Nowy podręcznik. na obrabiarkach sterowanych numerycznie. Wykonywanie obróbki. Branża mechaniczna i samochodowa

Transkrypt

1 na obrabiarkach sterowanych numerycznie Podręcznik do nauki zawodów TECHNIK MECHANIK OPERATOR OBRABIAREK SKRAWAJĄCYCH 20o1w6iedź Zap Nowy podręcznik Branża mechaniczna i samochodowa Wykonywanie obróbki

2 Oferta WSiP dla branży mechanicznej i samochodowej Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne polecają publikacje do nauki zawodów: technik mechanik, operator obrabiarek skrawających, technik pojazdów samochodowych, mechanik pojazdów samochodowych, elektromechanik pojazdów samochodowych i ślusarz przygotowane zgodnie z nową podstawą programową. Przygotowywanie Przygotowywanie Przygotowywanie Wykonywanie obróbki Wykonywanie obróbki konwencjonalnych obrabiarek skrawających na konwencjonalnych na konwencjonalnych obrabiarkach obrabiarkach skrawających skrawających do obróbki Kwalifikacja M.19.1 Podręcznik do nauki zawodów Kwalifikacja M.19.3 Przygotowywanie konwencjonalnych obrabiarek skrawających do obróbki (M.19.1) Podręcznik podręcznik do nauki zawodów TECHNIK MECHANIK OPERATOR OBRABIAREK SKRAWAJĄCYCH Wykonywanie obróbki na konwencjonalnych obrabiarkach skrawających (M.19.2) w branży mechanicznej i samochodowej Kwalifi kacja M.19.4 Kwalifikacja Podręcznik do nauki zawodów TECHNIK MECHANIK OpERATOR OPERATOR ObRAbIAREK OBRABIAREK SKRAWAJĄCYCH skrawających Rysunek techniczny zawodowy na obrabiarkach obrabiarekach na sterowanych sterowanych numerycznie numerycznie do do obróbki obróbki Podręcznik podręcznik do nauki zawodów TECHNIK MECHANIK OPERATOR OBRABIAREK SKRAWAJĄCYCH wykonywanie obróbki Wykonywanie obróbki obrabiarek obrabiarek sterowanych sterowanych numerycznie numerycznie Kwalifi kacja M.19.2 Kwalifikacja REFORMA 2012 REFORMA 2012 REFORMA 2012 REFORMA 2012 Podręczniki TECHNIK MECHANIK OpERATOR OPERATOR ObRAbIAREK OBRABIAREK SKRAWAJĄCYCH skrawających Przygotowywanie obrabiarek sterowanych numerycznie do obróbki (M.19.3) Wykonywanie obróbki na obrabiarkach sterowanych numerycznie (M.19.4) Podręcznik do nauki zawodu TECHNIK MECHANIK TECHNIK POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH Rysunek techniczny zawodowy w branży mechanicznej i samochodowej REFORMA REFORMA REFORMA PDG / BHP Prowadzenie działalności gospodarczej BHP Prowadzenie działalności gospodarczej BHP w branży mechanicznej w branży mechanicznej w branży samochodowej w branży samochodowej EFEKTY KSZTAŁCENIA WSPOLNE DLA BRANŻY EFEKTY KSZTAŁCENIA WSPÓLNE DLA BRANŻY EFEKTY KSZTAŁCENIA WSPÓLNE DLA BRANŻY BHP w branży mechanicznej PDG w branży samochodowej Pracownia diagnostyki samochodowej DIAGNOZOWANIE I NAPRAWA PODZESPOŁÓW I ZESPOŁÓW POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH Pracownia diagnostyki samochodowej (M.18) Testy i zadania praktyczne NOWA PODSTAWA PROGRAMOWA PRAKTYCZNA NAUKA ZAWODU NOWA PODSTAWA PROGRAMOWA PRAKTYCZNA NAUKA ZAWODU Publikacje do praktycznej nauki zawodu BHP w branży samochodowej Pracownia mechatroniki samochodowej DIAGNOZOWANIE ORAZ NAPRAWA ELEKTRYCZNYCH I ELEKTRONICZNYCH UKŁADÓW POJAZDÓW SAMOCHODOWYCH Pracownia mechatroniki samochodowej (M.12) nowa PODsTaWa PrOGramOWa PDG w branży mechanicznej Testy i zadania praktyczne egzamin zawodowy Technik mechanik ślusarz kwalifikacja EFEKTY KSZTAŁCENIA WSPÓLNE DLA BRANŻY m.20 Testy i zadania praktyczne (M.20) Te i inne publikacje do nauki zawodów: technik pojazdów samochodowych, technik mechanik, mechanik-monter maszyn i urządzeń, ślusarz, elektromechanik pojazdów samochodowych, mechanik pojazdów samochodowych (kwalifikacje M.42, M.44, M.17, M.20, M.12, M.18) można obejrzeć i kupić pod adresem sklep.wsip.pl

3 Szanowni Państwo, z przyjemnością przedstawiamy Państwu fragmenty nowego podręcznika, spełniającego wszystkie wymagania nowej podstawy programowej kształcenia zawodowego. Jest to publikacja gwarantująca skuteczne przygotowanie do egzaminów potwierdzających kwalifikacje w zawodzie, napisana językiem zrozumiałym dla ucznia i wzbogacona o atrakcyjny materiał ilustracyjny. Prawdziwa nowość, warta Państwa uwagi. 1 września 2012 roku Ministerstwo Edukacji Narodowej rozpoczęło reformę szkolnictwa zawodowego, która wprowadziła nową klasyfikację zawodów oraz ich podział na kwalifikacje. Dla wszystkich wyodrębnionych zawodów przygotowano nowe podstawy programowe. Zmieniła się także formuła egzaminu zawodowego wprowadzono egzamin potwierdzający kwalifikacje w zawodzie. Uczniowie kończący naukę w zasadniczej szkole zawodowej i technikum oraz słuchacze szkół policealnych, po zdaniu egzaminów pisemnego i praktycznego, otrzymują dyplom potwierdzający kwalifikacje w zawodzie. Aby umożliwić Państwu zapoznanie się z naszym podręcznikiem, prezentujemy wykaz zawartych w nim treści oraz fragmenty wybranych rozdziałów. Wierzymy, że przygotowana przez nas oferta umożliwi Państwu efektywną pracę oraz pomoże w skutecznym przygotowaniu uczniów i słuchaczy do egzaminu zarówno w części pisemnej, jak i praktycznej. Branża mechaniczna i samochodowa Zapraszamy do korzystania z naszego podręcznika. Warto uczyć z nami! Artur Dzigański Kierownik Zespołu Kształcenia Zawodowego Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne Spółka Akcyjna

4 Kształcimy zawodowo! WSiP skuteczne przygotowanie do egzaminów potwierdzających kwalifikacje w zawodzie Publikacje: zgodne z nową podstawą programową z aprobatą MEN opracowane w podziale na kwalifikacje napisane przez specjalistów i nauczycieli praktyków z dużą liczbą ćwiczeń, przykładów praktycznych, tabel i schematów z wyróżnieniem najważniejszych treści, rysunkami i ilustracjami ułatwiającymi zapamiętywanie

5 REFORMA 2012 Wykonywanie obróbki na obrabiarkach sterowanych numerycznie Janusz Figurski M.19.4 Podręcznik do nauki zawodów TECHNIK MECHANIK OPERATOR OBRABIAREK SKRAWAJĄCYCH

6 Podręcznik dopuszczony do użytku szkolnego przez ministra właściwego do spraw oświaty i wychowania i wpisany do wykazu podręczników przeznaczonych do nauczania w zawodach na podstawie opinii rzeczoznawców: mgr. Rafała Janusa, mgr. Janusza Górnego, mgr. inż. Ryszarda Janasa. Typ szkoły: technikum, zasadnicza szkoła zawodowa Zawód: technik mechanik, operator obrabiarek skrawających. Kwalifikacja: M.19. Użytkowanie obrabiarek skrawających. Część kwalifikacji: 4. Wykonywanie obróbki na obrabiarkach sterowanych numerycznie. Rok dopuszczenia: 2016 Podręcznik szkolny dotowany przez Ministra Edukacji Narodowej Copyright by Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne Warszawa 2016 Wydanie I (2016) Opracowanie merytoryczne i redakcyjne: Małgorzata Skura (redaktor koordynator), Katarzyna Rogowska (redaktor merytoryczny) Konsultacje: Ryszard Dolata Redakcja językowa: Lucyna Lewandowska Projekt okładki: Dominik Krajewski Ilustrator: Jacek Chlebicki Fotoedycja: Agata Bażyńska Skład i łamanie: Jolanta Syska Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne Spółka Akcyjna Warszawa, Aleje Jerozolimskie 96 Tel.: Infolinia: Publikacja, którą nabyłaś / nabyłeś, jest dziełem twórcy i wydawcy. Prosimy, abyś przestrzegała / przestrzegał praw, jakie im przysługują. Jej zawartość możesz udostępnić nieodpłatnie osobom bliskim lub osobiście znanym. Ale nie publikuj jej w internecie. Jeśli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treści i koniecznie zaznacz, czyje to dzieło. A kopiując jej część, rób to jedynie na użytek osobisty. Szanujmy cudzą własność i prawo. Więcej na Polska Izba Książki

7 SPIS TREŚCI 5 Przedmowa Mocowanie obrabianego przedmiotu 1.1 Uchwyty przedmiotowe Stoły obrotowe i urządzenia podziałowe Sondy pomiarowe Ustawianie punktu zerowego obrabianego przedmiotu Zapamiętaj Sprawdź swoją wiedzę Literatura Uruchamianie programu i nadzorowanie przebiegu obróbki 2.1 Charakterystyka pulpitu obsługi Błędy obróbki podczas procesu skrawania Metody pomiaru obrabianego przedmiotu Wykonywanie pomiarów warsztatowych Zapamiętaj Sprawdź swoją wiedzę Literatura Procesy zużywania się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi 3.1 Istota zużywania się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi Mechaniczne zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi Korozyjne zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi Korozyjno -mechaniczne zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi Zużycie i uszkodzenie narzędzi skrawających Metody oceny stanu ostrza Zapamiętaj Sprawdź swoją wiedzę Literatura Konserwacja obrabiarek sterowanych numerycznie 4.1 Eksploatacja obiektów technicznych Wprowadzenie do diagnostyki technicznej Dobór środków smarnych Technika smarowania Przeglądy i konserwacja obrabiarki CNC Zapamiętaj Sprawdź swoją wiedzę Literatura Wykaz podstawowych pojęć w językach polskim, angielskim i niemieckim

8 6 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE PRZEDMOWA W podręczniku zawarto informacje niezbędne do właściwego przygotowania do wykonywania obróbki na obrabiarkach sterowanych numerycznie. Dotyczą one przede wszystkim: 1. ustawiania miejsca zerowego obrabianego przedmiotu, 2. uruchamiania programu i nadzorowania przebiegu obróbki, 3. procesów zużywania się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi, 4. pomiarów obrabianego przedmiotu, 5. konserwacji obrabiarek sterowanych numerycznie. Autor starał się przedstawić materiał w taki sposób, aby ułatwić uzbrajanie i uruchamianie obrabiarek sterowanych numerycznie oraz dobór narzędzi pomiarowych niezbędnych do sprawdzenia jakości wykonanej obróbki mechanicznej. Z obszernej tematyki obrabiarek sterowanych numerycznie zaprezentowano tu zagadnienia przydatne podczas wykonywania zadań zawodowych. Treści zamieszczone w podręczniku powinny stanowić wprowadzenie do wykonywania obróbki na obrabiarkach sterowanych numerycznie oraz stanowić wstęp do działań praktycznych realizowanych przez uczniów podczas zajęć. Wykaz literatury zamieszczony na końcu każdego rozdziału ma ułatwić rozszerzenie i pogłębienie zakresu wiadomości przedstawionych w podręczniku. Janusz Figurski

9 3 Procesy zużywania się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi Przyczyny zużywania się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi Mechaniczne zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi Korozyjne zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi Korozyjno -mechaniczne zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi Zużycie i uszkodzenie narzędzi skrawających Metody oceny stanu ostrza

10 8 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE 3.1 Istota zużywania elementów maszyn, urządzeń i narzędzi W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: dlaczego elementy maszyn, urządzeń i narzędzi ulegają zużyciu co to jest warstwa wierzchnia materiałów czy można zapobiec zużywaniu się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi W wyniku użytkowania maszyn, urządzeń i narzędzi zawsze następuje pogorszenie ich właściwości użytkowych oraz stanu technicznego poszczególnych elementów. Podczas użytkowania są one narażone na destrukcyjne działanie różnorodnych czynników, takich jak: tarcie powierzchni elementów współpracujących, zmienne obciążenia mechaniczne i parametry ruchu, zmienne temperatury związane z wykonywaniem założonych zadań lub oddziaływaniem środowiska, agresywny wpływ środowiska, wnikanie między powierzchnie elementów współpracujących wiórów, opiłków i zanieczyszczeń, jakość procesu eksploatacji (np. zasilanie płynami eksploatacyjnymi, utrzymanie w czystości elementów współpracujących, sposób obsługiwania). Przejawami pogorszenia się właściwości użytkowych oraz stanu technicznego maszyn, urządzeń i narzędzi są: obniżenie sprawności ich działania, zwiększenie oporów w ruchu elementów współpracujących, wzrost poziomu drgań i hałasu, wzrost temperatury współpracujących ze sobą części, zwiększenie luzów w parach kinematycznych. Pogarszanie się właściwości użytkowych oraz stanu technicznego maszyn, urządzeń i narzędzi to konsekwencja procesów zużywania się i starzenia. Zużywanie się jest powodowane procesami fizycznymi i chemicznymi zachodzącymi podczas wykonywania założonych zadań roboczych. Przyczyny zużywania się maszyn, urządzeń i narzędzi to przede wszystkim: tarcie, korozja, erozja, zmęczenie materiałów. Proces starzenia zaczyna się w momencie zakończenia produkcji maszyny, urządzenia lub narzędzia. Jest efektem działania czynników środowiska, w którym się je użytkuje (np. opadów atmosferycznych, zanieczyszczeń, zapylenia, zmiennej temperatury, wilgotności) oraz czynników wewnętrznych, występujących podczas ich eksploatacji i przechowywania (procesów mechanicznych, mechaniczno -chemicznych i mechaniczno -fizycznych).

11 ISTOTA ZUŻYWANIA ELEMENTÓW MASZYN, URZĄDZEŃ I NARZĘDZI 9 Przy ocenie zużycia elementów na danym etapie użytkowania bierze się pod uwagę: parametry geometryczne (stereometryczne) kształt, wymiary liniowe i kątowe, stan powierzchni (chropowatość, obecność rys, wgnieceń, pęknięć, wżerów); właściwości fizyczne i chemiczne skład chemiczny i strukturę materiałów, z których są wykonane elementy, właściwości mechaniczne i naprężenia występujące w materiałach. W celu określenia stopnia zużycia elementów stosuje się metodę wzrokową, wykonuje podstawowe pomiary warsztatowe lub przeprowadza badania specjalistyczne (np. metalograficzne). Procesy zużywania się i starzenia zachodzą podczas eksploatacji każdej maszyny, każdego urządzenia i narzędzia; są to procesy naturalne, których nie da się wyeliminować można je tylko w pewnym stopniu ograniczyć. Zminimalizowaniu i opóźnieniu procesów zużywania i starzenia sprzyja przestrzeganie zaleceń producentów maszyn, urządzeń i narzędzi dotyczących zasad ich eksploatacji. Nie zawsze procesy zużywania się mają destrukcyjny wpływ na pracę elementów, podzespołów i zespołów maszyn i urządzeń np. zużywanie się podczas docierania współpracujących elementów korzystnie wpływa na ich dalsze działanie. Zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi w czasie eksploatacji można podzielić na trzy okresy (rys. 3.1): okres I (zużycie wstępne, docieranie) okres współpracy elementów charakteryzujący się początkowo dużą intensywnością zużywania związaną z możliwym występowaniem ukrytych wad materiałowych, niedokładnością wymiarową elementów, niedokładnością wykonania montażu, błędami w czasie transportu i przechowywania; w okresie tym następuje wstępne zużycie powierzchni elementów współpracujących, prowadzące do zwiększenia odporności tych powierzchni na zużycie; okres II (zużycie normalne) mniej więcej stały i niezbyt wysoki poziom zużywania się elementów uzależniony od sposobu eksploatacji oraz przestrzegania zasad, norm i zaleceń producenta maszyn, urządzeń i narzędzi; okres III (przyspieszone zużywanie się) nagły wzrost poziomu zużywania się elementów wynikający z kumulacji wcześniejszych poziomów zużycia maszyn, urządzeń i narzędzi. Rys Charakterystyka zużywania się maszyny Z punktu widzenia procesu zużywania i niszczenia powierzchni elementów współpracujących istotna jest tzw. warstwa wierzchnia. Warstwą wierzchnią jest część materiału ograniczona rzeczywistą powierzchnią ciała stałego i materiałem rdzenia. Składa się z kilku stref o zróżnicowanych rozmiarach, odmiennych cechach fizycznych i chemicznych w stosunku do cech materiału rdzenia. Procesy zużywania i niszczenia zaczynają się najczęściej w warstwie wierzchniej i postępują w głąb materiału. Wszelkie

12 10 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE oddziaływania zewnętrzne na elementy maszyn, urządzeń i narzędzi polegające na zetknięciu z innymi elementami i ciałami (naciski, tarcie), kontakcie z substancjami chemicznymi (np. środkami smarnymi, kwasami, zasadami, solami), oddziaływaniu środowiska (temperatura, zanieczyszczenia, wilgoć) dotyczą przede wszystkim warstwy wierzchniej. Powodują one powstawanie różnorodnych zmian w strukturze warstwy wierzchniej najczęściej zmian o charakterze destrukcyjnym. Przejawiają się one powstawaniem mikropęknięć, szczelin, wyrw i innych zjawisk osłabiających warstwę wierzchnią (rys. 3.2). Rys Model warstwy wierzchniej ciała stałego: G grubość warstwy wierzchniej, B struktura warstwy wierzchniej, U utwardzanie (umocnienie) strefy środkowej, naprężenia własne warstwy wierzchniej; Sw skażenia warstwy wierzchniej: 1 mikropęknięcia, 2 szczelina, 3 rzadzizna, 4 pory, 5 wyrwa, 6 wtrącenie [2] Podstawowym wskaźnikiem informującym o postępowaniu procesu zużycia jest ubytek materiału na powierzchniach elementów ubytek ten jest konsekwencją tarcia, odkształceń plastycznych, korozji i niszczenia warstwy wierzchniej materiału, z którego są wykonane elementy. Procesów zużywania się i starzenia nie można wyeliminować, ale można ograniczyć ich skalę i spowolnić intensywność przebiegu. Przeciwdziałanie tym procesom powinno być podejmowane na wszystkich etapach używania maszyn, urządzeń i narzędzi. Na etapie konstruowania maszyn i urządzeń należy: dokonać wyboru odpowiedniego materiału, z którego mają być wykonane elementy; opracować taką konstrukcję elementów, która zapewni minimalizację naprężeń powstających między powierzchniami elementów współpracujących; zapewnić możliwość smarowania powierzchni elementów współpracujących; zastosować uszczelnienia zapobiegające wydostawaniu się środków smarnych na zewnątrz oraz przenikaniu zanieczyszczeń. Na etapie wytwarzania (lub przeprowadzania napraw) powinno się: przestrzegać zasad i parametrów zawartych w dokumentacji konstrukcyjnej i technologicznej elementów. Na etapie eksploatacji należy: przestrzegać zasad obsługi maszyn, urządzeń i narzędzi (utrzymywać wszystkie elementy w czystości, smarować, zabezpieczać przed korozją, regulować mechanizmy);

13 ISTOTA ZUŻYWANIA ELEMENTÓW MASZYN, URZĄDZEŃ I NARZĘDZI 11 stosować się do zasad ich eksploatacji (unikać przeciążeń, wykorzystywać wyłącznie do celów zgodnych z przeznaczeniem, unikać dynamicznych zmian obciążenia, użytkować w warunkach zalecanych przez producenta w odpowiedniej temperaturze, przy właściwej wilgotności itp.). Rozróżnia się trzy rodzaje zużycia elementów maszyn, urządzeń i narzędzi: zużycie mechaniczne spowodowane przede wszystkim tarciem między powierzchniami elementów współpracujących oraz wysokimi obciążeniami mechanicznymi; zużycie korozyjne będące konsekwencją procesów korozji chemicznej i elektrochemicznej; zużycie mechaniczno -korozyjne spowodowane korozją zmęczeniową i naprężeniową oraz erozją. Na rysunku 3.3 przedstawiono rodzaje zużycia elementów maszyn oraz powodujące je procesy. ZUŻYCIE ELEMENTÓW MASZYN, URZĄDZEŃ I NARZĘDZI MECHANICZNE tarcie obciążenie KOROZYJNE korozja chemiczna korozja elektrochemiczna korozja naprężeniowa KOROZYJNO-MECHANICZNE korozja zmęczeniowa erozja Rys Rodzaje zużycia elementów maszyn, urządzeń i narzędzi [2] Rodzaje zużycia elementów maszyn, urządzeń i narzędzi klasyfikuje się również jako: trybologiczne (tribologiczne) następujące w wyniku bezpośredniego, ruchomego styku powierzchni elementów współpracujących i tarcia występującego między tymi powierzchniami; nietrybologiczne (nietribologiczne) następujące w przypadkach braku bezpośredniego kontaktu powierzchni, spowodowane procesami chemicznymi i elektrochemicznymi. System trybologiczny składa się z dwóch stykających się i dociśniętych do siebie elementów, które przemieszczają się względem siebie. Pomiędzy powierzchniami styku elementów może znajdować się materiał pośredni (np. środek smarny, woda, wilgoć, zanieczyszczenia, ziarna substancji ściernej). W związku z występowaniem tarcia wspomaganego materiałem pośrednim następuje zużycie trybologiczne powierzchni styku elementów (rys. 3.4 s. 84).

14 12 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE Rys Ilustracja systemu trybologicznego [2] Do grupy zużycia trybologicznego zalicza się zużywanie: ścierne następujące w wyniku oddziaływania nierówności powierzchni, oddziaływania cząstek ciał obcych (ścierniwa lub produktów zużycia) lub odkształceń plastycznych; zmęczeniowe powstające w wyniku oddziaływania naprężeń cyklicznie zmiennych (zmienna wartość naprężeń oraz kierunek) w miejscach punktowego styku powierzchni elementów współpracujących; adhezyjne następujące w wyniku powstawania i rozrywania połączeń adhezyjnych tworzących się pomiędzy wierzchołkami nierówności współpracujących powierzchni; odkształceniowe powstające w wyniku odkształceń plastycznych i zmiany kształtu powierzchni elementów współpracujących; cieplne powstające w wyniku wytwarzania ciepła przez powierzchnie współpracujące (wykonujące ruch z dużą prędkością) i rozgrzewania się ich w warunkach dużych nacisków występuje nadtapianie materiału; utleniające następujące w wyniku tworzenia się tlenków i ciągłego usuwania ich wskutek tarcia; przez łuszczenie (spalling) powstające wskutek tarcia tocznego między powierzchniami elementów współpracujących w warunkach niedostatecznego smarowania lub braku smarowania, również w warunkach tarcia toczno -ślizgowego; przez wykruszenie gruzełkowe (pitting) w wyniku występowania tarcia tocznego w warunkach dobrego smarowania; przez powstawanie miejscowych ubytków materiału (fretting) następujące w wyniku mikroprzemieszczeń współpracujących elementów powodowanych drganiami lub przemieszczeniami związanymi z charakterem współpracy elementów; wodorowe powodowane dyfuzją wodoru w głąb materiału elementów eksploatowanych w warunkach obecności substancji zawierających wodór (chłodziwa, wody, oleju, smarów). Do zużywania nietrybologicznego zalicza się: korozję następującą w wyniku chemicznych i elektrochemicznych reakcji między materiałem a środowiskiem, w którym znajduje się materiał;

15 ISTOTA ZUŻYWANIA ELEMENTÓW MASZYN, URZĄDZEŃ I NARZĘDZI 13 erozję następującą w wyniku działania mechanicznego cieczy lub ciał stałych (ścieranie przez strumień płynu lub materiału sypkiego); kawitację będącą efektem dużej zmienności ciśnienia medium przepływającego przez przewody rurowe; ablację (rodzaj erozji) wywoływaną działaniem gorących gazów. PYTANIA I POLECENIA 1. Przedstaw przebieg zużywania się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi w czasie ich eksploatacji. 2. Opisz sposoby przeciwdziałania procesom zużywania się i starzenia elementów maszyn, urządzeń i narzędzi. 3. Wyjaśnij, na czym polega zużycie ścierne materiałów. 4. Scharakteryzuj zużycie nietrybologiczne.

16 14 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE 3.2 Mechaniczne zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: co to jest tarcie jak tarcie wpływa na zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi Zjawisko tarcia W miejscu styku ciał wykonujących ruch względem siebie powstają przeciwdziałające temu ruchowi siły. Są to siły tarcia, a zjawisko powodujące ich powstawanie nazywa się tarciem. Na rysunku 3.5 zilustrowano to zjawisko. Ciało A oraz ciało B stykają się powierzchniami i są dociśnięte do siebie siłą N. Jeżeli oba te ciała przemieszczają się względem siebie z prędkością v, to powstaje siła tarcia T, która działa przeciwnie do prędkości v. Wartość siły tarcia T jest proporcjonalna do wartości siły N oraz rodzaju i stanu powierzchni styku obu ciał: T = N μ, gdzie μ jest współczynnikiem tarcia zależnym od rodzaju i stanu powierzchni styku ciał. Wartość powierzchni styku ciał i wartość prędkości v nie wpływają na wartość siły tarcia. Pod pojęciem tarcia należy rozumieć zjawiska fizyczne przeciwdziałające wzajemnemu ruchowi dwóch stykających się ciał, Rys Ilustracja zjawiska tarcia [2] związane z powstawaniem oporów tarcia i procesami zużywania stykających się powierzchni. Klasyfikacji tarcia dokonuje się na podstawie dwóch kryteriów: ruchu względnego stykających się ciał, miejsca powstawania sił tarcia. Na rysunku 3.6 przedstawiono podstawowe rodzaje tarcia. TARCIE RUCH WZGLĘDNY CIAŁ statyczne kinetyczne ślizgowe toczne MIEJSCE POWSTANIA SIŁ TARCIA Rys Rodzaje tarcia [2] zewnętrzne wewnętrzne fizyczne suche technicznie suche w płynach w ciałach stałych

17 MECHANICZNE ZUŻYWANIE SIĘ ELEMENTÓW MASZYN, URZĄDZEŃ I NARZĘDZI 15 Tarcie statyczne (spoczynkowe) występuje, gdy ciała stykające się nie wykonują ruchu względem siebie; siła tarcia spoczynkowego jest równa sile, którą należy przyłożyć do ciał, aby doprowadzić do ich przemieszczenia się względem siebie. Tarcie kinetyczne (ruchowe) występuje, gdy ciała stykające się przemieszczają się względem siebie. Zmienność wartości sił tarcia statycznego i kinetycznego została przedstawiona na rysunku 3.7 jeżeli do stykających się ciał zostanie przyłożona równoległa do płaszczyzny styku siła F o wartości narastającej, w początkowym okresie jej działania ciała nie będą się względem siebie przemieszczać. W tym czasie wzrasta wartość siły tarcia między powierzchniami ciał powstaje siła tarcia statycznego (spoczynkowego), której wartość rośnie proporcjonalnie do wzrostu wartości siły F. Po przekroczeniu pewnej granicznej wartości siły F ciała zaczynają się przemieszczać powstaje siła tarcia kinetycznego, której wartość jest mniejsza od wartości siły tarcia statycznego przed rozpoczęciem ruchu względnego ciał. Podczas wykonywania ruchu względnego wartość siły tarcia kinetycznego pozostaje na tym samym poziomie niezależnie od zmian wartości siły F, tak więc wartość siły tarcia statycznego jest większa niż wartość siły tarcia kinetycznego dla danej pary ciał. Rys Wartości siły tarcia podczas wprawiania ciał w ruch [2] Tarcie kinetyczne ślizgowe występuje wtedy, gdy powierzchnie stykających się ciał przesuwają się względem siebie (rys. 3.8a). Tarcie kinetyczne toczne występuje wtedy, gdy jedno ze stykających się ciał toczy się po powierzchni drugiego i prędkość względna w punkcie styku ciał wynosi zero (rys. 3.8b). Rys Ilustracja tarcia kinetycznego: a) ślizgowego, b) tocznego F siła powodująca ruch, T siła tarcia, N siła dociskająca powierzchnie, v prędkość względna ciał [2] Zużywanie się powierzchni ciał następuje przede wszystkim w wyniku tarcia kinetycznego, wpływ tarcia statycznego jest niewielki. Szczególnie szkodliwe jest oddziaływanie tarcia ślizgowego. Podczas konstruowania maszyn, urządzeń i narzędzi należy dążyć do ograniczenia przypadków występowania tarcia ślizgowego na rzecz tarcia tocznego.

18 16 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE W wyniku oddziaływania tarcia następuje: ubytek materiału z powierzchni trących; zmiana właściwości i niszczenie warstwy wierzchniej; zwiększenie chropowatości powierzchni elementów współpracujących, powstawanie bruzd, pęknięć i rys. Tarcie zewnętrzne to siły tarcia występujące na powierzchniach zewnętrznych stykających się ze sobą ciał. Wyróżnia się wśród nich: tarcie zewnętrzne fizycznie suche występujące, gdy powierzchnie ciał stykających się są idealnie czyste; tarcie zewnętrzne technicznie suche występujące, gdy na powierzchniach ciał stykających się występują pozostałości po obróbce (środki smarne, chłodzące, niewielkie zanieczyszczenia itp.). Tarcie wewnętrzne przeciwdziała względnemu przemieszczaniu się poszczególnych warstw w strukturze materiału (np. odkształceniom materiałów, wzajemnym przemieszczeniom warstw w cieczy). Występowanie tarcia ma zarówno pozytywne, jak i negatywne skutki. Do skutków pozytywnych zalicza się możliwość działania połączeń części maszyn oraz przekładni (np. przekładni ciernych, hamulców). Skutki negatywne to zużywanie powierzchni elementów współpracujących i zwiększenie zużycia energii powodującej utrzymanie stanu ruchu względnego elementów. W celu ograniczenia wpływu tarcia na zużywanie powierzchni pomiędzy powierzchnie styku elementów współpracujących wprowadza się substancję smarną. Na rysunku 3.9 przedstawiono zasadę działania smaru między powierzchniami trącymi. Cząsteczki smaru silnie przylegają do powierzchni materiałów trących (duża adhezja) i są słabo związane z innymi cząsteczkami smaru (mała kohezja), dzięki temu jest możliwe przemieszczanie się warstw smaru względem siebie i skuteczne smarowanie. Wprowadzenie warstwy smaru między powierzchnie trące umożliwia oddalenie ich od siebie i osłabienie zjawiska tarcia. W zależności od grubości warstwy środka smarnego między powierzchniami trącymi może wystąpić tarcie: suche, graniczne, płynne. Rys Ilustracja zjawiska smarowania powierzchni trących [2]

19 MECHANICZNE ZUŻYWANIE SIĘ ELEMENTÓW MASZYN, URZĄDZEŃ I NARZĘDZI 17 Tarcie suche występuje, gdy między powierzchniami trącymi nie ma warstwy środka smarnego. Mikronierówności powierzchni stykają się wtedy ze sobą i zazębiają w wyniku oddziaływania międzycząsteczkowego materiałów obu części. W miejscach styku nierówności powstają mikrospoiny, co przyczynia się do zwiększenia tarcia. Tarcie suche powoduje intensywne zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi (rys. 3.10). Rys Ilustracja zjawiska tarcia suchego [2] Gdy między powierzchnie trące jest wprowadzony środek smarny, którego warstwa ma nie mniej niż 0,5 mm grubości, występuje tarcie graniczne. Jeżeli podczas pracy ta warstwa ulegnie zniszczeniu, to nastąpi stan tarcia suchego. Współpraca powierzchni elementów w warunkach tarcia granicznego nie gwarantuje zupełnego oddzielenia powierzchni trących i nie chroni powierzchni przed zużyciem (rys. 3.11). Rys Ilustracja zjawiska tarcia granicznego [2] Jeżeli między powierzchnie trące zostanie wprowadzona warstwa smaru gwarantująca oddzielenie ich od siebie, tarcie zostanie wyeliminowane i powierzchnie nie będą się zużywały jest to tzw. tarcie płynne (rys. 3.12). Rys Ilustracja zjawiska tarcia płynnego [2] Występowanie w konstrukcjach maszyn, urządzeń i narzędzi tarcia suchego jest niepożądane, zjawisko tarcia granicznego jest dopuszczalne, natomiast wskazane jest, aby elementy współpracowały w warunkach tarcia płynnego. Zużycie ścierne Konsekwencją występowania tarcia kinetycznego ślizgowego jest zużycie ścierne powierzchni trących. Mechanizm zużycia ściernego polega na niszczeniu powierzchni współpracujących elementów przez skrawanie, bruzdowanie, ścinanie nierówności oraz odkształcenia plastyczne. Procesy te zachodzą, gdy przemieszczanie się elementów trących następuje w obecności twardych cząstek znajdujących się w materiałach oraz zanie-

20 18 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE czyszczeń czy produktów zużycia powierzchni. Elementarne procesy zużycia ściernego zostały przedstawione na rysunku Zużycie ścierne jest procesem bardzo intensywnego zużywania elementów. Zachodzi w warunkach tarcia suchego. Powierzchnie zużyte są czyste, nie mają głębokich wyrwań i odznaczają się występowaniem liniowych zarysowań zgodnych z kierunkiem tarcia. Rys Modele elementarnych procesów zużycia ściernego: a) bruzdowanie, b) ścinanie nierówności, c) ścinanie nierówności ścierniwem, d) odkształcenie plastyczne materiału przedmiotu [2] Zużycie adhezyjne Niszczenie powierzchni współpracujących elementów następuje w wyniku powstawania i rozrywania połączeń adhezyjnych między wierzchołkami nierówności współpracujących powierzchni. Mechanizm zużycia adhezyjnego został przedstawiony na rysunku Połączenia adhezyjne wierzchołków nierówności powierzchni materiałów wpływają na wzrost wartości współczynnika tarcia i powodują ścinanie lub wyrywanie materiału w miejscach zrostu adhezyjnego. Przykładem zużycia adhezyjnego jest tzw. zatarcie. Rys Przebieg procesu zużycia adhezyjnego [2]

21 MECHANICZNE ZUŻYWANIE SIĘ ELEMENTÓW MASZYN, URZĄDZEŃ I NARZĘDZI 19 Zużycie przez utlenianie W czasie eksploatacji na powierzchniach trących powstają warstwy tlenków, które są niszczone w wyniku docisku elementów współpracujących do siebie czyli występuje ciągłe powstawanie oraz niszczenie warstw tlenków (rys. 3.15). Jest to typowy stan dla połączeń ciernych, nawet obficie smarowanych. Jeżeli intensywność niszczenia warstw tlenków jest większa niż intensywność ich powstawania, to następuje proces intensywnego zużywania. Powierzchnie trące są czyste, najczęściej błyszczące, nie występują na nich ślady wyrwań materiału lub sczepiania. Zużycie przez utlenianie jest traktowane jako jedyny dopuszczalny rodzaj zużywania elementów maszyn, urządzeń i narzędzi. Rys Przebieg procesu zużycia przez utlenianie [2] Zużycie cieplne W warunkach znacznych nacisków elementów współpracujących na siebie i dużej prędkości tarcia wytwarzana jest spora ilość energii cieplnej, która powoduje uplastycznienie powierzchni materiałów i zwiększa ich podatność na odkształcenia, sczepianie się, wyrywanie cząstek materiału i rozcieranie ich na powierzchniach styku. Zużywanie cieplne jest przyczyną bardzo intensywnej degradacji powierzchni elementów współpracujących. Powierzchnie trące mają wtedy dużą chropowatość, ich warstwa wierzchnia może być znacznie odkształcona, występują też przebarwienia materiału związane z jego przegrzaniem. Pojawienie się pierwszych oznak zużycia cieplnego kwalifikuje elementy maszyn, urządzeń i narzędzi do naprawy ich dalsza eksploatacja nie jest wskazana. Zużycie zmęczeniowe Do zużycia zmęczeniowego dochodzi w następstwie cyklicznego oddziaływania naprężeń o zmiennej wartości oraz o zmiennym kierunku w miejscach styku punktowego powierzchni współpracujących elementów. Typowym przykładem jest tu zużycie bieżni łożyska tocznego w wyniku występowania tarcia tocznego oraz nieznacznych poślizgów między kulkami a powierzchnią bieżni. Zużycie zmęczeniowe jest szczególnie niebezpiecznym rodzajem zużycia, gdyż przez długi czas nie daje żadnych objawów i w sposób nagły dochodzi do zniszczenia. Początkowymi symptomami zużycia zmęczeniowego są

22 20 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE mikropęknięcia powierzchni materiału, które szybko rozprzestrzeniają się w głąb materiału i doprowadzają do jego destrukcji. Dla zużycia zmęczeniowego charakterystyczny jest tzw. przełom zmęczeniowy (powierzchnia rozdzielenia elementu zniszczonego), w którym wyraźnie widoczne są dwie strefy jedna o powierzchni wygładzonej, błyszczącej, o muszlowym wyglądzie i druga o powierzchni chropowatej, powstała w wyniku odłamania się od siebie części zniszczonego elementu. Największy wpływ na zużycie zmęczeniowe mają takie czynniki jak: kształt elementu i rodzaj materiału elementy powinny mieć prosty kształt (jak najmniej otworów, wrębów, odsadzeń, występów), materiał powinien charakteryzować się dużą jednorodnością; jakość warstwy wierzchniej im jest ona wyższa, tym mniejsza możliwość powstawania mikropęknięć powierzchni będących początkiem zużycia zmęczeniowego; wymiary elementów elementy o mniejszych wymiarach są w mniejszym stopniu narażone na zużycie zmęczeniowe, jest to związane z procesami technologicznymi wytwarzania elementów, szczególnie zgniotem powstającym podczas obróbki (szczególnie plastycznej); właściwości środowiska pracy elementu środowiska o właściwościach bardziej agresywnych sprzyjają zużyciu elementów; temperatura pracy elementów temperatura wysoka lub niska obniża odporność na zużycie zmęczeniowe. Zużycie gruzełkowe (pitting) Zużycie gruzełkowe zachodzi w warunkach tarcia tocznego (lub toczno -ślizgowego) przy dobrym smarowaniu. Nazywane jest również zmęczeniem powierzchniowym. W wyniku zmęczenia warstwy wierzchniej powstają mikropęknięcia i mikroszczeliny, które stopniowo są wypełniane wciskanym pod dużym ciśnieniem środkiem smarnym. Tworzy on w mikroszczelinach kliny smarowe powodujące ich rozłupywanie. W konsekwencji następuje wyrywanie kawałków materiału i powstają tzw. kratery pittingowe, które mają postać karbów i doprowadzają do zużycia zmęczeniowego elementów. Charakterystycznym objawem zużycia przez pitting jest powstawanie na powierzchni elementu plam lub wgłębień. Wykrycie zużycia gruzełkowego jest proste. Zużycie gruzełkowe często występuje w przekładniach zębatych i w łożyskach tocznych. Zużycie przez łuszczenie (spalling) Zużycie przez łuszczenie występuje w warunkach tarcia tocznego (lub toczno -ślizgowego) przy braku smarowania lub smarowaniu niedostatecznym. Naprężenia w warstwie wierzchniej prowadzą do powstawania mikropęknięć, które się rozprzestrzeniają. W miejscach skoncentrowania mikropęknięć następuje oddzielanie płatków (warstw) materiału i powstawanie wgłębień (najczęściej w kształcie stożka ściętego). Powierzchnia pomiędzy wgłębieniami nie wykazuje żadnych oznak zużycia. Zużyciu przez łuszczenie zawsze towarzyszy utlenianie powierzchni wgłębień. Zużycie przez zdzieranie (scuffing) Zużycie przez zdzieranie jest to połączenie zużywania ściernego oraz adhezyjnego w warunkach niedostatecznego smarowania.

23 MECHANICZNE ZUŻYWANIE SIĘ ELEMENTÓW MASZYN, URZĄDZEŃ I NARZĘDZI 21 PYTANIA I POLECENIA 1. Na czym polega zjawisko tarcia? 2. Wskaż różnice między tarciem płynnym i tarciem granicznym. 3. Omów podstawowe mechanizmy zużycia ściernego. 4. Scharakteryzuj zużycie zmęczeniowe. 5. Jakie są objawy zużycia gruzełkowego?

24 22 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE 3.3 Korozyjne zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: na czym polega korozja materiałów dlaczego rury metalowe zakopane w ziemi ulegają korozji co to jest warstwa pasywna materiałów Korozja to niszczenie materiału spowodowane oddziaływaniem czynników środowiska, w którym ten materiał się znajduje. Może to być oddziaływanie chemiczne lub elektrochemiczne. Termin korozja pochodzi od łacińskiego słowa corrosio zżeranie i może określać nie tylko procesy wywołujące korozję, lecz także samo zużycie spowodowane korozją. Zjawisko korozji jest zwykle szkodliwe i niepożądane, gdyż powoduje zużywanie się elementów maszyn, urządzeń i narzędzi, jednak pewien szczególny rodzaj korozji zwany pasywacją odgrywa bardzo pozytywną rolę w przeciwdziałaniu zużyciu. Korozji ulegają różne materiały, zarówno metale, jak i materiały ceramiczne, kompozytowe, tworzywa sztuczne i inne. Procesy powodujące korozję mogą mieć charakter reakcji chemicznych, procesów elektrochemicznych, procesów mikrobiologicznych lub fizycznych (np. promieniowanie, topnienie). W przypadku materiałów metalowych przyczyną korozji są reakcje chemiczne oraz procesy elektrochemiczne w związku z tym wyróżnia się korozję chemiczną oraz korozję elektrochemiczną metali. Korozja chemiczna polega na bezpośrednim oddziaływaniu w wysokich temperaturach suchych gazów lub cieczy na metal. Proces ten zachodzi bez przepływu prądu elektrycznego. Warunkiem koniecznym korozji chemicznej jest obecność w gazach lub cieczach czynników utleniających, np. tlenu, dwutlenku siarki, siarki, chlorowodoru, siarkowodoru. Produktem tego oddziaływania jest warstwa tlenków powstająca najczęściej na powierzchni metalu. Możliwy jest również przebieg reakcji utleniania nie na powierzchni, lecz wewnątrz przykładem jest korozja wodorowa. Jeżeli materiałem ulegającym korozji chemicznej są stopy aluminium lub stal nierdzewna (chromo -niklowa), to powstają warstwy tlenków ściśle związane z podłożem, które mają możliwość regeneracji. Tworzy się wtedy szczelna warstwa pasywna, odporna na dalsze reakcje, stanowiąca barierę ochronną i zapobiegająca dalszym reakcjom (rys. 3.16). Korozja elektrochemiczna jest związana z występowaniem na powierzchni metalu miejsc o różnych potencjałach elektrycznych w obecności elektrolitu tzw. lokalnych ogniw korozyjnych. Elektrolitem mogą być wilgoć, woda, roztwory wodne. Ogniwa korozyjne powstają w miejscach styku różnych metali lub w miejscach niejednorodności struktury materiału. Różnice potencjałów najczęściej są skutkiem: niejednorodności składu chemicznego materiału; występowania naprężeń wewnętrznych oraz naprężeń pochodzących od obciążenia zewnętrznego; składu chemicznego elektrolitu (stężenie soli, zawartość tlenu).

25 23 4 Konserwacja obrabiarek sterowanych numerycznie Eksploatacja obiektów technicznych Wprowadzenie do diagnostyki technicznej Dobór środków smarnych Technika smarowania Przeglądy i konserwacja obrabiarki CNC

26 24 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE 4.1 Eksploatacja obiektów technicznych W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: co to jest eksploatacja obiektów technicznych jakiego rodzaju działania eksploatacyjne podejmowane są w procesie eksploatacji Eksploatacja obiektów technicznych oznacza ciąg celowych działań organizacyjnych, technicznych, normatywno -prawnych i ekonomicznych dotyczących tych obiektów oraz ciąg towarzyszących im zjawisk i procesów od momentu przejęcia obiektu, przez jego wykorzystanie zgodnie z przeznaczeniem, aż do likwidacji. W procesie eksploatacji (rys. 4.1)wyróżnia się następujące rodzaje działań eksploatacyjnych: użytkowanie wykorzystywanie obiektu technicznego zgodnie z jego przeznaczeniem; obsługiwanie utrzymywanie obiektu w stanie zdatności oraz przywracanie mu wymaganych właściwości funkcjonalnych przez dokonywanie okresowych przeglądów, regulacji i napraw; zasilanie dostarczanie do obiektu materiałów i energii oraz informacji; zarządzanie procesy planistyczno -decyzyjne i sprawozdawczo -analityczne. Eksploatacja Użytkowanie Obsługiwanie Zasilanie Zarządzanie Dobór i rozmieszczenie obiektów technicznych. Wykorzystanie na stanowisku pracy. Przeglądy i konserwacja Regulacja Czyszczenie Uzupełnianie płynów Konserwacja Naprawy Demontaż Weryfikacja Regeneracja Montaż Ocena stanu technicznego Pomiary bezpośrednie Pomiary pośrednie (diagnostyka) Rys Rodzaje działań podejmowanych w procesie eksploatacji Podstawowym procesem w systemie eksploatacji maszyn jest użytkowanie, a jego efektywność zależy głównie od racjonalnego wykorzystania właściwości technicznych maszyn w ramach istniejącego systemu organizacji procesu produkcji.

27 EKSPLOATACJA OBIEKTÓW TECHNICZNYCH 25 Stan techniczny i eksploatacyjny maszyn i urządzeń Ponieważ właściwości maszyn i urządzeń zmieniają się w całym okresie ich istnienia, konieczne jest dokonywanie oceny tych zmian w celu podjęcia racjonalnej decyzji co do ich dalszej eksploatacji. Przy ocenie obiektu technicznego bierze się pod uwagę jego stan techniczny oraz eksploatacyjny. Zmiany obu tych stanów są od siebie zależne. Stan techniczny obiektu zmienia się w sposób ciągły oznacza to, że można w nim wyróżnić nieskończenie wiele stanów. Najważniejsze z nich to: stan zdatności kiedy obiekt działa prawidłowo, oraz stan niezdatności kiedy nie może wykonywać założonych funkcji roboczych (czasem wyróżnia się także stan częściowej zdatności, rozumianej jako stan dopuszczalny). Zmiany stanu technicznego obiektu mogą być: krytyczne (bardzo istotne) zagrażające życiu i zdrowiu ludzi oraz środowisku, graniczne (istotne) zagrażające utracie wydajności przez obiekt, dopuszczalne (mniej istotne) mogące przyczyniać się do nieracjonalnego wykorzystania obiektu. Zmiany wartości cech stanu technicznego wynikają głównie z dokonujących się w obiekcie destrukcyjnych procesów (np. zużycie elementów w wyniku tarcia i związane z tym zmiany cech użytkowych). Gdy żadna z cech stanu technicznego obiektu nie przekracza wartości dopuszczalnej, obiekt jest uważany za sprawny technicznie. Jeśli jakaś cecha osiągnie wartość dopuszczalną lub ją przekroczy, obiekt nadal będzie pełnić zasadnicze funkcje robocze (wciąż będzie w stanie zdatności), jednak ze względu na inne kryteria nie w pełni odpowiadające założonym może zostać uznany za niesprawny technicznie. Stan eksploatacyjny maszyn i urządzeń określa, co dzieje się z obiektami w czasie ich eksploatacji. Wyróżnia się następujące podstawowe stany eksploatacyjne: stan aktywnego użytkowania, stan przechowywania, stan przekazania, stan napraw, stan obsługi, stan likwidacji, stan transportu. W dwóch pierwszych stanach obiekt musi być zdatny technicznie, a w trzech kolejnych przywraca mu się tę zdatność. Zadania obsługowo -naprawcze związane z przywracaniem obiektom zdatności (przeglądy okresowe, naprawy bieżące, średnie i główne) składają się na cykl naprawczy. Właściwości użytkowe maszyn Podczas pracy maszyn jej części oddziałują na siebie, powodując obciążenia pojawiające się w trakcie pokonywania chwilowych oporów (np. podczas obróbki, hamowania czy uruchamiania maszyny pod obciążeniem) wskutek zwiększenia którejś z sił działających na urządzenie w określonym czasie, w momencie, gdy maszyna musi pokonywać dodatkowe opory występujące podczas całego okresu użytkowania (np. obciążenie własnym ciężarem, wynikające z przenoszenia sił napędowych, czy obciążenia związane z obróbką ciągłą przedmiotu).

28 26 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE Obciążenia mogą być: chwilowe, krótkotrwałe, długotrwałe. W trakcie użytkowania urządzenie mechaniczne może być obciążone normalnie, niedociążone lub przeciążone. Przeciążenia powstają najczęściej na skutek błędów w użytkowaniu maszyn. W procesie użytkowania urządzeń mechanicznych występują zmienne wielkości różnego rodzaju. Należą do nich: prędkość mechanizmów (roboczych i przemieszczających), robocze cykle technologiczne (zależne od właściwości obrabianego przedmiotu), godziny pracy lub kilometry przejechane w jednostce czasu (np. w ciągu roku), właściwości otoczenia miejsca pracy (ciśnienie, wilgotność powietrza, temperatura), zmienne parametry techniczne (ciśnienie w układach hydraulicznych i pneumatycznych oraz w ogumieniu, posuwy, zasięg mechanizmów roboczych itp.). Właściwości maszyn i urządzeń to wielkości służące do ich opisu; wartości te muszą mieścić się w wyznaczonym obszarze tolerancji. Do podstawowych właściwości maszyn zalicza się długość, masę, temperaturę, czas, wytrzymałość na obciążenia, odporność na odkształcenia (trwałe, sprężyste) oraz na zużywanie się i uszkodzenia. Najważniejsze parametry maszyny (m.in. wydajność, czas funkcjonowania i trwania przerw, zużycie energii) są przedstawione w jej charakterystyce sporządzonej przez konstruktora. Wskazuje on również znamionowe wartości zapewniające prawidłowe działanie maszyny w określonych warunkach, umieszczane na tabliczce znamionowej znajdującej się w widocznym miejscu na obudowie. Cechy charakterystyczne maszyn i urządzeń to przede wszystkim: skuteczność działania efektywność działania, zdolność do wykonania żądanego wytworu zgodnie z założonymi charakterystykami ilościowymi i jakościowymi; właściwość ta zależy od zdolności do działania i gotowości obiektu technicznego; zdolność do działania zdolność obiektu technicznego do wykonania wymaganego wytworu zgodnie z założonymi charakterystykami ilościowymi w danych warunkach wewnętrznych; gotowość dyspozycyjność, gotowość operacyjna i techniczna, przygotowanie, zdolność obiektu do utrzymywania się w stanie umożliwiającym wykonanie żądanego wytworu w danych warunkach, w danej chwili lub danym przedziale czasu przy założeniu, że zostały dostarczone wszystkie wymagane środki zewnętrzne; nieuszkadzalność zdolność obiektu do wykonania żądanego wytworu w danych warunkach i w danym przedziale czasu; obsługiwalność podatność na obsługę, zdolność obiektu do utrzymywania lub odtwarzania w danych warunkach eksploatacji stanu, w którym może wykonać żądany wytwór, przy założeniu, że jest obsługiwana w ustalonych warunkach, z zachowaniem odpowiednich procedur i środków; organizacja środków obsługi zdolność organizacji zajmującej się obsługą do zapewnienia w danych warunkach środków potrzebnych do obsługi obiektu przy danej strategii obsługi; trwałość zdolność obiektu do wykonywania żądanego wytworu w danych warunkach użytkowania i obsługiwania aż do osiągnięcia przez ten obiekt stanu granicznego. Podczas użytkowania maszyn i urządzeń ich poszczególne części i zespoły ulegają zużyciu. W ich prawidłowym użytkowaniu, a więc także funkcjonowaniu, należy uwzględnić prace konserwacyjne i remontowe.

29 EKSPLOATACJA OBIEKTÓW TECHNICZNYCH 27 Kryteria oceny prawidłowości użytkowania urządzeń: techniczne określające działanie funkcji, które mają spełniać (wydajność mechaniczna, klasa dokładności, wartość zużytej energii); ekonomiczne interpretacja ekonomicznego znaczenia właściwości technicznych (wydajność rzeczywista na jednostkę czasu pracy); bezpieczeństwa uwzględniające warunki bezpieczeństwa, ochrony środowiska, higieny pracy (działanie wyłączników zabezpieczających, zabezpieczenia przeciw drganiom). Dokumentacja techniczno -ruchowa urządzeń i maszyn (DTR, paszport maszynowy) DTR jest opracowywana dla każdego urządzenia lub maszyny i powinna zawierać: charakterystykę techniczną i dane ewidencyjne, rysunek złożeniowy, wykaz wyposażenia normalnego i specjalnego, schematy kinematyczne, elektryczne i pneumatyczne, schemat funkcjonowania, instrukcję użytkowania, instrukcję obsługiwania, instrukcję konserwacji i smarowania, instrukcję BHP, normatywy remontowe, wykaz części zamiennych, wykaz faktycznie posiadanego wyposażenia, wykaz załączonych rysunków, wykaz części zapasowych. DTR obrabiarek skrawających do metali jest bardzo obszerna i zawiera: dane ewidencyjne, spis rysunków, opis techniczny z określeniem wielkości charakterystycznych obrabiarki i wykazem wyposażenia normalnego i specjalnego, opis sposobu transportowania obrabiarki ilustrowany rysunkami wskazującymi miejsca założenia lin podczas transportu suwnicą, opis ustawienia i fundamentowania obrabiarki na stanowisku pracy wraz z rysunkiem fundamentu, opis przyłączenia obrabiarki do sieci elektrycznej oraz jej uziemienia lub zerowania, opis sposobu czyszczenia obrabiarki przed uruchomieniem, instrukcję smarowania, opis przeznaczenia i rysunki poszczególnych dźwigni, korb, pokręteł, wyłączników itp., opis sposobu uruchomienia obrabiarki, szczegółowy opis użytkowania obrabiarki, ideowy schemat elektryczny i montażowy wraz z opisem, schemat kinematyczny obrabiarki, opis poszczególnych zespołów i mechanizmów obrabiarki wraz z rysunkami zestawieniowymi poszczególnych zespołów, opis wyposażenia normalnego i specjalnego wraz z uwagami dotyczącymi użytkowania, opis regulacji i usuwania usterek w poszczególnych zespołach mechanizmów obrabiarki,

30 28 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE określenie cyklu remontowego oraz uwagi dotyczące konserwacji, przeglądów, remontu bieżącego, średniego i głównego oraz odbioru technicznego po remoncie, katalog części zamiennych, karty pomiarów dokładności obrabiarki. W przedsiębiorstwie, które kupiło urządzenie lub maszynę, dokumentację techniczno- -ruchową otrzymuje dział głównego mechanika, gdzie na ich podstawie opracowuje się instrukcje smarowania i obsługi (w przypadku ich braku), które umieszcza się na stanowisku pracy. Dział głównego mechanika sporządza również na podstawie DTR kartę maszynową, która zawiera: dane ewidencyjne (nazwę maszyny, typ, nr fabryczny, nr inwentarzowy, rok budowy, rok ustawienia, miejsce ustawienia), wielkości charakterystyczne maszyny, rysunek lub zdjęcie maszyny, wymiary zewnętrzne maszyny i jej masę, dane dotyczące napędu, dane dotyczące wyposażenia normalnego i specjalnego, dane eksploatacyjne maszyny. Na podstawie DTR i karty maszynowej dział głównego mechanika opracowuje kartę remontów maszyn, w której ustala się cykl remontowy oraz plan przeglądów i remontów. W niektórych przedsiębiorstwach stosuje się jedną kartę, zawierającą zarówno dane dotyczące maszyny, jak i dane dotyczące remontów. Zasady bezpiecznego użytkowania maszyn Istotnym czynnikiem wpływającym na jakość i wydajność pracy jest bezpieczeństwo i higiena pracy. Obowiązkiem pracodawcy jest stworzenie bezpiecznych, higienicznych warunków pracy. Operator maszyny (bezpośredni użytkownik) musi w pełni przestrzegać ustanowionych w tym zakresie przepisów. Przepisy takie mają najczęściej formę instrukcji. Mogą to być instrukcje bhp dotyczące użytkowania konkretnych urządzeń i maszyn (tzw. instrukcje stanowiskowe przeznaczone dla operatorów). Ważnym elementem oceny bezpiecznego użytkowania maszyn jest ocena ryzyka zawodowego na określonym stanowisku pracy, toteż dla każdego stanowiska opracowuje się dokumentację oceny ryzyka zawodowego. Schemat takiej oceny jest zwykle trójstopniowy i obejmuje: przygotowanie do oceny stanowiska pracy: ustalenie wymagań ogólnych dotyczących pomieszczenia, stanowiska pracy i pracownika, identyfikację zagrożeń i stosowanych środków ochrony; opracowanie karty pomiaru ryzyka zawodowego: oszacowanie sumarycznego ryzyka zależnego od spełniania wymagań ogólnych oraz stosowanych środków ochrony, porównanie sumarycznego ryzyka ustalonego przez pracodawcę z ryzykiem określonym przez ekspertów; opracowanie dokumentacji programu naprawczego: opracowanie planu działań korygujących i zapobiegawczych, zapoznanie pracowników z wynikami oceny, ustalenie daty następnej oceny.

31 RODZAJE I PRZYCZYNY USZKODZEŃ ŚCIAN DZIAŁOWYCH, SUFITÓW PYTANIA I POLECENIA 1. Wymień i omów rodzaje działań eksploatacyjnych podejmowanych w procesie eksploatacji. 2. Wymień wielkości charakteryzujące stan techniczny i eksploatacyjny maszyn i urządzeń. 3. Co zawiera dokumentacja techniczno -ruchowa urządzeń i maszyn? 4. Z jakich elementów składa się schemat oceny ryzyka zawodowego?

32 30 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE 4.2 Wprowadzenie do diagnostyki technicznej W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: dlaczego należy wykonywać diagnostykę maszyn, urządzeń i narzędzi w jaki sposób można wydłużyć okres prawidłowej pracy maszyn, urządzeń i narzędzi Maszyny i urządzenia, które są przeznaczone do wykonywania ściśle określonych zadań, muszą mieć konkretne cechy (cechy użytkowe) umożliwiające realizację założonych funkcji. Powinny charakteryzować się niezawodnością, trwałością, optymalnymi gabarytami i ciężarem, zdolnością do przenoszenia dużych obciążeń, a także muszą być bezpieczne dla osób i środowiska. Podczas eksploatacji maszyn, narzędzi i urządzeń należy dążyć do zachowania warunków sprzyjających ich prawidłowemu działaniu oraz pozwalających utrzymać je w dobrym stanie. Określenie stanu maszyn, urządzeń i narzędzi oznacza ocenę przebiegu procesów zachodzących podczas wykonywania zadań oraz sprawdzenie struktury (tj. wszystkich elementów konstrukcyjnych, uporządkowanych i wzajemnie powiązanych w sposób umożliwiający wypełnianie założonych funkcji). Strukturę maszyn, urządzeń i narzędzi określa się przez: parametry geometryczne, kształt i wzajemne położenie poszczególnych elementów; luzy występujące pomiędzy współpracującymi elementami; stopień zużycia powierzchni i stan warstwy wierzchniej elementów współpracujących; stopień deformacji kształtu elementów (owalność, prostoliniowość, płaskość, prostopadłość, stożkowość i inne); sprężystość elementów. Wielkości te stanowią tzw. zbiór parametrów struktury maszyny lub urządzenia. Parametry określające stan elementów maszyn, urządzeń i narzędzi można podzielić na dwie grupy: parametry fizyczne i chemiczne np. właściwości mechaniczne materiałów, z których są wykonane elementy, ich struktura, skład chemiczny, naprężenia własne; parametry geometryczne (stereometryczne) np. wymiary, kształt, pęknięcia, wgniecenia, wżery, bruzdy, rysy, chropowatość i falistość powierzchni. Dzięki określaniu stanu maszyn, urządzeń i narzędzi możliwe jest uzyskiwanie informacji pozwalających na podjęcie decyzji dotyczących ich dalszej eksploatacji, obsługi i działań naprawczych (np. regulacja mechanizmów, wymiana elementów czy podzespołów) oraz ewentualnego wprowadzenia zmian konstrukcyjnych i zasad dotyczących eksploatacji. Informacje o dotychczasowym funkcjonowaniu i aktualnym stanie maszyn, urządzeń i narzędzi pozwalają na przewidywanie ich przydatności do wypełniania zadań w przyszłości. Poszczególne maszyny, urządzenia i narzędzia w każdym momencie znajdują się w określonym stanie, który ulega zmianom powodowanym zarówno przez czynniki ze-

33 WPROWADZENIE DO DIAGNOSTYKI TECHNICZNEJ 31 wnętrzne, jak i wewnętrzne. Prowadzi to do obniżenia ich zdolności do właściwego wykonywania założonych funkcji. Podczas eksploatacji maszyn, urządzeń i narzędzi oddziałują na nie trzy rodzaje czynników (rys. 4.2): robocze wewnętrzne, bezpośrednio związane z wykonywaniem założonej funkcji, np. zmienna prędkość, zmienne obciążenie, przeciążenie, tarcie; zewnętrzne wynikające z wpływu otoczenia, np. temperatury, zanieczyszczeń, wilgotności itp.; antropotechniczne związane z oddziaływaniem osób obsługujących, operatorów, przestrzeganiem zasad obsługi itp. Czynniki te zazwyczaj mają charakter losowy (nie zawsze można przewidzieć moment ich wystąpienia czy intensywność oddziaływania), w związku z czym zmiany stanu również mają losowy charakter. Oznacza to, że maszyny, urządzenia i narzędzia eksploatowane w tym samym czasie mogą znajdować się w różnym stanie przydatności do wypełniania założonych funkcji. CZYNNIKI ROBOCZE: parametry ruchu (np. prędkość, przyspieszenie) obciążenie (np. wartości obciążenia, zmienność) ZEWNĘTRZNE: np. temperatura, wilgotność, zapylenie, wibracje EKSPLOATACJA MASZYN I URZĄDZEŃ ANTROPOTECHNICZNE: np. oddziaływanie operatorów, przestrzeganie zasad eksploatacji Rys Czynniki oddziałujące na maszyny i urządzenia podczas ich eksploatacji [1] Informacje o stanie maszyn, urządzeń i narzędzi uzyskuje się dzięki przeprowadzaniu diagnostyki. Diagnostyka (gr. diagnosis rozpoznanie, ustalenie ) to zespół środków i metod rozpoznawania stanu obiektu na podstawie obserwacji jego funkcjonowania, bez stosowania technik inwazyjnych oraz demontażu. Rozpoznawanie stanu obiektów technicznych (w tym maszyn, urządzeń i narzędzi) nazywane jest diagnostyką techniczną. Aby postawić diagnozę, należy przeprowadzić proces diagnostyczny, tj. wykonać odpowiednie badania i pomiary, porównać ich wyniki z wartościami nominalnymi i dokonać analizy ewentu-

34 32 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE alnych odchyleń. Dzięki temu można określić nie tylko aktualny stan obiektu, lecz także jego stany przeszłe oraz przewidywania przyszłych stanów. Diagnozowaniu mogą być poddawane zarówno całe maszyny, urządzenia i narzędzia, jak i poszczególne zespoły, podzespoły czy poszczególne elementy. Każda maszyna, każde urządzenie oraz narzędzie stanowi system, w którym można wyodrębnić następujące grupy wielkości (zwane zmiennymi) (rys. 4.3): zmienne stanu wielkości określające stan obiektu (np. luzy, stopień zużycia); zmienne wejściowe U wielkości bezpośrednio wpływające na właściwe wypełnianie funkcji przez system, doprowadzane do niego celowo i w sposób kontrolowany (np. strumień materiałów, strumień energii, środki eksploatacyjne); zmienne wyjściowe Y wielkości będące wynikiem realizowania założonej funkcji przez system (np. strumień produktów, drgania, wytworzone ciepło, moc, praca mechaniczna, produkty zużycia); zakłócenia Z wielkości niezaplanowane, które w sposób przypadkowy wpływają na wypełnianie funkcji przez system (np. wpływ otoczenia temperatura, wilgotność, zanieczyszczenia, wahania parametrów zasilania). Rys Urządzenie jako system [1] W celu ustalenia stanu maszyn, urządzeń i narzędzi oraz ich zespołów, podzespołów i elementów należy przeprowadzić badania diagnostyczne polegające na wykonaniu pomiarów wielkości charakterystycznych dla zachodzących podczas wykonywania zadań procesów oraz parametrów struktury tych obiektów. W wyniku procesów starzenia się i zużywania stan maszyn, urządzeń i narzędzi ulega pogorszeniu, tracą one wtedy swoje właściwości techniczno -eksploatacyjne. Wyróżnia się dwie podstawowe klasy stanu (rys. 4.4): Rys Ilustracja klas stanów technicznych obiektów [1]

35 WPROWADZENIE DO DIAGNOSTYKI TECHNICZNEJ 33 stan zdatności wartości wszystkich parametrów określających ten stan nie przekraczają wartości granicznych; obiekt jest zdolny do wykonywania założonych funkcji; stan niezdatności wartość przynajmniej jednego podstawowego parametru określającego stan obiektu przekracza wartość graniczną; obiekt jest niezdolny do wykonywania założonych funkcji. Oprócz tego w klasie zdatności wyróżnia się stany: stan sprawności wartości wszystkich parametrów określających stan mieszczą się w przedziale wartości dopuszczalnych (zalecanych); obiekt jest zdolny do wykonywania założonych funkcji, tj. znajduje się w stanie pełnej sprawności; stan niesprawności wartość przynajmniej jednego parametru nie mieści się w przedziale wartości dopuszczalnych (zalecanych), jednak nie przekracza wartości granicznej; obiekt jest zdolny do wykonywania założonych funkcji, ale znajduje się w stanie niepełnej sprawności. Procesy zachodzące podczas eksploatacji maszyn, urządzeń i narzędzi można podzielić na: procesy robocze będące konsekwencją realizacji założonych funkcji, np. tarcie powierzchni elementów współpracujących, wytwarzanie, przepływ i wymiana ciepła czy przemiany energetyczne (rys. 4.5); procesy towarzyszące efekty uboczne procesów roboczych, np. wibracje, drgania, szumy, hałas, iskrzenie, zjawiska cieplne (rys. 4.6, s. 138). PROCES ROBOCZY Przetwarzanie energii chemicznej w ciepło oraz pracę mechaniczną WIELKOŚCI CHARAKTERYZUJĄCE PROCES podciśnienie, ciśnienie sprężania, ciśnienie spalania, szybkość narastania ciśnienia, temperatura spalania, skład spalin, prędkość obrotowa, moment obrotowy, moc efektywna, jednostkowe zużycie paliwa, godzinowe zużycie paliwa Przetwarzanie energii chemicznej w energię elektryczną gęstość elektrolitu, wskaźnik wyładowania, czas wyładowania, sprawność, rezystancja wewnętrzna, rezystancja uzwojeń i izolacji, spadek napięcia, wartość napięcia i natężenia prądu, napięcie na okładzinach kondensatora, rezystancja kondensatora, parametry impulsów elektrycznych Przetwarzanie energii elektrycznej w pracę mechaniczną spadki napięcia, natężenie prądu elektrycznego, zużycie energii elektrycznej, moc, prędkość obrotowa Przetwarzanie energii kinetycznej w ciepło droga hamowania, siła hamowania, czas uruchomienia hamulców, opóźnienie hamowania, kątowe opóźnienie hamowania Przenoszenie energii współczynnik poślizgu, moment (moc) na wyjściu, moment strat, sprawność mechaniczna, siła napędowa Zwiększanie energii moment (moc) na wyjściu, ciśnienie, wydajność, moment strat, parametry impulsu ciśnienia czynnika Rys Przykłady wielkości charakteryzujących procesy robocze zachodzące w urządzeniach [1]

36 34 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE PROCES TOWARZYSZĄCY Procesy termiczne WIELKOŚCI CHARAKTERYZUJĄCE PROCES wartość temperatury, zmiany temperatury, rozkład temperatury na powierzchni, czas nagrzewania się elementów i podzespołów Elektryczne generowanie przy tarciu chwilowa różnica potencjałów elektrycznych, czas trwania impulsów, częstotliwość, amplituda Egzoemisja elektronów liczba elektronów, intensywność egzoemisji elektrolitów Stwarzanie środków smarnych lepkość, zmiana lepkości, gęstość, temperatura krzepnięcia, temperatura zapłonu, indeks wiskozowy, nagromadzenie produktów zużycia Procesy wibroakustyczne miary w dziedzinie amplitud, częstotliwość czasu drgań Inne Rys Przykłady wielkości charakteryzujących procesy towarzyszące zachodzące w urządzeniach [1] Proces diagnozowania jest przeprowadzany w celu: określenia stanu obiektu w momencie uznanym za ważny (tj. w momencie przeprowadzania diagnozy), prognozowania zmian stanu w przyszłości, określenia przyczyn zmiany stanu obiektu, kompleksowej oceny stanu obiektu podczas eksploatacji. W związku z tym wykonuje się następujące rodzaje badań diagnostycznych (rys. 4.7): monitorowanie stanu obiektu (diagnozowanie ciągłe, dozorowanie) bieżąca obserwacja obiektu w celu uzyskania informacji o jego zdolności do realizacji założonych funkcji; diagnozowanie stanu obiektu ustalanie stanu obiektu w chwili t 0, w której wykonywane jest badanie diagnostyczne; ustalenie genezy stanów obiektu ustalanie przyczyn stanu obiektu w chwili t g poprzedzającej chwilę t 0 diagnozowania obiektu; odtwarzanie kolejności stanów w przeszłości (np. stanu urządzenia przed awarią); prognozowanie stanów obiektu określanie stanów przyszłych t p, następujących po chwili t 0, ocena czasu właściwego wypełniania funkcji w przyszłości.

37 WPROWADZENIE DO DIAGNOSTYKI TECHNICZNEJ 35 Rys Rodzaje badań diagnostycznych [1] Diagnozowanie maszyn, urządzeń i narzędzi wpływa na sposób wypełniania przez nie założonych funkcji (rys. 4.8), tj. na: skuteczność działania, niezawodność realizowanych procesów technologicznych, wydajność, jakość wytwarzanych produktów, bezpieczeństwo pracy, ochronę środowiska. DIAGNOZOWANIE MASZYN I URZĄDZEŃ Niezawodność maszyn i urządzeń Niezawodność realizowanych procesów Wydajność urządzeń Jakość wytwarzanych produktów Bezpieczeństwo pracy Ochrona środowiska Rys Wpływ diagnozowania na sfery funkcjonowania urządzeń i procesy [1] Zakwalifikowanie stanu maszyny, urządzenia lub narzędzia do klasy zdatności lub niezdatności następuje w wyniku przeprowadzenia badań diagnostycznych, tj. pomiaru określonych parametrów charakteryzujących przebieg procesów roboczych i towarzyszących. Parametry te są nazywane parametrami diagnostycznymi. Wartości liczbowe najważniejszych z nich, umieszczane w dokumentacji technicznej, pozwalają na identyfikację stanu urządzenia. Parametry charakteryzujące maszynę, narzędzie lub urządzenie, które pojawiają się tylko w stanie niezdatności lub niesprawności, są nazywane symptomami diagnostycznymi. Ich występowanie jest konsekwencją naruszenia zasad pracy urządzeń oraz przekroczenia dopuszczalnych granic ich obciążalności i wytrzymałości. Przykłady symptomów diagnostycznych to np. nadmierne drgania urządzenia, nieoczekiwana zmiana temperatury, oznaki nadmiernego zużycia czy obniżenie efektywności pracy (rys. 4.9, s. 140). Charakterystyka symptomów i parametrów diagnostycznych oraz przykłady ich wykorzystania w procesie diagnozowania przedstawiono w tabeli 4.1, s. 140.

38 36 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE SYMPTOMY STANU TECHNICZNEGO MASZYN I URZĄDZEŃ Efektywność działania Szczelność Stan cieplny Starzenie materiałów eksploatacyjnych Hałas i drgania Rys Symptomy stanu technicznego maszyn i urządzeń [1] Tabela 4.1. Charakterystyka symptomów i parametrów diagnostycznych Symptom diagnostyczny efektywność pracy szczelność stan cieplny stan płynów eksploatacyjnych hałas i drgania parametry geometryczne wygląd powierzchni Parametry diagnostyczne moc, moment obrotowy, moment tarcia, zużycie energii, siła do pokonania oporów wewnętrznych ciśnienie i zmiana ciśnienia płynów, prędkość zmiany ciśnienia, ilość płynu wypływającego przez nieszczelności temperatura, zmiany temperatury, nagrzewanie się zespołów, podzespołów i elementów lepkość, gęstość, zawartość wody, zanieczyszczeń amplituda, częstotliwość, poziom hałasu i drgań luzy liniowe i kątowe, zużycie, skok ruchu jałowego i ruchu roboczego stan powierzchni, widoczne deformacje, zmiana koloru, widoczne przecieki, zarysowania, pęknięcia Przykłady wykorzystania do diagnozowaniu silniki, układy napędowe, sprzęgła, układy hamulcowe, łożyskowania silniki spalinowe, sprężarki, układy smarowania i chłodzenia, instalacje pneumatyczne i hydrauliczne, zbiorniki, przewody rurowe układy chłodzenia, smarowania, zespoły układów napędowych, skrzynie biegów, reduktory, sprzęgła cierne, łożyska ślizgowe i toczne silniki, układy chłodzenia i smarowania, przekładnie zębate silniki, sprężarki, turbiny, łożyska ślizgowe i toczne przekładnie, łożyska, wały napędowe, mechanizmy sterujące obudowy, kadłuby, korpusy, prowadnice, układy: hydrauliczne, pneumatyczne, smarowania W procesach diagnozowania wykorzystuje się również zjawiska i procesy niezwiązane bezpośrednio z funkcjonowaniem diagnozowanych obiektów, takie jak np. właściwości promieniotwórcze materiałów rozszczepialnych wprowadzanych pod powierzchnie elementów trących. Intensywność promieniowania jest miarą zużycia (starcia) powierzchni. Maszyny, urządzenia i narzędzia powinny być tak skonstruowane i wykonane, aby możliwe było diagnozowanie zarówno całości, jak i poszczególnych zespołów, podzespołów czy elementów. W badaniach diagnostycznych wykonywanych w celu określenia stanu maszyn, urządzeń i narzędzi można wyróżnić dwie fazy:

39 WPROWADZENIE DO DIAGNOSTYKI TECHNICZNEJ 37 diagnozowanie ogólne, diagnozowanie szczegółowe. Diagnozowanie ogólne dotyczy badania całości maszyn, urządzeń i narzędzi bez analizy poszczególnych zespołów, podzespołów i elementów. Ma ono na celu ustalenie, czy obiekt jako całość znajduje się w stanie zdatności, czy niezdatności. Jeżeli znajduje się w stanie zdatności, procedura diagnozowania zostaje zakończona i obiekt jest nadal eksploatowany. W przypadku stwierdzenia stanu niezdatności przeprowadza się procedurę diagnozowania szczegółowego, mającą na celu zlokalizowanie niesprawności i określenie jej przyczyn oraz sprecyzowanie zakresu czynności naprawczych i regulacyjnych. Po jej zakończeniu obiekt poddaje się naprawie i powtórnie wykonuje badania diagnostyczne (rys. 4.10). NIEZNANY STAN OBIEKTU Kontrola stanu (diagnozowanie ogólne) Obiekt zdatny Obiekt niezdatny Koniec badania Lokalizacja uszkodzeń (diagnozowanie szczegółowe) Usuwanie uszkodzeń Rys Procedura określania stanu obiektów [1] Diagnozowanie powinno być przeprowadzane zgodnie z instrukcją użytkowania lub dokumentacją techniczno -ruchową maszyn, urządzeń i narzędzi, zawierającą informacje o ich strukturze, zachodzących w nich procesach i wartościach najważniejszych parametrów stanu oraz wskazania dotyczące wyboru punktów pomiarowych. Diagnozowanie przeprowadza się następującymi metodami: wykonując pomiary diagnostyczne parametrów stanu maszyn, urządzeń i narzędzi; prowadząc obserwację prostą maszyn, urządzeń i narzędzi; analizując parametry efektów wypełniania założonych zadań przez maszyny, urządzenia i narzędzia (np. wytwarzanych produktów, wykonanych otworów). W ramach procesu diagnozowania wykonuje się pomiary parametrów stanu, tj. wielkości fizycznych związanych z wykonywaniem przez maszyny, urządzenia i narzędzia założonych zadań. Pomiary takie mogą dotyczyć wartości parametrów geometrycznych lub innych wielkości w zależności od przebiegu procesów wykonawczych. W przypad-

40 38 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE ku maszyn, urządzeń i narzędzi najczęściej konieczne jest przeprowadzenie pomiarów warsztatowych, pomiarów temperatury i rozkładu temperatur na powierzchni (badania termowizyjne) oraz ciśnienia płynów, a także dokonanie wstępnej oceny zanieczyszczenia płynów eksploatacyjnych. Bardziej zaawansowane procesy diagnostyczne obejmują wykonywanie pomiarów drgań, hałasu, struktury materiałów, z których są wykonane elementy itd. Pomiary parametrów stanu mogą być przeprowadzane za pomocą przyrządów przenośnych na stanowiskach pracy, na których zainstalowano maszyny i urządzenia, lub na stanowiskach specjalistycznych w odpowiednich laboratoriach. Diagnozowanie elementów maszyn, urządzeń i narzędzi metodą obserwacji prostej polega na kontroli wzrokowej, słuchowej lub dotykowej. Metoda ta nie wymaga stosowania narzędzi, przyrządów ani specjalnych stanowisk pomiarowych potrzebne są jedynie wzrok, słuch i dotyk osób przeprowadzających diagnozę. Osoby te powinny mieć dużą wiedzę specjalistyczną oraz doświadczenie zawodowe. W zakres kontroli wzrokowej wchodzą takie czynności, jak: rozpoznawanie pęknięć, zarysowań, otarć powierzchni współpracujących (tj. ogólna ocena stanu powierzchni maszyn, urządzeń, narzędzi i elementów); ocena prawidłowości wzajemnego położenia zespołów, podzespołów oraz elementów współpracujących; lokalizacja wycieków chłodziwa, oleju, smarów na powierzchniach; lokalizacja odbiegających od normy wibracji elementów; odczytywanie wskazań przyrządów pomiarowo -kontrolnych zainstalowanych na maszynach i urządzeniach. Kontrola słuchowa ma na celu lokalizację źródeł dźwięku (hałasu) wytwarzanego przez badaną maszynę lub urządzenie, niewystępującego w normalnym stanie pracy. Kontrola dotykowa polega na lokalizowaniu przez dotyk zespołów, podzespołów i elementów nadmiernie rozgrzewających się lub wibrujących. Metoda analizy parametrów efektów wypełniania założonych funkcji przez maszyny, urządzenia i narzędzia w przypadku urządzeń mechanicznych polega na ocenie jakości wytwarzanych przez nie produktów, zgodności ich parametrów geometrycznych z dokumentacją, jakości powierzchni i wyglądu zewnętrznego im większa zgodność wartości tych parametrów z wartościami przedstawionymi w dokumentacji produktu, tym lepszy stan diagnozowanego obiektu. PYTANIA I POLECENIA 1. Wymień i omów procesy robocze zachodzące podczas eksploatacji maszyn, urządzeń i narzędzi. 2. Wyjaśnij różnicę pomiędzy genezowaniem i prognozowaniem stanu maszyn, urządzeń i narzędzi. 3. Określ symptomy diagnostyczne łożysk ślizgowych i tocznych. 4. Wyjaśnij, na czym polega stan zdatności maszyn, urządzeń i narzędzi. 5. Scharakteryzuj proces diagnozowania oparty na obserwacji prostej maszyn, urządzeń i narzędzi.

41 DOBÓR ŚRODKÓW SMARNYCH Dobór środków smarnych W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: jaki jest cel smarowania maszyn i urządzeń jakie wyróżniamy rodzaje smarowania jakie są rodzaje środków smarnych Smarowanie Tarcie powoduje straty energii, wzrost temperatury i zużywanie się powierzchni. W celu przeciwdziałania negatywnym skutkom tarcia stosuje się smarowanie substancjami zwanymi środkami smarnymi. Smarowanie polega na wprowadzaniu substancji smarującej między współpracujące powierzchnie tych elementów. Jest to czynność wykonywana przez urządzenie smarowe lub człowieka. Urządzenie smarowe element konstrukcyjny maszyny służący do doprowadzania środka smarnego do współpracujących powierzchni. Z technicznego punktu widzenia pod pojęciem smarowania rozumie się efekt obecności środka smarnego (smaru) pomiędzy współpracującymi powierzchniami. Oczekiwanym efektem smarowania jest zmniejszenie współczynnika tarcia oraz spowolnienie procesów zużywania się współpracujących powierzchni. Smarowanie ma na celu zastąpienie zewnętrznego tarcia suchego tarciem wewnętrznym środka smarnego. Zmniejszenie oporów tarcia spowalnia zużywanie się elementów konstrukcyjnych maszyn. Ważnym zadaniem smarowania jest też zabezpieczenie przed zacieraniem. Doprowadzenie środka smarnego do powierzchni współpracujących elementów jest zadaniem urządzenia smarowego. Urządzenie to może być częścią maszyny albo używanym okresowo odrębnym elementem. Sposób doprowadzenia środka smarnego do skojarzenia trącego jest określany jako technika smarowania. Technika smarowania sposób doprowadzenia środka smar nego do współpracujących powierzchni elementów przy zastosowaniu urządzeń smarowych. Substancja, która jest wprowadzana do współpracujących elementów ma na celu zmniejszenie tarcia i przeciwdziałanie zacieraniu, jest środek smarny często nazywany smarem. Środkami smarnymi mogą być: gazy, ciecze: oleje smarne, emulsje chłodząco -smarujące, substancje o konsystencji żelu, np. smary plastyczne, substancje stałe: grafit, disiarczek molibdenu, azotek boru itp., a także niektóre metale (np. miedź, złoto).

42 40 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE Środek smarny, smar substancja wprowadzona pomiędzy dwie współpracujące powierzchnie trące w celu zmniejszenia oporów tarcia. Spośród dwóch substancji o jednakowej lepkości stosowanych w tych samych warunkach lepszą smarność ma ta z nich, która bardziej zmniejszy tarcie. Smarność nie jest właściwością materii, odno si się do takich właściwości i warunków pracy współpracujących podczas pracy elementów, jak: geometria styku, naciski jednostkowe, prędkość przemieszczania się współpracujących powierzchni, temperatura, materiał, z którego są wykonane współpracujące powierzchnie skojarzenia trącego, ciśnienie, skład chemiczny powietrza atmosferycznego w otoczeniu skojarzenia trącego. Smarność określana jest także jako właściwość substancji smarującej, charakteryzująca jej zachowanie w warunkach tarcia granicznego. Procesy smarowania [4] Celem smarowania jest uzyskanie tarcia płynnego. Może to być osiągnięte przez stworzenie warunków do smarowania hydrostatycznego, hydrodynamicznego lub hybrydowego, łączącego dwa pierwsze sposoby. Wyróżnia się również tzw. smarowanie elastohydrodynamiczne. Smarowanie hydrostatyczne (rys. 4.11) polega na wytworzeniu w skojarzeniu trącym, przy użyciu urządzeń zewnętrznych (np. pomp), ciśnienia środka smarnego, które rozdzieli obie smarowane powierzchnie w taki sposób, że między nimi będzie występowało tarcie płynne. Rys Model smarowania hydrostatycznego poprzecznego łożyska ślizgowego: 1 panew łożyska, 2 wał łożyska, 3 środek smarny, 4 wlot środka smarnego, 5 wylot środka smarnego [4] Zasada smarowania hydrodynamicznego polega na rozdzieleniu współpracujących powierzchni trących samoistnie powstającym klinem smarowym, w którym ciśnienie środka smarnego równoważy istniejące siły (obciążenia). Zasadę smarowania hy-

43 DOBÓR ŚRODKÓW SMARNYCH 41 drodynamicznego, na przykładzie poprzecznego łożyska ślizgo wego, przedstawiono na rysunku W stanie spoczynkowym (rys. 4.12a) wał leży na panwi, za nurzony w środku smarnym. W położeniu tym występuje tarcie spoczynkowe, gdyż siły wyporu hydrostatycznego nie równoważą sił ciężkości. Początkowy obrót wału (rys. 4.12b) powoduje powstanie klina smarującego. Następuje wtedy uniesienie wału z jednoczesnym przemieszczeniem jego środka obrotu na jedną ze ścian panwi. Dalszy obrót wału powoduje przemieszczenie klina smarującego zgodnie z kierunkiem obrotu wału i jednoczesne przemieszczenie jego środka obrotu na drugą ze ścian panwi (rys. 4.12c). Przy określonych obrotach wału klin smarujący rozłoży się w miarę równomiernie i wał nie będzie dotykać żadnej ze ścian panwi (rys. 4.12d). Rys Tworzenie się klina smarującego w poprzecznym łożysku ślizgowym: a) położenie spoczynkowe, b), c) kolejne fazy rozruchu (tworzenie się klina sma rującego), d) faza ustabilizowanej pracy łożyska [4] W niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych skojarzeń trących, np. w przekładniach zębatych, niektórych typach łożysk tocznych i ślizgowych, na krzywkach itp. może występować specjalny rodzaj smarowania, zwany smarowaniem elastohydrodynamicznym. W odpowiednio ukształtowanym skojarzeniu trącym powstaje wysokie ciśnienie zwiększające lepkość środka smarnego i powierzchnie trące rozdzielają się, ulegając sprężystemu odkształceniu. Model smarowania elastohydrodynamiczne go przedstawia rysunek Rys Model smarowania elastohydrodynamicznego na przykładzie dwóch toczących się po sobie walców: 1 miejsca sprężystego odkształcenia warstw wierzchnich, 2 środek smarny [4]

44 42 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE Ogólna charakterystyka środków smarnych Podstawowymi środkami smarnymi stosowanymi do smarowania skojarzeń trących maszyn są oleje smarne, smary plastyczne i smary stałe. Niezależnie od rodzaju środkom smarnym stawiane są następujące wymagania: powinny odznaczać się wymaganą smarnością, nie powinny reagować z materiałami konstrukcyjnym, z którymi się kontaktują w skojarzeniu trącym, lub reagować w sposób kontrolowany, powinny zachowywać swoje właściwości użytkowe, w możliwie długim okresie pracy, nie powinny ulegać degradacji w trakcie składowania, nie powinny wykazywać oddziaływań: toksycznych, mutagennych itp. oraz nie powinny zawierać składników niekorzystnie oddziałujących na środowisko naturalne, w warunkach użytkowania nie powinny stwarzać zagrożenia pożarowego, powinny zachowywać wymagane właściwości użytkowe w całym zakresie temperatur i ciśnień występujących w trakcie pracy skojarzenia trącego, ich utylizacja powinna być łatwa i mało kosztowna, ich cena powinna być możliwie niska. Jednoczesne spełnienie przez środek smarny wszystkich wymienionych wymagań, w praktyce okazuje się niemożliwe lub bardzo kosztowne. Z tego względu, środkom smarnym są stawiane wymagania szczegółowe, które zazwyczaj są rezultatem wielu kompromisów między potrzebami i możliwościami. Jest to zasadniczy powód istnienia bardzo wielu gatunków środków smarnych. Innym powodem są konkurencyjne działania produkujących te środki firm. Oleje smarne płyny przeznaczone do smarowania skojarzeń trących z zastosowaniem określonej techniki smarowania i urządzeń smarowych. Od olejów smarnych wymaga się: właściwości reologicznych (lepko -sprężystych), właściwości niskotemperaturowych, właściwości smarnych i przeciwzużyciowych, właściwości zapłonu i palenia, stabilności termicznej i termooksydacyjnej, stabilności chemicznej, kompatybilności z materiałami konstrukcyjnymi, minimalnej toksyczności i innych właściwości związanych z ochroną środowiska. Środki smarne stosowane podczas eksploatacji urządzeń mechanicznych można podzielić zgodnie z następującymi kryteriami: 1. ze względu na pochodzenie: mineralne wytwarzane z ropy naftowej, organiczne otrzymywane z tłuszczów organicznych (np. z oleju rzepakowego), syntetyczne otrzymywane w procesach syntezy chemicznej; 2. ze względu na konsystencję: płynne (ciecze, gazy), plastyczne, stałe (np. grafit); 3. ze względu na przeznaczenie: silnikowe, przekładniowe, wrzecionowe, plastyczne (do łożysk ślizgowych i tocznych), specjalne środki smarne.

45 DOBÓR ŚRODKÓW SMARNYCH 43 W tabeli 4.2 przedstawiono właściwości eksploatacyjne wybranych olejów, a w tabeli 4.3, s. 148 zakres temperatur stosowania olejów. Tabela 4.2. Ocena właściwości eksploatacyjnych olejów [4] Właściwości Baza oleju Poli a olefiny Alkilobenzeny Diestry Poliolestry Poliglikole Estry fosforanowe Oleje fluorowe Mineralna Reologiczne Niskotemperaturowe Smarne Przeciwzużyciowe Termooksydacyjne Odporność na palenie Przeciwkorozyjne i przeciwrdzewne Stabilność hydrolityczne Lotność Kompatybilność z uszczelnieniami Mieszalność z olejami mineralnymi złe, dostateczne, średnie, dobre, bardzo dobre

46 44 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE Tabela 4.3. Zakres temperatury stosowania oraz zastosowanie olejów na bazach mineralnej i syntetycznych Oleje turbinowe Oleje silnikowe Oleje przekładniowe Oleje specjalne Ciecze hydrauliczne Oleje sprężarkowe Oleje maszynowe Nośniki ciepła Zastosowanie Baza Mineralna Diestry Estry poliolowe Estry kompleksowe Polialkilenoglikole Estry fosforanowe + + Estry krzemianowe + + Silikony Estry polifenylowe Poli a ole ny Temperatura, C

47 DOBÓR ŚRODKÓW SMARNYCH 45 Dodatki uszlachetniające Tylko niektóre oleje bazowe, zarówno mineralne, jak i syntetyczne, spełniają wymagania wynikające z warunków pracy współczesnych urządzeń technicznych. W celu dostosowania do stawianych wymogów wprowadzane są do nich dodatki uszlachetniające. Są to syntetyczne związki chemiczne lub produkty chemicznego przetworzenia surowców naturalnych. Wyróżnia się następujące podstawowe rodzaje takich dodatków: inhibitory utleniania, modyfikatory właściwości reologicznych, depresatory, detergenty i dyspergatory, emulgatory i deemulgatory, środki smarnościowe, dodatki przeciwzużyciowe, środki przeciwzatarciowe, modyfikatory tarcia, inhibitory korozji i rdzewienia, pasywatory, środki przeciwpienne, barwniki, dodatki zapachowe, dodatki wielofunkcyjne. PYTANIA I POLECENIA 1. Wyjaśnij cel smarowania maszyn i urządzeń. 2. Przedstaw różnicę między smarowaniem hydrostatycznym i hydrodynamicznym. 3. Omów rodzaje środków smarnych.

48 46 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE 4.4 Technika smarowania W TYM ROZDZIALE DOWIESZ SIĘ: jakie stosuje się metody smarowania czym charakteryzują się metody smarowania jakie jest zastosowanie smarowania centralnego Pojęcie technika smarownicza oznacza: urządzenia techniczne doprowadzające środek smarny do współpracujących elementów trących, środek smarny o właściwościach wymaganych do smarowania współpracujących elementów, sposób poprawnego smarowania. Istnieje bardzo wiele rozwiązań konstrukcyjnych układów smarowania maszyn i urządzeń doprowadzających środek smarny do skojarzeń trących, dlatego w niniej szym opracowaniu przedstawiono jedynie kilka z nich. Niektóre urządzenia smarowe są znormalizowane, co umożliwia ich zamienne stosowanie w maszynach pochodzących od różnych producentów. Sposoby smarowania Sposób smarowania zależy od bardzo wielu czynników, takich jak: rodzaj i właściwości środka smarnego, konstrukcja i warunki pracy układu smarowego, niezbędna ilość środka smarnego, okresowość obsługi, sposób doprowadzania środka smarnego do skojarzenia trącego. Uproszczony podział sposobów smarowania ze względu na rodzaj środka smarnego przedstawiono w tabeli 4.4. Ze względu na ciśnienie panujące w układzie wyróżnia się smarowanie: bezciśnieniowe, gdy podczas podawania środka smarnego w układzie smarowania maszyny panuje ciśnienie nie wyższe od atmosferycznego, ciśnieniowe, gdy z powodu panującego w układzie ciśnienia środek smarny również musi być wtłaczany pod określonym ciśnieniem, wyższym od atmosferycznego. W praktyce sposoby smarowania najczęściej są klasyfikowane ze względu na sposób obsługi maszyny. Wyróżnia się wśród nich: smarowanie ręczne, smarowanie samoczynne, smarowanie automatyczne.

49 TECHNIKA SMAROWANIA 47 Tabela 4.4. Ogólna charakterystyka sposobów smarowania [4] Środek smarny Sposób smarowania Urządzenia smarownicze Najczęstsze zastosowania kroplowe smarownica kroplowa wszystkie typy łożysk tocznych, łożyska ślizgowe Olej smarowy, smarowanie skąpe mgłą olejową system smarowania mgłą olejową wszystkie typy łożysk tocznych olejowo-powietrzne system smarowania olejowo-powietrznego wszystkie typy łożysk tocznych, przekładnie mechaniczne zanurzeniowe system smarowania zależny od konstrukcji smarowanego mechanizmu wszystkie typy łożysk tocznych, przekładnie mechaniczne, przeguby, wrzeciona Olej smarowy, smarowanie pełne obiegowe system smarowania obiegowego wszystkie typy łożysk tocznych, łożyska ślizgowe, przekładnie mechaniczne, wrzeciona natryskowe system smarowania obiegowego z dyszami natryskowymi wszystkie typy łożysk tocznych, przekładnie mechaniczne na cały okres eksploatacji nie są wymagane wszystkie typy łożysk tocznych poza łożyskami baryłkowymi wzdłużnymi, przeguby, sprzęgła Smar plastyczny z dosmarowywaniem smarowniczka ręczna lub pompa smarowa wszystkie typy łożysk tocznych, przekładnie mechaniczne rozpyleniowe system smarowania zależy od konstrukcji smarowanego mechanizmu wszystkie typy łożysk tocznych, przekładnie mechaniczne Smar stały na cały okres eksploatacji z dosmarowywaniem nie są wymagane łopatki, smarownice główne łożyska kulkowe, otwarte przekładnie mechaniczne Smarowanie ręczne Smarowanie ręczne polega na okresowym doprowadzaniu środka smarnego do skojarzenia trącego przez personel obsługujący maszynę. W takim przypadku maszyna jest zwykle wyposażona w specjalne zaworki lub rzadziej otwory, przez które środek smarny doprowadzany jest do skojarzenia trącego olejarkami lub smarownicami ręcznymi. Środek smarny jest dozowany i doprowadzany w określonych odstępach czasu, najczęściej ustalonych przez producenta maszyny i podanych w tzw. kartach smarowniczych lub instrukcjach obsługi maszyny. Do ręcznego doprowadzania oleju smarnego do układów bezciśnieniowych używane są olejarki ręczne o bardzo zróżnicowanej konstrukcji i pojemności (od kilku mililitrów do kilku litrów), a do ręcznego doprowadzania smarów plastycznych smarownice ręczne, przedstawione na rysunkach 4.14 oraz 4.15, s. 152.

50 48 WYKONYWANIE OBRÓBKI NA OBRABIARKACH STEROWANYCH NUMERYCZNIE Rys Konstrukcja smarownicy do ręcznego wtłaczania smaru plastycznego [4] Rys Konstrukcja smarownicy z tłokiem do ręcznego wtłaczania smaru plastycznego [4] Smarowanie samoczynne Smarowanie tego typu stosuje się, gdy smarowanie okre sowe nie zapewnia smarowania hydrodyna micznego lub gdy częstotliwość smarowania powinna być większa. Smarowanie samoczynne może być bezciśnieniowe lub pod ciśnieniem. Wśród indywidualnych urządzeń smarowniczych działa jących bezciśnieniowo wyróżnia się smarownice: grawitacyjne, knotowe (kapilarne), zanurzeniowe, rozbryzgowe, powielaczowe. Wiele rozwiązań konstrukcyjnych doprowadzania środka smarnego do skojarzeń trących opiera się na zasadzie działania urządzeń mechanicznych napędzanych ręcznie lub przez mechanizmy o bardzo zróżnicowanej konstrukcji. Jednym z takich rozwiązań są działające okresowo i samoczynnie smarowniczki, których tłok jest napędzany sprężyną (rys. 4.16), a ilość podawanego smaru może być regulowana ręcznie zaworkiem. Rys Indywidualna smarownica ze sprężynowym napędem tłoka: 1 pokrywa umożliwiająca wprowadzenie smaru, 2 sprężyna tłoka, 3 tłok, 4 smar plastyczny, 5 zawór do regulacji dozowania smaru [4]

51 Klub Nauczyciela uczę.pl cenną pomocą dydaktyczną! Co można znaleźć w Klubie Nauczyciela? podstawy programowe programy nauczania materiały metodyczne: rozkłady materiału, plany nauczania, plany wynikowe, scenariusze przykładowych lekcji materiały dydaktyczne i ćwiczeniowe klucze odpowiedzi do zeszytów ćwiczeń

52 Kształcimy zawodowo! Największa oferta publikacji zawodowych w Polsce podręczniki repetytoria i testy przygotowujące do egzaminów seria Pracownie do praktycznej nauki zawodu ćwiczenia do nauki języków obcych zawodowych dodatkowe materiały dla nauczycieli na uczę.pl wszystkie treści zgodne z nową podstawą programową Skuteczne przygotowanie do nowych egzaminów potwierdzających kwalifikacje w zawodzie Wszystkie nasze publikacje można zamówić w księgarni internetowej sklep.wsip.pl