skrzynię prędkości i przekładnię zębatą.
• Strugarki pionowe /dłutownice/. Zwane dłutownicami przeznaczone są do strugania pionowych płaszczyzn, rowków i kształtowych otworów. Podczas obróbki nóż wykonuje ruch główny posuwisto-zwrotny w kierunku pionowym. Wszystkie pozostałe ruchy wykonuje stół wraz z przedmiotem obrabianym. Stół może wykonywać posuw wzdłużny, poprzeczny i obrotowy. Dłutownica składa się ze stojaka połączonego z łożem Stojak w górnej części poprzez prowadnice obrotów połączony jest z obrotnicą.
- Dłutowanie wg. metody Fellowsa
- Dłutowanie wg. metody Maaga
2. Koła zębate i ich podział:
Koło zębate - element czynny przekładni zębatej oraz element innych mechanizmów takich jak sprzęgło zębate, połączenia wielowpustowe, pompa zębata i innych.
W skład koła zębatego wchodzą:
- wieniec zębaty
- piasta
- łącznik, łączący piastę i wieniec.
W niektórych kołach zębatych, szczególnie tych o niewielkiej liczbie zębów i małej średnicy, nie występuje łącznik a wieniec zębaty spełnia jednocześnie rolę piasty. Takiego rodzaju koło zębate nazywa się zębnikiem. Zębnik często nacięty jest bezpośrednio na wale i tworzy z nim integralną całość lub osadzony jest na nim za pomocą połączenia wciskowego. Koło zębate na wale osadzone jest za pomocą połączenia wpustowego, wielowpustowego lub rzadziej połączenia klinowego.
Wieniec zębaty składa się z zębów i wieńca, z którego zęby wystają. Przestrzenie pomiędzy zębami nazywane są wrębami.
Podział kół zębatych ze względu na kształt zębów.
a. Koła zębate stożkowe proste.
b. Koła zębate stożkowe skośne.
Podział kół o zębach krzywoliniowych:
c. i d. Koła stożkowe o zębach łukowych
(zęby w kształcie łuków kołowych)
e. Koła stożkowe o zębach palloidalnych
(zęby o kształcie ewolwenty)
f. Koła stożkowe o zębach eloidalnych
(zęby w kształcie cykloidy
3. Frezarka, obrabiarka skrawająca służąca do frezowania płaszczyzn, powierzchni kształtowych, rowków itp. za pomocą frezu.
Frezarki dzielą się na poziome i pionowe zależnie od położenia osi freza w czasie pracy. Stół frezarki poziomej może być przesuwany mechanicznie i ręcznie w trzech prostopadłych kierunkach:
- wzdłużnym
- poprzecznym
- pionowym.
Obróbka kół zębatych może być przeprowadzona według metod:
a) kształtowej
b) kopiowej
c) obwiedniowej.
W obwiedniowej metodzie obróbki kół zębatych narządzie obwodzi zarys zęba przez kolejne położenia ostrzy skrawających.
Przy omawianiu metod obróbki kół zębatych należy mieć na uwadze:
a) Sposób obróbki, który może odbywać się:
- struganiem,
- dłutowaniem,
- frezowaniem
- szlifowaniem
b) Kształt narzędzia i geometrię jago ostrzy,
c) Cykl roboczy, który może odbywać się w sposób:
- ciągły - bez przerw, tj. obróbka wszystkich zębów w kole jest
przeprowadzona jednocześnie, stopniowo,
- przerywany - charakteryzujący się tym, że po obróbce jednego wrębu następuje podział i cykl obróbki powtarza się dla następnego wrębu.
4. Wiertarka, obrabiarka skrawająca, służąca do wiercenia, rozwiercania i pogłębiania otworów oraz ich wytaczania i gwintowania.
Wiertarki do obróbki metali, dzieli się na:
-Ogólnego przeznaczenia,
-Specjalizowane,
-Specjalne.
Do grupy wiertarek ogólnego przeznaczenia zalicza się wiertarki: stojakowe (słupowe i kadłubowe), promieniowe, wielowrzecionowe.
Wiertarka stojakowa kadłubowa
- wspornik stołu jest podtrzymywany podpórką śrubową, która opiera się o płytę podstawy. Z uwagi na ciężar obrabianych przedmiotów oraz duże siły posuwu podpórka jest konieczna. Skrzynka posuwów może być napędzana mechanicznie lub przesuwana za pośrednictwem dźwigni.
Wiertarka promieniowa
- składa się z podstawy, kolumny, słupa, ramienia promieniowego, wrzeciennika, stołu i przeważnie dwóch silników elektrycznych (jeden do napędu wrzeciennika, drugi do przesuwania ramienia). Ramię, zwane wysięgnikiem, można obracać dokoła słupa i przesuwać w kierunku pionowym. Wrzeciennik napędzany silnikiem przesuwa się na prowadnicach wzdłuż ramienia. Dzięki takiej budowie na wiertarkach promieniowych można wiercić otwory w różnych miejscach przedmiotu bez zmiany jego położenia.
Wiertarki wielowrzecionowe (pęczkowe)
- służą do jednoczesnego wiercenia wielu otworów w przedmiotach obrabianych seryjnie. Wrzeciennik w tych wiertarkach jest wyposażony w wiele wrzecion, które mogą być ustawiane w dowolnej odległości od osi głównego wrzeciona wiertarki.
Wiercenie otworów nieprzelotowych, czyli o określonej głębokości, wykonuje się najczęściej na wiertarkach z posuwem mechanicznym, które maja urządzenia do nastawiania żądanej głębokości wiercenia. Po osiągnięciu nastawionej głębokości następuje samoczynne wyłączenie posuwu mechanicznego.
Wiercenie otworów płytkich wykonuje się najczęściej wiertłami krętymi, natomiast otworów długich-wiertłami specjalnymi przystosowanymi do ciągłego wypłukiwania wiórów. Wiercenie krótkich otworów odbywa się w układzie pionowym lub poziomym, natomiast otworów długich tylko w układzie poziomym, na specjalnych wiertarkach do głębokich otworów.
Wykonane otwory można rozwiercać za pomocą rozwiertaków w celu uzyskania dokładności wymiaru i dokładności kształtu, a także w celu wygładzenia powierzchni. Otwory pogłębia się za pomocą pogłębiaczy.
5. Szlifierka - obrabiarka przeznaczona przede wszystkim do obróbki przedmiotów stalowych ulepszonych cieplnie i innych materiałów z małymi naddatkami obróbczymi.
Szlifierki, można podzielić na:
- szlifierki ogólnego przeznaczenia, stosowane do wykonywania różnorodnych prac.
• szlifierki do wałków (kłowe, bezkłowe)
• szlifierki do otworów (zwykłe, obiegowe, planetarne)
• szlifierki do płaszczyzn (obwodowe, czołowe, karulezowe)
- Szlifierki specjalizowane, przeznaczone do wykonywania ściśle określonych prac.
- Szlifierki specjalne (branżowe), przeznaczone do wykonywania ściśle określonych prac.
^ Maszyny konwencjonalne sterowane numerycznie:
Sterowanie numeryczne jest sterowaniem programowym, które obejmuje swym programem obok kolejności ruchów, czynności i parametrów obróbki, również wszystkie informacje geometryczne (współrzędne, przemieszczenia) niezbędne do określenia położenia narzędzia względem przedmiotu podczas obróbki. Sterowanie numeryczne możemy podzielić na sterowanie punktowe, odcinkowe i kształtowe.
Ważniejsze zespoły i elementy obrabiarek skrawających to: korpus — element stanowiący konstrukcję nośną obrabiarki, w skład obrabiarki wchodzi zwykle kilka korpusów, wśród nich korpus gł. (np. łoże, stojak lub słup); wspornik — korpus wchodzący w skład konstrukcji nośnej obrabiarki, zamocowany z jednej strony na stole lub przesuwnie na pionowych prowadnicach stojaka; wrzeciennik — zespół obrabiarki, w którym są umieszczone wrzecionowe elementy robocze, wykonujące gł. ruch obrotowy; skrzynka prędkości — skrzynka przekładniowa umożliwiająca uzyskanie różnych prędkości obrotowych wrzeciona; skrzynka posuwów — skrzynka przekładniowa umożliwiająca uzyskanie różnych prędkości posuwu narzędzia; suport — zespół obrabiarki wykonujący ruch posuwowy, na suporcie są zamocowane narzędzia skrawające (przeważnie noże); sanie — element w kształcie płyty, stanowiący podstawę zespołów (imaków nożowych, wrzecienników itp.), rozróżnia się sanie wzdłużne i poprzeczne; imak nożowy — zespół obrabiarki do mocowania narzędzi skrawających, przeważnie noży; stół — element (np. stół frezarki) lub zespół (np. stół obrabiarki zespołowej) w kształcie płyty, do zamocowania przedmiotów obrabianych (bezpośrednio lub w uchwytach); głowica rewolwerowa — zespół obrabiarki (np. tokarki rewolwerowej) do osadzania narzędzi wprowadzanych do pracy w określonej kolejności; suwak — element lub zespół obrabiarki wykonujący wraz z narzędziem główny ruch prostoliniowy, najczęściej posuwisto-zwrotny, w strugarkach, dłutownicach, przeciągarkach; konik — zespół obrabiarki kłowej (przeważnie tokarki, szlifierki), służący do podparcia za pomocą kła obrabianych przedmiotów w kształcie wałków. W zależności od stopnia mechanizacji, automatyzacji i rodzaju sterowania obrabiarką rozróżnia się: obrabiarki z posuwem ręcznym, w których zespół posuwowy (suport, stół, wrzeciono itp.) jest napędzany podczas obróbki siłą mięśni człowieka; obrabiarki z posuwem mech., w których zespół posuwowy jest napędzany silnikiem elektr. za pośrednictwem przekładni mech.; oraz obrabiarki z posuwem hydraulicznym lub pneumatycznym.
Sterowanie - każde działanie na określony układ mające na celu zapewnienie jego zachowania się w żądany sposób:
- w układzie otwartym - bez możliwości wyeliminowania wpływu wielkości zakłócających (bez sprzężenia zwrotnego);
- w układzie zamkniętym - z możliwością wpływania na wielkości zakłócające proces (ze sprzężeniem zwrotnym).
Regulacja - szczególny przypadek sterowania, polegający na takim celowym oddziaływaniu na układ, aby analizowane na bieżąco wielkości regulowane (określony parametru lub grupa parametrów danego procesu) były podobne do wielkości zadanej.
Zarządzanie (kierowanie i nadzór) - wszelkie działania powodujące, że sterowany proces przebiega w pożądany sposób. Do ważniejszych zadań zarządzania należą: nadzór, zabezpieczenie przed nieprawidłowościami, obróbka danych procesowych (akwizycja, przetwarzanie, analiza, modelowanie, przekazywanie i udostępnianie informacji).
Typowy proces skomputeryzowanego wytwarzania przedmiotu składa się z faz projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), przetwarzania projektu na plan sterowania maszyn (CAM) i CNC (właściwe wykonanie).
^ Elektronapędy:
Silnik elektryczny - maszyna elektryczna, w której energia elektryczna zamieniana jest na energię mechaniczną.
Podział ze względu na sposób zasilania:
Zasilane napięciem stałym
silnik elektryczny obcowzbudny, silnik prądu stałego z magnesami trwałymi
silniki elektryczne samowzbudne
bocznikowy, szeregowy, szeregowo-bocznikowy
Zasilane napięciem przemiennym
Jednofazowe
klatkowy, szeregowy
Trójfazowe
klatkowy, liniowy, pierścieniowy
Zasilane dwustronnie.
synchroniczny, asynchroniczny-synchronizowany
Prędkość obrotowa jest to ilość obrotów wirnika wykonywanych w danej jednostce czasu (powszechnie przedstawiana w minutach). W silnikach synchronicznych prądu przemiennego ma zastosowanie następujący wzór:
n = 60 * f/p
n - liczba obrotów wirnika na minutę
p - liczba par biegunów
f - częstotliwość (liczba cykli zmiany prądu na sekundę)
Silnik DC
Podstawowymi elementami tego modelu silnika DC (silnika elektrycznego prądu stałego) są:
- magnes
- umieszczona pomiędzy biegunami magnesów ramka
- komutator (służy do zmiany kierunku prądu)
- szczotki (doprowadzają prąd do komutatora)
Prąd doprowadzany jest do ramki przez dwie ślizgające się po pierścieniu szczotki.
Wirnik silnika prądu stałego wykonany jest w kształcie walca, na powierzchni, którego znajdują się żłobki. W żłobkach tych umieszczane jest uzwojenie, a następnie jest on zamykany za pomocą specjalnych klinów, zapobiegając w ten sposób wypadnięciu podczas wirowania. Rdzeń żłobka, w celu osiągnięcia lepszych właściwości magnetycznych, wykonywany jest z pakietowanych blach.
Nieruchomy stojan, wykonany jest w kształcie wydrążonego walca, zwykle, ze względu na stałe pole magnetyczne, jako żeliwny lub staliwny odlew Po wewnętrznej stronie stojana umieszczone są bieguny(najczęściej główne i pomocnicze), na których nawinięte są uzwojenia. Część bieguna umieszczona najbliżej osi nazywa się nabiegunnikiem i jest szersza od reszty bieguna.
Krzemowe szczotki ślizgając się po komutatorze umożliwiają połączenie obracającego się uzwojenia wirnika z zasilającym je nieruchomym źródłem prądu stałego.
Bardzo ważną częścią silnika prądu stałego, umożliwiającą mu prawidłowe funkcjonowanie jest komutator. Rola, jaką spełnia jest omówiona szerzej w części dotyczącej zasady działania silnika DC. Komutator wykonany jest w postaci wielu miedzianych wycinków, wzajemnie odizolowanych. Do każdego z wycinków przyłączony jest jeden koniec uzwojenia wirnika.
Silnik AC
Użycie do zasilania silników napięcia przemiennego umożliwia uzyskanie przemiennego pola magnetycznego bez stosowania szczotek. Jest to duża zaleta, w porównaniu z silnikami prądu stałego. Brak szczotek to brak konieczności ich wymiany po zużyciu, niema też strat energii spowodowanych tarciem szczotek o pierścienie.
Warunkiem koniecznym działania silnika prądu zmiennego jest stworzenie pola wirującego. Pole wirujące charakteryzuje się tym, że jego oś wiruje względem układu odniesienia (względem stojana), a zwrot pozostaje stały wzdłuż osi.
Pole wirujące możemy uzyskać zarówno przy zasilaniu 1-fazowym jak i 3-fazowym. Zasilenie trzech uzwojeń stojana napięciem trójfazowym, powoduje powstanie trzech pól pulsujących, z tą samą częstotliwością, ale przesuniętych w fazie. Dodając wektory pól pulsujących otrzymamy wypadkowy wektor, który będzie wirował wokół osi obrotu. W przypadku zasilania 3-fazowego nie potrzeba dokonywać żadnych dodatkowych zabiegów w silniku, aby uzyskać pole wirujące. Przebiegi poszczególnych faz zasilających są przesunięte względem siebie o 2Π/3 (120 stopni), co zapewnia takie same przesunięcie przebiegów pulsowania wektorów pól magnetycznych wytwarzanych przez poszczególne uzwojenia. W przypadku zasilania 1-fazowego trzeba sztucznie stworzyć warunki niezbędne do powstania pola wirującego. W większości przypadków realizuje się to przez zastosowanie dwóch uzwojeń, głównego i pomocniczego(rozruchowego). Uzwojenia są przesunięte względem siebie na obwodzie maszyny o kąt elektryczny Π/2 (90 stopni). Również prądy zasilające uzwojenia są przesunięte w fazie o Π/2. Takie przesuniecie prądów można uzyskać poprzez podłączenie jednego z uzwojeń przez kondensator. Wypadkowe pole wirujące w obu przypadkach powstaje poprzez zsumowanie wektorów pól składowych.
Ogólny wzór na prędkość wirowania pola o p par biegunów wyraża się wzorem:
n1 = f*60/p
Jest to wzór na tzw. prędkość synchroniczną, która nie zawsze jest prędkością obrotową silnika
^ Napędy hydrauliczne i pneumatyczne: