wykład maszynoznawstwo ogÓlne i maszyny …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]maszynoznawstwo... ·...

119
1 MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY TECHNOLOGICZNE Katedra Budowy Maszyn Dr hab. inż. Janusz ŚLIWKA p.492 Katedra Budowy Maszyn, Politechnika Śląska w Gliwicach

Upload: vanhuong

Post on 22-Aug-2018

281 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Page 1: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

1

MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE

I MASZYNY TECHNOLOGICZNE

Katedra Budowy Maszyn

Dr hab. inż. Janusz ŚLIWKA

p.492

Katedra Budowy Maszyn, Politechnika Śląska w Gliwicach

Page 2: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

2

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Warunki zaliczenia:

½ wykładu (3 wykłady po 1,5 h) – Katedra Budowy Maszyn

½ wykładu – Instytut Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych

Kolokwium zaliczeniowe na ostatnim wykładzie

Kolokwium zaliczeniowe z laboratoriów

Obecności na laboratoriach

Page 3: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

3

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Literatura do wykładu

[1] Cressy E.: A Hundred Years of Mechanical Ingineering. London, 1937.

[2] Encyclopedia Universalis - Świat nauki współczesnej. PWN, Warszawa, 1996.

[3] Encyklopedia Techniki Tom Budowa Maszyn WNT Warszawa, 1968.

[4] Internetowe materiały reklamowe firmy Viessmann

[5] Paderewski K.: Vadenecum obrabiarek skrawających. WNT, Warszawa, 1979.

[6] Orlik Z.: Maszynoznawstwo. WSiP, 1989.

[7] Lilley S.: Ludzie, maszyny i historia. PWN, Warszawa, 1958.

[8] Stryczek S.: Napęd hydrostatyczny. Tom 1, WNT, Warszawa, 1990.

[9] Wielka Encyklopedia Internetowa

[10] Wrotny L.T.: Podstawy budowy obrabiarek. WNT, Warszawa, 1973.

[11] Historia nauki i techniki. Encyklopedia edukacyjna. Bellona Warszawa, 2002.

[12] Encyklopedia PWN, Warszawa, 2004.

Page 4: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

4

Zwykłe rzeczy - niezwykłe wynalazki

Prawda czy fałsz - pogromcy mitów

Jak to jest zrobione?

Page 5: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

5

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Wstęp

1. Definicje, podział i podstawowe parametry maszyn

2. Rys historii rozwoju maszyn

3. Jak powstaje maszyna ?

3.1. Projektowanie i konstruowanie

3.2. Zasady konstrukcji

3.3. Optymalizacja konstrukcji

3.4. Zapis konstrukcji

3.5. Typowy podział procesu procesu projektowo-konstrukcyjnego

3.6. Technologiczność

3.7. Typizacja, unifikacja, normalizacja

Plan wykładu:

Page 6: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

6

8. Omówienie wybranych maszyn technologicznych

8.1. Obrabiarki do obróbki skrawaniem

8.2. Maszyny do obróbki plastycznej metali

8.3. Maszyny do przetwórstwa tworzyw sztucznych

9. Wybrane maszyny energetyczne

9.1. Turbiny wodne

9.2. Pompy

9.3. Silniki spalinowe

9.4. Siłownie

10. Omówienie wybranych maszyn transportowych

10.1. Dźwignice

10.2. Przenośniki

10.3. Pojazdy samochodowe

11. Tendencje rozwojowe w budowie i eksploatacji

maszyn

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

4. Eksploatacja

4.1. Obciążenia

4.2. Rodzaje zużycia

4.3. Smarowanie

4.4. Rodzaje uszkodzeń elementów maszyn

5. Diagnostyka

5.1. Metody diagnostyki

5.2. Teoria trwałości

6. Automatyzacja maszyn technologicznych

6.1. Definicje podstawowe

6.2. Automatyzacja produkcji

wielkoseryjnej i masowej

6.3. Automatyzacja produkcji

średnioseryjnej

6.4. Sterowane numeryczne

6.5. Automatyczny nadzór

6.6. Sterowanie adaptacyjne

Page 7: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

7

Page 8: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

8

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

„Maszyna – urządzenie techniczne zawierające mechanizm[1] lub zespół

mechanizmów we wspólnym kadłubie, służące do przetwarzania energii lub

wykonywania określonej pracy.”

[1] Mechanizm – układ powiązanych ze sobą części maszynowych mogących wykonywać określone

ruchy w wyniku pobrania energii mechanicznej. Każdy mechanizm składa się z członu nieruchomego

tzw. ostoi, członu napędzającego, któremu nadawany jest określony ruch z zewnątrz, członu

napędzanego, który przekazuje ruch na zewnątrz i ewentualnie z łącznika (łączników) przenoszącego

ruch z członu napędzającego na napędzany. Przykładami mechanizmów mogą być: mechanizm

korbowy, mechanizm jarzmowy czy przekładnia zębata.

„Maszyną nazywamy urządzenie (zbudowane przez człowieka) do

wykorzystywania zjawisk przyrodniczych w celu wykonywania pracy użytecznej

oraz zwiększania jej wydajności przez zastąpienie pracy fizycznej, wysiłku

umysłowego i funkcji fizjologicznych człowieka”

1.1. Definicje i podział maszyn

1. PODSTAWOWE DEFINICJE I PARAMETRY

Page 9: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

9

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Współczesny model maszyny

Maszyny możemy podzielić na:

maszyny energetyczne, służące do przetwarzania jednego rodzaju energii w

inny (np. silniki, turbiny, prądnice),

Tradycyjny model maszyny

Page 10: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

10

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Page 11: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

11

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Maszyny możemy podzielić na:

maszyny energetyczne, służące do przetwarzania jednego rodzaju energii w

inny (np. silniki, turbiny, prądnice),

maszyny technologiczne, służące do wykonywania operacji związanych z

zmianą kształtu, własności fizyko-chemicznych lub stanów obrabianych

materiałów lub przedmiotów (np. obrabiarki, maszyny hutnicze, maszyny

rolnicze),

Page 12: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

12

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Page 13: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

13

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Maszyny możemy podzielić na:

maszyny energetyczne, służące do przetwarzania jednego rodzaju energii w

inny (np. silniki, turbiny, prądnice),

maszyny technologiczne, służące do wykonywania operacji związanych z

zmianą kształtu, własności fizyko-chemicznych lub stanów obrabianych

materiałów lub przedmiotów (np. obrabiarki, maszyny hutnicze, maszyny

rolnicze),

maszyny transportowe, służące do przenoszenia różnego rodzaju

przedmiotów i ludzi (np. dźwignice, samochody, lokomotywy).

Page 14: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

14

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Page 15: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

15

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Silniki, które to pobierają energię z zewnętrznego źródła (np. energię chemiczną

paliw, energię mechaniczną wiatru itp.) i przetwarzają ją w energię mechaniczną

potrzebną do napędu innych maszyn. W zależności od tego czy silnik wykorzystuje

bezpośrednio jedną z postaci energii przyrody, czy też za pośrednictwem jakiejś

przetwornicy energii, rozróżniamy silniki pierwotne (np. silniki wiatrowe, wodne) i

silniki wtórne (np. silnik elektryczny),

Maszyny robocze, które pobierają energię mechaniczna od silników w celu

przetworzenia jej w pracę użyteczną lub inną postać energii. W zależności od celu

wykonywanych czynności maszyny robocze dzielimy na maszyny wytwórcze,

stosowane w różnych gałęziach przemysłu (obrabiarki, maszyny tkackie) oraz

maszyny elektryczne, służące przetwarzaniu jednej postaci energii w inną

(sprężarki, prądnice elektryczne).

Page 16: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

16

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

W związku z tendencją do rozszerzania pojęcia maszyny o urządzenia

elektroniczne niektórzy autorzy proponują nowy rozszerzony podział maszyn na:

1) energetyczne,

2) technologiczne,

3) transportowe,

4) kontrolne i sterujące,

5) logiczne,

6) cybernetyczne.

Odrębną grupę nie zaliczaną do maszyn, choć pod wieloma względami zbliżoną do

nich stanowią aparaty. Są to urządzenia spełniające określone zadania w wyniku

przebiegających w nich procesów fizycznych lub chemicznych (np. aparat

telefoniczny). Od maszyn różnią się tym, iż nie przekształcają energii mechanicznej i

co za tym idzie nie stawia się im żadnych wymogów co do sprawności energetycznej.

Zazwyczaj dominującym kryterium działania aparatów jest dokładność działania.

Page 17: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

17

Na zakończenie tego podrozdziału, korzystając z informacji podanych wcześniej,

rozważmy pewien przykład. Zastanówmy się nad pytaniem: „Czy wiertarka ręczna z

napędem elektrycznym jest maszyną, czy też nie ?”

?

Page 18: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

18

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Obrabiarką skrawającą do metali nazywamy maszynę technologiczną przeznaczoną

do zmiany kształtów, wymiarów i chropowatości powierzchni przedmiotów

metalowych (lub innych) poprzez zdjęcie naddatku materiału w postaci wióra.

• powinna posiadać silnikowy napęd ruchu głównego,

• powinna posiadać przymusowe prowadzenie ruchów posuwowych za pomocą

prowadnic.

Page 19: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

19

Page 20: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

20

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

1.2. Podstawowe parametry techniczne maszyn

Moc

Praca W wykonana w jednostce czasu t jest miarą mocy maszyny.

dt

dWP

Jednostką mocy w układzie SI jest wat. Moc jest równa watowi, gdy praca wykonana

w czasie jednej sekundy równa jest jednemu dżulowi. W praktyce posługujemy się

jednostkami większymi (10 wata – kilowat, lub 10 – megawat). Moc jest jednym z

najistotniejszych parametrów maszyn świadczącym o możliwościach

eksploatacyjnych. Moce miniaturowych maszyn nie przekraczają jednego wata, moce

dużych turbin gazowych mogą osiągać wartości tysiąca megawatów.

Page 21: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

21

Sprawność

Przeznaczeniem maszyny jest wykonywanie pracy użytecznej, jednakże w czasie ruchu

maszyny powstają straty związane z pokonywaniem oporów np. sił tarcia. Straty te

nazywamy pracą traconą. Stosunek pracy użytecznej do pracy włożonej nazywamy

współczynnikiem sprawności (sprawnością) maszyny i oznaczamy literą η.

%100W

U

W

W

Oczywiście sprawność możemy definiować nie tylko poprzez pracę, ale również przez

moc włożoną i moc użyteczną.

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Page 22: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

22

PERPETUUM MOBILE [łac.], fiz. hipotetyczna maszyna, której działanie

byłoby sprzeczne z podstawowymi prawami fizyki; perpetuum mobile I rodzaju

— maszyna, która wykonywałaby pracę bez pobierania energii z zewnątrz,

a więc działanie jej byłoby sprzeczne z zasadą zachowania energii; perpetuum

mobile II rodzaju — maszyna, która wykonywałaby pracę pobierając ciepło

z otoczenia i w całości zamieniając je na pracę; działanie jej przeczyłoby II

zasadzie termodynamiki; pierwsze próby budowy perpetuum mobile

podejmowano w XIII w.; szczególnie wiele prac nad skonstruowaniem

perpetuum mobile prowadzono w XVI i XVII w.

Projekty Perpetuum Mobile [12]

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Page 23: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

23

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Zasada działania pompy ciepła

Pompy ciepła działają tak jak lodówki, lecz w przeciwieństwie

do nich wykorzystuje się tu nie zimną, lecz gorącą stronę

obiegu termodynamicznego. Odpowiedni czynnik roboczy jest

sprężany i rozprężany, przez co uzyskuje się pożądany efekt

nagrzewania lub chłodzenia. Przykładowo, dla wytworzenia

ciepła użytecznego odbiera się na niskim poziomie

temperaturowym ciepło z powietrza, wody gruntowej lub

gruntu, poprzez odparowanie czynnika roboczego (gazów

nieszkodliwych takich jak R 407 C) wrzącego w niskiej

temperaturze. Tak więc pierwotnie ciekły czynnik roboczy

opuszcza parownik (wymiennik ciepła ) w postaci gazu. Gaz

ten zostaje sprężony przez sprężarkę i pod ciśnieniem ulega

skropleniu w kondensatorze na wysokim poziomie

temperatury, oddając ciepło skraplania i ciepło sprężania

wodzie z instalacji grzewczej. Następnie pozostający nadal

pod ciśnieniem czynnik roboczy ulega rozprężeniu w zaworze

rozprężającym, przechodząc do części niskociśnieniowej cały

obieg rozpoczyna się od początku. Efekt finalny: 3/4 energii

cieplnej z otoczenia + 1/4 energii elektrycznej = 4/4 ciepła

użytecznego.

Page 24: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

24

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

Charakterystyka maszyny

Charakterystyką maszyny nazywamy potocznie wykres przedstawiający zależność

pomiędzy wielkościami charakteryzującymi prace maszyny lub urządzenia w

różnych warunkach pracy. Szczegółowa nazwa charakterystyki związana jest

zazwyczaj z nazwą maszyny np. charakterystyka pompy, charakterystyka turbiny

itp. Poniżej pokazano przykładową charakterystykę sprawnościową (zależność

sprawności ogólnej, mechanicznej i objętościowej od wzrostu ciśnienia) pompy

hydraulicznej.

Przykładowa charakterystyka pompy hydraulicznej [8]

Page 25: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

25

1.3. Cechy użytkowe maszyn

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

• Przydatność technologiczna (przeznaczenie)

Na przydatność obrabiarki do określonych zadań technologicznych wpływ ma

szereg czynników, z których najważniejszymi są: ogólny układ konstrukcyjny,

główne wymiary geometryczne, moc napędowa, oprzyrządowanie, wydajność i

dokładność obróbki oraz stopień automatyzacji. Ogólne przeznaczenie obrabiarki

określa jej nazwa, np. tokarka – do obróbki toczeniem, frezarka – do frezowania.

Pod względem przeznaczenia produkcyjnego określającego zakres zastosowania

obrabiarki w przemyśle wyróżniamy [10]:

obrabiarki ogólnego przeznaczenia (do szerokiego zastosowania w różnych

gałęziach przemysłu),

obrabiarki specjalizowane (przeznaczone do obróbki przedmiotów o identycznych

lub podobnych zabiegach obróbkowych),

obrabiarki specjalne (przeznaczone do obróbki jednego rodzaju przedmiotów).

Page 26: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

26

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

• Układ konstrukcyjny

Czynnikami decydującymi o układzie konstrukcyjnym obrabiarki są liczba i rodzaj

ruchów podstawowych oraz kierunki i drogi przemieszczania zespołów roboczych.

W zależności od przeznaczenia produkcyjnego obrabiarka może być wyposażona w

zespoły robocze jednowspółrzędnościowe, dwuwspółrzędnościowe (płaskie) i

trójwspółrzędnościowe (przestrzenne). Kierunki ruchów prostoliniowych oraz osie

obrotu zespołów roboczych ustala się na etapie projektowania obrabiarki,

przyjmując najbardziej racjonalny technologicznie wariant konstrukcyjny.

Układy konstrukcyjne z zaznaczonymi kierunkami

przemieszczeń liniowych i kątowych: a) tokarki

kłowej, b) frezarki wspornikowej pionowej, c)

wytaczarko-frezarki z łożem poprzecznym [5]

Page 27: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

27

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

• Wymiary znamionowe

Wymiary geometryczne obrabiarki wiążą się z wielkościami przedmiotów

obrabianych. Każda tego typu maszyna produkowana jest dla określonego i

ograniczonego zakresu wymiarów przedmiotów. Wymiary te podawane są w

danych technicznych obrabiarki jako wielkości znamionowe. Wielkości te są na

tyle istotne, iż znajdują swoje odzwierciedlenie w oznaczeniu obrabiarki.

Przykładowo liczba 32 w oznaczeniu tokarki TUB-32 oznacza, iż maksymalna

średnica toczenia przedmiotu nad łożem wynosi 320 mm. Innymi wymiarami

znamionowymi mogą być np. rozstaw kłów tokarki czy maksymalna średnica

wiercenia dla wiertarki.

Page 28: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

28

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

• Oprzyrządowanie

W skład oprzyrządowania obrabiarki wchodzą uchwyty i przyrządy umożliwiające

wykonanie typowych operacji obróbkowych (np. uchwyt tokarski trójszczękowy)

stanowiące wyposażenie normalne oraz dodatkowe urządzenia służące

rozszerzeniu możliwości technologicznych nazywane wyposażeniem dodatkowym.

• Wydajność

Ze względu na różnorodne wymagania technologiczne oraz efekt obróbki

wydajności obrabiarki nie da się określić w sposób bezwzględny. Do oceny

wydajności obrabiarki stosuje się jeden z trzech wskaźników:

• wskaźnik wydajności objętościowej (objętość wiórów zeskrawanych w jednostce

czasu),

• wskaźnik wydajności powierzchniowej (pole powierzchni obrobionej w jednostce

czasu),

• wskaźnik wydajności jednostkowej (ilość sztuk wykonanych w jednostce czasu).

Page 29: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

29

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

•Dokładność

Wynikową dokładność pracy obrabiarki określa się na podstawie dokładności

wymiarowo-kształtowej obrobionych przedmiotów (dokładność obróbki). Na

wynikową dokładność obróbki (ze strony obrabiarki) wpływ mają następujące

dokładności:

• dokładność geometryczna (określa błędy wymiarowo-kształtowe i błędy

wzajemnego położenia elementów i zespołów obrabiarki),

• dokładność kinematyczna (określa dokładność sprzężeń kinematycznych

występujących w przypadku zastosowania złożonych ruchów kształtowania),

• dokładność nastawcza (określa dokładność mechanizmów służących do

wykonywania ruchów pozycjonowania).

Page 30: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

30

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1

• Stopień automatyzacji

Stopień automatyzacji cyklu roboczego przy obróbce określonego przedmiotu

określa się jako iloraz czasu czynności wykonywanych automatycznie do łącznego

czasu obróbki.

• Zakres automatyzacji

Charakteryzuje stopień zbliżenia do automatyzacji pełnej. Określa się go jako

iloraz liczby czynności zautomatyzowanych do całkowitej liczby czynności

wykonywanych w danej operacji technologicznej.

Page 31: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

31

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

2. RYS HISTORII ROZWOJU MASZYN

„Narzędzia proste, nagromadzenie narzędzi, narzędzia złożone, wprawianie w ruch

narzędzi złożonych przez jeden motor ręczny, przez człowieka, wprawianie tych

narzędzi w ruch przez siły przyrody, maszyna, system maszyn posiadających jeden

motor, układ maszyn mających jeden motor automatyczny – oto dzieje rozwoju

maszyny”

Karol Marks „Nędza filozofii” 1949 r.

Wyraz „maszyna” pochodzi z narzecza doryckiego1 („mechene”), gdzie

oznaczał środek pomocniczy, narzędzie.

[1]Dorowie (gr. Dorieís) starożytne plemiona greckie, które ok. 1200 r. p.n.e. przywędrowały na Peloponez,

osiedliły się tu, niszcząc kulturę mykeńską, tworząc państwa-miasta (np. Spartę, Megarę, Argos, Korynt).

2.1. Wynalazczość na przestrzeni wieków

Page 32: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

32

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Względny wzrost wynalazczości [7]

Page 33: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

33

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Wytapianie miedzi z rud (ok. 4000 r.p.n.e)

Odlewnictwo (ok. 3700 r.p.n.e)

Wóz kołowy (ok. 3700 r.p.n.e)

Krążek liniowy (ok. 700 r.p.n.e)

Młyn wodny (ok. 80 r.p.n.e)

Młyn wiatrakowy (1105 r.n.e)

Ster okrętowy (1250 r.n.e)

Tokarka (1350 r.n.e)

Surówka żelazna (1400 r.n.e)

Wytapianie żelaza na koksie (1717 r.n.e)

Maszyna parowa Watta (1781 r.n.e)

Udoskonalona tokarka Maudslaya (1794 r.n.e)

Strugarka (1820 r.n.e)

Turbina wodna (1827 r.n.e)

Tokarka rewolwerowa (1845 r.n.e)

Stal besemerowska (1856 r.n.e)

Tokarka automatyczna (1870 r.n.e)

Silnik gazowy Otto’a (1876 r.n.e)

Turbina parowa (1884 r.n.e)

Stale narzędziowe szybkotnące (1898 r.n.e)

Samolot (1903 r.n.e)

Taśmowa produkcja masowa (1913 r.n.e)

Page 34: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

34

Około roku 3000 p.n.e. (punkt A ) zaczęły pojawiać się pierwsze cywilizacje.

Najbardziej doniosłym odkryciem tego okresu w dziedzinie technik wytwarzania było

wprowadzenie brązu stopu miedzi z cyną.

Po roku 3000 p.n.e. (punkt B) następuje gwałtowny spadek wynalazczości

spowodowany najprawdopodobniej utrwaleniem się kastowego charakteru

społeczeństw. Kasty rządzące mając do dyspozycji tanią siłę roboczą nie były

zainteresowane usprawnieniami, kasty niższe nie były zainteresowane ulepszeniem

metod produkcji, gdyż i tak nadwyżka produkcji byłaby im odebrana. Taki zastój

przerywany tylko nielicznymi odkryciami jak wynalezienie około roku 1800 p.n.e.

koła ze szprychami, trwał aż do lat 1000 p.n.e. (punkt C) i został przerwany przez

odkrycie metod wytwarzania żelaza (stali). Dostępność żelaza jako materiału

konstrukcyjnego pozwoliła na wytwarzanie części różnych mechanizmów i maszyn

oraz użycie lepszych narzędzi do obróbki drewna i kamieni. Żelazo zostało nazwane

metalem demokratycznym, gdyż oprócz niepodważalnych zalet w porównaniu z

brązem, żelazo było dużo bardziej rozpowszechnione w przyrodzie, a przez to bardziej

dostępne. Tańsze żelazo pozwoliło większej liczbie ludzi otrzymywać bardzo dobre

narzędzia bez konieczności kłopotliwego transportu oraz bez wymiany handlowej.

Nowe tworzywo i jego dostępność gwałtownie pobudziło różnego rodzaju

wynalazczość. Z tych czasów pochodzą pierwsze wyczerpujące dokumenty opisujące

zagadnienia z zakresu mechaniki i techniki.

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Page 35: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

35

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Transport w epoce brązu [7]

Page 36: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

36

Witruwiusz w swoim dziele „De

Architectura” podaje opis młyna wodnego, w

którym ruch z koła wodnego na koło młyńskie

przenoszony jest za pomocą przekładni

zębatej[1]. W starożytnej Grecji powstało wiele

różnych mechanizmów m.in. dźwigniowe,

krzyżakowe, zapadkowe hydrauliczne i

pneumatyczne, których twórcami byli

Archimedes, Ktesibios, Filon z Bizancjum i

Heron z Aleksandrii. Filon opisał w 230 r. p.n.e.

przegub krzyżowy, uchodzący powszechnie za

wynalazek Geronima Cardana (powstały w 1550

r.n.e.).

[1] Powszechnie przekładnie zębatą zaczęto stosować w budowie zegarów w XIV wieku w Mediolanie.

Prace nad modyfikacją zazębień zegarowych doprowadziły do odkrycia zarysu ewolwentowego i

cykloidalnego zębów.

Page 37: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

37

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Pierwsze zegary mechaniczne [11]

Page 38: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

38

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Mechanika Aleksandryska [11]

Rozwój postępu trwał aż do szczytowego

okresu kultury ateńskiej (punkt D).

Zaburzenia gospodarcze i wojny

spowodowane podziałem świata greckiego

na państwa-miasta spowodowało

zahamowanie postępu technicznego (punkt

E). Największy od trzech tysięcy lat wzrost

aktywności społeczeństw (punkt F)

spowodowany był podbojami Aleksandra

Wielkiego.

Page 39: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

39

Aleksander Wielki rozdzielił władzę cywilną i wojskową w okręgach

administracyjnych (satrapiach), natomiast administracja podatkowa pozostała jedna

dla całego państwa. Na podbitych przez siebie obszarach wprowadził on jednolity

system monetarny (stopa ateńska). Miejsce orientalnej gospodarki królewskiej

opartej na tezauryzacji złota zajął system otwarty na świat. Podstawą wszelkich

operacji finansowych stała się moneta srebrna. Sprzyjało to powstaniu ogromnej

strefy gospodarczej. Greka stała się językiem międzynarodowym (koiné).

Podejmowane były ekspedycje w celu ekspansji gospodarczej jak np. poszukiwania

przyczyn wylewów Nilu, czy wyprawa z delty Indusu do ujścia Tygrysu i Eufratu.

Powstało wtedy około 70 miast, z których promieniowała później kultura grecka [9].

Stan ten trwał do upadku Imperium Rzymskiego. Od początków naszej ery do końca

pierwszego millenium nastąpił okres powszechnego stosowania maszyn w całej

Europie. Trend ten nie znalazł odbicia we wzroście krzywej na wykresie (punkty od G

do H), gdyż mieliśmy tu do czynienia bardziej ze stosowaniem dawniej odkrytych

praw i zjawisk (koło wodne) niż z powstawaniem nowych maszyn i metod produkcji.

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Page 40: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

40

Po roku 1000 naszej ery następuje stały duży wzrost wynalazczości trwający do dnia

dzisiejszego. Na komentarz zasługuje spadek aktywności wynalazczej w latach 1300

do 1700 (punkt J). Lilley tłumaczy ten spadek tym, iż nowe maszyny i urządzenia

powstałe w wiekach średnich, mogły być w pełni zastosowane w przemyśle o nowej

strukturze a więc w przemyśle kapitalistycznym. Ustrój feudalny uniemożliwiał

rozwój kapitalizmu i tym samym hamował wprowadzanie nowych maszyn i

urządzeń. Brak możliwości pełnego stosowania nowych istniejących metod

technicznych powstrzymywał powstawanie nowych wynalazków.

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Page 41: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

41

Największym geniuszem technicznym owych czasów był z pewnością Leonardo da

Vinci[1]. Pozostawił on po sobie około 5000 stron notatek poświeconych różnorodnym

zagadnieniom z dziedziny nauki i techniki. Trudno wymienić wszystkie wynalazki

włoskiego geniusza, do najistotniejszych z pewnością należą maszyny włókiennicze,

wiatrak wieżyczkowy, łożyska kulkowe. Leonardo da Vinci opierał swe konstrukcje na

obliczeniach, do których dane czerpał z licznych doświadczeń. Pisał w ten sposób:

„Zanim zrobisz z danego wypadku regułę, wypróbuj ją przez doświadczenie dwa lub po

trzy razy i przekonaj się, czy doświadczenie daje zawsze ten sam wynik”. Mając dar

genialnej intuicji Leonardo równocześnie dążył do zwiększenia zasobu uogólnionych

wiadomości zmniejszających niepewność osiągnięcia pożądanego skutku. On to był

pierwszym, który badał wpływ poszczególnych zespołów cech maszyn na całość. Badał

różne zjawiska, na przykład zjawisko tarcia, czy wytrzymałość materiałów

konstrukcyjnych.

[1] Leonardo da Vinci (1452-1519), włoski malarz, rzeźbiarz, architekt, konstruktor, teoretyk sztuki, filozof,

wszechstronny i najdoskonalszy przedstawiciel renesansu. Uważany za jednego z największych geniuszy w historii

cywilizacji, który w sposób harmonijny łączył indywidualność wielkiego artysty z olbrzymią wiedzą uczonego.

Wpłynął na całe pokolenia twórców w różnych dziedzinach sztuki i techniki.

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Page 42: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

42

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

2.2. Rozwój maszyn technologicznych

Pierwszą historycznie udokumentowaną obrabiarką była tokarka, która była

prawdopodobnie używana w Mykenach 1200 lat p.n.e.

Tokarek z pewnością używali około 700 roku p.n.e. Etruskowie, a do Egiptu

dotarły one około 200 roku p.n.e.

W średniowieczu wprowadzono obrabiarki napędzane siłą wody: tokarki, piły,

wiertarki, młoty i inne. Dzięki zaprzęgnięciu koła wodnego do napędzania

maszyny, obrabiarki mogły być używane do coraz poważniejszych zadań, a

obsługujący je rzemieślnik nie był rozpraszany podczas pracy koniecznością

wprawiania urządzenia w ruch.

Page 43: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

43

Leonardo da Vinci pozostawił po sobie między innymi szkice drewnianej tokarki z

napędem ręcznym pochodzącej z około 1485 roku pokazanej na rysunku lewym, oraz

pierwszej tokarki do gwintów napędzanej pedałem nożnym, w której gwint uzyskiwany

był od wzornika (szablonu) widocznego z prawej strony na rysunku.

Tokarka Leonarda da Vinci (1485 r.) [5]

Pierwsza tokarka do gwintów

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Page 44: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

44

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Tokarka do nacinania gwintów Bessona (1568) [7]

Obrabiarki nie uległy poważniejszym

przemianom aż do początków rewolucji

przemysłowej końca 18 wieku.

Page 45: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

45

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Pierwsza prymitywna maszyna parowa została opatentowana w roku 1698

przez Savery’ego. W 1690 roku Papin buduje pierwszą maszynę parową

zaopatrzona w tłok i cylinder. Kolejna konstrukcja Newcomena (1712) łączyła

w sobie pomysły Savery’ego i Papina. W roku 1769 w północnej Anglii

pracowało już około sto maszyn Newcomena. W tym samym czasie Smeaton

podjął udaną próbę modernizacji maszyny parowej. W wyniku badań określił

Smeaton najbardziej odpowiednie wymiary cylindra, wielkości skoku,

prędkości przesuwu tłoka itp.

Page 46: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

46

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Zasada pracy oraz maszyna

parowa Newcomena [11]

Page 47: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

47

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

W 1763 roku w jednej z kopalń powierzono naprawę uszkodzonej maszyny parowej

Newcomena młodemu mechanikowi o nazwisku Watt. Przeanalizował on dokładnie

konstrukcję maszyny zauważając wszystkie jej braki. Pierwszy model maszyny

parowej swojego pomysłu James Watt zbudował w roku 1765, lecz maszynę nadającą

się do użytku opatentował dopiero w roku 1769. Pierwsza maszyna Watta

zainstalowana została w roku 1776 w hucie żelaza Johna Wilkinsona służąc do

poruszania miechów tłoczących powietrze do wielkich pieców. Sam John Wilkinson

opracował specjalną wiertarkę (wg innych źródeł wytaczarkę) do wykonywania

cylindrów w maszynie Watta.

Page 48: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

48

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Page 49: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

49

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Najistotniejszym problemem inżynierów budujących maszyny w początkach wieku

18. było uzyskanie odpowiedniej dokładności. Przykładowo w maszynach parowych

Newcomena wymiar 28” (711,2 mm) był wykonywany z błędem ½” (12,7 mm).

Dokładność taka była niewystarczająca dla budowy maszyny parowej projektu

Watta. Smeaton, inżynier odpowiedzialny za wykonanie maszyny Watta miał

powiedzieć tak: ”nie istnieją ani takie narzędzia, ani taki rzemieślnik, który mógłby

wykonać tak skomplikowana maszynę z wystarczającą dokładnością”.

Maszyna parowa wymusiła rozwój obrabiarek tak gwałtownie, że już w roku 1830

dokładność wymiarów uzyskiwanych w warsztatach wzrosła do 1/16”(około1,6 mm).

Page 50: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

50

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

„Rakieta” Stephenson’a [11]

Page 51: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

51

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Znacząco rolę w przekształceniu prymitywnych

obrabiarek (szczególnie tokarek) w precyzyjne

maszyny odegrał Henry Maudslaya. Tokarka wg

konstrukcji Maudslaya była pierwszą całkowicie

metalową obrabiarką z nowoczesnym suportem

krzyżowym i precyzyjną śrubą pociągową[1].

Zastosowanie metalowej konstrukcji poprzez

polepszenie sztywności spowodowało znaczący

wzrost dokładności pracy takiej obrabiarki.

Jednym z pracowników Maudslaya był Joseph

Whitworth. Od 1833 roku Whitworth na własna

rękę podjął prace nad udoskonaleniem gwintów.

Efektem tych prac było między innymi powstanie

w 1841 roku typoszeregu normalnych gwintów

calowych (do dziś zwanych czasami gwintami

Whitworth’a), który uznano za pierwszy przejaw

normalizacji w dziedzinie budowy maszyn.

[1] Dotychczas tokarki zaopatrzone były w wałek pociągowy konstrukcji Fox’a (1810 r.) a toczenie gwintów odbywało się od wzornika.

Page 52: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

52

Masowa produkcja muszkietów

wymusiła powstanie nowego typu

szybkobieżnej, precyzyjnej obrabiarki

– frezarki. Pierwszą frezarkę

skonstruował w roku 1818 Whitney.

Podczas produkcji muszkietów

wykonywała ona elementy dotychczas

obrabiane ręcznie przez wysoko

wykwalifikowanych robotników.

Pomiędzy rokiem 1835 a rokiem 1875

powstawały kolejno tokarka

rewolwerowa, frezarka uniwersalna

(rys.), szlifierka do wałków

zbudowana przez Nortona,

wielowrzecionowy automat tokarski.

Pierwsza frezarka uniwersalna [7]

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Page 53: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

53

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Page 54: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

54

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Kolejnymi milowymi krokami na drodze rozwoju obrabiarek było wynalezienie w

roku 1898 przez Taylora i White’a stali narzędziowej szybkotnącej umożliwiającej

skrawanie z szybkościami cztery do pięć razy większymi niż dotychczas, w roku

1893 rozpoczęcie produkcji pierwszego syntetycznego materiału ściernego –

syntetycznego karborundu (sztucznego węglika krzemu SiC) oraz w roku 1900

otrzymanie kolejnego syntetycznego materiału ściernego – elektrokorundu

(trójtlenku aluminium Al2O3).

Na przełomie wieków 19 i 20 powstają pierwsze obrabiarki do kół zębatych

walcowych (1896 Fellows i 1897 Pfauter) i stożkowych (1905 Bilgram i Gleason).

Page 55: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

55

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Zasadniczy wpływ na rozwój przemysłu przed pierwszą wojną światową wywarł Taylor,

który wraz z Hilberrtem, Barthem, Canttem w latach od 1880 do 1911 opracował

zasady naukowego kierowania pracą, norm technicznych, metod obliczeń w

planowaniu i normalizowaniu, sposobu kontroli. Następcy i realizatorzy zasad

Taylora doszli do nowoczesnej organizacji produkcji przemysłowej. Odpowiednie

zasady Taylora można wyrazić w następujących punktach:

1. Zastąpienie opartych na tradycji i rutynie sposobów pracy przez nowe sposoby

opracowane na podstawie doświadczeń i specjalnych studiów ruchów potrzebnych

dla wykonania określonej pracy.

2. Doboru robotników najlepiej przystosowanych do danej pracy i tematyczne

nauczanie ich nowych zasad pracy.

3. Oddzielenie przygotowania pracy do jej wykonania, w celu zwolnienia robotników

od wykazania jakiejkolwiek inicjatywy, przerzucając tę czynność wyłącznie na

kierownictwo. Wprowadzanie podziału pracy zarówno wśród wykonawców, jaki i

kierownictwo, a w organizacji samego procesu produkcji – daleko idącego

podziału na operacje, zabiegi, chwyty itp.

4. Wprowadzenie systemu płacy opartego na podziale zysków otrzymanych z

nadwyżek produkcji.

Page 56: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

56

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Pierwsza wojna światowa (1914-1918) spowodowała, poprzez olbrzymie

zapotrzebowanie na precyzyjne elementy broni, gwałtowny i nie mających w

dotychczasowej historii precedensu rozwój obrabiarek. Angielski historyk Cressy tak

opisuje to zjawisko:

”Setki zakładów przemysłowych, w których stal szybkotnąca znana była tylko z nazwy

zaczęło stosować ją regularnie. Wiele obrabiarek automatycznych, szczególnie frezarek i

szlifierek, zostało wprowadzonych do produkcji w małych zacofanych warsztatach

mechanicznych, w których zaczęto je wkrótce uważać za niezbędne i istotne wyposażenie

parku narzędziowego. Stosowanie specjalnych uchwytów do przedmiotów o

nieregularnych kształtach oraz precyzyjnych sprawdzianów przy produkcji części

wymiennych rozpowszechniło się w niebywałym zakresie pod naciskiem potrzeb

wojennych”[ 1].

Page 57: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

57

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Okres po pierwszej wojnie światowej należał do gwałtownie rozwijającej się

automatyzacji produkcji masowej. Pierwsze próby z masową produkcją broni miały

miejsce we Francji już w latach od 1717 do 1785, następnie w USA w roku 1800.

W 1809 roku Eli Terry rozpoczął masową produkcję drewnianych zegarków.

Zastosowanie metod produkcji masowej spowodowało, że cena zegarka spadła z 25

do 5 dolarów. Około roku 1902 rozpoczęto masową produkcję samochodów (firmy

Olds i Ford) z wykorzystaniem taśmowego[1] (potokowego) systemu produkcji. W

roku 1934 firma Greenlee wykonała pierwszą linię złożoną z obrabiarek

zespołowych wyposażonych w przenośnik ręczny, a w 1935 pierwszą automatyczną

linię obrabiarkową o trzech stanowiskach roboczych. Do 1939 roku zbudowano

(głównie w USA) liczne automatyczne linie obrabiarek zespołowych, głównie dla

przemysłu samochodowego.

[1] Produkcja taśmowa (potokowa, przepływowa, ciągła); jedna z form techniczno-organizacyjnych

procesu produkcyjnego, oparta na zasadzie ciągłego przepływu części składowych wyrobu gotowego

między stanowiskami roboczymi, ustawionymi w linie produkcyjną.

Page 58: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

58

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Page 59: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

59

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

O dynamice rozwoju automatyzacji świadczyć może to, iż wyposażenie do

automatycznej kontroli maszyn i procesów technologicznych w roku 1923 w USA

stanowiło 8 % ogólnej sprzedaży maszyn, a w roku 1939 już 35 %.

Sztandarowym przykładem automatyzacji w owych czasach była wytwórnia ram

samochodowych firmy A.O. Smith & Co (Milwaukee, USA), w której co osiem

sekund z taśmy zjeżdżała gotowa rama (10 000 ram dziennie) powstała bez

bezpośredniego udziału człowieka. Załoga tego zakładu składała się ze 120 ludzi, w

większości kontrolerów i obsługi technicznej. Wytwórnia ta produkowała ramy do

nadwozi samochodowych dla całego przemysłu motoryzacyjnego USA (75 %

produkcji) z wyjątkiem samochodów Forda, który posiadał własną wytwórnie.

Page 60: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

60

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

Okres powojenny w dziedzinie maszyn technologicznych to dalszy rozwój

automatyzacji. Za [10] możemy wymienić najważniejsze osiągnięcia i

udoskonalenia w dziedzinie budowy obrabiarek z tego okresu:

• uproszczenie obsługi i automatyzacja,

• rozwój obrabiarek kopiowych,

• wprowadzenie automatycznej wymiany narzędzia i przedmiotu obrabianego,

• automatyzacja pomiarów połączona z kompensacją zużycia narzędzia,

• udoskonalenie metod obróbki wykańczającej (tzw. superfinish),

• wprowadzenie sterowań programowych.

Page 61: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

61

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 2

W drugiej połowie 20 wieku pojawiła się idea systemów produkcyjnych

zintegrowanych[1]. W początkach lat 80. badania w zakresie takich systemów

zakładały całościowe przetwarzania danych i zarządzanie nimi z jednego

komputera o bardzo dużej mocy obliczeniowej [2]. Starania naukowców i

inżynierów poszły w kierunku wyeliminowania człowieka jako elementu

zakłócającego proces produkcyjny. Począwszy od lat 90. rozwój SPI przejawia

się bardziej w doskonaleniu organizacji niż ulepszaniu technologii.

[1] System produkcyjny zintegrowany (SPI) = produkcja komputerowo zintegrowana (ang. computer integrated manufacturing (CIM).

Page 62: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

62

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3. JAK POWSTAJE MASZYNA ?

6. utylizacja.

1. rozpoznanie uzasadnionej potrzeby,

2. projektowanie,

3. konstruowanie,

4. wykonanie,

5. eksploatacja,

Page 63: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

63

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

W powszechnym tego słowa znaczeniu poprzez projektowanie rozumiemy

wyznaczanie zakresu i sposobów działania nowego środka technicznego (tworzenie

nowego rozwiązania technicznego) [10]. Jednakże w zależności od sformułowania

potrzeby projektowania możemy mówić o dwóch innych jego znaczeniach:

- poprzez projektowanie rozumiemy wybieranie, wśród wielu możliwych rozwiązań,

sposobu celowego zastosowania już istniejącego środka technicznego,

lub

- wyznaczanie zmienionego sposobu działania istniejącego środka technicznego

nazywane potocznie modernizacją.

3.1. Projektowanie

Page 64: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

64

3.2. Konstruowanie

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Konstrukcja- budowa (struktura) urządzenia technicznego, określona przez zespół cech

odpowiadających przeznaczeniu urządzenia.

Konstrukcja jest to układ struktur i stanów sztucznego układu materialnego, tj.

konkretu uzyskanego dzięki celowym przekształceniom materii.

Konstrukcja jest to zespół cech (własności) wytworu wyznaczonych przez

konstruktora.

Page 65: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

65

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Aby zapis był skuteczny ze względu na cel, jakim jest przekazywanie informacji,

musi odpowiadać pewnym warunkom, które można ująć w postaci podstawowych

zasad sporządzenia zapisu konstrukcji; są to:

• zasad jednoznaczności,

• zasada nie sprzeczności,

• zasada zupełności.

3.3. Podstawowe zasady zapisu konstrukcji

Rodzaje zapisu konstrukcji:

• graficzny, czyli rysunkowy,

• słowny,

• fotograficzno – rysunkowy,

• alfanumeryczny (komputerowy).

Page 66: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

66

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 67: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

67

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.4. Kryteria w procesie projektowo-konstrukcyjnym

Racja celowości technicznej (po co ?)

Racja ekonomiczna (za co ?)

Racja możliwości wytwórczych (jak ?)

Page 68: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

68

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 69: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

69

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 70: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

70

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 71: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

71

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 72: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

72

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 73: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

73

Page 74: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

74

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.5. Zasady konstrukcji

— optymalnego stanu obciążenia,

— optymalnego tworzywa,

— optymalnej stateczności (sztywności),

— optymalnej sprawności,

— optymalnych stosunków wielkości związanych

Page 75: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

75

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Zasady szczegółowe:

— polepszenie równomierności rozkładu obciążeń i naprężeń,

— zwiększenie liczby dróg przenoszenia obciążeń;

— zapewnienie korzystnego (ze względu na minimalizację odkształceń i

naprężeń) przebiegu tzw. obwodu sił w układzie nośnym i poszczególnych zespołach

obrabiarki;

— zapewnienie samoczynnego reagowania mechanizmów i elementów

konstrukcji na zmieniające się warunki obciążenia (zasada samoadaptacji);

— wyrównoważenie sił statycznych i dynamicznych w elementach i zespołach

napędowych;

— zmniejszanie lub łagodzenie obciążeń uderzeniowych

Page 76: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

76

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 77: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

77

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 78: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

78

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 79: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

79

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Zasada optymalnego tworzywa

Page 80: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

80

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Zasada optymalnej stateczności

Układ materialny jest stateczny, jeżeli pod działaniem obciążeń odkształcenia

jego elementów nie przekraczają wartości dopuszczalnych, a po ustąpieniu obciążeń

wszystkie elementy przyjmują z powrotem pierwotną postać i położenie.

Miarą stateczności mogą być dopuszczalne naprężenia (warunek wytrzymałości)

lub odkształcenia (warunek sztywności). Wymienione dwa warunki na ogół nie są

jednoznaczne. W każdym jednak przypadku projektowania odpowiedzialnych

elementów konstrukcji powinno się dążyć do tego, żeby przy wystąpieniu

dopuszczalnych naprężeń odkształcenia nie przekraczały wartości warunkujących

prawidłowe działanie maszyny. W konstrukcji obrabiarek decydujące znaczenie ma

kryterium sztywności, ponieważ dostatecznie duża sztywność jest podstawowym

warunkiem zapewnienia wymaganej dokładności obróbki.

Istotą, zasady optymalnej stateczności jest dobór przez konstruktora takich

postaci i wymiarów elementów oraz takich układów tych elementów, aby jak najlepiej

wykorzystać, własności tworzywa (wytrzymałościowe, sprężyste, tłumiące) w celu

zapewnienia skutecznego działania maszyny.

Page 81: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

81

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Zasada optymalnej sprawności

Ze względu na racje ekonomiczne należy zawsze dążyć do minimalizacji energii

zużywanej przez maszynę do wykonywania pracy użytecznej.

Dążenie do uzyskania możliwie największej sprawności uzasadniają również względy

techniczne. Bezpośrednim skutkiem strat energii mechanicznej jest wydzielanie

ciepła, które przenika do elementów obrabiarki i powoduje odkształcenia w układzie

N-PO, co w konsekwencji prowadzi do pogorszenia dokładności obróbki. Należy

również podkreślić ujemny wpływ małej sprawności na właściwości dynamiczne

obrabiarki (drgania samowzbudne) i na zużywanie się elementów trących.

Zmniejszenie strat energetycznych zależy nie tylko od rozwiązań konstrukcyjnych, ale

również — a nawet bardziej — od jakości wykonania i montażu.

Jeśli konstruktor decyduje się na zastosowanie mechanizmów o małej sprawności (np.

przekładni ślimakowej, śrubowej samohamownej, dławików w układzie

hydraulicznym), to przeważnie w przypadkach uzasadnionych racjami technicznymi.

Stosowanie mechanizmów o małej sprawności daje się uzasadnić, gdy doprowadzana

moc jest niewielka (np. w napędach posuwów), lub gdy między okresami

zapotrzebowania mocy występują znaczne przerwy (np. w mechanizmach ruchów

przestawczych).

Page 82: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

82

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Zasada optymalnych stosunków wielkości związanych

Związanymi nazywamy takie wielkości określające cechy konstrukcji, których

dobór nie może być dokonany niezależnie od siebie. Wielkościami związanymi mogą

być: wymiary geometryczne (np. stosunek d/l średnicy do długości czopa w łożysku

ślizgowym), własności stereomechaniczne tworzywa (wytrzymałość i sprężystość),

dynamiczne parametry konstrukcji (rozkład mas, stosunki sztywności elementów

tworzących układ), parametry kinematyczne (np. stosunki przełożeń elementarnych w

przekładniach wielostopniowych, wskaźniki techniczno-ekonomiczne i in.).

Ponieważ jest mało prawdopodobne, żeby dowolnie dobrane stosunki były

najodpowiedniejsze, poszukiwanie takich najodpowiedniejszych ze względu na obrane

kryteria, czyli optymalnych stosunków, jest nieodzownym warunkiem poprawnego

konstruowania.

Podczas ustalania optymalnych stosunków wielkości związanych konstruktor

wykorzystuje własne i cudze doświadczenia, analizuje konstrukcje podobne

sprawdzone w eksploatacji, korzysta ze wskazówek podawanych w podręcznikach i

poradnikach albo poszukuje optymalnych wartości metodami teoretycznymi.

Optymalna pod względem stosunków wymiarowych konstrukcja sprawia ogólne

wrażenie uporządkowania, rytmu elementów powtarzalnych, harmonii, proporcji i

swoistego piękna. Nie widać w niej przypadkowości, ale wnikliwe przemyślenie

najdrobniejszych szczegółów.

Page 83: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

83

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.6. Optymalizacja konstrukcji

Metody optymalizacji:

-Heurystyczne

-Analityczne

Page 84: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

84

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Model fizyczny

Model matematyczny

Warunki ograniczające

Funkcja kryterialna (funkcja celu)

Rozwiązanie optymalne

Zdefiniowanie problemu

Etapy analitycznej optymalizacji konstrukcji

Page 85: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

85

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 86: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

86

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 87: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

87

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 88: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

88

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

0,5 < i <2 (2,5)

Page 89: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

89

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.7. Etapowy podział procesu projektowo-konstrukcyjnego

Page 90: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

90

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 91: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

91

3.7.1. Założenia konstrukcyjne Zgodnie z praktyką stosowaną w polskim przemyśle założenia konstrukcyjne powinny

obejmować:

— analizę zapotrzebowania przez przemysł krajowy oraz ocenę możliwości

eksportowych;

— uzasadnienie założonych parametrów technicznych oraz porównanie ich z

parametrami podobnych wyrobów przodujących firm zagranicznych, z uwzględnieniem

tendencji rozwojowych;

— ustalenie typoszeregu oraz odmian technologicznych i kolejności ich realizacji w

produkcji;

— analizę możliwości produkcyjnych, uzgodnioną z wytwórcą, uwzględniającą

również ewentualne jego potrzeby inwestycyjne;

— przewidywane badania modelowe konieczne do sprawdzenia koncepcji

ważniejszych nowych zespołów i węzłów konstrukcyjnych, przy czym jako zasadę: należy

przyjąć, że proces roboczy obrabiarki jest dobrze znany lub został zbadany przed

przystąpieniem do opracowania założeń przynajmniej w skali laboratoryjnej;

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 92: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

92

— wstępne rozeznanie patentowe w zakresie rozwiązań układu roboczego obrabiarki i

głównych zespołów, zwłaszcza w porównaniu z patentami zagranicznymi;

— opis koncepcji rozwiązania konstrukcji, uzupełniony niezbędnymi schematami

(schemat kinematyczny, hydrauliczny, ideowy elektryczny i blokowy układu

sterowania), uproszczonymi rysunkami ważniejszych węzłów konstrukcyjnych i

rysunkiem widoku obrabiarki (lub kolorowym rysunkiem z uwidocznieniem elementów

obsługi i sterowania);

— analizę ekonomicznej efektywności uruchomienia produkcji nowego wyrobu,

obejmującą również wstępną kalkulację kosztu własnego produkcji w skali

przemysłowej i przewidywaną cenę zbytu;

— harmonogram realizacji etapów prac konstrukcyjnych i przygotowawczych,

zmierzających do uruchomienia produkcji.

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 93: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

93

3.7.2. Projekt wstępny

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Według przyjętych obecnie zwyczajów projekt wstępny ma postać rysunków

zestawieniowych, wykonanych najczęściej ołówkiem na kalce technicznej. Na

rysunkach tych, które mają być podstawą do sporządzenia rysunków wykonawczych

części, konstruktor podaje niezbędne wymiary elementów, wymiary montażowe,

pasowania, nominalne wymiary części znormalizowanych oraz sporządza wstępny

wykaz części (najczęściej w rozbiciu na części konstruowane i znormalizowane).

Projekt wstępny obejmuje również uściśloną analizę ekonomiczną wyrobu oraz

wykonany w skali l: l albo l: 10 model lub makietę obrabiarki, sprawdzone pod

względem ergonomicznym.

Page 94: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

94

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Rysunek złożeniowy podzespołu wałka napędowego pompy smarowej stanowiący

podstawę do sporządzenia rysunków wykonawczych części; rysunek obejmuje dwa

zunifikowane rozwiązania różniące się szerokością L korpusu skrzynki przekładniowej

Page 95: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

95

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.7.3. Projekt wykonawczy

Projekt wykonawczy obejmuje całą dokumentację konstrukcyjną wyrobu, w skład której

wchodzą:

rysunki wykonawcze konstruowanych części,

rysunki zestawieniowe poszczególnych zespołów,

rysunek ogólny maszyny (widoki zewnętrzne),

rysunki zestawieniowe uzupełniające (układu smarowania, chłodzenia, połączeń

zespołów hydraulicznych i in.),

schematy funkcjonalne (kinematyczny, hydrauliczny, pneumatyczny, elektryczny, układu

sterowania) i montażowe (elektryczny i ewentualnie hydrauliczny),

wykazy zespołów i części konstruowanych, znormalizowanych

Page 96: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

96

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.7.4. Wykonanie prototypu

Prototypem nazywamy pierwszy egzemplarz nowego zaprojektowanego wyrobu lub

egzemplarz kontrolny wyrobu wykonany do oceny wprowadzonych zmian

konstrukcyjnych.

Prototyp wykonuje się na podstawie dokumentacji konstrukcyjnej zawartej w projekcie

wykonawczym.

W zależności od zakresu przewidywanych prób i badań oraz czasu ich trwania prototyp

może być: wykonany w jednym egzemplarzu lub w kilku egzemplarzach (seria

prototypowa). Przed przekazaniem do prób i badań prototyp powinien być odebrany

zgodnie z WOT" przez kontrolę techniczną producenta w obecności odpowiedzialnego

konstruktora wiodącego.

Page 97: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

97

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.7.4. Badania prototypu

Próby i badania prototypu mają na celu przede wszystkim doświadczalne

sprawdzenie poprawności konstrukcji, wykonania i działania wyrobu. Próby i ba-

dania prototypu pozwalają na wykrycie popełnionych błędów konstrukcyjnych, które

mogą być poprawione przed przekazaniem dokumentacji do wykonania seryjnego

wyrobu. Dlatego badania prototypu można traktować jako przedłużenie procesu

konstruowania.

W trakcie badania prototypu ustala się charakterystyki techniczne i

eksploatacyjne wyrobu, a także porównuje badany wyrób z podobnymi wyrobami

wdrarzanymi w kraju i zagranicą. W przypadku serii prototypowej część wykonanych

egzemplarzy poddaje się próbom eksploatacji w zakładach produkcyjnych.

Page 98: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

98

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.7.5. Dokumentacja techniczna dla serii próbnej

Dokumentacja techniczna dla serii próbnej (informacyjnej) stanowi pierwszy etap

prac zmierzających do uruchomienia seryjnej produkcji wyrobu.

Dokumentacja techniczna dla serii próbnej obejmuje:

— zweryfikowaną dokumentację konstrukcyjną, uwzględniającą wszystkie zmiany,

poprawki i uzupełnienia wynikające z prób i badań prototypu;

— dokumentację technologiczną, stanowiącą zbiór dokumentów określa

jących sposób wykonania wyrobu i potrzebne do tego celu środki (maszyny, urządze

nia, oprzyrządowanie);

Page 99: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

99

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.7.5. Dokumentacja techniczna dla serii próbnej

Dokumentacja techniczna dla serii próbnej (informacyjnej) stanowi pierwszy etap

prac zmierzających do uruchomienia seryjnej produkcji wyrobu.

Dokumentacja techniczna dla serii próbnej obejmuje:

— zweryfikowaną dokumentację konstrukcyjną, uwzględniającą wszystkie zmiany,

poprawki i uzupełnienia wynikające z prób i badań prototypu;

— dokumentację technologiczną, stanowiącą zbiór dokumentów określa

jących sposób wykonania wyrobu i potrzebne do tego celu środki (maszyny, urządze

nia, oprzyrządowanie);

Page 100: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

100

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.8. Ocena konstrukcji

Page 101: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

101

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 102: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

102

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 103: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

103

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 104: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

104

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.9. Konstruowanie metodyczne

sporządzanie rysunków — 37,0%

konstruowanie koncepcyjne — 17,5%

zbieranie informacji i studia — 14,5%

wprowadzanie zmian — 11%

kontrola i weryfikacja — 7,5%

sporządzanie wykazów części — 4,7%

obliczenia — 5,2%

dobór części katalogowych

i normalnych — 2,6%

Page 105: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

105

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 106: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

106

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.8. Technologiczność konstrukcji

Technologiczność, inaczej technologiczna poprawność, oznacza cechy

konstrukcji sprzyjające jej zrealizowaniu w postaci wytworu w konkretnych

warunkach produkcji, przy jak najmniejszej pracochłonności i kosztach własnych.

Ogólne zasady technologiczności konstrukcji są podane w podręcznikach technologii

budowy maszyn [47].

Generalną zasadą poprawnego technologicznie konstruowania jest udzielenie

odpowiedzi na pytania, które konstruktor stawia sam sobie, zanim podejmie decyzję

o ostatecznym kształcie konstruowanej części: jak to zrobić za pomocą

dysponowanych środków produkcji, jak zrobić w najkrótszym czasie i najtaniej?

Opracowanie konstrukcji technologicznie poprawnej wymaga od konstruktora

odpowiedniego zasobu wiedzy teoretycznej i praktycznej w zakresie procesów

wytwarzania (obróbka mechaniczna, montaż, eksploatacja maszyn). Konstruktor

powinien ustawicznie śledzić postęp w dziedzinie technologii. Może on i powinien

żądać od producenta wprowadzenia nowych metod wytwarzania, jeżeli w wyniku

zastosowania tych metod uzyskuje się polepszenie cech techniczno-użytkowych

obrabiarki.

Page 107: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

107

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 108: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

108

Do najważniejszych bezwzględnych wskaźników technologiczności konstrukcji

należą:

— pracochłonność wykonania, wyrażona w normowanych godzinach pracy, w

rozbiciu na pracochłonność obróbki skrawaniem, obróbki bezwiórowej

(odlewanie, obróbka plastyczna), obróbki cieplnej, robót spawalniczych, montażu

i operacji wykończeniowych (czyszczenie, malowanie);

— materiałochłonność, wyrażająca masy i koszty materiałów zużytych na

wykonanie obrabiarki, w rozbiciu na materiały żeliwne (odlewy), stale zwykłej

jakości, stale stopowe, stopy metali nieżelaznych, tworzywa sztuczne, czyste metale

i in.

Względne wskaźniki technologiczności konstrukcji otrzymuje się w wyniku

podzielenia wskaźników bezwzględnych przez odpowiednią wielkość odniesienia,

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 109: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

109

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 110: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

110

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

3.9. Typizacja, unifikacja i normalizacja

Typizacja konstrukcji polega na racjonalnym zmniejszeniu różnorodności części,

podzespołów i węzłów konstrukcyjnych, a najszerzej wyrobów gotowych (finalnych),

do liczby wystarczającej w danych warunkach i w danym okresie czasu.

Najlepiej jest, jeśli typizacja obejmuje konstrukcje, które w wyniku praktycznego

sprawdzenia okazały się najbardziej celowe i sprawne.

Unifikacja polega na konstruowaniu technicznie i ekonomicznie uzasadnionych,

optymalnie zróżnicowanych zespołów i części w celu szerokiego i różnorodnego ich

wykorzystania do budowy wyrobów złożonych różnych typów lub odmian,

różniących się przeznaczeniem produkcyjnym, zakresem zastosowań lub wielkością.

W dziedzinie obrabiarek unifikacja rozwinęła się tak dalece, że stała się jedną z

najbardziej efektywnych współczesnych metod konstruowania.

Page 111: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

111

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Page 112: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

112

Normalizacja polega na sprowadzeniu różnorodności w powtarzalnych

postaciach do stanu optymalnego zróżnicowania,

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

określonego i ustalonego jednoznacznie w drukowanych dokumentach techniczno

-prawnych zwanych normami.

Page 113: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

113

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Cele Normalizacji

Działalność normalizacyjna generalnie służy celom wynikającym z samej definicji

normalizacji, czyli uzyskaniu optymalnego w danych okolicznościach stopnia

uporządkowania w określonym zakresie. Nie mniej można wyróżnić cele szczegółowe,

które ukierunkowują krajową działalność normalizacyjną:

1. Racjonalizacja produkcji i usług poprzez stosowanie uznanych reguł technicznych

lub rozwiązań organizacyjnych.

2. Usuwanie barier technicznych w handlu i zapobieganie ich powstawaniu.

3. Zapewnienie ochrony życia, zdrowia, środowiska i interesu konsumentów oraz

bezpieczeństwa pracy.

4. Poprawa funkcjonalności, kompatybilności i zamienności wyrobów, procesów i

usług oraz regulowania ich różnorodności.

5. Zapewnienie jakości i niezawodności wyrobów, procesów i usług.

6. Działania na rzecz uwzględnienia interesów krajowych w normalizacji europejskiej

i międzynarodowej.

7. Ułatwianie porozumiewania się przez określanie terminów, definicji, oznaczeń i

symboli do powszechnego stosowania.

Page 114: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

114

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Korzyści ze stosowania norm

1. Normy sprzyjają komunikowaniu się i likwidowaniu barier w handlu.

Istnienie różnych norm krajowych niewątpliwie utrudnia swobodny przepływ dóbr i

usług.

2. Normy przyczyniają się do zwiększenia bezpieczeństwa pracy i użytkowania.

Za zdrowie społeczne, bezpieczeństwo i ochronę środowiska odpowiedzialność

ponoszą organy władzy. Upowszechniana jest więc polityka, aby w europejskim i

krajowym ustawodawstwie powoływać się na normy europejskie, jako wzorzec

zgodności w obszarze regulowanym.

3. Normy są uznawane za gwarancję odpowiedniej jakości.

W dyrektywach dotyczących zamówień publicznych wymaga się, aby w ofertach

powoływano normy europejskie, o ile w danym obszarze takie istnieją. Jest to

istotne, ponieważ zamówienia publiczne stanowią około 10% wszystkich

przedsięwzięć w Europejskim Obszarze Gospodarczym (European Economic Area -

EEA).

Page 115: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

115

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

4. Normy przyczyniają się obniżenia kosztów ochrony zdrowia lub środowiska.

W wielu dziedzinach tzw. normy zharmonizowane z dyrektywami nowego podejścia

pozwalają producentowi zadeklarować zgodność wyrobów z wymaganiami

przepisów technicznych bez konieczności powoływania strony trzeciej do wydania

stosownego certyfikatu.

5. Normy ułatwiają eksport.

Dzięki normom europejskim dla producentów z obszaru UE otwiera się rynek ponad

360 milionów konsumentów, na którym koszty amortyzacji badań rozwojowych i

wprowadzania wyrobów na rynek są znacznie mniejsze niż przy jednostkowym rynku

krajowym.

6. Normy sprzyjają swobodnemu przepływowi towarów i wpływają korzystnie na

poziom ich cen.

Dzięki normom europejskim wzrasta konkurencyjność i wolność wyboru konsumenta

w stosunku do dóbr i usług oferowanych na rynku.

7. Normy pozwalają na upowszechnianie postępu technicznego.

Dzięki zaufaniu do norm europejskich, definiujących nowe materiały i technologie,

możliwy jest rozwój nowego przemysłu w technologicznie zaawansowanych

dziedzinach. Tym samym z jednej strony stwarzane są nowe możliwości zatrudnienia,

a z drugiej - produkowane nowoczesne wyroby.

Page 116: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

116

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

8. Normy sprzyjają utrwalaniu osiągnięć techniki.

Szeroko zakrojona normalizacja europejska kreując za pomocą wymagań

zasadniczych jedynie podstawowe obszary wymagań pod kątem bezpieczeństwa,

bez konieczności uzgadniania szczegółów technicznych, pozwala na powstawanie

nowych usług, jak na przykład w zakresie techniki informatycznej IT (Information

Technology) czy w usługach telekomunikacyjnych.

9. Normy ułatwiają eksport globalny.

Promując normy europejskie na szczeblu międzynarodowym z jednej strony i

przyjmując normalizacyjne osiągnięcia międzynarodowe z drugiej strony, zachęca

się i popiera rozwój normalizacji globalnej oraz powszechne otwarcie rynków dla

producentów. Wszystkie europejskie wysiłki i działania przyjmują jako priorytet

rozwój normalizacji na szczeblu międzynarodowym wszędzie tam, gdzie jest to

możliwe.

10. Normy ułatwiają porozumiewanie się i dają gwarancję porównywalnego

standardu wyrobów i usług.

Page 117: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

117

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

W normalizacji krajowej stosuje się następujące zasady:

1) jawności i powszechnej dostępności,

2) uwzględniania interesu publicznego,

3) dobrowolności uczestnictwa w procesie opracowywania i stosowania norm,

4) zapewnienia możliwości uczestnictwa wszystkich zainteresowanych w procesie

opracowywania norm,

5) konsensu jako podstawy procesu uzgadniania treści norm,

6) niezależności od administracji publicznej oraz jakiejkolwiek grupy interesów,

7) jednolitości i spójności postanowień norm,

8) wykorzystywania sprawdzonych osiągnięć nauki i techniki,

9) zgodności z zasadami normalizacji europejskiej i międzynarodowej.

Page 118: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

118

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Odpowiedzialność karna

1. Kto oznacza wyroby znakiem zgodności z Polską Normą bez uzyskania

certyfikatu zgodności upoważniającego do takiego oznaczenia podlega karze

grzywny.

2. Tej samej karze podlega, kto oznacza znakiem zgodności z Polską Normą

wyroby nie spełniające odpowiednich wymagań Polskiej Normy lub deklaruje

zgodność z Polską Normą wyrobów nie spełniających tych wymagań.

3. Postępowanie w sprawach następuje w trybie przepisów Kodeksu

postępowania w sprawach o wykroczenia.

Page 119: Wykład MASZYNOZNAWSTWO OGÓLNE I MASZYNY …kbm.polsl.pl/~public-org/[1-szy]Maszynoznawstwo... · 3 Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 1 Literatura do wykładu

119

Maszynoznawstwo ogólne i maszyny technologiczne –wykład 3

Prace nad stworzeniem wspólnego, spójnego systemu europejskiego

Dążąc do harmonizacji działań legislacyjnych, państwa członkowskie UE

podjęły kroki w kierunku stworzenia wspólnego systemu normalizacyjnego,

regulacyjnego i certyfikacyjnego. W 1983 roku przyjęły Dyrektywę 83/189/EWG

ustanawiającą procedurę udzielania informacji w zakresie norm i przepisów

technicznych. Dyrektywa zobowiązuje państwo Unii do notyfikowania projektów

norm i regulacji technicznych w Komisji Europejskiej w celu:

· spełnienia zasady przejrzystości trybu przyjmowanych norm i reguł

technicznych

· niedopuszczenia do utworzenia nowych przeszkód technicznych

· promocji normalizacji