definicja i inerpretacja wspolczynnika pracy uzytkowej

Konstrukcja – obraz maszyny lub formy użytkowej posiadający zespół cech konstrukcyjnych ze względu na określoną funkcję posiadającą w umyśle konstruktora. Maszyna – twór materialny wykorzystujący zjawiska fizyczne w celu wykonania pracy lub przekształcenia energii (prądnica). Forma użytkowa – twór materialny, który nie wykonuje pracy lecz służy człowiekowi do codziennego użytku. Racje istnienia wytworu (konstrukcji): a) racja celowości technicznej b) racja celowości ekonomicznej c) racja technologiczności konstrukcji. Podstawową cechą każdej konstrukcji jest to że jest to wytwór myśli i pracy człowieka. Konstruowanie – proces stworzenia konstrukcji na który składają się: a) stadium koncepcyjne b) stadium obliczeniowe c) stadium wykonawcze d) stadium weryfikacji, dokumentacji technicznej. Konstrukcja rejestrowana jest w postaci dokumentacji technicznej na którą składają się: a) rysunek złożeniowy całej konstrukcji b) rysunki jej zespołów i podzespołów (jeżeli takie w niej zostały wyodrębnione) c) rysunki wykonawcze (warsztatowe) wszystkich części nie znormalizowanych występujących w konstrukcji d) proces obliczenia, opis. Technologiczność konstrukcji: konstrukcje można nazwa technologią jeżeli spełniają podstawowe postulaty dotyczące jej: a) pracy – wydajność; funkcjonalność; ekonomiczność. Równocześnie spełnia wymagania dotyczące jej: b) wykonania – łatwość i niski koszt wykonania przy ustalonej wielkości konstrukcji; dobór najodpowiedniejszych materiałów; wytwarzanie znanymi metodami technologicznymi; łatwy montaż i demontaż c) użytkowania – niezawodność; łatwość obsługi; trwałość; łatwość naprawy; wytrzymałość i sztywność; bezpieczeństwo obsługi; konstrukcja elastyczna o ładnych kształtach. Zamiennością nazywa się właściwości niezależnie wykonanych części zespołów i wyrobów i umożliwiająca ich złożenie przy montażu lub wymianie części uszkodzonej zapewniający ich prawidłowe działanie po złożeniu. Zamienność może być: całkowita lub częściowa, geometryczna, fizyczna, ekonomiczna. Konstrukcja jest zespołem elementów, urządzeń itp. Połączonych ze sobą w funkcjonalną całość. Konstrukcja jest bezpośrednim celem konstruowania. Następnym etapem konstruowania jest wytwór. Proces konstruowania można sprowadzić do analizy w zakresie wyróżnionych właściwości w wytworze jako konstruowanym układzie materialnym, stąd wynikają następujące zasady konstruowania: a) zasada optymalnego stanu obciążenia – kryterium kosztów i trwałości b) zasada optymalnego tworzywa – przy doborze tworzyw na ogół są ciężar, koszt, naprężenia krytyczne, względy ekonomiczne, względy estetyczne c) zasada optymalnej stateczności – siły zewnętrzne wywołują w wytworze naprężenia i odkształcenia. Jeżeli między tymi siłami a naprężeniami istnieje równowaga to mówimy o stateczności danego układu. Centralnym zagadnieniem tej zasady jest liczba pewności stateczności wytworu, namiastką tego w praktyce jest współczynnik bezpieczeństwa. d) zasada optymalnych stosunków wielkości związanych Zjawisko spiętrzenia naprężeń (działaniem karbu) - stopień spiętrzenia spowodowany jest zmianą kształtu przedmiotu (płaskownika) przy założeniu że materiał jest izotropowy przedmiot jest idealnie gładki wykonany z materiału idealnie sprężystego określa tzw. współczynnik kształtu Zmęczeniowy współczynnik kształtu: xz = β • γ • δ; β = βp + βk -1; βk =1 + k (αk – 1); γ = 1/ε; δ = δ1 • δ2 • δ3 • δ4 β – współczynnik spiętrzenia naprężeń; βp – współczynnik stanu powierzchni; βk – współczynnik działania karbu; δ – rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa; k – współczynnik wrażliwości materiału na działanie karbu; αk – współczynnik kształtu; γ – współczynnik wielkości przekroju; δ1 – współczynnik jednorodności materiału; δ2 – współczynnik jakości kontroli materiału; δ3 – współczynnik ważności elementu maszynowego; δ4 – współczynnik wahania poprzecznych wymiarów; Połączenia rozłączne (wielokrotnego użytku): gwintowe, wpustowe i klinowe, wielowypustowe, sworzniowe, kołkowe, wielokarbowe (czopowe). GWINTOWE – są to połączenia kształtowe polegające na skręceniu ze sobą gwintów zewnętrznych (śrub) z gwintami wewnętrznymi (nakrętkami). Linia śrubowa – tor punktu A na walcu wokół osi z posiadający stałą prędkoś liniową V. Qp = Q tg (γ + ς); Qo = Q tg (γ - ς); ς – kąt zwarcia, γ – kąt pochylenia linii śrubowej, warunek samohamowności γ ≤ ς, wzór na moment skręcający Ms = 1,5 ds • Q • tg (γ ± ς) Rodzaje gwintów: trójkątny (M), prostokątny (P), trapezowy niesymetryczny (S), trapezowy symetryczny (Tr), okrągły (Rd), stożkowy trójkątny (sT). SKOK: 1,5-2,5 – DROBNOZWOJNY, 2,5 – 3,5 GRUBOZWOJNY. WPUSTOWE, KLINOWE – obliczanie: WIELOWYPUSTOWE – w połączeniach tych wpust zastąpiono wypustami wykonanymi wprost na wałku i jego czopie które współpracują z odpowiednio wykonanymi rowkami w piaście koła. 3 rodzaje centrowania: a) na średnicy czopa b) na średnicy zewnętrznej czopa c) na bocznej powierzchni wypustu. Obliczanie: SWORZNIOWE – przykład połączeń są łańcuchy, obliczenia: Obliczenia widełek za rozerwanie w przekroju m-n: Obliczenie ucha na rozerwanie w przekroju m-n: Obliczanie na naciski powierzchniowe widełki – sworzeń: Obliczenia na naciski powierzchniowe ucho – sworzeń: jeżeli połączenie jest spasowane, wykonane bardzo starannie to sworzeń obliczamy na ściskanie. Jeżeli natomiast połączenie nie jest spasowane to sworzeń obliczamy na zginanie. KOŁKOWE: Rodzaje kołków: gładkie (walcowy, stożkowy, sprężyna), karbowe. WIELOKARBOWE: bardzo duże centrowanie, przenoszą stosunkowo duże przeciążenie, powierzchnia dociskowa duża. Połączenia nierozłączne- pawane, nitowane, zgrzewane, lutowane, klejone SPAWANE Zalety: 1)prostota wykonania 2)mniejszy ciężar w stosunku do nitowania czy skręcania 3)duża szczelność( niemożliwa do osiągnięcia innym sposobem) 4)można wykorzystać odpady 5)łatwość zmian konstrukcyjnych w trakcie konstruowania 6)możliwość zautomatyzowania procesu spawania 7)możliwość sprawdzenia jakości spoiny Wady: 1)naprężenia termiczne w miejscu spawania (w konstrukcjach odpowiedzialnych konieczność wyżarzania ujednoradniającego) SPOINY: czołowe(jednostronne, dwustronne), pachwinowe (płaskie, wypukłe, wklęsłe), grzbietowe, krawędziowe, otworowe(okrągłe, owalne) Spoiny czołowe: k’=z*zo*kr z-współczynnik jakości spoiny(0,5-spoina zwykłej jakości, 1- spoina mocna) zo-współ. Statycznej wytrzymałości spoiny(z tablic)