Zastosowanie miedzi i jej stopów
Stop jest mieszaniną jednorodną metali stopionych w odpowiedniej proporcji. Stopy różnią się właściwościami fizycznymi i chemicznymi od pierwiastków wchodzących w ich skład. Ich właściwości fizyczne, np. twardość, odporność na korozję, przewodnictwo ciepłe i elektryczne są zazwyczaj lepsze, co uzasadnia użycie stopów zamiast czystych metali.
Stopy miedzi
Mosiądz - stop miedzi z cynkiem o większej twardości od obydwu tych pierwiastków. Ma barwę od białej, poprzez żółtą, aż do czerwonej w zależności od składu procentowego. Charakteryzuje się dobrymi właściwościami odlewniczymi. Różne gatunki mosiądzu mogą zawierać dodatki ołowiu, cyny, żelaza, glinu, chromu, manganu oraz krzemu. Służy do wyrobu części maszyn, armatury, klamek, okuć, innych przedmiotów codziennego użytku takich jak np. świeczniki. Jest odporny na korozję, więc może być używany do wyrobu przedmiotów, które muszą być odporne na wodę morską, np. śrub okrętowych.
Brąz - stop miedzi z cyną (zazwyczaj; istnieją także brązy aluminiowe, krzemowe, berylowe, manganowe i inne). Znany był już w starożytności z powodu występowania w tych samych miejscach rud miedzi i cyny. Jest odporny na wysoką temperaturę i korozję. Używa się go do wyrobu części maszyn, aparatury chemicznej, monet, odlewów przedmiotów artystycznych. Jego zastosowanie ogranicza wysoka cena.
Zastosowanie miedzi:
Takie cechy jak odporność na korozję i możliwość ponownego przetwarzania czyni miedź przyjaznym naturalnemu środowisku człowieka.
Miedź stosuje się w budownictwie, szczególnie przy pokrywaniu dachów.
Miedź znajduje także zastosowanie w świecie muzyki: w gitarach elektrycznych, kontrabasach, saksofonach, trąbkach i puzonach.
Materiałem jubilerskim złoto i srebro staje się dopiero po stopieniu z miedzią. Poprawia również własności mechaniczne.
Miedź jest najbardziej niezawodnym, oszczędnym oraz najbezpieczniejszym na świecie materiałem do przesyłania energii elektrycznej. Dzięki czemu wykorzystywana jest również na dużą skale w elektronice(Miedź jest najlepszym nośnikiem informacyjnym.)
Z powodu dużej przewodności cieplnej, miedź znalazła zastosowanie w przemyśle chemicznym do wyrobu chłodnic, aparatów chemicznych i przy produkcji elementów grzejnych i wymienników cieplnych.
Zastosowanie stopów miedzi:
Brąz:
Obecni brąz stosowany jest na odlewy, do wyrobu części maszyn, na stalówki do piór, oraz w postaci sproszkowanej jako farba.
Z brązu produkuje się takie części jak łożyska, panewki, ślizgi i napędy, osprzęt parowy i wodny, armatura chemiczna, przemysł okrętowy i papierniczy;
Z brązu wykonuje się dzwony
Brąz manganowy używany jest na części precyzyjnych aparatów wymagających wytłumienia drgań wywołanych pracą silników, przekładni zębatych itp.
Mosiądz:
Zastosowanie mosiądzu: rury cienkościenne, szczególnie do produkcji chłodnic, wyroby emaliowane, elementy wykonywane różnymi metodami obróbki plastycznej, oraz skrawania, elementy zamków błyskawicznych, elementy ślizgowe, architektura;
Mosiądze stosuje się również na wyroby armatury, osprzęt odporny na wodę morską, śruby okrętowe, okucia budowlane, np. klamki. Na elementy maszyn w przemyśle maszynowym, samochodowym, elektrotechnicznym, okrętowym, precyzyjnym, chemicznym.
Kruchy mosiądz stosowany jest jako forma odlewnicza
TEFLON
Teflon jest najbardziej śliskim tworzywem znanym technologii. Ma współczynnik tarcia prawie taki jak lód.
PTFE to jeden z najciekawszych materiałów stworzonych przez człowieka. Jego śliskość nie jest jedyną niezwykłą cechą. Jest odporny na ekstremalne temperatury, bardzo wysokie i bardzo niskie, w zasadzie jest obojętny chemicznie ,jest tez izolatorem.
Teflon jest trudny w obróbce i początkowo znalazł zastosowanie w tak zwanej produkcji specjalnej, czyli w przemyśle zbrojeniowym. Teflon jest obojętny na działanie substancji chemicznych włącznie z wrzącymi kwasami i zasadami. Nawet rozpuszczalnik złota i srebra- woda królewska nie działa na teflon. Wchodzi on w reakcje chemiczne jedynie z ciekłym sodem, ciekłym wapieniem, a także bardzo gorącym fluorem. Obojętność chemiczna teflonu sprawia, że nie zanieczyszcza gotowanego na nim jedzenia. Znalazł zastosowanie w transplantacjach i chirurgii odtwórczej. Wykorzystywany jest także w formie splątanych włókien nasączanych węglem do rekonstruowania kości twarzy. Ponieważ nie przewodzi prądu ,jest wspaniałym izolatorem kabli. Dodatkową zaletą teflonu jest zachowanie plastyczności w temperaturach -270*C do 260*C. Izolację z PTFE wykorzystuje się w przewodach statków kosmicznych, na które działają ekstremalne temperatury. Na orbicie okołoziemskiej raz jest on poddawany wysokiej temperaturze, gdy znajdzie się w promieniach słońca ,potem znowu temperaturom znacznie poniżej zera, gdy wejdzie w strefę Ziemi .
Nylon - syntetyczny polimer, rodzaj poliamidu służący do wytwarzania włókna o bardzo dużej wytrzymałości na rozciąganie i łatwo dający się barwić. Stosowany przede wszystkim do produkcji dzianin i tkanin. Używany do produkcji
Rajstop, pończoch, szczoteczek do zębów, sieci, poduszek powietrznych, spadochronów, wykładzin dywanowych
Szkło organiczne (metakrylan metylu) - bezbarwna masa o doskonałej przezroczystości, ale łatwo ulegająca zarysowaniu, krucha, o dobrych właściwościach mechanicznych i dielektrycznych, odporna na działanie rozcieńczonych kwasów i zasad, benzyny, olejów i tłuszczów, rozpuszczalna w większości rozpuszczalników organicznych, palna, ma niewielką odporność cieplną. Szkło organiczne stosuje się do wyrobu nietłukących szyb, soczewek, reflektorów, artykułów gospodarstwa domowego, urządzeń sanitarnych, sztucznej biżuterii, itp. Nazwy handlowe - metapleks, pleksiglas
OGÓLNY PODZIAŁ CZĘŚCI MASZYN
połączenia części maszyn
nierozłączne
rozłączne
wały maszynowe i osie
sprzęgła
łożyska
ślizgowe
toczne
uszczelnienia
przekładnie
Stal - poddany obróbce plastycznej stop żelaza z węglem (do 2,06% C) z dodatkiem krzemu, manganu, siarki i fosforu, a często również z innymi pierwiastkami wprowadzanymi celowo, aby uzyskać żądane własności
Żeliwo - wlany do formy stop żelaza z węglem (2,0 - 4,3% C) otrzymywany w drodze przetopienia surówki z ewentualnym jednoczesnym dodaniem złomu i (lub) jakichś pierwiastków stopowych
OGÓLNA KLASYFIKACJA STALI KONSTRUKCYJNYCH I WŁASNOŚCI.
Stale konstrukcyjne dzieli się na węglowe i stopowe. Wśród stali węglowych konstrukcyjnych ogólnego przeznaczenia rozróżnia się stale zwykłej jakości oraz wyższej jakości.
Stale niestopowe konstrukcyjne zwykłej jakości - symbol St i cyframi 0 lub 3-7. Cyframi oznacza się gatunki stali, przy czym stale St0 do St4 zawierają max. 0,15-0,25% C (zależnie od gatunku), natomiast pozostałe nieco więcej (np. St7 - 0,55% C). Dodatkowe symbole literowe, umieszczone na końcu znaku, oznaczają odmiany gatunków stali, np. litera StOS oznacza przydatność stali na konstrukcje spawane.
Stale węglowe konstrukcyjne wyższej jakości - są przeznaczone głównie do wyrobu części maszyn. Podstawowym oznaczeniem jest dwucyfrowa liczba, określająca średnią zawartość węgla w setnych częściach % (np. 35 oznacza zawartość 0,32 - 0,4% C). Podobnie jak w innych podaje się litery określające dodatkowe własności (U lub UT - stal o wymaganej udarności). Stale mogą być stosowane w stanie normalizowanym, ale w celu pewnego wykorzystania ich własności powinny być poddane obróbce cieplnej lub cieplno-chemicznej (ulepszeniu cieplnemu, hartowaniu powierzchniowemu lub po nawęglaniu - zależnie od gatunku).
Stale konstrukcyjne stopowe - są oznaczone liczbą 2 cyfrową, określającą średnią zawartość węgla w setnych częściach % oraz literami oznaczającymi pierwiastki stopowe, wprowadzone w procesie wytwarzania stali w zwiększonej ilości. Ze względu na zawartość dodatków stale stopowe są znacznie droższe, dlatego należy je stosować tylko po odpowiedniej obróbce cieplnej lub cieplno-chemicznej umożliwiającej pełne wykorzystanie ich zalet.
Żeliwa - żeliwo jest materiałem o bardzo dobrych własnościach odlewniczych, odpornych na ścieranie i ściskanie, o stosunkowo niskiej wytrzymałości na rozciąganie zginanie. Odlewy żeliwne odznaczają się zdolnością tłumienia drgań.
Na odlewy części maszyn najczęściej stosuje się żeliwo szare, oznaczone literami Z1 oraz liczbą określającą minimalną wytrzymałość na rozciąganie. W przypadku wyższych wymagań w stosunku do odlewów części maszyn stosuje się specjalne gatunki żeliwa np. sferoidalne, ciągnione.
PODSTAWOWE WŁASNOŚCI I WŁAŚCIWOŚCI MATEWRIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH
Stopy żelaza (stale, staliwa, żeliwa)
Stopy miedzi (mosiądze, brąz)
Stopy lekkie (Al., Mg, tytan)
Tworzywa sztuczne (termoutwardzalne, termoplastyczne)
Guma
Ceramika techniczna i spieki
Materiały specjalne (kompozyty)
Materiały typu sandwich
Struktury ulowe
Na części maszyn stosuje się materiały metalowe: stal, żeliwo, staliwo, stopy metali nieżelaznych, oraz materiały niemetalowe np. tworzywa sztuczne.
RODZAJE POŁĄCZEŃ I NASZKICOWAĆ PRZYKŁADY
Połączenia:
Nierozłączne: spawane, lutowane, Zgrzewane, klejone, nitowane
Rozłączne: śrubowe, wpustowe, klinowe, kołkowe i sworzniowe
PODSTAWOWE POŁĄCZENIA SPAWANE ORAZ WYMIENIĆ RODZAJE STOSOWANYCH SPOIN
Rodzaje spoin:
czołowe
jednostronne
dwustronne
pachwinowe
płaska
wklęsła
brzeżna
grzbietowa
otworowa
RODZAJE WAŁÓW ORAZ STOSOWANE MATERIAŁY NA WAŁY MASZYNOWE, JAKIE SĄ GŁÓWNE WYTYCZNE DO KONSTRUKCJI WAŁÓW UWZGLĘDNIAJĄCE ICH WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWĄ
Rodzaje wałów:
gładkie lub kształtowe
pełne lub drążone
proste korbowe lub wykorbione
sztywne lub podatne
dwupodporowe lub wielopodporowe
ponadto mogą być pełne lub drążone
Materiały stosowane na wały:
stale konstrukcyjne niższej jakości np. St4, St5
stale konstrukcyjne wyższej jakości np. 35,45
stale stopowe, np. 40H, 40HGM
Ukształtowanie wału:
Kształt wału powinien odpowiadać zaleceniom związanym z wytrzymałością zmęczeniową.
Obliczanie wałów zmęczeniowych: w wałku występuje złożony stan naprężeń i obliczamy z wytrzymałości złożonej (na kartce z rysunkami).
Obliczenia sprawdzające wałów mogą dotyczyć ich ugięcia, kąta skręcenia.
KLASYFIKACJA ŁOŻYSK
Łożyska dzieli się na:
Ślizgowe - materiały stosowane to stopy łożyskowe (brąz, mosiądz, żeliwo szare)
poprzeczne
wzdłużne
drugi podział to:
ślizgowe hydrodynamiczne
ślizgowe hydrostatyczne
ślizgowe na tarcie półsuche
toczne - występuje tarcie toczne
poprzeczne
wzdłużne
skośne
Rodzaje elementów tocznych: kulki, wałeczki, baryłki, igiełki, stożki ścięte
OGÓLNY PODZIAŁ ŁOŻYSK TOCZNYCH I PRZYTOCZYĆ PRZYKŁADY RYSUNKOWE
Ze względu na kierunek działania obciążeń:
poprzeczne
wzdłużne
skośne
Ze względu na kształt elementów tocznych:
kulkowe
wałeczkowe
stożki ścięte
baryłki
igiełki
JAKIE JEST PRZEZNACZENIE SPRZĘGIEŁ. PODAĆ OGÓLNĄ KLASYFIKACJĘ SPRZĘGIEŁ.
Sprzęgła są to zespoły maszynowe służące do połączenia dwóch wałów w celu przeniesienia ruchu i momentu obrotowego z wału czynnego (napędzającego) na wał bierny (napędzany) bez zmiany kierunku ruchu obrotowego. Dzięki wynalazkowi sprzęgła - silniki, zespoły układu napędowego oraz mechanizmy robocze można wykonywać w postaci odrębnych zespołów maszyn i urządzeń, a następnie łączyć je w całość podczas montażu.
Klasyfikacja sprzęgieł:
stałe
podatne
niepodatne
rozłączne
sterowane z zewnątrz
samoczynne
METALE I ICH STOPY
metale,
niemetale.
Podstawowymi stopami stosowanymi w inżynierii są stopy żelaza z węglem. Dzieli się je na: surówki, żeliwa i stale.
Surówka
Surówką, stanowiąca produkt wyjściowy w procesie otrzymywania stali i żeliwa, nazywamy stop żelaza z węglem, o zawartości ponad 2 % węgla i innymi składnikami (krzemem, manganem, fosforem i siarką). Siarka i fosfor są domieszkami szkodliwymi, ponieważ siarka powoduje kruchość stopu na gorąco, a fosfor - kruchość na zimno oraz pogarsza właściwości plastyczne i udarność stopu. Surówkę otrzymuje się w wyniku redukcji rudy żelaza w wielkim piecu. Ponieważ rudy żelaza zawierają 15 - 70% żelaza oraz duża ilość mineralnych zanieczyszczeń (zwanych skałą płonną), konieczne jest odpowiednie ich przygotowanie, ułatwiające proces wytopu.
Rozróżnia się surówkę białą stosowana do dalszej przeróbki na stal oraz surówkę szarą stosowana do dalszej przeróbki na żeliwo.
Żeliwo
Żeliwo zawierające 2 - 3 % węgla otrzymuje się przez przetopienie surówki z dodatkiem złomu żeliwnego stalowego w piecach zwanych żeliwiakami. Żeliwo ma dobre właściwości odlewnicze i jest używane do odlewania wielu części maszyn.
Węgiel zawarty w żeliwie może występować w postaci grafitu lub cementytu. Zawartość krzemu i powolne stygnięcie odlewu sprzyjają wydzielaniu się węgla w postaci grafitu, a zawartość manganu i szybkie stygnięcie wpływa na wydzielanie się węgla w postaci cementytu. Żeliwo, w którym węgiel wydzielił się w postaci grafitu, nazywa się żeliwem szarym, a żeliwo, w którym węgiel wydzielił się w postaci cementytu, nosi nazwę żeliwa białego.Żeliwo jest jednym z podstawowych materiałów konstrukcyjnych stosowanych często w budowie maszyn. Żeliwa wysokiej jakości odznaczają się dużą wytrzymałością, odpornością na ścieranie, dobrą obrabialnością i zdolnością do tłumienia drgań. Oprócz żeliwa szarego i białego rozróżnia się jeszcze żeliwo modyfikowane, sferoidalne, ciągliwe i stopowe.
Żeliwo szare oznacza się symbolem Zl w połączeniu z trzycyfrowym znakiem, określającym minimalną wytrzymałość na rozciąganie. Ma ono dobre właściwości odlewnicze, dużą wytrzymałość na ściskanie i małą udarność.
Żeliwo białe nie nadaje się na części konstrukcyjne, gdyż ze względu na dużą zawartość cementytu jest twarde, kruche i nieobrabialne. Żeliwa białe stosuje się przede wszystkim jako produkt wyjściowy do otrzymania żeliwa ciągliwego.
Żeliwo modyfikowane otrzymuje się przez dodanie do żeliwa, przy spuście z żeliwiaka, niewielkiej ilości modyfikatorów. Jako modyfikatory, stosuje się: stop krzemu z wapniem, stop żelazokrzemu i aluminium, żelazokrzem, magnez i stopy magnezu z miedzią i niklem. Modyfikatory przyczyniają się do powstania odpowiedniej struktury z równomiernie rozłożonym grafitem. Żeliwo modyfikowane ma większą odporność na ścieranie i korozje niż żeliwo szare.
Żeliwo szare sferoidalne powstaje przez dodanie magnezu lub ceru albo obu tych składników do ciekłego żeliwa. W rezultacie następuje wydzielenie grafitu w postaci kulkowej. Żeliwo tego rodzaju charakteryzuje się znaczna ciągliwością przy dość dużej wytrzymałości oraz dobrej lejności i obrabialności.
Żeliwo ciągliwe otrzymuje się przez długotrwałe wyżarzanie odlewów z żeliwa białego. Żeliwo to ma również właściwości zbliżone do stali. Żeliwo ciągliwe jest stosowane do wyrobu części armatury wodociągowej, kanalizacyjnej i gazowej, a także niektórych części maszyn rolniczych.
Żeliwo stopowe zawiera chrom, nikiel, aluminium, molibden, mangan, miedź i tytan. Przez zastosowanie odpowiednich dodatków można otrzymać żeliwa odznaczające się odpornością na ścieranie, korozję, wysoka temperaturę lub działanie różnego rodzaju chemikaliów. Żeliwo stopowe jest stosowane do budowy aparatury chemicznej i kotłowej o podwyższonych właściwościach wytrzymałościowych, termicznych lub chemicznych. Wyróżniamy następujące rodzaje żeliwa stopowego: żeliwo chromowe, żeliwo wysokomanganowe oraz żeliwo niklowe.
Staliwa
Staliwem nazywa się stop żelaza z węglem odlewany do form odlewniczych i nie poddawany obróbce plastycznej. Ilość węgla w stali dochodzi do około 2%. W zależności od składu chemicznego rozróżnia się stale węglowe konstrukcyjne i stopowe.Staliwa węglowe zawierają tylko pierwiastki pochodzące z wytopu, jak: węgiel, od którego zależą właściwości mechaniczne, mangan, krzem, fosfor i siarka. Staliwa stopowe zawierają ponadto pierwiastki wprowadzone celowo: nikiel, chrom, wolfram, molibden, wanad, polepszające ich właściwości.
Staliwo wykazuje nieco gorsze właściwości od stali o tym samym składzie, co tłumaczy się głównie niejednorodnością ziarna. W porównaniu z żeliwami charakteryzuje się ono znacznie większą plastycznością i dlatego stosuje się je na odlewy, na które żeliwa nie można użyć. Ze względu na większy skurcz odlewniczy, odlewy staliwne są trudniejsze do wykonania niż odlewy żeliwne.
Metale odznaczają się:
-Szczególną zdolnością odbijania promieniowania świetlnego, czyli połyskiem metalicznym
-W dotyku są zimne, gdyż ich duże przewodnictwo cieplne powoduje odprowadzanie energii od skóry
-Większość z nich ma dużą wytrzymałość mechaniczną
-Dobrze przewodzą elektryczność
-Są ciągliwe i kowalne
-Większość z nich ma dużą gęstość gdyż mają ścisłą strukturę krystalograficzną
-Mają dodatni współczynnik temperatury oporu
-Są nieprzeźroczyste
-Wodorotlenki mają charakter zasadowy
POLIMERY
Cechy tworzyw sztucznych:
Łatwość formowania wyrobów o skomplikowanych kształtach w ostatecznej postaci,
Stosunkowo duża, a w wielu przypadkach bardzo duża odporność chemiczna,
Dobre właściwości mechaniczne i często doskonałe właściwości elektryczne
Mała gęstość i związany z tym najczęściej bardzo korzystny stosunek wytrzymałości mechanicznej do gęstości
Możliwość łatwego otrzymywania wyrobów o estetycznym wyglądzie
Możliwość barwienia i uzyskiwania wyrobów przezroczystych.
Polistyren
Otrzymuje się na drodze polimeryzacji styrenu w podwyższonej temperaturze. W normalnej temperaturze pokojowej jest to tworzywo twarde i kruche, bez zapachu, bez smaku, fizjologicznie obojętne. Otrzymuje się go z etylenu i benzenu. Jest materiałem stosunkowo lekkim o dużej stałości wymiarów, co umożliwia stosowanie go w precyzyjnej aparaturze pomiarowej. Cechuje się małą nasiąkliwością wody, dobrymi własnościami dielektrycznymi, niezmiennymi w szerokim zakresie częstotliwości, a także dużą odpornością na działanie większości cieczy, nawet silnie korodujących. Nie odporny jest natomiast na działanie rozpuszczalników organicznych. Pod wpływem światła słonecznego polistyren żółknie i staje się bardzo kruchy. Jest jednym z najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych, ponieważ obok własności mechanicznych i fizycznych, cechuje go łatwość formowania i niska cena. Służy do wyrobu galanterii technicznej, obudowy różnych urządzeń mechanicznych i wykładzin, a jako tworzywo parowate (styropian) - do opakowań i płyt termoizolacyjnych. Stosowany jest również w przemyśle elektrotechnicznych i radiotechnicznym.
Polietylen
Jest substancją białą, konsystencji proszku lub granulatu, przypominającą w dotyku parafinę. Powstaje w procesie polimeryzacji etylenu. Powierzchnia tworzywa daje się łatwo zarysować, lecz jest w odróżnieniu od parafiny zwarta. Jest tworzywem o doskonałych własnościach dielektrycznych i dużej odporności na działanie kwasów, zasad, soli i większości związków organicznych. W węglowodorach alifatycznych, aromatycznych i chlorowcopochodnych, polietylen pęcznieje, czemu towarzyszy pogorszenie jego własności fizycznych. Ponadto przewody (rury, kable...) z polietylenu, ułożone w ziemi, mogą ulegać zniszczeniu, określanemu potocznie przez analogię do metali -korozję. Polietylen znajduje zastosowanie w produkcji folii i innych opakowań, do wyrobu rur nadających się zarówno do wody pitnej, jak i do ścieków, jako powłoki kablowe oraz do wyrobu elementów gospodarstwa domowego, za wyjątkiem pojemników lub opakowań do mleka i tłuszczów zwierzęcych.
Polipropylen
Jest to tworzywo częściowo krystaliczne o własnościach zbliżonych do polietylenu. Otrzymuje się go na skalę przemysłową przez niskociśnieniową polimeryzację propylenu wobec katalizatora. Polipropylen charakteryzuję się małą ścieralnością i dobrymi własnościami dielektrycznymi. Może być stosowany w temperaturach od 35 do 130ºC. Jest gładki w dotyku, ma większa odporność powierzchni na zarysowania i uszkodzenia, nie ulega korozji naprężeniowej, ma mniejszą gęstość, większą wytrzymałość na rozciąganie i większą odporność termiczną. Jako wady polipropylenu należałoby wymienić stosunkowo dużą kruchość w temperaturach poniżej 0ºC i większą niż polietylen wrażliwość na działanie tlenu. Polipropylen znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle do wyrobu różnych elementów maszyn poddawanych większym obciążeniom (wałki drukarskie, koła zębate), naczynia i elementy do sterylizacji wrzeniem oraz wyroby wymagające łączenia i współpracy z elementami metalowymi.
Poliamid
Poliamidami nazywa się związki wielocząsteczkowe, które zawierają w makrocząsteczce ugrupowania amidowe, -CO-NH-. Do monomerów poliamidowych zalicza się, zatem związki, które zawierają w cząsteczce, lub tworzą, grupy amidowe w wyniku reakcji z innymi związkami. Poliamidy zaliczane są do typowych polimerów krystalicznych. Cechuje je dobra wytrzymałość na rozciąganie, wysoki moduł sprężystości, twardość, odporność na ścieranie itp. Poliamidy wytwarza się z pochodnych węgla, gazu ziemnego lub ropy naftowej. Poliamidy w najróżniejszych postaciach znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Niełamliwe artykuły codziennego użytku, artykuły techniczne, którym stawiane są wysokie wymagania wytrzymałościowe, włókna, lekkie tkaniny stanowią najbardziej wyróżniający się zakres zastosowań tych polimerów.
Polichlorek winylu
W temperaturze pokojowej jest twardy, mało sprężysty, a przy obniżeniu temperatury staje się kruchy. Twardy polichlorek winylu, z uwagi na jego dużą odporność chemiczną, znajduje zastosowanie przede wszystkim do produkcji rur i wykładzin, zbiorników na naczynia, na oleje i tłuszcze. Może być również wykorzystywany na płyty gramofonowe. Daje się łatwo kleić i spawać, jest w zasadzie niepalny. Jest odporny na działanie kwasów, zasad, benzyny. Polichlorek winylu miękki stosuje się do wyrobu folii, giętkich węży do wody, powłok antykorozyjnych, wykładzin podłogowych oraz różnych przedmiotów codziennego użytku.
Poliuretany
Są to polimery termoplastyczne, a ich własności zbliżone są do poliamidów. W odróżnieniu jednak od poliamidów nie chłoną wody, mają bardzo dobre własności dielektyczne. Znajdują odpowiednio szerokie i różnorodne zastosowanie. Przykładowo można z nich wytwarzać włókna odzieżowe, oploty przewodów, folie do wyrobu worków, kształtki, lakiery do izolacji przewodów i malowania podłóg, kleje do różnych materiałów, między innymi do metali lekkich i stali, rodzaj miękkiej gumy na membrany, opony, podeszwy do butów.
Polioctan winylu
Otrzymuje się z acetylenu, ropy naftowej i gazu ziemnego. Zależnie od stopnia polimeryzacji, polimery te otrzymuje się jako substancje oleiste, miękkie, kleiste lub twarde żywice. Do różnych celów miesza się je i stosuje w postaci roztworów, mieszanek do powlekania, jak również w postaci perełek w różnych gałęziach przemysłu (przemysł farb, lakierów, tekstylny, papierniczy i klejów).
Poliizobutylen
Zależnie od stopnia polimeryzacji różnych postaci poliizobutylenu własności jego mogą być różne i obejmują materiały od lepkiego oleju do produktów o własnościach podobnych do twardej gumy. Jako materiał konstrukcyjny tworzywo to nie może znaleźć zastosowania ze względu na to, że nawet nie jest jeszcze materiałem twardym. Niskocząsteczkowe materiały tego typu znajdują zastosowanie jako materiały uszlachetniające, smary, kleje, folie, płyty i węże z polizobutylenu stosowane są w przemyśle chemicznym, w budownictwie, w elektrotechnice, w przemyśle spożywczym, często też jako okładziny i wykładziny.
W zależności od rodzaju użytego polimeru tworzywa sztuczne dzieli się na:
Termoplastyczne, które można wielokrotnie przerobić w podwyższonej temperaturze
Termoutwardzalne, które w podwyższonej temperaturze, po uformowaniu określonego kształtu, stają się nietopliwe i nierozpuszczalne
Chemoutwardzalne, które pod wpływem określonych czynników chemicznych usieciowują się przestrzennie, przy czym stają się nietopliwe i nierozpuszczalne.
Tworzywa termoutwardzalne i chemoutwardzalne noszą nazwę duroplastów. Do grupy tworzyw termoplastycznych, nazywanych potocznie termoplastami, należą tworzywa, które w temperaturze pokojowej znajdują się w stanie zeszklenia lub w stanie wysokiej elastyczności, które po podgrzaniu mogą ponownie przechodzić w stan lekko płynny. Umożliwia to struktura liniowa lub liniowo-rozgałęziona cząsteczek polimeru. Możliwość wielokrotnego przechodzenia polimeru ze stanu stałego w stan płynny wykorzystywana jest w procesach przetwórczych tej grupy tworzyw.
MATERIAŁY CERAMICZNE
Ceramika są to nieorganiczne związki metali z tlenem, azotem, węglem, borem i innymi pierwiastkami. Atomy są połączone wiązaniem jonowym i kowalencyjnym. Po zaformowaniu materiały ceramiczne wygrzewane są w wysokich temperaturach.
Materiały ceramiczne wytwarza się z masy ceramicznej w skład, której wchodzą:
materiały plastyczne (gliny, kaoliny) ułatwiające formowanie
materiały schładzające (piasek) zmniejszające kurczliwość podczas suszenia i wypalania,
topniki, które ułatwiają proces wiązania cząstek.
Surowce do produkcji ceramiki można podzielić na:
-podstawowe (substancje o dużej zawartości czystego węgla np.: grafit naturalny, sadza, węgiel drzewny)
-wiążące ( mają za zadanie związanie mieszaniny drobno zmielonych cząstek)
-dodatkowe ( stosuje się je w celu nadania wyrobom specjalnych wartości)
Podobieństwa i różnice pomiędzy połączeniami spawanymi, lutowanymi i zgrzewanymi. Połączenia części maszyn. Jest to jedna z podstawowych grup elementów maszyn. Połączenia części maszyn dzieli się na: nierozłączne, w których części złączone lub łączniki ulegają uszkodzeniu przy rozłączaniu połączenia, oraz rozłączne, które można rozłączać i łączyć ponownie bez uszkodzenia części złączonych i łączników.
Do najczęściej spotykanych połączeń nierozłącznych zalicza się połączenia: spawane, lutowane, lutospawane, zgrzewane, wciskowe i nitowane. Spawanie, 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. Lutowanie, łączenie metali za pomocą spoiwa o temperaturze topnienia niższej niż temperatura topnienia metalu nim łączonego. W procesie lutowania łączone części nagrzewają się do temperaturze topnienia lutu, który topiąc się wypełnia szczelinę pomiędzy częściami łączonymi. Przed lutowaniem łączone powierzchnie oczyszcza się mechanicznie lub chemicznie. Zgrzewanie, trwałe łączenie materiałów (metali, tworzyw sztucznych) przez silne dociśnięcie do siebie łączonych części, bez podgrzania lub z wcześniejszym podgrzaniem miejsc łączonych. Najczęściej stosuje się zgrzewanie: oporowe (elektryczne), gazowe (za pomocą palników acetylenowo-tlenowych), termitowe, indukcyjne (elektryczne), tarciowe, dyfuzyjne oraz zgniotowe i ultradźwiękowe. Zgrzewanie znajduje szerokie zastosowanie m.in. w przemyśle samochodowym i lotniczym
Zastosowanie:
Połączenia mocne (budowa mostów, kon. bud., dzwignie)
Połączenia szczelne (zbiorniki otwarte na ciecze, ciała sypkie)
Połączenia mocno-szczelne (zbiorniki i kotły wodne i parowe)
Połączenia luźne (łączenie ogniw łańcucha)
Połączenia zwykle (blacharstwo, kaletnictwo)
Stopy aluminium to tworzywa metaliczne otrzymane przez stopienie aluminium z jednym lub większą liczbą metali (bądź z niemetalami), celowo wytworzone dla uzyskania żądanych własności.
Własności czystego aluminium
Aluminium krystalizuje w sieci A1, a więc cechuje się dużą plastycznością. Ma parametr sieci α = 0,40408 nm, temperaturę topnienia 660,4°C, temperaturę wrzenia 2060 °C. Mała gęstość 2,7 Mg/m3 (3 razy mniejsza niż żelaza) kwalifikuje ten metal do grupy metali lekkich. Dzięki tej własności i stosunkowo bogatemu występowaniu w przyrodzie (ok. 7%) jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym i transporcie. Aluminium cechuje się dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym (gorszym jednak niż miedź), stąd jego zastosowanie na przewody elektryczne. Może być umacniane przez zgniot.
Do najczęstszych zanieczyszczeń aluminium należą Fe, Si, Cu, Zn, Ti, które obniżają plastyczność i przewodnictwo elektryczne, natomiast zwiększają twardość i wytrzymałość.
Aluminium przerabia się plastycznie - walcuje (blachy, folie) lub wyciska (pręty, rury, drut, kształtowniki). Obróbkę plastyczną można przeprowadzać na zimno lub na gorąco (ok. 450°C). Aluminium ma duże powinowactwo do tlenu, stąd jego zastosowanie w aluminotermii oraz do odtleniania stali. Oprócz tego jest szeroko stosowane w przemyśle spożywczym oraz do aluminiowania dyfuzyjnego stali.
Stopy aluminium
Własności wytrzymałościowe czystego aluminium są stosunkowo niskie, dlatego stosuje się stopy, które po odpowiedniej obróbce cieplnej mają wytrzymałość nawet kilkakrotnie większą. Stopy aluminium cechują się korzystnym parametrem konstrukcyjnym, tzn. stosunkiem wytrzymałości do ciężaru właściwego, który jest większy niż dla stali, a oprócz tego ich udarność nie maleje w miarę obniżania temperatury, dzięki czemu w niskich temperaturach mają większą udarność niż stal. Mają jednak niską wytrzymałość zmęczeniową.
Stopy aluminium dzieli się na:
-odlewnicze
-do obróbki plastycznej.
Do odlewniczych zaliczamy stopy przeważnie wieloskładnikowe o większej zawartości pierwiastków stopowych (5 - 25%), np. z krzemem (silumin); z krzemem i magnezem, z krzemem, miedzią, magnezem i manganem, z krzemem, miedzią, niklem, magnezem i manganem i inne. Cechują się one dobrą lejnością i małym skurczem.
Stopy do przeróbki plastycznej zawierają na ogół mniejsze ilości dodatków stopowych, głównie miedź (do ok. 5%), magnez (do ok. 6%) i mangan (do 1,5%), rzadziej krzem, cynk, nikiel, chrom, tytan. Niektóre stopy aluminium można poddawać utwardzaniu wydzieleniowemu, po którym ich własności wytrzymałościowe nie są gorsze niż wielu stali.
Niektóre stopy aluminium nadają się zarówno do odlewania, jak i przeróbki plastycznej.
Żeliwa
Żeliwo - stop odlewniczy żelaza z węglem zawierający ponad 2% do 3.6% węgla w postaci cementytu lub grafitu. Występowanie konkretnej fazy węgla zależy od szybkości chłodzenia. Chłodzenie powolne sprzyja wydzielaniu się grafity. Także i dodatki stopowe odgrywają tu pewna role. Krzem powoduje skłonność do wydzielania się grafitu, a mangan przeciwnie, stabilizuje cementyt. Żeliwo otrzymuje się przez wygrzewanie surówki z dodatkami złomu stalowego lub żeliwnego w piecach zwanych żeliwniakami. Tak powstały materiał stosuje się do wykonywania odlewów. Żeliwo charakteryzuje się niewielkim 1.0% do 2.0% skurczem odlewniczym, łatwością wypełniania form, a po zastygnięciu cechują obrabialnością. Wyroby odlewnicze po zastygnięciu, by usunąć ewentualne ostre krawędzie i pozostałości formy odlewniczej poddaje się szlifowaniu. Odlewu poddaje się także procesowi sezonowania, którego celem jest zmniejszenie wewnętrznych naprężeń, które mogą doprowadzić do odkształceń lub uszkodzeń wyrobu. Żeliwo, dzięki wysokiej zawartości węgla posiada wysoka odporność na korozje.
Do materiałów odlewniczych najpowszechniej stosowanych w budowie maszyn należy żeliwo. Decydują o tym m.in.: stosunkowo niski koszt produktów, niska temperatura topnienia, dobre właściwości wytrzymałościowe oraz dobra skrawalność.
W zależności od postaci, w jakiej występuje węgiel, rozróżnia się żeliwa:
* szare, w których węgiel występuje w postaci grafitu,
* białe, w których węgiel związany jest w cementycie,
* połowiczne (proste), w których występuje zarówno cementyt jak i grafit.
W wyniku celowych zabiegów technologicznych w czasie procesów metalurgicznych grafit może zostać rozdrobniony w przypadku żeliwa modyfikowanego lub doprowadzony do postaci kulistej - w przypadku żeliwa sferoidalnego. Długotrwała obróbka cieplna niektórych żeliw białych powoduje uzyskanie tzw. węgla żarzenia w strukturze otrzymanego żeliwa ciągliwego.
Strukturę żeliwa stanowi osnowa metaliczna, którą może być ferryt, perlit lub ich mieszaniny, ewentualnie z cementytem i wtrąceniami niemetalicznymi, a także grafit o różnej wielkości i kształcie. Grafit jest bardzo miękki, a jego wytrzymałość jest bliska zeru.
Grafit może się tworzyć przy krzepnięciu cieczy jako płatkowy na skutek przemiany eutektoidalnej austenitu lub w wyniku rozpadu cementytu w żeliwie białym poddanym długotrwałemu wyżarzaniu w temp. nieznacznie niższej od solidusu. W stopach eutektycznych grafit wydziela się z cieczy w postaci drobnych płatków w eutektycie grafitowej. Grube płatki grafitu pierwotnego wydzielają się w czasie krzepnięcia żeliw nadeutektycznych.
Żeliwo szare (węglowe) można podzielić na trzy grupy:
o żeliwo szare zwykłe,
o żeliwo modyfikowane,
o żeliwo sferoidalne.
Żeliwa szare mogą cechować się strukturą osnowy: ferrytyczną, ferrytyczno - perlityczną oraz perlityczną. W strukturze żeliwa szarego - poza osnową metaliczną - występuje również grafit płatkowy, steadyt (eutektyka fosforowa) oraz wtrącenia niemetaliczne.
Żeliwo szare ferrytyczne charakteryzuje się niską wytrzymałością, dobrą skrawalnością, małą odpornością na zużycie ścierne. Twardość i wytrzymałość żeliwa szarego zwiększa się w miarę zwiększania udziału perlitu w strukturze. Wytrzymałość perlitycznego wynosi ok. 350 - 450 MPa przy twardości 200 - 250 HB. Żeliwa szare cechuje dobra zdolność do tłumienie drgań.
Najkorzystniejsze własności ma żeliwo modyfikowane o osnowie perlitycznej. Jego wytrzymałość na rozciąganie Rm może wynosić 300 - 400 MPa, stąd modyfikację stosuje się często do żeliw szarych o podwyższonej wytrzymałości. Żeliwo modyfikowane, podobnie jak żeliwo szare zwykłe, wykazuje bardzo niski własności plastyczne.
W odróżnieniu od pozostałych grup żeliw szarych bardzo dobre własności - zarówno, jak i plastyczne - wykazuje żeliwo sferoidalne. Uzyskuje się je w wyniku modyfikowania podczas odlewania żeliwa o tendencji do krzepnięcia jako szare, lecz o bardzo małym stężeniu siarki i fosforu. Jako modyfikatorów używa się magnezu lub ceru. W wyniku tego zabiegu technologicznego grafit występuje w tych żeliwach w postaci kulistej.
W zależności od struktury osnowy żeliwo sferoidalne może być ferrytyczne, ferrytyczno-perlityczne lub perlityczne. Osnową może być też bainit lub martenzyt odpuszczony, uzyskiwany po dodatkowej próbce cieplnej. Żeliwo sferoidalne krzepnie zwykle jako perlityczne lub ferrytyczno-perlityczne. Jeśli dobór składu chemicznego żeliwa i sposobu chłodzenia nie zapewnia uzyskania osnowy ferrytycznej bezpośrednio po odlewaniu, żeliwo można poddać dodatkowemu wyżarzaniu. Po nagrzaniu do ok. 850 - 920oC zachodzi przemiana perlitu w ausenit, który po ochłodzeniu do temperatury poniżej eutektoidalnej, zwykle 720-800oC, podczas wygrzewania przez ok.10 h przemienia się w ferryt i grafit. Żeliwa sferoidalne są stosowane między innymi na wały korbowe, koła zębate, walce, pierścienie tłokowe, rury.
Strukturę żeliwa białego stanowi ledeburyt przemieniony i ewentualnie - steadyt. W żeliwie podeutektycznym występuje przewaga perlitu, natomiast w żeliwie nadeutektycznym - cementytu. Ze względu na bardzo dużą kruchość i złą skrawalność żeliwa białe nie znalazły bezpośredniego zastosowania, chociaż stanowią półprodukt do wytwarzania żeliw ciągliwych.
Żeliwo Połowiczne ma strukturę stanowiącą mieszaninę struktur typowych zarówno dla żeliw szarych, jak i białych. Występuje więc w nim perlit, ledeburyt przemieniony, cementyt, grafit, a także steadyt. Żeliwa połowiczne nie znajdują również bezpośredniego zastosowania. Niekiedy stosuje się jednak tzw. odlewy zabielone. Elementy, takie jak walce hutnicze i bębny młynów, od których jest wymagana duża odporność na ścieranie, po odlaniu początkowo chłodzi się z dużą szybkością, w wyniku czego na powierzchni powstaje warstwa żeliwa białego. Zmniejszanie szybkości chłodzenia po zakrzepnięciu warstwy zewnętrznej odlewu powoduje uzyskanie w rdzeniu struktury żeliwa szarego. Między twardą warstwą zewnętrzną, a plastycznym rdzeniem tworzy się wówczas warstwa pośrednia o strukturze żeliwa połowicznego.
Żeliwo Ciągliwe jest otrzymywane z żeliwa białego w wyniku wyważania grafityzującego. Podczas tej operacji cementyt ulega rozpadowi i wydziela się tzw. węgiel żarzenia (grafit żarzenia) w postaci kłaczkowatych skupień.
Żeliwo ciągliwe charakteryzuje się dobrymi własnościami wytrzymałościowymi i plastycznymi. Jest stosowane między innymi w przemysłach: górniczym, samochodowym, ciągnikowym, rolniczym, do wytwarzania licznych, drobnych elementów maszyn.
W zależności od parametrów procesu technologicznego żeliwo ciągliwe można podzielić na dwie grup
o żeliwo ciągliwe białe (odwęglone)
o żeliwo ciągliwe czarne (nie odwęglone), z wyróżnieniem w tej grupie żeliwa ciągliwego perlitycznego o wytrzymałości na rozciąganie powyżej ok. 400 MPa.
Do żeliw stopowych są wprowadzane dodatki stopowe, występujące oprócz domieszek. Pierwiastki te są dodatkowe w celu polepszenia właściwości użytkowych żeliw, a w szczególności:
* zwiększenia własności mechanicznych,
* zwiększenia odporności na ścieranie,
* polepszenia odporności na działanie korozji elektrochemicznej,
* polepszenia odporności na działanie korozji gazowej w podwyższonej temperaturze,
* polepszenia własności fizycznych, np. magnetycznych lub elektrycznych.
Skład chemiczny żeliw jest dobierany tak, aby w wyniku dodania pierwiastków stopowych nie zmienić niekorzystnie ich struktury i własności. Z tego wzg. Należy dobierać odpowiednio dodatki o działaniu grafityzującym i zabielającym.
W żeliwach niskostopowych obecność jednego lub kilku dodatków stopowych decyduje o wystąpieniu drobnej struktury perlitu, co powoduje zwiększenie własności wytrzymałościowych, w tym twardości oraz odporności na ścieranie. Żeliwa średniostopowe, zawierające Si lub Al., wykazują ferrytyczną strukturę osnowy. Żeliwa chromowe cechują się strukturą ledeburytyczną. Przy niewielkim stężeniu Ni, w obecności Mo i praktycznie przy braku innych pierwiastków stopowych, żeliwa w stanie surowym mają osnowę bainityczną. Osnową białych żeliw niklowych, niklowo - chromowych i chromowo - molibdenowych jest martenzyt z bainitem i austenitem szczątkowym. Wysokostopowe żeliwa chromowe, krzemowe i aluminiowe wykazują strukturę ferrytyczną. Żeliwa wysokoniklowe i niklowo - chromowe oraz żeliwa średnio- i wysokomanganowe cechują się austenityczną strukturą osnowy. Ponieważ kształt i wielkość ziarn grafitu decyduje o własnościach żeliw stopowych, żeliwa szare często są modyfikowane.
Właściwości tego żeliwa, zwłaszcza podwyższona twardość, wskazują na możliwość jego zastosowania na części maszyn współpracujące w warunkach smarowania (tuleje, panewki, koła zębate) oraz elementy hamulców pracujące w warunkach tarcia suchego (bębny, tarcze, klocki). Taka przydatność tworzywa została potwierdzona jego zastosowaniem na elementy cierne w hamulcu pojazdów gąsienicowych.
Stabilność właściwości mechanicznych w dużych przekrojach jest przesłanką do wykonywania z tego żeliwa odlewów ciężkich i o zróżnicowanej grubości ścianek. Możliwości zastosowań są bardzo szerokie: tubingi, korpusy ciężkich maszyn i obrabiarek, odlewy walców oraz tulei cylindrowych do silników okrętowych.
Odporność żeliwa na ścieranie jest zwiększana przez dodatki stopowe powodujące wzrost twardości osnowy oraz zmianę ilości, postaci, wymiarów i rozmieszczenia wydzieleń grafitu, a w niektórych gatunkach zupełne wyeliminowanie tego składnika strukturalnego.
Działanie dodatków stopowych w żeliwach o podwyższonej odporności na ścieranie polega również na zapewnieniu jednolitej struktury na całym przekroju odlewów, niezależnie od cech geometrycznych, głównie grubości ścianek odlewu. Wraz ze zwiększeniem grubości odlewu do żeliwa wprowadza się w coraz większym stężeniu pierwiastki z dopuszczalnego dla danego gatunku zakresu. Do pierwiastków stopowych dodawanych do żeliw tej grupy należą: Cr, Ni, Mo, W, Cu, V, Ti i P. pierwiastki te mogą być dodawane pojedynczo lub w różnych zestawieniach.
Żeliwo szare wykazuje niewielką żaroodporność, którą można polepszyć przez wprowadzenie dodatków stopowych. Przy stężeniu 10% Ni żeliwa wysokochromowe uzyskują strukturę austenityczną o żarowytrzymałości większej od struktury ferrytycznej. Całkowicie stabilny austenit otrzymuje się również przez wprowadzenie Mn, częściej łącznie z Ni. Nikiel, polepszają żarowytrzymałość oraz plastyczność żeliwa, słabiej od Si i Cr podnosi odporność na utlenianie.
Żarowytrzymałość ulega znacznemu zwiększeniu przez dodatek Mo. Dodatek Al, zmniejszając własności mechaniczne żeliwa w temperaturze pokojowej, znacznie podwyższa żaroodporność, a przy tym także podatność żeliwa na pęcznienie. Zjawisko to jest związane z trwałym zwiększeniem objętości żeliwa i występuje w wyniku długotrwałego wygrzewanie odlewu w warunkach pracy w temperaturze wyższej od ok. 400oC lub w wyniku wielokrotnego podgrzewania odlewu do tej temperatury z następnym chłodzeniem do temperatury pokojowej. Pęcznienie jest związane z grafityzacją żeliwa w stanie stałym, utlenianiem wewnętrznym oraz rozszerzaniem się i kurczeniem żeliwa w czasie nagrzewania i chłodzenia w zakresie temperatury krytycznej. W wysokiej temperaturze następuje utlenianie wewnętrzne, związane z wypalaniem wolnego grafitu, Fe lub Si przez gazy penetrujące wzdłuż płatkowych wydzielin grafitu w głąb odlewu. Z tego względu znacznie większą żaroodporność od żeliwa szarego wykazuje żeliwo białe, nieulegające pęcznieniu.
Żeliwo, nawet niestopowe, wykazuje większą odporność na korozję niż stale lub staliwa niestopowe. Dalsze zwiększanie na korozję powodują pierwiastki stopowe, spośród których najintensywniej oddziałują Si, Cr, Ni, w mniejszym stopniu Mn, a także Cu.
Własności fizyczne żeliw, w tym głównie własności magnetyczne i elektryczne, są zależne od struktury stopu. Własności niemagnetyczne wykazują żeliwa o strukturze austenicznej, zawierające Ni lub Mn. Żeliwa o strukturze austenicznej cechują się również bardzo dużą elektryczną opornością właściwą, mniejszą jednak niż żeliwa aluminiowe. Elektryczna oporność właściwa rośnie wraz ze zwiększeniem grubości płatkowych wydzieleń grafitu oraz zwiększeniem stężenia C, Si, Ni i Al. w żeliwie. Zmniejszenie oporności właściwej powodują Cr, Mo i V oraz wydzielenia cementytu i węglików stopowych.
NITY
1. Nitowanie - połączenie za pomocą nitu .Proces pracochłonny zastępowany przez spawanie . Materiały używane na nity : muszą być plastyczne ( aluminium , stal : St3N , St2N , Brąz , Mosiądz , Cu , Pb ), kowalne . Blachy stalowe - nit stalowy - materiał muszą być wykonane z tego samego materiału . Nity składają się ze łba , trzona i zakuwki ukształtowanej przy zamykania nitu . Nity mogą być zamykane (zakuwane ) na zimno lub na gorąco . Zakuwanie nitu może być ręczne (młotkiem ) , półręczne ( młotek pneumatyczny ) lub maszynowo na nitownicach .
2. Rodzaje nitów : z łbem kulistym , z łbem płaskim , soczewkowym , grzybkowym , trapezowym , nit rurkowy , nit grzybkowy wybuchowy .
3. Rodzaje połączeń nitowych :
a) mocne - stosowane w konstrukcjach stalowych , wymagana duża wytrzymałość złącza , a nie szczelność
b) szczelne - stosowane przy wyrobie zbiorników niskociśnieniowych , wymagana duża szczelność , a mniej wytrzymałość
c) mocno- szczelne- stosowane przy wyrobie kotłów i zbiorników wysokociśnieniowych , wymagana duża szczelność i wytrzymałość
d) zakładkowe i nakładkowe .
SPAWY
1. Spawanie - jest to proces łączenia elementów metalowych z jednoczesnym doprowadzaniem dużej ilości ciepła , najczęściej z użyciem spoiwa ( tego samego materiału co materiał spawany ) . Podczas spawania krawędzie elementów topią się , doprowadzane jest spoiwo w postaci płynnej , powstaje ścieg - spoina .
2. Metody spawania :
a) spawanie elektryczne ( łukiem elektrycznym ) - prąd do spawania ma napięcie około 40V , natężenie jest wysokie i regulowane . Spawać możemy prądem zmiennym jak i stałym przez prostowanie prądu zmiennego . Elektrody : nietopliwe ( wolframowe , grafitowe ) , topliwe . Elektroda powinna mieć skład chemiczny zbliżony do spawanego materiału . Elektroda jest otulana - otulina spala się wytwarzając gazy pozbawione tlenu . Ma składniki żużlotwórcze - żużel oczyszcza płynną spoinę , oraz zastygając osłania ją przed tlenem , ma składniki jonizujące gazy ( łuk nie gaśnie ) .
Spawanie elektryczne łukiem w atmosferze gazu szlachetnego np.: (spawanie Al. ) , dla stali wystarczy osłona CO2 . Temperatura łuku elektrycznego - 3500 C .
b) spawanie termitowe - termit -jest to mieszanina tlenków żelaza i sproszkowanego Al.
c) Spawanie gazowe(w płomieniu gazowym-najczęściej acetylenowym -temperatura do 3200 C) .Tlen jest gazem niepalnym,acetylen-C2H2-gaz bezbarwny. CaC2+2H2O=C2H2+CaO+H2O
3. Kształty spoin: w kształcie liter:V,X,U,2U,J,B;0,5V
4. Rodzaje spoin: czołowe, pachwinowe, grzbietowe, otworowe(kołkowe, szczelinowe).
5. Spawalność jest to zespół cech metalu decydujących o możliwości uzyskania -bez specjalnych zabiegów technologicznych-spoiny o własnościach mechanicznych zbliżonych do materiału rodzimego. Najlepiej spawa się stal o małej zawartości C < 0,2%.
6. Wytyczne dla spawania : spawać skondensowanym żródłem ciepła, ograniczyć spoiwo do niezbędnej ilości , przestrzegać kolejności spawania.
7. Wady: pozostawione pęcherze powietrza, za mała temperatura spawania, żużel, pęknięcia na skutek nie zachowania wytycznych , sopel, podtopienie , nadmierny przetok .
LUTOWANIE
1. Lutowaniem nazywamy łączenie metali przy użyciu lutu ( spoiwa ) z metalu lub z stopu łatwiej topliwego niż metal nim łączony . Rozróżnia się : a) lutowanie miękkie - temperatura od 270 - 300 C , luty cynowe ( LC 30 -najgorszy , LC 60 - techniczny , LC 90 -najlepszy ) , lutowanie transformatorowe , lutowanie oporowe . Materiały pomocnicze i kalafonia zmniejsza napięcie powierzchniowe b) lutowanie twarde - temperatura od 600 do 1300 C . Rodzaje lutów : Cu , brąz , mosiądz , Ni , Ag . Służą one do trwalszego połączenia części metalowych . Zastosowanie : łączenie stali narzędziowych ze stalami zwykłymi , wlutowywanie węglików spiekanych , łączenie metali kolorowych z metalami żelaznymi .
Jak wynika z porównania temperatur topnienia , stosowanie lutów miękkich jest celowe wtedy gdy jest wymagana niska temp lutowania .Natomiast luty twarde mają znacznie większą niż luty miękkie wytrzymałość dorażna na ściskanie i dlatego mogą być poddawane większym obciążeniom stycznym .
ZGRZEWANIE
1. Jest to proces podczas którego następuje trwałe złączenie elementów bez dodania spoiwa . Polega ono na nagrzaniu łączonych elementów do stanów ciastowatości i silnemu dociśnięciu . Rodzaje zgrzewania : a) elektryczne , b) tarciowe ,c) ultradzwiękowe .
Zgrzewanie elektryczne dzielimy :
a) punktowe - polega na łączeniu w jednym lub kilku punktach , kolejno lub równocześnie części dociśniętych do siebie elektrodami zgrzewarki , między którymi przepływa prąd o dużym natężeniu ( karoserie samoch )
b) liniowe - odbywa się podczas przesuwania części łączonych między dociśniętymi do nich elektrodami krążkowymi .Ponieważ powstaje tu spoina ciągła ,metoda ta ma zastosowanie przy połączeniach szczelnych
c) garbowe - polega na łączeniu części w jednym lub kilku określonych miejscach , których - zwykle w jednej części - są wykonane odpowiednie występy zwane garbami
d) doczołowe (zwarciowe , iskrowe ) - polega na łączeniu części na całej powierzchni styku . Czasami następuje spęcznienie materiału .
POŁĄCZENIA KLEJONE
1. Klejeni polega na wprowadzeniu między dwie warstwy cienkiej warstwy kleju . Spoina powinna być cienka . Wykorzystuje się zjawisko adhezji . Stosuje się kleje na bazie żywic fenolowych . Są to kleje uodpornione na wilgoć , kwasy , benzynę , oleje . Do materiałów drzewnych , skór stosujemy kleje na bazie kauczuku dające spoiny elastyczne .
POŁĄCZENIA KOŁKOWE
1. Kołki - łączniki metalowe , które w złączu uniemożliwiają wykonywanie względnego ruchu względem siebie . Podział w zależności od :
a) przeznaczenia : - mocujące ( służą do zamocowania jednego elementu względem drugiego bez możliwości przesuwania się ) ; - ustalające ( służą do stałego ustalenia wzajemnego położenia części maszyny ) ; -zabezpieczające ( kołki które chronią element przed zniszczeniem , w chwili wystąpienia przeciążenia kołki ulegają ścięciu .
b) kształtu : - gładkie ( występują w trzech odmianach : stożkowe , walcowe ( cylindryczne ) - wymagają pasowanych otworów ) ,- karbowe - w pobocznicy walca wygnieciony jest klin
d) umiejscowienia w złączu : - wzdłużne ( najczęściej zastępują wpust ,kołek biegnie wzdłuż osi wału ) ; - poprzeczne ; - styczne ( są mocowane na pograniczu piasty i czopa .
2. Obliczanie : a) na naciski powierzchniowe kołka na powierzchnię wewnętrzną otworu , b) na ścinanie .
POŁĄCZENIA SWORZNIOWE
1. Sworzeń - grubszy kołek , najczęściej osadzony luźno umożliwia względny ruch łączonych elementów . Zabezpieczenia : pierścienie Seegera , podkładka i zawleczka , pierścień z kółkiem .Rodzaje połączeń sworzniowych : sworznie spoczynkowe (ciasno pasowany ) , sworzeń pływający (luźno osadzony na całej długości ), sworzeń ruchowy(ciasno pasowany).Obliczenia: na ścinanie (ciasno pasowane) i na zginanie(luźno pasowane). W połączeniach sworzniowych sprawdzamy naciski powierzchniowe.
POŁĄCZENIA KLINOWE
1. Kliny są to łączniki metalowe o pochyleniu wzdłużnym jednej ze stron 1:100. Rowek w piaście musi mieć to samo pochylenie .Połączenia klinowe mogą być wzdłużne lub poprzeczne. Rodzaje klinów: a)wzdłużne- służą głównie do łączenia piast kół zębatych, pasowych , sprzęgieł, itp. z wałami. Najczęściej są stosowane kliny wzdłużne wpuszczane, osadzone w rowkach wałów i piast, b)kliny płaskie i wklęsłe- stosuje się w połączeniach lekkich (mało obciążonych) , c) kliny styczne- stosujemy w połączeniach ciężkich, przenoszących duże momenty skręcające , c) kliny poprzeczne, d)kliny nastawcze -służą głównie do ustalania wzajemnego położenia nastawnych części mechanizmów i regulacji luzów.
POŁĄCZENIA WPUSTOWE
1. Wpustami nazywamy łączniki podobne do klinów wzdłużnych lecz nie mających pochylenia. Służą one głównie do łączenia wałów z piastami osadzonych na nich części, ale nie zabezpieczają tych elementów przed przesuwaniem się po wale. Umożliwiają przenoszenie momentu obrotowego z wału i na odwrót. Wykonane z prętów ciągnionych St5-St7. Dobiera się wymiary poprzeczne na podstawie średnicy wału. Rodzaje a) wpusty pryzmatyczne: zaokrąglone(obustronnie , jednostronnie-drugi koniec ścięty płasko ,ścięte , pełne-bez otworów , jedno i dwuotworowe oraz wyciskowe-z otworkiem gwintowym na śrubę)
b) wpusty czółenkowe (Woodruffa)
POŁĄCZENIA WIELOWPUSTOWE
1. W połączeniach wymagających dobrego środkowania względem wałka oraz możliwości przesuwania koła wzdłuż osi wałka oraz zmniejszenie osłabienia wałka rowkami, stosuje się wielowpusty. Podział: a) według zarysu ( prostokątne, trójkątne, ewolwentowe, trapezowe ), b) spoczynkowe i ruchowe c) odmiany: lekka ( 6-8-10 wpustów ,zaliczamy do połączeń spoczynkowych) ; -średnia (większa liczba wpustów mogą pracować przy obciążeniach średnich) ;-ciężka(10-16-20 wpustów stosowane przy dużych obciążeniach zmienianych kierunkowo)
W połączeniach wielowpustowych jest większy nacisk powierzchniowy, rozkład nacisków jest bardziej równomierny, wielowpusty usztywniają wał, lepsze środkowanie piasty względem czopa, lepsze prowadzenie koła w połączeniach wielowpustowych, łatwe wykonanie i montaż, zwartość konstrukcji. Liczymy na naciski.
POŁĄCZENIA GWINTOWE
1. Zależnie od zarysu gwintu w przekroju wzdłużnym przechodzącym przez jego oś, rozróżnia się trzy zasadnicze rodzaje gwintów:
a) trójkątne- są najczęściej stosowane . Duża wytrzymałość , łatwe wykonanie, łatwo uzyskać samohamowność , łatwo zabezpieczyć przed samo odkręceniem się . Wysoki współczynnik tarcia , mała sprawność . Nadają się do połączeń spoczynkowych . Słabe środkowanie . Są przede wszystkim prawe , ale mogą być także lewe np. (LM10 )
b) rurowe stożkowe - nie ma luzu na złączu . Nie wymaga żadnego uszczelnienia . Krótka droga luzowania . Stosowany przy transporcie czynnika pod wyższym ciśnieniem .
c) trapezowe - grupa gwintów ruchowych , napędowe . Pozwalają przemieszczanie się nakrętki po śrubie . Dobre warunki , wysoka sprawność , mały współczynnik tarcia ( odwrotnie niż mocujące ) . Gwint trapezowy symetryczny - używany w mechanizmach bardzo silnie obciążonych , w cyklu przerywanym , przy małej prędkości obrotowej . Stosowane w podnośnikach i w prasach , w połączeniach o zmiennych kierunkach obciążeniach . Gwint trapezowy asymetryczny - bardzo wysokie obciążenia , duża prędkość . Zaokrąglenie dna gwintu daje rozładowanie naprężeń , stosowane w połączeniach obciążonych jednokierunkowo , stosowany w prasach , hakach dźwigów .d) okrągły - mogą przenosić obukierunkowe bardzo duże obciążenia jak i obciążenia udarowe . Pracują przy dużym zanieczyszczeniu pracy , mogą być często rozłączane . Złącza wagonowe , haki dźwigów .
e) prostokątny - jest najlepszym gwintem ruchowym . Najwyższa sprawność , najmniejszy współczynnik tarcia . Cała siła wchodząca do gwintu jest wykorzystywana na jego pracę . Bardzo słaby przy podstawie , ciężko wykonać , nie jest znormalizowany , nie zalecany do stosowania .
Gwinty dzielą się : a) metryczne - trójkątne o kącie 60 stopni ( M. 10 ) , b) calowy - trójkątny walcowy o kącie 55 stopni ( Rc ½ cala ) , c) rurowy calowy - trójkątny calowy lub stożkowy o kącie gwintu 55-60 stopni ( R ½ cala , G ½ cala ) , d) trapezowy symetryczny - o kącie gwintu 30 stopni ( np. Tr 25*3 ) , e ) trapezowy asymetryczny - walcowy o kacie gwintu 33 stopnie ( S26* 5) , f) okrągły - walcowy o kącie 30 stopni ( Rd 32*1/6 cala ) , g) Edisona np. E 27
Odmiany gwintu związane z wartością gwintu : a) zwykłe - z dobranym do każdej średnicy określonym skokiem gwintu , b) drobnozwojowe - o skokach mniejszych niż w gwintach zwykłych , c) grubo zwojowe - o skokach większych niż zwykłe gwinty .
Gwinty dzielimy również na : a) jednokrotne - w którym na rdzeń są nawinięte zwoje będące pasmem jednego występu ( grzbietu ) gwintu , b) wielokrotne - na rdzeniu są nawinięte obok siebie pasma dwóch lub więcej występów gwintu ( skok = wielokrotności podziałki ) .
Wykonanie gwintów : a) toczenie - nóż w kształcie gwintu dosuwa się do obracającego materiału . Przecina się ziarna , osłabia materiał , b) nagniatanie - trzy krążki o profilu gwintu . Materiał przetłaczany między krążkami . Lub dwie płytki z bardzo dobrej stali narzędziowej wytłaczają gwint na śrubie .
Rodzaje nakrętek : a) sześciokątna , b) koronowa , c) kapturowa , d) czworokątna , e) pazurowa , g) rzymska .
Zabezpieczenia gwintów przed luzowaniem :- za pomocą nakrętki i przeciw nakrętki ; - zabezpieczanie elementem sprężystym ; -zabezpieczanie podkładką sprężystą rozciętą ; -zabezpieczanie tarciowo - kształtowe ; - za pomocą prasowanego pierścienia nylonowego lub fibrylowego ; - nakrętka rozcięta z wkrętem ; - za pomocą podkładki zębatej i nakrętki łożyskowej ; - nakrętka koronowa z zawleczka ; - wkrętem promieniowym .
OSIE I WAŁY
Wałem nazywamy część maszynową zwykle o przekroju poprzecznym kołowym, która obraca się wokół swej osi wzdłużnej i przenosi moment obrotowy między osadzonymi na niej częściami np. między tarczą sprzęgła i kołem zębatym. W wale występują głównie naprężenia skręcające i zginające a także rozciągające lub ściskające. Wał wykonuje się ze stali St3,St4, St5(np. koło od roweru)
Oś jest częścią maszynową z kształtu podobną do wału która służy do utrzymania w określonym położeniu osadzonych na niej i obracających się innych części(najczęściej kół) i do przenoszenia na podpory sił działających na te części. Oś może być stała i wtedy części te są osadzone na niej obrotowo, albo ruchoma i wtedy obraca się wraz z osadzonymi na niej częściami (osie kół wagonowych). Nie przenoszą momentu obrotowego. Jest narażona na zginanie.
Odcinki wałów i osi spotykające się z innymi częściami mechanizmu, ruchomymi lub nieruchomymi nazywamy czopami. Podział czopów: a)ruchowe(obraca się według czopa) , b)spoczynkowe (koło obraca się razem z czopem ), c)czop końcowy(na końcu wału lub osi), d)czop środkowy, e)czop poprzeczny, wzdłużny i poprzeczno-wzdłużny.
Wały i osie mogą być : a) gładkie(jednakowa średnica na całej długości),kształtowe(zmiana średnicy), b)pełne lub drążone , c) proste lub wykorbione, d) okrągłe profilowe, e)jednolite składowe , f)sztywne i giętkie
PRZEKŁADNIE-WIADOMOŚCI OGÓLNE
Dzieli się na: a)pasowe z pasem płaskim, klinowym, okrągłym lub zębatym; b)łańcuchowe z łańcuchem płytkowym lub zębatym Ogólne zalety: a)możliwość przenoszenia różnych mocy(od minimalnych do bardzo dużych, rzędu 1500 kW w przekładniach pasowych oraz do 3000 kW w łańcuchowych) b)pracę przy różnych prędkościach cięgna(do 50 m/s w przekładniach pasowych i do 15 m/s lub więcej w łańcuchowych c)duże rozstawienie osi kół (do 15 m. W pasowych i do 8 w łańcuchowych)
PRZEKŁADNIE PASOWE Z PASAMI KLINOWYMI
Są one otwarte i mogą pracować w dowolnym położeniu. W napędach maszyn najczęściej koła wielorowkowe. Wymiary rowków są tak dobrane, aby pas nie wystawał poza śr zewnętrzną oraz aby pod obciążeniem nie opierał się o dno rowka. Koła mają pow robocze bardzo gładkie. Pasy klinowe: mają przekrój trapezowy i są wykonywane jako pasy bez końca. Składają się z: warstwy nośnej(z włókien o dużej wytrzymałości, linek poliamidowych), podatnej( z gumy lub kauczuku) i tkaninowo-gumowej. Całość owinięta jest zawulkanizowaną taśmą płócienną lub kordową. Wyróżnia się powierzchnie: zewnętrzną, wewnętrzną, boczną i skuteczną. Pasy klinowe są znormalizowane: Z, A ,B C, D, E. Przekładnie z pasami zębatymi: pasy są kształtowo powiązane z kołami, przekładnie te nie wymagają wstępnego naciągu pasa, pasy dwustronnie uzębione pracują z kilkoma kołami zębatymi, pasy zębate wykonuje się ze sztucznej gumy lub poliuretanu, warstwę nośną stanowią linki stalowe lub poliamidowe.
ZALETY PRZEKŁADNI PASOWYCH
Wyst poślizgu pasa w przypadku chwilowych przeciążeń, możliwość tłumienia drgań i uderzeń, możliwość przekazywania ruchu na kilka kół, możliwość wyłączenia napędu i zmiany kierunku ruchu, cicha praca, prosta i tania konstrukcja przekładni, łatwa obsługa. WADY: wymagane napięcie pasa, powstawanie trwałych odkształceń w pasie, duże wymiary przekładni w porównaniu z zębatymi, wrażliwość pasów na chemikalia, smary, wilgoć.
PRZEKŁADNIE PASOWE Z PASEM PŁASKIM
Pracują w różnych układach, do których należą przekładnie otwarte zwykłe z pasem nie skręconym lub z krążkami kierującymi i napinającymi, przekładnie półskrzyżowane oraz skrzyżowane. Najczęściej stosuje się przekładnie otwarte o równoległych osiach wałów i jednakowym kierunku ruchu obrotowego obu kół. Przekładnie skrzyżowane mają pas skręcony o 180 dla uzyskania różnego kierunku obrotów kół przekładni. Pasy skręcone pracują w niekorzystnych warunkach i są narażone na szybsze zużycie, dlatego stosuje się je tylko do przenoszenia niewielkich mocy przy małych prędkościach. W pasach stosuje się wstępny naciąg, poprzez wykonanie pasa o mniejszej długości co zapewnia docisk pasa do kół już w czasie montażu. Stosowanie rolek powoduje zmniejszenie trwałości pasa wskutek występującego obustronnego zginania. Materiały stosowane na pasy płaskie powinny zapewniać: mocne sprzężenia pasa z kołem, wysoką sprawność przekładni, odpowiednią wytrzymałość i żywotność pasa. Stosowane są pasy: skórzane(ze skór wołowych), tkaninowo-gumowe (z kilku warstw tkaniny nawulkanizowanej gumą), gumowo-balatowe (ze specjalnego naturalnego kauczuku), tekstylne(bawełniane lub wełniane - są giętkie i sprężyste), z tworzyw sztucznych(mają wysoką wytrzymałość), stalowe(z taśm o gr 0,3-1 mm - ale rzadko stos). Niektóre pasy tekstylne i z tworzyw są produkowane jako pasy bez końca. Pozostałe pasy mają końce łączone: zszywanie czołowe lub na zakładkę gubioną, klejenie lub zszywanie z klejeniem, za pomocą różnego rodzaju elementów metalowych, spawanie, zgrzewanie. Koła pasowe: małe(do 100 mm)-jako pełne lub tarczowe z wybraniami; duże-z żeliwa z poj lub podwójnym rzędem ramion. Koła na pas wykonuje się z wypukłością pow roboczej. Regulacja napięcia pasa: okresowa-skracanie i ponowne łączenie lub poprzez odsuwane koła pasowe lub krążki napinające o regulowanym przesuwie; ciągła-krążek napinający z ciężarem.
PRZEKŁADNIE ŁAŃCUCHOWE WADY
Konieczność regulacji zwisu, nieprzydatność do pracy przy nagłych zwrotach, możliwość nagłego zerwania łańcucha, dość hałaśliwa praca, konieczność smarowania. Łańcuchy napędowe: a)płytkowe a wśród nich: sworzniowe(mają płytki wewnętrzne osadzone luźno na czopach sworzni oraz płytki zewnętrzne-na wcisk), tulejkowe(na sworzniu jest obrotowa tulejka hartowana), rolkowe(mają na przemian ogniwa zewnętrzne i wewnętrzne jak rolkowe tylko mają dodatkową rolkę obracającą się swobodnie względem tulejki osadzonej na sworzniu), zębate(inaczej cichobieżne, mają dodatkowe płytki prowadzące, wchodzące w wycięcia w zębach koła). Łączenie łańcuchów odbywa się za pomocą specjalnych ogniw złącznych, które mają dłuższy sworzeń z nakrętką, zatrzaskiem lub zawleczką. Elementy łańcuchów robione ze: stali konstrukcyjnych wyższej jakości ulepszanych cieplnie lub nawęglanych i hartowanych(tulejki, rolki). Smarowanie: tam gdzie nie ma osłon i niewielkie prędkości-smarowanie okresowe, w szybkobieżnych w obudowie -smarowanie ciągłe(rozbryzgowe, natryskowe, zanurzeniowe). ZWIS łańcucha: poprzez przesuwanie osi jednego z kół lub zastosowanie rolek napinających. Zwis w praktyce otrzymuje się pod wpływem ciężaru łańcucha. Osie kół należy umieszczać w poziomie lub pod niedużym kątem do poziomu(<60), przy czy część czynna powinna być na górze
ŁOŻYSKA
Podział w zależności od kierunków obciążeń działających na łożyska: Poprzeczne-przeznaczone do obciążeń prostopadłych do osi wału Wzdłużne-obciążone siłami działającymi z kierunkiem osi wału Poprzeczno-wzdłużne-przeznaczone do przejmowania obciążeń prostopadłych i wzdłużnych W zależności od sposobu podawania smaru: a)hydrostatyczne-smar podawany pod ciśnieniem b)hydrodynamiczne-warstwa nośna smaru powstaje na skutek ruchu obrotowego czopa względem panwii i wzajemnego poślizgu; Tarcie w łożyskach ślizgowych: występuje pomiędzy panwią łożyska a czopem wału, zależy od materiałów współpracujących, od stanu ich powierzchni, od rodzaju smarowania i sił nacisku Rozróżnia się tarcie: a)suche-współpracujące powierzchnie nie są smarowane b)płynne-gdy między powierzchniami czopa i panwi stale występuje warstewka smaru c)mieszane-powierzchnie współpracujące częściowo stykają się, a na pozostałym obszarze oddzielone są warstwą smaru. W łożyskach ślizgowych dąży się do uzyskania tarcia płynnego, ale w praktyce najczęściej występuje tarcie mieszane. Częście jest stosowana hydrotermiczna zasada smarowania polegająca na tym, że pod wpływem ruchu obrotowego czopa względem panwi i ich wzajemnych poślizgów powstaje tzw klin smarowny unoszący czop ponad powierzchnię panwi. Smary i smarowanie: ich zadaniem jest zmniejszenie tarcia między współpracującymi powierzchniami, a tym samym zmniejszenie ich zużycia. Smary często odgrywają rolę czynnika chłodzącego. Podstawowe cechy smarów są określane przez: a)lepkość dynamiczną char opór smaru występujący podczas smarowania równoległych powierzchni b)lepkość kinematyczną-stosunek lepkości dynamicznej do gęstości płynu c)smarność-zdolność do trwałego przylegania do powierzchni ciał stałych d)temp krzepnięcia i zapłonu e)temp kroplenia w której smar zaczyna topnieć f)odporność na starzenie. Smary stałe-ciała stałe np. grafit, dwusiarczek molibdenu, talk-w wysokich temp. Smary plastyczne-zagęszczanie olejów mineralnych mydłami Ca, K, Na. Sposoby smarowania: a)obiegowe-smar znajduje się stale w obiegu, b)przelotowe-spływa do zbiornika zużytego smaru c)zanurzeniowe-gdy czop i panewka są stale zalane smarem.
Materiały na panwie łożysk: a)stopy łożyskowe(cynowe - babbity) b)brązy odlewnicze cynowe i ołowiowe, c)mosiądze d)stopy aluminium z miedzią, niklem i krzemem e)żeliwo, f)drewno(gwajak, dąb, linoston) i mat drzewne (lignofol), g)tworzywa sztuczne(żywice fenolowe, poliamidy, teflon itp.), h)guma i grafit Łożyska ślizgowe: budowa w korpusie osadzona jest tuleja której powierzchnia wewnętrzna stanowi panew łożyska. Tuleje łożyskowe mogą być jednolite lub dwudzielne. Przy dłużych ugięciach stosuje się panwie wahliwe (samonastawne). Łożyska toczne: budowa-składa się z pierścieni zew i wew, elementów tocznych i koszyka. Powierzchnie pierścieni po których toczą się elementy to bieżnie. Są łożyska: wzdłużne, poprzeczne i skośne. W zależności od kształtu elementów tocznych rozróżniamy kulkowe i walcowe. Wałeczki mogą być: walcowe, stożkowe i baryłkowe i igiełkowe(l 2,5*>d). Gł. Rodzaje łożysk tocznych: a)zwykłe, b)wahliwe, skośne jednorzędowe, skośne dwurzędowe(walcowe), bez prowadzenia na pierścieniu zewnętrznym, z 1-stronnym prowadzeniem, igiełkowe, stożkowe, baryłkowe poprzeczne, kulkowe wzdłużne jednokierunkowe, kulkowe wzdłużne 2-kierunkowe, baryłkowe wzdłużne. Oznaczenia: Z(2Z)-zwykłe-jedna(dwie) blaszki ochronne, RS(2RS)-zwykłe-1(2) uszczelki gumowe, C, A, B, - skośne jednorzędowe-kąt działania L= 15, 25, 40 stopni, K-łożysko baryłkowe z otworem stożkowym, E-baryłkowe o wyższej nośności przy tych samych wymiarach. Łożyska toczne mogą być stosowane do pracy w temp do +120st i nawet jednorazowe ich nagrzanie powoduje pow tej temp częściową stratę nośności. Za trwałość łożyska przy danej prędkości obrotowej przyjmuje się czas pracy łożyska w mln/obr lub godz obliczany do chwili wystąpienia pierwszych oznak zmęczenia materiału, którymi są rysy i mikropęknięcia na powierzchniach tocznych. Pojęcia: Wartość nośności dynamicznej(C)- określa obciążenie, które łożysko może przenieść przy minimalnej trwałości = 1 mln/obr. Wartość nośności statycznej(Co)- jest to zdolność do przenoszenia obciążeń przez łożysko będące w spoczynku lub obracające się z prędkością n<10 obr/min Zależność między żądaną trwałością, nośnością dynamiczną i rzeczywistym obciążeniem łożyska określa wzór na trwałość łożyska :L=(C/F)p