STROJÍRENSTVÍ

STROJÍRENSTVÍ - OBSAH:

2011-02-03T07:51:00.000-08:00

10. Stabilní diagram, charakter fází oblastí

2010-11-18T03:04:00.001-08:00

9. Metastabilní diagram, krystalizace a překrystalizace oceli, výsledná struktura

2010-11-18T02:59:00.000-08:00

teploty bodů a čar

A 1538 º C
H-J-B 1495 º C
N 1394 º C
E-C-F 1148 º C
G 911 º C
M-O 760 º C
P-S-K 727 º C
D 1380 º C
E’-C’-F’ 1154 º C
P’-S’-K’ 738 º C

- při teplotách nad ACD jsou všechny slitiny železa a uhlíku v tekutém stavu, - ACD zvané likvidus udávají teploty začátku tuhnutí taveniny, AECF zvané solidus udávají teploty konce tuhnutí, - při teplotách pod AECF jsou slitiny železa a uhlíku v tuhém stavu

- 1.č. - ochlazuje-li se např. ocel s obsahem 0,6 % uhlíku z tekutého stavu začne tuhnout při teplotě odpovídající bodu kde se pomyslná svislice dotkne čáry likvidu, tj. z taveniny se začnou vylučovat krystaly tuhého roztoku uhlíku v železe „gama“, kterým se říká austenit, a to až do teploty odpovídající bodu kde se svislice dotkne čáry solidu kdy je již všechna ocel ztuhlá

- změnila se v austenit který se nemění až do teploty odpovídající bodu na čáře GS kdy se z něho až do teploty odpovídající bodu na čáře PS (727 °C) vylučuje čisté železo „alfa“, zvané ferit, - při teplotě 727 °C se zbylý austenit změní v perlit, tj. směs jemných krystalů feritu a cementitu, - čára GS udává teploty kdy se z austenitu začne vylučovat ferit a to až do teploty 727 °C
- dalším ochlazením se ferit již nemění, - při ochlazování oceli s obsahem uhlíku 0,8 % se austenit nemění až do teploty 727 °C kdy se všechen promění v eutektoid zvaný perlit

- 2.č. - u ocelí s obsahem uhlíku 0,8 % až 2,14 % se z austenitu při teplotách které udává čára SE začnou vylučovat krystaly cementitu (karbidu železa), a to až do teploty 727 °C kdy se zbylý austenit přemění v perlit, kdežto cementit se již nemění, - protože se cementit vyloučil až v tuhém stavu, říkáme mu sekundární čili segregační
- uvedené změny austenitu v perlit však nastanou jen při dostatečně pomalém ochlazování

- 3.č. - u technických ocelí slitin železa s obsahem uhlíku 2,14 % až 4,3 % se do konce tuhnutí všechna tavenina v austenit nezmění a při teplotě 1147 °C, dané čarou EC, její zbytek tuhne v ledeburit a sekundární cementit, - při teplotě 727 °C se austenit změní v perlit, - tavenina s obsahem 4,3 % uhlíku ztuhne najednou při teplotě 1147 °C na eutektikum zvané ledeburit

- 4.č. - z chladnoucí taveniny obsahující 4,3 % až 6,67 % uhlíku se při teplotách daných čarou CD začnou vylučovat krystaly primárního cementitu a to až do teploty 1147 °C kdy zbylá tavenina ztuhne v ledeburit

- čára ECF, zvaná eutektikála, udává teplotu při níž chladnoucí tavenina ztuhne v ledeburit, - čára MOSK udává teploty při nichž ohřívaná slitina ztrácí magnetičnost, - čára PSK, zvaná eutektoidála, udává teplotu 727 °C při níž se z chladnoucí slitiny železa s obsahem uhlíku až do 4,3 % mění zbylý austenit v perlit

- v oblasti teplot nižších než 727 °C se vyskytují různé strukturní složky, - u ocelí s malým obsahem uhlíku, až do 0,77 %, jsou to krystaly feritu a perlitu, - těmto ocelím se říká podeutektoidní, - protože jsou krystaly feritu a perlitu měkké, mají přirozenou měkkost i tyto oceli, - jsou to oceli konstrukční, - jejich významnou vlastností je houževnatost

- oceli s 0,77 % uhlíku jsou složeny jen z jemných krystalů perlitu (eutektoidu), - jsou to oceli eutektoidní neboli perlitické

- oceli obsahující více než 0,77 %, ale nejvýš 2,11 % uhlíku, jsou oceli nadeutektoidní, - jsou složeny z jemných krystalů perlitu a z tvrdých krystalů sekundárního cementitu, mají přirozenou tvrdost a jsou dobře kalitelné, - jsou to oceli nástrojové
- slitina obsahující 4,3 % uhlíku je v pevném stavu složena pouze z krystalů ledeburitu (eutektikum)
- slitiny s větším obsahem uhlíku než 4,3 % jsou složeny z krystalů ledeburitu a primárního cementitu

- litiny jsou poměrně velmi křehké a málo pevné, protože mají velký obsah uhlíku, buď v podobě grafitu (šedá litina), nebo cementitu (bílá litina)

- základní strukturní složky ocelí jsou austenit, ferit a sekundární cementit, - u surových želez a litin je to primární cementit a grafit
- ostatní strukturní složky jsou z těchto základních složeny (např. perlit je složen z jemných krystalů feritu a cementitu) nebo z nich vznikají (např. martenzit rychlým ochlazením austenitu při kalení oceli, temperový uhlík je rozpadem cementitu při temperování odlitků z bílého surového železa apod.), - Ferit je nejměkčí a cementit nejtvrdší součástí technických slitin železa
- krystaly austenitu jsou měkké, houževnaté a tvárné, - proto se těchto vlastností využívá při tváření ocelí za tepla

7. Charakter fázových přeměn v tuhém stavu u ocelí (perlit, bainit,..)

2010-11-18T02:50:00.000-08:00

• vlastnosti ocelí závisí nejen na chemickém složení ale i na struktuře, - požadovanou strukturu lze dosáhnout tepelným zpracováním, tj.řízenými tepelnými cykly
• při nich probíhají fázové přeměny – austenitizace, perlitická, bainitická, martenzitická přeměna, příp.přeměny při popouštění

Austenitizace
• je to přeměna heterogenní struktury na austenit , teplota – vyšší než překrystalizační , doba výdrže – slouží k získání homogenní struktury, ale příliš dlouhá vede ke zhrubnutí zrna ( dědičnost ) , austenit je pro většinu procesů TZ výchozí strukturou

--------------------Austenitizace---------------------------------Perlitická přeměna

Perlitická přeměna
• je to eutektoidní rozpad austenitu na směs feritu a cementitu = perlit
• přeměna probíhá difúzí při teplotě pod A1, - vzniká lamelární perlit, tloušťka lamel závisí na difúzní rychlosti uhlíku v austenitu která je tím vyšší čím vyšší je teplota, - proto perlit který vzniká při vyšší teplotě je hrubozrnný, - je-li teplota těsně pod eutektoidní vzniká perlit globulární

Bainitická přeměna
• objevuje se, probíhá-li rozpad austenitu při nižších teplotách (asi 500 - 250°C)
• přeměna mřížky γ na α se uskutečňuje střihovým mechanismem, změna v rozdělení uhlíku je difúzní
• vzniká nelamelární feriticko karbidická směs – bainit
• mechanismus tvorby bainitu se mění v závislosti na teplotě

Bainitická přeměna – schéma tvorby bainitu ve středně uhlíkové oceli

• a) vznik horního bainitu , b) vznik dolního bainitu
• α – bainitický ferit , γ– austenit , K – karbid ε, popř.cementit

• Horní bainit – vzniká při teplotách 350 - 500°C, jeho strukturu tvoří svazky hrubších jehlic bainitického feritu s podélně uspořádanými částicemi cementitu které jsou vyloučeny hlavně na povrchu jehlic
• Dolní bainit vzniká při teplotách nižších a je tvořen tenkými deskami bainitického feritu více přesyceného uhlíkem takže k precipitaci karbidů dochází převážně uvnitř desek, - je jemnější než horní bainit a vlastnosti se blíží vlastnostem martenzitu

Martenzitická přeměna
• probíhá bezdifúzně – při rychlém ochlazování, střihovým mechanismem při změně teploty – nikoliv izotermicky
• začíná při teplotě označované jako Ms a končí při teplotě Mf
• není to přeměna úplná, vždy zůstává zbytkový austenit
• množství zbytkového austenitu závisí na řadě faktorů – např. chemickém
složení oceli, podmínkách ochlazování apod.
• s rostoucím podílem ZA klesá tvrdost a následkem jeho rozpadu při
provozním namáhání může docházet k rozměrovým změnám výrobku

• Martenzit je přesycený tuhý roztok uhlíku v železe α
• Může mít jehlicovitou nebo deskovitou strukturu
- deskový má nižší houževnatost

6. Rovnovážný diagram dvou složek omezeně rozpustných v tuhém stavu, popis chladnutí slitiny

2010-11-18T02:47:00.000-08:00

• jde o velmi častý případ krystalizace binárních slitin, - prakticky u všech dvojic kovů nalézáme alespoň určitou rozpustnost za vyšší teploty
• z diagramu plyne že kovy A a B jsou dokonale rozpustné v kapalném stavu, - krystalizace jednotlivých slitin počíná za teploty která odpovídá dvěma křivkám likvidu L1 a L2 které se protínají opět v eutektickém bodě, - na eutektickou přímku FEG navazují na obou stranách křivky solidu CF a GD, - tyto křivky určují oblast vzájemné rozpustnosti, - eutektická přímka pak určuje oblast vzájemné nerozpustnosti

• v rozsahu koncentrací A až H vzniká primární krystalizací tuhý roztok a, - v rozsahu koncentrací J až B tuhý roztok b, - oba tuhé roztoky tvoří koncové fáze diagramu, - rozpustnost je však u obou roztoku rozdílná, - zatímco segregační čára G až J vyjadřuje konstantní rozpustnost, - segregační čára F až H rozpustnost závislou na teplotě, - druhý případ je mnohem více častější
• střední část rovnovážného diagramu H až J je tvořena eutektickou směsí obou tuhých roztoků (a+b), - ve slitinách o koncentraci H až É se nachází primárně vyloučený tuhý roztok a v eutektiku, - ve slitinách o koncentraci É až J je v eutektiku uložen primárně krystalizující tuhý roztok b

5. Rovnovážný diagram dvou složek dokonale nerozpustných v tuhém stavu, struktura slitiny

2010-11-18T02:42:00.001-08:00

• rovnovážný diagram má dvě větve likvidu L1 a L2 které se protínají v tzv. EUTEKTICKÉM BODĚ E na eutektické přímce (eutektikále) FEG., - slitina tohoto složení se nazývá eutektikum, - jde o mechanickou směs obou fází A, B jež krystalizuje za nízké teploty, - takové slitiny mají dobré slévárenské vlastnosti, - eutektikum tvoří ve slitinách vždy snadno rozeznatelnou mikrostrukturu, - krystalizuje buď v jemných páscích, eutektikum páskové nebo jako zrníčkové
• nad čarami likvidu L1 a L2 existuje jediná kapalná fáze – tavenina, - v oblasti mezi likvidem L1 a L2 a eutektickou přímkou je během krystalizace v rovnováze tavenina a rostoucí krystaly A resp. B, - pod eutektikálou jsou všechny slitiny ve stavu tuhém
• úplná nerozpustnost dvou kovů v tuhém stavu se vyskytuje poměrně zřídka

Sauerův diagram

• přehled fází v rovnovážném diagramu za určité teploty usnadňuje Sauerův diagram, - na vodorovné ose je vynesena koncentrace složek A, B v procentech a na svislé ose jsou vynášena poměrná množství strukturních složek v procentech

• spojením bodů A, E, B ohraničíme tři oblasti rovnovážných fází a to krystalů A, eutektika E a krystalů B, - pro libovolnou slitinu se pak snadno stanoví poměrné množství krystalů čistého kovu a eutektika

4. Rovnovážný diagram dvou složek dokonale rozpustných v tuhém stavu, struktura slitiny

2010-11-18T02:34:00.000-08:00

• čistý kov A tuhne při konstantní teplotě Ta, slitina I tuhne v rozmezí teplot T1 až T2
• z průběhu křivek chladnutí je možno určit teploty za nichž začíná a končí krystalizace obou základních kovů a jednotlivých slitin

Likvidus - křivka spojující počátky krystalizace jednotlivých slitin , Solidus – spojnice teplot konce krystalizace

• tuhnutí slitin tedy probíhá v teplotním intervalu který se označuje jako INTERVAL TUHNUTÍ
• v oblasti nad likvidem je v celém rozsahu diagramu homogenní kapalná fáze – TAVENINA
• mezi likvidem a solidem jsou v rovnováze dvě fáze a to tuhý roztok a a tavenina
• v oblasti pod solidem je v celém rozsahu diagramu homogenní fáze - tuhý roztok a, tedy tuhý roztok obou složek A a B

Pákové pravidlo

• za každé teploty v oblasti mezi likvidem a solidem lze vyjádřit poměrné množství obou fází pomocí tzv. pákového pravidla

Např. za teploty T3 - poměrné množství tuhé fáze = (x3* a3) / (a3* a´3) , Poměrné množství kapalné fáze = (a3* x3) / (a3* a´3)

3. Základní termodynamické pojmy

2010-11-18T02:32:00.000-08:00

Termodynamika - zabývá se podmínkami přeměny jedné formy energie v jinou., - sledování změn v tuhé fázi popřípadě kapalné.,
- slitiny vznikají vždy nejméně ze dvou prvků ale alespoň jeden musí být kov, - mohou mít proměnné chem. složení proto se nedají popsat chem.vzorcem., - složka: chemické individum

Základní termodynamické pojmy:

a) složka » chemické individuum (čistý kov – nejmenší stavební jednotka)
» sloučeniny mohou být - jednosložkové, - binární » 2 složky, - ternární » 3 složky, vícesložkové

b) fáze » fyzikálně i chemicky homogenní část slitiny ohraničená rozhraním, na kterém se její vlastnosti mění skokem

c) soustava » je vymezeným objemem nebo množstvím kovu nebo slitiny (když něco sledujeme mluvíme o soustavě)
» je tvořena » jednou fází » homogenní
» více fázemi » heterogenní

Soustavy máme:
1) Jednosložkové soustavy – pro čistý kov bez přísad,
2) Binární – dvousložkové,
3) ternární - třísložkové

» soustava je dokonale popsána jestli-že známe - počet přítomných částí , jejich poměrné množství , složení každé z těchto částí
rovnováha soustavy - je to stav kdy při daném vnějším prostředí nemůže probíhat žádný děj spojený s hmotou nebo energetickou přeměnou

» pokud je soustava v rovnovážném stavu » pak se tento stav po libovolně dlouhou dobu nemění
» pokud je soustava v nerovnovážném stavu » může mít 2 druhy

1) metastabilní » je potřeba určitého podmětu, aby soustava , tento stav opustila
2) nestabilní » soustava sama od sebe tento stav neopustí

Gibbsův zákon fází:
Gibsův zákon fází - udává maximální počet fází které jsou spolu vzájemně v rovnováze
v = s – f + 2 » počet stupňů volnosti je roven počtu složek mínus počtu fází plus 2
v = s – f + 1 » když se v soustavě nevyskytují plynné fáze

Slitiny kovů » lze u nich měnit jejich vlastnosti v daleko větší míře než u čistých kovů
» i v tuhém stavu existuje v kovech a slitinách řada fází které se od sebe liší fyzikálními, chem. a mech. vlastnostmi

fáze » tuhé roztoky - uspořádané , - neuspořádané (je jich víc než 90 %)
» elektronové sloučeniny , » intersticiální sloučeniny , » lavesovy fáze , » fáze σ (sigma)

tuhé roztoky - je to příměs do krystalové mřížky (intersticiál, nebo substituční atom), - mají strukturu základního kovu,
- mění své chemické složení v závislosti na teplotě (nelze je popsat chem. vzorcem), - označují se písmeny velké abecedy

neuspořádaný tuhý roztok » obvykle je umisťování částic přísad v mřížce roztoku neuspořádané
uspořádaný tuhý roztok » někdy vzniká pravidelné uspořádání základního kovu a přísady (nadmřížka, hyperstruktura)

Rozpustnost v tuhém stavu:
» dokonalá - přísady mohou být všude ve mřížce základního kovu
» naprosto nerozpustná v tuhém stavu - přísada vůbec nepronikne do mřížky základního tvaru
» omezená (částečná) - do základního kovu pronikne omezené množství přísady

2. Rozdělení strukturních poruch reálných krystalů

2010-11-18T02:18:00.000-08:00

Druhy krystalů: monokrystaly ( - vláknové , - masivní ) , polykrystaly

vláknové – blíži se vlastnostmi ideálnim krystalům, pevnost téměř ideální,
malý počet poruch, (průměr) několik (u)m, délka = cm.
masivní - (průměr) víc než 1 cm – složeny z bloků – orientace odchylná o min. či sek.

PORUCHY:
1. Chemické – příměsy v čistém kovu
2. Elektrické – projevují se odchylkami od periodického průběhu elektrického potenciálu
3. Strukturní:
a) bodové ( I. Vakance , II. Substituce , III. Intersticiály - vlastní - nevlastní )
b) čárové (dislokace) – ( I. Hranové , II. Šroubové )
c) plošné

Popis obrázku:
a – vakance, b – vlastní intersticiál, c – intersticiál příměsi,
d – substituční atom příměsi

BODOVÉ PORUCHY:
- Vakance: prázdné (neobsazené) uzlové body mřížky
- Substituce: atomy příměsových prvků umístěné v uzlovém bodě mřížky kde nahrazují základní mřížkový atom.
- Intersticiály: atomy umístěné v mezimřížkové (intersticiální) poloze.

ČÁROVÉ PORUCHY:
- Dislokace jsou poruchy, které probíhají mřížkou podél určité čáry a lze je považovat za jednorozměrné
2 základní druhy dislokací:
- Dislokace hranové b T Dislokace šroubové b II
- O charakteru dislokací rozhoduje vektor vzájemného posunutí – Burgersův vektor b – a jeho poloha vůči tomuto rozhraní, tedy vůči dislokační čáře., - podle úhlu který svírá Burgesův vektor s dislokační čárou poznáme zda jde o dislokaci hranovou nebo šroubovou.,
- Burgersův vektor je roven nejkratší vzdálenosti atomů v neporušené mřížce

Pohyb dislokací - skluzový , - difuzní (lezení šplhání)

Hustota dislokací:

ΣL - celková délka dislokačních čar
V - objem
n - počet dislokací protínajících jednotku plochy S

Popis obrázku:
Modely hranové dislokace (a, b) a) postup určení jejího Burgersova vektoru b

PLOŠNÉ PORUCHY:
Vrstevné chyby: - jsou poruchy v pravidelnosti vrstvení krystalografických rovin (některá krystalografická rovina v mřížce pozůstávající z vrstvení různě obsazených rovin chyby)
Hranice zrn: - odděluje zrna téže fáze s různou orientací mřížky nebo zrna různých fází, lišící se navíc typem a parametry mřížky
Hranice podzrn: - hranice mezi oblastmi z pravidelnou orientací krystalickej mřížky., - subzrna – části zrna natočené navzájem o malé úhly., - představujeme si je jako dislokační stěny (dislokace uspořádané nad sebou)

1. Základy krystalové stavby pevných látek

2010-11-18T01:56:00.000-08:00

Prostorová mřížka – vychází z určitého bodu, jeho počátku a postupuje ve třech směrech po krocích o velikostech a, b, c., - Tím se vytyčí určité body zvané uzlové body, – prostorová mřížka je souborem uzlových bodů v prostoru ( v rámci krystalu)
Elementární buňka - nejmenší část prostorové mřížky, která se periodicky opakuje (uzly při 1 kroku).

Mřížkové parametry a, b, c – délky hran elementární buňky v směre souřadných os. Podle velikosti uhlů α, β, γ mezi nimi a vzájemném poměru délky mřížkových parametrů rozdělujeme krystalické látky do 7 krystalografických soustav.

7 krystalografických soustav:
1. kubická α = β = γ = 90°; a = b = c
2. tetragonální α = β = γ = 90°; a = b ≠ c
3. hexagonální α = β = 90°; γ = 120°; a1 = a2 = a3 ≠ c
4. rombická α = β = γ = 90°; a ≠ b ≠ c
5. monoklinická α = β = 90°; γ ≠ 90°; a ≠ b ≠ c
6. triklinická α ≠ β ≠ γ ≠ 90°; a ≠ b ≠ c
7. trigonální α ≠ β ≠ γ; a = b = c

Podle způsobu centrování: 14 typů prostorových mřížek = Bravaisovy mřížky
Způsob centrování: Prostá mřížka (kubická, tetragonální, rombická, monoklinická) , Prostorově centrovaná (kubická, tetragonální, rombická) , Plošně centrovaná (kubická, rombická) , Bazálně centrovaná (rombická, monoklinická)
Nejčastěji se u kovových soustav vyskytují mřížky:
Kubická: Prostorově centrovaná , Plošně centrovaná ,, Hexagonální: těsně uspořádaná ,, Tetragonální

Doplňkové charakteristiky: počet částic na elementární buňku, koeficient plnění a koordinační č.
Koeficient plnění - je procentuální obsazení prostoru elementární buňky různými částicemi

N ... počet částic
V1 ... objem 1 částice
V ... objem elementární buňky

Koordinační číslo – vyjadřuje symetrii zaplnění elementární buňky a je dáno počtem nejbližších částic.
Kubická (krychlová) mřížka - planicentrická (plošně centrovaná) – 14 částic , - stereocentrická (prostorově centrovaná) – 9 částic

Typ krystalické mřížky výrazně ovlivňuje některé vlastnosti kovů, např. tvárnost., - Nejlepší tvárnost za tepla i za studena mají kovy s kubickou plošně centrovanou mřížkou (Ni, Cu, Al, Ag, Pb, Au).

Roviny krystalu se označují pomoci Millerových indexů (h k l).

1 elementární buňce v planicentrickom uspořádaní odpovídá 4 částice.

1 elementární buňce v stereocentrickom uspořádaní připadají 2 částice.

Millerovy a směrové indexy:

Millerovy indexy rovin - postup:
1) určí se úseky, které vytíná uvažovaná rovina na osách
jako násobky nebo zlomky rozměrů elementární buňky
2) stanovíme převrácené hodnoty
3) převede se na celá čísla

Směry – přímý pohyb v daném směru lze nahradit postupným pohybem ve směru krystalografických os.

Nauka o materiálu - otázky

2010-11-18T01:54:00.000-08:00

1. Základy krystalové stavby pevných látek
2. Rozdělení strukturních poruch reálných krystalů
3. Základní termodynamické pojmy
4. Rovnovážný diagram dvou složek dokonale rozpustných v tuhém stavu, struktura slitiny
5. Rovnovážný diagram dvou složek dokonale nerozpustných v tuhém stavu, struktura slitiny
6. Rovnovážný diagram dvou složek omezeně rozpustných v tuhém stavu, popis chladnutí slitiny
7. Charakter fázových přeměn v tuhém stavu u ocelí (perlit, bainit,..)
8. Uhlík ve slitinách železa, charakteristické fáze Fe – C
9. Metastabilní diagram, krystalizace a překrystalizace oceli, výsledná struktura
10. Stabilní diagram, charakter fází oblastí
11. Martenzitická přeměna
12. Zkoušky kovů
13. Zkouška tahem
14. Mechanické zkoušky
15. Zkouška ohybem, únavové zkoušky
16. Zkoušky tvrdosti
17. Vnikací zkoušky
18. Technologické zkoušky, metody studia struktury, makro- a mikrostruktura
19. Nedestruktivní zkoušky
20. Martenzit
21. IRA diagram
22. ARA diagram
23. Tepelné zpracování
24. Žíhání na měkko
25. Žíhání normalizační a homogenizační
26. Kalení
27. Martenzitické kalení
28. Tepelné strukturní pnutí po kalení
29. Popouštění ocelí
30. Povrchové kalení, plamenem a indukční
31. Cementace
32. Nitridace
33. Litiny
34. Bílá litina
35. Grafitická litina
36. Litina s lupínkovým grafitem
37. Oceli
38. Konstrukční oceli uhlíkové a slitinové
39. Konstrukční oceli vysoce legované
40. Nástrojové oceli
41. Neželezné kovy
42. Měď - čistá
43. Mosazi
44. Bronzy
45. Hliník – čistý
46. Slitiny hliníku
47. Tepelné zpracování hliníku
48. Nikl
49. Slitiny niklu
50. Titan a jeho slitiny
51. Olovo, cín a slitiny
52. Prášková metalurgie
53. Slinuté karbidy
54. Sklo a keramika jako technický materiál
55. Rozdělení plastů
56. Nadmolekulární struktura plastů
57. Nízkoelastické chování plastů
58. Mechanické vlastnosti plastů
59. Korozní odolnost, odolnost proti opotřebení plastů
60. Tepelné a elastické vlastnosti plastů, přechodové teploty plastů
61. Porovnání konstrukčních materiálů z hlediska použití
62. Kompozitní materiály

33. Větrání, klimatizace a vytápění

2010-11-11T08:01:00.000-08:00

Vytápění budov:
V prostorech a místnostech, kde člověk pracuje, je nutné vytvářet zdravé prostředí. K zdravému prostředí patří.
- přiměřená teplota
- větrání
- odsávání (škodlivin, prachu)
- chlazení
- osvětlení

Ve vytápěcím období (zima) uniká teplo z místnosti do okolního prostředí okny, stěnami, dveřmi a větráním. Ztracené teplo doplníme vytápěním vytápěcími soustavami.

Druhy vytápění:
- Lokální vytápění - zdroj tepla je přímo ve vytápěných místnostech - kamna na tuhá, kapalná a plynná paliva.

- Etážové vytápění - kotel na teplovodní vytápění je umístěn ve stejném podlaží jako vytápěcí tělesa.

- Ústřední vytápění v budově - společná kotelna pro 1-3 domy - výkon 1,5 MW.

- Skupinové vytápění - bloková kotelna do 6 MW - možnost vytápět 500 a více bytů.

- Dálkové vytápění - teplárna s vysokotlakými kotli pro sídliště nebo větší část města s částečnou výrobou elektřiny.

Větrání a klimatizace

Princip a účel klimatizace:

Klimatizační zařízení vytváří a udržuje v klimatizovaných prostorách ovzduší (dílna) stálé teploty a relativní vlhkosti, bez zřetele na okolní klimatické poměry. Kromě toho udržuje v optimální míře proudění vzduchu v místnosti a předepsanou čistotu vzduchu. Teplo a vlhkost je udržována automatickou regulací.

Druhy a způsoby větrání:

1) Přirozené větrání (infiltrace) - vzduch proniká netěsnostmi oken, dveří…
2) Samočinné větrání (aerace) - veřejné místnosti, dílny (např. mřížka s šachtou na WC), musí se budovat spaciální otvory.
3) Nucené (umělé) - ventilátor
a) Podtlakové - ventilátor ve stropě odsává vzduch z místnosti
b) Přetlakové - umožňuje čištění vzduchu, ohřev, ochlazování -> podobá se klimatizaci

Přetlakové větrání:

Klimatizačním zařízením v zimě v místnosti vytápíme a v létě chladíme. Klimatizační zařízení vytváří v místnosti buď podtlak, chceme-li, aby se vzduch z místnosti nešířil do okolních prostorů, nebo přetlak, nemá-li do místnosti vnikat vzduch z okolí.

Rozdělení klimatizačních zařízení:

a) klimatizační zařízení podle účelu:
- komfortní nebo zdravotní - udržuje pohodu prostředí v divadlech, kinech, koncertních sálech, operační sály, hotely,…atd.
- průmyslová - používá se tam, kde to technologie výroby vyžaduje. Např. tiskařský průmysl, v měřících místnostech.

b) podle provedení:
- ústřední
∑ nízkotlaké
∑ vysokotlaké
- jednotkové - samostatné klimatizační jednotky

Uspořádání centrální strojovny:

32. Strojní chlazení

2010-11-11T06:52:00.000-08:00

Úkolem strojního chlazení je v daném prostředí snížit teplotu pod teplotu okolí. Chlazení látek a předmětů má velký význam v širokém spektru lidské činnosti (v chemickém průmyslu při výrobě plastů umělých kaučuků, ve strojírenství při kalení a zušlechťování, ve zdravotnictví, stavebnictví atd...). Principem strojního chlazení je úkaz známý z termomechaniky, že každá kapalina se při přeměně v páru (při expanzi) spotřebuje.

1. Chladiva a solanky
Chladiva jsou kapaliny, které při své přeměně v páru odnímají svému okolí. Nejvhodnější chladiva jsou taková, která mají nízký bod varu a velké výparné teplo (přehled nejpoužívanějších chladiv v tabulce).

Důležité vlastnosti:
- bod varu za atmosférického tlaku by měl být pod 0°C
- páry chladiva lze snadno zkapalnit při teplotě kolem 25°C
- velké výparné teplo, aby nebylo potřeba velké množství chladiva
- nesmí narušovat materiál chladícího zařízení
- musí být nehořlavé a nejedovaté

Chlazení, kdy je chlazený předmět/látka umístěn přímo ve výparníku, se nazývá přímě chlazení. U nepřímého chlazení, kdy je třeba zajistit chlazení na větší vzdálenost nebo z nějakého jiného důvodu umístit chlazený předmět jinam, použijeme pro přenos chladu další kapalinu, tzv. solanku. Na místo určení se čerpá potrubím.

Solanka je teplonosná látka, která zůstává tekutá i při nízkých teplotách pod bodem mrazu a při oběhu nemění své skupenství. Nejčastěji se používá roztok vody a soli – např. CaCl2, který tuhne při -55°C. Tam, kde se jedná o teploty těsně nad bodem mrazu (klimatizace) se dá použít i voda. Pro velmi nízké teploty je vhodný methanol atd...

2. Přímé a nepřímé strojní chlazení
Nejdůležitější způsoby strojního chlazení
- kompresní chladící oběh – může být použito jakéhokoliv kompresoru
- absorpční chladící oběh – chladivo je pohlcováno do jiné látky a teplem je z ní vypuzováno do chladícího oběhu

Kompresní chladící oběh s přímým chlazením (320)
- menší teplotní rozdíl mezi chladivem ve výparníku a chlazenou látkou
- nižší spotřeba elektrické energie
- menší pořizovací náklady

Kompresní chladící oběh s nepřímým chlazením (321)
- při poškození výparníku se nepoškodí chlazený předmět

- strojní chlazení může být umístěno kdekoliv a může sloužit pro více spotřebitelů (mrazírny zeleniny, zimní stadiony)

Možnosti zvýšení účinnosti chlazení:
- dvoustupňové stlačování kompresorem
- dvoustupňové škrcení

- zařízení s podchlazovačem – dochlazovačem

Výpočet kompresního chladícího oběhu

Základní hodnoty lze určit z diagramu nebo vypočítat množství tepla odvedené v kondensátoru qk (čára 2-3):

Přivedené teplo ve výparníku (4-1) vypařováním kapalného čpavku, tzv. hmotnostní chladivost:

Adiabatická měrná práce kompresoru:

Pro porovnání úseků (4-2) a (2-3) platí

Pro celkový tepelný tok odváděný v kondensátoru platí:

- celkový chladící výkon
- adiabatický výkon kompresoru

Chladící výkon musí zajistit příslušný hmotnostní průtok chladiva:

Charakteristická hodnota oběhu je tzv. chladící činitel :

Absorpční chladící oběh s přímý chlazením – kompresor je nahrazen jednak absorbérem, kde jsou páry chladiva pohlcovány vodou, jednak vypuzovačem, odkud jsou teplem vytlačovány jen páry chladiva do kondensátoru. Tento způsob chlazen používá v domácích chladničkách, protože je bezhlučný. Součástí oběhu je kromě chladiva a absorbentu také třetí látky, která zajišťuje vyrovnání tlaků v celém oběhu a není proto nutné použít čerpadla.
Výhody absorpčních chladniček:
- bezhlučný provoz
- menší poruchovost a dlouhodobý provoz téměř bez údržby
- možnost použít k vytápění plyn – levnější provoz

3. Tepelná čerpadla
Každé chladící zařízení uvolňuje kondensátorem teplo, které může být využito na ohřívání vzduchu v místnosti. Takto je možno vytápět i celé budovy, jestliže vedeme teplo od kondensátorů do otopných těles. Princip je obdobný jako u chladících zařízení. Chladivo cirkulující v oběhu odebere za nízkého tlaku ve výparníku teplo svému prostředí. Chladivo tak přejde i za velmi nízkých teplot z kapalného do plynného skupenství. Je nasáto a stlačeno kompresorem, čímž se zvýší jeho tlak a stoupne tak i jeho teplota. V kondensátoru chladivo opět zkapalní a předá své teplo. Ve škrtícím ventilu se opět sníží tlak na původní a celý cyklus se opakuje. Takto je možné získat i teplo ze zdrojů o poměrně nízké teplotě nad 0°C (třeba jen 8°C např. voda v jezeře, v řece, vzduch z hlubokých šachet)

Takovýto způsob vytápění je vhodný zejména tam, kde je k dispozici levný elektrický proud k pohonu kompresoru. Tepelným čerpadlem je možné získat až 8krát více tepla něž elektrickým odporovým topidlem při stejné spotřebě elektrické energie. Nízké provozní náklady kontrastují s velkými pořizovacími náklady, protože otopná tělesa mají poměrně nízkou teplotu a proto musí mít velké povrchové plochy.

4. Provoz a údržba strojního chlazení
Provoz chladícího zařízení se reguluje průtokem chladiva. K tomu účelu slouží několik zařízení, která automaticky propouštějí do výparníku jen tolik chladiva, kolik je potřeba k okamžitému chladícímu výkonu.

Pro provoz a údržbu je nutno zajistit kvalifikovanou obsluhu. Při údržbě je důležité čistit vnitřní plochy zařízení, aby se nezanášely a tím se nezhoršoval výkon zařízení. Z tohoto důvodu se nesmí míchat různá chladiva a solanky.

Nejdůležitější je zajištění těsnosti celého zařízení, zvláště na místech kde je vyšší tlak než atmosférický a u kapalin místa, kde je tlak vyšší než hydrostatický. Jednak se snižuje účinnost celého zařízení a jednak chladiva jsou mnohdy zdraví nebezpečná.

31. Netradiční zdroje energie

2010-11-11T06:48:00.000-08:00

Heliotechnika (energie slunce )
Na každý 1m2 Země dopadá asi 1000W, ale tato energie je příliš řídká, takže je nutno tyto zdroje kombinovat s akumulátory energie nebo s rezervními aktivními zdroji energie.

Aktivní - přeměna slunečního záření na teplo pomocí kolektorů
a) kapalinových
b) vzduchových

- přeměna slunečního záření na elektrickou energii
a) fotovoltaickými články
b) solárními články

Pasivní - přeměna solárního záření na teplo pomocí vhodným architektonickým navržením
budovy. Například skleníky.

Sluneční kolektory a systémy
Úkolem je převést co nejvíce dopadajícího slunečního záření na teplo, kterým se ohřívá pracovní látka (voda, olej, nemrznoucí směsy).

Kolektory:
- průtokové
- ploché
- vakuové
- koncentrační
- k ohřevu vzduchu

Systémy: několik střešních kolektorů zapojených do okruhu s čerpadlem, které zaručuje oběh látky.Teplo z absorbéru předává tekutinou trubkovým výměníkem do bojleru. Úspora 50-70% nákladů na ohřev vody a 20-30% na vytápění.

Dělení systémů:¬ Podle provozního režimu:
a) systémy se sezónním provozem - teplonosnou kapalinou je voda
b) systémy s celoročním provozem - teplonosnou kapalinou je nemrznoucí směs a jsou
nutné dva oběhy

Podle oběhu teplonosné kapaliny:
a) samooběžné
b) s nuceným oběhem – jednookruhový, dvoukruhový

Fotovoltaika:

Sluneční článek je nejednodušším zařízením k přímé přeměně slunečního záření na elektřinu – založen na fotovoltaickém jevu. Jev při němž se v látce působením světla (proudu fotonů) uvolňují elektrony. Nastává v některých polovodičových materiálech (Křemík, Germanium).
Na přechodu dvou polovodičů, z nichž jeden vykazuje elektronovou vodivost typ N a druhý typ P se vyznačuje vodivostí děrovou ( díry si představujeme jako putující kladné náboje ), se náboj rozdělí na protilehlé strany. Vrstva N se nabijí záporně a vrstva P se nabijí kladně. Propojením kovových kontaktů obou destiček přes zátěž se náboje vyrovnávají a obvodem protéká stejnosměrný proud, který je přímosměrný osvětlené ploše článku a intenzitě dopadajícího záření. V praxi jsou nejpoužívanější křemíkové obohacené indiem. 1m2 panelu poskytuje asi 10W a účinnost 10%. Systémy s přímým napájením dodávají proud přímo spotřebičům. Systémy s akumulátory napájenými síť – drahé, vyžadují střídač pro přeměnu 12V nebo 24V DC na 230V AC při 50Hz.

Energie větru:
Využitelný výkon větru na naší planetě je asi 3TW, což je asi 1/3 současné světové spotřeby. Energie větru se nedá využít při nízkých, ale ani při vysokých rychlostech. Prakticky 3-26 m/s
Pro výkon 1000MW je potřeba asi 25 000 věží s vrtulí o průměru 30m. Protože větrné elektrárny nepracují nepřetržitě jako jaderné bloky, nýbrž jen 1/5 času v průběhu roku, musí být ke stejné produkci energie instalován 5x vyšší jmenovitý výkon větrných elektráren. Provoz větrných elektráren je poměrně nákladný – velké investice a drahá údržba. Vzhledem k malé koncentraci větrné energie je potřeba velké množství větrných motorů.

Zelená energie:
Vzniká působení sluneční energie při fotosyntéze.
- moderní spalování dřeva – vysušené dřevěné brikety – výhřevnost 20MJ/Kg
- zplynování biomasy a komunálního odpadu (pyrolýza) – zahřívání za omezeného přístupu vzduchu – vzniká methan – hoření plynu
- kapalná paliva – řepkový a slunečnicový olej

30. Elektrárny a teplárny

2010-11-11T06:46:00.000-08:00

Elektrárna slouží k výrobě elektrické energie. Elektrárny rozlišujeme podle prvotní energie.

Rozlišujeme:
a) Elektrárny tepelné. Tyto elektrárny využívají tepelnou, chemicky vázanou energii uvolňovanou při spalování fosilního paliva (uhlí, ropa, zemní plyn ap.). Za příklad můžeme uvést Chvaletice, Prunéřov, Opatovice, Tisová, Počerady, Mělník apod.

b) Elektrárny jaderné. Tento druh elektráren využívá tepelnou energii vznikající při štěpení atomových jader těžkých prvků uranu 235 nebo plutonia 239. Příkladem jaderné elektrárny u nás je Temelín nebo Dukovany.

c) Elektrárny vodní: využívají kinetickou a potenciální energii vodních zdrojů (vodní toky, mořský příliv). Těchto elektráren je u nás celá řada. Jedněmi z mnoha jsou např. vodní elektrárny Lipno I, Lipno II, Kamýk, Orlík, Slapy, Štěchovice a Vrané, které tvoří takzvanou Vltavskou kaskádu.

d) Elektrárny větrné. Větrné elektrárny využívají energii větru k pohonu větrného motoru, který otáčí elektrickým generátorem a vyrábí elektrickou energii. Jednou z mála u nás je experimentální elektrárna na Dlouhých Stráních v Jeseníkách.

e) Elektrárny sluneční, měnící energii slunečního záření ve fotovoltaických článcích přímo na elektrickou energii nebo využívající sluneční záření k ohřevu vody nebo k výrobě páry. Taková elektrárna je u nás jedna na Dlouhých Stráních.

f) Elektrárny geotermické, využívající horkou vodu nebo páru z vrtů do nitra země. U nás se žádná nenachází.

g) Elektrárny s naftovými a plynovými pístovými motory nebo turbínami, u kterých je prvotním zdrojem energie ropa, zemní plyn, bioplyn ap.; moderním trendem jsou tzv. kogenerační jednotky na výrobu elektřiny a tepla.

Rozhodující význam pro energetiku mají elektrárny tepelné, jaderné a vodní.

Teplárna slouží k výrobě tepelné energie.

V podstatě stejné jako elektrárny, často jsou spojeny s elektrárnami. Druhy jsou podle elektráren ve kterých vzniká tepelná energie. Teplárny ale nepoužívají tepelnou energii k výrobě páry, ale rozvádějí ji do bytů.

29. Parní generátory

2010-11-11T06:31:00.000-08:00

Parní generátory
- jsou to stroje které slouží k výrobě páry určené pro použití mimo toto zařízeni. Pára se vyrábí především z vody.
- Do parního generátoru vstupuje voda, palivo a vzduch. Z parního generátoru se odvádí vyrobená vodní pára s požadovanými parametry.

Základní parametry parního kotle
- Jmenovitý tlak páry (10-20 Mpa) –musí byt stále udržován při jakémkoliv zatížení kotle.
- Jmenovitá teplota přehřáté páry (500-600˚C) se udržuje konstantní v požadovaném rozsahu zatížení
- Nejvyšší tlak páry – je tlak který je nastaven na pojistným ventilu.
- Nejvyšší teplota přehřáté páry ( >600˚C) – při této teplotě a tlaku je důležitá tzv. Kritická oblast páry, při 22,1 Mpa, kdy dochází k přeměně vod v páru v jediné fázi bez změny objemu.
- Výkon Parního kotle – udává se v MW (megawaty) a nebo t.h-1 (množství páry vyrobené za hodinu- parní výkon -> tuny za hod.)

Rozdělení parních kotlů
- velkooběmové nebo žárotrubné
- vodotrubné s přirozeným oběhem
- vodotrubné s nuceným oběhem

Paliva pro parní kotle
- jsou to takové látky pří jejím spalovaní se uvolňuje teplo
- dělíme je na tuhá, kapalná a plynná.

-fosilní –ropa, uhlí
-vedlejší hořlavé průmyslové produkty – kychtový plyn
-odpad – piliny
-ušlechtilá paliva- topné oleje, koks, topné plyny

Ohříváky vody, přehříváky páry a ohříváky vzduchu
- Využívají tepla spalin a kouřových plynů

Ohřívák vody – ohřívá se v nich voda proto, aby se voda ve výparníku kotle příliš neochlazovala, aby se lépe využilo odcházející teplo spalin. Voda se ohřívá až na 70% teploty varu jmenovitého tlaku parního kotle (240˚C i více)

Přehřívák páry – slouží k přehřátí páry vznikající ve výparníku parního kotle, kde je pára vlhká, a proto nevhodná k pohonu parních turbín
- sálavé – jsou umístěny na konci prvního tahu
- konvekční – umístěnýma začátku druhého tahu

Ohřívák vzduchu – jsou to deskové nebo trubkové výměníky tepla, které jsou umístěny na konci druhého tahu. Ohřívá se v nich vzduch hnaný ventilátory pro spalovací zarážení ne 150 až 500 ˚C, podle druhu ohniště.

Druhy spalovacích zařízení (ohniště):
- Zajišťuje dokonalé spalování pevného, kapalného a plynného paliva. Nejdůležitější částí je ohniště

Ohniště na pevná paliva:

- Roštová – pevné kusové palivo se spaluje v klidné vrstvě

- Prášková – Rozemleté palivo ve formě prášku se spaluje v letu v prostoru ohniště

- Cyklónová – Práškové palivo se spaluje ve vířívém prostoru. Palivo hoří rychleji a dosahuje se vyšších teplot.

Fluidní – rozdrcené palivo se spaluje ve vznosu – nadnášeno proudem vzduchu. Kromě výhodného rozložení tepelné zátěže a vysoké účinnosti umožňuje i odsíření spalin, je ekologicky nejvýhodnější.

Ohniště na kapalná paliva – palivo se rozprašuje a tím lépe shoří. Hořáky na kapalná paliva rozprašují palivo na jemné kapičky, čehož se dosahuje stlačeným vzduchem nebo párou.

Ohniště na plynná paliva – palivo se smísí se vzduchem a hoří. Podstata je stejná jako pro kapalná paliva.

28. Plynové turbíny

2010-11-11T06:27:00.000-08:00

Jsou lopatkové stroje - motory, kde mezilopatkovými kanály protéká teplonosná látka, v níž během pracovního cyklu nedochází ke změně skupenství. Účinnost turbín roste s teplotou pracovního média, které vstupuje na oběžné lopatky. Tato teplota je omezena odolností materiálu a je 650 - 850 °C, u leteckých materiálů až 1250 °C. Plynové turbíny pracují s mnohem vyššími teplotami než patní, ale s menšími provozními tlaky.
Menší počet stupňů (1 - 8). Potřebují ke svému běhu turbokompresor, který spotřebovává přibližně 2/3 výkonu => 1/3 energie je možno využít.

Rozdělení:

a) spalovací - turbína je připojena na spalovací komoru z níž spaliny proudí přímo na oběžní
kolo.

b) plynová - spalovací komora je ve funkci výměníku, kde se ohřívá vhodný plyn, který pak
expanduje v mezilopatkových kanálech turbíny.

c) Expandér (expanzní turbína) - turbína je napojena na jiný zdroj tlakového plynu, který v ní expanduje (turbína nemá vlastní spalovací komoru ani turbokompresor).

d) rovnotlaké

e) přetlakové - energie tlaková pracovního média se mění v kinetickou energii jak
v rozváděcích tak i v oběžných lopatkách

Základní okruhy s plynovou turbínou:

Otevřený okruh - turbokompresor nasává atmosferický vzduch a spaliny, které expandovali
v turbíně jsou vedeny výfukem do ovzduší.

Uzavřený okruh - spalovací komora ohřívá pracovní médium, které cirkuluje přes turbínu a
turbokompresor.

Hlavní části plynové turbíny:
a) rozváděcí lopatky - provozní teplota 600 - 950 °C, max. namáhání do 50 MPa.
b) oběžné lopatky
c) rotor - teplota do 600 °C, kvalitně obrobený, staticky i dynamicky vyvážen.

27. Parní turbíny

2010-11-11T06:16:00.000-08:00

Jsou rotační lopatkové stroje(tepelné motory), kde pára protéká mezilopatkovými kanály, expanduje a předává svou energii rotoru. Při tom se mění tepelná energie páry v energii kinetickou, která se odvádí jako točivý moment na hřídeli turbíny.

1) Rozdělení a základní druhy turbín:
1) Podle počtu stupňů:
a) jednostupňová
b) vícestupňová

2) Podle způsobu přeměny tlakové energie:
a)Rovnotlaká turbína:
- u rovnotlaké turbíny se otáčí oběžné kolo v prostoru s konstantním tlakem(uplatňuje se v oblasti vysokotlaké páry). Radiální i axiální vůle mezi oběžnými lopatkami mohou být dost velké – nezvětšují se ztráty.
U této turbíny nastává expanze páry pouze v rozváděcím zařízení. Tlak zde prudce klesá a rychlost páry roste v oběžném kole zůstává tlak konstantní. Tato podmínka je zajištěna tvarem mezilopatkového kanálu u něhož musí být průtočný průřez konstantní. Při průtoku páry kanálem se nemění relativní rychlost W1=W2 a podle zákona o zachování energie zůstává i tlak konstantní. Absolutní rychlost C1 však klesá.

b)Přetlaková turbína:
u přetlakové turbíny je před oběžným kolem větší tlak než za ním(uplatňuje se u nízkého tlaku páry).
Oběžné kolo pracuje s určitým přetlakem a příslušné vůle musí být co možná nejmenší, jinak vzrostou neúměrně tlakové ztráty.
U této turbíny klesá tlak v rozváděcím zařízení i v oběžném kole. Mezilopatkové kanály oběžného kola jsou uspořádány tak, aby relativní rychlost rostla W2=W1 tzn. Tlak klesá. Průřez mezilopatkových kanálů se zužuje. U přetlakové turbíny je rozváděcí zařízení tvořeno pevným lopatkovým věncem, jehož průtočné mezilopatkové kanály se zvětšují, tak že i v rozváděcím kole roste rychlost a tlak klesá.

c)kombinované:
kombinace předchozích turbín, především u velkých turbín.

3) Regulace:
Výkon parní turbíny lze regulovat změnou jedné z veličin na nichž záleží výkon:
-Průtočné množství
-Měrná energie
-Celková účinnost

a)-Regulace změnou velikosti měrné energie:
Regulace škrcením páry-nehospodárné z důvodu znehodnocení páry.

b)-Regulace změnou hmotnostního průtoku páry(kvantitativní regulace):
Používá se u všech větších turbín. Řízení zalištují ventily, které jsou umístěny v několika sekcích, dochází k postupnému otevírání a odlehčování k uzavírání.

4) Hlavní části parní turbín:
ROTO:
-konstruován jako:
a) hřídel nasazenými oběžnými koly
b) buben vybíhající na obou koncích v hřídel
-pečlivě staticky i dynamicky vyvážen
-tuhý rotor-kritické otáčky větší než provozní
-elastický rotor-kritický otáčky nižší než provozní

OBĚŽNÉ LOPATKY:
-vyrobeno z válcových profilů, nebo vyfrézované z plného materiálu. Krátké lopatky musí mít konstantní uhly β1 a β2 a konstantní tvar profilu. U velkých lopatek se úhly mění s délkou lopatky.

ROZVÁDĚCÍ ÚSTROJÍ
a) tvořeno segmentem s tryskami – při částečném (parciálním) ostřiku.
b) Tvořeno dvoudílným rozváděcím kolem – použití u totálního(úplného) ostřiku.

SKŘÍŇ TURBÍNY:
-dělená ve vodorovné rovině, spojená předepjatými šrouby.

UCPÁVKY:
-nejčastěji labyrintové ucpávky
a) vnější – výstupní hřídel
b) vnitřní – oddělují jednotlivé tlakové stupně

LOŽISKA:
-výhradně kluzná ložiska. Mazání oběžné tlakové.

SPOJKY:
-mezi turbínou a generátorem. Pevné kotoučové spojky, zubove…

26. Vodní turbíny

2010-11-11T06:09:00.000-08:00

Vodní turbíny (vodní motory) jsou rotační lopatkové stroje, v nichž se využívá energie vody. Voda mění svou potenciální energii na kinetickou, která se odvádí ze stroje jako točivý moment na hřídeli.

Rovnotlaková turbína: (Peltonova)

Užitečný spád - závisí na rozdílu vstupní a výstupní energie.

Přeměňuje veškerou tlakovou energii na pohybovou energii vody v rozváděcím zařízení. Před i za lopatkami oběžného kola je stejný tlak. Na lopatkách oběžného kola odevzdává voda měrnou pohybovou energii oběžnému kolu. Ztrátu představuje nevyužitý spád mezi oběžným kolem a hladinou vtékající vody - zanedbatelná ztráta. Ztrátová je kinetická energie vystupující vody.

Přetlaková turbína: (Francisova, Kaplanova, Dériazova)

Užitečný spád - bude záviset ne výstupní ztrátě, ale i na velikosti tlaku p p2 na konci oběžné lopatky. Větší užitečný spád se získá snížením tlaku p p2 připojením sací roury (trouby); výstupní ztrátu lze snížit pozvolna se rozšiřujícím průřezem sací trouby.

Přeměňuje v rozváděcím zařízení jen část tlakové energie vody na kinetickou. V oběžném kole se
tedy mění měrná tlaková i kinetická energie vody na mechanickou energii. Před oběžným kolem je menší tlak než za ním.

Vodní díla - hydrocentrály:

Hydroelektrárna - hydrocentrála, je číst komplexního celku, tzv. vodního díla.
Vodní elektrárny vyrábějí v ČR asi 10% el. energie.

Dílo se skládá z:
- přívod vody
- zařízení pro zvýšení hladiny - jez, přehrada
- strojovna
- čističe vody
- uzavírací zařízení
- odpadní kanál

Vodní díla jsou:

Nízkotlaká - (spád do 15 m)
Využívá malých spádů - proto vyžaduje velké objemové průtoky.
a) derivační - strojovna mimo tok v derivačním kanále (obr. 224)
b) průtočné - strojovna přímo ve vodním toku

Středotlaká - (spád do 60 m)
Většinou jako akumulační nádrž s přehradní zdí - údolní přehrady. Součástí je tunel pod přehradou
- přivaděč - má 2 uzávěry (v hrázi a před turbínou).

Vysokotlaká - (spád nad 60 m)
Má zásobní nádrž, položenou mnohem výš než je strojovna. Z nádrže se přivádí voda k turbínám
potrubím. Nutné vyrovnávací nádrže - tlumí tlakovou vlnu a zamezení roztržení dolní části potrubí.

Druhy vodních turbín:

Peltonova:
Rovnotlaký vodní motor pro menší průtoky vody, ale velké spády (100 - 1000 m). Pro vyšší spády se staví dvoustupňová turbína.
Regulace - průtokem vody dopadající na oběžné kolo pomocí trysek

Francisova:
Přetlakový vodní motor; univerzální turbína pro spád 1 - 2 m, ale i pro spády až 500 m.
Regulace - změnou průtokem vody, která se řídí natáčivými rozváděcími lopatkami. Při optimálním úhlu natočení je účinnost turbíny nejlepší.

Kaplanova:
Přetlakový vrtulový motor. Rozváděcí i oběžné lopatky lze natáčet tak že polohy obou si navzájem odpovídají. Turbína má velikou účinnost i při malém zatížení. I při malých spádech a velké hmotnosti má ze všech turbín nejvyšší otáčky. Oběžné kolo - vrtule s natáčivými lopatkami.
Regulace - provádí se změnou průtoku vody rozváděcími lopatkami, ovládanými servomotorem.

Dériazova:
Přetlakový vodní motor s diagonálním průtokem vody. Je to konstrukční varianta Kaplanovy turbíny pro větší počet lopatek. Používá se pro spády 40 - 120 m. Výhodou je velký průměr náboje oběžného kola a tím větší počet lopatek. Muže být použita jako reverzní stroj - čerpadlo.

25. Ventilátory radiální a axiální

2010-11-11T06:05:00.000-08:00

- jsou rotační lopatkové stroje určené především k dopravě plynu a par s přetlakem do 104 Pa s kompresním poměrem menším než 1,1

- hlavní částí ventilátoru je rotor s oběžnými lopatkami - náročnější provedení obsahuje i stator, který zajistí řízený vtok do oběžného kola (když je stator připojen za oběžné kolo slouží k usměrnění výtoku proudu vzduchu)

- ventilátorový motor = dmychadlový motor (= dvouproudový motor s vnějším obtokem vzduchu

- princip práce je stejný jako u turbokompresoru a turbodmychadel

- ventilátory, které odsávají dopravovanou látku z určitého prostoru, pracují s podtlakem => nazývají se exhaustory

- ventilátor je hlavní součástí každého vzduchotechnického zařízení s nuceným oběhem (=> pohyb vzduchu je způsobován strojními zařízení)

- použití:
- v lehké vzduchotechnice ventilátor buď dopravuje do místnosti upravený vzduch nebo odsává zkažený vzduch (kouř, výpary … apod.)

- v průmyslové vzduchotechnice se používá v pneumatické dopravě sypkých nebo zrnitých materiálů

- počet a tvar lopatek se řídí snahou, aby při daných podmínkách (dopravním množství a tlaku vzduchu) byly ztráty hydraulické, objemové, ventilační a mechanické co nejmenší

- u ventilátoru se vyžaduje bezhlučnost => nejlépe vyhovují odstředivé ventilátory (při stejném tlaku mají menší obvodovou rychlost kola)

- účinnost ventilátoru závisí na velikosti (=> nejmenší mají účinnost 30 až 40%, ale u velkých osových dosahuje 90% a u odstředivých 60 až 80%

- konstrukce se řídí dle dopravovaného množství a tlaku vzduchu, tak i geometrickým tvarem lopatkových kanálů => vhodnost ventilátoru

- ventilátorová charakteristika = kvadratická závislost momentu pracovního mechanismu na jeho rychlosti

- př:
- jsou důležitou součástí dvouproudových dopravních letadel => zajišťují vysoký průtok vzduchu (mají vlastní motor, který je hlavním zdrojem tahu)

- rozdělení (dle směru průtoku):
- axiální (osové):
- sají vzduch v ose a v ose se ho vytlačují
- s nízkým počtem lopatek v oběžném kole => doprava velkého množství vzduchu při malém tlaku

- radiální (odstředivé):
- sají vzduch v ose a vytlačují ho kolmo k ose
- diagonální
- diametrální
- šroubové

- rozdělení (dle dopravovaného tlaku):
- nízkotlaké (Δp do 1 000 Pa)
- slouží jako celkově větrací, teplovzdušné klimatizační i odsávací
- středotlaké (Δp do 4 000 Pa)
- používá se u odprašovacích zařízení
- vysokotlaké (Δp 4 000 až 10 000 Pa)
- používá se pro dmýchání do pecí, pneumatickou dopravu sypkých věcích … aj.
- rozdělení (dle účelu):
- odsávací
- kotelní
- pro klimatizační zařízení
- … aj.

24. Turbokompresory radiální a axiální

2010-11-11T05:57:00.000-08:00

Mechanismus skládající se z turbíny a kompresoru. Kompresor obecně slouží ke zvyšování tlaku plynu nebo plynné směsi. Zvýšení tlaku se využívá k vykonání určité práce a také k překonávání třecích sil i ztrát v potrubních systémech či jiných zařízeních jako jsou třeba chemické technologie. Turbokompresor má v porovnání s pístovými stroji některé výhody. Především nedisponuje žádnými součástmi, které by vykonávaly vratný pohyb, a proto vyniká velmi klidným chodem. Mezi jeho další přednosti patří i malá poměrná hmotnost, která s rostoucí výkonností dále klesá. Radiální kompresor také většinou nemá části, které jsou při provozu náchylné k poruchám, díky čemuž je méně náročný na údržbu. Pohyblivé části turbokompresoru se kromě ložisek nikde vzájemně nedotýkají, což ještě dále vylepšuje celkovou provozní spolehlivost. Mezi hlavní nevýhody turbokompresorů patří skutečnost, že míra stlačení, které lze dosáhnout v kompresorovém stupni, je značně závislá na fyzikálních vlastnostech zpracovávaného plynu.

Turbokompresor v motoru
Motor bez kompresoru nasává vzduch přirozeně, do motoru s kompresorem vzduch vniká pod tlakem. Rozdíl je významný, neboť síla exploze (potažmo výkon) je přímo závislá na množství vzduchu, jež vniká do spalovací komory. Ke stlačení nasávaného vzduchu využívá turbokompresor síly výfukových plynů prostřednictvím turbíny umístěné ve výfukovém potrubí. Tato turbína je hřídelí spojena s kompresorem na vstupu do motoru, který vhání vzduch do motoru pod zvýšeným tlakem. Čím větší je množství vzduchu na vstupu, tím větší je na výstupu. Regulaci celého mechanismu zajišťuje obtokový kanál, který odvádí přebývající výfukové plyny.
Výhodou je zvýšení výkonu a snížení spotřeby při zachování stejného zdvihového objemu. Turbokompresor zvyšuje účinnost spalovacích motorů, výkon vznětových motorů se tak svým charakterem přibližuje motorům zážehovým.

Druhy turbokompresorů
Podle průtoku plynu v oběžném kole se rozlišují turbokompresory na radiální (odstředivé), na axiální (osové) a na radiálně-axiální.

Radiální turbokompresory
U radiálního turbokompresoru proudí nasávaný plyn do oběžného kola K ve směru přibližně axiálním a v oběžném kole se změní směr na radiální. Obvodová rychlost kola je podle kritické rychlosti plynu a dovoleného namáhání kola odstředivou silou v mezích 115 až 380 m s-1,Při vysoké obvodové rychlosti kola působí na plyn odstředivá síla, která vyvolá jeho částečné stlačení. Po výstupu z oběžného kola následuje zpomalení plynu v difuzoru D s výsledným zvýšením tlaku.

Princip
Plyn je nasáván sacím hrdlem 1, v oběžném kole 3 je mu při průtoku lopatkovými kanály udělována kinetická energie. Ta se v difuzoru 4, tvořeným opět lopatkami, přeměňuje na energii tlakovou, tj. stoupá jeho tlak. Do následujícího stupně je plyn přiváděn vratným kanálem 5, posledním stupněm je výstupní spirálová skříň 6 a výtlačné hrdlo 8. Hřídel je uložen v ložiskách 7. Dynamický způsob stlačování vyžaduje vysoké obvodové rychlosti oběžných kol (150 až 450 m/s), tj. i vysoké otáčky (5 000 až 80 000 1/min) a vysoce kvalitní materiál oběžných kol. Požaduje-li se tlak vyšší (při stlačování vzduchu běžně do 1 MPa, u plynových strojů až 200 MPa), je nutno zařadit za sebe více stupňů. Stupeň tvoří oběžné kolo 3, difuzor 4, vratný kanál 5. Plyn se po průchodu dvěma nebo třeni stupni chladí v externích vodních chladičích s žebrovanými trubkami. Tím se mimo snížení kompresních teplot a spotřeby energie zvětší hustota plynu, což příznivě ovlivňuje stlačování v dalších stupních

Radiální turbokompresor

Axiální turbokompresor

U axiálního turbokompresorů má rotor nejčastěji válcovitý nebo mírně kuželovitý buben a do drážek na jeho obvodu jsou vsazeny oběžné lopatky, zatímco difuzorové lopatky jsou vetknuty do tělesa skříně (statoru). Věnec oběžných lopatek se po délce průtočné části kompresoru střídá s věncem pevných difuzorových lopatek. K zmenšení rázu v prvním oběžném kole a k zvýšení hltnosti kola je před ním vestavěn předrozváděč, tj. lopatková mříž pro vhodné usměrnění proudu plynu

Princip

Plyn se nasává hrdlem 1 do sací komory 2, usměrňuje lopatkami předřazeného statoru 3, urychluje oběžnými lopatkami jednotlivých kol 4 rotoru, v převáděcích lopatkách 5 statoru se zvyšuje jeho tlak a je převáděn do dalšího stupně. Za posledním stupněm je zařazen difuzor 6 a 7. Z něho proudí stlačený plyn do výtlačného hrdla 9. Rotor nesoucí oběžné lopatky 4 je uložen v ložiskách 8. U těchto kompresorů se plyn v průběhu celé komprese většinou nechladí, protože vedení plynu mezi stupni je obtížné

Axiální turbokompresor

Turbokompresory mají proti pístovým kompresorům tyto

výhody:
- velmi klidný chod
- jednodušší obsluha a údržba
- vysoká spolehlivost provozu (dlouhá životnost, malé opotřebení činných částí, atd.)
- bezmaznost (olej nepřichází do styku s plynem)
- jednodušší projekt kompresorové stanice

Nevýhody:
- vysoká hladina hluku
- vysoké otáčky
- dolní hranice výkonnosti je vysoká

23. Spalovací motory

2010-11-11T05:48:00.000-08:00

Jejich vývoj byl velmi rychlý a jejich použití rozsáhlé, např. v silniční, železniční, letecké, lodní dopravě, u bojových vozidel, v zemědělství, stavebnictví aj. Mění tepelnou energii vzniklou spálením paliva na tlakovou a ta se mění prostřednictvím klikového mechanismu v energii mechanickou.

Rozdělení
1) dle zapalování paliva:
a) zážehové – nasává se směs, zapaluje svíčka
b) vznětové – saje se vzduch, palivo se vstřikuje a samo vznítí

2) dle počtu zdvihů na 1 pracovní oběh:
a) dvoudobé – 2 zdvihy, jedno otočení klikového hřídele
b) čtyřdobé – 4 zdvihy, dvě otočení klikového hřídele

3) dle použitého paliva: na plynná a kapalná paliva

4) dle účelu: stacionární, mobilní, letecké, pro silniční vozidla atp.

5) dle počtu a uspořádání válců: jednořadé, dvouřadé, s válci do V, hvězdicové, s protilehlými válci aj.

Oběhy motorů
Teoretický oběh se skládá ze dvou adiabatických a dvou izochorických změn. Jsou zde ale předpoklady: pracovní oběh je uzavřený, látka se nevyměňuje, teplo se přivádí a odvádí při stálém objemu nebo při stálém objemu a tlaku, změny jsou vratné, součásti mechanismu nepřivádějí ani neodvádějí teplo, není zde tření.
Skutečný oběh není uzavřený, látka se vyměňuje. Komprese a expanze nejsou adiabatické, ale polytropické. Spalování není dokonalé, trvá určitou dobu, takže teplo není přiváděno ani za stálého tlaku ani za stálého objemu. Odvod tepla není za stálého objemu, protože výfuk trvá určitou dobu.

Zážehový motor
a) čtyřdobý motor – plnění i vypouštění je řízeno ventilovým rozvodem. Nejprve se nasaje (podtlakem), pak probíhá komprese, těsně před horní úvratí se směs zapálí jiskrou. Hořením se uvolňuje velké množství tepelné energie – jediný pracovní zdvih. Před koncem expanze se otevírá výfukový ventil a následuje výfuk. Ventily se otevírají nuceně!
b) dvoudobý motor – plnění i vypouštení je řízeno pístovým rozvodem. Nejprve se uzavírá přepouštěcí kanál. Potom se uzavře výfukový kanál a nastává komprese. V druhé polovině otevírá spodní hrana sací kanál a směs je nasávána do klikové skříně. Pak se zažehne jiskrou a probíhá expanze. Ke konci expanze se otevírá výfukový kanál a po snížení tlaku přepouštěcí kanál, kterým je směs vtlačována do válce a vyplachuje spalovací prostor.

Vznětový motor
a) čtyřdobý – nasává se čistý vzduch, který se stlačuje. Do horkého vzduchu se vstřikuje před horní úvratí palivo, které se vznítí.
b) dvoudobý – pracovní prostor se vyplachuje čistým vzduchem, který se ve válci stlačuje. Těsně před horní úvratí se začne vstřikovat palivo, které dohořívá při expanzním zdvihu.

Palivový systém zážehových motorů

Požadavky na paliva
Bezpečnost při skladování manipulaci a provozu; chemická stálost vůči vzduchu a vodě; vysoká výhřevnost; netečnost vůči materiálům v palivovém ústrojí; malá jedovatost a omamnost; malý obsah: vody, síry, popela, olova aj.; musí se snadno odpařit; nízký bod vzplanutí; odolné proti detonacím (velké oktanové číslo).

Paliva
Kapalná – destilací ropy: benzín (hlavně), petrolej (méně – hodně zplodin), motorová nafta (pro vznětové motory, musí se dobře spalovat); synteticky: syntetický benzín, benzen (mísí se s benzínem, změkčuje chod motoru), methanol (malá výhřevnost, ve směsi s benzínem)
Plynná – přirozená: zemní a bahenní plyn; umělá: svítiplyn, koksárenský plyn, propan-butan

Příprava palivové směsi
Nádrž – čistič paliva – palivové čerpadlo – karburátor.
Před vstupem do spalovacího prostoru musí být palivo co nejjemněji rozprášeno a zároveň smícháno se vzduchem v požadovaném poměru (pro benzín:vzduch = 1:15). U plynných paliv se směs vytváří ve směšovačích, kde se palivo i vzduch odměřuje škrtícími klapkami. U kapalných paliv používáme tzv. karburátor. Skládá se plovákové a směšovací komory. Vzduch nasávaný motorem se mísí s palivem, které přitéká tryskou z plovákové komory. Tryska je umístěna v difuzoru. V něm se vlivem podtlaku a velké rychlosti vzduchu nasává a rozprašuje. Škrtící klapkou se reguluje množství směsi proudící do válce a tím kroutící moment motoru. Otáčky motoru ovlivňují rychlost vzduchu v difuzoru a tím i bohatost směsi. Proto jsou karburátory vybaveny kompenzačním zařízením např. kompenzační tryskou, emulzní trubicí atp.
Akcelerační pumpička – když se prudce sešlápne plyn a otevře se klapka, proteče velké množství vzduchu a vznikne chudá směs. Akcelerační pumpička přidá palivo.
Sytič – když je motor studený, přidává palivo, aby se zahřály stěny válce (tj. obohacuje směs).

Klepání motoru
Klepání vzniká nerovnoměrným hořením paliva v spalovacím prostoru.
a) zážehové motory – vliv má kompresní poměr (čím je větší, tím je větší výkon, ale i klepání); umístění svíčky (ideálně by měla být uprostřed kulového prostoru); tvar spalovacího prostoru (měl by být co nejjednodušší); velikost spalovacího prostoru (čím je větší, tím je větší klepání);
palivo (oktanové číslo – poměr izooktanu a heptanu v směsi, přidáváme antidetonátory)

b) vznětové motory – vliv má kompresní poměr (čím je větší, tím je klepání menší); tvar a velikost spalovacího prostoru; palivo (cetanové číslo)

Vliv na životní prostředí
a) škodliviny ve výfukových plynech – (oxidy dusíku, oxid uhelnatý, uhlovodíky, sloučeniny olova a saze) nejvíce jich vzniká při nedokonalém spalování. řešíme konstrukčními úpravami spalovacího prostoru, způsobem spalování, přípravou směsi, katalyzátory…
b) velkou hlučností – je možno ji snížit přesnější výrobou, zlepšením tlumení a dalšími konstrukčními úpravami.
c) teplem – vzhledem k předchozím je to zanedbatelné

Palivový systém vznětových motorů
Podle způsobu vstřikování se rozdělují motory s přímým vstřikem a motory s nepřímým vstřikem (komůrkové).
Motory s přímým vstřikem – palivo se vstřikuje přímo do pracovního prostoru válce. Požadavky na spalovací prostor: co nejmenší odvod tepla, aby se udržel teplota nutná k zapálení směsi, dobré promíchání paliva se vzduchem (dosahuje se vířením vzduchu na konci komprese v pomocném spalovacím prostoru ve dně pístu, víceotvorovou tryskou). Výhody: jednodušší hlavy válců, snadné spouštění i studeného motoru, velká účinnost, menší spotřeba paliva.
kompresní prostory vznětových motorů s přímým vstřikem
Motory s komůrkové – palivo se vstřikuje do vedlejšího kompresního prostoru (komůrky v hlavě válce.
Druhy komůrek:
a) tlaková – po vstřiku nastane hoření, zvýší se tlak a část směsi se vyfoukne do spalovacího prostoru, kde dohoří, opět nastane hoření, zase se kousek vyfoukne atd. než všechno dohoří.
b) vírová – do komůrky se vtlačuje kanálkem vzduch, hořením se zvýší tlak, který dopraví palivo do hlavního pracovního prostoru.
c) vzduchová – palivo se vstřikuje do hlavního prostoru, v komůrce je pouze stlačený vzduch, který expanduje do hlavního prostoru a dodává další kyslík pro hoření. Výhody komůrkových motorů: jednodušší vstřikovací zařízení, menší kouření motoru, tišší chod, menší citlivost na zatížení.

Vstřikovací zařízení
Slouží k dopravě, dávkování a rozprášení paliva. Palivo je nasáváno přes hrubý čistič čerpadlem a přes jemný čistič dopravováno k vstřikovacímu čerpadlu. Vstřikovací jednotky palivo odměřují a vytlačují k vstřikovači. Vstřikovací zařízení musí zajišťovat: vstřikování stejného objemu paliva do všech válců, stejnou a současnou změnu dodávky paliva při změně zatížení motoru, těsnost pístů. Vstřikovací trysky slouží k dokonalému rozprášení paliva ve spalovacím prostoru válce a v celém rozsahu otáček a ztížení motoru. Palivo nesmí z trysek odkapávat. Vstřikovací potrubí je vysokotlaké, má být co nejkratší, bez ostrých ohybů a ke všem válcům stejně dlouhé.

Regulace vznětových motorů
a) omezovací – dávkování paliva se řídí pohybem ovládací páky čerpadla a teprve při překročení nejvyšších dovolených otáček se regulátor uvede do činnosti.
b) výkonu – regulátor nastavuje samočinně objem vstřikované dávky paliva tak, aby byly dodrženy požadované otáčky, obsluha je mění otáčky, při kterých má regulace probíhat.

Zapalování zážehových motorů
Stlačená směs se zapaluje elektrickou jiskrou o teplotě asi 8 000 K. jiskra přeskakuje při napětí 15 000 až 20 000 V mezi vzájemně odizolovanými elektrodami zapalovací svíčky vzdálenými od sebe 0,4 mm pro magneto elektrické a 0,7 až 0,9 mm pro bateriové zapalování. Podle konstrukce izolačního materiálu mají svíčky tzv. tepelnou hodnotu (charakterizující schopnost odvádět teplo). Svíčka má mít takovou, aby nezapalovala předčasně směs, ale aby se elektrody nezanášely spalitelnými nečistotami. Pro vyšší provozní teplotu motoru se volí svíčky s vyšší tepelnou hodnotou (studenější), a naopak.

Dynamobateriové zapalování
Skládá se z primárního a sekundárního vinutí. Proud z baterie protéká primárním vinutím cívky, přerušovačem a kostrou motoru. Jeho přerušením se indukuje v sekundárním vinutí cívky vysoké napětí. Proud ze sekundárního napětí je přiváděn rozdělovačem v předepsaném pořadí ke svíčkám. Paralelně připojený kondenzátor zabraňuje opalování a jiskření kontaktů přerušovače. Regulační relé zapíná do primárního okruhu dynamo, jestliže jeho napětí je vyšší než baterie. Dnes už jsou dynama nahrazována alternátory – nižší cena, větší pracovní rozsah, menší hmotnost a vyšší účinnost.

Magnetoelektrické zapalování
Používá se u malých motocyklů a u leteckých a stacionárních motorů. Zdrojem proudu je magneto. Výhodou je nezávislost na baterii a dynamu, nevýhodou nedostatek energie pro vytvoření jiskry při malých otáčkách.

Tranzistorové zapalování
Přerušovač ovládá pouze napětí na bázi tranzistoru. Při sepnutí kontaktů přerušovače získá báze záporné napětí, tranzistor se otevře a primárním vinutím cívky protéká proud. Proud protékající přerušovačem je 20x menší než u bateriového zapalování, čímž se zvýší životnost přerušovače.
Mezi novější způsoby patří zapalování kondenzátorové a piezoelektrické, které se však pro vysokou cenu zatím běžně nepoužívá. (Opravdu? Zdroj totiž: Stavba a provoz strojů IV, SNTL Praha 1982)

Rozvody spalovacích motorů
Slouží k ovládání vstupu pracovní látky do válce a k dokonalému odvedení spalin.
Druhy: ventilový, šoupátkový, pístový.

Ventilové rozvody
Používají se u čtyřdobých motorů. Druhy ventilových rozvodů se liší podle uspořádání a umístění částí rozvodu.
Rozvod SV – konstrukčně jednodušší, obtížné seřizování vůle a nízký kompresní poměr vlivem nevhodného kompresního prostoru. Dnes už se téměř nepoužívá.
Rozvod OHV – má větší hlučnost a větší počet součástí s přímočarým pohybem. Výhodou je jednoduché uspořádání a snadné seřizování vůle. Je vhodný pro motory s menšími otáčkami.
Rozvod OHC – vačkový hřídel umístěný na hlavách válců bývá poháněn buď převodovým hřídelem, řetězem nebo ozubenými koly. Používá se u motorů s většími otáčkami.
Rozvod DOHC (2xOHC) –

Části ventilového rozvodu
Vačkový hřídel – jsou jím ovládány, jeho otáčky jsou vázány na otáčky klikového hřídele (u čtyřdobých motorů má poloviční otáčky než klikový). Vyrábějí se celistvé zápustkovým kováním. Po obrobení se cementují a kalí.
Vačky – řídí průběh otevírání a zavírání ventilů. Otevírání je řízeno přímo vačkou, zavírání pružinou.
Zdvihátka ventilů, rozvodové tyčky, vahadla ventilů.
Ventily – jejich úkolem je zavírání a otevírání výfukových a plnících průřezů v pracovním prostoru válce. Musí odolávat tepelnému i mechanickému namáhání., nesmějí se deformovat vlivem teploty, nekorodovat a nesmí být kalitelné při prudkém ochlazení. Vyrábějí se z ocelí legovaných Cr, Ni a W.

Časování ventilů
Sací se otevírají před začátkem, sání aby byly naplno otevřeny. Zavírají se zpožděním – využívá se kinetické energie proudu směsi (vzduchu) při plnění válce. Výfukové ventily se otevírají před začátkem výfuku, aby se mohli vyrovnat tlaky. Ne ale příliš brzo – snižovalo by to výkon motoru. Konec zavírání je se zpožděním – zase využití energie k vypláchnutí válce. Vůle v rozvodu umožňuje tepelnou dilataci. Příliš velká vůle způsobuje hlučnost rozvodu.

Šoupátkové rozvody
Výhodou je dobré plnění válce (velké průřezy), odpadá tepelné namáhání výfukových ventilů a je možné využít větší kompresní poměr. nevýhodou je zhoršený přestup tepla a obtížné těsnění a chlazení. Používají se jen ve zvláštních vysokootáčkových motorech (a Trabantu ).

Pístové (kanálové) rozvody
U dvoudobých motorů. Sací, výfukový a i přepouštěcí kanál je umístěn ve stěně válce a otevírá se pístem.

Přeplňování motoru
Provádí se dmýchadly, které dopravují do válce více pracovní látky než při nasávání nebo vyplachování. tí m zvýší výkon motoru o 30 až 100%. Zvýšení výkony je závislé na plnicím tlaku. Přeplňování motorů je vhodné pro vznětové motory u zážehových dochází ke ztrátě paliva.

Mazání a chlazení spalovacích motorů

Chlazení
Při pracovním oběhu spalovacího motoru jsou v pracovním prostoru válce teploty až 2000º C. Nejvyšší přípustná teplota stěn válce je dána teplotou rozkladu oleje, která je asi 250º C. Při vyšší teplotě se zapékají pístní kroužky a vznikají samozápaly. Naopak teplota stěn válců by neměla klesnout pod 75º C, jinak dochází ke kondenzaci vodní páry na stěnách válců a hrozí koroze a stárnutí oleje. Nejvhodnější teplota válců (170º – 190º C) je udržována chlazením. Chlazení odvede 20 – 30 % přivedeného tepla.

Chlazení vzduchem
Válce a hlavy válců jsou žebrované, vzduch proudí mezi žebra a odvádí teplo. Proudění vzduchu může být přirozené (motocykly) nebo nucené. Výhody: nezamrzá, skoro žádná obsluha, není třeba dolévat kapalinu.

Chlazení kapalinou
Chladíme vodou, Fridexem atp. Motory chlazené kapalinou mají dvojité stěny a dutiny v hlavách válců. V nich se kapalina ohřívá a odvádí teplo. Oběh kapaliny může být a) samočinný – je umožněn rozdílem hustoty teplé a studené vody, může selhat při nižší hladině vody; b) nucený – chladící soustava stejná, ale má navíce čerpadlo, které umožňuje oběh vody a termostat, jenž uzavírá průtok do chladiče při studeném motoru. Chladič slouží k odvádění tepla z chladící kapaliny, ventilátor mění rychlost chladícího vzduchu v závislosti na otáčkách motoru. Výhody: tišší chod, větší výkon, menší sklon ke klepání, jednodušší konstrukce motoru, rovnoměrnější tepelné namáhání součástí motoru, možnost vytápět chladící kapalinou vnitřek karoserie.

Mazání
Mažeme ke snížení tření, odvodu tepla a utěsňování mazaných součástí.
a) směsí – u dvoudobých motorů, mazací olej se přidává v poměru 1:20 až 1:25 do paliva. Nevýhodou je selhávání při volnoběhu a brždění motoru.
b) místní – ke každé součásti se přivede odměřené množství oleje
c) rozstřikovací
d) tlakové – čerpadlo vytlačuje olej k jednotlivým mazaným součástem, zároveň tak i chladí.

Spouštění motorů
a) ruční – klikou (převážně u Ferrari ), řemínkem nebo nohou (u motorek)
b) stlačeným vzduchem – v hlavě je spouštěcí ventil, který se otevírá na začátku expanze, přivádí se jím stlačený vzduch, motor začíná pracovat jako vzduchový
c) elektromotorem – působením elektrického proudu se pastorek zasune, roztočí
setrvačník a pružina ho vysune
d) jiným motorem – pro velké vznětové motory, roztáčí se malým zážehovým
motorem

22. Pístové kompresory

2010-11-11T05:14:00.000-08:00

Pístové (objemové) pracovní stroje slouží ke stlačování plynů a par. Mají rozsáhlé použití ve všech průmyslových oborech.

Stlačený vzduch se dá použít:
- jako nositel tlakové energie
- nositel informace nebo signálu (regulační obvody)
- pro realizaci fyzikálních a chemických pochodů (hoření)

Přeměna mechanické energie v energii tlakovou se děje zmenšováním objemu pracovního prostoru.

Rozdělení:
> rozdělení podle výtlačného tlaku a kompresního poměru
- nízkotlaké (do 2,5 MPa)
- středotlaké (do 10 MPa)
- vysokotlaké (nad 10 MPa)

> podle počtu stupňů
- jednostupňové
- vícestupňové

> podle počtu válců
- jednoválcové
- víceválcové

> podle uspořádání válců
- řadové
- ležaté
- stojaté
- uspořádání do V
- uspořádání do W
- s protiběžnými písty
- s tandemovým uspořádáním
kompresní poměr – z =

pv - výtlačný tlak
ps - sací tlak

Pracovní oběh pístového kompresoru - p-V diagramy:

A - práce kompresoru
V1 = Vr

Výpočet hlavních rozměrů:

Hlavními rozměry jsou:
- průměr válce D
- zdvih L

i - počet válců

průměr D se zaokrouhluje na nejbližší vyšší normalizovaný kroužek

volí se otáčky a střední pístová rychlost cs:

Příkon kompresoru:

iz- izotermický, probíhá za stálé teploty

Ventilové rozvody pístových kompresorů:

Rozvodové ústrojí kompresorů řídí sání a výtlak plynu z válce a do něho.

Požadavky:
- dobrá těsnost
- co nejmenší průtočná plocha
- malé průtokové odpory
- malý zdvih
- malá hmotnost
- malý škodlivý prostor
- tichý a klidný chod
- nízká cena

rozdělení:
a) samočinné (automatické) - otevírání a zavírání se děje přetlakem plynu
b) nucené - jsou vázané na otáčky (pohyb) klikového hřídele nebo pístu

druhy ventilů:
viz papír.

Regulace kompresorů:
Úkolem je odstranění rozdílů mezi objemovým průtokem Qv dodávaným kompresorem a Qv
odebíraným spotřebičem.

Qv lze měnit otáčkami nebo dopravní účinností.

Qv = i * S * L * n *ηD

měnit můžeme - n a ηD

Regulace při stálých otáčkách n:
- zastavením a spouštěním motoru
- trvalým otevřením sacího ventilu
- uzavřením sání
- škrcením sání
- přepouštěním plynu

Několikastupňová komprese
(obrázky viz papíry)
Mají uspořádání přizpůsobeno počtu pracovních stupňů. První stupeň má píst s největším
průměrem, poslední má nejmenší - z důvodu menšího objemu plynu (je stlačen předchozím
stupněm). Vícestupňové kompresory využívají buď řady pístů různých průměru, nebo tzv.
odstupňovaný (diferenciální) píst s dvěma nebo více činnými plochami. Jednotlivé pracovní prostory jsou propojeny mezichladiči.
Kompresory pro menší a střední objemové průtoky jsou konstruovány jako stojaté jednoválcové a víceválcové. Větší kompresory jsou řešeny jako dvojčinné, ležaté.
Rozměry kompresoru se zmenší úpravou do V a W.
Čím více stupňů tím nižší je účinnost komprese!

kompresní poměr:

Uspořádání:
(Viz. papíry Kompresory)

Výpočet tlaku a ploch pístu:

Plochy:

V1 = S1 . L

Pro dvoustupňovou kompresy:

Pro několikastupňovou kompresy:

Tlak:
Je-li plyn chlazen v mezichladiči na původní teplotu pak ze stavové rovnice plynu:

pv - výstupní tlak
ps - vstupní tlak
pm - tlak v mezistupňi

Chlazení kompresorů:
Umožňuje spolehlivý chod kompresoru, zlepšuje se mazání stěn válce, zvětšuje se η (dopravní
účinnost) - plyn se neohřívá o stěny válce. Chladí se vzduchem nebo vodou.
- vodou - malé a pojízdné kompresory
- vzduchem - velké a střední kompresory
Chlazení plynu v mezichladičích slouží k snižování teploty mezi jednotlivými stupni a na výstupu
kompresoru.

Mazání kompresorů:

Maže se válec a klikový mechanismus. Klikový mechanismus se maže rozstřikováním nebo
tlakovým mazáním.

21. Pístová čerpadla

2010-11-11T05:10:00.000-08:00

Hydrostatická čerpadla :
Činný prvek čerpadla (píst, membrána) tlačí přímo na kapalinu, tímto se mění přímo mechanická energie motoru na tlakovou energii kapaliny. Na tomto principu pracují čerpadla: pístová, membránová, zubová vřetenová…Společným znakem všech pístových čerpadel je nezkrácený klikový mechanismus, tzn. s křižákem.

Druhy čerpadel :
podle způsobu práce : jednočinná, dvojčinná, diferenciální a zdvižná.
počet válců : jednoválcová, víceválcová

Jednočinné pístové čerpadlo :
Čerpání probíhá nerovnoměrně, výtlačný tlak pulsuje. Pulsace se zmírňuje zařazením sacího a výtlačného vzdušníku. Čerpadlo je opatřeno jednočinným plunžrovým pístem. Zdvih bývá větší než u kotoučových pístů.
Čerpadlo nasaje kapalinu sacím ventilem do pracovního prostoru (před pístem). Jakmile píst dokončí nasávání uzavře se sací ventil a vlivem tlaku se otevře výtlačný ventil a kapalina z pracovního prostoru se vytlačí částečně do výtlačného vzdušníku a částečně už do potrubí. Jakmile píst dokončí výtlak uzavře se výtlačný ventil a otevře se sací. Během nasávání proudí do potrubí nashromážděná kapalina z výtlačného vzdušníku aby se alespoň trochu vyrovnali tlakové rázy. Čerpadlo je vybaveno úplným klikovým mechanizmem což dokazuje přítomnost křižáku. Zprava do něj vede ojnice a z něj vychází do leva pístnice, která ho spojuje s pístem.

Dvojčinné pístové čerpadlo:
Čerpadlo je opatřeno dvojčinným kotoučovým pístem – pracovní prostor po obou stranách pístu, při každém zdvihu dochází k sání i výtlaku současně, pracuje rovnoměrněji než jednočinné, vliv pulsace ve výtlaku je menší, sací i výtlačné vzdušníky mohou být menší, čerpadla jsou ale složitější, mají dvojnásobný počet ventilů a kotoučové písty jsou mnohem větší než plunžrové.
Při cestě ze zadní úvratě do přední čerpadlo nasaje kapalinu před píst protože je sací ventil na dané straně otevřený ale výtlačný ventil je vlivem podtlaku uzavřený. Během nasávání na jedné straně se na druhé straně pístu kapalina vytlačuje, tj. sací ventil na dané straně je uzavřen vlivem tlaku a výtlačný ventil je vlivem téhož tlaku otevřen. Kapalina tedy proudí do výtlačné vzdušníku a do potrubí. Čerpadlo je též vybaveno nezkráceným pístovým mechanizmem což je možné poznat díky křižáku.

Diferenciální pístové čerpadlo :
Nasává jako čerpadlo jednočinné, ale vytlačuje při obou zdvizích a to shodný objem daný diferencí ploch diferenciálního pístu. Je jednoduší než dvojčinné (menší počet ventilů). Objemový průtok je stejný jako u jednočinného čerpadla. Čerpadlo má obdobné uspořádání sacího a výtlačného vzdušníku jako jednočinné.
Když jde píst směrem ze zadní úvrati do přední tak je otevřený sací vzdušník a před píst se nasává kapalina, výtlačný ventil je uzavřen. V ten samí okamžik díky tlaku ve výtlačném vzdušníku probíhá výtlak kapaliny kolem menšího průměru pístu. Když se píst vrací tak je sací ventil vlivem tlaku uzavřen ale je otevřen ventil výtlačný a kapalina se vytlačuje do výtlačného vzdušníku, který v tu samou chvíli vytlačuje kapalinu zase okolo menšího průměru pístu. Tím se zajistí menší pulsace proudu kapaliny. Diferenciální čerpadlo je také vybaveno úplným klikovým mechanizmem.

Zdvižná čerpadla :
Čerpání vody z hlubokých studní, jednočinná nebo diferenciální. Ve válci čerpadla se pohybuje píst, ve kterém je umístěn výtlačný ventil. Při pohybu pístu dolů se tento ventil otevře a voda se přetlačuje nad píst. Při zdvihu pístu nahoru se výtlačný ventil zavře a píst horní plochou kapalinu vytlačuje a spodní plochou saje. Objemový průtok je stejný jako u jednočinného čerpadla.

Části pístových čerpadel :
ventily : samočinné, otevírají se tlakem kapaliny, uzavírají se vlastní tíhou a jsou přitlačovány pružinou.
Vzdušníky : objemový průtok kapaliny vytlačované pístem má sinusový průběh. Pro urychlení nerovnoměrně se pohybující kapaliny v sacím i výtlačném potrubí je zapotřebí tlak, který např. na sací straně snižuje sací výšku. Ke zmenšení těchto vlivů slouží vzdušníky, umísťují se co nejblíže k ventilům ( sníží množství nerovnoměrně se pohybující kapaliny)
sací koš : zadržuje hrubé nečistoty rozptýlené ve vodě. Zpětný ventil v koši umožňuje naplnění sacího potrubí kapalinou před spuštěním čerpadla.

Membránová čerpadla :
Čerpaná kapalina nepřichází do styku s pohybujícími se částmi čerpadla, vhodné proto pro čerpání znečištěných kapalin a chemicky aktivních látek. Rozdělují se na čerpadla s pístem a bez pístu. Bez pístu např. jako palivové čerpadlo u spalovacích motorů. S pístem pracuje při malých otáčkách s čistou vodou, která je od chemicky aktivní kapaliny oddělena membránou.

Radiální a axiální pístová čerpadla
Nejčastěji používané jako hydrogenerátory. Jsou to čerpadla, která mají za úkol dodávat kapalinu o vysokém tlaku. Mohou pracovat také obráceně jako hydromotory (stroje, které přeměňují tlakovou energii kapaliny na mechanickou). Zdroje tlaku a oběhu oleje u hydraulických obvodů strojů a zařízení v dopravě, dolech, zemědělství, výhodou jsou velké otáčky, bez převodovky, vyšší účinnost než u odstředivých čerpadel, nemají sací ani výtlačné ventily, přívod a výtlak oleje je řízen válcovým nebo čelním rozvaděčem.

Radiální pístové čerpadlo :
Při otáčení rotoru se písty vlivem odstředivé síly opírají vodícími kladkami o vnitřní stěnu statoru, jehož nastavení vůči ose rotoru způsobuje pohyb pístů a tím čerpání oleje. Olej se přivádí vybráním v hřídeli rotoru, pro malé průtoky nasávací, větší na vstupu alespoň 0,3 MPa.

Axiální pístové čerpadlo :
Pracuje jako hydromotor, odkloněním unášecí desky (do 25°) od souosé polohy dochází při rotaci desky běhen jedné otáčky k sání i výtlaku. Při pootočení od 0 do 180° probíhá sání, od 180 do 360° probíhá výtlak, menší rozměry a menší hmotnost než radiální, dobrá účinnost i při nízkém pracovním tlaku. Nevýhoda : náročná výroba, drahé.

Rotační lamelové čerpadlo :
Kapalina je dopravována v prostorách mezi lamelami, které jsou vedeny v radiálních drážkách v rotoru, jsou přitlačovány pružinou nebo vedeny kladkami. Je li stator přestavitelný k ose rotoru, může pracovat s proměnným průtokem a může plynule měnit smysl toku kapaliny při stejném otáčení rotoru.

Rotační zubová čerpadla :
Čerpání probíhá v zubových mezerách páru spoluzabírajících ozubených kol, záběr brání zpětnému pronikání oleje do sání, nadměrnému růstu tlaku v zubové mezeře brání vytvořené drážky pro odvod oleje, rovnoměrnost průtoku ovlivňuje počet zubů, čím více zubů tím lépe, minimum 20 zubů. Jednoduchost spolehlivost, nenáročnost na údržbu. Hlučné, s pulsacemi, nelze regulovat.

Rotační vřetenová čerpadla (šroubová) :
Je tvořeno spoluzabírajícími šroubovými vřeteny, při otáčení dochází k posunu kapaliny mezi závity od sacího k výtlačnému hrdlu, jedno, dvou a tří vřetenová. Jedno – doprava kašovitých směsí s nulovým výstupním tlakem (jako šroubový dopravník). Jsou neregulační, samonasávací, tichý chod bez pulsací, dlouhá životnost. Nutná přesnost výroby brání širokému uplatnění.

20. Silniční motorová vozidla

2010-11-11T04:48:00.000-08:00

Rozdělení:

1) Podle pohonu
- s vlastním motorem
- přípojná vozidla

2) Podle rozložení kol
- jednostopá
- dvoustopá
- vícestopá

Hmotnost-nosnost

1) Pohotovostní hmotnost – vozidlo + náplně
2) Celková hmotnost – pohotovostní hm. + náklad
3) Užitečný náklad – osoby + náklad
4) Nosnost – užitečný náklad + vozidlo(karoserie)

Pohon

1) Spalovací motory – pístové – posuvný píst (Naftové, Benzínové; Plynové)
- rotační píst (Wankelův motor)

- turbíny –velký výkon, malý rozměr; pouze experimentální vozidla

2) Elektrické – trakční – baterie
- trolej

- palivový článek

3) Hybridní – Spalovací + elektrický motor

Části vozidel

Motorové vozidlo

Strojový spodek-------------------- Karoserie

a) Pohon
a) Motor
b) Převody
- nápravy
- spojka
- převod. skříň
- rozvodovka
- (polosy), kloub. hřídel

b) Podvozek
- rám
- řízení
- pérování
- brzdy
- příslušenství (další výbava)
Spojka – rozpojení a spojení motoru a převodovky

Druhy:
- třecí
- elektromagnetické
- kapalinné

Převodovka

- využití provozního rozsahu motoru
-couvání
-brždění
-volný chod motoru

Druhy:
- ozubenými koly – čelní, šikmé, planetová
- třecí - variátor
- kapalinná
- elektrická

Způsob řazení:
- manuál
- přímé řazení
- nepřímé řazení – pomocí dalšího mechanismu

- samočinné (automat)

Kloubový hřídel :
- s jedním kloubem
- se dvěma klouby
- se třemi klouby

Druhy kloubů :
- křížové
- věncové
- hranolové
- pryžové

Diferenciál
- ozubení - čelní
- šnek
- rozpěrkový
- kolíčkový

Pružení:
- vinuté pružiny
- listové pružiny
- vzduchové
- gumové
- hydraulické ( olej)

Tlumiče:
- jednočinné - kapalinové
- dvojčinné - mechanické

Podvozek:
- nosná část silničních vozidel = rám vozidla s podvěsy, řízením, brzdným
zařízením a příslušenstvím.

Řízení
Podle druhu náprav rozlišujeme řízení:
> pro tuhou nápravu
> řízení náprav s nezávislým zavěšením kol.
Podle druhu převodů:
> maticové
> šnekové
> hřebenové

Podlé způsobu ovládání:
> řízení přímočinné - ovládané jen silou řidiče
> řízení se zesilovačem

Geometrie řízení - aby se kola automobilu odvalovala při přímé jízdě i v zatáčkách a nesmýkala se, musí mít kola i rejdové čepy správnou polohu. Má čtyři hodnoty: sbíhavost kol. odklon kola, příklon a záklon rejdového čepu.

Brzdová soustava silničních vozidel

Brzdy: - bubnové, kotoučové

Brzdové soustavy rozdělujeme na:
• provozní brzdy - účelem je snížit rychlost vozidla nebo je zastavit
• nouzové brzdy - jejímž úkolem je snížit rychlost vozidla nebo je zastavit v případě
selhání provozní brzdy
• parkovací brzdy - umožňuje udržet stojící vozidlo i na svahu zejména v nepřítomnosti
řidiče ( ruční brzda)
• odlehčovací brzdy - umožňuje ustálit nebo snížit rychlost, zejména na dlouhém svahu
• samočinné brzdy - samočinně brzdí přípojné vozidlo při jeho úmyslném nebo
náhodném odpojení od tažného vozidla.
• ABS - antiblokovací systém - slouží proti zablokování kol při smyku

Karosérie
Je část vozidla, která slouží k umístění přepravovaných osob nebo nákladů s obsluhou. Karoserie může být:
■ skořepinová - vyztužený, zpevněný nosný celek
■ rámová - vestavěný rám s karosérií jako nedělitelný celek
■ panelová - nosný skelet se snímatelnými panely
Rozdělení podle konstrukce:
■ podvozkové - nákladní automobily, přívěsy, návěsy
■ polonosné - autobusy
■ samonosné - os. automobily (nepotřebují nosný rám)
Rozdělení podle účelu:
■ osobní
■ nákladní
valníkové, sklápěčkové, skříňové
speciální nákladní (cisterny, chladírenské, poštovní, montážní, kropicí karoserie)
■ speciální

Nápravy
Náprava je nosný prvek, jehož prostřednictvím jsou dvě protější kola (pravé a levé) vozidla zavěšena na nosné konstrukci nebo na nosných částech podvěsu.
Podle konstrukce:
■ tuhé nápravy - kola jsou uložena na nápravnici nebo mostu, tj. plném nebo dutém
nosníku
-výkyvné nápravy - vozidlová kola jsou zavěšena samostatně prostřednictvím
závěsných prvků přikloubených k nosné konstrukci vozidla.

Podle funkce:
■ hnací nápravy - přenášejí kroutící moment motoru a kola vozidlo pohánějí
■ řídicí nápravy - slouží k řízení směru jízdy vozidla
■ sunuté nápravy - nepřenáší se na ně kroutící moment, mají jen nosnou nebo ještě řídicí
funkci.

Podle umístění náprav na vozidle:
■ přední náprava
■ zadní náprava (první zadní, druhá zadní)
■ střední náprava (jen je-li alespoň přibližně uprostřed mezi krajními nápravami)

Příloha:

Rozdělení silničních vozidel
Silniční vozidlo je motorové nebo přípojné vozidlo, určené k provozu na pozemních komunikacích, nevázané na koleje. Motorové vozidlo je silniční vozidlo poháněné vlastním motorem. Přípojné vozidlo je silniční vozidlo, které nemá vlastní zdroj pohonu a je taženo motorovým vozidlem.
Silniční vozidla dělíme na:
a) Motorová
• Automobily
- Osobní automobily
- Autobusy
- Nákladní automobily

- Do 3,5 t = dodávky
- Nad 3,5 t
- Speciální automobily (požární, kropicí, zametací vozy. jeřáb}, montá/ní
plošiny)

• Motocykly, mopedy

• Traktory
b) Přípojná
• Přívěs
• Návěs
• Postranní vozík
Automobily spojené s přípojnými vozidly tvoří jízdní soupravu.

Osobní automobil je konstrukčně určen pro dopravu osob a jejich zavazadel má nejvíce 9 míst k sezení včetně řidiče. Osobní automobily dále dělíme:
Podle konstrukce karoserie:
• Sedan
• Kupé
• Kabriolet
• Limuzína
• Kombi
• Roadster

Podle počtu bočních dveří:
• dvou dveřové
• tří dveřové
• čtyř dveřové
• pěti dveřové

Nákladní automobil je vozidlo konstrukčně určené pro dopravu nákladů, může také táhnout návěs nebo přívěs.
Nákladní automobily dále dělíme na:
• valníkové nákladní automobily
• sklápěčkové nákladní automobily
• skříňové nákladní automobily
speciální nákladní automobily (chladírenské, cisterny,)

19. Dopravníky

2010-11-11T03:44:00.000-08:00

• Slouží k přepravě polotovarů či výrobků na pracovišti i na dlouhé vzdálenosti
• Pohyblivé zařízení se při nakládání či vykládání nemusí zastavovat
• Směr dopravy je vodorovný, svislý nebo šikmý

Dopravníky s tažným orgánem:

Pásové dopravníky:

Základní pojmy:

LH .............................. dopravní vzdálenost
H ............................... dopravní výška
ρ ............................... sypná hmotnost
S1 ............................. průřez dopravovaným materiálem
B ............................... šířka pásu
b ............................... šířka materiálu
ψ ............................... sypný úhel
ψ > Є
Є ............................... úhel náklonu pásu

Qv ............................. objemové množství
Qm ............................ hmotnostní množství

Typy pásových přepravníků:

Pás s příčkami---------------------------Pásový dopravník s přítlačným pásem

Části dopravníku:

• Dopravní pás – textilní, pryžový, PVC, ocelový, drátěný
• Bubny – hnací, vratné, vodící, napínací ( pro zvětšení tření opatřeny vhodným povrchem )
• Podpěrné válečky – musí být vyváženy, ložiska většinou kuličková, utěsněny proti vniknutí nečistot
• Poháněcí stanice – na nejvyšším místě dopravníku i s převodovkou, nejčastěji elektrický buben
• Nakládací, odváděcí stanice – násypka ( zajišťuje přepadání materiálu na vhodném místě )
• Napínací stanice

Příklad napínání pás

Použití typů pásů:

• Textilní: pro nízkou sypnou hmotnost
• Pryžové: -30°C - +60°C
Spojení: vulkanizací, lepením, sešitím, spony
• PVC
• Ocelové: horké a vysoce abrazivní materiály
• Drátěné: horké a vysoce abrazivní materiály + chlazení během přepravy

Příklady uložení válečků:

Těsnění – gufero----------------------------Těsnění – labyrint

• Válečky jsou vyváženy a uloženy v nejčastěji kuličkových ložiskách
• Šířka pásu až 2,5m, rychlost až 5m/s

Šnekový dopravník:

L – vzdálenost
D – průměr dopravníku

Typy šnekových přepravníků:

Obvodový – nestejnorodý materiál---------Lopatkový – hrubozrnný materiál

Vibrační dopravníky:

Grafy charakterizující pohyb vibračního dopravníku:

Výpočty:

• Výpočty pro pásové dopravníky:

• Výpočty pro šnekové dopravníky:

Příklad pro svislou či strmou dopravu:

• Unášecí prostředky různých tvarů
• lavičkové, policové, kapsové

Dopravníky bez tažného orgánu:

• Ložné tratě – válečkové
– skluzy – zvláštní kluzký povrch pro co nejmenší tření
– závěsové

Doplňkové informace:
Materiál---------------
Hnědé uhlí ---------0,8 – 1 --------------- 18° --------- 20°
Štěrk ---------------- 1,8 ----------------- 14°
Obilí ------------- 0,4 – 0,8 --------------- 17°
Zemina -------------- 1,6 ----------------- 22° --------- 30°
Písek ----------------- 2 ------------------ 27° --------- 35°
Dřev. Třísky ----- 0,2 – 0,3 --------------- 28° --------- 40
Cukr ------------- 0,75 – 1,1 -------------- 28°

Materiál ------ Rychlost pásu
Obilí ----------- 2,5 – 4 m/s
Popel, škvára -- 1,6 – 3,15 m/s
Zemina -------- 5 m/s
Štěrk ---------- 1,25 – 2,5 m/s
Uhlí ------------ 3,15 m/s

18. Výtahy

2010-11-11T03:36:00.000-08:00

Výtah je zařízení k přerušovanému nebo plynulému zdvihání a spouštění břemen (osoby/náklady) mezi dvěma nebo více stanicemi (patry).Břemenu se přepravuje na vhodně ohraničené plošině (kleci), jejíž dráha je vymezena vodítky.

Rozdělení výtahu:
• A – pro dopravu osob/nákladu
A1 – samoobslužné
A2 – s řidičem

• B – s plynulí/přerušovaný pohyb
B1 – s přerušovaný pohybem se nakládá a vykládá ve stanici za klidu
B2 – s plynulí(nepřetržitým) pohybem(oběžníkové,páternosterových) se nastupuje/nakládá za jízdy

• C – nákladní se zakázanou přepravou osob
C1 – na nakládání smí člověk vstoupit do klece
C2 – na nakládání nesmí člověk vstoupit do klece

• D – malé nákladní výtahy do 100 kg • E – stolové s poklopem • F – výsypné

Uspořádání výtahů:
Schéma elektrického osobního výtahu obr. 2.11. Výtahová klec (ke které jsou připevněny dveře, stěny a podlaha) nese zavěs pro uchycení lana a vodící čelisti(kluzné,nutné mazání-kladkové,rychlovýtahy) pro vedení kabiny po vodítkách a zachycovací ustrojí. Lana jsou obvykle zachycovací prvky(pouze některých nákladních výtahu se používají kloubové řetězy). Vedení lana závisí na způsobu pohonu: navíjecí buben, třecí kotouč(obvyklejší).U osobní/nákladních výtahů s řidičem musí byt kabina zavěšena minimálně na 2 nezávislých lanech, u pohonu třecím kotoučem na 3 lanech, pro nosnost nad 350 kg na 4 lanech. Lano nesmi mít menší průměr než 10mm. Protizávaží se osazuje proto, aby při hmotnosti klece mk a břemene mb byl motor zhruba stejně zatížen jak při zdvihu tak plné nosnosti(mk + mb), tak při prázdné.

Zabezpečení:
• Dveřní spínače – umožňuje pohyb výtahu jen pří zavřených dveří
• Zachycovače, omezovače rychlosti obr. 145. – při překročení povolené rychlosti odstředivý regulátor přitlačí brzdící botku, při utržení lan, zachytí výtah zachycovače
• Jističe šachtových dveří – nedovoluje otevřít šachtové dveře, nestojí-li před nimi klec.

Výpočty:
Hmotnost vývažku: mz=mk+1/2mq
mz=hmotnost vyvažovacího závaží
mk=hmotnost klece
mq=nosnost výtahu

Síla v lanech (na straně klece): F1=(mq+mk+mmax)*q

Síla v lanech (na strně závaží): Fě=(mz+mmax)*q
m1max – hmotnost lana na straně klece
m+z – hmotnost lana na straně závaží

Výkon elektromotoru: P=(F1-F2)*v*1/η

v – rychlost zvedání
η – celková účinnost = 0,58 až 0,78

17. Zdvihadla a jeřáby

2010-11-11T02:18:00.000-08:00

Zdvihadla

(Zařízení pro zvedání do malých výšek)

Zařízení pro zvedání do malých výšek – zvedáky – tuhý zvedací člen, malý zdvih (desetiny metru),
zpětnému pohybu brání – samosvornost, zdrž, hydraulické blokování.

Druhy zvedáků:
1) hřebenový zdvihák (nosnost 2-3t)
2) šroubový zdvihák (těžká břemena, poměr síly na rukojeť k tíze břemena je menší než u hřebenových zvedáků, nosnost 35t do výšky 300mm)
3) hydraulický zdvihák (pro nejtěžší břemena)

Šroubový zdvihák:

Silové poměry na nakloněné rovině

P – stoupání závity

Silové poměry, účinnost

Kroutící moment vřetena:

Obvodová síla:

1) pro zvedání:

2) pro spouštění:
Účinnost:

1. při zvedání:

2. při spouštění:

účinnost: bývá zpravidla 30 - 40%, nosnost až 35 t; zdvih 300 mm při hmotnosti do 50 kg.
γ - úhel stoupání
φ - třecí úhel

Pevnostní výpočet:

Průřez jádra vřetena je namáhán osovou provozní silou F na tah a tlak a současně kroutícím momentem na krut:

Napětí v tahu či v tlaku:

Napětí v krutu:

Výsledné redukované napětí:

Dovolené napětí lichoběžníkového závitu pro:

Delší vřetena namáhaná tlakem (např. u šroubových zvedáků, listů apod.) se kromě toho musí kontrolovat na vzpěr. Ocelová vřetena se kontrolují při štíhlosti podle Eulera.

Kritická síla:

Bezpečnost: 2,6 až 6

podle obr. 4

Pro >

Napětí ve vzpěru:

Bezpečnost: 1,7 až 4

Jeřáby

Slouží ke svislé i vodorovné dopravě břemen a k jejich držení v požadované výšce.

Druhy a použití jeřábů:
1) mostové – stohovací
2) portálové a poloportálové – mosty, přístav, překládací
3) konzolové – těžký provoz
4) sloupové, věžové – montážní, stavební
5) kolejové, silniční, plovoucí – velmi mobilní
6) lanové – stavba mostů a přehrad

Hlavní části jeřábů:
a) lana - textilní – konopí bavlna, polyamid (malá nosnost)
ocelová – lano složeno z několika pramenů
řetězy – svařované

b) kladky - vyrovnávací, vodící, hnací
bubny - hladké, rýhované
- lano se nesmí nikdy celé vymotat

c) brzdy
1) stavící – postupné zastavení
2) spouštěcí – brzdí stále
3) regulační – brzdí na požadovanou hodnotu
zdrže – rohatka se zápatkou

d) prostředky pro vázání a uchopení břemene – háky, chapadla, drapáky, nádoby

e) pojížděcí kola a kolejnice – kola mají nákolky

f) pohon
1) elektrický – nejpoužívanější
2) hydraulický – hydrogenerátor dodá energii hydromotoru
3) ruční – jednoduché zařízení, přesná manipulace
4) pneumatický
5) spalovací motor – autojeřáby

Parametry:

1) nosnost
2) výška zdvihu

3) rozměry pracovního pole
4) pracovní rychlost – rychlost zvedání , rychlost pojíždění kočky , rychlost pojíždění jeřábu

Výpočty:

a) Výpočet lana:

- jmenovitá pevnost lana [ N ]
- skutečné zatížení lana [ N ]
- součinitel bezpečnosti

- zatížení od průměrného břemene [ N ]
- zatížení od normalizovaného břemene [ N ]

Skutečné svislé zatížení:

- hmotnost normalizovaného břemene
- vlastní hmotnost částí zvedaných současně s břemenem
- počet nosných průřezů lanového převodu
- účinnost lanového převodu

b) Výpočet kladky:

c) Výpočet bubnu:

Nosné konstrukce jeřábů:

Zachycuje tíhu břemene a jeřábu, účinky větru; měli by být bezpečné a estetické.

Nosníky:

a) válcovaný – jednoduchý, těžký, malá nosnost
b) prolamovaný – lehčí než válcovaný
c) plnostěnný svařovaný nebo nýtovaný – velká nosnost
d) skříňový – nejpoužívanější, lehký
e) příhradový – nejlehčí, používán ve velkém rozpětí

Materiál: 11 373, 10 520, 11 523
Konstrukce je z nosníků, sloupů, výložníků. Části se svařují nebo lepí. K zvětšení stability pomáhá závaží.

16. Převody ozubenými koly

2010-11-05T09:28:00.000-07:00

Ozubený převod přenáší otáčivý pohyb jednoho hřídele na druhý se stálým převodovým poměrem.Používá se pro převody s malou osovou vzdáleností hřídelů.
Dvě spolu zabírající kola tvoří soukolí. Kolo s malým počtem zubu se nazývá pastorek.Podle tvaru křivek tvořící profily zubu rozeznáváme několik druhů ozubení.Nejznámější jsou EVOLVENTNÍ a CIKLOJDNÍ.
Výroba ozubených kol vyžaduje speciální nástroje a obráběcí stroje.

Výhody:
1. malé rozměry
2. přesný převodový poměr
3. vysoká spolehlivost
4. velká životnost
5. malé nároky na údržbu

Nevýhody:
1. drahá a složitá výroba
2. nároky na přesnost
3. netlumí rázy

Rozdělení soukolí

1.dle tvaru bočních křivek zubů:
a) čelní s přímými
b) se šikmými zuby
c) se šípovými zuby
d) z dvojnásobně šípové
e) kruhové
f) šroubové zuby

2.dle relativního pohybu soukolí:
1. valivá soukolý -čelní
kuželová

2. šroubová soukolý-šneková
šroubová
hypoidní

3.dle vzájemné polohy os:
1. osy rovnoběžné
2. různoběžné
3. mimoběžné

Druhy soukolí

Čelní soukolí s přímými zuby
- Nejčastěji používané
- Dosahuje se převodového čísla 6
- Zpravidla zabírá jen jeden zub
- Otáčení není rovnoměrné
- Hlučné
- Nevznikají axiální síly

Čelní soukolí se šikmými zuby
- Zuby jsou skloněny pod úhly 8° až 20° k ose hřídele
- Zuby mohou mít pravé i levé stoupání
- Postupný, delší a klidný záběr zubů
- Vždy zabírá několik zubů současně -> Možnos přenosu vyššího zatížení
- Tichý a bezhlučný chod
- Nevýhoda: Při záběru vzniká axiální síla -> Musí ji zachytit axiálními ložiska
- Axiální složku síly lze odstranit použitím:
o Dvojnásobně šikmými zuby
o Soukolím se šípovými zuby

Čelní soukolí s vnějším ozubením se šípovými zuby
- Menší přesnost ozubení a menší obvodové rychlosti
- Dražší výroba
- Použití: pro velké výkony
- Kola s dvojnásobně šípovými zuby se mohou otáčet v obou smyslech

Kuželová soukolí
- Přenáší se otáčivý pohyb a točivý moment u různoběžných hřídelů, nejčastěji k sobě kolmých
- Kola mají zuby šikmé, zakřivené, přímé (zřídka)
- Náročné a drahé na výrobu
- Tichý chod
- Větší životnost
- Pro vetší výkony
- Pastorek má 5-7 zubů
- V zubech vzniká osová síla, kterou musí zachytit axiální ložiska

Šroubová soukolí

- Pro mimoběžné hřídele
- Tělesa předmětu se po sobě odvalují a zároveň se posouvají (šroubový pohyb)
- Velké tření a opotřebení
- Malá účinost
- Použití:např. náhon na tachometru

Šnekové soukolí

- Speciální případ šroubového soukolí, kde snížení zubu pastorku přejde v jednoduchý více chodý šroub

Skládá se z: 1.)Šneku
- Hnací část
- Podobá se pohybovému šroubu s trapézovým závitem
- Pohání šnekové kolo
- Druhy šneků
- Jednochodý či vícechodý
- Pravochodý či levochodý

2.)Šnekového kola
- Převodové číslo 4-100
- Malá vzdálenost os
- Tichý chod
- Použití:míchačky, frézky, výtahy,lodní šroub

Konstrukce a materiál ozubených kol

Výroba a materiál

Přestože ozubená kola mohou být vyrobena z mnoha materiálu vyrábí se hlavně z oceli a litiny a to na speciálních obráběcích strojích (frézky,brusky,obrážečky)

Konstrukce ozubených kol

Při malém počtu zubů se obvykle vyrábějí rovnou na hřídeli např. u pastorku.pastorek může být vyroben rovnou na hřídeli nebo může být přivařen.

Při velkém počtu zubů se obvykle vyrábějí ozubená kola zvlášť a při montáži se nasazují na hřídel.Menší kola mají zpravidla tvar kotouče,větší kola se skládají z náboje,věnce a kotouče.

U kol velkých průměrů je věnec s nábojem spojena rameny.U takto spojených kol se zuby zhotovují na zvláštním věnci, který se na odlité těleso nalisuje nebo nasadí za tepla.Po opotřebení se vymění jen věnec

Ozubená soukolí a převodovky

Jedno nebo více ozubených soukolí uložených ve skříni (litá,svařovaná) se nazývá převodovka.
Převodovky jsou zařízení který přenáší kroutící moment a současně zvyšují nebo snižují otáčky hnacího stroje na požadované otáčky daného zařízení

Typy převodovek:
s jedním až třemi čelními soukolími
s jedním kuželovým soukolím
s jedním kuželovým soukolím a s jedním až třemi čelními soukolími
s jedním šnekovým soukolím
s jedním šnekovým soukolím a s jedním až dvěma čelními soukolími
planetová

Planetová převodovka
- Velký převodový poměr
- Souosí hnací a hnaný hřídel
- Skříň má malé rozměry
- Tichý chod a vysoká učinost
- Použití:letecký motory, auta,obráběcí stroje a textilní stroje

Montáž a údržba ozubených kol

Montáž:
1.nasazení (pomocí lisu) a připevnění ozubeného kola na hřídel
2. nasazení ložisek na hřídel s ozubeným kolem
3. uložení hřídele do převodové skříně
4.seřízení záběru kol

Údržba:
mazání- zmenšuje tření a současně odvádí teplo vznikající při záběru kol a v ložiskách

Základní vzorce

- Převodový poměr

- Průměr roztečné kružnice D = Z*m

- Průměr hlavové kružnice Da =D*2m

- Výška hlavy ha = m

- Výška paty hf = 1.25*m

- Výška zubu h = ha + hf

- Průměr patní kružnice Df = D-(2*1,25m)

- Vzdálenost os

- Modul

15. Řetězové převody

2010-11-05T08:49:00.000-07:00

Více v tab. Str. 314-328
- obvodová síla se přenáší tvarovým stykem
- přenáší výkon až 200kw mezi rovnoběžnými hřídeli
- 2 a 3řádé řetězy přenáší až 500kw

Výhody:
bez skluzu,velká učenost(až 95%),menší namáhání hřídelů a ložisek oproti řemenům,možnost pohánění více hřídelů najednou,možná velká osová vzdálenost
Nevýhody: cena,hluk,častá údržba,pro menší obvodové rychlosti,prodloužení řetězu

Řetězy:
- nerozebíratelné nebo rozebíratelné(možné zkrácení pomocí spojovacího článku)
- článkový
- zubový – pro největší namáhání a rychlosti(až 40m/s),používá se u spalovacích motorů
- kloubové:
a)Gallův – výtahy,kladkostroje
b)Pouzdrový – auta,dopravníky,zemědělské stoje,(rychlost 6-10m/s)
c)válečkový – max. 3řady,tichý chod ; u jízdních kol

- speciální - Ewartův – do 1m/s, z temperované litiny
- lamelový – u variátorů

Montážní předpis:jedno z kol musí mít lichý počet zubů kvůli opotřebení,kontrola rovnoběžnosti hřídelů,nabíraní řetězu na zuby,mazání,chránění před nečistotami

14. Řemenové převody

2010-11-05T05:53:00.000-07:00

- Patří mezi převody se silovým stykem
- K přenosu točivého momentu z hnacího kola na hnané dochází v důsledku tření mezi
řemenicí a řemenem

Velikost přenášeného momentu závisí:
- Velikost napínací síly
- Velikost součinitele tření materiálů řemene a řemenice
- Velikost úhlu opásání: - Úhel styku řemene s řemenicí
- Úhel lze zvětšit použitím napínacího kola
- Převod je nepřesný (ve stykové ploše mezi řemenicí a řemenem dochází ke skluzu)

Velikost skluzu je závislá:
- Velikost přenášeného točivého momentu
- Úhel opásání
- Součinitele tření
- Velikost napínací síly

Výhody:
- Velmi tichý chod
- Pružný záběr -> Tlumení kmitání, chvění
- Snesou velmi vysokou obvodovou rychlost
- Nízké náklady na provoz (není nutno mazat) -> Nejlevnější převod
- Možnost funkce: Pojistné spojky proti přetížení (prokluz)
- Nevyžaduje přesnou výrobu a montáž

Nevýhody:
- Nezaručení stálého převodového poměru, tj. prokluz -> nespolehlivá kinematika (výjimku tvoří ozubený řemen)
- Nutné předepnutí - Přídavné namáhání ložisek a hřídelů
- Vyvození předepnutí - napínací ústrojí:
- Zkrácení řemenu při nezměněné osové vzdálenosti
- Napínání kladkou (stálá osová vzdálenost), přitlačovanou
závažím, pružinou nebo posuvem kladky
- Zvětšením vzdálenosti os (nejjednodušší, nejlevnější)
- Samonapínací tíhou hnacího motoru
- Reakčním momentem
- Vytahování a opotřebení řemenů
- Nízká tuhost převodu
- Při prokluzu vzniká statická elektřina
- Špatná odolnost vůči: - Vysokým teplotám, vlhkosti, prachu, nečistoty (mastnoty)
- Větší rozměry převodu

Použití: - Kde jsou kladeny požadavky na: - Velkou osovou vzdálenost kol
- Klidný a tichý chod
- Není nutný přesný převod

Převody plochými řemeny:
- Používá se zřídka, pouze v případě kdy je příliš velká vzdálenost řemenic
- Pro zvětšení úhlu opásání se používají napínací kladky
- Nejčastěji se používají kožené řemeny (vyrábí se z hovězí usně)
- Konce řemenů se spojují: lepením, sponami, svorkami, sešitím
- Řemeny se vyrábí v normalizovaných rozměrech
- Řemenice se vyrábí z oceli nebo litiny s dostatečným opracováním funkčních ploch
- Pro dobré vedení řemenu bývá vnější povrch řemenice mírně zaoblen (bombirován)

Převody klínovými řemeny:
- Častější použití než ploché řemeny -> Větší účinnost ->Tření v klínové drážce je větší než
na rovinné ploše -> Možnost přenosu většího točivého momentu
- Možnost použití několika řemenů vedle sebe, u plochých řemenů to není možné
- Tvar i rozměry klínových řemenů jsou normalizovány, u plochých to není možné
- Klasický klínový řemen: - Univerzálně použitelný
- Maximální rychlost řemene: 30 m/s
- Úzký klínový řemen (automobilový): - Převody nenáročný na prostor
- Přenos velkých výkonů
- Maximální rychlost řemene: 40 m/s
- Výkonný klínový řemen: - Pro přenos velkých výkonů v malém prostoru
- Dobré ohybové vlastnosti (zuby na vnitřním obvodu)
- Dobrá příčná tuhost díky příčným vláknům
- Maximální rychlost řemene: 50 m/s
- Dvojklínový řemen: - Pro pohon několika řemenic s opačným smyslem otáčení
- Vhodné pro střídavý ohyb
- Maximální rychlost řemene: 30 m/s
- Násobný klínový řemen: - Vhodné pro velká rázová zatížení
- Použitelné pro velké vzdálenosti os bez vodící kladky
- Maximální rychlost řemene: 30 m/s
- Nutná ochrana před znečištěním(nečistoty mezi řemeny)
- Klínový řemen je zhotoven ze tří vrstev: vnitřní vrtsva: textilní vlákna zality v pryži
vnější vrstva: obal
- Řemenic jsou zhotoveny z litiny, oceli nebo i plastů
- Použití: Dopravníky, Dřevoobrábějící stroje, Automobily

Převody ozubenými řemeny:
- Spojují výhody řetězových a řemenových převodů
- Řemen je vyroben z pryže nebo jiného vhodného materiálu
- Na vnitřní části řemene je ozubení, které je i na obvodě řemenic
- Nedochází k prokluzu
- Tlumí rázy na rozdíl od řetězového převodu

Základní výpočty:

Teoretický převodový poměr i = n1 / n2 = D2 / D1

Obvodová rychlost [m.s-1]:
v1 = ( p . D1 . n1 ) / 60
v2 = ( p . D2 . n2 ) / 60

Účinnost řemenového převodu h = 0,95 ÷ 0,98

Rovnoběžné hřídele: smysl otáčení hřídelů shodný. Při větších vzdálenostech os hřídelů je nutné, aby horní část pásu byla ochablá a dolní napjatá.

Zkřížené opásání: smysl otáčení hřídelů opačný. Větší úhel opásání. Protože se pás ve zkřížení po sobě tře, nehodí se pro velké rychlosti v =<>= 20b , kde je šířka pásu).

Polozkřížené opásání: pouze pro jeden smysl otáčení. Pás musí nabíhat na oba kotouče v jejich středních rovinách, jinak by spadl. Kotouče musí být dostatečně široké ( B >= 1,4 b ). Vzdálenost os bývá a = 3 až 10m,nejčastěji 5m.

Tvary průřezu řemene:

Ploché řemeny – obdélníkový průřez

Klínové řemeny - lichoběžníkový průřez
klasický; úzký; široký

Kruhové – používá se velmi málo,malé převody

Tvary řemenic:

tři klínové řemeny

13. Třecí převody

2010-11-05T04:12:00.000-07:00

Charakteristika:
U třecích převodů přenos obvodové síly mezi vzájemně přitlačovanými koly třením. Otáčivý pohyb mezi hřídeli přenášen na malé vzdálenosti a je přenášen malý výkon. Převod je tvořen 2 kotouči a přitlačovaným zařízením. Osy můžou být rovnoběžné nebo různoběžné.

Vlastnosti:
- tlumí rázy
- tichý chod
- levné
- kolísavý chod
- přítlačné síly namáhají ložiska

Uspořádání:

Se stálým převodem
- mezi rovnoběžnými hřídeli - kola s hladkým obvodem
- kola s klínovou drážkou na obvodě

- mezi různoběžnými hřídeli - s kuželovými třecími koly
- s lícními koly

S plynule měnitelným převodem ( variátory )
třecí, řemenové, řetězové
plynulá regulace otáček za chodu, jednoduché, spolehlivé, velká účinnost
levné, dlouhá životnost, velký přenos sil ( až 800 kW )

Součásti třecích převodů
-Třecí převody se skládají ze dvou kotoučů, hnacího a hnaného, na hřídelích a z přítlačného zařízení.
Kotouče mohou být:
1.čelní ( válcové )
2.lícní
3.kuželové

Pro přenos větších kroutících momentů jsou na obvodě opatřeny klínovými drážkami Přítlačnou sílu vyvozuje pružina nebo závaží.

Materiál třecích kol
Pro malé obvodové síly – šedá litina, bronz
Pro velké obvodové síly – obložení z kůže, pryže, korku

Třecí převod válcovými koly:
a) Přítlačná síla Fn vyvolaná tlakem pružiny na hnací hřídel s kolem.
b) přítlačná síla Fn vyvolaná samočinně tíhou ústrojí včetně motoru.

12. Brzdy pásové a čelisťové

2010-11-05T04:10:00.000-07:00

Brzdy slouží ke snížení rychlosti nebo zastavení pohybujícího se břemene (provozní brzdy) a k zajištění stojícího břemene proti nežádoucímu pohybu (parkovací brzda).

Brzdného účinku se dosáhne třením mezi pevnými a otáčejícími se částmi . Pohybová energie se pak mění v tepelnou, kterou je potřeba odvádět do ovzduší.

Účinnost brzd je závislá na součiniteli tření materiálu stykových ploch brzdných kotoučů, pásů, atd
Nejčastěji se používá materiál ferodo
Brzdové obložení se na čelisti nejčastěji lepí

Užití
- automobily, jeřáby

Druhy brzd :
- mechanické(-radiální-čelisťové bubnové,pásové;-axiální-čelisťové kotoučové,kuželové lamelové,samočinné) proudové, elektrické

a) podle zdroje energie : přímočinné (mechanické a kapalinové), strojní, polostrojní a odlehčovací
b) podle třecích částí : bubnové a kotoučové
c) podle umístění brzdných částí : kolové (přední a zadní), převodové a motorové
d) podle způsobu ovládání : ruční, nožní a samočinné (nájezdové)
e) podle vztahu přítlačné síly k brzdící síle : silové (přítlačná síla brzdících prvků vzniká pouze z brzdící síly) a samozesilovací (přítlačná síla brzdících prvků je zvětšována druhotným účinkem tření, působícím popřípadě na jiný brzdný prvek – např. u brzd se spřaženými čelistmi).

U jeřábů se dělí na:
a) stavící – postupně zastaví břemeno z pohybu do klidu(dvoučelisťová, pásová)
b) spouštěcí – jsou neustále v poloze zabržďeno, nadbytečný brzdný moment nutno překonat hnací silou(nesamosvorné ruční zdvihadla)
c) regulační – mají sníženou rychlost pro přesné usazení břemene(jednošpalíková regulační brzda)

Spolehlivost, seřizování a údržba brzd
MUSÍ být nejspolehlivější strojní zařízení
Pro zvýšení bezpečnosti se ovládací okruhy zdvojují

Mechanické brzdy

Třecí plochy NESMÍ být znečištěné olejem, ani jiným mazivem (výjimku tvoří mokrá lamelová brzda)
Zamaštěné plochy se čistí benzínem nebo trichloretylenem (nepoužívat naftu)
Uhlazené plochy obložení, zanesené prachem se čistí kartáčem z mosazných drátků
Pro správnou činnost brzd mazat přiměřeně všechna ložiska pák, táhel, popř. bowdenová lanka

Hydraulické brzdy
Hlavní podmínkou je dokonalá těsnost potrubí a pryžových manžet
V hydraulickém obvodu nesmí být vzduch, který je stlačitelný
Brzdu je nutné odvzdušnit ventilky na brzdových válcích

Elektromagnetické brzdy
U magnetů na střídavý proud nesmí zůstat magnet pootevřený, protože by e větší proudem poškodilo vinutí

11. Hřídelové spojky

2010-11-05T03:35:00.000-07:00

- přenášejí kroutící moment mezi hnacím a hnaným strojem.
Účel – ochrana před přetížením, tlumení rázů
Rozdělení spojek:
Hřídelové spojky - neovládané - mechanické
- ovládané - mechanické
- hydrodynamické
- elektrické
- ostatní
- samočinné - mechanické
- hydrodynamické
- ostatní

Spojky mechanicky neovládané:
-nepružné spojky: - spojka dělená v rovině osy hřídele (korýtková spojka)-spojení hřídele
se spojkou je silovým stykem, točivý moment se přenáší třením.
Snadná montáž bez posuvu hřídelí.

Korýtková spojka
D=(2,5 až 3) d,
l=(3,5 až 4) d
Obě poloviny jsou na hřídelích spojeny
4 až 8 šrouby. Pero je jen v jedné polovině
spojky. Oba konce hřídelů musí mít stejný průměr.
- spojka dělená v rovině kolmé k ose hřídele (přírubová nebo
kotoučová spojka) točivý moment je přenášen silovým stykem.
Hodí se k přenášení velkých výkonů, umožňuje spojení hřídelí
různých průměrů.

Kotoučová spojka – D%=2,6 d
a) spojení volnými šrouby
b) spojení lícovanými šrouby
Dva kotouče nasazené na konce hřídelů jsou
spojeny šrouby. Oba kotouče jsou pojištěny
perem, klínem nebo tlakovým spojem. Středění
kotoučů je pomocí nákružku a výkružku nebo
dvoudílnou vložkou. Lícované šrouby se používají
pro spojení při rázovém Mk.

- vyrovnávací spojky: - axiální ozubcová spojka – ze stejné hnací a hnané části má několik spolu zabírajících zubů. Umožňuje dilataci hřídelí, je náročná na přesnou výrobu a montáž.

Axiální ozubcová spojka
Dvě stejné poloviny 1 a 2 mají na čelní ploše
lichý počet zubů (3 nebo 5). Středění polovin
lícovanou středící vložkou 3. Oba konce hřídelů
musí mít stejný průměr.

- čepová kloubová spojka – spojení různoběžných hřídelí
s úhlem vychýlení až 45°. Používá se u obráběcích strojů,
jeřábů.

Kloubová čepová spojka
Vyrábí se ve dvou provedeních:
jednoduchá a dvojitá
Podle tvaru kloubu mohou být ještě
křížové nebo kulové spojky. Spojovací
hřídel má být pro vysoké otáčky lehký
(dutý) kvůli účinkům setrvačných sil.
Spojení s dvěma klouby je na obr. b)

- univerzální zubová spojka – umožňuje úhlové výchylky
a úhlový posuv. Používá se tam kde není zaručena souosost
hřídelí.

Zubová spojka
Vyrábí se pro malé Mt z plastů, pro střední
a velké Mt je ocelová litá nebo kovaná. Vnitřní
ozubení objímek je přímé, vnější ozubení na
kulové ploše náboje bývá podélně soudečkově
modifikované.

-Pružné spojky: - Spojovacím členem je jeden nebo více pružných článků, které jsou
z oceli, pryže nebo plastu. Tlumí rázy tím, že částečně pohlcují energii.

- spojky z kovovými členy – členy mohou být šroubovité, tvarové nebo
listové pružiny, jehly nebo vlnovkové membrány.

Pružná spojka se šroubovitými pružinami
Mezi hnací a hnaný kotouč spojky jsou po
obvodě uložené šroubovité válcované pružiny
s předpětím.
Nemají obvodovou vůli. Z konstrukce vyplývá,
že kterýkoli z kotoučů může být hnací nebo hnaný.

- spojky s nekovovými členy – členy mohou být pryž, kůže a plasty
ve tvaru čepů, pouzder, hranolů, obručí a kotoučů. Mají tichý chod.

spojky mechanicky ovládané:

-výsuvné spojky – umožňují spojení a rozpojení hnacího a hnaného hřídele v klidu
nebo za chodu.
- řazeny mechanicky, elektromagneticky, pneumaticky a hydraulicky.
- zubové spojky – zasouvají se za klidu (obráběcí stroje)
- kuželová spojka – pro malé Mk
- kotoučová spojka – zajišťuje plynulý rozběh hřídele (auta)
- lamelová spojka – spoj se silovým stykem, malé rozměry, velké Mk;
spojka s ocelovými lamelami pracuje v olejové lázni; suché spojky mají
lamely s obložením

Lamelová spojka řazená mechanicky
Hnací část: 1- hnací hřídel, 3- vnější těleso spojky, 6- vnější lamely;
Hnaná část: 2- hnaný hřídel, 4- vnitřní těleso spojky, 7- vnitřní lamely.
Vnitřní i vnější lamely jsou vystřídané a jsou stlačené zadním kroužkem 5 k přednímu přítlačnému kroužku 8, který je nastavitelný matici 12. V matici je pojistka 10 s pružinou
a páčka pojistky 11. Tři přítlačné páky 9 jsou ovládané posuvnou objímkou 13.

-hydrodynamické spojky
-elektrické spojky – mechanické části se nestýkají, vazbu mezi nimi zajišťuje magnetické pole
- asynchronní el. spojka – slouží jako rozběhová nebo pojistná
- synchronní el. spojka – slouží jako pojistná, nebo k regulaci otáček
-ostatní spojky – práškové spojky

Výpočet:

10. Mazání a druhy maznic

2010-10-29T03:18:00.000-07:00

Mazání slouží ke snížení tření a zároveň k odvodu tepla

Druhy maziv
a) Kapalná - především minerální oleje, v současné době i oleje syntetické a polysyntetické
- Výhoda: mají dobré mazací schopnosti, dobře odvádějí teplo, snadno se čistí usazováním a filtrací, snadno se kontroluje jejich objem
- Nevýhoda: musí se dobře těsnit

b) Plastická - zkládají se z minerálních olejů, vody a mýdla
(mazací tuky) - předností je vysoká únosnost, malá spotřeba, nepatrná obsluha, mají dobré těsnící schopnosti, neodstřikují

c) Tuhá - nejčastěji se používá přírodní krystalický grafit a sirník molybdenčitý
- mají značnou přilnavost, chemickou stálost a nepatrnou tvrdost

Mazací soustavy
a) mazání olejem:
1. krátkodobé - ruční olejnička
- knotová maznice (dolní obrázek)
- olejová mlha
- ruční mazací lis

- 2. dlouhodobé - kroužkové
- brodivé
- rozstřikem
- oběhové (tlakové)

b) mazání plastickým mazivem

- 1. beztlakové - ruční stěrkou

- staufferova maznice (horní obrázek)

- samočinná maznice

- 2. tlakové - ruční (nožní) lis

- mechanický lis

9. Ložiska kluzná a valivá

2010-10-29T03:10:00.000-07:00

Ložiska zajišťují vzájemnou polohu pevných a otáčejících se součástí a přenášejí zatížení hřídele na ostatní části stroje. Mezi pohybujícími se plochami hřídele a ložiska vzniká tření. Podle druhu tření dělíme ložiska na kluzná a valivá.

Kluzná ložiska - ve styčné ploše vzniká při pohybu smykové tření
- výhody: jednoduchá konstrukce, malý průměr (ale velká délka!), jednoduchá montáž, tichý,
klidný chod (pro vysoké otáčky), snáší rázové zatížení
- nevýhody: přesná výroba, drahé (deficitní) materiály, kvalitnější mazání (= vyšší nároky na
údržbu, složitější obsluha), velká spotřeba maziva
- výpočet: (stejný jako u hřídelových čepů)

Kluzná ložiska
Hydrostatické-mazání kluzných ložisek zajišťuje oběhové čerpadlo
Hydrodynamické-mazání na principu klínové mezery
Rozběh zastavení

otáčky~0,3s
(mezerní polosuché tření)

součinitel tření- 0,1-0,25

F

součinitel tření

otáčky na~0,5s
(kapalné tření)
součinitel tření 0,001-0,01

Konstrukční provedení kluzných ložisek
Zákl.části: Ložiskové těleso + pouzdro

Na materiál pouzdra je kladena řada protichůdných
Požadavků: hledisko zadírání, cena, velikost tření, smáčivost maziva a dobrá tepelná vodivost

Ložisková pouzdra jsou normalizována 2 druhy
1)celé je z ložiskového materiálu
2)celé je složeno z 2 materiálů- základní mat. a výstelka

Porovnání ložisek: Kluzné tření po vrstvě maziva (kapalné tření)
Výhody:levná, vhodná pro rázy, opravitelná a tichá
Nevýhody: Při rozběhu a doběhu jsou ztráty třením

(v těchto fázích není kapalné tření)nutno je mazat jinak dojde k zadření

; ; l se volí:

návrh:

kontrola:

na zahřátí:

(p – skutečný tlak; obvodová rychlost )

b) axiální ložisko

návrh: (zanedbává se)

(navrhujeme z otlačení)

kontrola:

Pro vhodnější průběh p ve styčné ploše čepy odlehčené
(navrhujeme z otlačení)

- druhy kluzného tření

- hydrodynamické mazání – závisí na otáčkách čepu a viskozitě maziva, účelem je dosáhnout
kapalinového tření (má nejmenší f)

- materiály:
- kovové: olověné a cínové kompozice (nízká ttání), cínové, olověné a cínoolověné
bronzy(vysoká ttání), mosazi, hliníkové bronzy, hliníkové slitiny,
slinované materiály (18 280, 18 344), šedé litiny (42 24 15, 42 24 56)
- nekovové: PTFE materiály, polyvinylacetátové materiály, polykaprolaktamové
materiály, z tvrzených tkanin (tkanina + pryskyřice), hygroskopicky
odolná pryž

- konstrukce:

Valivá ložiska - se zpravidla skládají ze dvou kroužků, valivých tělísek a klece
- podle tvaru tělísek je dělíme na kuličková, válečková, kuželíková, soudečková a jehlová
- typy a hlavní rozměry valivých ložisek jsou mezinárodně normalizovány a uvedeny
v katalozích výrobců (např. ZKL, SKF)

- návrh a výpočet: zvolíme typ ložiska a dle ST vypočítáme (dané hodnoty: zatěžující síly Fr, Fa;
životnost ložiska (v hodinách [Lh] nebo milionech otáček [L]), provozní podmínky)
Porovnání s kluznými ložisky
- valivé tření po vložených tělískách, styk – bodový a přímkový
- výhody – malá, lehká, málo maziva, pro vysoké otáčky, beze ztrát při rozběhu a doběhu
- nevýhody – nevhodné pro vysoké obvodové rychlosti(velká odstředivá síla na kroužky), hlučná

Rozdělení podle konstrukce:
a) jednořadá, dvouřadá
b) podle použitého valivého tělíska

Rozdělení podle směru zatěžující síly:
a) radiální
b) axiální

Radiální jednořadé kuličkové ložisko
- nákres – normální ložisko

Obvodové zatížení vnitřního kroužku ložiska:
Vnější kroužek – neotáčí se a je pevně spojen se skříní
Vnitřní kroužek – otáčí se společně s hřídelí (obvodové zatížení)

Radiální jednořadé kuličkové ložisko s kosoúhlým stykem
- snese i axiální síly

to je přehnaný, je to trochu níže

Válečkové radiální jednořadé ložisko typu NJ

opět je ten váleček přehnaný, má být užší

- částečně přenáší axiální sílu v jednom směru
- radiální únosnost válečkového lož. proti kuličkovému je o 60% vyšší(valivý styk je v přímce)

Jehlová ložiska

úzký váleček

a) s klecí – pro vyšší otáčky
b) bez klece – pro nižší otáčky, ale pro vyšší radiální únosnost Důvod – vejde se jich tam víc
c) bez vnitřního kroužku – Důvod – rozměrová nouze
d) bez obou kroužků

Axiální kuličkové ložisko

Výpočet valivých ložisek
Základní pojmy:
- jsou uváděny v katalozích a v normách ložisek

C (N) – základní dynamická únosnost – je to zatížení v Newtonech při kterém dosáhne ložisko 106 otáček
C0 (N) – základní statická únosnost – je to zatížení, které vyvolá u nejíe zatíženého ložiska trvalou deformaci 0,0001 (desetitisícinu) jeho průměru
n (1/min) – dovolený počet otáček

Mazání ložisek
- maznice, broděním, nucené mazání

ložiskové materiály:
- litina
- kompozice
- bronz (Cu + Sn)
- mosaz (Cu + Zn)
- spékané práškové kovy

Mazání ložisek - snižuje tření a odvádí teplo vzniklé třením
- druhy: - dle maziva:
a) mazacími tuky – mají těsnící účinky, neodstřikují, odolnější proti
vodě a korozi, únosnější, malá spotřeba, nepatrná obsluha
b) olejem – lepší mazací schopnosti, odvádějí teplo, snadno se čistí, ale
je nutné těsnění (nebrání vniknutí nečistot do skříně)
c) tuhá maziva – ve vakuu, nepřístupná místa, extrémně vysoké
teploty, jsou to: grafit a sirník molybdeničitý
- stylem mazání:
a) ručně – pro občasné mazání
b) maznice – mazací zátka, knotová maznice, kapací maznice
c) beztlakové dlouhodobé – v olejové lázni – pouze pro uzavřené
skříně (převodovky, klikové skříně, uzavřená tělesa ložisek),
rozstřikem
d) tlakové olejem – oběhové, nutné čerpadlo, pro vysoké otáčky a
důležitá ložiska
- utěsňování:
a) bezdotykové – využívá těsnící schopnosti úzké spáry, neopotřebovává se třením,
pro vysoké otáčky a různé teploty (turbíny), štěrbinová či labyrintová
b) dotykové (třecí) – přitlačením těsnícího prvku k těsněné ploše, nejjednodušší je
plstěný kroužek, nejpoužívanější hřídelové těsnící kroužky (gufero)
c) kombinované – kombinace bezdotykového a třecího

Valivé ložiska:

Kluzné ložiska

8. Hřídele (hřídelové čepy, hřídele)

2010-10-29T03:09:00.000-07:00

Rozdělení:
Nosné hřídele: Jsou pevně uchyceny k rámu stroje a otáčí se na nich součásti, například
kladky, kola u vagónu.
Hybné hřídele: Jsou vždy otočné, přenáší kroutící moment, na nich jsou upevněny strojní
součásti ( ozubená kola, řemenice….) nebo spojují navazující mechanismy.
Dle funkce mají i názvy: spojovací, hnané, hnací, předlohové.

Konstrukční zásady hřídelí:
Volba materiálu závisí na zatížení a odolnosti proti únavě.

Hřídelové čepy:
Axiální - namáhány na tlak a na otlačení

Radiální- namáhány na ohyb a otlačení

Schématické obrázky:

7. Pružiny

2010-10-29T03:07:00.000-07:00

Pružiny mají široké využití v celém průmyslu. Pomáhají nám vracet mechanismy do výchozích poloh, zmírňují rázy apod. Pružiny nám umožňují vytvořit tzv. pružné spoje, které vzniknou tím, že se mezi dvě součásti vloží ocelový nebo pryžový pružící prvek.
Rozdělení pružin: Kovové- namáhané ohybem-listové, šroubovité, šroubovité zkrutné, spirálové
-namáhané krutem-šroubovité tažné, tlačné, kuželové, soudečkové, torzní tyče
-kombinované-kroužkové, talířové
Pryžové
Pneumatické
Použití pružných spojů: u dopravních prostředků jako odpružení karoserie, motoru, pojistné ventily, uzavírání ventilů ve spalovacím motoru, dále všude tam, kde je nutno zabezpečit stálou přítlačnou, popř. odtlačující sílu, zpětný pohyb, pružné uložení
Charakteristiky pružin: vyjadřují závislost deformace a zatížení

zatížení F [N]
3 1) přímková (tažná, tlačná)
1 2) degresivní
2 3) progresivní

Deformace y [mm]

Lineární charakteristika - deformace je přímo úměrná zatěžující síle Progresivní charakteristika - deformace se při rostoucím zatížení zvětšuje Degresivní charakteristika – deformace se při rostoucím zatížení zmenšuje
Materiál na výrobu pružin: Nejčastěji uhlíkové a slitinové oceli s vyšším obsah uhlíku určené k zušlechťování (11 800, 12 090, 13 270, 14 260) Na měřící přístroje nebo tam, kde se požaduje např. korozivzdornost se používá také bronz či mosaz
Druhy pružin a jejich použití: -šroubovitá válcová tažná/tlačná pružina – Všeobecné použití -šroubovitá kuželová tlačná pružina s progresivní char. -talířové pružiny samostatná – automobilové spojky - kroužková pružina - pro vyvinutí velké zatěžující síly -šroubovité zkrutné pružiny - měřící přístroje -spirálové pružiny - pohony mechanismů -torzní tyče - odpružení vozidel - - listové pružnice - odpružení vozidel

Nekovové pružiny-pryžové pružiny:

Pryž nám umožňuje dosáhnout velkých deformací, vnitřního útlumu, tlumení hluku. Její výhodou je, cenová dostupnost, možnost navulkanizovat na kovy, současné pružení ve všech směrech, nevýhodami jsou stárnutí a také citlivost na teploty.

Použití: Odpružení strojů a přístrojů, motorů, součástí motorů (výfuků apod.), uchycení chvějících se součástí

Pneumatické a pneumaticko-hydraulické odpružení
Využívá pružnost vzduchu nebo plynu v pryžové kouli nebo v prostoru za membránou. Plyn způsobuje pružení a olej tlumí. Má progresivní charakteristiku. Regulací průtoku je možno nastavit tvrdost. Hydraulické může být i v kombinaci s pružinou, kdy olej umožňuje pomalejší útlum do výchozí polohy-stlačení nemá stejný průběh jako útlum.
Použití: Odpružení motorových vozidel nebo při tváření

6. Potrubí a armatury

2010-10-29T03:04:00.000-07:00

1. POTRUBÍ
Potrubí slouží k dopravě tekutin, plynů a par, sypkých hmot a popřípadě i tuhých látek. Pracovní látku udržuje v pohybu rozdíl tlaků na začátku a konci potrubí, které musí být,větší než tlakové ztráty v potrubí. Potřebný tlak je vyvozen gravitací nebo nucené.

1.1.Hlavní části potrubí:
• trubky (ocelové, litinové, z neželezných kovů, nekovové)

• spoje trubek s ostatními částmi potrubí a trubek navzájem (spoje rozebíratelné- přírubové,šroubení, spojky pro rychlou montáž, spoje nerozebíratelné -závitové, svařované, pájené, lepené apod.)

• uzavírky pro přerušování průtoku (ventily, šoupátka, kohouty a klapky)

• tvarovky pro vytváření změn směru toku a průtočného průřezu, pro dělení a spojování proudu a pro ukončení potrubí (ohyby, oblouky a kolena, přechody - redukce, tvarovky T, Y)
• kompenzátory pro vyrovnávání prodloužení potrubí teplem (tvaru U nebo lyry, osové, ucpávkové)
• uložení a upevnění potrubí; (závěsy a podpěry, osová vedení, zakotvení)
• vyprazdňovací soupravy (odvzdušňovací, odvodňovací, vypouštěcí)

1.2.Doplňující části potrubí:
1.2.1. zařízení pro řízení tlaku, teploty a množství tekutin protékající potrubím
zařízení umožňující měření p, T, množství a jakosti tekutin proudících potrubím
ochranné nátěry a obaly, tepelné izolace potrubí
1.2.2. podle účelu a činnosti se rozdělují na zařízení:
o pojistná (pojistné ventily, zpětné uzavírky)
o ochranná (lapače kalu, síta, filtry apod.)
o kontrolní (hledítka, ukazatele proudění)
o pomocná (dálková ovládání armatur apod.)

1.3.Základní veličiny určující potrubí a jeho části:
1.3.1.jsou to jmenovitý tlak PN, jmenovitá světlost DN, pracovní stupeň
1.3.2.pracovní přetlak pp je předepsaný vnitřní přetlak pracovní látky, který se má v potrubí za provozu trvale udržovat
1.3.3.pracovní teplota t je předepsaná teplota pracovní látky, která se má v potrubí za provozu stále udržovat
1.3.4.pracovní látka je například kapalina nebo plyn dopravované potrubím
1.3.5.jmenovitý tlak je označení skupiny pracovních přetlaků odstupňovaných podle určitých rozsahů pracovních teplot; jmenovité tlaky označujeme PN a desetinásobkem nejvyššího pracovního přetlaku (MPa) pro pracovní stupeň l, tj. pro pracovní teplotu O až 200°C; u hydrostatických mechanismů se jmenovitý tlak označuje Pn a udává se v MPa

• jmenovitá světlost se označuje písmeny DN a číslem udávajícím vnitřní průměr* v mm; u trubek se závity a součásti k nim patřících se jmenovitá světlost udává' v palcích, a to shodných s příslušným trubkovým závitem; všechny části potrubí rozměrově spolu související označujeme stejnou jmenovitou světlostí; u hydrostatických mechanismů se jmenovitá světlost označuje Dn (mm)
- pracovní stupeň je omezen nejvyšší, popř. nejnižší pracovní teplotou spolům s nejvyšším pracovním přetlakem; uvádí se s jmenovitým tlakem

1.4.světlost potrubí se vypočítá z rovnice spojitosti (kontinuity), kde:
d ......... vnitřní průměr potrubí
v ......... střední rychlost proudění v průtočném průřezu
Qm ......... hmotnostní průtok
Q ......... objemový průtok
p ......... hustota proudící tekutiny
A......... průřez potrubí

1.5.Druhy a spojování trubek:
spoje trubek

1.5.1.spoje přírubové - jsou nejrozšířenějším druhem spojů a potrubí; jsou snadno rozebíratelné, dobře těsní a jejich výroba není obtížná; příruby jsou s trubkou v celku, nebo se s ní spojují různými způsoby: přivařením, naválcováním a našroubováním; přírubový spoj se skládá ze dvou přírub, šroubů a těsnění; u kruhových přírub musí být počet šroubů dělitelný čtyřmi a díry musí být umístěny mimo osové roviny potrubí, avšak symetricky k těmto rovinám
1.5.2.spoje hrdlové - u nich má trubka vždy na jednom konci hrdlo a na druhém je hladká; do hrdla se zasune hladký konec a spoj se utěsní koutovým svarem nebo zatužením, popřípadě jiným těsnícím materiálem; koutovým svarem se utěsňují bezešvé trubky hrdlové ke svařování a trubky z novoduru; hrdla k zatužení se uplatňují u ocelových trubek hrdlových a dvojhrdlových nebo u trub a tvarovek litinových, tlakových a odpadových; hrdla se utěsňují konopnými provazci napěchovanými do těsnícího prostoru; ústí prostoru se zalévá těsnícím tmelem

2.ARMATURY

2.1.uzavírací (slouží k přerušení toku kapaliny nebo plynu)
kohouty (obr. 1) - uzavírá se pootočením kužele (koule) o 90°, doba potřebná k zavření je velmi krátká, použití: domovní plynovody, výčepní stoly apod.
- přímé
- dvoucestné, trojcestné a čtyřcestné
- průchozí a výstupní
- vodovodní, plynové
klapky - nejsou běžné používaným uzavíracím zařízením, poněvadž netěsní úplně, používáme je především k regulaci; rozeznáváme:
- klapky škrtící - ke změně velikosti průtokového průřezu
- klapky zpětné - dovolují průchod pouze jedním směrem
ventily - výhodou je snadné obrábění jejich těsnících ploch a stejně snadné zabrušovaní při výrobě a opravách; zavírání a otevírání je pozvolné a lehké; nevýhodou je značný odpor, který kladou průtoku látky; mají uzavírací i pojistný ventil (obr. 4); rozeznáváme:
- přímé a nárožní
- dvojcestné a trojcestné
- talířové, válcové a kulové
šoupátka (obr. 2) - výhodou je přímý průtok látky plným průřezem potrubí, další předností je pozvolné otevírání a zavírání; nevýhodu je obtížnější obrábění a opravy velkých a šikmo dosedajících ploch

2.2.pojistné (obr. 3) - jsou to ventily trvale uzavřeny silou pružiny nebo závaží; chrání potrubí a tlakové nádoby před stoupnutím tlaku; při překročení max.tlaku tlaková síla tekutiny působící na kuželku překoná odpor pružiny l (závaží), ventil se otevře, přepustí určité množství pracovní látky; při následném snížení tlaku dojde opět k uzavření
- regulační - armatury regulující průtočné množství; může být klapka nebo šoupátko

Podle způsobu připojení potrubí rozlišujeme armatury:
• závitové ,
• přírubové
• přivařovaní

2.3.Příslušenství potrubí:
• odkalovací ventil - vypouštíme jím kal usazený na dně kotle nebo v nejnižší části potrubí
• odvzdušňovací ventil - je na nejvyšších místech vodního potrubí, slouží k vypouštění nahromaděného vzduchu
• odlučovač vody-slouží k odstranění vyloučené vody
• měřící přístroje - zjišťují v potrubí množství látky protékající za časovou jednotku; změříme jimi protékající množství látky počtem otáček lopatkového kola

Tělesa armatur jsou vyrobena z materiálů podle druhu pracovní látky a pracovního stupně, např. mosaz, šedá litina, ocel na odlitky.

Dilatace potrubí je změna délky potrubí vlivem změny teploty prodloužení.
Δl = l0*a*Δt => Δt=(t-10) ......... rozdíl teplot
Δl = l-I0 => t......... teplota prac.látky
to......... původní teplota
=> AI......... prodloužení
=> α ......... střední hodnota součinitele délkové roztažnosti materiálu trubky udávaná v Jelcinech (K)

• strojírenská šroubení - takto se spojují potrubí z ocelových bezešvých trubek přesných nebo měděných, popř. hliníkových; dále se jimi připojují uvedená potrubí k tělesům nebo k jiným součástem různých strojů
• nekovová šroubení - lze jim spojovat trubky z plastických hmot s kovovými trubkami; toto spojení nezeslabuje tloušťku stěn trubek
• spoje se závitem - uplatňují se při spojování závitových trubek a k připojování tvarovek se závitem

2.3.materiál trubek
- oceli – používají se jednak bez úpravy povrchu'nebo s úpravou povrchu^ např. zinkováním pro dopravu teplé užitkové-vody, asfaltování pro dopravu studené vody; spojují se svařováním, závitovými či přírubovými spoji;,druh oceli závisí na. provozních přetlaku a teplotě pracovní látky, např. pro nízkotlaké teplovodní soustavy je to nejčastěji ocel 11 353.1, pro přehříváky parních kotlů (vysoké teploty a tlaky) oceli třídy 17
- litina - trubky jsou převážně, hrdlové či pří rubové; používají- se např. pro stoupací potrubí vnitřní kanalizace a pro vodovodní řady (venkovní rozvod vody)
- měď - používá se pro teplou vodu, výměníky tepla apod.; spojuji se pájením na měkko (hrdlový spoj kapilárně pájen) nebo natvrdo mosazí
- olovo - v současnosti při opravách vnitřních vodovodů u. starších budov pro dopravu pitné vody, má cínovou vložku, spojuje se pájením naměkko
- kamenina a beton - spoje hrdlové; použ.: kanalizační potrubí
- sklo - chemický a potravinářský průmysl, např. mlékárny; obvykle se spojuje speciálními spojkami, popř. se svařuje
- čedič - pro dopravu abrazivních materiálů v proudu vzduchu, např. uhlík, koks apod.; spoje hrdlové
- plasty - používá se celá řada různých plastů, např. novodur, polypropylen apod.; spoje buď hrdlové, lepené či svařování

2.4.Ochrana potrubí proti korozi:
• provádí se během dopravy, uskladnění a montáže a hlavně za provozu; vnitřní povrch a zejména těsnící plochy, šrouby a matice nenatíráme, ale konzervujeme olejem, vazelínou nebo voskem apod.
• nátěry proti atmosférické korozi děláme na armaturách základní syntetickou barvou; ostatní části potrubí natíráme asfaltovým lakem do vlhka; nátěry proti korozi za provozu děláme na vnějším, popř. i vnitřním povrchu
• ochranné obaly používáme především u potrubí ukládaných do země (vodovody, plynovody); používá se bitumenový obal; zesílená vrstva má plášť dvojnásobný až čtyřnásobný
• ochranné povlaky na vnitřním povrchu jsou pryžové, z taveného čediče apod.; u plynovodů je vnitřní koroze vážným problémem, neboť plyn nelze vysušit nebo vyčistit tak, aby byl zbaven všech agresivních složek (voda, kyslík, sirovodík, oxid siřičitý, síra, čpavek, kyanovodík apod.); vnější izolace trub pro dálkovody se dělá přímo ve válcovnách trub; základní nátěr je penetrační, izolační nátěr spodní a krycí je v podstatě živice s 25% azbestu jako plnidla, minimální tloušťky 2mm; výztužná izolační kostra se zhotovuje ze skleněné tkaniny nebo ze skleněné plsti; pro izolování potrubních spojů na trase byly vyvinuty plastické izolační pásy, napuštěné tmelem;

5. Svárové spoje

2010-09-22T02:40:00.000-07:00

• Svařování spojování kovových (nejčastěji ocelových) součástí i ale i součástí z plastů, v nerozebíratelný celek působením tepla nebo i tlaku a většinou s použitím přídavného materiálu stejného nebo podobného složení a mechanických vlastností jako má spojovaný materiál

• Nahrazuje méně progresivní technologie (lití, nýtování)

• Svařování se používá při:
o výrobě nových strojů a konstrukcí (jeřáby, ropovody)
o opravách

• Výhody
o Menší hmotnost svařovaných konstrukcí (oproti nýtování) -> úspora materiálu
o Trvanlivost
o Pevnost pevnost spoje
o Těsnost
o Lze automatizovat -> vyšší produktivita práce -> Zjednodušení konstrukce
o Snadná použitelnost při opravách mimo závod
o V porovnání s nýtováním je bezhlučné
o Možnost zkoušek bez porušení svarů -> vady lze částečně opravit

• Nevýhody
o Některé materiály nelze svařit
Zaručená svařitelnost Podmínečně zaručená svařitelnost Dobrá svařitelnost Obtížná svařitelnost

• Oceli
o 11 373
o 11 523
o 12 020
o 13 030 • Oceli
o 13 123
o 14 220
o 14 223
o 16 320 • Temperované litiny

• Oceli
o 10 370
o 12 030
o 14 331
o 15 331
o 17 022

• Oceli
o 11 600
o 12 050
o 13 240
o 14 221

• Neželezné kovy

• Kalitelné oceli
o Musí se předehřívat

• Oceli na odlitky
o Vyšší obsah uhlíku
o Vznik trhlin

• Šedá litina
o Předehřívá se na 650 °C
o Nerozebíratelnost spojů
o Úprava stykových ploch před svařováním
o Spoj tuhý a nepoddajný
o Vznik pnutí a deformací vlivem nestejného zahřátí uvnitř materiálu
o Vyšší nároky na kvalifikaci dělníků -> periodické přezkušování

Konstrukční zásady pro svařence
• Tavná svařitelnost je dána množstvím uhlíku v oceli (do 0,25 %), nad 0,5 % se svařování nedoporučuje
• Tavná a odporová svařitelnost neželezných kovů je podmíněná druhem svařování
• U složitějších svařenců se na výkres předepisuje (nad popisové pole): PO SVAŘENÍ ŽÍHÁNO NA ODSTRANĚNÍ VNITŘNÍHO PNUTÍ a doplňkovou číslicí (2) k materiálu (např 11 373.2)
• Svařence je vhodné obrábět na rozměr až po svaření
• Svary navrhovat co nejmenší a nejkratší (kvůli vnitřnímu pnutí)
• Dlouhé svary provádět přerušovaně (pokud by tím nebyla porušená těsnost, např. u nádrží)

o Tloušťka svaru:

o Minimální doporučovaná tloušťka svaru: 4 mm
o Délka přerušovaného koutového svaru:

• Nehromadit svary na jednom místě
• Při konstrukci pamatovat na přístupnost při svařování

Typ svaru Sklon elektrody
Koutový 45°
1/2V 30°
• Velké množství výztuh umístěných blízko u sebe zvyšuje riziko pnutí a deformací
o U výztuh není vhodné používat ostré hrany -> Řešení: srážení hran
• Svary navrhovat tak, aby nebylo nutné svar obrábět
• druh tupého svaru (I, V, U) se volí podle tloušťky materiálu

Druhy svarů
• Tavné svary
o Lemové

o Tupé
- Svar I
- Svar U
- Svar 1/2U
- Svar V
- Svar 1/2V
- Svar W
- Svar 1/2W
- Svar X
- Svar 1/2X
- Svar Y
- svar 1/2Y

o Koutové
- Koutový
- Oblý
- Děrový

• Tlakové svary
o Stykové
- Tupý
- Tlakem
- Odtavením

o Přeplátované
- Bodový
- Výstupkový
- Švový

Svarové spoje
Ze spojů s materiálovým stykem má svařování ve strojírenství největší význam. Svařování je spojování kovových součástí, ale i součástí z plastů, v nerozebíratelný celek působením tepla nebo tlaku a většinou s použitím přídavného materiálu stejného nebo podobného složení a mechanických vlastností jako má spojovaný materiál.

Výhody:
• menší hmotnost svařovaných konstrukcí proti nýtovaným nebo litým
• svarky jsou při malém počtu kusů levnější než odlitky, výkovky nebo výlisky
• nádoby svařované z plechu mají proti nýtovaným hladký povrch a jsou dokonale těsné
• v porovnání s nýtováním je svařování bezhlučné

Nevýhody:
• použití oceli pro svařování je podmíněno její svařitelností
• často je nutná úprava stykových ploch před svařováním
• vznik pnutí a deformací vlivem nestejnoměrného zahřátí při svařování
Svařitelnost je způsobilost materiálů k vytváření dobrého svarového spoje tak, aby svar i okolí jím ovlivněné odpovídaly požadavkům na ně kladeným pro daný účel.

Druhy styků spojovaných součástí:

Rozdělení svarových spojů:

Zpravidla volíme materiály, u kterých je v materiálových listech uvedena zaručená nebo podmíněně zaručená svařitelnost.

Elektrody používáme k vytvoření elektrického oblouku; elektroda je většinou též přídavným materiálem, na jehož kvalitě záleží.

4. Nýtové spoje

2010-09-22T02:39:00.000-07:00

- Vytváříme nerozebíratelné spojení dvou materiálů.
-Nýtování - přímě (jako nýt slouží výstupek spojované součásti)
- nepřímé (použití nýtů)

Druhy nýtovcých spojů:
- jednořádý
- dvouřadý - rovnoběžný nebo střídavý
- se stykovou deskou

Nýty:
- Nýt se skládá z přípěrné hlavy a dříku, závěrná hlava se vytvoří nýtováním
- U hrubých nýtů je dřík u hlavy mírně kuželový, dále pak válcový, u drobných nýtů je celý dřík válcový.
- Hlavy nýtů mají podle použití různé tvary (se zápustnou hlavou, s půlkulatou hlavou apod.).
- Mezi zvláštní nýty patří nýt rozštěpený, nýty dvoudílné uzavřené a otevřené, nýt výbušný a různé další nýty.
-materiály nýtů - nejčastěji oceli 10 341, 10 371, 10 451, 11 341, 11 371 a dále pak slitinová ocel niklová, měď, mosaz, hliník aj
- ocelové nýty do průměru 10 mm a všechny nýty z neželezných i lehkých kovů se nýtují za studena, větší průměry - za tepla

Výhody nýtování:
- spolehlivost nýtových spojů je ověřena mnohaletou praxí a je snadno kontrolovatelná
- nýtové spoje, podobně jako šroubové spoje, jsou pružnější než svařované
- při nýtování nedochází k deformacím spojovaných materiálů místním nahromaděním tepla jako u svařování

Nevýhody nýtování:
- rozebírání nýtového spoje je možné jen porušením nýtů nebo spojovaných součástí
- nýtové spoje nezaručují přesnou vzájemnou polohu spojovaných součástí
- ve spojovaných materiálech je třeba udělat pro nýty otvory
- spojované materiály jsou nýtovými dírami zeslabeny
- nepropustnost nýtového spoje se musí často zvyšovat papírovou nebo plátěnou vhodně impregnovanou vložkou

Použití nýtových spojů:
- Nýtované spoje se dnes používají jen ve zvláštních případech - nahrazovány svarovými a lepenými spoji (vyžadují méně přípravných prací a podstatně snižují hmotnost konstrukcí).
- Ve značném rozsahu se stále používá nýtování v leteckém průmyslu.
- Dnes je nýtování opodstatněné u spojování těžko svařitelných materiálů, u spojů na montážích, kde není přívod elektrického proudu, u spojení plechů a profilů z lehkých kovů a slitin apod.

3, Spoje Hřídele s nábojem

2010-09-22T02:32:00.000-07:00

- Vytváří rozebiratelné spojení dvou strojních součástí

Skupiny spojů:
1) S tvarovým stykem:
a) Příčný kolík
b) Těsné nebo výměnné pero
c) Kotoučové pero
d) Drážkový (lehká, střední a těžká řada: 6 až 20 drážek)
e) S jemným drážkováním: 15 až 42 drážek
f) S evolventní drážkováním: 6 až 82 drážek
g) Neokrouhlé spoje (P3,PC4)

Perové spoje:
-Spoj s tvarovým stykem -> silové zatížení se přenáší přes boční plochy pera (tvar)
-Použití:
1) Pro přenos točivého momentu
2) Zajištění axiálního pohybu náboje po hřídeli
3) Nahrazuje již méně používané spoje klínové
4) Pero má stejný tvar jako drážkový klín bez nosu
5) Na konci obvykle zaoblené
6) Při rotaci nedochází k vibracím a k chvění (náboj není vyosen jako u klínového spoje)
7) Mezi horní plochu pera a drážkou v náboji je vůle -> pero radiálně nepůsobí (silově) na náboj
8) Rozměry per a drážek stanoví příslušné normy ČSN
9) Délka pera se musí zjistit výpočtem nebo je dána délkou náboje

Druhy per:
1) Těsná Šířka pera je o něco větší než šířka drážky -> do drážky v hřídeli se zasune mírným poklepem, náboj se musí proti osovému posuvu pojistit, např. stavěcím šroubem

2) Výměnná
a) Použití: kde potřebujeme axiální posuv náboje po hřídeli -> délka pera je větší než délka náboje
b) V drážce jsou uchyceny dvěma stavěcími šrouby, šířka pera je o něco menší než šířka drážky v náboji -> nedochází při pohybu ke tření mezi boky pera a stěnou drážky

3) Úsečová (Woodruffová)
a) Použití: Pro uložení krátkých nábojů
b) Větší zeslabení průřezu hřídele, lze použít i když má drážka v náboji úkos -> díky půlkruhovému tvaru je pero schopno si nastavit nejvhodnější polohu
Montáž per:
-Nutné přilícovat do drážky hřídele či náboje pilováním nebo zaškrabáváním
-Nejdříve usadí pero do drážky v hřídeli, přes které se naráží součást s nábojem
-Pera jsou do drážek zalisována s značným přesahem -> zaráží se paličkou

Drážkové hřídele:
1) Slouží ke stejnému účelu jako spoje perové (přenos točivého momentu)

2) Použití: Kde se náboj po hřídeli často posouvá i při zatížení (např. v převodových skříních silničních automobilů)

3) Může přenášet velké dynamicky působící silové zatížení díky velkému množství "per" zhotovených na hřídeli

4) Přesné (dokonale ustředí spojované součásti), ale montážně nákladné

5) Druhy drážkování:
a) Rovnoboké drážkování: Boky per a drážek jsou navzájem rovnoběžné
i) Výroba v několika variantách: Lehké, Střední, Těžké
ii) Středění hřídele a náboje je provedeno buď na vnější nebo na vnitřní průměr, popř. i na boky
b) Evolventní drážkování: Má boky per i drážek ve tvaru evolventy, středění hřídele a náboje je obvykle provedeno na boky per
c) Jemné drážkování: Charakteristické velkým počtem drážek, možnost jemného nastavení vzájemné polohy (díky velkému množství drážek) hřídele a náboje (např. u řadící páky motocyklu)

Montáž drážkových spojů:
-Nejdřív se musí odstranit z drážek otřepy a oděrky
-K přilícování se používá škrabáku nebo brousku, NIKDY né pilníku
-Těsné uložení (k dokonalému ustředění hřídele a náboje) se provádí nalisováním spoje na hřídel, ZÁSADNĚ NE rázy paličkou či kladívkem
-Nalisování se často provádí za tepla, kdy se součást s nábojem ohřeje na 80 až 120°C a nasune se na hřídel
-Po vychladnutí se získá pevný spoj
-Ručním sestavením součástí s drážkovým nábojem a hřídelem se vytváří přechodné a hybné uložení

2) Předepjaté s tvarovým stykem:
a) Podélný kolík
b) Vsazený kolík
c) Drážkový klín
d) Tangenciální klín

Klínové spoje s podélným klínem:
-vznikne zaražením klínu mezi spojované části -> spoje se silovým stykem
-Slouží: Pro přenos silového zatížení a pohybu, k nastavení vzájemné polohy dvou součástí
Používají ke spojení hřídele s náboje pro přenos točivého momentu (rotačního pohybu), kde NENÍ POŽADOVÁNA souosost spojovaných částí
Klín:
a)Má v podélném směru úkos

b)Zaráží se ve směru osy hřídele mezi hřídel a náboj -> po zaražení vznikne tlaková síly mezi stykovými plochami spojovaných součástí vlivem úkosu -> vznikne tření, které umožňuje přenos točivého momentu

c)Čím víc je klín zaražen, tím je větší tření

d)Tento spoj není vhodný, kde jsou vysoké otáčky -> vznik vibrací v důsledku zaražení klínu dochází k vyosení náboje -> vznik odstředivých sil

e)Vibrace lze částečně kompenzovat, když se použijí dva klíny proti sobě

Podélné klíny se vyrábějí:
1) S nosem
a) Použití tam, kde není možné při demontáži klín vyrazit z druhé strany

2) Bez nosu

3) Dále rozeznáváme klíny:
a) Třecí - Používá se pro přenos malého silového zatížení, spodní strana klínu je válcově zaoblena (podle poloměru hřídele), drážka je pouze v náboji -> nezeslabuje průřez hřídele
b) Ploský - Může přenášet větší silové zatížení než klín třecí, na spodní strana je rovná a v hřídeli je odpovídající ploška, v náboji je drážka jako u třecího klínu
c) Drážkový - Schopen přenášet velké silové zatížení, drážka je v náboji i ve hřídeli -> zeslabuje se průřez hřídele, stejný tvar jako klín ploský
d) Tangenciální - Použití pro přenos velkých točivých momentů působící střídavě v obou směrech otáčení hřídele, zaráží se vždy dva proti sobě, drážky v hřídeli a v náboji je drážka v tangenciálním (tečném) směru k povrchu stykové plochy hřídele s nábojem
- Všechny výše zmíněné klíny mají podélném směru úkos 1:100
- Stejný úkos má i šířka v náboji
Klínové spoje s příčným klínem:
- Silové zatížení působí kolmo k ose klínu
- Mohou mít úkos na jedné straně nebo na obou
- Zaráží se kolmo k podélné ose spojovaných součástí

1) Podle účelu rozlišuje příčné klíny na:
a) Spojovací - Používají se ke spojení strojních součástí a k přenosu silového zatížení z jedné části na druhou
i) Může být proveden s:
(1) Bez předpětí - Silové zatížení musí působit pouze jedním směrem a během provozu se nesmí měnit -> Pokud by přestala působit síla (např při změně směru otáčení) klín by se uvolnil
(2) Předpětím - Může přenášet vnější silové zatížení, které během provozu mění svůj směr
(a) Předpětí je realizováno pomocí: Nákrůžku, Kužele, Dvou klínových spojů umístěných proti sobě
b) Stavěcí - Používají se: K ustanovení vzájemné polohy dvou částí vůči sobě vymezení vůle mezi součástmi
i) Mají jednostranný úkos
ii) Nastavení polohy se provede např. pomocí šroubů

Montáž klínových spojů:
-Nutné přilícovat do drážky hřídele či náboje pilováním nebo zaškrabáváním
-Nejprve se usadí spojované součásti a pak se paličkou zarazí klín do drážek

3) Se silovým stykem (tření): - Podstatou funkce je tření ve stykovými plochami
a) Svěrný spoj se šroubem
b) Svěrný šroub s kuželem
c) Rozpěrný spoj pružnými kroužky
d) Rozpěrný spoj upínacím pouzdrem
e) Rozpěrný spoj hvězdicovými podložkami
f) Tlakový spoj

Svěrné spoje:
-Podstatou je tření, které vzniká ve stykových plochách spojovaných součástí
-Spoje se silovým stykem
-Použití: Pro snadné a rychlé spojení/rozpojení strojních součástí, kde je je potřeba snadná změna vzájemné polohy

Druhy a provedení:
1) Svěrný šroub se šroubem:
a) Použití: Pro snadné spojení součástí válcového nebo plochého tvaru (např. spojení kliky s hřídelem)
b) Šroubem lze vyvinout velkou přítlačnou sílu -> možno přenášet velké vnější silové zatížení

2) Svěrný spoj s kuželem:
a) Použití: Pro spojení rotačních částí (např. hřídele s ozubením kolem)
b) Při malé hodnotě kuželovitosti nastává samosvornost -> svěrný spoj plní svojí funkci, i když se matice uvolní
c) Montáž:Na kužel se upevňují součásti ke koncům hřídelů nalisováním kužele do díry v součásti

3) Svěrný spoj s výstředním kotoučem:
a) Použití: Pro rychlé upínání součástí např. při obrábění
b) Hodnota výstřednost (e) musí zajišťovat samosvornost spojení -> aby nedošlo k samovolnému pootočení výstředního kotouče

4) Svěrný spoj s hranolem
a) Méně přesné
b) Použití: Upevnění ručních kol, rukojetí

Tlakové spoje
-Podstatou je tření vznikající ve stykových plochách, podobně jako u svěrných spojů
-Patří mezi spoje se silovým stykem
-Spojení bez použití spojovacích součástí
-Jednoduché, spolehlivé, výrobně hospodárné
-Vhodné pro válcové součásti:
i) Přenášející velké točivé momenty
ii) Síly působící ve směru osy spojovaných součástí
iii) Součásti kde kromě statických sil působí i síly dynamické (rázy)
-Spolehlivost tlakového spoje závisí na:
i) Velikosti přesahu mezi čepem a pouzdrem (čím větší součást -> tím větší přesah)
ii) Mechanických vlastnostech obou spojovaných materiálů (řím tvrdší a houževnatější materiál -> pevnější spoj)
iii) Jakost povrchu stykových ploch (čím vyšší jakost povrchu -> tím pevnější spoj)

Druhy a provedení
1) Přímé nalisování za studena
a) Použití: U válcových součástí malých průměrů, kde se nekladou velké nároky na jakost spojení -> spojované součásti se částečně deformují
b) Čep nebo hřídel se vyrobí s určitým přesahem oproti otvoru v pouzdře
c) Přesahy musí být relativně malé, aby nedošlo k trvalým deformacím či poškození součástí
d) Nalisování se provede pomocí šroubového nebo hydraulického lisu
e) Pro snažší nalisování se náběhové hrany srazí

2) Tlakové spoje smrštěním nebo roztažením
a) Použití: U velkých válcových součástí
b) Čep se ochladí a pouzdro ohřeje, popř. naopak, aby součásti se do sebe lehce zasunuli
c) Po vyrovnání teplot se vyrovnají objemové rozdíly a vytvoří se pevný spoj, který je schopen přenášet i velké silové zatížení

2. Kolíkové spoje

2010-09-22T02:31:00.001-07:00

Charakteristika:
Jde o jednoduché spojení tvarovým stykem. Síla se přenáší mezi spojovanými částmi tečným napětím nebo tlaky stykovými plochami.

Konstrukční zásady:
Pro nekalené kolíky se nejčastěji používá atomová ocel 11 140
Pro kalené kolíky je ocel tř. 16 a 19
Pro pružné kolíky ocel 11 700.4 či jiné mat. pro kalení
Otvory pro válcové a kuželové kolíky je otvor nutno vystružit s tolerancí H7
Otvory pro rýhovaný a pružný kolík jsou bez vystružení s tolerancí H12
Pro otočné spojení se používá kolík s konci pro rýhování s tolerancí h11

Použití:
Pojistit kola na hřídeli
vymezení plochy spojovaných součástí
pojistit proti posunutí kloubové a otočné spojení dvou součástí.
Jsou buď:
Spojovací
Pojišťovací

Rozdělení kolíků:
Válcové
Kuželové
Rýhované
Pružné
Hřeby
Kolík k roznýtování

1. Šroubové spoje

2010-09-22T02:21:00.000-07:00

Rozdělujeme je podle tří kritérií:
- podle rozebíratelnosti – rozebíratelné, nerozebíratelné
- působení spoje – tvarový styk, silový styk, materiálový styk
- podle styku – bezprostřední, zprostředkovaný

Existují tři základní druhy šroubových spojů:

a) spoj průchozím šroubem s hlavou a maticí – šroub prochází dírou s vůlí

1/ šroub s hlavou
2/ matice
3/ podložka
4/ spojované součásti

b) spoj zašroubovaný šroubem s hlavou – šroub je do spodní části zašroubován, horní prochází s vůlí

1/ hlava šroubu
2/ dřík
3/ závitová část dříku
4/ spojované součásti

c) spoj závrtným šroubem a maticí – šroub se zašroubuje do spodní části až po konec výběhu. Horní součást se na něj nasadí a dotáhne pomocí matice. Touto součástí prochází šroub s vůli.

1/ závrtný šroub
2/ matice
3/ pružná podložka
4/ spojované součásti

Základní druhy šroubů:
Šroub se šestihranou hlavou a normálním dříkem M1,6 - M64

Šroub se šestihranou hlavou se závitem až k hlavě M1,6 – M64

Lícovaný šroub M10 – M52

Šroub s válcovou hlavou a vnitřním šestihranem M4 – M42

Šroub se zápustnou hlavou M1 – M20

Šroub do plechu se šestihranou hlavou

Šroub s válcovou hlavou M1 – M20

Stavěcí šroub s drážkou a hrotem M1,6 – M12

Pojištění šroubových spojů:
Všechny závity u spojovacích šroubů jsou samosvorné - za běžných okolností (bez dynamického zatížení, chvění, ...) se nemůže povolit
Rozeznáváme pojištění:
Silovým stykem
- Přítužná matice
- Pružná podložka :
• Nejčastější způsob pojištění
• Kalené
• Šikmo proříznuté a s tak ohnutými konci, že styková plocha při utahování po matice ostří klouže
• Po dotažení pružící konce podložky a její ostří zabraňují uvolnění matice, i když na spoj působí chvění a dynamické namáhání
- Berma matice
- Maticí která má v sobě plastickou hmotu

Tvarovým stykem
- Závlačky:
- Prostrčí se dírou vyvrtanou v dříku šroubu nad maticí nebo dírou procházející maticí a dříkem Konce závlačky se rozehnou
- Kolíky
- Dráty
- Speciální podložky (např. podložka s jazýčkem) , uchycení podložky na okraji blízké hrany s druhým koncem opřeným o hlavu nebo matici -> brání pootočení šroubu

Materiálovým stykem - málo používané
- Přivaření hlavy šroubu
- Barvou (plombování), lepidlem

Druhy závitů

Název závitu Označení Vrcholový úhel Použití
Metrický závit M 60° • Jemný metrický závit - Matice s velkým průměrem, v jemné mechanice, tenkostěnné duté součásti

• Hrubý metrický závit - Běžné druhy šroubů a matic (ale také na hřídelích a koncích svorníků k upevnění ručních kol, klik, spojových kotoučů, atd.)
.
Whitworthův závit W 55° Již se nepoužívá (pouze při opravách na zařízeních, kde se tento druh závitu vyskytuje).

Trubkový závit válcový G 55° Spojování potrubí menších rozměrů (závit je "těsnější" než ostatní druhy)

Trubkový závit kuželový vnější R 55°

Trubkový závit kuželový vnitřní Rc 55°

Oblý závit Rd 30° Spojovací šrouby u železničních vozů, šrouby k velkým ventilům a šoupátkům.

Lichoběžníkový závit rovnoramenný jednochodý Tr 30° Pro pohyblivé šrouby (vřetenové lisy, šrouby zdvihadel a zkušebních trhacích strojů)

Lichoběžníkový závit rovnoramenný vícechodý Tr 30°

Lichoběžníkový závit nerovnoramenný (pilový) Sd 30°

Renovace a údržba šroubových spojů:
- Vzhledem k nízké ceně se šrouby, podložky a matice neopravují, ale nahrazují novými - Nutná kontrola zda není poškozen závit
• Opravy vnitřního závitu:
o Převrtáním na větší závit
o Vyvložkováním (např. vložkou Heli-Coil)
- Speciálními nástroji se zašroubují do připravené díry
- Používají ji výrobci automobilů do hliníkových bloků -> závit má vlastnosti jako by byl vyříznut v oceli

Dílenské stroje a nářadí – 3. přednáška

2010-03-24T01:44:00.000-07:00

Způsoby tváření materiálu

Rovnání
- chceme odstranit nežádoucí tvary, které vznikly při nějakém opracování nebo při přepravě
- dosáhnout žádoucí tvar pro další zpracování
- pomůcky se volí podle vlastní a tvaru materiálu

a) u slabých materiálů se rovnání provádí ručně

dráty: rovnání pomocí dřevěné nebo gumové paličky

profily: rovnání údery nosem kladiva, kdy se materiál natahuje – tím se ovšem zeslabuje (nevýhoda)

b) u silnějších materiálů se provádí ohřev (plamenem), po ohřevu dochází k tahovému pnutí, a to způsobuje, že se materiál srovnává

- to se prování např. u plechů na automobilech

- velmi tenké materiály se rovnají přes nějakou podložku (např. dřevěný špalík)

Vyklepávání

- vyklepávání je opakem rovnání Þ chceme docílit určitou deformaci – určitý tvar

- používají se tvarová kladiva nebo speciální pomůcky

+ bombírování = jeden ze způsobů vyklepávání – na plech se vyklepe dno (vypoklé), deformace se provádí od středu

+ u tabulí plechu se provádí ohyb přes úhlopříčky křížem a tím se zpevňuje (plechy na vrata či ploty)

Ohýbání

- provádí se ručně nebo strojně dle vlastností materiálu, který chceme ohýbat

- plechy, profilované materiály

a) ohýbání trubek + tyčí
- u silných tyčí je možné provádět ohýbání za studena nebo s ohřevem – přes segmentový kotouč

- vnitřní průměr trubky se při ohýbání ztenčuje!

- pozor také na maximální poloměr

- ohýbat lze jen tak, aby nedošlo k uzávěru vnitřního průměru

- pozor na odpružení – materiál se vrací po ohnutí o nějakou část zpět

- pro zabránění ztenčení vnitřního průměru se do vnitřního prostoru sype sklářský písek nebo se vsouvá kalibrační trn

- ohřev: elektrickým proudem nebo plamenem

- při ohřevu se snižuje ohýbací síla – ale je to energeticky náročné

b) ohýbání plechů
- provádí se na klempířských ohýbačkách, plech se upevní mezi dva břity a otočnou deskou se působí na plech, který se tak ohýbá

- ohýbání v lisech – to se provádí často ve více krocích za použití určité postupné formy (přípravků)

** rovnání lze provádět i strojně, využívá se tedy principu ohýbání Þ tak aby došlo k narovnání Þ plechy, profily Þ rovnání v lisech

+ na silné materiály se používají speciální tlačné nástroje

+ rovnání se provádí také mezi válcovými kotouči, které se otáčí a materiál se mezi nimi posouvá

Zakružování

- z plechů nebo profilů se vytváří určitý tvar

- u plechů se provádí navíjení mezi 3 válce

Tažení

- žádoucího tvaru se dosahuje využitím elastických vlastností materiálu

- mechanické či hydraulické nebo pneumatické lisy

- je třeba zvolit správný materiál = vysokotažné plechy

- je třeba mít určitou formu = tažnice

- tažníkem se provádí následně tažení (proti kus zmenšený o sílu výsledného výtažku)

- zpravidla se tažení provádí ve více krocích (postupový tah)

- stroje obsahují také přidržovač, aby nedocházelo k vychýlení materiálu = „klasická metoda lisování“

· musí se vyrobit nástroje Þ ty jsou značně drahé, proto se používají i nekonvenční metody, kdy se využívají nepevné nástroje a využívá se hydraulického tlaku kapaliny Þ výhodou je rovnoměrná tloušťka stěny

+ hydromechanické tlačení – forma tažnice je jednodušší – zaplňuje se kapalinou Þ výhody: lze provádět tažení jedním krokem, hladký povrch, značná přesnost, lze vyrábět nesymetrické tvary

Kovotlačení + rotační protlačování

- používá se určitá forma (rotační tvary) – forma je dělená, upne se do soustruhu, k ní se připojí kruhový materiál, forma se začne otáčet a materiál se začne pomocí kovotlačných nástrojů přitlačovat na daný tvar

- rotační protlačování je obdobný způsob – materiál je přitlačován k určité formě, ale používají se rotační kladky Þ výhodou kladek je, že se zhutňuje povrch materiálu

Článek podporuje:
plastové ohebné hadice pro chladící kapaliny

Dílenské stroje a nářadí – 1. přednáška

2010-03-24T01:27:00.000-07:00

Jednotky - určujeme jejich velikost Þ veličiny

- každá jednotka má svoji hodnotu

- jsou přesně definovány

- určeny na základě experimentu nebo dle etalonu

- matematické vztahy

· Podle souboru SI je 7 základních jednotek a z nich asi 350 odvozených. V ČR byla soustava jednotek SI přijata v roce 1962.

Délka l [m] 1 metr
- odvozená experimentálně dle vlnové délky atomu kryptonu

Hmotnost m [kg] 1 kilogram
- stanovená podle etalonu (vzorku), který je uložen v mezinárodním středisku pro míry a váhy v Serrvé

Čas t [s] 1 sekunda
- odvozená jednotka experimentálně podle záření atomu Celsia

Elektrický proud I [A] 1 ampér
- experimentálně určená jednotka odpovídající síle 2.10-7 Newtonu mezi rovnoběžnými vodiči

Termodynamická teplota T [K] 1 kelvin
- odvozená jednotka podle teploty trojného bodu vody

Látkové množství Q [mol] 1 mol
- odvozená jednotka z atomu uhlíku

Svítivost I [cd] 1 kandela
- určena experimentálně dle hladiny záření při tuhnutí platiny

Násobky veličin (např. 103 nebo 10-5)

Při přepočtu násobků veličin se používá desetinná soustava, pouze u jednotky času a rovinného a prostorového úhlu se užívá šedesátková soustava.

Starší jednotky (které by se již neměly používat, ale v praxi je často nalezneme)

1 Kilopond [1kP] = je hmotnostní jednotka a rovná se 9,81 N (Newton)

1 koňská síla [1 HP] = jednotka výkonu rovnající se 736 W (Watt)

1 kilokalorie [1 kcal] = jednotka práce rovnající se 4.186,6 J (Joul)

1 atmosféra [1 Atm ] = jednotka tlaku rovnající se 0,1 Mpa

1 Toor [1 Torr ] = jednotka tlaku rovnající se 133,3 Pa

1 Bar [1 Bar] = jednotka tlaku rovnající se 105 Pa

Povoleno je používání dalších jednotek, a to:

a) čas - používají se tyto násobky jednotek: minuta / hodina / den

b) termodynamická teplota: 1°C (stupeň Celsia)

c) hmotnost: 1 tuna

d) plošný obsah: 1 ha (hektar)

e) rovinný úhel: stupeň ° / minuta ´ / vteřina ´´

Způsob měření Þ metrologie – věda zabývající se měřením a měřidly

= určení velikosti veličiny ve zvolených jednotkách

Metody měření:
a) přímá metoda – založeny na aplikaci definice jednotky určité veličiny

b) nepřímá metoda – jedná se o určení vztahů mezi základními veličinami

Výsledky měření: lze matematicky zpracovat pomocí statistických funkcí

Opakovaným měřením získáváme co nejpřesnější velikost jednotky a tím vylučujeme chyby měření.

chyby rozeznáváme: hrubé, soustavné, nahodilé (Gaussova křivka četností chyb)

měření v dílenské praxi Þ součástky, části stroje Þ zajistit funkční rozměr

Přímá metoda měření

měření délky
a) ocelová svinovací měřidla (rozsah 0-1000 mm) – jsou určena pro méně přesná měření polotovarů, plechů, apod.

b) ocelová pravítka (rozsah 0-500 mm) – používají se při obkreslování součástek (na plech)

c) posuvné měřidlo (přesnost 0,1 mm) – používá se na vnější nebo vnitřní rozměry + dutiny

d) posuvný hloubkoměr – jedná se o speciální měřidlo pro měření hloubek dílců

e) mikrometrická měřidla (přesnost 0,01 mm)
- třmenový mikrometr – liší se od posuvky tím, že doteky se pohybují otáčením válce
(0,01 mm se odečítají na otáčivém bubínku)
- mikrometrický dutinoměr – pro měření vnitřních průměrů
- mikrometrický hloubkoměr – pro měření hloubky dutin

f) číselníkový odchylkoměr (přesnost 0,001 mm) – měření odchylek od určitého daného rozměru

+ existují speciální měřidla určená spíše pro laboratorní účely (optická, laserová, UV měřidla atd.)

Nepřímá metoda měření

- Metoda porovnávání

měření délky

- hmatadla (dutinové, rovinnové)

- kalibry (porovnávání otvorů)

- listové měrky

- závitové měrky

+ měření úhlů:

a) přímá metoda: úhloměry - zámečnický
- universální (rozsah zpravidla 0 – 180°)

b) nepřímá metoda: porovnáváním - pevné úhelníky s daným úhlem, který je neměnný

+ geometrické tvary:

1) rovina: a) odchylka - přímo číselníkovým odchylkoměrem
- nepřímo se na rovinu přiloží ocelové pravítko a v místech mezer se listovými páskami měří odchylka

2) tvarové plochy: b) závity: závitové kalibry

c) rádiusy: měrky, kalibry

U měřidel je důležité před vlastním měřením provést kontrolu přesnosti:

1) vizuálně prohlédnout

2) u posuvky: kontrola přesnosti – dorazit čelisti a na stupnici musí být přesně 0

3) stejný postu je např. i u mikrometrického měřidla

4) mikrometrická měřidla + některá další se dají seřídit

Zásady manipulace s měřidly:

1. uchovávat v suchu v předepsaných obalech

2. šetrné zacházení (zamezit zejména pádu)

3. uchovávat v čistotě

4. pravidelně konzervovat

5. kontrola přesnosti měřidla

Článek podporuje:
plastové ohebné hadice pro chladící kapaliny

Geometrické tolerance směru

2008-10-19T10:36:00.004-07:00

Geometrické tolerance směru

• Úchylka rovnoběžnosti ploch
o Rozdíl mezi největší a nejmenší vzdáleností obalových rovin ploch v předepsaném úseku

• Úchylka kolmosti
o Rozdíl mezi skutečným úhlem a úhlem 90°

• Úchylka sklonu
o Rozdíl mezi skutečným úhlem a úhlem jmenovitým

• Úchylka umístění (Úchylka polohy osy od její jmenovité polohy)
o Největší vzdálenost osy skutečné plochy od její jmenovité plochy v celé délce posuzované plochy

• Úchylka soustřednosti a souososti
o Největší vzdálenost osy posuzované plochy od základní osy po celé délce nebo vzdálenost těchto os v předepsaném místě

• Úchylka souměrnosti
o Vzdálenost mezi rovinami souměrnosti posuzovaných prvků

Geometrické tolerance házení

• Úchylka čelního házení
o Rozdíl mezi největší a nejmenší naměřenou vzdáleností skutečné čelní plochy při otáčení předmětu

• Úchylka obvodového (kruhového) házení
o Rozdíl mezi největší a nejmenší naměřenou vzdáleností jednotlivých bodů skutečné plochy od základní osy při otáčení předmětu

Předepisování geometrických tolerancí

2008-10-19T10:36:00.003-07:00

Předepisování geometrických tolerancí

Geometrické tolerance tvaru

• Úchylka přímosti
o Největší naměřená vzdálenost skutečné čáry nebo plochy od obalové přímky

• Úchylka rovinnosti
o Největší naměřená vzdálenost skutečné roviny od roviny obalové
o Při zjišťování úchylek rovinnosti se měří úchylky přímosti jednotlivých profilů v různých směrech -> úchylka rovinnosti je pak největší naměřená hodnota

• Úchylka kruhovitosti
o Největší naměřená vzdálenost skutečné kružnice od kružnice obalové

• Úchylka válcovitosti
o Největší naměřená vzdálenost mezi skutečným válcem a válcem obalovým
o Úchylka válcovitosti zahrnuje úchylky kruhovitosti kolmých řezů, úchylky rovnoběžnosti a přímosti povrchových přímek

• Úchylka tvaru profilu
o Největší naměřená vzdálenost mezi skutečným profilem a obalovou křivkou profilu

• Úchylka tvaru plochy
o Největší naměřená vzdálenost mezi skutečným tvarem plochy a obalovou křivkou plochy
o Při zjišťování úchylek tvaru plochy se zjišťují úchylky tvaru profilu v jednotlivých příčných řezech a úchylka tvaru plochy je pak největší naměřená hodnota

Soustavy kót

2008-10-19T10:36:00.001-07:00

Soustavy kót

Řetězcové kótování

• Jedná se o řetězce kót, následující za sebou

• Používají se tehdy, jestliže součet mezních úchylek jednotlivých rozměrů neovlivní funkci nebo vyměnitelnost výrobku

• Jestli by vznikly rozpory, musí se součtový rozměr napsat do kulatých závorek

• Větší počet shodných rozměrů je možno kótovat součinem
o První člen: Počet roztečí prvků
o Druhý člen (za znaménkem x): Rozměr roztečí

• V oblých závorkách za znaménkem rovnítko se píše celkový součet rozměrů nebo roztečí

• Samotnou kótou se kótuje první rozměr v řetězci tehdy, není-li zobrazen plný počet prvků (např. při přerušení obrazu)

Kótování od základny

• Délkové i úhlové rozměry se kótují od jednoho prvku, má-li poloha kótovaných prvků funkční nebo technologický vztah k jednomu prvku (je společnou základnou pro kótování) -> kótovací čáry vychází od tohoto prvku

• Zjednodušené kótování od základny
o Výchozí bod na pomocné čáře se označí kružnicí o průměru asi 3 mm a číslicí 0
o Kóty se zapisují v ně kótovací čáry rovnoběžné s vynášecími čarami, směřující do poloviny výšky kót nebo tak, aby byli čitelné od dolního okraje výkresu nad kótovací čárou rovnoběžně s ní, ale vždy blízko příslušné hraniční značce a vedle svislé kótovací čáry rovnoběžné s vynášecími čarami těsně pod ní

Smíšené kótování
• Účelné, když se mohou uvedené soustavy kót kombinovat

Souřadnicové kótování
• Je-li několik nepravidelně rozložených prvků, může se jejich poloha zakótovat pravoúhlými systémy souřadnic plochy bodu prvku (např. os děr)od zvolených základen

Pravidla pro kreslení hraničních značek

2008-10-19T10:35:00.004-07:00

Pravidla pro kreslení hraničních značek

• Velikost hraničící značky je závislá na velikosti obrazu na výkrese

• Hraniční značky sen kreslí tenkými plnými čarami (délka v rozmezí 2,5 až 5 mm)

• úhel rozevření hraniční šipky má být v rozmezí 15 až 90° (90°se nemá používat při řetězcovém kótování)

• Hraniční šipky se kreslí uvnitř pomocných nebo obrysových čar

• Není-li dost místa pro zakreslení hraniční šipky, mohou se zakreslit i vně pomocných čar

• Hraniční značku nemá protínat žádná čára (v nevyhnutelných případech se čára přeruší před hraniční značkou

• Hraniční značky se z téhož důvodu kreslí v ně ploch s grafickým značením materiálu v řezu

• Hraniční úsečky se kreslí skloněné pod úhlem 45° vpravo a jejich délka je 2,5 až 5 mm

• Střídající se dlouhé a krátké rozměry na společné kótovací čáře, lze hraniční šipky u krátkých úseků vynechat

• Je-li v řetězci kót na stejné kótovací čáře několik krátkých úseků, dvě k sobě přiléhající hraniční šipky nahradíme hraniční úsečkou a krajní hraniční šipky se kreslí vně vynášecích čar

Zapisování kót

• Zapisují se písmem pro technické výkresy o dostatečné velikosti pro zajištění čitelnosti originálů a kopií

• Umísťují se tak, aby je neprotínala ani nerozdělovala žádná čára

• Není-li dost místa k umístění kóty, napíše se kóta mimo kótovací čáru k odkazové čáře vedené od kótovací čáry

• Za nedílnou součást kóty se považuje písmenné a obrazové značky předcházející číselným údajům (znaménko pro průměr, toleranční značka)

• Pokud by měla nějaká čára protnout kótovací čáru musíme před kótou přerušit

• Kóta, která jednoznačně neodpovídá nakreslené velikosti se podtrhává (pod kótovací čarou)tlustou čarou

• U součástí zkrácených přerušením obrazu se kóty nepodtrhávají a kótovací čáry nepřerušují

• Teoretický rozměr (např. umístění polohy osy díry se zapisuje v rámečku kresleném tenkou plnou čarou)

Základní zásady kótování

2008-10-19T10:35:00.003-07:00

Základní zásady kótování

• všechny informace o rozměrech potřebné k správnému pochopení zobrazeného předmětu musí být přímo na výkrese

• Každý prvek má být kótován pouze jednou

• Kóty se umísťují v tom pohledu, v němž je jasný vztah ke kótovanému prvku

• Kóty téhož prvku se umísťují přednostně do jednoho obrazu

• Musí být užito stejných jednotek (mm)

• Pokud se užívá jednotek více musí se k hodnotě veličiny napsat značka jednotky

• Rovinné úhly se udávají v stupních/minutách/sekundách

• Je-li úhel menší než 1° píše se před ním nula (0°12')

• Desetiným číslem se vyjádří jen zlomky vteřin (0°0'11,5)

• Neuvádí se víc kót než je potřeba

• Dává se přednost funkčním kótám

• Pro určení rozměrů a polohy jsou rozhodují kóty nikoliv měřítko

• Rozměry opakujících se konstrukčních prvků se kótují jen na jednom z nich

• Rozměry vyplývající ze zobrazení se nemusí kótovat (hlavně pravé úhly zobrazených hran, úhly svírající boční stěny pravidelných mnohostěnů)

Zásady pro použití kótovacích a pomocných čar

• Kótovací čáry se nesmí ztotožnit s jinými čarami (např. obrysovými, odkazovými), ani nesmí být jejich pokračováním

• Kótovací čáry mohou být pokračováním os, není-li to nevyhnutelné

• Kótovací a pomocné čáry, které leží uvnitř řezu nemají mít směr shodný se směrem čar vyznačující materiál v řezu

• Je dovoleno užití vynášecích čar současně jako čar kótovacích při kótování např. profilových křivek

• Kóty a odkazové čáry se umísťují přednostně vně obrazů

• Je-li několik kótovacích čar umístěno za sebou , umísťují se vždy delší kótovací čáry postupně dále od obrazu

• Vzdálenost mezi kótovacími čarami nebo obrysové a kótovací čáry má být taková, aby kóta byla jednoznačně vázaná k příslušné kótovací čáře (optimální je 7 mm)

• Zkrácenou (neúplnou) kótovací čáru lze použít ke kótování:
o Poloměrů
o Průměrů (je jedno jestli je zobrazen celý či jen jeho část)
o Průměrů rotačních předmětů zobrazených částečně v pohledu a částečně v řezu
o Částečných obrazů rotačních nebo souměrných předmětů
o Ke Rozměrů souměrného nebo rotačního předmětu, jehož obraz by byl kótovacími čárami přeplněn
o Ke kótování vzdálenosti od prvku, který není na výkrese

Kótování

2008-10-19T10:35:00.001-07:00

Kótování

Kótování patří k nejzodpovědnější práci při kreslení technických výkresů.

Technické výkresy by se měli kótovat takovým způsobem, aby se na pracovištích nemuselo nic počítat.

Základní pojmy

Vynášecí čáry
Kreslí se plnou tenkou čarou a mají přečnívat přes vynášecí čáry 1 až 2 mm.

Kótovací čáry
Kreslí se plnou tenkou čarou při čemž jejich vzdálenost od obrysu nebo předchozí kótovací čáry má být 7 až 70 mm.

Kóty
Kóty se píší normalizovanými číslicemi a písmeny, výška písmen je 3,5 mm a 1 mm nad kótovací čárou a tak aby se četly zleva doprava a ze zdola nahorů . Kóty musí být výrazné a tloušťka čáry má být 0,5 mm.

Hraniční šipky
Šipky se kreslí uzavřené s úhlem do 20°. tenkými čarami do délky 3 až 5 mm s ohledem na velikost obrazu.

Kosoúhlé promítání

2008-10-19T10:34:00.003-07:00

Kosoúhlé promítání

Osy svírají úhel 135°. Poměr zkrácení je pouze ve směru osy y a zkracujeme na polovinu (1/2)

Pravidla pro axonometrické zobrazování
• Poloha souřadného systému se volí taková, aby jedna z os (obvykle osa z) byla vertikální

• Hlavní obraz se volí obvykle tak, aby jeho poloha byla rovnoběžná se souřadnými rovinami

• Hlavní obraz v axonometrickém zobrazení by měl odpovídat hlavnímu obrazu v pravoúhlém promítání

• Zakryté obrysy, osy a stopy rovin souměrnosti zobrazovaného předmětu se kreslí pouze tehdy, je-li to nezbytně nutné

• Šrafování se provádí tenkými souvislými čarami přednostně se sklonem 45°k osám nebo k obrysovým čarám obrazů řezů či průřezů

• Plochy rovnoběžné se souřadnými rovinami je možné zvýraznit šrafami rovnoběžnými se souřadnými osami

• Objekty kreslené v axonometrii se obvykle nekótují. Pokud je to nutné využíváme pro stanovení polohy kóty hraničních úseček objektu

Způsoby zobrazování

2008-10-19T10:34:00.001-07:00

Způsoby zobrazování
Zobrazováním nazýváme kreslení předmětu (např. součástky) na plochu - rovinu. Nejpoužívanější metodou k zobrazování prostorových objektů je promítání na rovinu zvanou průmětnu

Druhy promítání
Středové promítání
Rovnoběžné promítání: pravoúhlé, kosoúhlé

Při pravoúhlém promítání je směr na rovinu kolmý. Při kosoúhlém promítání není směr promítání kolmý, ale pod úhlem 45°.

Pro zobrazování na technickém výkresu se používá promítání na několik průměten, promítáme tedy na 3 - 6 průměten.

Pro názorné zobrazení (trojrozměrné) používáme promítání na jednu průmětnu (pravoúhlou axonometrii).

V technickém kreslení se používá dvou případů pravoúhle axonometrie a to dimetrické a izometrické promítání.

Dimetrické promítání
Kreslení zjednodušíme, nanášíme-li rozměry v ose x a z nezkráceně a ve směru osy y zkracujeme na polovinu (1/2).
Izometrické promítání
Osy x a y jsou skloněny k vodorovné přímce 30°.

Poměr zkrácení je 0.816:1. Pro zjednodušení nanášíme rozměry nezkráceně.

Odkaz na položky

2008-10-19T10:33:00.000-07:00

Odkaz na položky
• Každá součást, část, skupina, podskupina, která je složkou vyšší sestavy se označuje jedním odkazem

• Odkazy se zapisují čísly

• všechny odkazy v jednom výkrese nebo v jednom souborů výkresů se zapisují stejným typem písma a stejnou výškou

• Odkazy na stejnou část se uvádí pouze jednou

• Pro čitelnost odkazů se využívá
o Minimálně o stupeň větší písmo než používáme pro kóty
o Umístění čísla odkazu do kroužku ( nedoporučuje se )
o Kombinace uvedených způsobů

• Odkazy se umísťují vždy vně obrazů součástí nebo sestav jedním z uvedených způsobů
o K odkazové čáře
o Na praporek odkazové čáry
o Do kroužku spojeného s odkazovou čárou (dbáme na to, aby příslušná odkazová čára směřovala do středu kružnice)

• Odkazy se uspořádávají přehledně podél vertikály (svisle pod sebou) nebo na horizontále (vodorovně vedle sebe) či jejich kombinace

• Odkazová čára, praporek i kružnice se kreslí tenkou souvislou čarou

• Odkazové čáry by se neměli navzájem protínat

• Odkazová čára se ukončuje
o V ploše krátkou tlustou čarou nebo malým vyplněným kroužkem
o Na obrysové čáře šipkou

• Odkazové čáry mají být co nejkratší a vždy mají být vedeny šikmo k příslušné části (sklon odkazové čáry vzhledem k čáře na níž je ukončená nemá být menší než 15°)

• Odkazy na skupinu součástí, které spolu jednoznačně souvisí (např. šroub, podložka, matice) se smí uvést na stejnou odkazovou čáru (jednotlivá čsla se vzájemně oddělí pomlčkami 1-2-3)

• Údaje o částech se uvádí v soupisu položek se stejnými čísly odkazů jako na výkrese

• Uspořádání vzestupné řady čísel použitých pro odkazy se řídí
o Důležitostí sestavy
o Důležitostí částí (skupina - podskupina - díly - velké části - malé části)
o Jiné logické důvody

Pro oba případy platí

2008-10-19T10:32:00.000-07:00

• Pro oba případy platí:
o Soupis položek se uspořádává do sloupců ohraničených tlustou nebo tenkou souvislou čarou

o Sloupce musí být jednoznačně specifikovány (název, číslo výkresu, polotovar)

o Každá položka se zapisuje do samostatného vodorovného řádku, opět vzájemně odděleny tlustou nebo tenkou souvislou čarou

o Doporučené řádkování: 8,5 mm

o Soupis se vyplňuje technickým písmem

o Pořadí položek musí odpovídat číselné řadě označení na výkrese
- Nižší čísla pozic se doporučuje obsadit součástmi vyráběnými
- Vyšší čísla pozic se doporučuje obsadit součástmi normalizovanými
- Mezi součástmi vyráběnými a normalizovanými se doporučuje vynechat několik prázdných řádků s volnými (neobsazenými) čísly pozic (pro případ opomenutí nějaké pozice)

o Přidělování čísel k vyráběným součástem se doporučuje vzestupně podle čísel výkresu

o Přidělování čísel k normalizovaným součástem se doporučuje vzestupně podle výše čísla normy

o Obvykle je vzestupné číslování položek
- Odlitky
- Výkovky
- Obrobené součásti z
- Odlitků
- Výkovků
- Tyčí
- Normalizovaných součástí podle tříd a skupin norem
- Komponenty nakupované dle katalogu
- Náplně, maziva, barvy
- Elektrody na výkresech svarků

Výkresy sestavení

2008-10-19T10:31:00.002-07:00

Výkresy sestavení
• Zobrazují součásti ve smontovaném stavu (montážní skupiny nebo podskupiny) tak, aby bylo zřejmé konečné sestavení těchto součástí v jeden kompletní celek

• Výkres obsahuje:
o Zobrazení montážní jednotky
o Kótování hlavních a připojovacích rozměrů
o Odkazy na jednotlivé položky (pozice)
o Údaje o svarech, pájených, lepených a jiných spojích
o Popisové pole a soupis položek

• V kusové výrobě lze pro jednoduché pomůcky, přípravky, kreslit tzv. kótované sestavení

• Zapisují se pouze orientační kóty, důležité z hlediska montáže nebo rozměry např. související se spojením s jinými celky

• Ke každému výkresu sestavení se buď v nástavbě popisového pole nebo odděleně na samostatném listě zhotovuje soupis položek obsažených na výkrese sestavení

Soupisy položek - Kusovník
• Soupis položek na výkrese
o Orientuje se tak, byl čitelný ve stejném směru jako výkres
o Rámeček soupisu položek je spojen přímo s rámečkem popisového pole a kreslí se souvislou tlustou čarou
o Vyplňuje se zdola nahorů a záhlaví je pod prvním řádkem soupisu

• Oddělený soupis položek
o Čísluje se shodně s výkresem sestavení a je umístěn odděleně na samostatném listu normalizovaného formátu papíru
o Doporučuje se před označení výkresu napsat SOUPIS, KUSOVNÍK nebo jiný ekvivalent dle zvyklostí instituce (školy)
o Vyplňuje se shora dolů a záhlaví je nad prvním řádkem soupisů

Výkresy součástí

2008-10-19T10:31:00.001-07:00

Výkresy součástí
• Kreslí se pro každou, jakýmkoliv způsobem vyrobenou součást

• Výkres součásti obsahuje:
o Zobrazení a okótování součásti
o Drsnost povrchu
o Tolerování rozměrů a geometrické tolerance tam, kde je to z hlediska funkce nezbytné
o Technické požadavky, obvykle zapsané nad popisovým polem v pořadí, které odpovídá výrobnímu sledu
o Tabulku doplňujících údajů (u výkresů ozubených/řetězových kol a pružin)
o Popisové pole včetně materiálu a výchozího polotovaru

• Součásti stejného tvaru, ale různých velikostí nebo stejné součásti v zrcadlovém provedení (pravé a levé) se kreslí na samostatné výkresy

• U tabulkových výkresů pro součásti, které se liší jen svými rozměry a pro které se nekreslí samostatné výkresy může dojít k omylu -> nedoporučuje se používat

• Pro součásti stejného tvaru, ale různých velikostí, které se ve výrobě opakují se používají předtisky s obrazem, ale bez kót

• Pokud nepoužíváme ke kontrole mezních úchylek kalibry, uvádíme do levého spodního rohu tabulku mezních úchylek

Popisové pole

2008-10-19T10:30:00.002-07:00

Popisové pole
• Obsahuje veškeré potřebné údaje, které na výkresu nelze vyjádřit obrazem a jsou platné pro celý výkres

• Umísťuje se:
o VŽDY v pravém dolném rohu bez ohledu na orientaci výkresového listu
o Za rámeček kreslící plochy

• Jeho provedení je interní záležitost í, ale MUSÍ OBSAHOVAT:
o Identifikační část
- Délka maximálně 170 mm
- Obsahuje rubriky:
- Registrační/evidenční číslo výkresu
- Název výkresu
- Logo/název vlastníka
- Rozložení jednotlivých rubrik

o Informativní údaje
- Značka použitého promítání
- Měřítko zobrazení
- Meřící jednotku (nejsou-li použity milimetry)

o Technické údaje
- Výchozí materiál součásti
- Použitý polotovar
- Normativní údaje týkající se výkresu

o Uživatelské údaje
- Datum vypracování
- Administrativní údaje (podpisy zodpovědných pracovníků např. kontrolora, technologa, metrologa, atd.)
- Datum a označení změny

• Výkresy, které jsou na více listech číslují na všech listech stejně s doplněním čísla listu
Číslování technických výkresů
Interní záležitost

Popisování technických výkresů

2008-10-19T10:30:00.001-07:00

Popisování technických výkresů

Technické písmo
• Technické výkresy, tabulky, či jiná technická dokumentace se píše technickým písmem, podle příslušných norem.

• Technické písmo se píše:
o "Volně" rukou
o Pomocí:
Šablon
Suchých obtisků
o Na psacím stroji nebo počítači

• Výkresy se popisují velkými písmeny a arabskými číslicemi

• Vyjímku tvoří názvy jednotek (mm, Kg, kPa)

• Výška písmen (tučné hodnoty jsou normou doporučené):
1,8
2,5
3,5
5
7
10
14
20

• Norma rozlišuje následující technická písma (tučné písmo a zároveň varianta jsou normou doporučené):
Typ A
- Kolmé (výška 14/14 h)
- Šikmé (výška 14/14 h se sklonem 75°)

Typ B
- Kolmé (výška 10/10 h)
- Šikmé (výška 10/10 h se sklonem 75°)

TYP CAD
- TYP CA
- Kolmé
- Šikmé

TYP CB
- Kolmé
- Šikmé

Článek podporuje:
plastové ohebné hadice pro chladící kapaliny

Zásady pro zapisování měřítek

2008-10-19T10:29:00.002-07:00

Zásady pro zapisování měřítek
• Měřítko, jakým je výkres nakreslen se zapisuje do příslušné kolonky v popisovém poli výkresu

• Měřítko se píše nejblíže větším písmem než se píší kóty (3,5 mm), tedy 5 mm

• Je-li na výkrese použito více měřítek (u tvarových podrobností), do popisového pole se píše hlavní měřítko a všechna ostatní měřítka se píší k příslušnému odkazu

• Do kót se píší SKUTEČNÉ rozměry bez ohledu na měřítko

• Tvarové podrobnosti se kreslí ve zvětšeném měřítku jako zvláštní pohled

• Je-li obrys malého předmětu kreslený ve zvětšovacím měřítku, doporučuje se nakreslit pro názornost na výkres předmět ve skutečném měřítku

• Rozšiřovat rozsah měřítek se smí násobením celou mocninou deseti

• U výkresů inženýrských sítí, kde je jiné měřítko délky a výšky se zapisují obě měřítka (první měřítko délky, potom měřítko výšky)

• Ve vyjímečných případech lze použít měřítko nenormalizované

• Norma ISO dovoluje použít rozdílného měřítka pro kopie

Měřítka na technických výkresech

2008-10-19T10:29:00.001-07:00

Měřítka na technických výkresech
• Měřítka, jejich velikosti a zapisování, na všech druzích technických výkresů se dle:
o Účelu a obsahu výkresů
o Velikosti kreslené součásti
o Složitosti a hustoty kresby
o Požadavků čitelnosti a přehlednosti kresby

Druhy měřítek
• Skutečná velikost - 1:1
• Zvětšení
2:1
5:1
10:1
20:1
50:1
100:1
• Zmenšení
1:2
1:5
1:10
1:20
1:50
1:100
1:200
1:500
1:1 000
1:2 000
1:5 000
1:10 000