SlideShare a Scribd company logo

Slusarz 722[03] z3.01_u

•
•
Emotka
Emotka

Rozróżnianie procesów eksploatacyjnych maszyn i urządzeń

Education
1 of 52
Download to read offline
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Ireneusz Kocoń Rozróżnianie procesów eksploatacyjnych maszyn i urządzeń 722[03].Z3.01 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 1 Recenzenci: mgr inż. Jolanta Bednarska mgr inż. Krzysztof Wejkowski Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Grzegorz Śmigielski Konsultacja: mgr inż. Andrzej Zych Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 722[03].Z3.01 „Rozróżnianie procesów eksploatacyjnych maszyn i urządzeń”, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu ślusarz. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy w Radomiu, 2007
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 2 SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania 7 4.1. Procesy eksploatacyjne maszyn 7 4.1.1. Materiał nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzające 16 4.1.3. Ćwiczenia 16 4.1.4. Sprawdzian postępów 17 4.2. Korozja 18 4.2.1. Materiał nauczania 18 4.2.2. Pytania sprawdzające 25 4.2.3. Ćwiczenia 25 4.2.4. Sprawdzian postępów 27 4.3. Eksploatacja obrabiarek 28 4.3.1. Materiał nauczania 28 4.3.2. Pytania sprawdzające 34 4.3.3. Ćwiczenia 35 4.3.4. Sprawdzian postępów 36 4.4. Obsługa techniczna 37 4.4.1. Materiał nauczania 37 4.4.2. Pytania sprawdzające 43 4.4.3. Ćwiczenia 44 4.4.4. Sprawdzian postępów 45 5. Sprawdzian osiągnięć 46 6. Literatura 51
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 3 1. WPROWADZENIE Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiadomości i umiejętności o procesach, jakie występują w eksploatowanych maszynach i urządzeniach. W poradniku zamieszczono: − wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika, − cele kształcenia, wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem, − materiał nauczania, tj. wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki modułowej, − zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy już opanowałeś podane treści, − ćwiczenia, które pomogą Ci ukształtować umiejętności praktyczne, − sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań – pozytywny wynik sprawdzianu potwierdzi, że dobrze pracowałeś podczas lekcji i że nabyłeś niezbędną wiedzę i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej, − literaturę uzupełniającą. Poradnik ten ma być przewodnikiem, który wprowadzi Cię w tematykę jednostki modułowej oraz określi jej zakres i wskaże szczegółowe treści, z którymi powinieneś się zapoznać. Poradnik nie zastępuje podręczników, katalogów i literatury. Materiał nauczania został podzielony na części, które pomogą Ci na stopniowe zdobywanie nowych wiadomości i umiejętności związanych z zakresem tematycznym niniejszego poradnika. Kolejno zostały zaprezentowane: − procesy eksploatacyjne maszyn, − korozja i procesy zmęczeniowe, − zasady eksploatacji maszyn i urządzeń, − podstawowe obowiązki związane z obsługą obrabiarek. Przykładowe ćwiczenia pozwolą Ci zrozumieć i przyswoić wiedzę w praktyce. Na końcu każdego rozdziału znajdują się pytania sprawdzające. Jeżeli okaże się, że czegoś jeszcze nie pamiętasz lub nie rozumiesz, zawsze możesz wrócić do rozdziału „Materiał nauczania” i tam znaleźć odpowiedź na pytania, które sprawiły Ci kłopot. Przykładowy sprawdzian osiągnięć może okazać się świetnym treningiem przed zaplanowanym przez nauczyciela sprawdzianem. W razie jakichkolwiek wątpliwości zwróć się o pomoc do nauczyciela.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 4 722[03].Z3 Technologie napraw 722[03].Z3.01 Rozróżnianie procesów eksploatacyjnych maszyn i urządzeń 722[03].Z3.02 Naprawa części maszyn i mechanizmów 722[03].Z3.03 Naprawa mechanizmów hydraulicznych 722[03].Z3.04 Naprawa sprzętu powszechnego użytku Schemat układu jednostek modułowych
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 5 2. WYMAGANIA WSTĘPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − stosować podręczny sprzęt oraz środki gaśnicze zgodnie z zasadami ochrony przeciwpożarowej, − określać sposób postępowania uczestnika i świadka wypadku przy pracy, − zareagować zgodnie z instrukcją przeciwpożarową w przypadku zagrożenia pożarowego, − wykonywać szkice części maszyn, − wykonywać pomiary warsztatowe, − rozróżniać materiały metalowe, niemetalowe i pomocnicze stosowane w pracach ślusarskich, − ciąć, przecinać i wycinać metale i ich stopy, − wykonywać przedmioty za pomocą obróbki ręcznej skrawaniem, − wiercić, rozwiercać i pogłębiać otwory okrągłe, − wykonywać obróbkę skrawaniem, − interpretować dokumentację techniczną, − korzystać z różnych źródeł informacji.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 6 3. CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − scharakteryzować obsługę techniczną maszyn i urządzeń, − scharakteryzować system planowo-zapobiegawczych napraw, − wyjaśnić istotę korozji i określić sposoby jej zapobiegania, − wyjaśnić przyczyny korozyjnego pękania spoin, − określić rodzaj powłoki antykorozyjnej, − rozróżnić i wyjaśnić podstawowe procesy eksploatacji obiektów technicznych, − wyjaśnić istotę tarcia, smarowania oraz zużycia części, − określić zasady eksploatacji obrabiarek, − wskazać punkty smarowania w typowej obrabiarce, − zinterpretować wykres zużycia współpracujących części maszyn, − określić zasady ustawiania obrabiarek w halach produkcyjnych, − wyjaśnić sposoby ustawiania i mocowania obrabiarek do podłoża, − wyjaśnić cele fundamentowania obrabiarek, − scharakteryzować rodzaje naprawy obrabiarek, − skorzystać z dokumentacji technicznej i Polskich Norm.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 7 4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. Procesy eksploatacyjne maszyn 4.1.1. Materiał nauczania Obiektem technicznym nazywamy każdą maszynę, urządzenie, wyposażenie, aparaturę, instalację, budowlę itp. Mówiąc o obiekcie technicznym, będziemy mieli na myśli także dowolną część składową czy element maszyn, urządzeń, przyrządów, konstrukcji oraz środków transportowych. Obiekty techniczne, będące obiektami eksploatacji, biorą udział w dwu różnych działaniach: − użytkowaniu, − obsługiwaniu (utrzymywaniu, np. remontowaniu). O ile ich użytkowanie wiąże się bezpośrednio z wykonywaniem zadania produkcyjnego, o tyle obsługiwanie bywa jeszcze traktowane jako proces pomocniczy. Prowadzenie właściwej eksploatacji maszyn i urządzeń ma duży wpływ na: − mniejsze zagrożenia dla środowiska oraz zwiększenie bezpieczeństwa, − większą wydajność, − niższy koszt utrzymania obiektu, − dłuższy czas użytkowania kosztownych obiektów, − większą motywację pracowników. Tarcie Dział nauki zajmujący się badaniem procesów tarcia i jego skutków nazywa się tribologią od greckiego tribos – tarcie. Tarciem nazywamy zbiór zjawisk występujących w obszarze styku dwóch przemieszczających się względem siebie ciał, w wyniku których powstają opory ruchu. Miarą tarcia jest opór równoważony wypadkową siłą styczną podczas przemieszczania jednego ciała względem drugiego. Przy przemieszczaniu względnym dwóch ciał występuje tarcie kinetyczne (ruchowe), przy czym jeśli prędkość względna obszarów tarcia dwóch ciał jest równa zeru, występuje wówczas tarcie statyczne (spoczynkowe). Tarcie kinetyczne ze względu na rodzaj ruchu, można podzielić na tarcie ślizgowe i tarcie toczne. Przy tarciu ślizgowym obszarem styku jest zazwyczaj powierzchnia płaska lub zakrzywiona. Wyróżniane przez niektórych autorów tarcie wiertne jest szczególnym rodzajem tarcia ślizgowego, przy którym obszarem styku jest przekrój kołowy równocześnie przemieszczający się osiowo. Przy tarciu tocznym obszarem styku elementów jest punkt (tarcie kół) lub linia (tarcie ciał o kształtach cylindrycznych lub cylindrycznym i płaskim). Tarcie może również występować w obrębie jednego ciała, gdy przemieszcza się względem siebie lub stara się wprowadzić w ruch poszczególne jego elementy składowe (np. warstwy, cząsteczki itp.). Ten rodzaj tarcia nazywa się tarciem wewnętrznym w przeciwieństwie do tarcia zewnętrznego występującego przy powierzchniowym styku ciał, np. w obszarach styku przemieszczających się względem siebie elementów maszyn. Z technicznego punktu widzenia najważniejszy jest podział tarcia na suche, graniczne i płynne (rys. 1). Dla zmniejszenia tarcia zewnętrznego staramy się rozdzielić powierzchnie trące warstwą substancji smarującej, czyli zastąpić tarcie suche ciał stałych tarciem płynnym, a więc tarciem wewnętrznym cieczy smarnej.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 8 Rys. 1. Rodzaje tarcia. A – tarcie suche, B – tarcie płynne, C – tarcie półsuche, D – tarcie płynne. 1 – środek smarny, 2 – film smarny [7] Jeżeli ze względu na duże naciski jednostkowe warstwa cieczy podlega ,,wyciśnięciu” z przestrzeni między powierzchniami trącymi, pozostaje wówczas między nimi cieniutka warstewka cieczy utrzymująca się tam tylko wskutek wzajemnego oddziaływania cieczy z ciałami stałymi, zwana warstewką graniczną (filmem granicznym). Im silniejsze jest to wzajemne oddziaływanie, tym trwalsza jest ta graniczna warstewka. Zabezpiecza ona przed wystąpieniem tarcia suchego. Tarcie przy smarowaniu warstewkami granicznymi nazywa się tarciem granicznym. W praktyce eksploatacyjnej maszyn dopuszcza się jedynie tarcie płynne i tarcie graniczne. Tarcie suche, oprócz przypadków, gdy jest ono pożądane (przekładnie cierne, hamulce itp.), jest z praktyki eksploatacyjnej eliminowane, lecz ze względu na to, że współpracujące powierzchnie nie są idealnie gładkie, może ono występować na wierzchołkach nierówności. Mechaniczne teorie tarcia suchego były najwcześniej opracowane. Teorie te objaśniają opór tarcia jako czynnik przeciwdziałający wykonywanej pracy, zużywanej na: unoszenie ślizgającego się elementu maszyny po nierównościach powierzchni drugiego elementu, na ścinanie nierówności i połączeń tarciowych oraz na pokonanie oporów wywołanych odkształceniami sprężystymi i plastycznymi w mikroobszarach styku. Teoria Amontonsa. W końcu XVII w. M. Amontons sformułował prawo tarcia suchego. Stwierdził on mianowicie, że tarcie jest rezultatem wspinania się jednego ciała po nierównościach drugiego przy ich przesuwaniu względem siebie pod działaniem nacisku normalnego. Prawo tarcia suchego wyraził on w postaci ogólnie znanego wzoru Amontonsa. T = μ * N gdzie: T – siła tarcia [N], μ – bezwymiarowy współczynnik tarcia, N – siła normalna (prostopadła) do powierzchni tarcia [N]. Wzór Amontonsa przetrwał do tej pory i jest powszechnie używany w technicznych obliczeniach. Ze wzoru tego wynika, że współczynnik tarcia µ nie zależy od obciążenia N. W rzeczywistości, współczynnik tarcia zależy od obciążenia, a oprócz tego od mechanicznych, geometrycznych i chemicznych właściwości powierzchni trących.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 9 Rys. 2. Graficzne przedstawienie teorii Amontsona powstawania siły tarcia. F – siła działająca na ciało, N – siła nacisku na podłoże, T – siła tarcia Tarcie powoduje straty energii, wzrost temperatury oraz zużywanie się powierzchni. W celu przeciwdziałania negatywnym skutkom tarcia stosuje się smarowanie substancjami zwanymi środkami smarnymi. Smarowania jest to wprowadzanie substancji smarującej pomiędzy współpracujące powierzchnie. Jest to czynność wykonywana przez urządzenie smarowe lub człowieka. Oczekiwanym efektem smarowania jest zmniejszenie współczynnika tarcia oraz spowolnienie procesów zużywania współpracujących powierzchni trących. Smarowanie ma na celu zastąpienie zewnętrznego tarcia suchego tarciem wewnętrznym środka smarnego. Skutkiem smarowania jest zmniejszenie oporów tarcia i zużywania elementów konstrukcyjnych maszyn. Ważnym zadaniem smarowania jest zabezpieczenie przed zacieraniem. Częścią maszyny, której zadaniem jest doprowadzenie środka smarnego do skojarzenia trącego, jest urządzenie smarowe. Urządzenie smarowe może być odrębnym elementem maszyny, używanym okresowo lub stale do podawania środka smarnego. Sposób doprowadzenia środka smarnego między współpracujące powierzchnie określany jako technika smarowania. Substancją, która jest wprowadzana między współpracujące powierzchnie w celu zmniejszenia tarcia i przeciwdziałania zacieraniu, jest środek smarny często nazywany smarem. Jako środki smarne są stosowane: − gazy, − ciecze: oleje smarne, emulsje chłodząco-smarujące, − substancje o konsystencji żelu, np. smary plastyczne, − substancje stałe: grafit, azotek boru itp., a także niektóre metale (np. miedź, złoto). Jako środek smarny są stosowane różne substancje o różnych właściwościach. Podstawową cechą charakteryzującą substancje smarne jest smarność. Smarność jest to zdolność środka smarnego do zmniejszania tarcia inaczej niż poprzez zmianę lepkości. Spośród dwóch substancji o jednakowej lepkości, w tych samych warunkach smarowania, lepszą smarność ma ta substancja, która bardziej zmniejszy tarcie występujące w skojarzeniu trącym. Smarność nie jest właściwością materii, ponieważ musi być dostosowana do właściwości i warunków pracy, takich jak: − geometrii styku, − nacisków jednostkowych, − prędkości przemieszczania współpracujących powierzchni, − temperatury, − właściwości materiału, z którego są wykonane współpracujące powierzchnie skojarzenia trącego, T F N N
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 10 − ciśnienia, − składu chemicznego atmosfery w otoczeniu skojarzenia trącego. Smarność jest także określana jako właściwość substancji smarującej, charakteryzującej jej zachowanie w warunkach tarcia granicznego. Celem smarowania jest uzyskanie tarcia płynnego. Może to być osiągnięte poprzez stworzenie warunków do smarowania: hydrostatycznego, hydrodynamicznego lub hybrydowego, łączącego oba wcześniej wymienione sposoby. Wyróżnia się również tzw. smarowanie elastohydrodynamiczne. Smarowanie hydrostatyczne Smarowanie hydrostatyczne polega na wytworzeniu w skojarzeniu trącym, przy użyciu urządzeń zewnętrznych (np. pomp), ciśnienia środka smarnego, które rozdzieli obie smarowane powierzchnie w taki sposób, że między nimi będzie występować tarcie płynne. Rys. 3. Model smarowania hydrostatycznego poprzecznego łożyska ślizgowego. A – przekrój poprzeczny łożyska ślizgowego, B – rozkład ciśnień w łożysku wywołany czynnikami zewnętrznymi; 1 – panew łożyska, 2 – wał łożyska, 3 – środek smarny, 4 – wlot środka smarnego, 5 – wylot środka smarnego [7] Zasadę smarowania hydrostatycznego, na przykładzie smarowania poprzecznego łożyska ślizgowego, przedstawiono na rys. 3. Zrównoważenie sił wypadkowych, działających na wał oraz sił wyporu podnosi wał, co powoduje, że między wałem 1 i panwią 2 ma miejsce tarcie płynne. Smarowanie hydrostatyczne najczęściej jest stosowane podczas rozruchu maszyn, których skojarzenia trące są bardzo silnie obciążone. Zapobiega to zużywaniu powierzchni trących wału i panwi w początkowym okresie pracy. Smarowanie hydrodynamiczne Zasada smarowania hydrodynamicznego polega na rozdzieleniu współpracujących powierzchni skojarzenia trącego samoistnie powstającym klinem smarowym, w którym ciśnienie równoważy istniejące siły (obciążenia). Zasadę smarowania hydrodynamicznego, na przykładzie poprzecznego łożyska ślizgowego, przedstawiono na rys. 5. W stanie spoczynkowym (rys. 4.A) wał leży na panwi, zanurzony w środku smarnym. W tym położeniu występuje tarcie spoczynkowe. Siły wyporu hydrostatycznego nie równoważą sił ciężkości. Początkowy obrót wału (rys. 4.B) powoduje powstanie klina smarującego. Następuje uniesienie wału z jednoczesnym przemieszczeniem środka obrotu wału na jedną ze ścian panwi.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 11 Rys. 4. Tworzenie klina smarującego w poprzecznym łożysku ślizgowym. A – położenie spoczynkowe, B, C – kolejne fazy rozruchu; tworzenie się klina smarującego, D – faza ustabilizowanej pracy łożyska [7] Dalszy obrót wału powoduje przemieszczenie klina smarującego zgodnie z kierunkiem obrotu wału i jednoczesne przemieszczenie środka obrotu na drugą ze ścian panwi (rys. 4C). Przy pewnych obrotach wału klin smarujący rozłoży się w miarę równomiernie tak, że obracający się wał nie będzie dotykać żadnej ze ścian panwi (rys. 4.D). Model smarowania hydrodynamicznego poprzecznego łożyska ślizgowego, z zaznaczeniem sił występujących podczas obrotu wału, przedstawia rys. 5. Na rysunku zaznaczono siły występujące w poprzecznym łożysku ślizgowym we wzdłużnym przekroju panwi (rys 5.A) i w przekroju poprzecznym (rys 5.B). W wyniku działania siły wyporu klina smarującego, wał zostaje uniesiony. Środek obrotu wału tylko nieznacznie jest przemieszczony względem geometrycznej osi panwi. W smarowaniu hydrodynamicznym siła wyporu, unosząca wał łożyska, powstaje samoistnie w rezultacie ruchu współpracujących wzajemnie przemieszczających się powierzchni wału i panwi. Przedstawiona zasada smarowania hydrodynamicznego dobrze tłumaczy fakt, że wał zużywa się na całej powierzchni walca, natomiast panew zużywa się tylko na powierzchni ograniczonej odcinkiem X-Y-Z. Jest to istotna wada tego rodzaju smarowania. Mimo tej wady, ze względu na prostotę rozwiązań konstrukcyjnych, jest to najczęściej stosowany sposób smarowania. W szczególnych przypadkach jest stosowane tzw. smarowanie hybrydowe. Smarowanie hybrydowe polega na jednoczesnym smarowaniu hydrostatycznym i hydrodynamicznym. Łączy ono zalety obu rodzajów smarowania, jednak w tym przypadku rozwiązania konstrukcyjne są bardziej skomplikowane. W niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych maszyn smarowanie hybrydowe jest stosowane tylko w okresie rozruchu maszyny, następnie po osiągnięciu warunków smarowania hydrodynamicznego, urządzenia zapewniające smarowanie hydrostatyczne są wyłączane.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 12 Rys. 5. Model smarowania hydrodynamicznego poprzecznego łożyska ślizgowego A – przekrój wzdłużny łożyska ślizgowego, B – przekrój poprzeczny łożyska ślizgowego, 1 – panew łożyska, 2 – wał łożyska, 3 – środek smarny [7] Smarowanie elastohydrodynamiczne W niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych skojarzeń trących, np. w przekładniach zębatych, niektórych typach łożysk tocznych i ślizgowych, na krzywkach itp. może mieć miejsce specjalny proces smarowania, zwany smarowaniem elastohydrodynamicznym. W odpowiednio ukształtowanym skojarzeniu trącym powstaje wysokie ciśnienie, wskutek tego lepkość środka smarnego zwiększa się, a powierzchnie trące odkształcają się sprężyście (tzw. kontakt Hertza). Jest to powodem rozdzielenia smarowanych powierzchni skojarzenia trącego. W zużyciu tribologicznym następuje zmiana masy, struktury i własności fizycznych warstw wierzchnich obszarów styku. Intensywność zużywania zależy od różnego rodzaju oddziaływań oraz odporności obszarów tarcia warstw wierzchnich. Wartość zużycia jest uzależniona od rodzajów procesów zużywania. Zużycie elementów maszyn następuje głównie w wyniku nakładania się skutków różnego rodzaju oddziaływań w warstwach wierzchnich. Zużycie tribologiczne jest na ogół pośrednią przyczyną powstawania niesprawności maszyny. Dla przykładu dopuszczalne zużycie na skutek tarcia, np. łożysk ślizgowych silnika, jest określone dopuszczalną wartością luzu. W przypadku tego rodzaju zużycia zwiększa się w czasie eksploatacji maszyny prawdopodobieństwo wystąpienia jej niesprawności. W eksploatacji maszyny wygodnie jest przyjąć następujący podział procesów zużywania tribologicznego: zużycie ścierne, zużycie adhezyjne, zużycie przez utlenianie, zużycie zmęczeniowe, zużycie chemiczne i elektrochemiczne (korozyjne), zużycie kawitacyjne oraz inne rodzaje zużycia. Na ogół nie ma wyłącznego oddziaływania danego rodzaju procesu zużywania, ale najważniejszy jest ten wiodący.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 13 Tabela 1. Elementarne procesy trybologiczne Ubytek materiału Przemieszczenia materiału Nieciągłości materiału Narosty Zmiany struktury geometrycznej powierzchni Zmiany składu chemicznego mikroskrawanie, odrywanie nierówności, kruche odłupywanie, złuszczanie, bruzdowanie, polerowanie, wgniot rysy powierzchniowe, pękanie wgłębne namazanie, przeciwciała, błony tlenkowe, osady zgniot, kierunkowe przesunięcia struktury, przemiany fazowe nowe składniki, tlenki powierzchniowe Zużycie ścierne powstaje wtedy, gdy ubytek materiału w warstwie wierzchniej jest spowodowany oddzielaniem cząstek wskutek mikroskrawania, rysowania lub bruzdowania. Taki proces powstaje wtedy, gdy w obszarach tarcia współpracujących elementów znajdują się luźne lub utwierdzone cząstki ścierniwa albo wystające nierówności twardszego materiału, które spełniają rolę umiejscowionych mikroostrzy. Analogicznie będą działać utlenione produkty zużycia w obszarze tarcia. Adhezją czyli przyleganiem nazywamy łączenie się powierzchni dwóch różnych ciał na skutek przyciągania międzycząsteczkowego. Przykładami adhezji są: klejenie, spawanie, galwaniczne nakładanie warstw metalicznych. Zużycie adhezyjne występuje w obszarach plastycznego odkształcenia warstwy wierzchniej, a zwłaszcza w najwyższych wierzchołkach chropowatości. Powstają wówczas lokalne sczepienia metaliczne powierzchni trących i niszczenie tych połączeń wraz z odrywaniem cząstek metalu lub jego rozmazywaniem na powierzchniach tarcia. Zużycie adhezyjne występuje przy tarciu ślizgowym przy małych prędkościach i dużych naciskach jednostkowych na obszarach powierzchni styku współpracujących elementów. Warunkiem występowania zużycia adhezyjnego jest zbliżenie współpracujących elementów na odległość zasięgu działania sił przyciągania międzycząsteczkowego. Zużycie adhezyjne występuje przy styku dwóch powierzchni metalicznych, gdy stykają się metale jednoimienne, charakteryzujące się dużym powinowactwem chemicznym. Scuffingiem nazywamy gwałtowne zużycie elementów spowodowane przerywaniem warstwy substancji smarownej pod odpowiednio dużym obciążeniem. Charakteryzuje się ono zjawiskiem zespawywania i rozrywania połączeń wierzchołków nierówności zachodzącym w mikroobszarach styku. Proces łączenia współpracujących elementów poprzez punktowe spawanie następuje pod wpływem ciepła powstałego w wyniku tarcia. W warunkach takich wytwarza się duża ilość ciepła, która jest zależna od wartości obciążenia i prędkości względnej. Scuffing jest zatem skutkiem szczególnie gwałtownego zaczepiania nierówności powierzchni w warunkach, gdy warstwa olejowa istnieje lub jest zbyt cienka w stosunku do wysokości nierówności. Scuffing przyjmuje różne formy określane jako lekki, umiarkowany i intensywny. W przypadkach szczególnie ciężkich warunków pracy obserwuje się nawet oznaki zadzierania powierzchni. Zużyciem przez utlenianie nazywa się proces niszczenia warstwy wierzchniej elementów metalowych przy tarciu wskutek oddzielenia warstewek tlenków powstałych w wyniku przedostawania się tlenu atmosferycznego do obszarów tarcia, wnikanie tlenu w odkształcone plastycznie i sprężyście elementy maszyn. Ten rodzaj zużycia występuje wtedy, gdy intensywność tworzenia warstewek tlenków jest większa od intensywności niszczenia powierzchni przez ścieranie. Zużycie przez utlenianie występuje przy tarciu ślizgowym i tocznym.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 14 Zużycie zmęczeniowe jest rodzajem zużycia, w którym następuje miejscowa utrata spójności materiału i związane z nią ubytki materiału są spowodowane zmęczeniem materiału w wyniku cyklicznego oddziaływania naprężeń w warstwach wierzchnich elementów. Wskutek nakładania się odkształceń w warstwie wierzchniej w wyniku dodawania się naprężeń własnych i naprężeń od obciążeń zewnętrznych tworzą się zmęczeniowe mikropęknięcia powierzchniowe, przechodzące następnie w makropęknięcia. W końcowym efekcie następuje odrywanie od rdzenia kawałeczków metalu. Przy tego rodzaju zużyciu przez długi czas nie zachodzą ubytki metalu w wyniku ścierania, a jedynie pęknięcia. Po osiągnięciu granicy zmęczenia przez poszczególne spękane mikroobjętości metalu warstwy wierzchniej występuje ubytek masy. Początek ubytku masy, wywołany zmęczeniem warstwy wierzchniej, uważa się praktycznie za początek końcowego okresu przydatności części maszyny do eksploatacji. Należy rozróżnić zużycie zmęczeniowe powierzchniowe i zużycie zmęczeniowe objętościowe. Efektem procesów zużycia powierzchniowego są miejscowe ubytki materiału warstwy wierzchniej, natomiast w przypadku zużycia zmęczeniowego objętościowego – pęknięcia zmęczeniowe. Zużycie przez łuszczenie (spalling) polega na stopniowym narastaniu naprężeń w warstwie wierzchniej skojarzonych elementów tarciowych (toczenie lub toczenie z poślizgiem) przy suchym styku, w wyniku cyklicznego oddziaływania naprężeń kontaktowych. Łuszczenie powoduje tworzenie się mikropęknięć i rozprzestrzenianiu się ich, powodując odpadanie cząstek materiału od podłoża. Może ono wystąpić również w elementach niedostatecznie smarowanych. Spalling objawia się miejscowymi ubytkami materiału o kształcie łusek oddzielanych podczas tarcia od podłoża. Procesom zużywania zmęczeniowego przez łuszczenie towarzyszą procesy utleniania warstwy wierzchniej materiału. Powstawanie łuszczenia jest uwarunkowane wyłącznie narastaniem naprężeń w warstwie wierzchniej materiału wskutek bezpośredniego styku trących elementów, w których w wyniku narastania naprężeń rozwijają się mikropęknięcia dochodzą aż do powierzchni, powodując całkowitą utratę spójności cząstki metalu z podłożem. W procesie zużywania przez łuszczenie materiał warstwy wierzchniej umacnia się pod wpływem plastycznych odkształceń. Podstawowymi czynnikami wpływającymi na intensywność zużycia przez łuszczenie są: głębokość odkształceń warstwy wierzchniej oraz intensywność tych odkształceń. Zużycie przez pitting (zużycie gruzełkowe) jest zużyciem zmęczeniowym, spowodowanym cyklicznym oddziaływaniem naprężeń kontaktowych, powstających w warstwach wierzchnich elementów, które trą o siebie (w procesie toczenia lub toczenia z poślizgiem) przy smarowanym styku. Jest to więc zużycie zmęczeniowe występujące w obecności oleju. Przy zużywaniu przez pitting można wyróżnić trzy etapy: − zmęczenie materiału i inicjacja pęknięć, − rozwój i rozprzestrzenianie się pęknięć w wyniku rozklinowującego działania oleju, − wyrywanie przez olej cząstek metalu, które zmniejszyły lub utraciły spójność z macierzystym materiałem. Fretting jest rodzajem zużycia zachodzącego przy bardzo niewielkich (rzędu ułamka mm) wzajemnych przemieszczeniach stykających się ciał. W szerokim tego słowa znaczeniu, terminem fretting określa się zespół zjawisk mechanicznych, cieplnych, chemicznych i elektrycznych zachodzących w strefach kontaktu ciał, gdy przemieszczają się one minimalnie względem siebie przy ruchu obrotowo– lub posuwisto–zwrotnym, w wyniku drgań, pulsacji obciążeń itd. Jest to więc zużywanie w miejscach,,nominalnie" nieruchomych połączeń.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 15 Cykliczność drgań i związana z nimi amplituda wzajemnych przemieszczeń powoduje, że zużycie przez fretting ma charakter zmęczeniowo-ścierny (drgania powodują zjawiska zmęczeniowe, a minimalne przemieszczenia – zjawiska ścierania). „Czysty” fretting, przy którym nie ma zmian chemicznych powierzchni, zachodzi bardzo rzadko i występuje jedynie w przypadku kontaktu metali szlachetnych lub też przy wysokiej próżni oraz w atmosferze obojętnych gazów (hel, neon, argon), gdy nie zawierają one wilgoci. Jeżeli występuje kontakt z aktywnie działającym środowiskiem, wtedy powstaje korozja frettingowa, w wyniku której zużycie pojawia się wcześniej i jest intensywniejsze niż przy „czystym” frettingu. Korozja frettingowa występuje najczęściej w parach pracujących przy pewnym naprężeniu (np. elementy osadzone na wałach na wcisk, blachy łączone nitami, narażone na drgania itp.). Zasadniczą rolę odgrywa amplituda drgań, gdyż ona powoduje wzajemne przemieszczanie stykających się ciał. Stwierdzono, że najczęściej amplituda drgań przy frettingu wynosi 0,0025 mm. Bywają jednak przypadki, że osiąga ona wartość 2 mm. Stopień zużycia powierzchni przez fretting rośnie wraz ze wzrostem amplitudy drgań oraz ze wzrostem liczby cykli. Duży wpływ na zużycie ma ponadto wartość naprężeń, przy których pracuje połączenie, oraz agresywność środowiska. Proces zużywania maszyny podczas eksploatowania W okresie eksploatowania maszyny wyróżnia się trzy zasadnicze okresy: − docieranie – jest to okres pracy maszyny, w którym współpracujące części dopasowują się wzajemnie, zazwyczaj w warunkach zmniejszonego obciążenia; przebieg zużywania w okresie docierania jest nieustalony, etap ten występuje na początku okresu eksploatacji; w tym okresie, w wyniku przyśpieszonych oddziaływań termicznych, ścinania oraz tarcia, trące elementy maszyny emitują znaczne ilości cząstek metalicznych, wówczas właściwości oleju ulegają szybkim zmianom – konieczna jest wymiana substancji smarnych pod koniec okres docierania, − eksploatowanie normalne – jest to okres pracy maszyny, w którym maszyna jest w pełnej sprawności technicznej; w okresie tym następuje normalne zużywanie części i zespołów maszyny, a także oleju, − awarię – jest to moment uszkodzenia, zepsucia się maszyny; awaria uniemożliwia jej dalsze użytkowanie zgodnie z przeznaczeniem; w okresie tym występuje najpierw zużywanie przedawaryjne, a końcowym efektem awarii maszyny jest jej zatrzymanie lub nawet zużycie katastroficzne. Awaria jest poprzedzana symptomami, które umożliwiają jej przewidzenie. Okres przedawaryjny rozpoczyna się w momencie, gdy nastąpi uszkodzenie któregoś z pozornie mało istotnych elementów maszyny. Maszyna może jeszcze pracować, ale sygnalizuje ona już swoją niesprawność poprzez: drgania, wibracje, nienaturalne dźwięki, nienaturalnie wysokie temperatury poszczególnych zespołów i oleju, wahania ciśnienia oleju itp. W odniesieniu do oleju okres przedawaryjny uwidacznia się przyśpieszonym starzeniem, zwiększoną zawartością metali i innymi zmianami jakościowymi oleju. Niezauważenie okresu przedawaryjnego przez obsługę maszyny lub zlekceważenie jego objawów, może prowadzić do awarii maszyny i jej całkowitego wyłączenia z ruchu. Olej jako element konstrukcyjny maszyny również ulega zmianom jakościowym, właściwym dla wymienionych okresów eksploatacji maszyny. Jakość oleju odzwierciedla stan techniczny maszyny.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 16 4.1.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie korzyści odnosimy właściwie eksploatując maszyny i urządzenia? 2. Jakie są różnice między tarciem ślizgowym a tarciem tocznym? 3. Od czego zależy siła tarcia? 4. Jakie znasz środki smarne? 5. Jakie są cechy charakterystyczne smarowania hydrostatycznego? 6. Jakie efekty powoduje adhezja? 7. Na czym polega proces utleniania elementów maszyn i urządzeń? 8. Jakimi widocznymi efektami charakteryzuje się łuszczenie materiału? 9. Na jakie etapy możemy podzielić okres eksploatacji maszyny? 4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Na skraju płyty traserskiej umieść element metalowy, którego masa waha się w granicach 1÷2 kg Dołącz do tego elementu linkę, na końcu której znajduje się dynamometr. Bardzo powoli równomiernie ciągnij za dynamometr tak, by element przeciągnąć na drugi skraj płyty. Odczytaj wartość siły, jaką musisz oddziaływać na przedmiot, by element ten przesunąć. Pomiary powtórz dla: płyty posmarowanej smarem stałym, płyty polanej wodą, płyty polanej olejem przekładniowym, płyty zabrudzonej piaskiem. Przeprowadź analizę otrzymanych wyników. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) przygotować dynamometr, zapoznać się ze sposobem odczytu siły, 2) ułożyć na skraju płyty element, np. ciężki młotek o wadze 1 kg, do którego przywiązano linkę z manometrem, 3) wykonać pomiar zgodnie z opisem w zadaniu, 4) powtórzyć pomiary co najmniej trzykrotnie dla tych samych warunków, 5) wyniki zanotować, 6) oczyścić płytę, 7) polać płytę wodą i powtórzyć kroki od 2–6, 8) posmarować płytę smarem stałym i powtórzyć kroki od 2–6, 9) rozprowadzić cienką warstwę oleju przekładniowego i powtórzyć kroki od 2–6, 10) rozprowadzić na płycie piasek i powtórzyć kroki od 2–6, 11) dokonać analizy wyników, zwracając uwagę na wartości siły niezbędnej do przesunięcia określonego elementu. Wyposażenie stanowiska pracy: − płyta traserska, − dynamometr, linka syntetyczna o grubości ok. 2 mm, − próbki smaru, próbki oleju przekładniowego, piasek, woda, − czyściwo, − przybory do pisania.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 17 Ćwiczenie 2 Wykonaj oględziny wskazanego przez nauczyciela elementu maszyny bądź urządzenia. Określ, jakim procesom niszczącym poddawany był ten element. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) określić, jakie procesy występują w trakcie eksploatacji, określić ich charakterystyczne cechy, 2) dokładnie obejrzeć powierzchnię elementu, 3) opisać zauważone wady zauważone na powierzchni elementu, 4) określić, jakie procesy spowodowały powstanie tych wad. Wyposażenie stanowiska pracy: − elementy, na powierzchni których występują efekty utleniania, ścierania, adhezji, zmęczenia, łuszczenia lub pittingu, − lupa, lub mikroskop metalograficzny, − przybory do pisania, − literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia. Ćwiczenie 3 Na podstawie przekazanej przez nauczyciela dokumentacji technicznej określ, jak powinien przebiegać okres docierania. Określ obowiązki personelu technicznego, jakie należy wykonać w trakcie docierania maszyny. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się dokładnie z DTR maszyny wskazanej przez nauczyciela, 2) dokonać analizy terminów wymiany olejów, 3) określić czynności dodatkowe jakie należy wykonywać w okresie docierania maszyny, 4) sprawdzić czy producent maszyny nałożył dodatkowe restrykcje na czas docierania maszyny. Wyposażenie stanowiska pracy: − Dokumentacja Techniczno-Ruchowa maszyn i urządzeń, − przybory do pisania. 4.1.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) określić korzyści, jakie przynosi właściwa eksploatacja maszyn i urządzeń?   2) zidentyfikować procesy występujące w trakcie eksploatacji elementów maszyn i urządzeń   3) opisać procesy występujące w trakcie eksploatacji części maszyn i urządzeń?   4) określić rolę substancji smarujących?   5) określić sposoby zmniejszania siły tarcia?   6) opisać etapy okresu eksploatacji maszyn?   7) określić rodzaje stosowanych smarowań?  
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 18 4.2. Korozja 4.2.1. Materiał nauczania Korozja metali (corrodere – gnicie, toczenie przez organizmy) jest to stopniowe niszczenie metalu pod wpływem chemicznego lub elektrochemicznego oddziaływania czynników środowiskowych. Ogólnie: korozja jest to nieodwracalna reakcja materiału z otoczeniem. Korozja elektrochemiczna – korozja, będąca wynikiem reakcji elektrochemicznych towarzyszących działaniu elektrolitów lub zawilgoconych gazów na metale w warunkach, w których tworzą się ogniwa galwaniczne. Zachodzi w sytuacjach, gdzie stykają się dwa różne metale w specyficznych warunkach środowiskowych. W przypadku korozji elektrochemicznej powstają tzw. ogniwa korozyjne, w których materiał ulega niszczeniu korozyjnemu (utlenieniu), Przykładowo, w przypadku ogniwa wytworzonego ze stali i miedzi zanurzonego w elektrolicie (np. wodzie morskiej), korozji będzie ulegała tylko stal (na jej powierzchni powstawać będą ogniska korozyjne), a na miedzi będzie wydzielał się tylko wodór. Poszczególne metale mają różne potencjały elektrochemiczne i w różnym stopniu są poddają się korozji. Wyróżnia się metale szlachetne o bardzo małym potencjale elektrochemicznym oraz metale nieszlachetne o dużym potencjale elektrochemicznym. Spośród powszechnie stosowanych metali najmniejszym potencjałem elektrochemicznym odznacza się złoto, a największym magnez. Skłonność do korozji elektrochemicznej w istotny sposób zależy od potencjału elektrochemicznego metalu – im wyższy potencjał tym wyższa skłonność do korozji elektrochemicznej. Powłoki szlachetne, np. na stali – niklowe, srebrne, miedziowe, ołowiowe lub chromowe, są tworzone przez metale o dodatnim lub wyższym standardowym potencjale elektrodowym od metalu podłoża. Powłoka taka musi być odpowiednio gruba, gdyż w przypadku odsłonięcia metalu podłoża przez pory w powłoce – wskutek powstawania ogniwa metal podłoża – metal powłoki (rys. 6) – bardzo intensywnie przebiega korozja elektrochemiczna. Rys. 6. Schemat ogniw korozyjnych tworzących się w przypadku uszkodzenia powłoki ochronnej a) katodowej z niklu, b) anodowej z cynku [8] Korozja chemiczna – reakcja materiału (metalu) bezpośrednio z substancją agresywną bez udziału wody, np. korozja zachodząca w środowisku suchych gazów lub w nieelektrolitach. Jest ona wynikiem reakcji chemicznych na granicy faz metal – środowisko. Ze względu na rodzaj zniszczenia korozyjnego wyróżnia się korozję powierzchniową, która może wystąpić na całej powierzchni metalu, korozję miejscową, która występuje w określonych miejscach metalu. Oba rodzaje korozji mają wiele odmian. W przypadku korozji powierzchniowej (rys. 7a) wyróżnia się korozję: − równomierną, pokrywającą powierzchnię metalu równomierną warstwą,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 19 − nierównomierną, występującą w pewnych miejscach powierzchni metalu lub na różnej głębokości. Wśród korozji miejscowych wyróżnia się korozje: − punktową (rys. 7b), występującą w postaci rozsianych punktów w różnych miejscach na powierzchni metalu, − plamową (rys. 7c), tworzącą plamy na powierzchni metalu, − wżerową (rys. 7d), czyli tzw. atak korozyjny skoncentrowany w niektórych miejscach powierzchni metalu, powodujący tworzenie się głębokich wżerów, spowodowanych zróżnicowanym działaniem czynników korozyjnych w różnych miejscach powierzchni metalu, − podpowierzchniową (rys. 7e), rozwijającą się pod powierzchnią metalu lub pod naniesioną na metal powłoką ochronną, − szczelinową (rys. 7f), wywoływaną wnikaniem elektrolitu w szczeliny konstrukcji, w rezultacie tworzenia się tzw. szczelinowych ogniw korozyjnych, − nitkową (rys. 7g), która występuje na powierzchniach metalu pokrytych powłoką ochronną (lakier), w postaci niekrzyżujących są charakterystycznych nitek wychodzących z jednego punktu, zwykle miejsca uszkodzenia powłoki ochronnej wykonanej z innego materiału, − międzykrystaliczną (rys. 7h), która występuje na granicach ziaren kryształów, jest najczęściej powodowana wydzielaniem się odrębnej fazy, zmieniającej skład chemiczny kryształu w miejscu styku ziaren kryształów, − śródkrystaliczną (rys. 7i), rozprzestrzeniającą się w głąb materiału poprzez ziarna kryształów metalu. Rys. 7. Wybrane rodzaje korozji metali: a) powierzchniowa, równomierna, b) punktowa, c) plamowa, d) wżerowa, e) podpowierzchniowa, f) szczelinowa, g) nitkowa, h) międzykrystaliczna, i) śródkrystaliczna [8] W zależności od oddziaływań mechanicznych na materiał stanowiący materiał konstrukcyjny wyróżnia się korozję: − naprężeniową, wywoływaną jednoczesnym oddziaływaniem na metal czynników korozyjnych i statycznych naprężeń rozciągających, − zmęczeniową, wywoływaną jednoczesnym oddziaływaniem na metal czynników korozyjnych i szybkozmiennych naprężeń mechanicznych, − cierną, wywoływaną jednoczesnym oddziaływaniem na metal czynników korozyjnych i tarcia. Obok tych podstawowych rodzajów korozji wyróżnia się wiele rodzajów szczególnych, jak korozja: − biologiczna, wywoływana działaniem produktów procesów fizjologicznych organizmów żywych (roślin lub zwierząt), mikrobiologiczna, wywoływana oddziaływaniem na materiał produktów przemiany materii mikroorganizmów (bakterii, grzybów, drożdży), − gazowa, wywoływana chemicznym oddziaływaniem agresywnych gazów,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 20 − kawitacyjna, wywoływana zjawiskiem kawitacji, niekiedy z jednoczesnym korozyjnym oddziaływaniem agresywnego środowiska, − kontaktowa, występująca na styku dwóch różnych metali, − morska, powstająca w miejscach kontaktu metalu z wodą morską, − radiacyjna, wywoływana jednoczesnym oddziaływaniem na metal czynników korozyjnych oraz promieniowania, − spoin, wywoływana oddziaływaniem na metal czynników korozyjnych i zmianami struktury metalu w miejscach spoin spawalniczych, − wodorowa, wywoływana w wyniku przenikania wodoru w głąb metalu i tworzeniu kawern we wnętrzu metalu oraz powodująca kruchość metalu, − glebowa, wywoływana agresywnym oddziaływaniem składników gleby na metal. W procesach korozji środowiskiem agresywnym są najczęściej: gazy, ciecze lub mieszanina fazy gazowej i ciekłej. Z tego względu, biorąc pod uwagę stan skupienia agresywnego środowiska wyróżnia się: − korozję gazową, − korozję atmosferyczną, − korozję w cieczach, w szczególności w wodzie. Korozja gazowa w środowisku zawierającym jedynie suchy gaz, np. tlen lub powietrze, azot, siarkę i jej związki, spaliny i pary, jest najczęstszym przykładem korozji chemicznej. Procesy korozji chemicznej polegają na niszczeniu metali i stopów wyniku reakcji chemicznych. W odróżnieniu od korozji elektrochemicznej korozja chemiczna przebiega na sucho, bez udziału elektrolitu. Korozja gazowa przynosi szczególnie dotkliwe straty w przemysłach chemicznym, energetycznym, w transporcie samochodowym i lotniczym – wszędzie tam, gdzie wiele elementów konstrukcyjnych jest narażonych na działanie gorących par i gazów. Korozja gazowa powoduje również znaczne straty w procesie wytwarzania metali, głównie wskutek tworzenia się zgorzeliny podczas obróbki plastycznej i cieplnej metali i stopów, zwłaszcza stali, stając się tym samym przedmiotem szczególnego zainteresowania technologów obróbki plastycznej i cieplnej. Rdzewienie – proces korozji żelaza i jego stopów (w tym stali) w rezultacie oddziaływania tlenu i wody, w wyniku którego na powierzchni metalu tworzą się warstewki produktów korozji. Rdza, powstająca w wyniku rdzewienia, tworzy na powierzchni metalu charakterystyczne warstewki kruchych i porowatych uwodnionych tlenków żelaza i magnetytu, nie zabezpieczających metalu przed dalszym rdzewieniem. Czynniki wpływające na szybkość korozji Czynnikami wpływającymi na procesy korozyjne są: − właściwości metalu: skład pierwiastkowy, potencjał elektrochemiczny, zanieczyszczenia, sposób otrzymywania, sposób obróbki, gładkość powierzchni i inne, − otoczenie, z jakim metal ma kontakt: natężenie czynników wywołujących korozję (tlenu, wody, kwasów itp.), − warunki pracy metalu: czynniki zmęczeniowe, tarcie, kształt wyrobu, sposób łączenia (spawanie, zgrzewanie, lutowanie) − temperatura – procesy korozyjne najczęściej ulegają przyśpieszeniu wraz ze wzrostem temperatury, czynnikiem szkodliwym może być także częsta zmiana temperatury metalu lub środowiska, − czas i związane z nim procesy starzenia metalu i powłok ochronnych, a także występujące naprężenia (zmęczenie metalu). W praktyce przemysłowej i eksploatacji pojazdów oraz maszyn problemy związane z korozją najczęściej powstają w następujących przypadkach:
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 21 − długotrwałego magazynowania elementów lub maszyn, w korozyjnie agresywnym środowisku, − stosowania do obróbki elementów cieczy chłodząco-smarujących lub cieczy hartowniczych, zawierających wodę, − wykonywania ręcznych operacji, − transportu elementów. Metody przeciwdziałania korozji metali Do trwałych sposobów ochrony korozyjnej należą procesy chemicznej obróbki powierzchni metali: oksydowanie, fosfatowanie lub powlekania farbą przeciwkorozyjną, czy też galwaniczne pokrywanie metaliczną powłoką. Takie traktowanie powierzchni – zwane też stałą ochroną przed korozją – ma wadę polegającą na tym, że usunięcie tych pokryć nie jest możliwe bez naruszenia powierzchni materiału. Podczas produkcji wyrobów metalowych: łożysk, kół zębatych, przyrządów pomiarowych, narzędzi, części do pojazdów, broni i innych precyzyjnych części maszyn, blach, kształtowników, szyn itp. powstaje problem ich ochrony czasowej przed korozją i rdzewieniem. Problem ten występuje również w przypadku transportu części metalowych (zwłaszcza drogą morską, a także podczas długotrwałego magazynowania, w szczególności w warunkach tropikalnych. Ochrona przed korozją musi być także zagwarantowana w przypadkach, gdy wyroby metalowe są używane okresowo, a następnie długotrwale magazynowane (np. broń). Podstawowe sposoby przeciwdziałania korozji i rdzewienia metali: − dobór odpowiedniego metalu, w zależności od właściwości (agresywności) środowiska, − modyfikacja składu pierwiastkowego metalu, poprzez wprowadzenie domieszek metali lub innych pierwiastków powodujących lepszą odporność na korozję, − nanoszenie na powierzchnię metalu metalicznych powłok ochronnych, odpornych na korozję (np. niklowanie, chromowanie, złocenie itp.), − nanoszenie na powierzchnię metalu niemetalicznych powłok ochronnych, odpornych na korozję (lakierowanie, emaliowanie, cementowanie oraz nakładanie: asfaltu, smoły, parafiny, smarów plastycznych, olejów itp., − zmiana struktury powierzchni metalu lub składu chemicznego warstwy powierzchniowej przez wytworzenie na jego powierzchni związku chemicznego (najczęściej tlenku, fosforanu chromianu itp.) na drodze zabiegów chemicznych lub elektrochemicznych (nawęglanie, oksydowanie, utlenianie anodowe, fosforanowanie, chromianowanie, pasywacja itp.), − ochrona katodowa (anodowa), polegająca na tym, że do chronionej konstrukcji dołącza się zewnętrzną anodę (katodę) w postaci metalu o potencjale elektrodowym niższym (wyższym) niż metal, z którego jest wykonana chroniona konstrukcja (np. cynk w przypadku katodowej ochrony urządzeń wykonanych ze stali), − stosowanie inhibitorów korozji w składzie czynnika agresywnego, a także w składzie środków smarowych, paliw, cieczy eksploatacyjnych, cieczy do obróbki metali, gazów, − osłabienie agresywności środowiska np. poprzez osuszanie powietrza i wiele innych. Szczególnym przypadkiem ochrony metali przed korozją i rdzewieniem jest tzw. ochrona czasowa. Polega ona na konserwacji wyrobów metalowych łatwo usuwalnymi lub nie wymagającymi usuwania środkami konserwacyjnymi oraz na pakowaniu ochronnym. Czasowa ochrona metali przed korozją jest to zespół czynności zabezpieczających przed korozją i rdzewieniem wyrobów metalowych w okresie ich obróbki, montażu, magazynowania, transportu i użytkowania. Przykłady stosowania ochrony czasowej przedstawiono w tabeli 2.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 22 Tabela 2. Zastosowania ochrony czasowej Dział Elementy podlegające ochronie Uzbrojenie broń strzelecka, sprzęt artyleryjski, amunicja, pojazdy bojowe, elektronika, lotnictwo Maszyny łożyska toczne, obrabiarki, silniki, maszyny ciężkie, ciągniki, pojazdy, narzędzia Wyroby hutnicze blachy, taśmy, pręty szlifowane, profile, druty, liny Wyroby różne galanteria metalowa gwintowana, galanteria metalowa, aparatura optyczna precyzyjna, oprzyrządowanie, rury, aparatura chemiczna, pompy, silniki elektryczne, sprzęt elektroniczny, szafy sterownicze, aparatura kontrolna Eksploatacja maszyny rolnicze, samochody osobowe, autobusy, samoloty rolnicze, maszyny budowlane, maszyny górnicze Przeznaczenie ochrona międzyoperacyjna, ochrona krótkookresowa, ochrona długookresowa, kooperacja, transport morski, transport lądowy, transport w warunkach tropikalnych, transport otwarty, magazynowanie w pomieszczeniach, magazynowanie na wolnej przestrzeni, magazynowanie pod wiatą Ważnym elementem czasowej ochrony metali przed korozją i rdzewieniem jest stosowanie właściwie dobranych środków konserwacyjnych – środków czasowej ochrony metali przed korozją. Środki czasowej ochrony przed korozją – substancje nakładane na powierzchnie metalowe lub powłoki ochronne niemetaliczne, tworzące na powierzchni łatwo usuwalne lub nie wymagające usuwania powłoki, chroniące metal przed korozją w określonym środowisku i ograniczonym czasie. Jako środki ochrony czasowej metali przed korozją najczęściej są stosowane: − oleje mineralne z pakietem dodatków – oleje konserwacyjne, − oleje konserwacyjne z rozpuszczalnikiem, − smary węglowodorowe lub zawierające zagęszczacz mydlany z pakietem dodatków – smary konserwacyjne, − smary konserwacyjne z rozpuszczalnikiem, − roztwory wosków lub lanoliny z pakietem dodatków, − substancje syntetyczne tworzące film cienki lub ultracienki będące zazwyczaj specjalnym inhibitorem korozji roztworzonym w odpowiednim rozpuszczalniku, − wodne emulsje zawierające środek konserwacyjny. Środki ochrony czasowej, obok składników podstawowych, a w określonych przypadkach rozpuszczalnika, zawierają dodatki: inhibitory korozji – związki chemiczne, powodujące zahamowanie bądź spowolnienie reakcji chemicznych, inhibitory utlenienia, substancje zwilżające, biocydy – substancje i preparaty biobójcze wykorzystywane w celu ochrony szkodliwymi czynnikami biologicznymi, barwniki, a w przypadku smarów konserwacyjnych także zagęszczacze. W praktyce rozróżnia się następujące typy środków ochrony czasowej: − przeciwkorozyjne nie zawierające rozpuszczalników, − przeciwkorozyjne zawierające rozpuszczalniki, − przeciwkorozyjne mieszające się z wodą lub tworzące z nią emulsje. Środki pierwszego typu, ochrony przed korozją, są to konserwacyjne (przeciwkorozyjne) oleje ochronne. Zawierają one oleje mineralne z dodatkiem, lub nie, inhibitorów korozji. W zależności od wprowadzonych dodatków i lepkości olejów użytych jako baza, tworzą filmy o różnej trwałości, o oleistym charakterze. Stosowane są do długoterminowej konserwacji wewnętrznych powierzchni bardzo małych części, małych maszyn, hydrauliki, części napędów itd. Konserwowane elementy powinny być zapakowane lub przykryte podczas składowania w zamkniętych pomieszczeniach. Specjalną odmianą środków ochrony czasowej są oleje ochronne z zawartością inhibitorów korozji, rodzaju VCI (VCI – Volatile Corrosion
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 23 Inhibitor – lotny inhibitor korozji), zwanymi inhibitorami w fazie parowej (gazowej). Inhibitory te powodują dodatkowe tworzenie kompleksów na powierzchniach metali. Chronią one powierzchnie elementów konstrukcyjnych, niewystarczająco chronionych przez film ochronny. Do kolejnej grupy środków ochrony przed korozją zalicza się mineralne oleje emulgujące z wodą, do których najczęściej wprowadzono substancję ułatwiającą tworzenie emulsji – tzw. emulgator. Tworzą one z wodą stabilne lub półstabilne emulsje. Emulsje te mogą być nanoszone przez natrysk lub drogą zanurzenia. Półstabilny typ emulsji rozdziela się bezpośrednio po zetknięciu z metalem: olej tworzy tu równomierny film przeciwkorozyjny, a woda samoczynnie opuszcza chroniony przedmiot. Olejowy film bardzo trudno miesza się na powrót z wodą, co chroni przedmiot przed zmywaniem. Stosowanie tego typu środków ochrony czasowej zaleca się przy wewnątrzzakładowej konserwacji małych elementów i półfabrykatów lub ogólnie – do krótkotrwałej ochrony przed korozją. W składzie środków ochrony czasowej najistotniejszym dodatkiem (składnikiem) są inhibitory korozji. Skład inhibitorów korozji najczęściej jest ściśle chronioną tajemnicą producenta i bywa ujawniany tylko w przypadku, gdy powoduje szczególne zagrożenia dla ludzi lub środowiska. Wyróżnia się inhibitory korozji jonowe i niejonowe (organiczne). W większości przypadków mechanizm działania jonowych inhibitorów korozji polega na spowolnieniu korozji elektrochemicznej (katodowej lub anodowej) na powierzchni metalu. Organiczne inhibitory korozji są natomiast adsorbowane na powierzchni metalu, tworzą szczelną powłokę, wypierają wodę i elektrolity, chroniąc w ten sposób przed procesami elektrochemicznymi. Inhibitory korozji przylegają do czystej powierzchni metalu, natomiast nie przylegają do powierzchni utlenionej. Wynika z tego, że środki zawierające inhibitor korozji powinny być nakładane na czystą powierzchnię, możliwie szybko po obróbce metalu. Niektóre środki ochrony czasowej zawierają składniki powodujące wypieranie wody z powierzchni metalu. Mechanizm działania tego typu substancji wynika z większej niż w przypadku wody zwilżalności metalu. W praktyce przemysłowej są stosowane następujące metody nanoszenia środka konserwacyjnego na części, przeznaczone do ochrony czasowej: − zanurzenie elementu w kadzi ze środkiem konserwującym, − natrysk na powierzchnię, − malowanie pędzlem (smarowanie). W praktyce przemysłowej i eksploatacyjnej, środki czasowej ochrony metali często są klasyfikowane wg zapewnianego czasu ochrony metalu przed korozją do ochrony: − długookresowej (powyżej 18 miesięcy), − średniookresowej (6 do 18 miesięcy), − krótkotrwałej (do 6 miesięcy). Wyróżnia się również środki do ochrony międzyoperacyjnej (kilka dni), stosowane w przypadku konieczności konserwacji wykonywanych części między kolejnymi operacjami obróbki lub montażu. Z punktu widzenia konsystencji i składu chemicznego praktycy dzielą środki ochrony czasowej na: − oleje konserwacyjne, − półpłynne smary ochronne, − smary ochronne twarde lub maziste, − smary ochronne w rozpuszczalniku, − środki na bazie wosków mineralnych lub syntetycznych, − roztwory lanoliny w rozpuszczalnikach lub inne preparaty lanolinowe, − środki myjąco-konserwacyjne, − wodne roztwory środków ochrony czasowej.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 24 Od środków do ochrony czasowej przed korozją wymaga się następujących właściwości eksploatacyjnych: − skutecznej ochrony przed korozją w ustalonym okresie, − zdolności wypierania wody z powierzchni metalu, − określonych właściwości reologicznych (odpowiednia lepkość i temperatura płynięcia), − dużych możliwości kryjących, − dobrej zwilżalności i przyczepności do chronionych powierzchni, − braku wrażliwości na zmienne warunki środowiska, − braku reakcji chemicznych w kontakcie z powietrzem i wodą, − możliwości kontrolowania równomierności warstwy ochronnej, − łatwości nanoszenia na powierzchnię metalu, − łatwości usuwania warstwy ochronnej, − odporności na utlenianie i stabilności chemicznej, − braku szkodliwego działania na organizm człowieka, − odporności na rozwój mikroorganizmów (szczególnie w przypadku środków stosowanych w warunkach tropikalnych), − dobrych właściwości przeciwzużyciowych (w przypadku środków konserwacyjno– eksploatacyjnych), − odpowiednio wysokiej temperatury zapłonu (w przypadku środków zawierających rozpuszczalnik). Od środków ochrony czasowej wymaga się dobrej zwilżalności powierzchni przeznaczonych do ochrony, a w przypadku środków rozpuszczalnikowych, po odparowaniu rozpuszczalnika pokrycie powinno być ciągłe, nie wykazywać pęknięć. Szczegółowe wymagania na środki ochrony czasowej metali są najczęściej precyzowane normami producentów. Jedynie wielcy użytkownicy jak wojsko, kolej oraz wielcy producenci metali stosują swoje własne wymagania, często bardzo szczegółowe. Dobór środków ochrony czasowej do poszczególnych zastosowań powinien uwzględniać: − warunki środowiskowe w procesie produkcyjnym, − warunki klimatyczne, − cechy konstrukcyjne i rodzaj chronionych materiałów, − wymagane okresy ochrony. W większości przypadków uwzględnienie tych czynników jest złożonym problemem technicznym rozwiązywanym na podstawie badań lub doświadczenia ekspertów. Norma PN– 71/H–04651 wyróżnia pięć stopni agresywności środowiska: − o bardzo łagodnym działaniu korozyjnym, odpowiadające najlżejszym warunkom użytkowania, − o lekkim działaniu korozyjnym, odpowiadające lekkim warunkom użytkowania, − o umiarkowanym działaniu korozyjnym, odpowiadające średnim warunkom użytkowania, − o silnym działaniu korozyjnym, odpowiadające ciężkim warunkom użytkowania, − o bardzo silnym działaniu korozyjnym, odpowiadające wyjątkowo ciężkim warunkom użytkowania. Na podstawie stopnia agresywności korozyjnej lub tzw. kryptoklimatu – przestrzeni pomiędzy produktem a opakowaniem, określa się stopień agresywności korozyjnej środowiska w odniesieniu do wyrobów pokrytych środkami ochrony czasowej. Pojęcie kryptoklimatu, precyzujące warunki magazynowania jest ściśle określone w odpowiednich normach. Na podstawie ustalonego stopnia agresywności korozyjnej oraz rodzaju metalu są dobierane odpowiednie środki ochrony czasowej. Dobór środka ochrony czasowej powinien
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 25 wykonywać specjalista z tego zakresu, uwzględniając stopień agresywności korozyjnej środowiska i rodzaj chronionego metalu oraz planowany okres przechowywania. Inne sposoby ochrony przed korozją Ochrona przed korozją może polegać również na ograniczeniu oddziaływania środowiska korozyjnego na pracujące elementy maszyn i urządzeń. Przykładem może być odpowiednie uzdatnienie wody stosowanej w urządzeniach energetycznych, głównie w kotłach. Podobnie w procesach obróbki cieplnej, można uniknąć tworzenia się zgorzeliny, przez zastosowanie atmosfer ochronnych w urządzeniach do tej obróbki. 4.2.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie skutki powoduje korozja? 2. Jakie czynniki przyśpieszają proces korozji? 3. Jakie znasz rodzaje korozji? 4. Jakie znasz metody przeciwdziałania korozji? 5. Jakimi substancjami pokrywa się elementy by spowolnić korozję? 6. Jakimi substancjami pokrywa się elementy by wyeliminować korozję? 7. W jakich metalach proces korozji nie występuje? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Określ typy korozji występujące na zgromadzonych, częściowo skorodowanych płytkach. Określ, jakimi środkami można ograniczyć – spowolnić efekty korozji. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) na kartce wypisać występujące typy korozji, 2) przypomnieć sobie, jakimi cechami każdy typ korozji się charakteryzuje, 3) zidentyfikować ogniska korozji, dokładnie oglądając ponumerowane płytki, 4) w razie potrzeby rysikiem sprawdzić głębokość i kształt danego ogniska, 5) sporządzić notatki. Wyposażenie stanowiska pracy: − zestaw częściowo skorodowanych płytek (co najmniej 5 próbek z różnymi rodzajami korozji, warto, by znalazły się tam próbki z korozją powierzchniową, wżerową, punktową plamową, szczelinową lub inne dostępne), − szkło powiększające lupa, rysik, − przyrządy do pisania.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 26 Ćwiczenie 2 Przygotuj cztery próbki ze stali St3 i umieść je w 4 różnych środowiskach. Sprawdź, w jakich warunkach proces korozji rozwija się najszybciej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) przygotować 4 próbki o dowolnym kształcie z materiału St3, 2) bardzo dokładnie opiłować powierzchnie próbek tak, by usunąć ewentualne warstwy ochronne, 3) rozłożyć dokładnie oczyszczone płytki: pierwszą położyć na parapecie, drugą zamknąć w pojemniku z wodą tak, by cała próbka była zanurzona w wodzie, trzecia powinna być w zamkniętym słoiku, w którym znajduje się około 1/10 objętości wody, a płytka ułożona jest tak, by wody nie dotykała, czwarta powinna być umieszczona w kuwecie, na dnie której rozłożona jest lignina, nasączona wodą, 4) obserwować przez miesiąc płytki, na każdej zajęć sprawdzać i w razie potrzeby uzupełniać poziom wody kuwecie i słoikach, 5) po miesiącu dokonać analizy, w jakich warunkach korozja rozwinęła się najszybciej, a w jakich najwolniej. Wyposażenie stanowiska pracy: − imadło, pilnik, papier ścierny, − kawałki blachy o grubości ok. 3 mm o powierzchni ok. 16 cm2 , − 2 słoiki, kuweta lignina, woda, − lupa, rysik, − przybory do pisania. Ćwiczenie 3 Wykonaj ochronę antykorozyjną czasową wskazanego przez nauczyciela elementu, który będzie magazynowany w pracowni, przez okres 1 roku. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) dokonać analizy zgromadzonych materiałów oraz warunków, w jakich należy prace wykonywać, 2) wybrać metodę ochrony antykorozyjnej na podstawie zgromadzonych materiałów i przyrządów, 3) określić procedurę nakładania warstw ochronnych, oraz sporządzić listę narzędzi, 4) nałożyć warstwę ochronną. Wyposażenie stanowiska pracy: − częściowo skorodowana próbka, − pędzle różnej szerokości i kształtu, wałki gąbkowe, wałki do farb emulsyjnych, papier ścierny, szczotka stalowa, imadło, preparat do odtłuszczania, − rozpuszczalniki dostosowane do rodzaju zgromadzonych farb, próbki farby podkładowej, farby nawierzchniowej, farby emulsyjnej.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 27 4.2.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) rozróżnić typy występującej korozji?   2) określić warunki, które mają wpływ na szybkość postępowania korozji?   3) określić środki, które można zastosować na etapie produkcji w celu spowolnienia powstawania korozji?   4) wykonać warstwę ochronną?   5) określić środki, które można zastosować w częściowo już skorodowanych elementach w celu spowolnienia powstawania korozji?  
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 28 4.3. Eksploatacja obrabiarek 4.3.1. Materiał nauczania Prawidłowa eksploatacja obrabiarek zapewnia długie użytkowanie przy zachowaniu parametrów eksploatacyjnych gwarantowanych przez producenta. Eksploatacja nowej obrabiarki zaczyna się od prawidłowego transportu na miejsce posadowienia. W Dokumentacji Techniczno-Ruchowej (DTR), producent podaje ciężar obrabiarki, sposób umieszenia zawiesi (uchwyty, linki wykorzystywane w czasie przenoszenia i podnoszenia), i pozycję transportową. Przygotowanie obrabiarek do pracy Rys. 8. Plan fundamentu szlifierki do płaszczyzn. 1 – śruba nastawcza, 2 – nakrętka kontrująca, 3 – płytka fundamentowa, 4 – śruba fundamentowa [9]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 29 Kolejnym etapem jest ustawienie na fundamencie i poziomowanie. Dokładność poziomowania powinna wynosić zazwyczaj 0,02 mm na 1 m. Poziomowanie powinno przeprowadzać się w obu osiach X i Y. Fundament, wykonany z betonu lub żelbetu przekazuje na podłoże gruntowe całość obciążeń maszyny. Pod wpływem przekazywanych obciążeń może dochodzić do odkształceń gruntu, co z kolei może powodować osiadanie. W związku z tym dobór odpowiedniego rozwiązania fundamentu (sposobu posadowienia maszyny) ma zapewnić: − minimalne i równomierne osiadanie maszyny oraz jej stateczność, − właściwą głębokość posadowienia (na warstwie gruntu o odpowiedniej nośności i poniżej głębokości przemarzania gruntu), − łatwość wykonania, − tłumienie drgań wytwarzanych przez maszynę, − dostosowanie do lokalnych warunków nośności gruntów. Konstrukcja fundamentów jest zróżnicowana, w zależności od działania maszyny. Inne są fundamenty pod maszyny udarowe (młoty), maszyny z masami wirującymi, maszyny o działaniu korbowym, pompy, czy urządzenie walcownicze. Plan fundamentu, wytyczne jego wykonania, rozmieszczenie i wymiary kotw fundamentowych znajdują się w DTR maszyny. W przypadku braku DTR, fundament powinien być zaprojektowany przez uprawnionego projektanta. Maszynę można ustawiać na fundamencie dopiero po całkowitym związaniu betonu (ok. 28 dni). Po posadowieniu maszyny na fundamencie następuje poziomowanie. Istnieją różne systemy poziomowania stosowane przez wytwórców obrabiarek: − za pomocą płytek fundamentowych, − klinów poziomujących, − samonastawnych stóp fundamentowych (rys.9 a, b), − podkładek regulacyjnych (rys 9 c), − podkładek fundamentowych wylewanych z żywic epoksydowych (rys. 9 d). a) b) c) d) Rys. 9. Sposoby poziomowania maszyn. a – samonastawna stopa fundamentowa, b – przykład zastosowania stopy fundamentowej, c – zestaw podkładek regulacyjnych różnych rozmiarów i grubości, d – wylewanie podkładki fundamentowej z żywicy epoksydowej [9] Posadawianie maszyn i urządzeń na podkładkach fundamentowych odlewanych z tworzywa polega na ustawieniu maszyny w wymaganym położeniu przy pomocy klinów lub śrub odciskowych i wykonaniu pomiędzy fundamentem a podstawą maszyny odpowiednich gniazd zalewowych. Gniazda te wypełnia się następnie ciekłym tworzywem EPY (kompozycja wymieszana z utwardzaczem), które po utwardzeniu tworzy podkładki
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 30 fundamentowe ściśle dopasowane do powierzchni oporowych fundamentu i podstawy maszyny. Po napięciu, uprzednio luźno włożonych śrub fundamentowych, otrzymuje się gotowe złącze fundamentowe, które zapewnia dokładne i niezawodne ustawienie maszyny w okresie długotrwałej eksploatacji. Obecnie w wielu przypadkach można zrezygnować z wylewania fundamentów. W wielu zakładach obrabiarki i inne urządzenia ustawiane się na stopach antywibracyjnych z przekładkami elastomerowymi – wibroizolatorach (rys. 10). Dobór odpowiedniego wibroizolatora wymaga znajomości masy maszyny, jej rozkładu na poszczególne stopy, charakteru pracy, kierunków występujących drgań, ich częstotliwości, wysokości środka ciężkości. Obecnie dostępnych jest kilkaset rodzajów wibroizolatorów o nośności od kilkunastu do kilkunastu tysięcy kilogramów, co pozwala stosować wibroizolator do większości obrabiarek. Zalety stóp antywibracyjnych: − pewne i bezpieczne ustawienie maszyn i urządzeń, − możliwość łatwego ustawienia i konfiguracji parku maszynowego (w razie ewentualnych zmian nie ma konieczności zrywania fundamentów maszyn, które stoją na wibroizolatorach), − ochrona pracowników obsługujących maszynę, − ochrona fundamentów – drgania nie przenoszą się na pozostałe części budynku, − ochrona podzespołów maszyny jak również pobliskich maszyn i urządzeń, − zmniejszenie hałasu, poprawę komfortu pracy, − spełnienie wymagań i norm bezpieczeństwa pracy. Rys. 10. Przekrój stopy antywibracyjnej [9] Złe posadowienie i fundamentowanie wywołują naprężenia w korpusie obrabiarki. Naprężenia te powodują z kolei niewspółosiowości, wichrowanie osi otworów wykonanych w czasie obróbki korpusu. Powoduje to naprężenia w węzłach łożyskowych wałów przekładni zębatych, śrub pociągowych i prowadnic tocznych. Skutkiem tych naprężeń jest głośna praca węzłów, grzanie się i szybkie zużycie elementów tocznych. Złe fundamentowanie jest również przyczyną błędów geometrycznych płaszczyzn łóż i prowadnic ślizgowych. To prowadzi do złej współpracy z saniami suportów lub stołów. Co przyczynia się to do utraty współosiowości, równoległości i prostopadłości ruchów roboczych narzędzi i przedmiotu obrabianego, a to powoduje błędy geometryczne przedmiotu obrabianego. Osobnym zagadnieniem jest przenoszenie się wytwarzanych drgań na podłoże i przejmowanie drgań z podłoża na korpus maszyny. Charakter pracy maszyn do obróbki plastycznej takich jak wszelkiego rodzaju młoty, walcarki, prasy, nożyce gilotynowe sprzyja generowaniu drgań niejednokrotnie o dużej energii. Nieodpowiednio zaprojektowany lub
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 31 wykonany fundament w czasie pracy takiej maszyny staje się źródłem drgań przenoszonych przez grunt niejednokrotnie na duże odległości. Mogą one być przyczyną powstawania błędów obróbkowych na obrabiarkach skrawających na innym wydziale. W skrajnych przypadkach mogą być przyczyną niszczenia konstrukcji hali. Natomiast obrabiarki szybkoobrotowe mogą powodować drgania o dużej częstotliwości, których niedostateczne tłumienie przez fundament ma ujemny wpływ na dokładność obróbki, żywotność maszyny i bezpieczeństwo obsługi. Następnym etapem jest odkonserwowanie maszyny przy pomocy odpowiednich płynów i wytarcie czyściwem. Ważne jest, aby przed odkonserwowaniem nie przesuwać sań i suportów. Następnie przesmarować olejem maszynowym wszystkie płaszczyzny ślizgowe i powierzchnie niemalowane. Dalszym etapem jest napełnianie płynami roboczymi według DTR. Po przyłączeniu do sieci elektrycznej należy sprawdzić kierunki obrotów silników, działanie sterowania i poszczególnych mechanizmów obrabiarki. Docieranie Przez około pierwszych 200 godzin pracy następuje tzw. docieranie mechanizmów obrabiarki. W tym czasie powinno się obserwować pracę maszyny, sprawdzać temperaturę łożysk wrzeciona i odgłosów pracy przekładni. Podczas okresu docierania nie wolno stosować obróbki przy maksymalnych parametrach pracy. Po okresie docierania należy skontrolować wypoziomowanie, wymienić oleje zgodnie z DTR, wymienić lub wyczyścić, zależnie od konstrukcji, filtry oleju, sprawdzić połączenia śrubowe. Dokumentowanie pracy obrabiarki Każda maszyna powinna mieć prowadzoną dokumentację eksploatacyjną. Powinny się w niej znajdować DTR, certyfikat CE lub wymagań minimalnych bezpieczeństwa, aktualne protokoły pomiarów ochrony przeciwporażeniowej, protokół przekazania eksploatacji, terminarz oględzin i przeglądów, dokumentacja przeprowadzonych remontów, dokumentacja awarii i napraw, protokoły odbioru technicznego po przeprowadzonym remoncie. Każda przeróbka układu sterowania lub konstrukcji, wpływająca na bezpieczeństwo obsługi musi być zakończona przeprowadzeniem analizy, czy maszyna po przeróbce spełnia wymagania bezpieczeństwa CE lub wymagań minimalnych bezpieczeństwa. Smarowanie Jednym z podstawowych warunków prawidłowej pracy i dobrej konserwacji jest przestrzeganie właściwego smarowania obrabiarki przy zastosowaniu odpowiednich smarów i olejów oraz uzupełnianie nimi zbiorników i wymiana w wymaganych odstępach czasu. Smarowanie smarem stałym jest uproszczonym i oszczędnym rodzajem smarowania, jako że środek smarny jest łatwiej utrzymywany w łożysku. Ten rodzaj smarowania eliminuje konieczność stosowania skomplikowanego i kosztownego systemu doprowadzania i odprowadzania środka smarnego. Ważne jest uszczelnienie łożyska, aby wyeliminować możliwość wniknięcia zanieczyszczeń oraz utrzymać smar w obrębie łożyska. Smarowanie smarem stałym przeprowadza się okresowo przy zastosowaniu różnego rodzaju smarownic lub poprzez demontaż węzła łożyskowego i całkowitą wymianę smaru połączoną z myciem łożyska i oprawy. Wielu producentów środków smarnych obecnie oferuje smarownice automatyczne, dozujące środek w sposób ciągły do łożyska. Zasada działania smarownic automatycznych Po wkręceniu aktywatora generator gazu, wpada on do płynnego elektrolitu (znajdującego się w elastycznym zbiorniku) i zapoczątkowuje w ten sposób reakcję chemiczną, powodującą wydzielanie się gazu, którego ciśnienie działając na tłok powoduje
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 32 ciągłe wyciskanie smaru do punktu smarownego. Całkowite opóźnienie samoczynnej smarowniczki sygnalizuje wskaźnik wyładowania. Czas pracy zależy od typu oraz rodzaju smarownicy (rys. 11) i wynosi od 1 miesiąca do roku. Rys. 11. Smarownica automatyczna [9] Smarowanie olejowe jest zwykle stosowane przy większych prędkościach roboczych, przy których jest wymagane bardziej efektywne rozpraszanie ciepła. Wybór właściwej lepkości oleju jest ważny do optymalizacji żywotności i poprawności pracy łożyska i elementów współpracujących. Stanowczo zaleca się filtrowanie oleju, jako że zanieczyszczony olej skraca żywotność łożysk i pogarsza ich pracę. Zaleca się regularne sprawdzanie oleju i filtrów i wymianę, kiedy tylko jest to konieczne.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 33 Rys. 12. Instrukcja smarowania szlifierki do płaszczyzn typu SPD 30 [9]
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 34 Olejom do przekładni przemysłowych są stawiane następujące wymagania ogólne: − dobre właściwości przeciwzużyciowe, − dobre właściwości przeciwzatarciowe – zdolność do przenoszenia dużych nacisków jednostkowych i obciążeń udarowych, − odpowiednie do warunków pracy oleju, uwzględniające ekstremalne warunki pracy (najniższe i najwyższe temperatury), − brak skłonności do pienienia, − dobre właściwości ochronne przed korozją i rdzewieniem, − dobre właściwości adhezyjne, − odporność na wymywanie wodą (zwłaszcza w przypadku olejów do przekładni otwartych, łańcuchów, przegubów itp. mających kontakt z atmosferą), − dobre właściwości antyutleniające, − kompatybilność z materiałami konstrukcyjnymi przekładni, co ma istotne znaczenie zwłaszcza w przypadku, gdy środek smarny zawiera dodatki uszlachetniające, które mogą przyśpieszać korozję niektórych metali. W obrabiarkach występuje od kilkunastu do kilkudziesięciu punktów smarowania, a przy dużych centrach obróbczych ich liczba wynosi ponad sto. Miejsca dostarczenia środków smarnych można sklasyfikować na: − smarowane smarem stałym okresowo – łożyska silników, łożyska śrub pociągowych, prowadnic tocznych, osie dźwigni, powierzchnie krzywek, przeguby, koła zębate przekładni otwartych, niektóre sprzęgła itp., − smarowane olejem z instalacji smarowania obiegowego – łożyska wrzeciona, łożyska przekładni zębatych, koła zębate przekładni zamkniętych, − smarowane z centralnego układu smarowania – łoża, prowadnice. Na rys. 12 przedstawiona jest instrukcja smarowania szlifierki do płaszczyzn SPD 30 sporządzona przez producenta. Instrukcja taka jest integralną częścią dokumentacji techniczno-ruchowej (DTR). W przypadkach zaistnienia konieczności doboru do smarowania przekładni środka smarnego innego niż dotychczas stosowany, należy kierować się przede wszystkim zaleceniami producenta przekładni. Zazwyczaj producent przekładni podaje podstawowe charakterystyki zalecanego środka smarnego. W aktualnie produkowanych przekładniach jest zazwyczaj podana klasa jakościowa oleju, zgodnie z klasyfikacją ISO 6743–6 oraz klasa lepkościowa wg ISO 3448. W takiej sytuacji dobór środka smarnego polega na porównaniu wymagań producenta przekładni z danymi katalogowymi środka smarnego. Zazwyczaj częścią instrukcji smarowania jest tabela zamienników olejów i smarów różnych producentów, zalecanych przez wytwórcę obrabiarki. 4.3.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie znasz sposoby posadowienia obrabiarek? 2. Jakie znasz sposoby poziomowania obrabirek? 3. Jakie zadania realizują stopy antywibracyjne? 4. Na czym polega odkonserwowanie maszyny? 5. Jakie zdarzenia należy opisywać w Dokumentacji Techniczno-Ruchowej? 6. Dlaczego regularnie smaruje się maszyny (zgodnie z DTR)?
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 35 4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Wskaż, korzystając z DTR, wszystkie punkty, które należy smarować. Zidentyfikuj próbki smarów i olejów i wskaż, którą substancję smarującą należy zastosować w danym punkcie smarownym. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z dokumentacją techniczną maszyny, 2) zidentyfikować wszystkie punkty smarowne, sprawdzić poziom olejów (jeżeli w maszynie występują zbiorniki olejowe), 3) spośród zgromadzonych próbek substancji smarnych (oznakowanych) wybrać odpowiednią substancję smarną i przyporządkować do wybranego miejsca. Wyposażenie stanowiska pracy: − maszyna lub urządzenie dowolnego typu: np. frezarka, piła ramowa, itp, − dokumentacja techniczna danej maszyny, − kilka próbek z opisanymi parametrami takimi jak: oznaczenie zgodne z PN, lepkość, gęstość, temperatura pracy, itp. − literatura wymieniona w rozdziale 6 poradnika dla ucznia. Ćwiczenie 2 Przygotuj łożysko do dalszej pracy. Usuń z niego ewentualne zanieczyszczenia oraz nasmaruj je. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) za pomocą czyściwa oczyścić łożysko ze smaru, 2) rozpuścić resztki smaru, który pozostał między kulkami, 3) sprawdzić, czy cały smar z zanieczyszczeniami został usunięty, 4) dobrać i nałożyć nowy smar do łożyska, 5) rozprowadzić wprowadzony smar, skonsultować z nauczycielem ilość smaru, jaki winien pozostać. Wyposażenie stanowiska pracy: − zanieczyszczone opiłkami łożysko, − stanowisko do mycia łożysk, − próbki smarów i olejów. Ćwiczenie 3 Na przygotowanym wcześniej miejscu (o ile tego dokumentacja wymaga) zamontuj wiertarkę stołową. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z DTR,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 36 2) określić sposób mocowania, 3) przygotować plan montażu maszyny, 4) przygotować odpowiednie narzędzia i urządzenia, 5) przeprowadzić analizę zagrożeń, jakie mogą wystąpić w trakcie podnoszenia maszyny, opuszczania jej oraz montażu, wziąć pod uwagę położenie środka ciężkości maszyny, 6) ustawić na przygotowanym miejscu wiertarkę, 7) sprawdzić ustawienie maszyny (odpowiednie wypoziomowanie maszyny, prawidłowe ustawienie wiertarki względem uchwytów, 8) przykręcić wiertarkę, ponownie sprawdzić jej ustawienie. Wyposażenie stanowiska pracy: − wiertarka stołowa (lub inna maszyna np. tokarka stołowa, szlifierka-ostrzałka), − dokumentacja DTR maszyny, − poziomnica, − śruby mocujące oraz klucze do ich montażu, − literatura wymieniona z rozdziału 6 poradnika dla ucznia. 4.3.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) zaplanować proces posadowienia obrabiarek?   2) odczytać symbole i oznaczenia zawarte w dokumentacji technicznej?   3) określić szczególne warunki, jakie winny być spełnione w czasie docierania maszyny?   4) odczytać i zinterpretować zapisy instrukcji smarowania maszyny?   5) dobrać na podstawie oznaczeń właściwe substancje smarne?  
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 37 4.4. Obsługa techniczna 4.4.1. Materiał nauczania Eksploatowanie maszyn i urządzeń jest to użytkowanie, maszyn i urządzeń, w celach produkcyjnych, transportowych, usługowych itp. Eksploatacja – jest to działanie (proces) realizowane od chwili wytworzenia maszyny do chwili jej fizycznej likwidacji. Zasadniczym okresem eksploatacji jest okres przydatności użytkowej maszyny, jej zdolności do osiągania określonych celów (eksploatowania). Do zasadniczych cech maszyny, stanowiących o przydatności maszyny do eksploatacji zalicza się: niezawodność, trwałość, wytrzymałość, wrażliwość na przeciążenia, łatwość obsługiwania. Obsługiwanie techniczne maszyn – czynności niezbędne do zachowania wszystkich mechanizmów maszyny w stanie pełnej sprawności technicznej w okresie eksploatowania oraz do ograniczenia do minimum intensywności zużywania się części i mechanizmów. Wyróżnia się obsługę: jednokrotną, eksploatacyjną, międzyremontową, sezonową, okresową i codzienną (bieżącą). Dla prawidłowego eksploatowania maszyny jest niezbędna znajomość jej aktualnego stanu technicznego, pozwala to na podejmowanie właściwych decyzji, dotyczących: dalszego eksploatowania, wyłączenia z ruchu, naprawy lub podjęcia innych prawidłowych działań zaradczych. Obsługa maszyn i urządzeń – to wszystkie zabiegi związane z podtrzymywaniem lub przywracaniem obsługiwanemu obiektowi jego zdolności użytkowej. W zależności czasu pracy maszyny, czynności obsługowe dzielimy się na: − obsługę jednokrotną – wykonuje się tylko raz podczas przyjmowania urządzenia do eksploatacji lub wycofywania go z użytkowania, − obsługę codzienną, która obejmuje sprawdzenie: czystości maszyn, częstotliwości i jakości smarowania, działanie poszczególnych mechanizmów, założonej dokładności pracy, stanu osłon ochronnych i ogólnego bezpieczeństwa pracy, − obsługa okresowa polega na dokonywaniu przeglądów i konserwacji, ewentualnej wymianie podzespołów maszyn. Zadaniem obsługi okresowej są zabiegi wykonywane cyklicznie, zgodnie z ustalonym harmonogramem, po upływie określonego czasu pracy maszyny. Polegają one na kontrolowaniu stanu technicznego maszyn i usuwaniu zauważonych wad oraz usterek, ustaleniu stopnia zużycia części i mechanizmów maszyny oraz sprawdzeniu, czy mechanizmy nie zostały nadmiernie rozregulowane. W ten sposób można zapobiec ewentualnym uszkodzeniom lub awariom. Terminy przeprowadzania obsług okresowych ustalane są przez służby remontowe i uzgadniane z kierownikami działów produkcyjnych i pomocniczych, przy czym powinny one być uwzględnione również w rocznym planie przeglądów oraz w miesięcznym harmonogramie obsług okresowych. Okres międzyremontowy – czas od początku eksploatowania maszyny do momentu remontu lub czas od jednego remontu do kolejnego. Eksploatowanie według ustalonego resursu stosuje się w przypadku maszyn i środków transportu o bardzo dużym znaczeniu, np. samolotów, reaktorów atomowych itp. Wyróżnia się eksploatowanie wg resursu kalendarzowego, w przypadku którego jest określony dopuszczalny okres pracy, wyrażony w latach, miesiącach itp. oraz wg tzw. resursu godzinowego, określającego dopuszczalny, rejestrowany czas pracy maszyny. W przypadkach niektórych maszyn jest ustalany zarówno resurs kalendarzowy jak i godzinowy. Eksploatowanie według stanu technicznego ma miejsce wówczas, gdy w sposób ciągły lub okresowy jest monitorowany stan techniczny maszyny (środka transportu) i na tej podstawie są podejmowane decyzje, co do dalszego
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 38 eksploatowania lub podjęcia innych działań zaradczych, np. remontu, wymiany detali podzespołów, czy oleju. Systemy mieszane polegają na okresowym monitorowaniu stanu maszyny (środka transportu) i na podstawie rezultatów oceny, podejmowaniu decyzji o wydłużeniu resursu godzinowego i kalendarzowego. Monitorowanie i wydłużanie resursu może być dokonywane wielokrotnie. W czasie eksploatowania maszyna jest obsługiwana. Aby maszyna była eksploatowana optymalnie pod względem kosztów, należy dążyć do maksymalnego wydłużenia okresu przydatności użytkowej (okresu międzyremontowego) przy minimalizowaniu kosztów obsługiwania technicznego lub kosztów produkcji detali. Podejście lansowane powszechne przed II wojną światową polegało na tym, że obiekt naprawia się lub wymienia dopiero po wystąpieniu uszkodzenia. Przy tym podejściu prace produkcyjne wykonuje się stale pomijając okresy przeznaczone na konserwacje i naprawę. Na etapie planowania rezerwowano cały czas na wykonywanie prac produkcyjnych. Wówczas w przypadku wystąpienia awarii, przerywano produkcję, nie wywiązywano się z przyjętych zamówień, co doprowadzało do obniżenia renomy firmy. Od połowy XX wieku wdrażano w większości zakładów zasadę prewencyjnych działań, mającą za zadanie nie dopuścić do powstania uszkodzenia. Wprowadza się na podstawie obserwacji pojęcie przewidywanego okresu używania danej części, po którym nie czekając na awarię część ta ulega wymianie bądź naprawie. Naprawy w tych przypadkach przeprowadza się w z góry określonym zaplanowanym czasie. Skoro czas naprawy jest zaplanowany, to można wcześniej dokonać zamówień stosownych części. W celu dokonania właściwego planowania niezmiernie ważne jest wyznaczenie resursu (okresu używalności) dla danych mechanizmów, maszyn i urządzeń. Resurs jest to ustalony doświadczalnie i teoretycznie okres pracy maszyny lub jej elementu, w czasie którego jest zagwarantowane bezpieczeństwo i sprawność eksploatacji. W trakcie ustalania żywotności elementów można brać pod uwagę cechy i właściwości wizualne (resurs estetyczny), wytrzymałościowe (resurs techniczny), konieczność wykonywania czynności kontrolnych (resurs diagnostyczny). Podstawową kategorią określania czasu używalności elementów w maszynach i urządzeń jest tu resurs techniczny. Resurs techniczny to możliwość użytkowania obiektu do kolejnej okresowej planowanej obsługi technicznej. Obsługi te są zróżnicowane, a obsługą o największym zakresie jest remont kapitalny (naprawa główna). W celu określania czasu następnej naprawy należy prowadzić ewidencję i analizę danych o: eksploatacji maszyn i urządzeń, zdarzeniach eksploatacyjnych (usterkach, awariach) oraz prowadzonych naprawach. Prowadzenie odpowiedniej dokumentacji ułatwia planowanie oraz wykonywanie prac naprawczych. Ułatwia też kontrolę stanu maszyny, nie tylko przez pion techniczny zakładu, ale również przez instytucje kontrolne (tj. Państwową Inspekcję Pracy, Urząd Dozoru Technicznego). Resurs diagnostyczny jest to okres użytkowania maszyny, po którym należy przeprowadzić pomiary i oględziny określone w DTR. W trakcie wykonywania czynności diagnostycznych sprawdza się możliwość użytkowania obiektu do kolejnej okresowej planowanej obsługi diagnostycznej. Zmierza się tu do tego, aby w treści diagnozy zawarte były elementy przewidywania stanu technicznego diagnozowanego obiektu. Wprowadzenie okresowych kontroli stanu maszyn i urządzeń jest możliwe dzięki opracowanym procedurom wykonywania pomiarów warsztatowych, oraz ogólnej dostępności sprzętu pomiarowego i aparatury diagnostycznej. Diagnostyka ta ma pozwolić na wczesne wykrycie zużycia elementów, zwiastującego zbliżające się uszkodzenie. W najbardziej zaawansowanej formie tego rodzaju eksploatacji stosuje się ciągłe monitorowanie wielkości charakteryzujących stan techniczny obiektu.
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 39 W trakcie wykonywania oględzin, przeglądów oraz badań diagnosta powinien określić: − Jakie funkcje spełnia obiekt techniczny (np. czy urządzenie pracuje samodzielnie, czy w linii technologicznej, jaka jest wydajność, jakie koszty eksploatacji, wpływ na bezpieczeństwo osób i innych maszyn) w kontekście bieżących zadań produkcyjnych? − Jak ten obiekt techniczny może zawieść w pełnieniu swoich funkcji? − Co może być przyczyną każdego z uszkodzeń funkcjonalnych? − Jakie mogą być skutki każdego z tych uszkodzeń? − Jakie znaczenie ma każde z tych uszkodzeń? − Co można zrobić, aby zapobiec każdemu z tych uszkodzeń? − Co powinno być zrobione, gdy nie można znaleźć odpowiedniego działania zapobiegawczego? W połowie lat 80 –tych we francuskiej sieci przesyłowej zaczęto stosować nowoczesną metodę eksploatacji urządzeń stacyjnych zwaną zasadą eksploatacji periodycznej, prewencyjnej i planowej (EPPP lub E3P), w której uwzględniono możliwości zastosowania nowoczesnej techniki, dotyczącej zapobieganie awariom i obniżenie niedyspozycyjności urządzeń. Analiza wyników przeglądów okresowych przeprowadzonych w systemie E3P wykazała, że: − 50% uszkodzeń można wykryć w czasie oględzin stacji, − 22% uszkodzeń można wykryć w czasie wykonywania prac związanych z eksploatacją, − 3% uszkodzeń można wykryć w czasie przeglądu, − pozostałe 25% uszkodzeń jest wykrywanych przez awaryjny system alarmowy. Ogólnie przyjęte zasady planowej eksploatacji stanowią że: − okresowe oględziny dokonywane w trakcie nominalnej pracy, które traktowane są jako pierwsze ogniwo w procesie utrzymania – dokonywane powinny być nie rzadziej niż raz w miesiącu, − przegląd dokonywane powinny być w trakcie pracy symulowanej (np. praca maszyny w biegu jałowym, przy 100% obciążeniu, sprawdzenie zakresów regulacji maszyny – nawet do poziomu, który w czasie nominalnej produkcji nie jest stosowany) – raz na kwartał, − przeglądy coroczne, przeprowadzone bez wyłączeń i obejmujące drobne czynności utrzymania. − W celu zmniejszenia niedyspozycyjności urządzeń należy: − okresowo szkolić kadry, treść i zakres szkolenia należy dostosować do bieżących potrzeb, − utrzymanie zasady kompetencji, tj. wykonywanie prac przez osoby mające odpowiednie kwalifikacje, − stosowanie narzędzi i urządzeń dostosowanych do zasad określonych w DTR. Zmierzać do minimalizacji kosztów eksploatacji można przez: − lepsze wykorzystanie czasu pracy pracowników, − stosowanie właściwych urządzeń pomocniczych, − należyte zorganizowanie pracy personelu (praca brygad z udziałem zarówno doświadczonych jak i młodych pracowników – doświadczeni pracownicy szkolą młodych, którzy nabywają w czasie pracy odpowiednie kompetencje). Zasady dokonywania przeglądów oraz napraw [2] Przegląd techniczny wykonuje się bez wyłączania z pracy maszyny lub urządzenia, wykorzystując przestoje podczas wolnej zmiany albo dni wolne od pracy. Terminy przeglądów technicznych oraz ich zakres określa dla każdej maszyny lub urządzenia dokumentacja techniczno-ruchowa. Dla obrabiarek skrawających do metali, dla których
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 40 obowiązuje cykl dziewięcionaprawczy, przewiduje się po każdych 1333 godzinach pracy obrabiarki przegląd lub naprawę. Zakres prac wykonywanych w czasie przeglądu technicznego obrabiarek jest następujący: − oględziny zewnętrzne, próba obrabiarki na biegu luzem i pod obciążeniem oraz pomiary dokładności, − określenie zakresu prac i wykonanie protokołu przeglądu, − mycie i czyszczenie powierzchni współpracujących, mechanizmów i napędów, − regulacja sterowania obrabiarek i zespołów oraz części, mających wpływ na dokładność geometryczną, − usunięcie luzów i regulacja wrzeciona, − usunięcie nieszczelności w układach: smarowania, hydraulicznym, pneumatycznym i cieczy chłodzącej, − regulacja napędów śrubowych posuwowych, − sprawdzenie stanu powierzchni współpracujących, usunięcie zadziorów, regulacja luzów prowadnic, napędów łańcuchowych i pasowych, − sprawdzenie całego układu smarowania oraz wymiana olejów i smarów, − dociągnięcie wszystkich śrub, nakrętek i wkrętów oraz ewentualna ich wymiana, − oczyszczenie i sprawdzenie prawidłowości działania napędu hydraulicznego, − oczyszczenie i sprawdzenie wszystkich połączeń stykowych elektrycznych, jak zacisków, styczników, wyłączników oraz urządzeń zabezpieczających, − przegląd i naprawa uszkodzeń instalacji elektrycznej i elektronicznej, − oczyszczenie silników napędowych i elektropompek, − sprawdzenie zgodnie z przepisami eksploatacyjnymi skuteczności ochrony przed porażeniem, − sprawdzenie stanu oraz prawidłowości działania wszystkich urządzeń, zabezpieczających przed wypadkiem, − sprawdzenie prawidłowości działania aparatury pomiarowo-kontrolnej. Wszystkie usterki, uszkodzenia lub zużycie poszczególnych części lub zespołów, wymagających naprawy lub wymiany, należy zapisać w protokole przeglądu i zakwalifikować obrabiarkę do naprawy, ustalając również zakres naprawy. Drobne naprawy można wykonać w czasie przeglądu technicznego. Podczas odbioru obrabiarki po przeglądzie sprawdza się stan zabezpieczenia przed wypadkiem oraz działanie obrabiarki bez obciążenia i pod obciążeniem. Jeżeli podczas przeglądu dokonywano naprawy, to sprawdza się również wykonanie zakresu prac wymienionych w protokole przeglądu, wyniki pomiarów i prób wpisuje się do protokołu odbioru obrabiarki po naprawie. Naprawy bieżące [2] Naprawa bieżąca obejmuje naprawę lub wymianę szybko zużywających się części oraz czynności regulacyjnych. Dokonuje się jej przeważnie bez demontażu maszyn lub urządzenia z fundamentu. Zakres prac wykonywanych podczas naprawy bieżącej obrabiarek jest następujący: − przegląd wrzeciennika i ewentualna regulacja luzów łożyska wrzeciona, regulacja sprzęgieł i hamulców, − demontaż, czyszczenie i regulacja napędów śrubowych, − naprawa i regulacja sterowania obrabiarki, − demontaż urządzeń napędów hydraulicznych oraz ich czyszczenie, naprawa i regulacja, − przegląd i sprawdzenie prawidłowości działania zderzaków, ograniczników i wyłączników krańcowych,
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 41 − czyszczenie i regulacja urządzeń kopiujących, − czyszczenie i ewentualna wymiana uszkodzonych odcinków instalacji elektrycznej, gniazd bezpieczników, styczników, luzowników, wyłączników, zespołów elektronicznych itp., − demontaż, oczyszczenie i przegląd silników elektrycznych oraz próby oporności izolacji, − montaż obrabiarki, sprawdzenie działania bez obciążenia oraz pod obciążeniem, sprawdzenie dokładności. Obrabiarkę po naprawie odbiera się komisyjnie. Wyniki pomiarów i prób należy wpisać do protokołu odbioru obrabiarki po naprawie. Naprawy średnie [2] Naprawa średnia ma znacznie szerszy zakres niż bieżąca, może być wykonywana na stanowisku pracy maszyny lub po zdemontowaniu jej z fundamentu w wydziale naprawczym. Obrabiarki skrawające do metali są poddawane naprawie średniej po przepracowaniu ok. 8000 godzin. Zakres prac wykonywanych w czasie naprawy średniej obrabiarek jest następujący: − czynności przeglądu technicznego i naprawy bieżącej, − demontaż wrzeciennika, skrzynki posuwów, suportu, urządzeń kopiujących i sterowania obrabiarki, − czyszczenie, mycie zdemontowanych zespołów i części oraz ich weryfikacja, − wymiana zużytych łożysk tocznych, − regeneracja zużytych czopów wałków, − regulacja, regeneracja lub wymiana łożysk ślizgowych oraz dopasowanie do nich czopów wałów, − wymiana okładzin ciernych sprzęgieł i hamulców, − regeneracja powierzchni ciernych przekładni bezstopniowych, − wymiana uszkodzonych klinów i wpustów oraz naprawa rowków i dopasowanie, − wymiana uszkodzonych przewodów układu smarowania, chłodzenia, hydraulicznego i pneumatycznego, − naprawa pomp olejowych i chłodzenia, − regeneracja lub wymiana zużytych śrub pociągowych i dorobienie nowych nakrętek, − naprawa urządzeń napędu hydraulicznego lub pneumatycznego, − naprawa suportu, imaków nożowych konika, − struganie powierzchni roboczych stołów i naprawa rowków teowych, − szlifowanie lub skrobanie łoża obrabiarki, w razie potrzeby, − naprawa urządzeń kopiujących, − wymiana zużytych kół zębatych i wałków, − naprawa wyposażenia normalnego i specjalnego w razie potrzeby, − montaż obrabiarki, sprawdzenie działania bez obciążenia i pod obciążeniem, sprawdzanie dokładności. Odbiór obrabiarki po naprawie średniej jest dokonywany na tych samych zasadach, co po naprawie bieżącej. Ramowy zakres prac naprawy kapitalnej/ tokarki Rzeczowy zakres naprawy głównej obejmuje: 1. Kompletny demontaż obrabiarki na zespoły i poszczególne części składowe. 2. Dokładne oczyszczenie i odtłuszczenie poprzez mycie na gorąco wszystkich jej części i elementów.
Slusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_u

Recommended

Slusarz 722[03] z3.04_u
Slusarz 722[03] z3.04_uSlusarz 722[03] z3.04_u
Slusarz 722[03] z3.04_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z3.03_u
Slusarz 722[03] z3.03_uSlusarz 722[03] z3.03_u
Slusarz 722[03] z3.03_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_uSlusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z2.01_u
Slusarz 722[03] z2.01_uSlusarz 722[03] z2.01_u
Slusarz 722[03] z2.01_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z1.05_u
Slusarz 722[03] z1.05_uSlusarz 722[03] z1.05_u
Slusarz 722[03] z1.05_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z2.02_u
Slusarz 722[03] z2.02_uSlusarz 722[03] z2.02_u
Slusarz 722[03] z2.02_uEmotka
 
Slusarz 722[03] o1.05_u
Slusarz 722[03] o1.05_uSlusarz 722[03] o1.05_u
Slusarz 722[03] o1.05_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z1.04_u
Slusarz 722[03] z1.04_uSlusarz 722[03] z1.04_u
Slusarz 722[03] z1.04_uEmotka
 

Recommended

Slusarz 722[03] z3.04_u
Slusarz 722[03] z3.04_uSlusarz 722[03] z3.04_u
Slusarz 722[03] z3.04_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z3.03_u
Slusarz 722[03] z3.03_uSlusarz 722[03] z3.03_u
Slusarz 722[03] z3.03_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_uSlusarz 722[03] z3.01_u
Slusarz 722[03] z3.01_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z2.01_u
Slusarz 722[03] z2.01_uSlusarz 722[03] z2.01_u
Slusarz 722[03] z2.01_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z1.05_u
Slusarz 722[03] z1.05_uSlusarz 722[03] z1.05_u
Slusarz 722[03] z1.05_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z2.02_u
Slusarz 722[03] z2.02_uSlusarz 722[03] z2.02_u
Slusarz 722[03] z2.02_uEmotka
 
Slusarz 722[03] o1.05_u
Slusarz 722[03] o1.05_uSlusarz 722[03] o1.05_u
Slusarz 722[03] o1.05_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z1.04_u
Slusarz 722[03] z1.04_uSlusarz 722[03] z1.04_u
Slusarz 722[03] z1.04_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z2.04_u
Slusarz 722[03] z2.04_uSlusarz 722[03] z2.04_u
Slusarz 722[03] z2.04_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z2.05_u
Slusarz 722[03] z2.05_uSlusarz 722[03] z2.05_u
Slusarz 722[03] z2.05_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z1.03_u
Slusarz 722[03] z1.03_uSlusarz 722[03] z1.03_u
Slusarz 722[03] z1.03_uEmotka
 
Slusarz 722[03] o1.02_u
Slusarz 722[03] o1.02_uSlusarz 722[03] o1.02_u
Slusarz 722[03] o1.02_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z1.01_u
Slusarz 722[03] z1.01_uSlusarz 722[03] z1.01_u
Slusarz 722[03] z1.01_uEmotka
 
Wykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowej
Wykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowejWykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowej
Wykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowejSebastian Bończyk
 
Wykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowych
Wykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowychWykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowych
Wykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowychSebastian Bończyk
 
Montowanie zegarów bijących
Montowanie zegarów bijącychMontowanie zegarów bijących
Montowanie zegarów bijącychSebastian Bończyk
 
Montowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznych
Montowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznychMontowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznych
Montowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznychSebastian Bończyk
 
16. Wykonywanie połączeń spajanych
16. Wykonywanie połączeń spajanych16. Wykonywanie połączeń spajanych
16. Wykonywanie połączeń spajanychAdam Osa
 
Rozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwie
Rozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwieRozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwie
Rozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwieSebastian Bończyk
 
Montowanie mechanizmu zegarowego
Montowanie mechanizmu zegarowegoMontowanie mechanizmu zegarowego
Montowanie mechanizmu zegarowegoSebastian Bończyk
 
Montowanie mechanizmu chodzika
Montowanie mechanizmu chodzikaMontowanie mechanizmu chodzika
Montowanie mechanizmu chodzikaSebastian Bończyk
 
6
66
6Emotka
 
Posługiwanie się dokumentacją techniczną
Posługiwanie się dokumentacją technicznąPosługiwanie się dokumentacją techniczną
Posługiwanie się dokumentacją technicznąSebastian Bończyk
 
Organizowanie stanowiska pracy
Organizowanie stanowiska pracyOrganizowanie stanowiska pracy
Organizowanie stanowiska pracySebastian Bończyk
 
9
99
9Emotka
 
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowychMagazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowychSebastian Bończyk
 
Wykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowych
Wykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowychWykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowych
Wykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowychSebastian Bończyk
 
7
77
7KubaSroka
 
O2.01
O2.01O2.01
O2.01Muszex
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_uMuszex
 

More Related Content

What's hot

Slusarz 722[03] z2.04_u
Slusarz 722[03] z2.04_uSlusarz 722[03] z2.04_u
Slusarz 722[03] z2.04_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z2.05_u
Slusarz 722[03] z2.05_uSlusarz 722[03] z2.05_u
Slusarz 722[03] z2.05_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z1.03_u
Slusarz 722[03] z1.03_uSlusarz 722[03] z1.03_u
Slusarz 722[03] z1.03_uEmotka
 
Slusarz 722[03] o1.02_u
Slusarz 722[03] o1.02_uSlusarz 722[03] o1.02_u
Slusarz 722[03] o1.02_uEmotka
 
Slusarz 722[03] z1.01_u
Slusarz 722[03] z1.01_uSlusarz 722[03] z1.01_u
Slusarz 722[03] z1.01_uEmotka
 
Wykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowej
Wykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowejWykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowej
Wykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowejSebastian Bończyk
 
Wykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowych
Wykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowychWykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowych
Wykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowychSebastian Bończyk
 
Montowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznych
Montowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznychMontowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznych
Montowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznychSebastian Bończyk
 
16. Wykonywanie połączeń spajanych
16. Wykonywanie połączeń spajanych16. Wykonywanie połączeń spajanych
16. Wykonywanie połączeń spajanychAdam Osa
 
Rozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwie
Rozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwieRozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwie
Rozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwieSebastian Bończyk
 
Montowanie mechanizmu zegarowego
Montowanie mechanizmu zegarowegoMontowanie mechanizmu zegarowego
Montowanie mechanizmu zegarowegoSebastian Bończyk
 
Montowanie mechanizmu chodzika
Montowanie mechanizmu chodzikaMontowanie mechanizmu chodzika
Montowanie mechanizmu chodzikaSebastian Bończyk
 
Posługiwanie się dokumentacją techniczną
Posługiwanie się dokumentacją technicznąPosługiwanie się dokumentacją techniczną
Posługiwanie się dokumentacją technicznąSebastian Bończyk
 
Organizowanie stanowiska pracy
Organizowanie stanowiska pracyOrganizowanie stanowiska pracy
Organizowanie stanowiska pracySebastian Bończyk
 
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowychMagazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowychSebastian Bończyk
 
Wykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowych
Wykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowychWykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowych
Wykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowychSebastian Bończyk
 

What's hot (19)

Slusarz 722[03] z2.04_u
Slusarz 722[03] z2.04_uSlusarz 722[03] z2.04_u
Slusarz 722[03] z2.04_u
 
Slusarz 722[03] z2.05_u
Slusarz 722[03] z2.05_uSlusarz 722[03] z2.05_u
Slusarz 722[03] z2.05_u
 
Slusarz 722[03] z1.03_u
Slusarz 722[03] z1.03_uSlusarz 722[03] z1.03_u
Slusarz 722[03] z1.03_u
 
Slusarz 722[03] o1.02_u
Slusarz 722[03] o1.02_uSlusarz 722[03] o1.02_u
Slusarz 722[03] o1.02_u
 
Slusarz 722[03] z1.01_u
Slusarz 722[03] z1.01_uSlusarz 722[03] z1.01_u
Slusarz 722[03] z1.01_u
 
Wykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowej
Wykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowejWykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowej
Wykonywanie wybranych prac z zakresu obróbki ściernej i wiórowej
 
Wykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowych
Wykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowychWykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowych
Wykonywanie wybranych części mechanizmów zegarowych
 
Montowanie zegarów bijących
Montowanie zegarów bijącychMontowanie zegarów bijących
Montowanie zegarów bijących
 
Montowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznych
Montowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznychMontowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznych
Montowanie zegarów i zegarków elektrycznych i elektronicznych
 
16. Wykonywanie połączeń spajanych
16. Wykonywanie połączeń spajanych16. Wykonywanie połączeń spajanych
16. Wykonywanie połączeń spajanych
 
Rozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwie
Rozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwieRozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwie
Rozróżnianie podstawowych materiałów stosowanych w zegarmistrzostwie
 
Montowanie mechanizmu zegarowego
Montowanie mechanizmu zegarowegoMontowanie mechanizmu zegarowego
Montowanie mechanizmu zegarowego
 
Montowanie mechanizmu chodzika
Montowanie mechanizmu chodzikaMontowanie mechanizmu chodzika
Montowanie mechanizmu chodzika
 
6
66
6
 
Posługiwanie się dokumentacją techniczną
Posługiwanie się dokumentacją technicznąPosługiwanie się dokumentacją techniczną
Posługiwanie się dokumentacją techniczną
 
Organizowanie stanowiska pracy
Organizowanie stanowiska pracyOrganizowanie stanowiska pracy
Organizowanie stanowiska pracy
 
9
99
9
 
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowychMagazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
Magazynowanie i transportowanie mechanizmów zegarowych
 
Wykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowych
Wykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowychWykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowych
Wykonywanie czyszczenia i konserwacji mechanizmów zegarowych
 

Similar to Slusarz 722[03] z3.01_u

Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_uMuszex
 
18. Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych
18. Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych18. Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych
18. Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznychAdam Osa
 
4. Badanie materiałów konstrukcyjnych
4. Badanie materiałów konstrukcyjnych4. Badanie materiałów konstrukcyjnych
4. Badanie materiałów konstrukcyjnychAdam Osa
 
Rozpoznawanie elementów maszyn, urządzeń i mechanizmów
Rozpoznawanie elementów maszyn, urządzeń i mechanizmówRozpoznawanie elementów maszyn, urządzeń i mechanizmów
Rozpoznawanie elementów maszyn, urządzeń i mechanizmówMichał Siwiec
 
22. Użytkowanie i obsługiwanie maszyn i urządzeń
22. Użytkowanie i obsługiwanie maszyn i urządzeń22. Użytkowanie i obsługiwanie maszyn i urządzeń
22. Użytkowanie i obsługiwanie maszyn i urządzeńAdam Osa
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o1.02_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o1.02_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o1.02_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o1.02_uMuszex
 
Technik.mechatronik 311[50] z4.01_u
Technik.mechatronik 311[50] z4.01_uTechnik.mechatronik 311[50] z4.01_u
Technik.mechatronik 311[50] z4.01_uKubaSroka
 
Wykonywanie nietypowych połączeń blachy
Wykonywanie nietypowych połączeń blachy Wykonywanie nietypowych połączeń blachy
Wykonywanie nietypowych połączeń blachy kamil132
 

Similar to Slusarz 722[03] z3.01_u (20)

7
77
7
 
O2.01
O2.01O2.01
O2.01
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o2.01_u
 
14
1414
14
 
13
1313
13
 
18. Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych
18. Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych18. Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych
18. Projektowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych
 
4. Badanie materiałów konstrukcyjnych
4. Badanie materiałów konstrukcyjnych4. Badanie materiałów konstrukcyjnych
4. Badanie materiałów konstrukcyjnych
 
Rozpoznawanie elementów maszyn, urządzeń i mechanizmów
Rozpoznawanie elementów maszyn, urządzeń i mechanizmówRozpoznawanie elementów maszyn, urządzeń i mechanizmów
Rozpoznawanie elementów maszyn, urządzeń i mechanizmów
 
Introligator 734[02] z1.01_u
Introligator 734[02] z1.01_uIntroligator 734[02] z1.01_u
Introligator 734[02] z1.01_u
 
22. Użytkowanie i obsługiwanie maszyn i urządzeń
22. Użytkowanie i obsługiwanie maszyn i urządzeń22. Użytkowanie i obsługiwanie maszyn i urządzeń
22. Użytkowanie i obsługiwanie maszyn i urządzeń
 
10
1010
10
 
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o1.02_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o1.02_uGornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o1.02_u
Gornik.eksploatacji.podziemnej 711[02] o1.02_u
 
O1.02
O1.02O1.02
O1.02
 
Lakiernik 714[03] l2.06_u
Lakiernik 714[03] l2.06_uLakiernik 714[03] l2.06_u
Lakiernik 714[03] l2.06_u
 
Rzeznik.wedliniarz 741[03] o1.04_u
Rzeznik.wedliniarz 741[03] o1.04_uRzeznik.wedliniarz 741[03] o1.04_u
Rzeznik.wedliniarz 741[03] o1.04_u
 
3
33
3
 
3
33
3
 
Tapicer 743[03] z3.03_u
Tapicer 743[03] z3.03_uTapicer 743[03] z3.03_u
Tapicer 743[03] z3.03_u
 
Technik.mechatronik 311[50] z4.01_u
Technik.mechatronik 311[50] z4.01_uTechnik.mechatronik 311[50] z4.01_u
Technik.mechatronik 311[50] z4.01_u
 
Wykonywanie nietypowych połączeń blachy
Wykonywanie nietypowych połączeń blachy Wykonywanie nietypowych połączeń blachy
Wykonywanie nietypowych połączeń blachy
 

More from Emotka

07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_tresc07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_trescEmotka
 
06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_tresc06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_trescEmotka
 
06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_tresc06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_trescEmotka
 
06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_tresc06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_trescEmotka
 
06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_tresc06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_trescEmotka
 
06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_tresc06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_trescEmotka
 
06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_tresc06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_trescEmotka
 
06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_tresc06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_trescEmotka
 
06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_tresc06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_trescEmotka
 
05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_tresc05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_trescEmotka
 
05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_tresc05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_trescEmotka
 
05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_tresc05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_trescEmotka
 
05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_tresc05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_trescEmotka
 
05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_tresc05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_trescEmotka
 
05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_tresc05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_trescEmotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_uEmotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_uEmotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_uEmotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_uEmotka
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_uEmotka
 

More from Emotka (20)

07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_tresc07 2.1 mbewtz_tresc
07 2.1 mbewtz_tresc
 
06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_tresc06 8.1 pproak_tresc
06 8.1 pproak_tresc
 
06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_tresc06 7.1 pproak_tresc
06 7.1 pproak_tresc
 
06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_tresc06 6.1 pproak_tresc
06 6.1 pproak_tresc
 
06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_tresc06 5.1 pproak_tresc
06 5.1 pproak_tresc
 
06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_tresc06 4.1 pproak_tresc
06 4.1 pproak_tresc
 
06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_tresc06 3.1 pproak_tresc
06 3.1 pproak_tresc
 
06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_tresc06 1.1 pproak_tresc
06 1.1 pproak_tresc
 
06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_tresc06 2.1 pproak_tresc
06 2.1 pproak_tresc
 
05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_tresc05 6.1 pak_tresc
05 6.1 pak_tresc
 
05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_tresc05 5.1 pak_tresc
05 5.1 pak_tresc
 
05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_tresc05 3.1 pak_tresc
05 3.1 pak_tresc
 
05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_tresc05 2.1 pak_tresc
05 2.1 pak_tresc
 
05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_tresc05 1.1 pak_tresc
05 1.1 pak_tresc
 
05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_tresc05 4.1 pak_tresc
05 4.1 pak_tresc
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] o1.03_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.03_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z4.02_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z3.01_u
 
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_uTechnik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
Technik.architektury.krajobrazu 321[07] z2.04_u
 

Slusarz 722[03] z3.01_u

  • 1. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ Ireneusz Kocoń Rozróżnianie procesów eksploatacyjnych maszyn i urządzeń 722[03].Z3.01 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007
  • 2. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 1 Recenzenci: mgr inż. Jolanta Bednarska mgr inż. Krzysztof Wejkowski Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Grzegorz Śmigielski Konsultacja: mgr inż. Andrzej Zych Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 722[03].Z3.01 „Rozróżnianie procesów eksploatacyjnych maszyn i urządzeń”, zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu ślusarz. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy w Radomiu, 2007
  • 3. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 2 SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania 7 4.1. Procesy eksploatacyjne maszyn 7 4.1.1. Materiał nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzające 16 4.1.3. Ćwiczenia 16 4.1.4. Sprawdzian postępów 17 4.2. Korozja 18 4.2.1. Materiał nauczania 18 4.2.2. Pytania sprawdzające 25 4.2.3. Ćwiczenia 25 4.2.4. Sprawdzian postępów 27 4.3. Eksploatacja obrabiarek 28 4.3.1. Materiał nauczania 28 4.3.2. Pytania sprawdzające 34 4.3.3. Ćwiczenia 35 4.3.4. Sprawdzian postępów 36 4.4. Obsługa techniczna 37 4.4.1. Materiał nauczania 37 4.4.2. Pytania sprawdzające 43 4.4.3. Ćwiczenia 44 4.4.4. Sprawdzian postępów 45 5. Sprawdzian osiągnięć 46 6. Literatura 51
  • 4. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 3 1. WPROWADZENIE Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiadomości i umiejętności o procesach, jakie występują w eksploatowanych maszynach i urządzeniach. W poradniku zamieszczono: − wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika, − cele kształcenia, wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem, − materiał nauczania, tj. wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki modułowej, − zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy już opanowałeś podane treści, − ćwiczenia, które pomogą Ci ukształtować umiejętności praktyczne, − sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań – pozytywny wynik sprawdzianu potwierdzi, że dobrze pracowałeś podczas lekcji i że nabyłeś niezbędną wiedzę i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej, − literaturę uzupełniającą. Poradnik ten ma być przewodnikiem, który wprowadzi Cię w tematykę jednostki modułowej oraz określi jej zakres i wskaże szczegółowe treści, z którymi powinieneś się zapoznać. Poradnik nie zastępuje podręczników, katalogów i literatury. Materiał nauczania został podzielony na części, które pomogą Ci na stopniowe zdobywanie nowych wiadomości i umiejętności związanych z zakresem tematycznym niniejszego poradnika. Kolejno zostały zaprezentowane: − procesy eksploatacyjne maszyn, − korozja i procesy zmęczeniowe, − zasady eksploatacji maszyn i urządzeń, − podstawowe obowiązki związane z obsługą obrabiarek. Przykładowe ćwiczenia pozwolą Ci zrozumieć i przyswoić wiedzę w praktyce. Na końcu każdego rozdziału znajdują się pytania sprawdzające. Jeżeli okaże się, że czegoś jeszcze nie pamiętasz lub nie rozumiesz, zawsze możesz wrócić do rozdziału „Materiał nauczania” i tam znaleźć odpowiedź na pytania, które sprawiły Ci kłopot. Przykładowy sprawdzian osiągnięć może okazać się świetnym treningiem przed zaplanowanym przez nauczyciela sprawdzianem. W razie jakichkolwiek wątpliwości zwróć się o pomoc do nauczyciela.
  • 5. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 4 722[03].Z3 Technologie napraw 722[03].Z3.01 Rozróżnianie procesów eksploatacyjnych maszyn i urządzeń 722[03].Z3.02 Naprawa części maszyn i mechanizmów 722[03].Z3.03 Naprawa mechanizmów hydraulicznych 722[03].Z3.04 Naprawa sprzętu powszechnego użytku Schemat układu jednostek modułowych
  • 6. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 5 2. WYMAGANIA WSTĘPNE Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − stosować podręczny sprzęt oraz środki gaśnicze zgodnie z zasadami ochrony przeciwpożarowej, − określać sposób postępowania uczestnika i świadka wypadku przy pracy, − zareagować zgodnie z instrukcją przeciwpożarową w przypadku zagrożenia pożarowego, − wykonywać szkice części maszyn, − wykonywać pomiary warsztatowe, − rozróżniać materiały metalowe, niemetalowe i pomocnicze stosowane w pracach ślusarskich, − ciąć, przecinać i wycinać metale i ich stopy, − wykonywać przedmioty za pomocą obróbki ręcznej skrawaniem, − wiercić, rozwiercać i pogłębiać otwory okrągłe, − wykonywać obróbkę skrawaniem, − interpretować dokumentację techniczną, − korzystać z różnych źródeł informacji.
  • 7. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 6 3. CELE KSZTAŁCENIA W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: − scharakteryzować obsługę techniczną maszyn i urządzeń, − scharakteryzować system planowo-zapobiegawczych napraw, − wyjaśnić istotę korozji i określić sposoby jej zapobiegania, − wyjaśnić przyczyny korozyjnego pękania spoin, − określić rodzaj powłoki antykorozyjnej, − rozróżnić i wyjaśnić podstawowe procesy eksploatacji obiektów technicznych, − wyjaśnić istotę tarcia, smarowania oraz zużycia części, − określić zasady eksploatacji obrabiarek, − wskazać punkty smarowania w typowej obrabiarce, − zinterpretować wykres zużycia współpracujących części maszyn, − określić zasady ustawiania obrabiarek w halach produkcyjnych, − wyjaśnić sposoby ustawiania i mocowania obrabiarek do podłoża, − wyjaśnić cele fundamentowania obrabiarek, − scharakteryzować rodzaje naprawy obrabiarek, − skorzystać z dokumentacji technicznej i Polskich Norm.
  • 8. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 7 4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. Procesy eksploatacyjne maszyn 4.1.1. Materiał nauczania Obiektem technicznym nazywamy każdą maszynę, urządzenie, wyposażenie, aparaturę, instalację, budowlę itp. Mówiąc o obiekcie technicznym, będziemy mieli na myśli także dowolną część składową czy element maszyn, urządzeń, przyrządów, konstrukcji oraz środków transportowych. Obiekty techniczne, będące obiektami eksploatacji, biorą udział w dwu różnych działaniach: − użytkowaniu, − obsługiwaniu (utrzymywaniu, np. remontowaniu). O ile ich użytkowanie wiąże się bezpośrednio z wykonywaniem zadania produkcyjnego, o tyle obsługiwanie bywa jeszcze traktowane jako proces pomocniczy. Prowadzenie właściwej eksploatacji maszyn i urządzeń ma duży wpływ na: − mniejsze zagrożenia dla środowiska oraz zwiększenie bezpieczeństwa, − większą wydajność, − niższy koszt utrzymania obiektu, − dłuższy czas użytkowania kosztownych obiektów, − większą motywację pracowników. Tarcie Dział nauki zajmujący się badaniem procesów tarcia i jego skutków nazywa się tribologią od greckiego tribos – tarcie. Tarciem nazywamy zbiór zjawisk występujących w obszarze styku dwóch przemieszczających się względem siebie ciał, w wyniku których powstają opory ruchu. Miarą tarcia jest opór równoważony wypadkową siłą styczną podczas przemieszczania jednego ciała względem drugiego. Przy przemieszczaniu względnym dwóch ciał występuje tarcie kinetyczne (ruchowe), przy czym jeśli prędkość względna obszarów tarcia dwóch ciał jest równa zeru, występuje wówczas tarcie statyczne (spoczynkowe). Tarcie kinetyczne ze względu na rodzaj ruchu, można podzielić na tarcie ślizgowe i tarcie toczne. Przy tarciu ślizgowym obszarem styku jest zazwyczaj powierzchnia płaska lub zakrzywiona. Wyróżniane przez niektórych autorów tarcie wiertne jest szczególnym rodzajem tarcia ślizgowego, przy którym obszarem styku jest przekrój kołowy równocześnie przemieszczający się osiowo. Przy tarciu tocznym obszarem styku elementów jest punkt (tarcie kół) lub linia (tarcie ciał o kształtach cylindrycznych lub cylindrycznym i płaskim). Tarcie może również występować w obrębie jednego ciała, gdy przemieszcza się względem siebie lub stara się wprowadzić w ruch poszczególne jego elementy składowe (np. warstwy, cząsteczki itp.). Ten rodzaj tarcia nazywa się tarciem wewnętrznym w przeciwieństwie do tarcia zewnętrznego występującego przy powierzchniowym styku ciał, np. w obszarach styku przemieszczających się względem siebie elementów maszyn. Z technicznego punktu widzenia najważniejszy jest podział tarcia na suche, graniczne i płynne (rys. 1). Dla zmniejszenia tarcia zewnętrznego staramy się rozdzielić powierzchnie trące warstwą substancji smarującej, czyli zastąpić tarcie suche ciał stałych tarciem płynnym, a więc tarciem wewnętrznym cieczy smarnej.
  • 9. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 8 Rys. 1. Rodzaje tarcia. A – tarcie suche, B – tarcie płynne, C – tarcie półsuche, D – tarcie płynne. 1 – środek smarny, 2 – film smarny [7] Jeżeli ze względu na duże naciski jednostkowe warstwa cieczy podlega ,,wyciśnięciu” z przestrzeni między powierzchniami trącymi, pozostaje wówczas między nimi cieniutka warstewka cieczy utrzymująca się tam tylko wskutek wzajemnego oddziaływania cieczy z ciałami stałymi, zwana warstewką graniczną (filmem granicznym). Im silniejsze jest to wzajemne oddziaływanie, tym trwalsza jest ta graniczna warstewka. Zabezpiecza ona przed wystąpieniem tarcia suchego. Tarcie przy smarowaniu warstewkami granicznymi nazywa się tarciem granicznym. W praktyce eksploatacyjnej maszyn dopuszcza się jedynie tarcie płynne i tarcie graniczne. Tarcie suche, oprócz przypadków, gdy jest ono pożądane (przekładnie cierne, hamulce itp.), jest z praktyki eksploatacyjnej eliminowane, lecz ze względu na to, że współpracujące powierzchnie nie są idealnie gładkie, może ono występować na wierzchołkach nierówności. Mechaniczne teorie tarcia suchego były najwcześniej opracowane. Teorie te objaśniają opór tarcia jako czynnik przeciwdziałający wykonywanej pracy, zużywanej na: unoszenie ślizgającego się elementu maszyny po nierównościach powierzchni drugiego elementu, na ścinanie nierówności i połączeń tarciowych oraz na pokonanie oporów wywołanych odkształceniami sprężystymi i plastycznymi w mikroobszarach styku. Teoria Amontonsa. W końcu XVII w. M. Amontons sformułował prawo tarcia suchego. Stwierdził on mianowicie, że tarcie jest rezultatem wspinania się jednego ciała po nierównościach drugiego przy ich przesuwaniu względem siebie pod działaniem nacisku normalnego. Prawo tarcia suchego wyraził on w postaci ogólnie znanego wzoru Amontonsa. T = μ * N gdzie: T – siła tarcia [N], μ – bezwymiarowy współczynnik tarcia, N – siła normalna (prostopadła) do powierzchni tarcia [N]. Wzór Amontonsa przetrwał do tej pory i jest powszechnie używany w technicznych obliczeniach. Ze wzoru tego wynika, że współczynnik tarcia µ nie zależy od obciążenia N. W rzeczywistości, współczynnik tarcia zależy od obciążenia, a oprócz tego od mechanicznych, geometrycznych i chemicznych właściwości powierzchni trących.
  • 10. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 9 Rys. 2. Graficzne przedstawienie teorii Amontsona powstawania siły tarcia. F – siła działająca na ciało, N – siła nacisku na podłoże, T – siła tarcia Tarcie powoduje straty energii, wzrost temperatury oraz zużywanie się powierzchni. W celu przeciwdziałania negatywnym skutkom tarcia stosuje się smarowanie substancjami zwanymi środkami smarnymi. Smarowania jest to wprowadzanie substancji smarującej pomiędzy współpracujące powierzchnie. Jest to czynność wykonywana przez urządzenie smarowe lub człowieka. Oczekiwanym efektem smarowania jest zmniejszenie współczynnika tarcia oraz spowolnienie procesów zużywania współpracujących powierzchni trących. Smarowanie ma na celu zastąpienie zewnętrznego tarcia suchego tarciem wewnętrznym środka smarnego. Skutkiem smarowania jest zmniejszenie oporów tarcia i zużywania elementów konstrukcyjnych maszyn. Ważnym zadaniem smarowania jest zabezpieczenie przed zacieraniem. Częścią maszyny, której zadaniem jest doprowadzenie środka smarnego do skojarzenia trącego, jest urządzenie smarowe. Urządzenie smarowe może być odrębnym elementem maszyny, używanym okresowo lub stale do podawania środka smarnego. Sposób doprowadzenia środka smarnego między współpracujące powierzchnie określany jako technika smarowania. Substancją, która jest wprowadzana między współpracujące powierzchnie w celu zmniejszenia tarcia i przeciwdziałania zacieraniu, jest środek smarny często nazywany smarem. Jako środki smarne są stosowane: − gazy, − ciecze: oleje smarne, emulsje chłodząco-smarujące, − substancje o konsystencji żelu, np. smary plastyczne, − substancje stałe: grafit, azotek boru itp., a także niektóre metale (np. miedź, złoto). Jako środek smarny są stosowane różne substancje o różnych właściwościach. Podstawową cechą charakteryzującą substancje smarne jest smarność. Smarność jest to zdolność środka smarnego do zmniejszania tarcia inaczej niż poprzez zmianę lepkości. Spośród dwóch substancji o jednakowej lepkości, w tych samych warunkach smarowania, lepszą smarność ma ta substancja, która bardziej zmniejszy tarcie występujące w skojarzeniu trącym. Smarność nie jest właściwością materii, ponieważ musi być dostosowana do właściwości i warunków pracy, takich jak: − geometrii styku, − nacisków jednostkowych, − prędkości przemieszczania współpracujących powierzchni, − temperatury, − właściwości materiału, z którego są wykonane współpracujące powierzchnie skojarzenia trącego, T F N N
  • 11. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 10 − ciśnienia, − składu chemicznego atmosfery w otoczeniu skojarzenia trącego. Smarność jest także określana jako właściwość substancji smarującej, charakteryzującej jej zachowanie w warunkach tarcia granicznego. Celem smarowania jest uzyskanie tarcia płynnego. Może to być osiągnięte poprzez stworzenie warunków do smarowania: hydrostatycznego, hydrodynamicznego lub hybrydowego, łączącego oba wcześniej wymienione sposoby. Wyróżnia się również tzw. smarowanie elastohydrodynamiczne. Smarowanie hydrostatyczne Smarowanie hydrostatyczne polega na wytworzeniu w skojarzeniu trącym, przy użyciu urządzeń zewnętrznych (np. pomp), ciśnienia środka smarnego, które rozdzieli obie smarowane powierzchnie w taki sposób, że między nimi będzie występować tarcie płynne. Rys. 3. Model smarowania hydrostatycznego poprzecznego łożyska ślizgowego. A – przekrój poprzeczny łożyska ślizgowego, B – rozkład ciśnień w łożysku wywołany czynnikami zewnętrznymi; 1 – panew łożyska, 2 – wał łożyska, 3 – środek smarny, 4 – wlot środka smarnego, 5 – wylot środka smarnego [7] Zasadę smarowania hydrostatycznego, na przykładzie smarowania poprzecznego łożyska ślizgowego, przedstawiono na rys. 3. Zrównoważenie sił wypadkowych, działających na wał oraz sił wyporu podnosi wał, co powoduje, że między wałem 1 i panwią 2 ma miejsce tarcie płynne. Smarowanie hydrostatyczne najczęściej jest stosowane podczas rozruchu maszyn, których skojarzenia trące są bardzo silnie obciążone. Zapobiega to zużywaniu powierzchni trących wału i panwi w początkowym okresie pracy. Smarowanie hydrodynamiczne Zasada smarowania hydrodynamicznego polega na rozdzieleniu współpracujących powierzchni skojarzenia trącego samoistnie powstającym klinem smarowym, w którym ciśnienie równoważy istniejące siły (obciążenia). Zasadę smarowania hydrodynamicznego, na przykładzie poprzecznego łożyska ślizgowego, przedstawiono na rys. 5. W stanie spoczynkowym (rys. 4.A) wał leży na panwi, zanurzony w środku smarnym. W tym położeniu występuje tarcie spoczynkowe. Siły wyporu hydrostatycznego nie równoważą sił ciężkości. Początkowy obrót wału (rys. 4.B) powoduje powstanie klina smarującego. Następuje uniesienie wału z jednoczesnym przemieszczeniem środka obrotu wału na jedną ze ścian panwi.
  • 12. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 11 Rys. 4. Tworzenie klina smarującego w poprzecznym łożysku ślizgowym. A – położenie spoczynkowe, B, C – kolejne fazy rozruchu; tworzenie się klina smarującego, D – faza ustabilizowanej pracy łożyska [7] Dalszy obrót wału powoduje przemieszczenie klina smarującego zgodnie z kierunkiem obrotu wału i jednoczesne przemieszczenie środka obrotu na drugą ze ścian panwi (rys. 4C). Przy pewnych obrotach wału klin smarujący rozłoży się w miarę równomiernie tak, że obracający się wał nie będzie dotykać żadnej ze ścian panwi (rys. 4.D). Model smarowania hydrodynamicznego poprzecznego łożyska ślizgowego, z zaznaczeniem sił występujących podczas obrotu wału, przedstawia rys. 5. Na rysunku zaznaczono siły występujące w poprzecznym łożysku ślizgowym we wzdłużnym przekroju panwi (rys 5.A) i w przekroju poprzecznym (rys 5.B). W wyniku działania siły wyporu klina smarującego, wał zostaje uniesiony. Środek obrotu wału tylko nieznacznie jest przemieszczony względem geometrycznej osi panwi. W smarowaniu hydrodynamicznym siła wyporu, unosząca wał łożyska, powstaje samoistnie w rezultacie ruchu współpracujących wzajemnie przemieszczających się powierzchni wału i panwi. Przedstawiona zasada smarowania hydrodynamicznego dobrze tłumaczy fakt, że wał zużywa się na całej powierzchni walca, natomiast panew zużywa się tylko na powierzchni ograniczonej odcinkiem X-Y-Z. Jest to istotna wada tego rodzaju smarowania. Mimo tej wady, ze względu na prostotę rozwiązań konstrukcyjnych, jest to najczęściej stosowany sposób smarowania. W szczególnych przypadkach jest stosowane tzw. smarowanie hybrydowe. Smarowanie hybrydowe polega na jednoczesnym smarowaniu hydrostatycznym i hydrodynamicznym. Łączy ono zalety obu rodzajów smarowania, jednak w tym przypadku rozwiązania konstrukcyjne są bardziej skomplikowane. W niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych maszyn smarowanie hybrydowe jest stosowane tylko w okresie rozruchu maszyny, następnie po osiągnięciu warunków smarowania hydrodynamicznego, urządzenia zapewniające smarowanie hydrostatyczne są wyłączane.
  • 13. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 12 Rys. 5. Model smarowania hydrodynamicznego poprzecznego łożyska ślizgowego A – przekrój wzdłużny łożyska ślizgowego, B – przekrój poprzeczny łożyska ślizgowego, 1 – panew łożyska, 2 – wał łożyska, 3 – środek smarny [7] Smarowanie elastohydrodynamiczne W niektórych rozwiązaniach konstrukcyjnych skojarzeń trących, np. w przekładniach zębatych, niektórych typach łożysk tocznych i ślizgowych, na krzywkach itp. może mieć miejsce specjalny proces smarowania, zwany smarowaniem elastohydrodynamicznym. W odpowiednio ukształtowanym skojarzeniu trącym powstaje wysokie ciśnienie, wskutek tego lepkość środka smarnego zwiększa się, a powierzchnie trące odkształcają się sprężyście (tzw. kontakt Hertza). Jest to powodem rozdzielenia smarowanych powierzchni skojarzenia trącego. W zużyciu tribologicznym następuje zmiana masy, struktury i własności fizycznych warstw wierzchnich obszarów styku. Intensywność zużywania zależy od różnego rodzaju oddziaływań oraz odporności obszarów tarcia warstw wierzchnich. Wartość zużycia jest uzależniona od rodzajów procesów zużywania. Zużycie elementów maszyn następuje głównie w wyniku nakładania się skutków różnego rodzaju oddziaływań w warstwach wierzchnich. Zużycie tribologiczne jest na ogół pośrednią przyczyną powstawania niesprawności maszyny. Dla przykładu dopuszczalne zużycie na skutek tarcia, np. łożysk ślizgowych silnika, jest określone dopuszczalną wartością luzu. W przypadku tego rodzaju zużycia zwiększa się w czasie eksploatacji maszyny prawdopodobieństwo wystąpienia jej niesprawności. W eksploatacji maszyny wygodnie jest przyjąć następujący podział procesów zużywania tribologicznego: zużycie ścierne, zużycie adhezyjne, zużycie przez utlenianie, zużycie zmęczeniowe, zużycie chemiczne i elektrochemiczne (korozyjne), zużycie kawitacyjne oraz inne rodzaje zużycia. Na ogół nie ma wyłącznego oddziaływania danego rodzaju procesu zużywania, ale najważniejszy jest ten wiodący.
  • 14. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 13 Tabela 1. Elementarne procesy trybologiczne Ubytek materiału Przemieszczenia materiału Nieciągłości materiału Narosty Zmiany struktury geometrycznej powierzchni Zmiany składu chemicznego mikroskrawanie, odrywanie nierówności, kruche odłupywanie, złuszczanie, bruzdowanie, polerowanie, wgniot rysy powierzchniowe, pękanie wgłębne namazanie, przeciwciała, błony tlenkowe, osady zgniot, kierunkowe przesunięcia struktury, przemiany fazowe nowe składniki, tlenki powierzchniowe Zużycie ścierne powstaje wtedy, gdy ubytek materiału w warstwie wierzchniej jest spowodowany oddzielaniem cząstek wskutek mikroskrawania, rysowania lub bruzdowania. Taki proces powstaje wtedy, gdy w obszarach tarcia współpracujących elementów znajdują się luźne lub utwierdzone cząstki ścierniwa albo wystające nierówności twardszego materiału, które spełniają rolę umiejscowionych mikroostrzy. Analogicznie będą działać utlenione produkty zużycia w obszarze tarcia. Adhezją czyli przyleganiem nazywamy łączenie się powierzchni dwóch różnych ciał na skutek przyciągania międzycząsteczkowego. Przykładami adhezji są: klejenie, spawanie, galwaniczne nakładanie warstw metalicznych. Zużycie adhezyjne występuje w obszarach plastycznego odkształcenia warstwy wierzchniej, a zwłaszcza w najwyższych wierzchołkach chropowatości. Powstają wówczas lokalne sczepienia metaliczne powierzchni trących i niszczenie tych połączeń wraz z odrywaniem cząstek metalu lub jego rozmazywaniem na powierzchniach tarcia. Zużycie adhezyjne występuje przy tarciu ślizgowym przy małych prędkościach i dużych naciskach jednostkowych na obszarach powierzchni styku współpracujących elementów. Warunkiem występowania zużycia adhezyjnego jest zbliżenie współpracujących elementów na odległość zasięgu działania sił przyciągania międzycząsteczkowego. Zużycie adhezyjne występuje przy styku dwóch powierzchni metalicznych, gdy stykają się metale jednoimienne, charakteryzujące się dużym powinowactwem chemicznym. Scuffingiem nazywamy gwałtowne zużycie elementów spowodowane przerywaniem warstwy substancji smarownej pod odpowiednio dużym obciążeniem. Charakteryzuje się ono zjawiskiem zespawywania i rozrywania połączeń wierzchołków nierówności zachodzącym w mikroobszarach styku. Proces łączenia współpracujących elementów poprzez punktowe spawanie następuje pod wpływem ciepła powstałego w wyniku tarcia. W warunkach takich wytwarza się duża ilość ciepła, która jest zależna od wartości obciążenia i prędkości względnej. Scuffing jest zatem skutkiem szczególnie gwałtownego zaczepiania nierówności powierzchni w warunkach, gdy warstwa olejowa istnieje lub jest zbyt cienka w stosunku do wysokości nierówności. Scuffing przyjmuje różne formy określane jako lekki, umiarkowany i intensywny. W przypadkach szczególnie ciężkich warunków pracy obserwuje się nawet oznaki zadzierania powierzchni. Zużyciem przez utlenianie nazywa się proces niszczenia warstwy wierzchniej elementów metalowych przy tarciu wskutek oddzielenia warstewek tlenków powstałych w wyniku przedostawania się tlenu atmosferycznego do obszarów tarcia, wnikanie tlenu w odkształcone plastycznie i sprężyście elementy maszyn. Ten rodzaj zużycia występuje wtedy, gdy intensywność tworzenia warstewek tlenków jest większa od intensywności niszczenia powierzchni przez ścieranie. Zużycie przez utlenianie występuje przy tarciu ślizgowym i tocznym.
  • 15. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 14 Zużycie zmęczeniowe jest rodzajem zużycia, w którym następuje miejscowa utrata spójności materiału i związane z nią ubytki materiału są spowodowane zmęczeniem materiału w wyniku cyklicznego oddziaływania naprężeń w warstwach wierzchnich elementów. Wskutek nakładania się odkształceń w warstwie wierzchniej w wyniku dodawania się naprężeń własnych i naprężeń od obciążeń zewnętrznych tworzą się zmęczeniowe mikropęknięcia powierzchniowe, przechodzące następnie w makropęknięcia. W końcowym efekcie następuje odrywanie od rdzenia kawałeczków metalu. Przy tego rodzaju zużyciu przez długi czas nie zachodzą ubytki metalu w wyniku ścierania, a jedynie pęknięcia. Po osiągnięciu granicy zmęczenia przez poszczególne spękane mikroobjętości metalu warstwy wierzchniej występuje ubytek masy. Początek ubytku masy, wywołany zmęczeniem warstwy wierzchniej, uważa się praktycznie za początek końcowego okresu przydatności części maszyny do eksploatacji. Należy rozróżnić zużycie zmęczeniowe powierzchniowe i zużycie zmęczeniowe objętościowe. Efektem procesów zużycia powierzchniowego są miejscowe ubytki materiału warstwy wierzchniej, natomiast w przypadku zużycia zmęczeniowego objętościowego – pęknięcia zmęczeniowe. Zużycie przez łuszczenie (spalling) polega na stopniowym narastaniu naprężeń w warstwie wierzchniej skojarzonych elementów tarciowych (toczenie lub toczenie z poślizgiem) przy suchym styku, w wyniku cyklicznego oddziaływania naprężeń kontaktowych. Łuszczenie powoduje tworzenie się mikropęknięć i rozprzestrzenianiu się ich, powodując odpadanie cząstek materiału od podłoża. Może ono wystąpić również w elementach niedostatecznie smarowanych. Spalling objawia się miejscowymi ubytkami materiału o kształcie łusek oddzielanych podczas tarcia od podłoża. Procesom zużywania zmęczeniowego przez łuszczenie towarzyszą procesy utleniania warstwy wierzchniej materiału. Powstawanie łuszczenia jest uwarunkowane wyłącznie narastaniem naprężeń w warstwie wierzchniej materiału wskutek bezpośredniego styku trących elementów, w których w wyniku narastania naprężeń rozwijają się mikropęknięcia dochodzą aż do powierzchni, powodując całkowitą utratę spójności cząstki metalu z podłożem. W procesie zużywania przez łuszczenie materiał warstwy wierzchniej umacnia się pod wpływem plastycznych odkształceń. Podstawowymi czynnikami wpływającymi na intensywność zużycia przez łuszczenie są: głębokość odkształceń warstwy wierzchniej oraz intensywność tych odkształceń. Zużycie przez pitting (zużycie gruzełkowe) jest zużyciem zmęczeniowym, spowodowanym cyklicznym oddziaływaniem naprężeń kontaktowych, powstających w warstwach wierzchnich elementów, które trą o siebie (w procesie toczenia lub toczenia z poślizgiem) przy smarowanym styku. Jest to więc zużycie zmęczeniowe występujące w obecności oleju. Przy zużywaniu przez pitting można wyróżnić trzy etapy: − zmęczenie materiału i inicjacja pęknięć, − rozwój i rozprzestrzenianie się pęknięć w wyniku rozklinowującego działania oleju, − wyrywanie przez olej cząstek metalu, które zmniejszyły lub utraciły spójność z macierzystym materiałem. Fretting jest rodzajem zużycia zachodzącego przy bardzo niewielkich (rzędu ułamka mm) wzajemnych przemieszczeniach stykających się ciał. W szerokim tego słowa znaczeniu, terminem fretting określa się zespół zjawisk mechanicznych, cieplnych, chemicznych i elektrycznych zachodzących w strefach kontaktu ciał, gdy przemieszczają się one minimalnie względem siebie przy ruchu obrotowo– lub posuwisto–zwrotnym, w wyniku drgań, pulsacji obciążeń itd. Jest to więc zużywanie w miejscach,,nominalnie" nieruchomych połączeń.
  • 16. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 15 Cykliczność drgań i związana z nimi amplituda wzajemnych przemieszczeń powoduje, że zużycie przez fretting ma charakter zmęczeniowo-ścierny (drgania powodują zjawiska zmęczeniowe, a minimalne przemieszczenia – zjawiska ścierania). „Czysty” fretting, przy którym nie ma zmian chemicznych powierzchni, zachodzi bardzo rzadko i występuje jedynie w przypadku kontaktu metali szlachetnych lub też przy wysokiej próżni oraz w atmosferze obojętnych gazów (hel, neon, argon), gdy nie zawierają one wilgoci. Jeżeli występuje kontakt z aktywnie działającym środowiskiem, wtedy powstaje korozja frettingowa, w wyniku której zużycie pojawia się wcześniej i jest intensywniejsze niż przy „czystym” frettingu. Korozja frettingowa występuje najczęściej w parach pracujących przy pewnym naprężeniu (np. elementy osadzone na wałach na wcisk, blachy łączone nitami, narażone na drgania itp.). Zasadniczą rolę odgrywa amplituda drgań, gdyż ona powoduje wzajemne przemieszczanie stykających się ciał. Stwierdzono, że najczęściej amplituda drgań przy frettingu wynosi 0,0025 mm. Bywają jednak przypadki, że osiąga ona wartość 2 mm. Stopień zużycia powierzchni przez fretting rośnie wraz ze wzrostem amplitudy drgań oraz ze wzrostem liczby cykli. Duży wpływ na zużycie ma ponadto wartość naprężeń, przy których pracuje połączenie, oraz agresywność środowiska. Proces zużywania maszyny podczas eksploatowania W okresie eksploatowania maszyny wyróżnia się trzy zasadnicze okresy: − docieranie – jest to okres pracy maszyny, w którym współpracujące części dopasowują się wzajemnie, zazwyczaj w warunkach zmniejszonego obciążenia; przebieg zużywania w okresie docierania jest nieustalony, etap ten występuje na początku okresu eksploatacji; w tym okresie, w wyniku przyśpieszonych oddziaływań termicznych, ścinania oraz tarcia, trące elementy maszyny emitują znaczne ilości cząstek metalicznych, wówczas właściwości oleju ulegają szybkim zmianom – konieczna jest wymiana substancji smarnych pod koniec okres docierania, − eksploatowanie normalne – jest to okres pracy maszyny, w którym maszyna jest w pełnej sprawności technicznej; w okresie tym następuje normalne zużywanie części i zespołów maszyny, a także oleju, − awarię – jest to moment uszkodzenia, zepsucia się maszyny; awaria uniemożliwia jej dalsze użytkowanie zgodnie z przeznaczeniem; w okresie tym występuje najpierw zużywanie przedawaryjne, a końcowym efektem awarii maszyny jest jej zatrzymanie lub nawet zużycie katastroficzne. Awaria jest poprzedzana symptomami, które umożliwiają jej przewidzenie. Okres przedawaryjny rozpoczyna się w momencie, gdy nastąpi uszkodzenie któregoś z pozornie mało istotnych elementów maszyny. Maszyna może jeszcze pracować, ale sygnalizuje ona już swoją niesprawność poprzez: drgania, wibracje, nienaturalne dźwięki, nienaturalnie wysokie temperatury poszczególnych zespołów i oleju, wahania ciśnienia oleju itp. W odniesieniu do oleju okres przedawaryjny uwidacznia się przyśpieszonym starzeniem, zwiększoną zawartością metali i innymi zmianami jakościowymi oleju. Niezauważenie okresu przedawaryjnego przez obsługę maszyny lub zlekceważenie jego objawów, może prowadzić do awarii maszyny i jej całkowitego wyłączenia z ruchu. Olej jako element konstrukcyjny maszyny również ulega zmianom jakościowym, właściwym dla wymienionych okresów eksploatacji maszyny. Jakość oleju odzwierciedla stan techniczny maszyny.
  • 17. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 16 4.1.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie korzyści odnosimy właściwie eksploatując maszyny i urządzenia? 2. Jakie są różnice między tarciem ślizgowym a tarciem tocznym? 3. Od czego zależy siła tarcia? 4. Jakie znasz środki smarne? 5. Jakie są cechy charakterystyczne smarowania hydrostatycznego? 6. Jakie efekty powoduje adhezja? 7. Na czym polega proces utleniania elementów maszyn i urządzeń? 8. Jakimi widocznymi efektami charakteryzuje się łuszczenie materiału? 9. Na jakie etapy możemy podzielić okres eksploatacji maszyny? 4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Na skraju płyty traserskiej umieść element metalowy, którego masa waha się w granicach 1÷2 kg Dołącz do tego elementu linkę, na końcu której znajduje się dynamometr. Bardzo powoli równomiernie ciągnij za dynamometr tak, by element przeciągnąć na drugi skraj płyty. Odczytaj wartość siły, jaką musisz oddziaływać na przedmiot, by element ten przesunąć. Pomiary powtórz dla: płyty posmarowanej smarem stałym, płyty polanej wodą, płyty polanej olejem przekładniowym, płyty zabrudzonej piaskiem. Przeprowadź analizę otrzymanych wyników. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) przygotować dynamometr, zapoznać się ze sposobem odczytu siły, 2) ułożyć na skraju płyty element, np. ciężki młotek o wadze 1 kg, do którego przywiązano linkę z manometrem, 3) wykonać pomiar zgodnie z opisem w zadaniu, 4) powtórzyć pomiary co najmniej trzykrotnie dla tych samych warunków, 5) wyniki zanotować, 6) oczyścić płytę, 7) polać płytę wodą i powtórzyć kroki od 2–6, 8) posmarować płytę smarem stałym i powtórzyć kroki od 2–6, 9) rozprowadzić cienką warstwę oleju przekładniowego i powtórzyć kroki od 2–6, 10) rozprowadzić na płycie piasek i powtórzyć kroki od 2–6, 11) dokonać analizy wyników, zwracając uwagę na wartości siły niezbędnej do przesunięcia określonego elementu. Wyposażenie stanowiska pracy: − płyta traserska, − dynamometr, linka syntetyczna o grubości ok. 2 mm, − próbki smaru, próbki oleju przekładniowego, piasek, woda, − czyściwo, − przybory do pisania.
  • 18. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 17 Ćwiczenie 2 Wykonaj oględziny wskazanego przez nauczyciela elementu maszyny bądź urządzenia. Określ, jakim procesom niszczącym poddawany był ten element. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) określić, jakie procesy występują w trakcie eksploatacji, określić ich charakterystyczne cechy, 2) dokładnie obejrzeć powierzchnię elementu, 3) opisać zauważone wady zauważone na powierzchni elementu, 4) określić, jakie procesy spowodowały powstanie tych wad. Wyposażenie stanowiska pracy: − elementy, na powierzchni których występują efekty utleniania, ścierania, adhezji, zmęczenia, łuszczenia lub pittingu, − lupa, lub mikroskop metalograficzny, − przybory do pisania, − literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia. Ćwiczenie 3 Na podstawie przekazanej przez nauczyciela dokumentacji technicznej określ, jak powinien przebiegać okres docierania. Określ obowiązki personelu technicznego, jakie należy wykonać w trakcie docierania maszyny. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się dokładnie z DTR maszyny wskazanej przez nauczyciela, 2) dokonać analizy terminów wymiany olejów, 3) określić czynności dodatkowe jakie należy wykonywać w okresie docierania maszyny, 4) sprawdzić czy producent maszyny nałożył dodatkowe restrykcje na czas docierania maszyny. Wyposażenie stanowiska pracy: − Dokumentacja Techniczno-Ruchowa maszyn i urządzeń, − przybory do pisania. 4.1.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) określić korzyści, jakie przynosi właściwa eksploatacja maszyn i urządzeń?   2) zidentyfikować procesy występujące w trakcie eksploatacji elementów maszyn i urządzeń   3) opisać procesy występujące w trakcie eksploatacji części maszyn i urządzeń?   4) określić rolę substancji smarujących?   5) określić sposoby zmniejszania siły tarcia?   6) opisać etapy okresu eksploatacji maszyn?   7) określić rodzaje stosowanych smarowań?  
  • 19. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 18 4.2. Korozja 4.2.1. Materiał nauczania Korozja metali (corrodere – gnicie, toczenie przez organizmy) jest to stopniowe niszczenie metalu pod wpływem chemicznego lub elektrochemicznego oddziaływania czynników środowiskowych. Ogólnie: korozja jest to nieodwracalna reakcja materiału z otoczeniem. Korozja elektrochemiczna – korozja, będąca wynikiem reakcji elektrochemicznych towarzyszących działaniu elektrolitów lub zawilgoconych gazów na metale w warunkach, w których tworzą się ogniwa galwaniczne. Zachodzi w sytuacjach, gdzie stykają się dwa różne metale w specyficznych warunkach środowiskowych. W przypadku korozji elektrochemicznej powstają tzw. ogniwa korozyjne, w których materiał ulega niszczeniu korozyjnemu (utlenieniu), Przykładowo, w przypadku ogniwa wytworzonego ze stali i miedzi zanurzonego w elektrolicie (np. wodzie morskiej), korozji będzie ulegała tylko stal (na jej powierzchni powstawać będą ogniska korozyjne), a na miedzi będzie wydzielał się tylko wodór. Poszczególne metale mają różne potencjały elektrochemiczne i w różnym stopniu są poddają się korozji. Wyróżnia się metale szlachetne o bardzo małym potencjale elektrochemicznym oraz metale nieszlachetne o dużym potencjale elektrochemicznym. Spośród powszechnie stosowanych metali najmniejszym potencjałem elektrochemicznym odznacza się złoto, a największym magnez. Skłonność do korozji elektrochemicznej w istotny sposób zależy od potencjału elektrochemicznego metalu – im wyższy potencjał tym wyższa skłonność do korozji elektrochemicznej. Powłoki szlachetne, np. na stali – niklowe, srebrne, miedziowe, ołowiowe lub chromowe, są tworzone przez metale o dodatnim lub wyższym standardowym potencjale elektrodowym od metalu podłoża. Powłoka taka musi być odpowiednio gruba, gdyż w przypadku odsłonięcia metalu podłoża przez pory w powłoce – wskutek powstawania ogniwa metal podłoża – metal powłoki (rys. 6) – bardzo intensywnie przebiega korozja elektrochemiczna. Rys. 6. Schemat ogniw korozyjnych tworzących się w przypadku uszkodzenia powłoki ochronnej a) katodowej z niklu, b) anodowej z cynku [8] Korozja chemiczna – reakcja materiału (metalu) bezpośrednio z substancją agresywną bez udziału wody, np. korozja zachodząca w środowisku suchych gazów lub w nieelektrolitach. Jest ona wynikiem reakcji chemicznych na granicy faz metal – środowisko. Ze względu na rodzaj zniszczenia korozyjnego wyróżnia się korozję powierzchniową, która może wystąpić na całej powierzchni metalu, korozję miejscową, która występuje w określonych miejscach metalu. Oba rodzaje korozji mają wiele odmian. W przypadku korozji powierzchniowej (rys. 7a) wyróżnia się korozję: − równomierną, pokrywającą powierzchnię metalu równomierną warstwą,
  • 20. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 19 − nierównomierną, występującą w pewnych miejscach powierzchni metalu lub na różnej głębokości. Wśród korozji miejscowych wyróżnia się korozje: − punktową (rys. 7b), występującą w postaci rozsianych punktów w różnych miejscach na powierzchni metalu, − plamową (rys. 7c), tworzącą plamy na powierzchni metalu, − wżerową (rys. 7d), czyli tzw. atak korozyjny skoncentrowany w niektórych miejscach powierzchni metalu, powodujący tworzenie się głębokich wżerów, spowodowanych zróżnicowanym działaniem czynników korozyjnych w różnych miejscach powierzchni metalu, − podpowierzchniową (rys. 7e), rozwijającą się pod powierzchnią metalu lub pod naniesioną na metal powłoką ochronną, − szczelinową (rys. 7f), wywoływaną wnikaniem elektrolitu w szczeliny konstrukcji, w rezultacie tworzenia się tzw. szczelinowych ogniw korozyjnych, − nitkową (rys. 7g), która występuje na powierzchniach metalu pokrytych powłoką ochronną (lakier), w postaci niekrzyżujących są charakterystycznych nitek wychodzących z jednego punktu, zwykle miejsca uszkodzenia powłoki ochronnej wykonanej z innego materiału, − międzykrystaliczną (rys. 7h), która występuje na granicach ziaren kryształów, jest najczęściej powodowana wydzielaniem się odrębnej fazy, zmieniającej skład chemiczny kryształu w miejscu styku ziaren kryształów, − śródkrystaliczną (rys. 7i), rozprzestrzeniającą się w głąb materiału poprzez ziarna kryształów metalu. Rys. 7. Wybrane rodzaje korozji metali: a) powierzchniowa, równomierna, b) punktowa, c) plamowa, d) wżerowa, e) podpowierzchniowa, f) szczelinowa, g) nitkowa, h) międzykrystaliczna, i) śródkrystaliczna [8] W zależności od oddziaływań mechanicznych na materiał stanowiący materiał konstrukcyjny wyróżnia się korozję: − naprężeniową, wywoływaną jednoczesnym oddziaływaniem na metal czynników korozyjnych i statycznych naprężeń rozciągających, − zmęczeniową, wywoływaną jednoczesnym oddziaływaniem na metal czynników korozyjnych i szybkozmiennych naprężeń mechanicznych, − cierną, wywoływaną jednoczesnym oddziaływaniem na metal czynników korozyjnych i tarcia. Obok tych podstawowych rodzajów korozji wyróżnia się wiele rodzajów szczególnych, jak korozja: − biologiczna, wywoływana działaniem produktów procesów fizjologicznych organizmów żywych (roślin lub zwierząt), mikrobiologiczna, wywoływana oddziaływaniem na materiał produktów przemiany materii mikroorganizmów (bakterii, grzybów, drożdży), − gazowa, wywoływana chemicznym oddziaływaniem agresywnych gazów,
  • 21. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 20 − kawitacyjna, wywoływana zjawiskiem kawitacji, niekiedy z jednoczesnym korozyjnym oddziaływaniem agresywnego środowiska, − kontaktowa, występująca na styku dwóch różnych metali, − morska, powstająca w miejscach kontaktu metalu z wodą morską, − radiacyjna, wywoływana jednoczesnym oddziaływaniem na metal czynników korozyjnych oraz promieniowania, − spoin, wywoływana oddziaływaniem na metal czynników korozyjnych i zmianami struktury metalu w miejscach spoin spawalniczych, − wodorowa, wywoływana w wyniku przenikania wodoru w głąb metalu i tworzeniu kawern we wnętrzu metalu oraz powodująca kruchość metalu, − glebowa, wywoływana agresywnym oddziaływaniem składników gleby na metal. W procesach korozji środowiskiem agresywnym są najczęściej: gazy, ciecze lub mieszanina fazy gazowej i ciekłej. Z tego względu, biorąc pod uwagę stan skupienia agresywnego środowiska wyróżnia się: − korozję gazową, − korozję atmosferyczną, − korozję w cieczach, w szczególności w wodzie. Korozja gazowa w środowisku zawierającym jedynie suchy gaz, np. tlen lub powietrze, azot, siarkę i jej związki, spaliny i pary, jest najczęstszym przykładem korozji chemicznej. Procesy korozji chemicznej polegają na niszczeniu metali i stopów wyniku reakcji chemicznych. W odróżnieniu od korozji elektrochemicznej korozja chemiczna przebiega na sucho, bez udziału elektrolitu. Korozja gazowa przynosi szczególnie dotkliwe straty w przemysłach chemicznym, energetycznym, w transporcie samochodowym i lotniczym – wszędzie tam, gdzie wiele elementów konstrukcyjnych jest narażonych na działanie gorących par i gazów. Korozja gazowa powoduje również znaczne straty w procesie wytwarzania metali, głównie wskutek tworzenia się zgorzeliny podczas obróbki plastycznej i cieplnej metali i stopów, zwłaszcza stali, stając się tym samym przedmiotem szczególnego zainteresowania technologów obróbki plastycznej i cieplnej. Rdzewienie – proces korozji żelaza i jego stopów (w tym stali) w rezultacie oddziaływania tlenu i wody, w wyniku którego na powierzchni metalu tworzą się warstewki produktów korozji. Rdza, powstająca w wyniku rdzewienia, tworzy na powierzchni metalu charakterystyczne warstewki kruchych i porowatych uwodnionych tlenków żelaza i magnetytu, nie zabezpieczających metalu przed dalszym rdzewieniem. Czynniki wpływające na szybkość korozji Czynnikami wpływającymi na procesy korozyjne są: − właściwości metalu: skład pierwiastkowy, potencjał elektrochemiczny, zanieczyszczenia, sposób otrzymywania, sposób obróbki, gładkość powierzchni i inne, − otoczenie, z jakim metal ma kontakt: natężenie czynników wywołujących korozję (tlenu, wody, kwasów itp.), − warunki pracy metalu: czynniki zmęczeniowe, tarcie, kształt wyrobu, sposób łączenia (spawanie, zgrzewanie, lutowanie) − temperatura – procesy korozyjne najczęściej ulegają przyśpieszeniu wraz ze wzrostem temperatury, czynnikiem szkodliwym może być także częsta zmiana temperatury metalu lub środowiska, − czas i związane z nim procesy starzenia metalu i powłok ochronnych, a także występujące naprężenia (zmęczenie metalu). W praktyce przemysłowej i eksploatacji pojazdów oraz maszyn problemy związane z korozją najczęściej powstają w następujących przypadkach:
  • 22. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 21 − długotrwałego magazynowania elementów lub maszyn, w korozyjnie agresywnym środowisku, − stosowania do obróbki elementów cieczy chłodząco-smarujących lub cieczy hartowniczych, zawierających wodę, − wykonywania ręcznych operacji, − transportu elementów. Metody przeciwdziałania korozji metali Do trwałych sposobów ochrony korozyjnej należą procesy chemicznej obróbki powierzchni metali: oksydowanie, fosfatowanie lub powlekania farbą przeciwkorozyjną, czy też galwaniczne pokrywanie metaliczną powłoką. Takie traktowanie powierzchni – zwane też stałą ochroną przed korozją – ma wadę polegającą na tym, że usunięcie tych pokryć nie jest możliwe bez naruszenia powierzchni materiału. Podczas produkcji wyrobów metalowych: łożysk, kół zębatych, przyrządów pomiarowych, narzędzi, części do pojazdów, broni i innych precyzyjnych części maszyn, blach, kształtowników, szyn itp. powstaje problem ich ochrony czasowej przed korozją i rdzewieniem. Problem ten występuje również w przypadku transportu części metalowych (zwłaszcza drogą morską, a także podczas długotrwałego magazynowania, w szczególności w warunkach tropikalnych. Ochrona przed korozją musi być także zagwarantowana w przypadkach, gdy wyroby metalowe są używane okresowo, a następnie długotrwale magazynowane (np. broń). Podstawowe sposoby przeciwdziałania korozji i rdzewienia metali: − dobór odpowiedniego metalu, w zależności od właściwości (agresywności) środowiska, − modyfikacja składu pierwiastkowego metalu, poprzez wprowadzenie domieszek metali lub innych pierwiastków powodujących lepszą odporność na korozję, − nanoszenie na powierzchnię metalu metalicznych powłok ochronnych, odpornych na korozję (np. niklowanie, chromowanie, złocenie itp.), − nanoszenie na powierzchnię metalu niemetalicznych powłok ochronnych, odpornych na korozję (lakierowanie, emaliowanie, cementowanie oraz nakładanie: asfaltu, smoły, parafiny, smarów plastycznych, olejów itp., − zmiana struktury powierzchni metalu lub składu chemicznego warstwy powierzchniowej przez wytworzenie na jego powierzchni związku chemicznego (najczęściej tlenku, fosforanu chromianu itp.) na drodze zabiegów chemicznych lub elektrochemicznych (nawęglanie, oksydowanie, utlenianie anodowe, fosforanowanie, chromianowanie, pasywacja itp.), − ochrona katodowa (anodowa), polegająca na tym, że do chronionej konstrukcji dołącza się zewnętrzną anodę (katodę) w postaci metalu o potencjale elektrodowym niższym (wyższym) niż metal, z którego jest wykonana chroniona konstrukcja (np. cynk w przypadku katodowej ochrony urządzeń wykonanych ze stali), − stosowanie inhibitorów korozji w składzie czynnika agresywnego, a także w składzie środków smarowych, paliw, cieczy eksploatacyjnych, cieczy do obróbki metali, gazów, − osłabienie agresywności środowiska np. poprzez osuszanie powietrza i wiele innych. Szczególnym przypadkiem ochrony metali przed korozją i rdzewieniem jest tzw. ochrona czasowa. Polega ona na konserwacji wyrobów metalowych łatwo usuwalnymi lub nie wymagającymi usuwania środkami konserwacyjnymi oraz na pakowaniu ochronnym. Czasowa ochrona metali przed korozją jest to zespół czynności zabezpieczających przed korozją i rdzewieniem wyrobów metalowych w okresie ich obróbki, montażu, magazynowania, transportu i użytkowania. Przykłady stosowania ochrony czasowej przedstawiono w tabeli 2.
  • 23. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 22 Tabela 2. Zastosowania ochrony czasowej Dział Elementy podlegające ochronie Uzbrojenie broń strzelecka, sprzęt artyleryjski, amunicja, pojazdy bojowe, elektronika, lotnictwo Maszyny łożyska toczne, obrabiarki, silniki, maszyny ciężkie, ciągniki, pojazdy, narzędzia Wyroby hutnicze blachy, taśmy, pręty szlifowane, profile, druty, liny Wyroby różne galanteria metalowa gwintowana, galanteria metalowa, aparatura optyczna precyzyjna, oprzyrządowanie, rury, aparatura chemiczna, pompy, silniki elektryczne, sprzęt elektroniczny, szafy sterownicze, aparatura kontrolna Eksploatacja maszyny rolnicze, samochody osobowe, autobusy, samoloty rolnicze, maszyny budowlane, maszyny górnicze Przeznaczenie ochrona międzyoperacyjna, ochrona krótkookresowa, ochrona długookresowa, kooperacja, transport morski, transport lądowy, transport w warunkach tropikalnych, transport otwarty, magazynowanie w pomieszczeniach, magazynowanie na wolnej przestrzeni, magazynowanie pod wiatą Ważnym elementem czasowej ochrony metali przed korozją i rdzewieniem jest stosowanie właściwie dobranych środków konserwacyjnych – środków czasowej ochrony metali przed korozją. Środki czasowej ochrony przed korozją – substancje nakładane na powierzchnie metalowe lub powłoki ochronne niemetaliczne, tworzące na powierzchni łatwo usuwalne lub nie wymagające usuwania powłoki, chroniące metal przed korozją w określonym środowisku i ograniczonym czasie. Jako środki ochrony czasowej metali przed korozją najczęściej są stosowane: − oleje mineralne z pakietem dodatków – oleje konserwacyjne, − oleje konserwacyjne z rozpuszczalnikiem, − smary węglowodorowe lub zawierające zagęszczacz mydlany z pakietem dodatków – smary konserwacyjne, − smary konserwacyjne z rozpuszczalnikiem, − roztwory wosków lub lanoliny z pakietem dodatków, − substancje syntetyczne tworzące film cienki lub ultracienki będące zazwyczaj specjalnym inhibitorem korozji roztworzonym w odpowiednim rozpuszczalniku, − wodne emulsje zawierające środek konserwacyjny. Środki ochrony czasowej, obok składników podstawowych, a w określonych przypadkach rozpuszczalnika, zawierają dodatki: inhibitory korozji – związki chemiczne, powodujące zahamowanie bądź spowolnienie reakcji chemicznych, inhibitory utlenienia, substancje zwilżające, biocydy – substancje i preparaty biobójcze wykorzystywane w celu ochrony szkodliwymi czynnikami biologicznymi, barwniki, a w przypadku smarów konserwacyjnych także zagęszczacze. W praktyce rozróżnia się następujące typy środków ochrony czasowej: − przeciwkorozyjne nie zawierające rozpuszczalników, − przeciwkorozyjne zawierające rozpuszczalniki, − przeciwkorozyjne mieszające się z wodą lub tworzące z nią emulsje. Środki pierwszego typu, ochrony przed korozją, są to konserwacyjne (przeciwkorozyjne) oleje ochronne. Zawierają one oleje mineralne z dodatkiem, lub nie, inhibitorów korozji. W zależności od wprowadzonych dodatków i lepkości olejów użytych jako baza, tworzą filmy o różnej trwałości, o oleistym charakterze. Stosowane są do długoterminowej konserwacji wewnętrznych powierzchni bardzo małych części, małych maszyn, hydrauliki, części napędów itd. Konserwowane elementy powinny być zapakowane lub przykryte podczas składowania w zamkniętych pomieszczeniach. Specjalną odmianą środków ochrony czasowej są oleje ochronne z zawartością inhibitorów korozji, rodzaju VCI (VCI – Volatile Corrosion
  • 24. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 23 Inhibitor – lotny inhibitor korozji), zwanymi inhibitorami w fazie parowej (gazowej). Inhibitory te powodują dodatkowe tworzenie kompleksów na powierzchniach metali. Chronią one powierzchnie elementów konstrukcyjnych, niewystarczająco chronionych przez film ochronny. Do kolejnej grupy środków ochrony przed korozją zalicza się mineralne oleje emulgujące z wodą, do których najczęściej wprowadzono substancję ułatwiającą tworzenie emulsji – tzw. emulgator. Tworzą one z wodą stabilne lub półstabilne emulsje. Emulsje te mogą być nanoszone przez natrysk lub drogą zanurzenia. Półstabilny typ emulsji rozdziela się bezpośrednio po zetknięciu z metalem: olej tworzy tu równomierny film przeciwkorozyjny, a woda samoczynnie opuszcza chroniony przedmiot. Olejowy film bardzo trudno miesza się na powrót z wodą, co chroni przedmiot przed zmywaniem. Stosowanie tego typu środków ochrony czasowej zaleca się przy wewnątrzzakładowej konserwacji małych elementów i półfabrykatów lub ogólnie – do krótkotrwałej ochrony przed korozją. W składzie środków ochrony czasowej najistotniejszym dodatkiem (składnikiem) są inhibitory korozji. Skład inhibitorów korozji najczęściej jest ściśle chronioną tajemnicą producenta i bywa ujawniany tylko w przypadku, gdy powoduje szczególne zagrożenia dla ludzi lub środowiska. Wyróżnia się inhibitory korozji jonowe i niejonowe (organiczne). W większości przypadków mechanizm działania jonowych inhibitorów korozji polega na spowolnieniu korozji elektrochemicznej (katodowej lub anodowej) na powierzchni metalu. Organiczne inhibitory korozji są natomiast adsorbowane na powierzchni metalu, tworzą szczelną powłokę, wypierają wodę i elektrolity, chroniąc w ten sposób przed procesami elektrochemicznymi. Inhibitory korozji przylegają do czystej powierzchni metalu, natomiast nie przylegają do powierzchni utlenionej. Wynika z tego, że środki zawierające inhibitor korozji powinny być nakładane na czystą powierzchnię, możliwie szybko po obróbce metalu. Niektóre środki ochrony czasowej zawierają składniki powodujące wypieranie wody z powierzchni metalu. Mechanizm działania tego typu substancji wynika z większej niż w przypadku wody zwilżalności metalu. W praktyce przemysłowej są stosowane następujące metody nanoszenia środka konserwacyjnego na części, przeznaczone do ochrony czasowej: − zanurzenie elementu w kadzi ze środkiem konserwującym, − natrysk na powierzchnię, − malowanie pędzlem (smarowanie). W praktyce przemysłowej i eksploatacyjnej, środki czasowej ochrony metali często są klasyfikowane wg zapewnianego czasu ochrony metalu przed korozją do ochrony: − długookresowej (powyżej 18 miesięcy), − średniookresowej (6 do 18 miesięcy), − krótkotrwałej (do 6 miesięcy). Wyróżnia się również środki do ochrony międzyoperacyjnej (kilka dni), stosowane w przypadku konieczności konserwacji wykonywanych części między kolejnymi operacjami obróbki lub montażu. Z punktu widzenia konsystencji i składu chemicznego praktycy dzielą środki ochrony czasowej na: − oleje konserwacyjne, − półpłynne smary ochronne, − smary ochronne twarde lub maziste, − smary ochronne w rozpuszczalniku, − środki na bazie wosków mineralnych lub syntetycznych, − roztwory lanoliny w rozpuszczalnikach lub inne preparaty lanolinowe, − środki myjąco-konserwacyjne, − wodne roztwory środków ochrony czasowej.
  • 25. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 24 Od środków do ochrony czasowej przed korozją wymaga się następujących właściwości eksploatacyjnych: − skutecznej ochrony przed korozją w ustalonym okresie, − zdolności wypierania wody z powierzchni metalu, − określonych właściwości reologicznych (odpowiednia lepkość i temperatura płynięcia), − dużych możliwości kryjących, − dobrej zwilżalności i przyczepności do chronionych powierzchni, − braku wrażliwości na zmienne warunki środowiska, − braku reakcji chemicznych w kontakcie z powietrzem i wodą, − możliwości kontrolowania równomierności warstwy ochronnej, − łatwości nanoszenia na powierzchnię metalu, − łatwości usuwania warstwy ochronnej, − odporności na utlenianie i stabilności chemicznej, − braku szkodliwego działania na organizm człowieka, − odporności na rozwój mikroorganizmów (szczególnie w przypadku środków stosowanych w warunkach tropikalnych), − dobrych właściwości przeciwzużyciowych (w przypadku środków konserwacyjno– eksploatacyjnych), − odpowiednio wysokiej temperatury zapłonu (w przypadku środków zawierających rozpuszczalnik). Od środków ochrony czasowej wymaga się dobrej zwilżalności powierzchni przeznaczonych do ochrony, a w przypadku środków rozpuszczalnikowych, po odparowaniu rozpuszczalnika pokrycie powinno być ciągłe, nie wykazywać pęknięć. Szczegółowe wymagania na środki ochrony czasowej metali są najczęściej precyzowane normami producentów. Jedynie wielcy użytkownicy jak wojsko, kolej oraz wielcy producenci metali stosują swoje własne wymagania, często bardzo szczegółowe. Dobór środków ochrony czasowej do poszczególnych zastosowań powinien uwzględniać: − warunki środowiskowe w procesie produkcyjnym, − warunki klimatyczne, − cechy konstrukcyjne i rodzaj chronionych materiałów, − wymagane okresy ochrony. W większości przypadków uwzględnienie tych czynników jest złożonym problemem technicznym rozwiązywanym na podstawie badań lub doświadczenia ekspertów. Norma PN– 71/H–04651 wyróżnia pięć stopni agresywności środowiska: − o bardzo łagodnym działaniu korozyjnym, odpowiadające najlżejszym warunkom użytkowania, − o lekkim działaniu korozyjnym, odpowiadające lekkim warunkom użytkowania, − o umiarkowanym działaniu korozyjnym, odpowiadające średnim warunkom użytkowania, − o silnym działaniu korozyjnym, odpowiadające ciężkim warunkom użytkowania, − o bardzo silnym działaniu korozyjnym, odpowiadające wyjątkowo ciężkim warunkom użytkowania. Na podstawie stopnia agresywności korozyjnej lub tzw. kryptoklimatu – przestrzeni pomiędzy produktem a opakowaniem, określa się stopień agresywności korozyjnej środowiska w odniesieniu do wyrobów pokrytych środkami ochrony czasowej. Pojęcie kryptoklimatu, precyzujące warunki magazynowania jest ściśle określone w odpowiednich normach. Na podstawie ustalonego stopnia agresywności korozyjnej oraz rodzaju metalu są dobierane odpowiednie środki ochrony czasowej. Dobór środka ochrony czasowej powinien
  • 26. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 25 wykonywać specjalista z tego zakresu, uwzględniając stopień agresywności korozyjnej środowiska i rodzaj chronionego metalu oraz planowany okres przechowywania. Inne sposoby ochrony przed korozją Ochrona przed korozją może polegać również na ograniczeniu oddziaływania środowiska korozyjnego na pracujące elementy maszyn i urządzeń. Przykładem może być odpowiednie uzdatnienie wody stosowanej w urządzeniach energetycznych, głównie w kotłach. Podobnie w procesach obróbki cieplnej, można uniknąć tworzenia się zgorzeliny, przez zastosowanie atmosfer ochronnych w urządzeniach do tej obróbki. 4.2.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie skutki powoduje korozja? 2. Jakie czynniki przyśpieszają proces korozji? 3. Jakie znasz rodzaje korozji? 4. Jakie znasz metody przeciwdziałania korozji? 5. Jakimi substancjami pokrywa się elementy by spowolnić korozję? 6. Jakimi substancjami pokrywa się elementy by wyeliminować korozję? 7. W jakich metalach proces korozji nie występuje? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Określ typy korozji występujące na zgromadzonych, częściowo skorodowanych płytkach. Określ, jakimi środkami można ograniczyć – spowolnić efekty korozji. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) na kartce wypisać występujące typy korozji, 2) przypomnieć sobie, jakimi cechami każdy typ korozji się charakteryzuje, 3) zidentyfikować ogniska korozji, dokładnie oglądając ponumerowane płytki, 4) w razie potrzeby rysikiem sprawdzić głębokość i kształt danego ogniska, 5) sporządzić notatki. Wyposażenie stanowiska pracy: − zestaw częściowo skorodowanych płytek (co najmniej 5 próbek z różnymi rodzajami korozji, warto, by znalazły się tam próbki z korozją powierzchniową, wżerową, punktową plamową, szczelinową lub inne dostępne), − szkło powiększające lupa, rysik, − przyrządy do pisania.
  • 27. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 26 Ćwiczenie 2 Przygotuj cztery próbki ze stali St3 i umieść je w 4 różnych środowiskach. Sprawdź, w jakich warunkach proces korozji rozwija się najszybciej. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) przygotować 4 próbki o dowolnym kształcie z materiału St3, 2) bardzo dokładnie opiłować powierzchnie próbek tak, by usunąć ewentualne warstwy ochronne, 3) rozłożyć dokładnie oczyszczone płytki: pierwszą położyć na parapecie, drugą zamknąć w pojemniku z wodą tak, by cała próbka była zanurzona w wodzie, trzecia powinna być w zamkniętym słoiku, w którym znajduje się około 1/10 objętości wody, a płytka ułożona jest tak, by wody nie dotykała, czwarta powinna być umieszczona w kuwecie, na dnie której rozłożona jest lignina, nasączona wodą, 4) obserwować przez miesiąc płytki, na każdej zajęć sprawdzać i w razie potrzeby uzupełniać poziom wody kuwecie i słoikach, 5) po miesiącu dokonać analizy, w jakich warunkach korozja rozwinęła się najszybciej, a w jakich najwolniej. Wyposażenie stanowiska pracy: − imadło, pilnik, papier ścierny, − kawałki blachy o grubości ok. 3 mm o powierzchni ok. 16 cm2 , − 2 słoiki, kuweta lignina, woda, − lupa, rysik, − przybory do pisania. Ćwiczenie 3 Wykonaj ochronę antykorozyjną czasową wskazanego przez nauczyciela elementu, który będzie magazynowany w pracowni, przez okres 1 roku. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) dokonać analizy zgromadzonych materiałów oraz warunków, w jakich należy prace wykonywać, 2) wybrać metodę ochrony antykorozyjnej na podstawie zgromadzonych materiałów i przyrządów, 3) określić procedurę nakładania warstw ochronnych, oraz sporządzić listę narzędzi, 4) nałożyć warstwę ochronną. Wyposażenie stanowiska pracy: − częściowo skorodowana próbka, − pędzle różnej szerokości i kształtu, wałki gąbkowe, wałki do farb emulsyjnych, papier ścierny, szczotka stalowa, imadło, preparat do odtłuszczania, − rozpuszczalniki dostosowane do rodzaju zgromadzonych farb, próbki farby podkładowej, farby nawierzchniowej, farby emulsyjnej.
  • 28. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 27 4.2.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) rozróżnić typy występującej korozji?   2) określić warunki, które mają wpływ na szybkość postępowania korozji?   3) określić środki, które można zastosować na etapie produkcji w celu spowolnienia powstawania korozji?   4) wykonać warstwę ochronną?   5) określić środki, które można zastosować w częściowo już skorodowanych elementach w celu spowolnienia powstawania korozji?  
  • 29. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 28 4.3. Eksploatacja obrabiarek 4.3.1. Materiał nauczania Prawidłowa eksploatacja obrabiarek zapewnia długie użytkowanie przy zachowaniu parametrów eksploatacyjnych gwarantowanych przez producenta. Eksploatacja nowej obrabiarki zaczyna się od prawidłowego transportu na miejsce posadowienia. W Dokumentacji Techniczno-Ruchowej (DTR), producent podaje ciężar obrabiarki, sposób umieszenia zawiesi (uchwyty, linki wykorzystywane w czasie przenoszenia i podnoszenia), i pozycję transportową. Przygotowanie obrabiarek do pracy Rys. 8. Plan fundamentu szlifierki do płaszczyzn. 1 – śruba nastawcza, 2 – nakrętka kontrująca, 3 – płytka fundamentowa, 4 – śruba fundamentowa [9]
  • 30. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 29 Kolejnym etapem jest ustawienie na fundamencie i poziomowanie. Dokładność poziomowania powinna wynosić zazwyczaj 0,02 mm na 1 m. Poziomowanie powinno przeprowadzać się w obu osiach X i Y. Fundament, wykonany z betonu lub żelbetu przekazuje na podłoże gruntowe całość obciążeń maszyny. Pod wpływem przekazywanych obciążeń może dochodzić do odkształceń gruntu, co z kolei może powodować osiadanie. W związku z tym dobór odpowiedniego rozwiązania fundamentu (sposobu posadowienia maszyny) ma zapewnić: − minimalne i równomierne osiadanie maszyny oraz jej stateczność, − właściwą głębokość posadowienia (na warstwie gruntu o odpowiedniej nośności i poniżej głębokości przemarzania gruntu), − łatwość wykonania, − tłumienie drgań wytwarzanych przez maszynę, − dostosowanie do lokalnych warunków nośności gruntów. Konstrukcja fundamentów jest zróżnicowana, w zależności od działania maszyny. Inne są fundamenty pod maszyny udarowe (młoty), maszyny z masami wirującymi, maszyny o działaniu korbowym, pompy, czy urządzenie walcownicze. Plan fundamentu, wytyczne jego wykonania, rozmieszczenie i wymiary kotw fundamentowych znajdują się w DTR maszyny. W przypadku braku DTR, fundament powinien być zaprojektowany przez uprawnionego projektanta. Maszynę można ustawiać na fundamencie dopiero po całkowitym związaniu betonu (ok. 28 dni). Po posadowieniu maszyny na fundamencie następuje poziomowanie. Istnieją różne systemy poziomowania stosowane przez wytwórców obrabiarek: − za pomocą płytek fundamentowych, − klinów poziomujących, − samonastawnych stóp fundamentowych (rys.9 a, b), − podkładek regulacyjnych (rys 9 c), − podkładek fundamentowych wylewanych z żywic epoksydowych (rys. 9 d). a) b) c) d) Rys. 9. Sposoby poziomowania maszyn. a – samonastawna stopa fundamentowa, b – przykład zastosowania stopy fundamentowej, c – zestaw podkładek regulacyjnych różnych rozmiarów i grubości, d – wylewanie podkładki fundamentowej z żywicy epoksydowej [9] Posadawianie maszyn i urządzeń na podkładkach fundamentowych odlewanych z tworzywa polega na ustawieniu maszyny w wymaganym położeniu przy pomocy klinów lub śrub odciskowych i wykonaniu pomiędzy fundamentem a podstawą maszyny odpowiednich gniazd zalewowych. Gniazda te wypełnia się następnie ciekłym tworzywem EPY (kompozycja wymieszana z utwardzaczem), które po utwardzeniu tworzy podkładki
  • 31. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 30 fundamentowe ściśle dopasowane do powierzchni oporowych fundamentu i podstawy maszyny. Po napięciu, uprzednio luźno włożonych śrub fundamentowych, otrzymuje się gotowe złącze fundamentowe, które zapewnia dokładne i niezawodne ustawienie maszyny w okresie długotrwałej eksploatacji. Obecnie w wielu przypadkach można zrezygnować z wylewania fundamentów. W wielu zakładach obrabiarki i inne urządzenia ustawiane się na stopach antywibracyjnych z przekładkami elastomerowymi – wibroizolatorach (rys. 10). Dobór odpowiedniego wibroizolatora wymaga znajomości masy maszyny, jej rozkładu na poszczególne stopy, charakteru pracy, kierunków występujących drgań, ich częstotliwości, wysokości środka ciężkości. Obecnie dostępnych jest kilkaset rodzajów wibroizolatorów o nośności od kilkunastu do kilkunastu tysięcy kilogramów, co pozwala stosować wibroizolator do większości obrabiarek. Zalety stóp antywibracyjnych: − pewne i bezpieczne ustawienie maszyn i urządzeń, − możliwość łatwego ustawienia i konfiguracji parku maszynowego (w razie ewentualnych zmian nie ma konieczności zrywania fundamentów maszyn, które stoją na wibroizolatorach), − ochrona pracowników obsługujących maszynę, − ochrona fundamentów – drgania nie przenoszą się na pozostałe części budynku, − ochrona podzespołów maszyny jak również pobliskich maszyn i urządzeń, − zmniejszenie hałasu, poprawę komfortu pracy, − spełnienie wymagań i norm bezpieczeństwa pracy. Rys. 10. Przekrój stopy antywibracyjnej [9] Złe posadowienie i fundamentowanie wywołują naprężenia w korpusie obrabiarki. Naprężenia te powodują z kolei niewspółosiowości, wichrowanie osi otworów wykonanych w czasie obróbki korpusu. Powoduje to naprężenia w węzłach łożyskowych wałów przekładni zębatych, śrub pociągowych i prowadnic tocznych. Skutkiem tych naprężeń jest głośna praca węzłów, grzanie się i szybkie zużycie elementów tocznych. Złe fundamentowanie jest również przyczyną błędów geometrycznych płaszczyzn łóż i prowadnic ślizgowych. To prowadzi do złej współpracy z saniami suportów lub stołów. Co przyczynia się to do utraty współosiowości, równoległości i prostopadłości ruchów roboczych narzędzi i przedmiotu obrabianego, a to powoduje błędy geometryczne przedmiotu obrabianego. Osobnym zagadnieniem jest przenoszenie się wytwarzanych drgań na podłoże i przejmowanie drgań z podłoża na korpus maszyny. Charakter pracy maszyn do obróbki plastycznej takich jak wszelkiego rodzaju młoty, walcarki, prasy, nożyce gilotynowe sprzyja generowaniu drgań niejednokrotnie o dużej energii. Nieodpowiednio zaprojektowany lub
  • 32. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 31 wykonany fundament w czasie pracy takiej maszyny staje się źródłem drgań przenoszonych przez grunt niejednokrotnie na duże odległości. Mogą one być przyczyną powstawania błędów obróbkowych na obrabiarkach skrawających na innym wydziale. W skrajnych przypadkach mogą być przyczyną niszczenia konstrukcji hali. Natomiast obrabiarki szybkoobrotowe mogą powodować drgania o dużej częstotliwości, których niedostateczne tłumienie przez fundament ma ujemny wpływ na dokładność obróbki, żywotność maszyny i bezpieczeństwo obsługi. Następnym etapem jest odkonserwowanie maszyny przy pomocy odpowiednich płynów i wytarcie czyściwem. Ważne jest, aby przed odkonserwowaniem nie przesuwać sań i suportów. Następnie przesmarować olejem maszynowym wszystkie płaszczyzny ślizgowe i powierzchnie niemalowane. Dalszym etapem jest napełnianie płynami roboczymi według DTR. Po przyłączeniu do sieci elektrycznej należy sprawdzić kierunki obrotów silników, działanie sterowania i poszczególnych mechanizmów obrabiarki. Docieranie Przez około pierwszych 200 godzin pracy następuje tzw. docieranie mechanizmów obrabiarki. W tym czasie powinno się obserwować pracę maszyny, sprawdzać temperaturę łożysk wrzeciona i odgłosów pracy przekładni. Podczas okresu docierania nie wolno stosować obróbki przy maksymalnych parametrach pracy. Po okresie docierania należy skontrolować wypoziomowanie, wymienić oleje zgodnie z DTR, wymienić lub wyczyścić, zależnie od konstrukcji, filtry oleju, sprawdzić połączenia śrubowe. Dokumentowanie pracy obrabiarki Każda maszyna powinna mieć prowadzoną dokumentację eksploatacyjną. Powinny się w niej znajdować DTR, certyfikat CE lub wymagań minimalnych bezpieczeństwa, aktualne protokoły pomiarów ochrony przeciwporażeniowej, protokół przekazania eksploatacji, terminarz oględzin i przeglądów, dokumentacja przeprowadzonych remontów, dokumentacja awarii i napraw, protokoły odbioru technicznego po przeprowadzonym remoncie. Każda przeróbka układu sterowania lub konstrukcji, wpływająca na bezpieczeństwo obsługi musi być zakończona przeprowadzeniem analizy, czy maszyna po przeróbce spełnia wymagania bezpieczeństwa CE lub wymagań minimalnych bezpieczeństwa. Smarowanie Jednym z podstawowych warunków prawidłowej pracy i dobrej konserwacji jest przestrzeganie właściwego smarowania obrabiarki przy zastosowaniu odpowiednich smarów i olejów oraz uzupełnianie nimi zbiorników i wymiana w wymaganych odstępach czasu. Smarowanie smarem stałym jest uproszczonym i oszczędnym rodzajem smarowania, jako że środek smarny jest łatwiej utrzymywany w łożysku. Ten rodzaj smarowania eliminuje konieczność stosowania skomplikowanego i kosztownego systemu doprowadzania i odprowadzania środka smarnego. Ważne jest uszczelnienie łożyska, aby wyeliminować możliwość wniknięcia zanieczyszczeń oraz utrzymać smar w obrębie łożyska. Smarowanie smarem stałym przeprowadza się okresowo przy zastosowaniu różnego rodzaju smarownic lub poprzez demontaż węzła łożyskowego i całkowitą wymianę smaru połączoną z myciem łożyska i oprawy. Wielu producentów środków smarnych obecnie oferuje smarownice automatyczne, dozujące środek w sposób ciągły do łożyska. Zasada działania smarownic automatycznych Po wkręceniu aktywatora generator gazu, wpada on do płynnego elektrolitu (znajdującego się w elastycznym zbiorniku) i zapoczątkowuje w ten sposób reakcję chemiczną, powodującą wydzielanie się gazu, którego ciśnienie działając na tłok powoduje
  • 33. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 32 ciągłe wyciskanie smaru do punktu smarownego. Całkowite opóźnienie samoczynnej smarowniczki sygnalizuje wskaźnik wyładowania. Czas pracy zależy od typu oraz rodzaju smarownicy (rys. 11) i wynosi od 1 miesiąca do roku. Rys. 11. Smarownica automatyczna [9] Smarowanie olejowe jest zwykle stosowane przy większych prędkościach roboczych, przy których jest wymagane bardziej efektywne rozpraszanie ciepła. Wybór właściwej lepkości oleju jest ważny do optymalizacji żywotności i poprawności pracy łożyska i elementów współpracujących. Stanowczo zaleca się filtrowanie oleju, jako że zanieczyszczony olej skraca żywotność łożysk i pogarsza ich pracę. Zaleca się regularne sprawdzanie oleju i filtrów i wymianę, kiedy tylko jest to konieczne.
  • 34. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 33 Rys. 12. Instrukcja smarowania szlifierki do płaszczyzn typu SPD 30 [9]
  • 35. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 34 Olejom do przekładni przemysłowych są stawiane następujące wymagania ogólne: − dobre właściwości przeciwzużyciowe, − dobre właściwości przeciwzatarciowe – zdolność do przenoszenia dużych nacisków jednostkowych i obciążeń udarowych, − odpowiednie do warunków pracy oleju, uwzględniające ekstremalne warunki pracy (najniższe i najwyższe temperatury), − brak skłonności do pienienia, − dobre właściwości ochronne przed korozją i rdzewieniem, − dobre właściwości adhezyjne, − odporność na wymywanie wodą (zwłaszcza w przypadku olejów do przekładni otwartych, łańcuchów, przegubów itp. mających kontakt z atmosferą), − dobre właściwości antyutleniające, − kompatybilność z materiałami konstrukcyjnymi przekładni, co ma istotne znaczenie zwłaszcza w przypadku, gdy środek smarny zawiera dodatki uszlachetniające, które mogą przyśpieszać korozję niektórych metali. W obrabiarkach występuje od kilkunastu do kilkudziesięciu punktów smarowania, a przy dużych centrach obróbczych ich liczba wynosi ponad sto. Miejsca dostarczenia środków smarnych można sklasyfikować na: − smarowane smarem stałym okresowo – łożyska silników, łożyska śrub pociągowych, prowadnic tocznych, osie dźwigni, powierzchnie krzywek, przeguby, koła zębate przekładni otwartych, niektóre sprzęgła itp., − smarowane olejem z instalacji smarowania obiegowego – łożyska wrzeciona, łożyska przekładni zębatych, koła zębate przekładni zamkniętych, − smarowane z centralnego układu smarowania – łoża, prowadnice. Na rys. 12 przedstawiona jest instrukcja smarowania szlifierki do płaszczyzn SPD 30 sporządzona przez producenta. Instrukcja taka jest integralną częścią dokumentacji techniczno-ruchowej (DTR). W przypadkach zaistnienia konieczności doboru do smarowania przekładni środka smarnego innego niż dotychczas stosowany, należy kierować się przede wszystkim zaleceniami producenta przekładni. Zazwyczaj producent przekładni podaje podstawowe charakterystyki zalecanego środka smarnego. W aktualnie produkowanych przekładniach jest zazwyczaj podana klasa jakościowa oleju, zgodnie z klasyfikacją ISO 6743–6 oraz klasa lepkościowa wg ISO 3448. W takiej sytuacji dobór środka smarnego polega na porównaniu wymagań producenta przekładni z danymi katalogowymi środka smarnego. Zazwyczaj częścią instrukcji smarowania jest tabela zamienników olejów i smarów różnych producentów, zalecanych przez wytwórcę obrabiarki. 4.3.2. Pytania sprawdzające Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie znasz sposoby posadowienia obrabiarek? 2. Jakie znasz sposoby poziomowania obrabirek? 3. Jakie zadania realizują stopy antywibracyjne? 4. Na czym polega odkonserwowanie maszyny? 5. Jakie zdarzenia należy opisywać w Dokumentacji Techniczno-Ruchowej? 6. Dlaczego regularnie smaruje się maszyny (zgodnie z DTR)?
  • 36. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 35 4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1 Wskaż, korzystając z DTR, wszystkie punkty, które należy smarować. Zidentyfikuj próbki smarów i olejów i wskaż, którą substancję smarującą należy zastosować w danym punkcie smarownym. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z dokumentacją techniczną maszyny, 2) zidentyfikować wszystkie punkty smarowne, sprawdzić poziom olejów (jeżeli w maszynie występują zbiorniki olejowe), 3) spośród zgromadzonych próbek substancji smarnych (oznakowanych) wybrać odpowiednią substancję smarną i przyporządkować do wybranego miejsca. Wyposażenie stanowiska pracy: − maszyna lub urządzenie dowolnego typu: np. frezarka, piła ramowa, itp, − dokumentacja techniczna danej maszyny, − kilka próbek z opisanymi parametrami takimi jak: oznaczenie zgodne z PN, lepkość, gęstość, temperatura pracy, itp. − literatura wymieniona w rozdziale 6 poradnika dla ucznia. Ćwiczenie 2 Przygotuj łożysko do dalszej pracy. Usuń z niego ewentualne zanieczyszczenia oraz nasmaruj je. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) za pomocą czyściwa oczyścić łożysko ze smaru, 2) rozpuścić resztki smaru, który pozostał między kulkami, 3) sprawdzić, czy cały smar z zanieczyszczeniami został usunięty, 4) dobrać i nałożyć nowy smar do łożyska, 5) rozprowadzić wprowadzony smar, skonsultować z nauczycielem ilość smaru, jaki winien pozostać. Wyposażenie stanowiska pracy: − zanieczyszczone opiłkami łożysko, − stanowisko do mycia łożysk, − próbki smarów i olejów. Ćwiczenie 3 Na przygotowanym wcześniej miejscu (o ile tego dokumentacja wymaga) zamontuj wiertarkę stołową. Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 1) zapoznać się z DTR,
  • 37. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 36 2) określić sposób mocowania, 3) przygotować plan montażu maszyny, 4) przygotować odpowiednie narzędzia i urządzenia, 5) przeprowadzić analizę zagrożeń, jakie mogą wystąpić w trakcie podnoszenia maszyny, opuszczania jej oraz montażu, wziąć pod uwagę położenie środka ciężkości maszyny, 6) ustawić na przygotowanym miejscu wiertarkę, 7) sprawdzić ustawienie maszyny (odpowiednie wypoziomowanie maszyny, prawidłowe ustawienie wiertarki względem uchwytów, 8) przykręcić wiertarkę, ponownie sprawdzić jej ustawienie. Wyposażenie stanowiska pracy: − wiertarka stołowa (lub inna maszyna np. tokarka stołowa, szlifierka-ostrzałka), − dokumentacja DTR maszyny, − poziomnica, − śruby mocujące oraz klucze do ich montażu, − literatura wymieniona z rozdziału 6 poradnika dla ucznia. 4.3.4. Sprawdzian postępów Czy potrafisz: Tak Nie 1) zaplanować proces posadowienia obrabiarek?   2) odczytać symbole i oznaczenia zawarte w dokumentacji technicznej?   3) określić szczególne warunki, jakie winny być spełnione w czasie docierania maszyny?   4) odczytać i zinterpretować zapisy instrukcji smarowania maszyny?   5) dobrać na podstawie oznaczeń właściwe substancje smarne?  
  • 38. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 37 4.4. Obsługa techniczna 4.4.1. Materiał nauczania Eksploatowanie maszyn i urządzeń jest to użytkowanie, maszyn i urządzeń, w celach produkcyjnych, transportowych, usługowych itp. Eksploatacja – jest to działanie (proces) realizowane od chwili wytworzenia maszyny do chwili jej fizycznej likwidacji. Zasadniczym okresem eksploatacji jest okres przydatności użytkowej maszyny, jej zdolności do osiągania określonych celów (eksploatowania). Do zasadniczych cech maszyny, stanowiących o przydatności maszyny do eksploatacji zalicza się: niezawodność, trwałość, wytrzymałość, wrażliwość na przeciążenia, łatwość obsługiwania. Obsługiwanie techniczne maszyn – czynności niezbędne do zachowania wszystkich mechanizmów maszyny w stanie pełnej sprawności technicznej w okresie eksploatowania oraz do ograniczenia do minimum intensywności zużywania się części i mechanizmów. Wyróżnia się obsługę: jednokrotną, eksploatacyjną, międzyremontową, sezonową, okresową i codzienną (bieżącą). Dla prawidłowego eksploatowania maszyny jest niezbędna znajomość jej aktualnego stanu technicznego, pozwala to na podejmowanie właściwych decyzji, dotyczących: dalszego eksploatowania, wyłączenia z ruchu, naprawy lub podjęcia innych prawidłowych działań zaradczych. Obsługa maszyn i urządzeń – to wszystkie zabiegi związane z podtrzymywaniem lub przywracaniem obsługiwanemu obiektowi jego zdolności użytkowej. W zależności czasu pracy maszyny, czynności obsługowe dzielimy się na: − obsługę jednokrotną – wykonuje się tylko raz podczas przyjmowania urządzenia do eksploatacji lub wycofywania go z użytkowania, − obsługę codzienną, która obejmuje sprawdzenie: czystości maszyn, częstotliwości i jakości smarowania, działanie poszczególnych mechanizmów, założonej dokładności pracy, stanu osłon ochronnych i ogólnego bezpieczeństwa pracy, − obsługa okresowa polega na dokonywaniu przeglądów i konserwacji, ewentualnej wymianie podzespołów maszyn. Zadaniem obsługi okresowej są zabiegi wykonywane cyklicznie, zgodnie z ustalonym harmonogramem, po upływie określonego czasu pracy maszyny. Polegają one na kontrolowaniu stanu technicznego maszyn i usuwaniu zauważonych wad oraz usterek, ustaleniu stopnia zużycia części i mechanizmów maszyny oraz sprawdzeniu, czy mechanizmy nie zostały nadmiernie rozregulowane. W ten sposób można zapobiec ewentualnym uszkodzeniom lub awariom. Terminy przeprowadzania obsług okresowych ustalane są przez służby remontowe i uzgadniane z kierownikami działów produkcyjnych i pomocniczych, przy czym powinny one być uwzględnione również w rocznym planie przeglądów oraz w miesięcznym harmonogramie obsług okresowych. Okres międzyremontowy – czas od początku eksploatowania maszyny do momentu remontu lub czas od jednego remontu do kolejnego. Eksploatowanie według ustalonego resursu stosuje się w przypadku maszyn i środków transportu o bardzo dużym znaczeniu, np. samolotów, reaktorów atomowych itp. Wyróżnia się eksploatowanie wg resursu kalendarzowego, w przypadku którego jest określony dopuszczalny okres pracy, wyrażony w latach, miesiącach itp. oraz wg tzw. resursu godzinowego, określającego dopuszczalny, rejestrowany czas pracy maszyny. W przypadkach niektórych maszyn jest ustalany zarówno resurs kalendarzowy jak i godzinowy. Eksploatowanie według stanu technicznego ma miejsce wówczas, gdy w sposób ciągły lub okresowy jest monitorowany stan techniczny maszyny (środka transportu) i na tej podstawie są podejmowane decyzje, co do dalszego
  • 39. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 38 eksploatowania lub podjęcia innych działań zaradczych, np. remontu, wymiany detali podzespołów, czy oleju. Systemy mieszane polegają na okresowym monitorowaniu stanu maszyny (środka transportu) i na podstawie rezultatów oceny, podejmowaniu decyzji o wydłużeniu resursu godzinowego i kalendarzowego. Monitorowanie i wydłużanie resursu może być dokonywane wielokrotnie. W czasie eksploatowania maszyna jest obsługiwana. Aby maszyna była eksploatowana optymalnie pod względem kosztów, należy dążyć do maksymalnego wydłużenia okresu przydatności użytkowej (okresu międzyremontowego) przy minimalizowaniu kosztów obsługiwania technicznego lub kosztów produkcji detali. Podejście lansowane powszechne przed II wojną światową polegało na tym, że obiekt naprawia się lub wymienia dopiero po wystąpieniu uszkodzenia. Przy tym podejściu prace produkcyjne wykonuje się stale pomijając okresy przeznaczone na konserwacje i naprawę. Na etapie planowania rezerwowano cały czas na wykonywanie prac produkcyjnych. Wówczas w przypadku wystąpienia awarii, przerywano produkcję, nie wywiązywano się z przyjętych zamówień, co doprowadzało do obniżenia renomy firmy. Od połowy XX wieku wdrażano w większości zakładów zasadę prewencyjnych działań, mającą za zadanie nie dopuścić do powstania uszkodzenia. Wprowadza się na podstawie obserwacji pojęcie przewidywanego okresu używania danej części, po którym nie czekając na awarię część ta ulega wymianie bądź naprawie. Naprawy w tych przypadkach przeprowadza się w z góry określonym zaplanowanym czasie. Skoro czas naprawy jest zaplanowany, to można wcześniej dokonać zamówień stosownych części. W celu dokonania właściwego planowania niezmiernie ważne jest wyznaczenie resursu (okresu używalności) dla danych mechanizmów, maszyn i urządzeń. Resurs jest to ustalony doświadczalnie i teoretycznie okres pracy maszyny lub jej elementu, w czasie którego jest zagwarantowane bezpieczeństwo i sprawność eksploatacji. W trakcie ustalania żywotności elementów można brać pod uwagę cechy i właściwości wizualne (resurs estetyczny), wytrzymałościowe (resurs techniczny), konieczność wykonywania czynności kontrolnych (resurs diagnostyczny). Podstawową kategorią określania czasu używalności elementów w maszynach i urządzeń jest tu resurs techniczny. Resurs techniczny to możliwość użytkowania obiektu do kolejnej okresowej planowanej obsługi technicznej. Obsługi te są zróżnicowane, a obsługą o największym zakresie jest remont kapitalny (naprawa główna). W celu określania czasu następnej naprawy należy prowadzić ewidencję i analizę danych o: eksploatacji maszyn i urządzeń, zdarzeniach eksploatacyjnych (usterkach, awariach) oraz prowadzonych naprawach. Prowadzenie odpowiedniej dokumentacji ułatwia planowanie oraz wykonywanie prac naprawczych. Ułatwia też kontrolę stanu maszyny, nie tylko przez pion techniczny zakładu, ale również przez instytucje kontrolne (tj. Państwową Inspekcję Pracy, Urząd Dozoru Technicznego). Resurs diagnostyczny jest to okres użytkowania maszyny, po którym należy przeprowadzić pomiary i oględziny określone w DTR. W trakcie wykonywania czynności diagnostycznych sprawdza się możliwość użytkowania obiektu do kolejnej okresowej planowanej obsługi diagnostycznej. Zmierza się tu do tego, aby w treści diagnozy zawarte były elementy przewidywania stanu technicznego diagnozowanego obiektu. Wprowadzenie okresowych kontroli stanu maszyn i urządzeń jest możliwe dzięki opracowanym procedurom wykonywania pomiarów warsztatowych, oraz ogólnej dostępności sprzętu pomiarowego i aparatury diagnostycznej. Diagnostyka ta ma pozwolić na wczesne wykrycie zużycia elementów, zwiastującego zbliżające się uszkodzenie. W najbardziej zaawansowanej formie tego rodzaju eksploatacji stosuje się ciągłe monitorowanie wielkości charakteryzujących stan techniczny obiektu.
  • 40. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 39 W trakcie wykonywania oględzin, przeglądów oraz badań diagnosta powinien określić: − Jakie funkcje spełnia obiekt techniczny (np. czy urządzenie pracuje samodzielnie, czy w linii technologicznej, jaka jest wydajność, jakie koszty eksploatacji, wpływ na bezpieczeństwo osób i innych maszyn) w kontekście bieżących zadań produkcyjnych? − Jak ten obiekt techniczny może zawieść w pełnieniu swoich funkcji? − Co może być przyczyną każdego z uszkodzeń funkcjonalnych? − Jakie mogą być skutki każdego z tych uszkodzeń? − Jakie znaczenie ma każde z tych uszkodzeń? − Co można zrobić, aby zapobiec każdemu z tych uszkodzeń? − Co powinno być zrobione, gdy nie można znaleźć odpowiedniego działania zapobiegawczego? W połowie lat 80 –tych we francuskiej sieci przesyłowej zaczęto stosować nowoczesną metodę eksploatacji urządzeń stacyjnych zwaną zasadą eksploatacji periodycznej, prewencyjnej i planowej (EPPP lub E3P), w której uwzględniono możliwości zastosowania nowoczesnej techniki, dotyczącej zapobieganie awariom i obniżenie niedyspozycyjności urządzeń. Analiza wyników przeglądów okresowych przeprowadzonych w systemie E3P wykazała, że: − 50% uszkodzeń można wykryć w czasie oględzin stacji, − 22% uszkodzeń można wykryć w czasie wykonywania prac związanych z eksploatacją, − 3% uszkodzeń można wykryć w czasie przeglądu, − pozostałe 25% uszkodzeń jest wykrywanych przez awaryjny system alarmowy. Ogólnie przyjęte zasady planowej eksploatacji stanowią że: − okresowe oględziny dokonywane w trakcie nominalnej pracy, które traktowane są jako pierwsze ogniwo w procesie utrzymania – dokonywane powinny być nie rzadziej niż raz w miesiącu, − przegląd dokonywane powinny być w trakcie pracy symulowanej (np. praca maszyny w biegu jałowym, przy 100% obciążeniu, sprawdzenie zakresów regulacji maszyny – nawet do poziomu, który w czasie nominalnej produkcji nie jest stosowany) – raz na kwartał, − przeglądy coroczne, przeprowadzone bez wyłączeń i obejmujące drobne czynności utrzymania. − W celu zmniejszenia niedyspozycyjności urządzeń należy: − okresowo szkolić kadry, treść i zakres szkolenia należy dostosować do bieżących potrzeb, − utrzymanie zasady kompetencji, tj. wykonywanie prac przez osoby mające odpowiednie kwalifikacje, − stosowanie narzędzi i urządzeń dostosowanych do zasad określonych w DTR. Zmierzać do minimalizacji kosztów eksploatacji można przez: − lepsze wykorzystanie czasu pracy pracowników, − stosowanie właściwych urządzeń pomocniczych, − należyte zorganizowanie pracy personelu (praca brygad z udziałem zarówno doświadczonych jak i młodych pracowników – doświadczeni pracownicy szkolą młodych, którzy nabywają w czasie pracy odpowiednie kompetencje). Zasady dokonywania przeglądów oraz napraw [2] Przegląd techniczny wykonuje się bez wyłączania z pracy maszyny lub urządzenia, wykorzystując przestoje podczas wolnej zmiany albo dni wolne od pracy. Terminy przeglądów technicznych oraz ich zakres określa dla każdej maszyny lub urządzenia dokumentacja techniczno-ruchowa. Dla obrabiarek skrawających do metali, dla których
  • 41. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 40 obowiązuje cykl dziewięcionaprawczy, przewiduje się po każdych 1333 godzinach pracy obrabiarki przegląd lub naprawę. Zakres prac wykonywanych w czasie przeglądu technicznego obrabiarek jest następujący: − oględziny zewnętrzne, próba obrabiarki na biegu luzem i pod obciążeniem oraz pomiary dokładności, − określenie zakresu prac i wykonanie protokołu przeglądu, − mycie i czyszczenie powierzchni współpracujących, mechanizmów i napędów, − regulacja sterowania obrabiarek i zespołów oraz części, mających wpływ na dokładność geometryczną, − usunięcie luzów i regulacja wrzeciona, − usunięcie nieszczelności w układach: smarowania, hydraulicznym, pneumatycznym i cieczy chłodzącej, − regulacja napędów śrubowych posuwowych, − sprawdzenie stanu powierzchni współpracujących, usunięcie zadziorów, regulacja luzów prowadnic, napędów łańcuchowych i pasowych, − sprawdzenie całego układu smarowania oraz wymiana olejów i smarów, − dociągnięcie wszystkich śrub, nakrętek i wkrętów oraz ewentualna ich wymiana, − oczyszczenie i sprawdzenie prawidłowości działania napędu hydraulicznego, − oczyszczenie i sprawdzenie wszystkich połączeń stykowych elektrycznych, jak zacisków, styczników, wyłączników oraz urządzeń zabezpieczających, − przegląd i naprawa uszkodzeń instalacji elektrycznej i elektronicznej, − oczyszczenie silników napędowych i elektropompek, − sprawdzenie zgodnie z przepisami eksploatacyjnymi skuteczności ochrony przed porażeniem, − sprawdzenie stanu oraz prawidłowości działania wszystkich urządzeń, zabezpieczających przed wypadkiem, − sprawdzenie prawidłowości działania aparatury pomiarowo-kontrolnej. Wszystkie usterki, uszkodzenia lub zużycie poszczególnych części lub zespołów, wymagających naprawy lub wymiany, należy zapisać w protokole przeglądu i zakwalifikować obrabiarkę do naprawy, ustalając również zakres naprawy. Drobne naprawy można wykonać w czasie przeglądu technicznego. Podczas odbioru obrabiarki po przeglądzie sprawdza się stan zabezpieczenia przed wypadkiem oraz działanie obrabiarki bez obciążenia i pod obciążeniem. Jeżeli podczas przeglądu dokonywano naprawy, to sprawdza się również wykonanie zakresu prac wymienionych w protokole przeglądu, wyniki pomiarów i prób wpisuje się do protokołu odbioru obrabiarki po naprawie. Naprawy bieżące [2] Naprawa bieżąca obejmuje naprawę lub wymianę szybko zużywających się części oraz czynności regulacyjnych. Dokonuje się jej przeważnie bez demontażu maszyn lub urządzenia z fundamentu. Zakres prac wykonywanych podczas naprawy bieżącej obrabiarek jest następujący: − przegląd wrzeciennika i ewentualna regulacja luzów łożyska wrzeciona, regulacja sprzęgieł i hamulców, − demontaż, czyszczenie i regulacja napędów śrubowych, − naprawa i regulacja sterowania obrabiarki, − demontaż urządzeń napędów hydraulicznych oraz ich czyszczenie, naprawa i regulacja, − przegląd i sprawdzenie prawidłowości działania zderzaków, ograniczników i wyłączników krańcowych,
  • 42. „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 41 − czyszczenie i regulacja urządzeń kopiujących, − czyszczenie i ewentualna wymiana uszkodzonych odcinków instalacji elektrycznej, gniazd bezpieczników, styczników, luzowników, wyłączników, zespołów elektronicznych itp., − demontaż, oczyszczenie i przegląd silników elektrycznych oraz próby oporności izolacji, − montaż obrabiarki, sprawdzenie działania bez obciążenia oraz pod obciążeniem, sprawdzenie dokładności. Obrabiarkę po naprawie odbiera się komisyjnie. Wyniki pomiarów i prób należy wpisać do protokołu odbioru obrabiarki po naprawie. Naprawy średnie [2] Naprawa średnia ma znacznie szerszy zakres niż bieżąca, może być wykonywana na stanowisku pracy maszyny lub po zdemontowaniu jej z fundamentu w wydziale naprawczym. Obrabiarki skrawające do metali są poddawane naprawie średniej po przepracowaniu ok. 8000 godzin. Zakres prac wykonywanych w czasie naprawy średniej obrabiarek jest następujący: − czynności przeglądu technicznego i naprawy bieżącej, − demontaż wrzeciennika, skrzynki posuwów, suportu, urządzeń kopiujących i sterowania obrabiarki, − czyszczenie, mycie zdemontowanych zespołów i części oraz ich weryfikacja, − wymiana zużytych łożysk tocznych, − regeneracja zużytych czopów wałków, − regulacja, regeneracja lub wymiana łożysk ślizgowych oraz dopasowanie do nich czopów wałów, − wymiana okładzin ciernych sprzęgieł i hamulców, − regeneracja powierzchni ciernych przekładni bezstopniowych, − wymiana uszkodzonych klinów i wpustów oraz naprawa rowków i dopasowanie, − wymiana uszkodzonych przewodów układu smarowania, chłodzenia, hydraulicznego i pneumatycznego, − naprawa pomp olejowych i chłodzenia, − regeneracja lub wymiana zużytych śrub pociągowych i dorobienie nowych nakrętek, − naprawa urządzeń napędu hydraulicznego lub pneumatycznego, − naprawa suportu, imaków nożowych konika, − struganie powierzchni roboczych stołów i naprawa rowków teowych, − szlifowanie lub skrobanie łoża obrabiarki, w razie potrzeby, − naprawa urządzeń kopiujących, − wymiana zużytych kół zębatych i wałków, − naprawa wyposażenia normalnego i specjalnego w razie potrzeby, − montaż obrabiarki, sprawdzenie działania bez obciążenia i pod obciążeniem, sprawdzanie dokładności. Odbiór obrabiarki po naprawie średniej jest dokonywany na tych samych zasadach, co po naprawie bieżącej. Ramowy zakres prac naprawy kapitalnej/ tokarki Rzeczowy zakres naprawy głównej obejmuje: 1. Kompletny demontaż obrabiarki na zespoły i poszczególne części składowe. 2. Dokładne oczyszczenie i odtłuszczenie poprzez mycie na gorąco wszystkich jej części i elementów.