Projektowanie- obmyślanie nowych wytworów i układów bądź sposobów przekształcania dotychczas istniejących czynności poprzedzająca wytwarzanie lub przetwarzanie. Projektowanie jest czynnością poprzedzającą wytwarzanie lub przetwarzanie. Jest to opracowanie informacji o sposobie zaspokojenie potrzeb. Odnosi się do różnych dziedzin życia. projektuje się obiekty materialne oraz układy nie materialne (zakłady przem. osiedla szkoły, systemy finansowe, maszyny) Fazy procesu projektowania -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, wykonanie dokumentacji konstrukcyjnej.
Konstruowanie -to szczegółowe projektowanie maszyn i ich zespołów i elementów. 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. Konstrukcja – nazywamy abstrakcyjny obraz maszyny ze wszystkimi jej cechami powstający w umyśle konstruktora. Konstruowanie to proces tworzenia konstrukcji. Modelowanie –stało się podstawą badania systemów w matematyce, fizyce, chemii, analizie dynamicznej maszyn.
Szczegółowe zasady konstrukcji: funkcjonalność, niezawodność, trwałość, sprawność, lekkość, taniość i dostępność materiałów, właściwy układ przenoszenia obciążeń, technologiczność, łatwość eksploatacji, ergonomiczność, ochrona środowiska, zgodność z obowiązującymi normami i przepisami, …inne.
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.
Jest to taki dający się pomyśleć lub materialnie zrealizować układ, który odzwierciedlając lub odtwarzając przedmiot badania, zdolny jest zastępować go tak, że jego badanie dostarcza nam nowej informacji o tym przedmiocie. Jest zastępującą oryginał, przyjętą formą reprezentacji, wykorzystywaną do wyjaśnienia i przewidywania zachowania się oryginału w sposób adekwatny z punktu widzenia celu rozważań. Symulacja - można ją zdefiniować jako technikę rozwiązywania problemów polegającą na śledzeniu w czasie zmian zachodzących w modelu dynamicznym Rodzaje modeli: fizyczne – atrybuty obiektu są przedstawione przez wielkości fizyczne (napięcie położenie) – np. model w tunelu aerodynamicznym. matematyczne – obiekt i jego atrybuty są przedstawiane przez zmienne matematyczne, natomiast ich działanie przez funkcje matematyczne. deterministyczny - jest analitycznym przedstawieniem pojęcia systemu lub działań, w którym dla danych wielkości wejściowych wyniki są określone jednoznacznie. stochastyczny - model w którym powiązania funkcyjne zależą od wielkości losowych, dla danych wielkości wejściowych wyniki mogą być jedynie przewidziane zgodnie z zasadami Probabilistyki. wartości oczekiwanych - model w którym wielkościom losowym zostały nadane ich wartości oczekiwane lub średnie
Wielkości pomiarowe w układach mechatronicznych: wielkości mechaniczne: droga, prędkość, przyśpieszenie, siła, moment obrotowy, temperatura, ciśnienie; wielkości elektryczne: prąd, napięcie, natężenie pola, gęstość strumienia magnetycznego. Do pomiaru tych wielkości potrzebne są systemy pomiarowe odznaczające się przede wszystkim: dużą dynamiką, wysoką rozdzielczością, odpornością na zakłócenia, trwałością, miniaturyzacją. System mechatroniczny: system podstawowy: mechaniczny, system sensorów: czujników, system aktuatorów (aktorów): tzn. człony wykonawcze, uruchamiające, procesory i przetwarzanie danych wejściowych. Sensor – nieelektryczne sygnały wejściowe przetwarzane na elektryczne sygnały wyjściowe. Sensory dzielimy na: - proste (przekształtnik i przetwornik);- zintegrowane (posiadają dodatkowo zabudowane wraz z sensorem moduły, np. wzmacniające sygnał, normujące sygnał wejściowy);- inteligentne (sensory zintegrowane z dodatkowymi mikrokontrolerami, np. samoczynnie zapisujące dane pomiarowe, podających informację o osiągnięciu jakiejś wartości granicznej, lub sensory składające się z kilku czujników). Materiały inteligentne: magnetostrykcyjne – zmiana wymiarów liniowych pod wpływem namagnesowania i odwrotnie; elementy wykonawcze jak również jako czujniki drgań czy czujniki odkształcenia. piezoelektryczne – to materiały, które przetwarzają energię elektryczną na mechaniczną i odwrotnie. Mają one zastosowanie jako czujniki i elementy wykonawcze- głowice drukujące drukarek, zapalniczki, układy zapłonowe, mikrofony, wykrywanie obiektów podwodnych (sonary). Modele zorientowane na funkcję: opierają się na budowie łańcucha powiązanych ze sobą ciał sztywnych, np. za pomocą przegubów z uwzględnieniem działających na niego w czasie sił i momentów. Modele zorientowane na funkcję z dobrym skutkiem odwzorowują rzeczywiste funkcje mechanizmu. Modele zorientowane na postać konstrukcyjną: do badania wytrzymałości i tworzenia projektu konstrukcyjnego systemu mechatronicznego. Funkcjonalność odgrywa w tym wypadku drugorzędną rolę. Buduje się je w oparciu o metody elementarne, analityczne lub w oparciu o MES.
Uszczelnienie – element lub zespół elementów zakładany pomiędzy dwie powierzchnie będące względem siebie w spoczynku lub ruchu w celu zamknięcia szczeliny. Uszczelnienie zapobiega przeciekom czynnika roboczego a także chroni wnętrze urządzenia przed wnikaniem zanieczyszczeń. Podstawowymi elementami są: -element uszczelniający (uszczelki, pierścień kształtowy itp.), -powierzchnie uszczelniane (płaskie, cylindryczne), -elementy pomocnicze (dociskowe, prowadzące). Przeciek- przedostawanie się czynnika z jednego określonego obszaru do drugiego. Czynniki projektowania i doboru uszczelnień: rodzaj czynnika roboczego i jego oddziaływanie chemiczne, ciśnienie i temperatura czynnika, prędkość i rodzaj ruchu elementu uszczelnianego, przestrzeń do zabudowy, łatwość i koszt montażu/demontażu, trwałość uszczelnienia, względy ekonomiczne. Materiały uszczelniające: elastomery, tworzywa sztuczne, węgiel (grafit), węgliki krzemu, węgliki wolframu, azotki krzemu, tlenek glinu, metale.Klasyfikacja uszczelnień: 1. Uszczelnienia połączeń spoczynkowych: uszczelki płaskie, pierścienie kształtowe 2.Uszczelnienia połączeń ruchowych: Uszczelnienia ruchu posuwisto-zwrotnego: pierścienie tłokowe, pierścienie samouszczelniające, uszczelnienia przesłonowe; Uszczelnienia ruchu obrotowego: a) Uszczelnienia stykowe: z płaską powierzchnią styku (czołowe), z cylindryczną powierzchnią styku (wargowe, dławnicowe), b) Uszczelnienia bezstykowe: szczelinowe (labiryntowe, z pływającym pierścieniem), cieczowe (wirnikowe, śrubowe, ferromagnetyczne).
Pierścienie wargowe stosowane są do uszczelniania wałów o średnicach 4-1250mm zatem ich zastosowanie jest szerokie. W zależności od typu pierścienia wargowego mogą pracować przy prędkościach obrotowych wału w granicach 8-12 m/s oraz ciśnieniu 0,05-1,0MPa.
Wzornictwo przemysłowe skupia: plastykę, zagadnienia odbioru estetycznego, biologiczną i humanistyczną wiedzę o człowieku, technikę, ekonomię. Wzornictwo operuje w całym zakresie działalności człowieka, w technologii materiałowej i produkcji- zwłaszcza masowej. Należy do kultury masowej. Wzornictwo jest ściśle związane z B+R – korzysta z nowych technologii i jednocześnie je współtworzy. Pole działania wzornictwa: a) kształtowanie wieloaspektowego projektowania produktów wszelkiego rodzaju, uwzględniając konteksty przestrzenne, społeczno-kulturowe i gospodarcze; b) projektowania w sferze grafiki użytkowej, szczególnie komunikacji i identyfikacji wizualnej; c) projektowania opakowań ich formy, sposobów użytkowania, oddziaływania wizualnego oraz problematyki utylizacyjno-ekologicznej. Funkcjonowanie wzornictwa w gospodarce:
W warunkach współczesnej gospodarki wolnorynkowej, wzornictwo przemysłowe stanowi uznane i stosowane narzędzie rozwoju przez istotny udział w procesach innowacyjnych. Wprowadzenie kategorii wzornictwa przemysłowego do projektowania produktów w gospodarkach rynkowych przyniosło i przynosi nadal ewidentne korzyści gospodarcze, do których należą głównie: większe dochody ze sprzedaży danego wyrobu lub grupy; wzrost poziomu innowacyjności producenta; powiększenie rynku, możliwość zajęcia pozycji lidera; umocnienie własnej marki; podniesienie jakości; wzrost konkurencyjności; rozwój zakładu oraz możliwości projektowych.
Innowacje we wzornictwie: a) w dziedzinie formy (kształtu, wyglądu) wyrobu. Na tym obszarze rola wzornictwa jest zdecydowanie dominująca; b) innowacje funkcjonalno-użytkowe, wynikające z analiz użytkowo-ergonomicznych oraz obserwacji potrzeb i upodobań użytkowników; c) innowacje, których źródłem jest pojawienie się nowych możliwości technicznych, tak w zakresie konstrukcji jak technologii materiałowo-produkcyjnych; c) innowacje rynkowe, wynikające z potrzeb rynku określonych poprzez badania rynkowe (występujące w ścisłym powiązaniu z marketingiem i reklamą)
Podział i ogólna charakterystyka środków smarnych
Gazowe (powietrze, azot, dwutlenek węgla, inne): gaz jest stosowany jako smar w smarowaniu gazostatycznym lub gazodynamiczym 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.
qazsedc