1. Określenie etapów realizacji zadania konstrukcyjnego.
2. Przedstawić algorytm realizacji zadania projektowo- konstrukcyjnego.
3. Etapy realizacji zadania projektowego.
Projektowanie koncepcyjne które zaczyna się od analizy założeń i opracowanie wstępnej koncepcji projektu-analiza projektu która polega na symulacyjnej analizie projektowanego obiektu.-projektowanie szczegółowe polegające na szczegółowym projektowaniu poszczególnych zespołów i elementów, optymalizacja.
4. Rodzaje modeli stosowanych w procesach projektowo-konstrukcyjnych.
Model - jest uproszczonym odwzorowaniem rzeczywistego obiektu i posiada tylko niektóre cechy obiektu – najistotniejsze ze względu na konkretny cel modelowania np.: cechy geometryczne (model geometryczny), ruch elementów (model kinematyczny) lub inne cechy.
Model fizyczny – atrybuty obiektu są przedstawione przez wielkości fizyczne (napięcie położenie) – np. model w tunelu aerodynamicznym.
Model matematyczny - bada zależności zmiennych wyjściowych od zmiennych wejściowych.
Za zmienne wyjściowe przyjmowane są takie wielkości fizyczne, których otrzymywanie jest celem działania układu. Pozostałe wielkości mogą być uznawane za wejściowe. W maszynach i innego rodzaju układach mechanicznych zmiennymi są na przykład: siły i momenty obciążeń, naprężenia i odkształcenia elementów, parametry geometryczne i materiałowe, nazwy elementów, rodzaje więzów i wiele innych.
5. Zdefiniować pojęcia mechanizmu i maszyny.
Maszyna-urządzenie zawierające mechanizm lub zespół mechanizmów służących do przetwarzania energii lub wykonywania pracy mech, układ materialny złożony z połączonych ze sobą ciał wyk. określone ruch służący do wykonywania pracy .
Mechanizm-zespół współpracujących ze sobą części składowych maszyny lub przyrządu spełniających określone zadanie przenoszenie ruchu, sił.
6. Rodzaje przekładni cięgnowych, ich wady i zalety.
· Przekładnia pasowa
· Przekładnia łańcuchowa
· Przekładnia linowa
Zalety: płynność ruchu, cichobieżność, zdolność łagodzenia drgań, możliwość ustawienia osi w dowolny sposób, mała wrażliwość na dokładność wykonania.
Wady: duże wymiary, niestałość, przełożenia, wrażliwość pasa na szkodliwe działanie otoczenia
7. Rzeczywiste przełożenie przekładni pasowej.
Rzeczywiste przełożenie jest zmniejszone o poślizg, jakiemu ulega pas na kołach pasowych. Poślizg pasa jest funkcją obciążenia, naciągu wstępnego pasa oraz stopnia jego zużycia.
8. Zdefiniować pojęcia poślizgu sprężystego i współczynnika napędu.
Poślizg sprężysty – jest to poślizg spowodowany zmiennością wydłużeń pasa. Wyraża się on stosunkiem różnicy prędkości obu cięgien, do prędkości cięgna czynnego.
Współczynnik napędu φ jest stosowany do sprawdzania stopnia wykorzystania zdolności napędowej
9. Dla jakiego stosunku napięcia w cięgnie czynnym i cięgnie biernym moc przenoszona przez przekładnię jest największa z możliwych.
10. Konstrukcja łańcucha sworzniowego, tulejkowego i rolkowego oraz materiały stosowane na łańcuchy.
Do wyrobu łańcuchów stosuje się stale konstrukcyjne węglowe 55 lub 65 albo stopowe 40H, 45H, 35HM hartowane i odpuszczane do 38-49HRC.
Sworznie są wykonywane ze stali do nawęglania 10, 15 lub stopowych 15H, 15HM utwardzanych do 50-62HRC.
Do wyrobu tulejek i rolek stosuje się stale 10, 15 nawęglane i utwardzane do 48-60HRC.
11. Wyjaśnić zjawisko pulsowania przełożenia przekładni łańcuchowej.
Pulsowanie przełożenia przekładni łańcuchowej – łańcuch osiada na wieloboku koła
łańcuchowego, wskutek czego jego prędkość wzdłużna między kołami podlega
chwilowym zmianom, a w kierunku poprzecznym do łańcucha pojawia się ruch
oscylacyjny. Te niekorzystne oscylacje powtarzają się cyklicznie przy każdym obrocie koła o kąt podziałowy
Im mniejsza liczba zębów, tym większa nierównomierność biegu i tym większy hałas, gdyż kinematycznie ruch przekładni można sprowadzić do ruchu obrotowego wieloboku opasanego cięgnem. Przyczyną nierównomierności ruchu jest osiadanie łańcucha na wieloboku. Ogniwo łańcucha przemieszczając się od położenia a-b do położenia a’-b’ osiada na boku wielokąta. Cięgno zmienia wtedy swoje położenie o wartość w. W wyniku tej cyklicznej zmiany położenia cięgna występują zmiany prędkości oraz związane z tym przyspieszenie i drgania przekładni.
12. Rodzaje środków smarnych stosowanych do smarowania części maszyn.
Gazowe:
Gaz jest stosowany jako smar w smarowaniu gazostatycznym lub gazodynamicznym wysokoobrotowych, niskoobciążonych łożysk ślizgowych.
Płynne:
· Oleje mineralne będące produktami przeróbki ropy naftowej są najszerzej stosowane w smarowaniu maszyn. Na ich bazie wytwarzane są oleje smarowe które, w zależności od potrzeb i zastosowania są mieszaniną różnych olejów bazowych i dodatków uszlachetniających poprawiających smarność i odporność olejów na oddziaływania zewnętrzne.
· Oleje syntetyczne dzielą się na dwie grupy: oleje węglowodorowe i oleje niewęglowodorowe. Otrzymuje się je na drodze syntezy chemicznej w celu uzyskania bardzo określonych właściwości fizyko-chemicznych; są to na przykład trudnopalne oleje hydrauliczne, oleje silnikowe o wysokim wskaźniku lepkości, obojętne chemicznie oleje spożywcze.
· Wodę lub emulsje wodne stosuje się w mechanizmach gdzie woda występuje jako czynnik roboczy (pompy wody) , w przypadkach, gdzie potrzebne jest intensywne chłodzenie smarowanych elementów, lub w miejscach zagrożenia pożarowego lub wybuchowego (górnictwo).
Plastyczne:
Są to przeważnie smary plastyczne, powstałe przez zagęszczenie olejów mineralnych lub syntetycznych specjalnymi mydłami (wapniowymi, sodowymi, litowymi, baru i innych pierwiastków). Stosowane są w mechanizmach, gdzie trudno utrzymać lub dostarczać olej smarowy.
Stałe:
materiały te mają budowę płytkową, co ułatwia wytworzenie charakterystycznych płaszczyzn poślizgu, dzięki czemu zmniejszony jest współczynnik tarcia. Stosowane są jako samoistne środki smarne w warunkach podwyższonej temperatury, lub jako dodatki do olejów smarowych i smarów.
13. Wyjaśnić różnicę pomiędzy lepkością dynamiczną a kinematyczną.
ɳ współczynnik lepkości dynamicznej (lepkość dynamiczna): lepkość dynamiczna stosowana jest w obliczeniach łożysk hydrodynamicznych i hydrostatycznych
Jednostka lepkości dynamicznej: 1 paskalosekunda [Pa·s]
Lepkość kinematyczna jest to lepkość dynamiczna odniesiona do gęstości (masy właściwej):
Do celów klasyfikacji lepkościowej olejów smarowych używa się współczynnika lepkości kinematycznej.
14. Sposoby smarowania zazębień kół zębatych oraz łożysk przekładni zębatych zamkniętych.
a) Zanurzeniowe - Polega na zanurzeniu elementu ruchomego w oleju i przeniesieniu środka smarnego do miejsca smarowania dzięki przyczepności oleju do powierzchni tego elementu. Wieniec powinien być zanurzony w oleju na głębokość dwóch zębów.
Zalety:
· Prosta budowa
· Wysoka wydajność
· Proces odbywa się automatycznie
Wady:
· Ograniczenia prędkości
· Konieczność stosowania uszczelnień
· Opieka nad przekładniom i sprawdzanie czy olej się nie wylewa
b) Grawitacyjne - Polega na dostarczaniu oleju smarnego ze zbiorniczka poprzez siły grawitacji. Jest to najprostszy sposób podawania oleju do przekładni zamkniętej. Jednak możliwości podawania oleju do przekładni są niskie dlatego metoda ta jest wykorzystywana jest w przekładniach wolnobieżnych. Pojemność tych smarowniczek jest również niska gdyż wystarcza na od 2 do 8 godzin pracy.
· Łatwość obsługi
· Ograniczone zastosowanie
· Duża częstość wymiany oleju
15. Wyjaśnić różnicę pomiędzy charakterystykami lepkościowymi olejów wielosezonowych i jednosezonowych.
W zimie stosuje się oleje o mniejszej lepkości niż oleje letnie. lepkość wpływa na wartość wyporu (pozytywnie) i oporu tarcia (negatywnie). Jej zmniejszenie wskutek podwyższenia temperatury oleju może wywołać zmianę tarcia płynnego na mieszane. Obniżenie temperatury może tak zwiększyć lepkość, że mogą wystąpić duże opory ruchu. Oleje wielosezonowe powinny cechować się małą zmianą lepkości wraz ze zmianą temperatury.
16. Podać klasyfikację uszczelnień dla dwóch najważniejszych kryteriów podziału.
a) Uszczelnienia połączeń spoczynkowych:
· Uszczelki płaskie
· Pierścienie kształtowe
· Masy uszczelniające
b) Uszczelnienia połączeń ruchowych:
· Ruchu posuwisto zwrotnego (pierścienie tłokowe i segmentowe, pierścienie samouszczelniające, uszczelnienia przesłonowe)
· Ruch obrotowy stykowy (z płaską pow. styków, z cylindryczną pow. styków)
· Ruch obrotowy bezstykowy (szczelinowe, cieczowe)
17. Wymienić stosowane w uszczelnieniach materiały oraz ich ograniczenia.
Materiały stosowane na uszczelnienia:
· Elastomery
· Tworzywa sztuczne
· Węgiel (grafit)
· Węglik krzemu
· Węglik wolframu
· Azotki krzemu
· Tlenek glinu
· Metale
Elastomery – to polimerowe tworzywa sztuczne lub naturalne, które cechuje zdolność do odwracalnej deformacji pod wpływem działania sil mechanicznych z zachowaniem ciągłości ich struktury. Elastomery to szersza grupa materiałów niż gumy, które stanowią tylko 1 z klas elastomerów. Elastomer posiada zdolność zmiany w szerokim zakresie swoich wymiarów w momencie gdy jest poddawany naprężeniom rozciągającym, ścinającym lub ściskającym raz następnie powrót do poprzednich wymiarów (np. niektóre gumy oparte na kauczukach silikonowych można rozciągnąć o 1000% pierwotnych rozmiarów bez zerwania).
Zastosowanie:
· Bardzo niski moduł sprężystości (5-20Mpa) oraz duża odkształcalność do zerwania przekraczająca zwykle 100% co jest istotne przy montażu oraz przy pracy
· Jako materiał sprężynujący z małą histerezą zapewnia możliwość szybkiego reagowania na zmiany ciepła
· Stosunkowo duża odporność na pełzanie, wytrzymałość jest dość niska w porównaniu z większością tworzyw sztucznych czy metali.
Termoplasty cechuje:
· Niski współczynnik tarcia nawet przy tarciu suchym lub przy niskiej prędkości obrotowej uszczelnianego połączenia lub niedostatecznego smarowania
· Z odpowiednim wypełniaczem tworzywo wykazuje bardzo dobrą odporność na ścieranie
· Wysoka wytrzymałość, a w przypadku wytrzymałości do masy skutecznie konkurują nawet z metalami
· Większy zakres temperatur niż jest ot możliwe przy elastomerach
· Szeroki zakres odporności termicznej
Wady tworzyw sztucznych jako uszczelnień:
· Nie tłumią drgań i wibracji a przy takich obciążeniach mogą się przemieszczać
· Niska elastyczność nie pozwala na rozciąganie przy montażu co stwarza problemy i ogranicza możliwość projektowania,
· Szybsze zużywanie
· Temperatura wywiera znaczny wpływ na własności podobnie jak czas
Tworzywa sztuczne są odporne na: wodę, oleje mineralne i syntetyczne, płyny hamulcowe, nieutleniające kwasy, zasady, sole, związki organiczne nieutleniające .
Tworzywa sztuczne są nieodporne na: utleniające chemikalia, silne kwasy, chlor, rozpuszczalniki chlorowane
Materiały z ograniczeniami:
· Tworzywo węglowe – wrażliwe na wysokie ciśnienie
· Węglik krzemu – nie nadaje się do uszczelnienia kwasów
· Ceramika – nie powinna być stosowana do gazów
Gumy stosowane do produkcji uszczelnień:
Kauczuki:
· Nitrylowe NBR (twardość 70)
· Nitrylowe NBR (twardość 90)
· Chloroprenowy CR (twardość 55 i 70)
· Arylowy ACM
· Silikonowy VMQ
· Silikonowy PVMQ
· Uretanowy AU (twardość 70 i 80)
· Fluorowy FKM (twardość 70 i 80)
· Etylenowo-propylenowy EPDM
Do produkcji uszczelnień stosowane są również:
· Węgiel, elektrografit, grafit
· Metale w postaci folii lub taśmy
· Żeliwo szare(temp pierścieni mniejsza od 150st)
· Powłoki ceramiczne
· Twardy chrom, nikiel, molibden
· PTFE
18. Opisać zasadę działania uszczelnień labiryntowych.
...
oxide90