ściąga 5.doc

1. Obliczyć i narysować pasowanie.

Narysować rozkład pól tolerancji oraz obliczyć parametry pasowania i podać jego rodzaj, jeżeli wiadomo:

N=100mm, T0=30μm, TW=20μm, EI=0, es= -10μm

N - wymiar nominalny; ES, es - górna otworu, wałka; EI, ei- dolna otworu, wałka; T0-tolerancja otworu, TW - tol. wałka, A - wymiar graniczny dolny, B - wym. gr. górny, Lmax - luz maksymalny, Lmin - min, T - tolerancja pasowania.

T0=ES-EI, TW=es-ei, A0=N+EI, AW=N+ei, B0=N+ES, BW=N+es, Lmax=ES-ei, Lmin=EI-es, T=T0-TW, T=Lmax-Lmin, T=Wmax-Wmin, L/Wsr=0,5(Lmax+Lmin)

Gdzie W to wcisk

Pasowanie luźne: Lmax>0, Lmin>0 (A-H, a-h)

Pasowanie mieszane: Lmax>0, Lmin<0 (J-N,P, j-n,p)

Pasowanie ciasne Lmax<0, Lmin<0 (N-Z,n-z)

Pasowanie określa charakter współpracy wałka z otworem, zależy jedynie od różnicy ich wymiarów przed połączeniem, obrazem pasowania jest skojarzenie dwóch pól tolerancji - otworu i wałka.

Lmax=-Wmin, Lmin=-Wmax

Zasada stałego otworu - kojarzenie tolerancji wałka z tolerancją otworu, którego dolna odchyłka jest równa zero EI=0.Taki otwór oznacza się H.

Zasada stałego wałka - kojarzenie tolerancji otworu z tolerancją wałka, którego górna odchyłka jest równa 0 es=0. Taki wałek oznaczmy h.

à Dane:

ES=T0+EI=30, ei=es-Tw=-30, Ao=N+EI=100, Bo=N+ES=100,03mm, Aw=N+ei=99,97mm, Bw=N+es=99,99mm, Lmax=ES-ei=60, Lmin=EI-es=10, T=To+Tw=50

Jest to pasowanie luźne wg stałego otworu Lmax > 0 ; Lmin > 0

Pasowanie : - luźne Lmax>0; Lmin>0 (A÷H, a÷h)

                     - mieszane Lmax>0; Lmin<0 (J÷N(p), j÷n(p))

                     - ciasne Lmax<0; Lmin<0 (N÷Z, n÷z)

2. Sposoby spawania.

a) gazowe – stosowane do łączenia cienkich blach,

b) łukowe – najczęściej stosowane, źródłem ciepła jest łuk elektryczny powstający między elektrodą a łączonym elementem,

c) atomowe – łączenie części ze stali wysokostopowych, żaroodpornych itp. Oraz napawanie części stopami twardymi,

d) plazmowe – do łączenia grubych blach (5 – 20mm) bez przygotowania brzegów jak i do łączenia cienkich blach (0,01mm),

e) elektronowe – umożliwiające łączenie materiałów o różnych właściwościach (aluminium – srebro) i różnych grubościach,

f) laserowe

tworzyw termoplastycznych – w strumieniu gorącego powietrza.

3. Narysować połączenie wpustowe i wielowypustowe.

Wpustowe:

Połączenia wpustowe służą do osadzania na wale różnych części maszyn (kół zębatych, pasowych). Na wale i otworze wykonane są odpowiednie rowki, w które wprowadzony jest wpust. Zadaniem wpustu jest przenoszenie momentu obrotowego z wału na współpracującą część.

Materiały na wpusty: Rm ³500MPa – 45, St5, St6

Rodzaje wpustów: pryzmatyczne, czółenkowe, czopkowe symetryczne, niesymetryczne.

Tolerancja rowków:

Wielowypustowe:

Połączenie bezpośrednie, na czopie wału są wykonane występy (wypusty) współpracujące z odpowiednimi rowkami w piaście.

Zalety: połączenie krótsze jak w połączeniu wpustami, dokładniejsze osiowania, zmniejszenie nacisków jednostkowych, zmniejszenie oporów tarcia.

Rodzaje osiowania: na zewnątrz średnicy, na wew. Średnicy, na bokach wypustu.

4. Rozkład ciśnień w łożysku ślizgowym (osiowe i poprzeczne).

Rozkład nacisków (ciśnienia) w łożysku ślizgowym

b - kąt opasania,

a - kąt pomiędzy kierunkiem obciążenia, a początkiem klina smarnego,

f - kąt określający miejsce najmniejszej grubości warstewki olejowej,

q(teta) - współrzędna kątowa mierzona w kierunku obrotów,

qa(tetaa) - współrzędna kątowa mierzona od linii środków czopa i panewki do początku klina smarnego,

Qpmax - kąt określający miejsce maksymalnego ciśnienia,

Qpo - kąt określający koniec klina smarnego.

5. Przekładnia pasowa (rozkład naprężeń w ruchu i spoczynku).

Przekładniami mechanicznymi nazywamy mechanizmy służące do przenoszenia energii co zazwyczaj połączone jest ze zmianą prędkości obrotowej i odpowiednimi zmianami sił i momentów.

RYSUNEK NAPRĘŻENIA W PASIE I ROZKŁAD SIŁ:

D1-koło napędzające

D2- koło napędzane

S1=S2*emf1

S1-S2=T- siła użyteczna

Przekładnie pasowe:

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.

Materiały na pasy: skóra, guma z tkaniną bawełnianą, bawełna, wełna, polimer.

6. Rodzaje uszkodzeń zębów..

a) rysy hartownicze – pęknięcia,

b) uszkodzenia interferencyjne – występują przy nadmiernym nacisku pomiędzy stopą a głową zęba,

c) odpryski – są inicjowane przez rysy i pęknięcia w utwardzonej warstwie,

d) wytarcia i wydarcia - są wynikiem obecności twardych zanieczyszczeń pomiędzy zębami,

e) zatarcie i przegrzanie – powstaje przy zaniku smaru i metalicznym styku zęba,

f) pitting - ma postać piramidkowych ubytków na powierzchniach bocznych, jest inicjowany przez   pęknięcia, w które wszedł olej,

g) zgniot i złamanie – uszkodzenie nieutwardzonych zębów o zbyt małej granicy plastyczności.

7. Metody kształtowania wałów (wpływ karbów i sposoby łagodzenia).

Kształtowanie powierzchni swobodnych przeprowadzamy po ukształtowaniu powierzchni roboczych, czyli czopów - należy uwzględnić aby d1/d2 ≤ 1,2 , natomiast czopy należy kształtować według zaleceń normy.

Gładkość powierzchni:

1.Czopów końcowych: Rz=2,5-0,32mm.

2.Powierzchni swobodnych: wały wolno obrotowe i średnio bieżne (Rz=10-5mm), wysokoobrotowe ( Rz=2,5mm).

Tolerancje – powierzchnie swobodne wykonujemy w tolerancji warsztatowej IT14 (h14) przy dużych obrotach IT12 do IT10.

Uwzględnianie wpustu:

1.Jeżeli obciążenie jest w przybliżeniu statyczne wystarczy, by moment bezwładności przekroju z rowkiem był nie mniejszy od momentu bezwładności zarysu teoretycznego.

2.Gdy wał pracuje w zmiennym cyklu obciążenia przy niewielkim udziale momentu skręcającego moment bezwładności koła wpisanego winien być nie mniejszy niż teoretyczny.

3.Gdy występuje duży udział momentu skręcającego moment bezwładności koła współśrodkowego z przekrojem poprzecznym wału stycznego zewnętrznie do dna rowka pod wpust winien być nie mniejszy od teoretycznej.

a)należy dążyć do łagodnego kształtowania przejść stosując np.     stożki przejściowe zamiast odsadzeń,

b)jeżeli łukowe odsadzenie jest konieczne starać się o możliwie duży promień przejściowy,

c)zaleca się wyrównywanie współczynników bezpieczeństwa prowadzące do uzyskania najlepszej konstrukcji,

d)gładkość powierzchni jest czynnikiem istotnie wpływającym na podwyższenie wytrzymałości zmęczeniowej,

e)należy pamiętać, że powłoki ochronne z metali o małej wytrzymałości mogą być źródłem pierwszych pęknięć zmęczeniowych,

f)zwiększenie wytrzymałości zmęczeniowej można uzyskać przez wytwarzanie na powierzchni elementu odpowiednich napięć wstępnych,

g)często działanie karbu można zastąpić stosując dodatkowe karby odciążające (karby powodują spiętrzenie naprężeń).

8. Czym różni się klin od wpustu.

Wpust

Wpust: przenoszą moment skręcający, dobre osiowanie współpracujących części.

Klin: niewielki moment skręcający:

- stosowane przy minimalnych wymaganiach co do współosiowości,

- nierównomierny rozkład naprężeń,

- niekorzystny …,

- skośne ustawienie osadzonej części,

- trudności z dopasowaniem klina,

- stosowany przy małych prędkościach obrotowych.

9. Narysować ułożyskowanie wału uniemożliwiające jego osiowe przesunięcie .

10. Łożysko ślizgowe (hydrodynamiczne, h-statyczne,  rozkład ciśnień).

Tarcie płynne – można uzyskać na zasadzie h-statycznej lub h-dynamicznej poprzez:

a) klin smarny,

b) efekt wciskania smaru.

Realizacja klina smarnego wymaga spełnienia 3 warunków:

- istnienia prędkości poślizgu większej od prędkości granicznej,

- spełnienia warunku geometrycznego tzn. istnienia pomiędzy ślizgającymi się po sobie powierzchniami, przestrzeni zwężającej się w kierunku ruchu,

- ciągłego dostarczania do tej powierzchni wystarczającej ilości smaru.

Realizacja tarcia płynnego na zasadzie „efekt wciskania smaru”:

- istnienie odpowiedniej wartości składowej prędkości ruchu czopa w kierunku normalnym do powierzchni nośnych,

- istnienie możliwie silnego dławienia smaru na wypływie z łożyska,

- ciągłego dostarczania wystarczającej ilości smaru na miejsce wyciśniętego z łożyska.

Zasada hydrostatyczna: gdy istnieje trudność w uzyskaniu tarcia płynnego na zasadzie hydrodynamicznej, ze względu na niemożność spełnienia któregoś z podstawowych warunków.

Ciśnienie w warstwie smaru oddzielającej czop od panewki wywołujemy przez pompowanie smaru pompą znajdującą się poza łożyskiem. Ciśnienie i wydatek pompy dobieramy tak, aby siła wypadkowa ciśnienia w warstwie smaru równoważyła obciążenie łożyska.

Łożysko h-dynamiczne ...