Maszyny 1 koło, Technologia drewna, Maszynoznawstwo

MASZYNY

KOŁO I

POŁĄCZENIA

Nierozłączne - przy próbie rozłączenia ulegają zniszczeniu:

- nitowane,

- spawane,

- lutowane,

- zgrzewane,

- klejone.

Rozłączne - można je rozmontować bez zniszczenia połączenia:

- kołkowe,

- sworzniowe,

- klinowe,

- wpustowe,

- wielowypustowe,

- gwintowe.

NITOWANE

Połączenia nitowe są stosowane do łączenia ze sobą blach, ceowników, kątowników oraz ogniw łańcuchów płytkowych. Zrobione są ze stali niskowęglowej (ok 0,1% C), materiał plastyczny mogący łatwo się zamykać - stal St3, np: aluminium, brąz, mosiądz, miedz. Nity do 10 mm można zamykać na zimno, powyżej na gorąco. Nity liczymy na ścinanie i naciski.

Rodzaje połączeń:

zakładkowe

nakładkowe

Rodzaje nitów:

Kulisty

Z łbem stożkowym

Z łbem soczewkowym

Okrętowy

Rurkowy

Nitokołek radełkowany

SPAWANIE

Spawanie jest to trwałe połączenie części przedmiotów przez miejscowe roztopienie powierzchni stykowych z dodawaniem lub bez dodawania spoiwa. Rozróżnia się spawanie: gazowe, elektryczne (łukowe) oraz rzadziej stosowane termitowe, elektronowe, laserowe i in.Temperatura przy spawaniu gazowym - 3200 ˚C, gazy stosowane przy spawaniu - acetylen, propan-butan, O₂. Otulina jest to powłoka na rdzeniu metalowym elektrody spawalniczej ułatwiająca spawanie. Rozróżnia się otuliny elektrody: cienkie, ułatwiające jonizację przestrzeni łukowej oraz grube, wytwarzające dodatkowo osłonę gazową i łatwopalny żużel, chroniący metal przed dostępem powietrza.Liczymy wyłącznie na ścinanie.

Rodzaje połączeń:

czołowe

pachwinowa

POŁĄCZENIA LUTOWANE

Polega na łączeniu metali za pomocą elementu łączącego (lutu) w temperaturze topnienia lutu. Lut jest to niskotopliwy stop metali nieżeliwnych. Lutować można stal, miedz, cynk. Bardzo trudno lutuje się aluminium.

Lutowanie miękkie - jako luty stosuje się luty ołowiu i cyny; temperatura topnienia >300˚C, oczyszczamy kwasem solnym z cynkiem. Stosowane głównie w elektrotechnice, elektronice. Luty cynowo-ołowiowe:

LC 30 - 30% Sn i 70% Pb
LC 60
LC 90

Lutowanie twarde - wytrzymałość dużo większa i większe zastosowanie. Mamy łatwo topliwe (500˚C) i trudno topliwe (800˚C) oczyszczamy środkiem „Borax”.

Materiały pomocnicze:

kalafonia
salimak (chlorek amonu) - do czyszczenia kolby,
HCL + Zn -> ZnCl₂ + H₂ ↑ - do czyszczenia blach.

Połączenia należy tak kształtować żeby były narażone tylko na ścinanie, np:

POŁĄCZENIA ZGRZEWANE

Zgrzewanie jest to łączenie materiałów (metali, tworzyw sztucznych) poprzez silne dociśnięcie do siebie łączonych części, bez ich podgrzania lub z wcześniejszym podgrzaniem miejsc łączonych. Najczęściej stosowane jest zgrzewanie: oporowe (elektryczne), gazowe (za pomocą palników acetylenowo-tlenowych), termitowe, indukcyjne, tarciowe, dyfuzyjne oraz zgniotowe i ultradźwiękowe. Zgrzewanie znajduje szerokie zastosowanie np: w przemyśle samochodowym i lotniczym.

Punktowe (liniowe) - łączenie cienkich blach.

Punktowe - podgrzewamy stal w punkcie styku blach i poprzez działanie siły nacisku stal łączy sie ze sobą. Nagrzewamy poprzez przepływ prądu zmiennego o dużym natężeniu i małym napięciu.

Liniowe - podobnie, różnicą jest jedynie to, że nacisk powodują 2 koła.

Stykowe - do grubych prętów - ogrzewamy 2 końce prętów do temperatury topnienia po czym składamy je w zestaw. Mamy różne rodzaje ogrzewania, np: tarczowe. Polega ono na tym, że jeden pręt jest bardzo szybko obracany a drugi jest do niego dociskany. W wyniku siły tarcia następuje wzrost temperatury w miejscach styku.

KLEJENIE

KSERO

KOŁKOWE - liczymy na ścinanie.

Funkcje:

przenoszenie sił tnących (kołki złączne lub mocująca),
ustalanie położenia 2 części względem siebie (ustalające)

Kołki, rodzaje, z czego zrobione:

ze stali

Walcowy

Stożkowy

Stożkowy nagwintowany

Walcowo-rurowy sprężynujący

Drewniane

Nitokołek

Połączenia kołkowe:

kołkowe-czopowe poprzeczne

kołkowe-czopowe podłużne

kołkowe-czopowe styczne

SWORZNIOWE

Są to połączenia rozłączne, umożliwiające ruch. Zabezpieczenie sworzni:

Obliczenia:

na ścinanie

na zginanie

naciski sworznia na otwór (oczko)

nacisk sworznia na widełki

proporcje

Połączenie tłoka z łbem korbowodu przy pomocy sworzni.

Rodzaje sworzni

- tłokowy

Połączenie sworzniowe:

POŁĄCZENIA KLINOWE

Połączenia klinowe mają klin, który jest technicznym zastosowaniem równi pochyłej jako maszyny do mocowania części za sobą albo ich przesuwania względem siebie w celu zmiany położenia lub wywarcia potrzebnego docisku. Najistotniejszą wielkością charakterystyczną klina jest pochylenie, a w przypadku klina dwustronnego symetrycznego - zbieżność jego powierzchni roboczych.

Rodzaje klinów:

kliny wzdłużne - pracują na tarcie i naciski - połączenia cierno-kształtowe.

Klin płaski - pracuje na tarcie - połączenie cierne

Kliny produkuje się na wymiar, są znormalizowane, wymiary poprzeczne są dopasowane do średnicy (brak obliczeń).

POŁĄCZENIA WPUSTOWE

Połączenia wpustowe są stosowane najczęściej do przenoszenia momentu obrotowego między kołem osadzonym na wale a tym wałem. Wpusty przenoszą obciążenia powierzchnią boczną. Kształt i wymiary przekrojów poprzecznego wpustu są znormalizowane i dobierane z normy w zależności od danej średnicy wału ( wymiar b i h). Obliczamy jedynie długość. Długością jest:

a) dla nieprzesuwnych - obliczenie długości wpustu (bez zaokrągleń) - L_OB

b) dla przesuwnych - jest to długość piasty koła wpust osadzony w czopie wału musi być tak długi aby w skrajnych połączeniach koła, współpracował z piastą koła.

Materiałem na wpusty są pręty ciągnione ze stali St6, St7. Pracują na ścinanie.

Rodzaje wpustów:

Pryzmatyczny

Czułkowy - do małych mocy

Połączenia na wpust:

przesuwne -

nieprzesuwne -

Metody wykonywania otworów pod wpusty: frezem tarczowym, frezem trzpieniowym.

Przykładowe połączenia:

połączenie na wpust pryzmatyczny

połączenie na wpust czułkowy

POŁACZENIA WIELOWYPUSTOWE

Połączenia wielowypustowe są stosowane najczęściej do przenoszenia momentu obrotowego między kołem osadzonym na wale a tym wałem. Wielowypusty przenoszą obciążenia powierzchnią boczną. Są połączeniami kształtowymi, bezpośrednimi.

Wyróżniamy:

wielowypusty o prostych zarysach boków

wielowypusty o zarysie trójkąta

wielowypusty elbonentowe

Obliczamy na naciski:

POŁĄCZENIA GWINTOWE

Są najczęściej stosowanymi połączeniami w budowie maszyn. Linią śrubową nazywa się krzywą przestrzenną powstałą przez nawinięcie na walec o średnicy d przeciwprostokątnej BC trójkąta prostokątnego ABC, którego przyprostokątna AC jest równa obwodowi podstawy walca π * d, a druga przyprostokątna AB jest wysokosiężną walca h.

Gwint może być zewnętrzny i wewnętrzny, może być o różnym kształcie (np; trapez, trójkąt).podziałka gwintu to odległość sąsiednich występów, zwojów gwintu mierzona na zarysie gwintu wzdłuż osi. Skok gwintu to przesunięcie zarysu zwoju wzdłuż osi po pełnym jego obrocie, w gwincie jednokrotnym skok jest równy podziałce, dla wielokrotnych skok jest równy z * h_z. Skręt gwintu może być prawy lub lewy. W gwincie prawym oglądanym wzdłuż osi skok oddala się od osi zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

Rodzaje gwintów:

gwinty o zarysie trójkątnym

gwinty o zarysie trapezowym

- symetryczne

- niesymetryczne

gwinty okrągłe

Wszystkie te gwinty mogą być również lewozwojne (jeżeli jest prawo to nie piszemy); jeżeli jest jednokrotny to nie piszemy ale jeśli jest dwukrotny to trzeba zapisać np: 2-krotny 1”

Obliczenie połączeń gwintowych:

obliczamy przed wszystkim śrubę - może być ona narażona na naprężenia ściskające, rozciągając a nie powinna być narażona na zginanie.
przypadki obliczeń

- śruba narażona tylko na naprężenia ściskające i rozciągające:

- śruba montowana jest przy pomocy klucza, są to śruby mocujące. Najpierw naprężenia skręcające podczas montażu i naprężenia ściskające i rozciągające tzw. normalne:

- śruba napędowe, narażone na naprężenia skręcające i normalne podczas pracy:

Części złączne, w których występuje gwint to śruby, wkręty i nakrętki. Częściami pomocniczymi do śrub i wkrętów są różnego rodzaju podkładki i zawleczki. Najczęściej spotykane kształty łbów i śrub pokazano na rys 3-6 a-e, wkrętów 3-6 f-i. Zakończenia śrub i wkrętów pokazano na rys 3-7. Spośród różnorodnych nakrętek najczęściej stosowane pokazano na rys 3-8. Aby równomiernie rozłożyć nacisk śruby czy wkręta na większej powierzchni lub ochronić tę powierzchnię przed uszkodzeniem przy zakręcaniu i odkręcaniu stosuje się podkładki rys 3-9.