20.01.2008

Zagadnienia na egzamin z PPI

A.    Repetytorium  - podstawowe pojęcia z mechaniki i wytrzymałości:

1)     Naprężenia dla jednoosiowych stanów obciążenia: naprężenia na –

rozciąganie бr=Qr/F≤kr,

ściskanie бc=Qc/F≤kc,

zginanie δg=Mg/Wx≤kg,

skręcanie τs=MS/Wo≤ks,

nacisk powierzchniowy p=Qd/F≤p dop,

nacisk Hertza бHz=Q/FHz≤бH Lim.

2)     Złożony stan naprężeń, naprężenia zastępcze, hipoteza Hubera.

Przy złożonym stanie naprężeń oblicza się naprężenie zastępcze. Dla płaskiego stanu naprężeń stosujemy hipoteze Hubera  бz=√[бn2+(ατ)2]≤kd  gdzie бn-naprężenie normalne, -α -wsp. przeliczeniowy naprężeń stycznych na normalne dla obciążeń statycznych α2=3 dla zmiennych obciążeń α należy wyznaczyć, τ-naprężenie styczne                           

3)     Naprężenia dopuszczalne przy obciążeniach statycznych i zmiennych.

Naprężenia, które mogą występować w materiale bez obawy naruszenia warunku wytrzymałości i warunku sztywności, nazywamy naprężeniami dopuszczalnymi.
Oznaczamy je literą k z odpowiednim indeksem dolnym, charakteryzującym rodzaj odkształcenia:
NAPRĘŻENIA przy obciążeniu statycznym
      kr - naprężenie dopuszczalne przy rozciąganiu,
      kc - naprężenie dopuszczalne przy ściskaniu,
      kg - naprężenie dopuszczalne przy zginaniu,
      kt - naprężenie dopuszczalne przy ścinaniu,
      ks - naprężenie dopuszczalne przy skręcaniu.

NAPRĘŻENIA przy obciążeniu zmiennym odpowiednio:

-          krj

-          kcj

-          kgj lub kgo

-          ksj lub kso

-          ktj lub kto

np. kgj – naprężenia zmienne jednostronne

     kgo – naprężenia zmienne dwustronne

Przy obciążeniach stałych wartość naprężeń dopuszczalnych obliczamy

              k=Q/xQ

                            Q –wartość granicy plastyczności

                            XQ –współczynnik bezpieczeństwa

Gdy wartość Q jest trudna do ustalenia wyznaczamy

              k=R/xR

                            R –wartość wytrzymałości doraźnej

                            XR –współczynnik bezpieczeństwa

Przy obciążeniach zmiennych

              k=Z/xz

                            Z-wartość wytrzymałości zmęczeniowej

                            XZ - współczynnik bezpieczeństwa

4)     Wytrzymałość zmęczeniowa (co to jest?), wykres Woehlera.

wytrzymałość na wielokrotne (wielocykliczne) obciążenia zmienne (dynamiczne)

5)     Przykłady elementów maszyn „pracujących” zmęczeniowo.

Przypadki techniczne występowania nacisków powierzchniowych: koło- szyna, łożysko toczne, krzywka- popychacz, dźwignia zaworu-trzon zaworu 

6)     Czynniki wpływające na wytrzymałość zmęczeniową części maszyn.

*działanie karbu

*wpływ wielkości przedmiotu
*wpływ rodzaju obróbki i stanu warstwy wierzchniej

              a)obróbki skrawania

b)obróbki polepszającej warstwę wierzchnią

B.     Wprowadzenie do projektowania

1)     Jakie elementy składowe wchodzą w zakres dokumentacji konstrukcyjnej?

- rys. złożeniowy

- rys. wykonawcze części

- rys. montażowe

- rys. ofertowy

- schematy elektryczne i elektroniczne

- schematy hydrauliczne

- schematy pneumatyczne

- program sterowania maszyną

- oprogramowanie diagnostyczne

- DTR

- świadectwo znaku CE

2)     Co to jest rysunek konstrukcyjny złożeniowy, jakie muszą być w nim zawarte informacje.

Przedstawia obiekt w stanie zmontowanym na rzutach i przekrojach w taki sposób, że pokazana jest współpraca wszystkich części. Podajemy wymiary gabarytowe, ważne wymiary charakterystyczne pasowania, zestawienie części oraz wymagania techniczne.

3)     Co to jest rysunek wykonawczy części, jakie informacje muszą być zawarte na tym rysunku.

Wykonuje się tylko dla części specjalnych w odpowiednich rzutach i przekrojach musi by pełne ukształtowanie części. Wszystkie wymiary odchyłki wymiarów tolerowanych, tolerancji kształtu i położenie,  chropowatośc wszystkich powierzchni, obróbki cieplnej, twardośc materiału

4)     Co to są wymiary swobodne (niezwiązane), wymiary tolerowane, podać przykłady w oparciu o własny szkic wybranej części maszyny.

* swobodne - dla których dokładność wykonania wynika z zastosowanej technologii i dla których nie podaje się wartości odchyłek, rzeczywista wartośc nie odgrywa większej roli             
* tolerowane - dla których podaje się wartości dopuszczalnych odchyłek, a wymiar rzeczywisty musi zawierać się w określonych granicach.

5)     Podaj kilka przykładów wymiarów tolerowanych oraz przykłady pasowań.

Wyznacza się wg ISO – 20 klas dkladności wykonania IT01, IT0, IT1,….,IT18

Tolerowanie wymiarów:  IT5 – IT9 (10) – w budowie maszyn (podane odchyłki) : łożyska toczne, pierścienie

Tolerowanie wymiarów swobodnych: IT13 – IT18 – wymiary swobodne mniej odpowiedzialne.

Przykłady tolerancji:  średnica 50 +- 0,02 ; średnica 12 - 0,02  - 0,08

Przykłady pasowań: 

- wg stałego otworu: średnica 25H7/h6 (25-rozmair otworu, H7-klasa dokładności dla otworu, h6-klasa dokładności dla wałka), średnica 30H7/e8

- wg stałego wałka: 12N9/h9; 90E8/h9

Tolerowanie wymiarów za pomocą:
- symboli z norm (przykład - a i b),             
- odchyłek liczbowych (przykład - c).

6)     Rodzaje pasowań, od czego zależy wybór pasowania?

Pasowanie jest to skojarzenie dwóch części maszyn typu „wałek i otwór”, w którym obydwa elementy są tolerowane. Pasowanie jest to zapis na rysunkach złożeniowych, który dotyczy sposobu połączenia dwóch części maszyny.

Rodzaje pasowań:

-          pasowania ruchowe,

-          pasowania spoczynkowe, obejmujące pasowania mieszane i wtłaczane

Pasowania ruchowe umożliwiają zmiany wzajemnego położenia współpracujących części podczas pracy. W przypadkach pasowań spoczynkowych nie powinna podczas pracy zachodzić zmiana wzajemnego położenia części współpracujących.

Pasowania ruchowe wymagają, aby między dwiema współpracującymi częściami był luz. Luzem nazywamy różnice między średnicą otworu a średnicą wałka, stwarzającą możliwość ich wzajemnego ruchu.

Pasowanie spoczynkowe wymaga, aby między dwiema współpracującymi częściami wcisk. Wciskiem nazywamy ujemną różnicę między średnicą otworu a średnicą wałka.

Poszczególne rodzaje pasowań uzyskujemy zależnie od rozmieszczenia pól tolerancyjnych. Stosuje się 2 zasady układu pól tolerancyjncyh: zasada stałego otworu (wymiary graniczne otworu pozostają jednakowe) poszczególne rodzaje pasowań uzyskuje się przez zmiany wymiarów granicznych wałka oraz zasadę stałego wałka (wymiary graniczne wałka pozostają jednakowe).

       Φ30H7/k6; Φ32H7/m7; Φ18H7/h6

7)     Jakie informacje mogą potencjalnie wchodzić w skład założeń do projektu

8)     Jaki jest cel budowy i badań prototypu? Jakie są najnowsze techniki wytwarzania prototypów?

9)     Jakie są możliwości wykorzystania techniki komputerowej w projektowaniu?

    C.  Podstawy konstrukcji  maszyn

1)        Ogólny podział części maszyn.

Maszyna zorganizowany zbiór elementów przeznaczony do przetworzenia dostarczonej energii w pracę użyteczną lub w inną postać energii

Podział maszyn

- maszyny energetyczne, które służą do przetwarzania jednego rodzaju energii w inny (silniki, pompy)

- maszyny transportowe (samochody)

- maszyny technologiczne, które służą do wykonywania operacji związanych ze zmianą kształtu obrabianych przedmiotów oraz ze zmianą fizycznych własności i stanów obrabianych materiałów (obrabiarki, maszyny hutnicze).

Maszyny energetyczne dzielimy na:

- silniki, które służą do zamiany dostarczanej im energii w pracę mechaniczną, potrzebną np. do napędu,

- maszyny robocze, które zwiększają energię czynnika (np. pompy, sprężarki)

Podział części maszyn

-        połączenia części maszyn

-        nierozłączne

-        rozłączne

-        łączniki sprężyste

-        wały maszynowe i osie

-        sprzęgła i hamulce

-        łożyska

-        ślizgowe

-        toczne

-        uszczelnienia

-        przekładnie

- mechaniczne

- hydrauliczne

2)        Przykłady znormalizowanych części maszyn ze szkicami.

3)        Klasyfikacja połączeń stosowanych w budowie maszyn i urządzeń.

Połączenia części maszyn, 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 .
Najczęściej spotykane połączenia rozłączne: gwintowe (uzyskiwane za pomocą łączników - śrub, nakrętek i wkrętów), kołkowe i sworzniowe (odpowiednio - za pomocą kołków i sworzni), klinowe, wpustowe i wielowypustowe (wpust, wielowypust), sprężyste (uzyskiwane za pomocą sprężyn resorów i sprężnic) oraz rurowe (m.in. gwintowe, kielichowe).
Połączenia rozłączne dzielimy na:
spoczynkowe- w których łączone elementy pozostają nieruchome względem siebie
ruchowe- w pewnym zakresie
 

Połączenia nierozłączne- najczęściej stosowane połączenia to:
połączenia spawane
połączenia lutowane
połączenia zgrzewane
połączenia klejowe
 

1