Technik.teleinformatyk 312[02] o1.02_u

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1
MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ
Paweł Krawczak
Projektowanie i wykonywanie konstrukcji mechanicznych
312[02].O1.02
Poradnik dla ucznia

2
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom
2007
Recenzenci: prof. PŁ dr hab. inŜ.
Krzysztof Pacholski doc. dr inŜ.
Stanisław Derlecki
Opracowanie redakcyjne: mgr
inŜ. Ryszard Zankowski
Konsultacja:
mgr Małgorzata Sienna
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 312[02].O1.02,
„Projektowanie i wykonywanie konstrukcji mechanicznych”, zawartej w modułowym
programie nauczania dla zawodu technik teleinformatyk.

3
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Materiały konstrukcyjne 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 15
4.1.3. Ćwiczenia 15
4.1.4. Sprawdzian postępów 16
4.2. Wytrzymałość materiałów 17
4.3. Dokumentacja techniczna 24
4.4. Wykonywanie konstrukcji mechanicznych 45

4
5. Sprawdzian osiągnięć 74
6. Literatura 79
1. WPROWADZENIE
Poradnik ten będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o projektowaniu i wykonywaniu
konstrukcji mechanicznych. W poradniku znajdziesz:
– wymagania wstępne określające umiejętności, jakie powinieneś posiadać, abyś mógł bez
problemów rozpocząć pracę z poradnikiem,
– cele kształcenia czyli wykaz umiejętności, jakie opanujesz w wyniku kształcenia w ramach
tej jednostki modułowej,
– materiał nauczania, czyli wiadomości teoretyczne konieczne do opanowania treści
jednostki modułowej,
– zestaw pytań sprawdzających, abyś mógł sprawdzić czy opanowałeś juŜ materiał
nauczania,
– ćwiczenia zawierające polecenia, sposób wykonania oraz wyposaŜenie stanowiska pracy,
które pozwolą Ci ukształtować określone umiejętności praktyczne,
– sprawdzian postępów pozwalający sprawdzić Twój poziom wiedzy po wykonaniu
ćwiczeń,
– sprawdzian osiągnięć opracowany w postaci testu, który umoŜliwi Ci sprawdzenie Twoich
wiadomości i umiejętności opanowanych podczas realizacji programu danej jednostki
modułowej,
– literaturę związaną z programem jednostki modułowej umoŜliwiającą pogłębienie Twej
wiedzy z zakresu programu tej jednostki.
Materiał nauczania został podzielony na cztery części. W pierwszej części zawarte zostały
podstawowe informacje na temat materiałów konstrukcyjnych. Wytrzymałość materiałów
została opisana w rozdziale drugim poradnika. W rozdziale trzecim znajdziesz informacje
poświecone dokumentacji technicznej. Czwarty rozdział poświęcony został wykonywaniu
konstrukcji mechanicznych.

5
Schemat układu jednostek modułowych
322[18].O1.01
Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa
i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej
oraz ochrony środowiska
312[02].O1.03
Badanie obwodów
prądu stałego
312[02].O1
Podstawy mechaniki
i elektrotechniki
312[02].O1.02
Projektowanie i wykonywanie
konstrukcji mechanicznych
312[02].O1.04
Badanie obwodów prądu
przemiennego
312[02].O1.05
Eksploatowanie instalacji
elektrycznych

6
2. WYMAGANIA WSTĘPNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− stosować zasady bezpieczeństwa i higieny pracy na stanowiskach dydaktycznych oraz na
stanowiskach pracy,
− korzystać z róŜnych źródeł informacji technicznej, jak: Polskie Normy, poradniki,
− analizować treść zadania, dobierać metody i plan rozwiązania,
− komunikować się i pracować w zespole,
− samodzielnie podejmować decyzje,
− dokonywać oceny swoich umiejętności.

7
3. CELE KSZTAŁCENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
− scharakteryzować właściwości materiałów technicznych,
− określić właściwości i przeznaczenie materiałów niemetalowych,
− rozpoznać zjawiska korozyjne i ich skutki oraz wskazać sposoby zapobiegania korozji,
− dobrać materiały na elementy konstrukcyjne stosowane w urządzeniach elektrycznych i
elektronicznych,
− rozróŜnić rodzaje odkształceń i napręŜeń oraz wyjaśnić
pojęcie napręŜenia dopuszczalnego,
− wykonać rysunek przedmiotu i jego zarysów wewnętrznych w rzutach prostokątnych,
− zwymiarować rysunek danego przedmiotu,
− wykonać szkic części maszyny odwzorowującej kształty zewnętrzne i wewnętrzne,
− posłuŜyć się dokumentacją techniczno-ruchową i konstrukcyjną maszyn i urządzeń,
− wykonać rysunki techniczne z wykorzystaniem oprogramowania komputerowego,
− rozróŜnić konstrukcje połączeń oraz wskazać ich zastosowanie w określonych
urządzeniach,
− zmontować proste zespoły urządzeń elektronicznych,
− dobrać technikę wytwarzania elementu konstrukcyjnego,
− dobrać narzędzia, przyrządy i materiały do rodzaju wykonywanych zadań,
− dokonać pomiarów suwmiarką i mikrometrem,
− wykonać operacje trasowania na płaszczyźnie,
− wykonać podstawowe operacje obróbki ręcznej i mechanicznej (cięcie, prostowanie, gięcie,
piłowanie, wiercenie, rozwiercanie, gwintowanie),
− wykonać prace związane z konserwacją narzędzi,
− skorzystać z literatury zawodowej, dokumentacji technicznej, PN i ISO,
− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej i ochrony
środowiska oraz wymagania ergonomii.
4. MATERIAŁ NAUCZANIA
4.1. Materiały konstrukcyjne
4.1.1. Materiał nauczania
O poprawnych rozwiązaniach konstrukcyjnych maszyn i urządzeń w duŜej mierze
decyduje znajomość właściwości i technologii przetwórstwa materiałów konstrukcyjnych.
Konstruktor i technolog powinien dysponować informacjami w zakresie:
− właściwości materiałów w stanie wyjściowym,
− sposobów przetwórstwa i ich wpływie na właściwości materiału,

8
− czynników powodujących w warunkach eksploatacji zmiany odwracalne i nieodwracalne
(starzeniowe) zachodzące w zastosowanych materiałach,
− wzajemnego wpływu współpracujących ze sobą materiałów,
− czynników wpływających na róŜnorodne właściwości materiałów,
− czynników wpływających na wybór technologii odpowiedniej do obróbki danego
materiału.
Właściwości metali i ich stopów
Materiały stosowane w budowie maszyn i urządzeń, dzieli się na metale i niemetale (tzw.
metaloidy). RóŜnorodność grup, rodzajów, klas i gatunków materiałów niemetalowych jest
znaczna i trudna do sgrupyfikowania. Grupyfikacja materiałów metalowych obejmuje:
− metale, czyli czyste pierwiastki metaliczne, do których zalicza się m. in. aluminium, chrom,
cynę, cynk, kobalt, magnez, miedź, molibden, nikiel, ołów, platynę, srebro, sód, tytan,
uran, wanad, wolfram, złoto, Ŝelazo i inne,
− stopy metali, czyli substancje metaliczne otrzymywane przez stopienie dwu lub więcej
metali, do których często dodaje się pierwiastki niemetaliczne jak węgiel, krzem, siarkę,
fosfor, azot itp.,
− spieki, czyli półwyroby lub wyroby gotowe otrzymywane metodami metalurgii proszków
przez spiekanie składników metalowych i ceramicznych, metalowo – grafitowych,
metalowo – diamentowych itp.
Większość metali nie jest uŜywana w budowie maszyn w postaci czystej, lecz jako stopy,
których co najmniej jednym składnikiem jest metal. Dzieje się tak, poniewaŜ czyste metale
rzadko mają właściwości dostosowane do potrzeb, a moŜna je łatwo poprawić, stosując
róŜnorakie dodatki. Właściwości materiałów konstrukcyjnych są bardzo liczne, niemniej
moŜna je podzielić na 4 grupy. Są to właściwości:
− fizyczne
− chemiczne,
− mechaniczne,
− technologiczne.
Do właściwości fizycznych zaliczamy: gęstość, temperaturę topnienia, temperaturę
wrzenia, ciepło właściwe, przewodność cieplną i elektryczną, właściwości magnetyczne i
rozszerzalność cieplną.
Gęstość jest to stosunek masy ciała jednorodnego do objętości, wyraŜany w kg/m3
lub
g/cm3
. Stopy i metale lekkie, jak np.: lit, sód, magnez, aluminium i ich stopy, odznaczają się
małą gęstością. DuŜą gęstość mają metale cięŜkie, jak np.: Ŝelazo, nikiel, miedź, wolfram,
platyna i ich stopy.
Temperatura topnienia metali i ich stopów jest wyraŜana w stopniach Celsjusza (°C).
Wszystkie metale są topliwe, a poniewaŜ ich temperatura topnienia waha się w bardzo
szerokich granicach, więc dzieli się je na łatwo topliwe, trudno topliiwe i bardzo trudno topliwe.
Do metali łatwo topliwych, których temperatura topnienia wynosi do 650°C, zalicza się między
innymi takie metale, jak: cynę, cynk, bizmut, kadm, magnez i ołów. Metale trudno topliwe mają
temperaturę topnienia do 2000°C. Są to np.: chrom, kobalt, miedź, nikiel, platyna i Ŝelazo. Do

9
metali trudno topliwych zalicza się molibden, tantal i wolfram. Temperatura topnienia tych
metali wynosi ponad 2000°C.
Ciepło właściwe jest to ilość ciepła pobierana (lub oddawana) przez 1 g danej substancji
przy zmianie temperatury o 1°C. Ciepło właściwe zaleŜy od rodzaju substancji, temperatury i
sposobu ogrzewania. Na ogół ciepło właściwe cieczy jest większe niŜ ciała stałego. Ciepło
właściwe jest zawsze podawane wraz z zakresem temperatury, dla jakiej je określono.
Przewodnictwo cieplne jest jedną z charakterystycznych cech metali i stopów. Najlepszym
przewodnikiem ciepła jest srebro, a następnie miedź, złoto i aluminium.
Najgorzej natomiast przewodzi kadm, bizmut, antymon, ołów, tantal i nikiel. Miarą
przewodnictwa cieplnego jest ilość ciepła, jaka przepływa przez przewodnik o długości 1 m o
przekroju 1 m2
w ciągu 1 godziny przy róŜnicy temperatury 1°C.
Przewodnością elektryczną metali i stopów nazywamy zdolność przewodzenia prądu
elektrycznego. Najlepszym przewodnikiem prądu jest srebro, platyna a następnie miedź, złoto
i aluminium. Dlatego na przewody elektryczne uŜywa się miedzi lub aluminium, gdyŜ stawiają
one najmniejszy opór przepływającemu prądowi elektrycznemu. Przewodność elektryczna
maleje ze wzrostem temperatury przewodnika.
Własności magnetyczne metali i stopów polegają na zdolności magnesowania się.
Najlepsze własności magnetyczne mają Ŝelazo, nikiel i kobalt, a ze stopów – stal.
Rozszerzalność cieplna metali i stopów przejawia się we wzroście wymiarów liniowych i
objętości pod wpływem wzrostu temperatury i kurczeniu się podczas chłodzenia. Największą
rozszerzalność cieplną wykazuje kadm, a najmniejszą wolfram.
Do właściwości chemicznych metali i stopów zalicza się odporność na korozje i działanie
czynników chemicznych oraz na działanie temperatury. DuŜą odpornością na korozje
odznaczają się niektóre metale takie jak: srebro, złoto, platyna i w mniejszym stopniu nikiel i
chrom.
Właściwości mechaniczne – są to cechy, które decydują o odporności metali i stopów na
działanie róŜnego rodzaju obciąŜeń. Pozwalają one określić zakres obciąŜeń, jaki moŜna
zastosować dla określonego materiału, porównać właściwości róŜnych materiałów lub dokonać
oceny jakościowej materiału w warunkach przemysłowych i laboratoryjnych.
Zachowanie się materiałów pod wpływem róŜnych form obciąŜenia zewnętrznego moŜna
określić na podstawie ich właściwości mechanicznych, najczęściej uwzględnia się następujące
właściwości mechaniczne: wytrzymałość na rozciąganie, ściskanie, zginanie, skręcanie,
twardość i udarność.
Określaniem wartości parametrów opisujących właściwości mechaniczne materiałów
konstrukcyjnych zajmuje się materiałoznawstwo.
Wartości parametrów opisujących właściwości wytrzymałościowe dla określonego
gatunku materiału, na przykład stali, znajdują się w normach, poradnikach i w dokumentacji
technologicznej dotyczącej wyrobu. Wartości tych parametrów przyjmowane są do obliczeń
wytrzymałościowych. W wielu przypadkach dokonuje się oceny, czy otrzymany materiał
spełnia wymagania normy, przeprowadzając badania ściśle określone normami.

10
Właściwości technologiczne charakteryzują przydatność materiału do procesów
technologicznych (odlewania, tłoczenia, spawania, obróbki skrawaniem i innych). Wśród
właściwości technologicznych wyróŜnić moŜna:
− plastyczność, to właściwość określająca moŜliwość zmiany kształtu materiału za pomocą
wywieranego na niego ciśnienia, a więc za pomocą walcowania, tłoczenia, kucia.
Plastyczność materiału zaleŜy od jego budowy wewnętrznej, twardości i temperatury,
− skrawalność to podatność materiału do obróbki narzędziami skrawającymi, zaleŜy ona od
wewnętrznej budowy materiału i jego składu chemicznego. Skrawalność określają: opór
skrawania, gładkość powierzchni obrabianej oraz postać wióra. Materiały twarde i kruche
skrawają się trudniej niŜ materiały plastyczne. Jednak materiały miękkie nie odznaczają
się dobrą skrawalnością, gdyŜ zalepiają ostrza narzędzi.
− właściwości odlewnicze charakteryzują przydatność materiału do wykonywania odlewów.
Podstawowe właściwości odlewnicze to:
− lejność, czyli zdolność do dobrego wypełnienia formy ciekłym metalem,
− skurcz odlewniczy, czyli właściwość decydująca o powstaniu w odlewie napręŜeń
mogących spowodować jego pęknięcia, powstanie jam skurczowych, niedolewów,
porowatości itp.,
− spawalność jest miarą przydatności do wykonania połączeń spawanych i stopnia trudności
wykonania spoiny.
Materiały przewodzące i elektroizolacyjne
Do materiałów przewodzących naleŜą metale i ich stopy. Wartość przewodności
materiałów przewodzących jest uzaleŜniona od:
− rodzaju materiału i jego budowy,
− czystości materiału, czyli zawartości obcych domieszek,
− temperatury.
Materiały przewodzące z punktu widzenia zastosowania dzielą się na:
− przewodzące,
− oporowe,
− stykowe.
Materiały przewodzące stosowane w konstrukcjach maszyn i urządzeń powinny cechować
się wysoką wartością przewodnictwa elektrycznego, wysoką wartością wytrzymałości
mechanicznej (szczególnie na rozciąganie i zginanie) oraz niezmiennością w czasie własności
elektrycznych i mechanicznych pod wpływem warunków środowiskowych. Wymagania te
spełniają przede wszystkim dwa czyste metale: miedź i aluminium oraz niektóre stopy miedzi
i aluminium z innymi metalami jak: mosiądze, brązy, silumin i duraluminium.
Materiały izolacyjne (dielektryki) składają się z cząsteczek elektrycznie obojętnych, w
których ładunki elektryczne (poza sporadycznymi przypadkami) są związane i nie mogą się
przemieszczać pod wpływem pola elektrycznego. Główne zastosowanie dielektryków to
izolowanie obwodów elektrycznych. Materiały izolacyjne ze względu na stan skupienia dzieli
się na gazowe, ciekłe i stałe.

11
Do gazów elektroizolacyjnych stosowanych jako izolacja naleŜy w pierwszym rzędzie
powietrze, a następnie azot, dwutlenek węgla, wodór, oraz hel.
Materiały izolacyjne ciekłe to przede wszystkim oleje syntetyczne, mineralne i roślinne.
Pod względem zastosowania oleje dzieli się na transformatorowe, kondensatorowe, kablowe i
wyłącznikowe.
Materiały izolacyjne stałe dzielą się na:
− organiczne np.: papiery, asfalty, woski, Ŝywice, kauczuki, gumy, tworzywa sztuczne,
laminaty, emalie i lakiery i kleje.
− nieorganiczne np. szkło, mika, ceramika, porcelana i azbest.
Materiały magnetyczne i półprzewodnikowe
Materiały ze względu na właściwości magnetyczne dzielimy się na:
− diamagnetyki,
−
paramagnetyk
i, −
ferromagnety
ki.
W materiałach diamagnetycznych pole magnetyczne prądów elementarnych przeciwdziała
polu magnetycznemu przyłoŜonemu z zewnątrz. Do materiałów diamagnetycznych naleŜą
m.in. woda, kwarc, srebro, bizmut, miedź µr < 1.
W materiałach paramagnetycznych pole magnetyczne prądów elementarnych współdziała
z polem magnetycznym przyłoŜonym z zewnątrz. Do materiałów paramagnetycznych naleŜą
m.in. platyna, aluminium, powietrze i inne µr > 1.
W materiałach ferromagnetycznych pole magnetyczne prądów elementarnych współdziała
z polem magnetycznym przyłoŜonym z zewnątrz. Do materiałów tych naleŜą Ŝelazo, kobalt,
nikiel i ich stopy µr >> 1.
Ze względu na zdolności rozmagnesowywania materiały magnetyczne dzielą się na:
− materiały magnetycznie twarde, do których naleŜą: stale węglowe (0,8%–1,5% węgla), stale
chromowe, ferryty barowe i strontowe, stopy Ŝelaza, aluminium, niklu, kobaltu z
domieszkami miedzi lub tytanu,
− materiały magnetycznie miękkie, do których naleŜą: Ŝelazo technicznie czyste (armco), stale
niskowęglowe i krzemowe, stopy Ŝelaza z niklem (permalloy, supermalloy), stopy Ŝelaza
z kobaltem, stopy Ŝelaza z aluminium, stopy Ŝelaza z krzemem.
Materiały magnetyczne twarde stosowane są do wyrobu róŜnego typu magnesów trwałych.
Z materiałów magnetycznych miękkich wykonuje się rdzenie elektromagnesów prądu stałego,
obwody magnetyczne pracujące przy okresowo zmiennych strumieniach magnetycznych
(maszyny elektryczne, transformatory, dławiki).
Półprzewodniki to materiały powszechnie stosowane do produkcji elementów i układów
elektronicznych takich jak między innymi: diody, tranzystory, układy scalone. Mając na

12
względzie zdolność przewodzenia, umieszczamy półprzewodniki pomiędzy dielektrykami, a
przewodnikami. Półprzewodniki posiadają regularną budowę krystaliczną, która jest
charakterystyczna dla pierwiastków takich jak: krzem, german, a takŜe arsenek galu oraz
antymonek indu. Półprzewodniki moŜemy podzielić na samoistne np. czysty krzem i
domieszkowane odpowiednimi pierwiastkami zmieniającymi właściwości fizyczne kryształu.
Domieszkując czterowartościowy krzem pierwiastkiem pięciowartościowym np. fosforem
otrzymujemy jeden dodatkowy elektron swobodny. Fosfor nazywamy w tym przypadku
donorem, a półprzewodniki o takim typie domieszkowania nazywamy półprzewodnikami typu
n (negative). Po domieszkowaniu krzemu pierwiastkiem trójwartościowym np. indem, krzem
musi dostarczyć jeden elektron swobodny. Dzięki temu następuje pełne wysycenie wiązania, a
na miejscu elektronu zostaje dziura. W takim typie domieszkowania ind nazywamy akceptorem
a półprzewodnik jest półprzewodnikiem typu p (positive). Cały postęp technologiczny który
się dokonał w ostatnich kilkudziesięciu latach, był moŜliwy dzięki umiejętnemu
domieszkowaniu i łączeniu ze sobą obszarów półprzewodnikowych typu n i typu p.
Tworzywa sztuczne
Tworzywa sztuczne są materiałami, w których najistotniejszy składnik stanowią związki
wielkocząsteczkowe, syntetyczne lub pochodzenia naturalnego. Oprócz związku
wielkocząsteczkowego tworzywo sztuczne zawiera zwykle składniki dodatkowe, które nadają
mu korzystne właściwości uŜytkowe. Składnikami tymi mogą być napełniacze, nośniki,
zmiękczacze, pigmenty i barwniki, stabilizatory i wiele innych. Większość związków
wielkocząsteczkowych jest zbudowana z wielkiej liczby powtarzających się i połączonych
między sobą identycznych elementów podstawowych, nazywanych merami.
Dlatego teŜ związki wielkocząsteczkowe nazywamy polimerami (poli – wiele). Tworzywa
sztuczne grupyfikuje się na wiele sposobów, w zaleŜności od przyjętego kryterium podziału.
Jednym ze stosowanych systemów podziału tworzyw sztucznych jest grupyfikacja w
zaleŜności od pochodzenia bazowego polimeru. Według tego kryterium, tworzywa dzielimy
na:
− naturalne modyfikowane np.: pochodne celulozy – celuloid, wiskoza, pochodne kazeiny –
galalit (sztuczny róg),
− syntetyczne np.: polietylen (PE), polistyren (PS), Ŝywice epoksydowe (EP).
Często stosowaną grupyfikacją tworzyw sztucznych jest podział technologiczny, ze względu
na własności, które wiąŜą się z własnościami uŜytkowymi. Głównym kryterium podziału w tej
grupyfikacji jest zachowanie się polimeru w temperaturze pokojowej określone na podstawie
zaleŜności napręŜenie – odkształcenie. Zgodnie z powyŜszym podziałem polimery dzieli się
na dwie podstawowe grupy: elastomery i plastomery (rys. 1).

13
Rys. 1. Schemat podziału tworzyw sztucznych [opracowanie własne]
W tabeli poniŜej przedstawiono przykłady zastosowań wybranych tworzyw sztucznych.
Tabela 1. Przykłady zastosowań wybranych tworzyw sztucznych
Lp. Nazwa Oznaczenia
Podstawowe właściwości
Przykłady zastosowania
Temperatura
stosowania
[°C]
Moduł
spręŜystości
E [MPa]
Wytrzymałość
na rozciąganie
R [MPa]
TERMOPLASTY
1
polietylen
– niskiej gęstości
– wysokiej gęstości
PE – LD
PE – HD
–30–70
–30–85
200–400
600–1400
8–12
20–32
Folie opakowania rury
(np.gazowe) drobne koła
zębate, panewki łoŜysk
ślizgowych, drobne koła
zębate,
2
polipropylen –
homopolimer
– kopolimer
(wysokoudarowy)
PP
PPPE
–5–105
–10–105
1100–1550
110–1550
30–34
30–38
Zderzaki samochodowe,
rury,sprzęt medyczny,
zabawki
4
Polichlorek winylu
– miękki
– twardy
PVC
–20–42
–10–70
20–50
2410–4140
16–28
34,5–62
WęŜe do wody
chemikaliów, uszczelki
okien, zabawki.
Rury do wody, gazu,
przewodów układanych w
ziemi, rynny dachowe.
5
poliwęglan PC –100–130 2000–2400 65–75 Płyty CD, obudowy sprzętu
AGD
6
polimetakrylan
metylu)
PMMA –40–90 1800–3100 48–76 Elementy przeźroczyste,
okna samolotów, osłony
lamp, światłowody

14
7
polamid PA –70–105 110–2600 70–84 Części maszy
zębate,
ślizgowe,
n:
ko
ła łoŜyska
gniazda
przegubów,
i obudowy
korpusy
DUROPLASTY
śywice epoksydowe EP –100–80
21
000...52000
70..140
Laminaty, kompozyty
(lotnictwo, motoryzacja,
szkutnictwo, kleje
śywice fenolowo – –
formaldehydowe PF
–100–110
5 600...12
000
20
(rc = 240)
Laminaty, okładziny
cierne(hamulcowe),
korpusy i obudowy
śywice melaminowe MF –100–100 Brak danych
30
(rc = 310)
Laminaty dekoracyjne, art.
gospodarstwa domowego,
art.,
elektrotechniczne
(gniazdka, wtyczki)
ELASTOMERY
Kauczuki syntetyczne:
Butadienowy
Butadienowo –
– akrykonitrylowy
Etylenowo –
– propylenowo
– dienowy
BR
NBR
EPDM
–30–100
–30–20
–60–40
Brak danych Brak danych
Uszczelnienia, pasy w
przekładniach, opony,
dętki, odboje, elementy
amortyzujące i tłumiące
drgania
Tworzywa sztuczne są często stosowane w konstrukcji maszyn i urządzeń technicznych,
poniewaŜ charakteryzują się:
− małą gęstością,
− wysoką odpornością na korozję,
− dobrymi właściwościami mechanicznymi i plastycznymi,
− moŜliwością wykorzystania na łoŜyska ślizgowe dla małych obciąŜeń,
− dobrymi właściwościami elektroizolacyjnymi,
− dobrymi właściwościami termoizolacyjnymi,
− łatwością uzyskiwania dowolnej gamy kolorów i przezroczystości,
− łatwością formowania wyrobów o skomplikowanych kształtach, dokładnych wymiarowo.
Wadami tworzyw sztucznych są: niska odporność cieplna (100–120°C), niska twardość,
skłonność do starzenia się oraz trudności z degradacją odpadów. Jednak jest wiele warunków
eksploatacyjnych, w których tworzywa sztuczne mogą konkurować ze stopami metali.
Materiały ceramiczne
Ceramiką nazywa się wyroby formowane z plastycznych surowców ceramicznych (glinka
iłowa, kaolin, glina zwykła i garncarska, margiel ilasty, łupek ilasty, less, kwarc, mika,

15
substancje organiczne) i wypalane w wysokiej temperaturze. Materiały ceramiczne
charakteryzuje wysoka twardość i wysoka wytrzymałość na ściskanie. Ceramika naleŜy do
grupy materiałów izolacyjnych. W zaleŜności od zastosowania dzielimy ceramikę na:
− budowlaną,
− ogniotrwałą,
− elektrotechniczną,
− specjalną (techniczną), wytwarzaną z surowców o duŜej czystości, co umoŜliwia
otrzymanie powtarzalnych specyficznych właściwości uŜytkowych.
Zakres zastosowań ceramiki technicznej ciągle się rozszerza. Pojawiły się grupy ceramiki
specjalnego przeznaczenia: magnetyczna, optyczna, chemiczna, bioceramika, termoceramika,
ceramika jądrowa, pancerna, nadprzewodząca, narzędziowa, motoryzacyjna i inne. Stosuje się
ją między innymi w:
− przemyśle elektrotechnicznym i energetyce (elektrody, elementy grzewcze, styki,
termoizolatory i systemy osłony termicznej),
− budowie maszyn i urządzeń (części pracujące w środowiskach agresywnych, w warunkach
intensywnego ścierania, wysokiej temperaturze, w reaktorach jądrowych),
− lotnictwie i kosmonautyce (zespoły ruchu i napędu, części hamulców, świece zapłonowe,
czujniki gazowe i cieplne).
− medycynie (precyzyjne czujniki, stawy, zęby).
Wszystkie materiały ceramiczne cechują się duŜą odpornością na działanie wysokiej
temperatury, czynników chemicznych, twardością. Są to jednak materiały kruche i nie nadają
się do obróbki po wypaleniu (moŜna je tylko delikatnie szlifować).
Korozja
Korozja jest to stopniowe niszczenie (destrukcja) materiału spowodowane chemicznym,
lub elektrochemicznym oddziaływaniem otaczającego środowiska. Korodować, mogą róŜne
materiały: metale i stopy, ceramika, tworzywa sztuczne, beton. Z materiałów konstrukcyjnych
stosowanych w budowie maszyn najszybciej ulegają korozji metale i ich stopy z wyjątkiem
złota, srebra i platyny. Ze względu na mechanizm zjawiska korozję dzielimy na:
− korozję chemiczną, zachodzącą w suchych gazach i w cieczach niebędących elektrolitami
(benzen, fluor, ropa naftowa),
− korozję elektrochemiczną spowodowaną działaniem ogniw i mikroogniw lokalnych.
Korozja chemiczna to niszczenie metali w wyniku działania na nie suchych gazów lub
cieczy nieprzewodzących prądu elektrycznego (np. chlorowców, siarki). Warstwa korozyjna
powstaje w wyniku zaadsorbowania gazu, który następnie zostaje zdysocjowany dzięki
powinowactwu z metalem lub wskutek podwyŜszenia temperatury. Zdysocjowany gaz wchodzi
w reakcję z metalem, tworząc na jego powierzchni cienką warstwę związku chemicznego.
Warstwy powstające z produktów korozji mogą szczelnie i trwale przylegać do powierzchni
metalu lub łatwo od niej odpryskiwać. W pierwszym przypadku produkty korozji stanowią
ochronę przed dalszym agresywnym działaniem środowiska, w drugim zaś metal szybko ulega

16
zniszczeniu, poniewaŜ warstwy odpryskujące odsłaniają nowe jego powierzchnie, które
następnie korodują.
Korozja elektrochemiczna to niszczenie metalu wskutek zetknięcia się jego powierzchni z
wodą lub roztworem, które mogą stanowić elektrolit przewodzący prąd między lokalnymi
ogniwami znajdującymi się na powierzchni metalu. Tworzeniu się tych ogniw sprzyjają
zanieczyszczenia występujące w metalach oraz niejednorodność ich składu chemicznego i
struktury. W wyniku działania ogniwa pod wpływem tlenu następują zmiany chemiczne
materiału (np. Ŝelaza w wodorotlenek Ŝelaza). Wstrzymanie dopływu tlenu, podobnie jak
usunięcie elektrolitu, powoduje zatrzymanie korozji. Korozja elektrochemiczna bardzo
agresywnie atakuje metale, szczególnie Ŝelazo i jego stopy.
Ośrodki korozji moŜna grupyfikować uwzględniając ich wygląd, miejsce występowania,
środowisko w jakim zaistniała, okoliczności jakie ją wywołały (korozja ziemna, wŜerowa,
równomierna, punktowa, międzykrystaliczna, napręŜeniowa, szczelinowa, gazowa i inne).
Metody ochrony przed korozją są następujące:
− nakładanie powłok (warstw) ochronnych metalicznych i niematelicznych,
− modyfikacja środowiska korozyjnego,
− stosowanie inhibitorów.
Powłoki ochronne mają na celu zabezpieczenie powierzchni metalu przed bezpośrednim
oddziaływaniem środowiska korozyjnego. Powłoki ochronne metalowe stosowane do
zabezpieczenia wszystkich stali i staliwa to:
− powłoki nakładane (utrzymują się na powierzchni metalu lub stopu siłami adhezji). Do
wykonanie powłoki uŜywa się: nikiel, chrom, miedź, srebro, aluminium, cynk, cynę, ołów,
kadm. Nakłada się je galwanicznie oraz przez zanurzenie, natryski lub platerowanie,
− powłoki wytwarzane (uzyskiwane najczęściej w wysokich temperaturach na zasadzie dyfuzji
metalu ochronnego w głąb metalu chronionego).
Powłoki ochronne niemetalowe to powłoki malarskie. Powłoki malarskie (farby, lakiery i
emalie) nakłada się w postaci cienkiej warstwy na powierzchnię przedmiotu. Ich działanie
polega głównie na zabezpieczeniu metalu przed wpływem wody, wilgoci oraz zawartych w niej
agresywnych zanieczyszczeniach.
Inhibitory korozji stanowią substancje, które powodują zmniejszenie agresywności
środowiska korozyjnego. Są stosowane do zahamowania procesu korozji w układach
zamkniętych, pracujących w stałym lub rzadko odnawialnym roztworze (instalacje chłodnicze
lub ciepłownicze).
4.1.2. Pytania sprawdzające
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie znasz właściwości mechaniczne tworzyw konstrukcyjnych?
2. Co to jest przewodność elektryczna metali?
3. Co określają właściwości technologiczne materiału?
4. Jakie znasz właściwości technologiczne?

17
5. Jakie znasz materiały przewodzące?
6. Jakie materiały izolacyjne stosowane są do budowy przewodów i kabli?
7. Jakie jest zastosowanie róŜnych materiałów półprzewodnikowych?
8. Jakie są podstawowe materiały stosowane do budowy magnesów trwałych?
9. Z jakich surowców formowane są wyroby ceramiczne?
10. Co nazywamy korozją?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie1
Wykonywanie konstrukcji mechanicznych wymaga zastosowania właściwie dobranych
materiałów konstrukcyjnych. Scharakteryzuj właściwości materiałów konstrukcyjnych
stosowanych na elementy elektroizolacyjne.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) dobrać partnerów do pracy w grupie,
2) odpowiedzieć na pytanie: jakie materiały są stosowane na elementy izolacyjne,
3) sgrupyfikować materiały elektroizolacyjne,
4) scharakteryzować właściwości materiałów stosowanych na elementy elektroizolacyjne,
5) wpisać wszystkie pomysły na kartce (burza mózgów – nie krytykując Ŝadnego z pomysłów
Twoich koleŜanek/kolegów),
6) uporządkować zapisane pomysły – odrzucić ewentualnie nierealne lub budzące
wątpliwości członków grupy,
7) zaprezentować efekty pracy grupy na forum grupy.
WyposaŜenie stanowiska pracy:
− duŜe arkusze
papieru, − mazaki,
− tablica flip – chart.
Ćwiczenie 2
Otrzymasz róŜnego rodzaju części maszyn i urządzeń elektrycznych. Rozpoznaj materiały,
z których je wykonano. Sgrupyfikuj i scharakteryzuj właściwości rozpoznanych materiałów
konstrukcyjnych.
2) zapoznać się z częściami maszyn i urządzeń elektrycznych,
3) rozpoznać materiały konstrukcyjne,

18
4) sgrupyfikować materiały konstrukcyjne,
5) scharakteryzować właściwości rozpoznanych materiałów konstrukcyjnych,
7) uporządkować zapisane pomysły – odrzucić ewentualnie nierealne lub budzące
wątpliwości członków grupy,
8) zaprezentować efekty pracy grupy na forum grupy.
− części maszyn i urządzeń elektrycznych,
− duŜe arkusze papieru,
− mazaki,
− tablica flip – chart.
4.1.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz:
Tak Nie
1) scharakteryzować właściwości materiałów technicznych? 2) określić
właściwości i przeznaczenie materiałów metalowych? 3) określić właściwości i
przeznaczenie materiałów niemetalowych?
4) dobrać materiały na elementy konstrukcyjne stosowane w urządzeniach
elektrycznych i elektronicznych? 5) rozpoznać zjawiska korozyjne? 6)
wskazać sposoby zapobiegania korozji?

19
4.2. Wytrzymałość materiałów
Dziedzina nauki, jaką jest wytrzymałość materiałów umoŜliwia poznanie zaleŜności
potrzebnych do określenia wymiarów i kształtów elementów konstrukcyjnych oraz obliczenie
dopuszczalnych napręŜeń lub odkształceń w tych elementach. Wytrzymałością elementu
konstrukcyjnego nazywa się graniczną wartość obciąŜenia, przy którym element ulega
zniszczeniu lub niedopuszczalnemu odkształceniu. W zaleŜności od działania obciąŜenia na
element konstrukcyjny rozróŜniamy następujące rodzaje tzw. prostych odkształceń:
− rozciąganie,
− ściskanie,
− ścinanie,
− skręcanie,
− zginanie.
Materiały konstrukcyjne posiadają róŜnorodne własności, zaleŜne od takich czynników,
jak rodzaj tworzywa, technologia ich wytwarzania, obróbka cieplna, kształt części i rodzaj
obciąŜenia. Pod działaniem obciąŜenia materiał ulega odkształceniu. JeŜeli po ustaniu
obciąŜenia materiał wraca do pierwotnego kształtu i wymiarów jest to odkształcenie spręŜyste.
Po przekroczeniu pewnego granicznego obciąŜenia występują w materiale odkształcenia
trwałe, nie znikające po ustąpieniu działania obciąŜenia – tę zdolność do utrzymania
odkształceń nazywa się plastycznością. Materiały plastyczne są ciągliwe, w przeciwieństwie
do materiałów nie mających własności plastycznych, które nazywa się kruchymi.
NajwaŜniejszą właściwością materiałów konstrukcyjnych, decydującą o ich praktycznym
zastosowaniu jest ich graniczna wytrzymałość po przekroczeniu której materiał ulega
zniszczeniu.
Prawo Hooke’a
Rozpatrując pręt (np. stalowy) o długości l [m] i przekroju S [m2
] obciąŜony siłą osiową F
[N]. Prawo Hooke’a brzmi:
wydłuŜenie ∆l jest wprost proporcjonalne do wartości siły działającej F oraz do długości
elementu l, odwrotnie zaś proporcjonalne do pola przekroju S tego elementu.
Prawo to moŜna zapisać w postaci wzoru:
l⋅F
∆l =
S ⋅E
lub
F ∆l
=σ= E⋅
S l

20
gdzie:
F – siła rozciągająca, S –
pole przekroju, ∆l –
wydłuŜenie pręta, l –
długość pręta, E – moduł
Younga, σ – napręŜenia
normalne.
Z ostatniego wzoru wynika, Ŝe prawo Hooke’a moŜna sformułować równieŜ w
następujący sposób: napręŜenie normalne σ jest proporcjonalne do wydłuŜenia względnego
(∆l/l).
Współczynnik E we wzorze jest nazywany modułem Younga lub modułem spręŜystości
wzdłuŜnej. Współczynnik ten jest cechą materiału. Im większa jest wartość modułu Younga
tym dany materiał jest mniej podatny na odkształcenia przy rozciąganiu lub ściskaniu.
Statyczna próba rozciągania
Rzetelne informacje o właściwościach wytrzymałościowych materiałów konstrukcyjnych
są niezwykle waŜne dla konstruktora. Informacje te otrzymujemy na podstawie badań próbek
materiałów w laboratorium. Badania takie w pierwszej kolejności wykonuje producent
materiałów (np. huta, odlewnia, walcowania) w celu zbadania, czy wyprodukowany materiał
spełnia określone wymagania jakościowe i specyfikacje techniczne (np. normy określające
właściwości wytrzymałościowe określonych gatunków stali).
Jedną z najwaŜniejszych właściwości materiałów konstrukcyjnych jest ich wytrzymałość
na rozciąganie. Podstawową próbą wytrzymałościową jest próba rozciągania. Zaletą tej próby
jest prostota wykonania przy jednoczesnej moŜliwości wyznaczenia duŜej ilości wskaźników
wytrzymałościowych i plastycznych. Próbę przeprowadza się na maszynie wytrzymałościowej,
rejestrującej zaleŜność między obciąŜeniem i odkształceniem. Wymiary i kształty próbek
zostały znormalizowane. Podczas powolnego rozciągania są mierzone i rejestrowane siła oraz
wydłuŜenie próbki. Wartości wyników pomiarów są automatycznie nanoszone na wykres (rys.
2).
F[N]
∆l [mm]

21
Rys. 2. Statyczna próba rozciągania: a) wykres rozciągania próbki ze stali konstrukcyjnej
niskowęglowej, b) badane próbki [2, s. 311]
W początkowej fazie rozciągania (odcinek O – H na wykresie) wydłuŜenie próbki ∆l jest
proporcjonalne do siły rozciągającej. Na odcinku O – H materiał zachowuje się zgodnie z
prawem Hooke’a. PowyŜej punktu H wykres zaczyna przebiegać bardziej płasko. WydłuŜenie
próbki powiększa się bez znaczącego wzrostu siły rozciągającej. Następnie wykres zaczyna
znowu przebiegać bardziej stromo, wydłuŜenie wymaga większego wzrostu siły rozciągającej.
Zjawisko to nazywamy umocnieniem materiału. Narastanie siły trwa do chwili, gdy osiągnie
ona wartość odpowiadającą punktowi M. Wówczas na próbce pojawia się przewęŜenie, które
staje się coraz bardziej wyraźne. Dalsze wydłuŜenia są juŜ lokalizowane w pobliŜu
przewęŜenia. WydłuŜenie zachodzi przy coraz mniejszej sile rozciągającej. W punkcie U
następuje zerwanie próbki.
Na podstawie wykresu rozciągania moŜna określić następujące wskaźniki
wytrzymałościowe:
Fm
Rm = [MPa]
So
NapręŜenie dopuszczalne
NapręŜenia, które mogą wystąpić w materiale bez obawy naruszenia warunku
wytrzymałości, nazywa się napręŜeniami dopuszczalnymi. Wartość napręŜeń dopuszczalnych
ustala się głównie w zaleŜności od własności materiałów, inne kryteria przyjmując dla
materiałów plastycznych i kruchych. Za podstawę doboru napręŜeń dopuszczalnych przy
− granicę proporcjonalności Rh – stosunek siły rozciągającej odpowiadającej punktowi H do
wartości przekroju poprzecznego próbki So. Granica proporcjonalności odpowiada
napręŜeniu, po przekroczeniu którego materiał nie podlega prawu
Hooke’a.
F
Rh = h
[MPa]
So
− granicę plastyczności Re określa stosunek siły rozciągającej odpowiadającej punktowi E
do wartości przekroju poprzecznego próbki So. Granica plastyczności odpowiada
napręŜeniu, po osiągnięciu którego wzrost wydłuŜenia próbki następuje bez wzrostu lub
nawet przy spadku obciąŜenia
F
Re = e
[MPa]
So
− granicę wytrzymałości na rozciąganie Rm – określa siły rozciągającej odpowiadającej
punktowi M do wartości przekroju poprzecznego próbki

22
obciąŜeniach stałych przyjmuje się granicę plastyczności dla materiałów plastycznych – Re
(np. dla stali) oraz granicę wytrzymałości dla materiałów kruchych Rm.
c)
Rys. 3. Podstawowe rodzaje odkształceń: a) rozciąganie, b)ściskanie, c) ścinanie, d) zginanie
Dla materiałów plastycznych napręŜenia dopuszczalne przy rozciąganiu kr zaleŜą od
granicy plastyczności Re i są wyznaczane ze wzoru:
Re
kr = [MPa] n
Gdzie:
n jest współczynnikiem bezpieczeństwa.
Dla materiałów kruchych, napręŜenia dopuszczalne k zaleŜą od wytrzymałości wartości
granicznej na rozciąganie Rm i są wyznaczane ze wzoru:
Rm
kr = [MPa] n
Gdzie: n jest współczynnikiem bezpieczeństwa.
W podobny sposób określa się napręŜenia dopuszczalne przy innych rodzajach napręŜeń:
przy ściskaniu kc, zginaniu kg, ścinaniu kt i skręcaniu ks.
Wartość współczynnika bezpieczeństwa n zaleŜy od wielu czynników. Większą wartość
przyjmuje się dla materiałów kruchych, niejednorodnych. Wybór współczynnika jest
kompromisem między wymaganiami bezpieczeństwa, a względami ekonomicznymi. Zbyt duŜe
współczynniki bezpieczeństwa prowadzą do konstrukcji drogich i cięŜkich. Konstruktor
korzysta podczas pracy z poradników technicznych, które podają wartości napręŜeń
dopuszczalnych. Zawarte w poradnikach tabele podają wartości napręŜeń dopuszczalnych k dla
róŜnych materiałów, rodzaju odkształceń i dla róŜnych zastosowań.
Konstruktor wykonuje obliczenia wytrzymałościowe w celu określenia wymiarów
elementów konstrukcyjnych jak równieŜ sprawdzenia czy wartości rzeczywiste napręŜeń w
elementach konstrukcyjnych nie przekraczają wartości napręŜeń dopuszczalnych. Jest to
sprawdzenie warunku wytrzymałości.
a) b)
d)

23
Obliczenia wytrzymałościowe
Obliczanie wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na rozciąganie i ściskanie
polega na określeniu wartości napręŜeń rzeczywistych σ (sigma) i sprawdzeniu, czy są one nie
większe od napręŜeń dopuszczalnych przy rozciąganiu kr lub ściskaniu kc.
Fr
σr = ≤ kr [MPa]
S
lub Fc
σc = ≤ kc[MPa]
S
Obliczanie elementów, które są naraŜone na ścinanie polega na określeniu wartości
napręŜeń stycznych τ (tau) i sprawdzeniu, czy są one nie większe od napręŜeń dopuszczalnych
przy ścinaniu kt. NapręŜenia styczne τ w przekroju ścinanym wyraŜa się wzorem: F
τ = [MPa]
S
gdzie:
F – siła ścinająca, styczna do przekroju ścinanego, S
– pole przekroju ścinanego.
Warunek wytrzymałości elementu na ścinanie:
F
τ = ≤ kt [MPa]
S
Obliczanie wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na zginanie polega na
określeniu wartości napręŜeń stycznych normalnych σ (sigma) i sprawdzeniu, czy są one nie
większe od napręŜeń dopuszczalnych przy zginaniu kg. Przy czystym zginaniu w przekroju
poprzecznym belki mamy tylko napręŜenia normalne σ, których wartość zwiększa się
proporcjonalnie wraz z odległością od osi obojętnej przekroju zginanego.
Największe napręŜenia σ max występują w warstwach skrajnych. Są one równe:
M
σmax = ± [MPa]
W
gdzie:
M – moment zginający,
W – wskaźnik wytrzymałości przekroju na zginanie.
Warunek wytrzymałości belki na zginanie ma postać:
M

24
σmax = ± ≤ kg [MPa]
W
gdzie: kg – napręŜenie dopuszczalne na
zginanie.
Wzory matematyczne do obliczania wartości wskaźników wytrzymałości W dla róŜnych
kształtów przekroju belki znajdziemy w poradnikach technicznych.
Podczas skręcania wałów w przekroju porzecznym pojawiają się napręŜenia styczne τ,
których wartość rośnie proporcjonalnie wraz z ich odległością od środka przekroju. Warunek
wytrzymałości wału na skręcanie ma postać:
M S
τ= ≤ kS [MPa]
WO
gdzie:
Wo – wskaźnik wytrzymałości na skręcanie, ks
– napręŜenia dopuszczalne przy skręcaniu.
Wskaźnik wytrzymałości przekroju okrągłego pręta (wału) na skręcanie wyraŜa się wzorem:
WO = ×d3
[MPa]
Wzory na obliczenie wskaźnika Wo dla innych przekrojów znajdują się w poradnikach
technicznych.
1. Określ, czego dotyczy prawo Hooke?
2. Jakie rodzaje napręŜeń wyróŜniamy w nauce o wytrzymałości materiałów?
3. Na czym polega obliczanie wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na
rozciąganie?
4. Na czym polega obliczanie wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na ścinanie?
5. Na czym polega obliczanie wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na zginanie?
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Oblicz napręŜenia normalne w pręcie okrągłym wykonanym ze stali St7 o przekroju S = 4·10
– 4
m2
ściskanym siłą F = 800 N i sprawdź, czy są one nie większe od napręŜeń dopuszczalnych
przy ściskani kc.

25
1) zapoznać się z treścią zadania,
2) zastanowić się, w jaki sposób oblicza się napręŜenia normalne w pręcie ściskanym, 3)
obliczyć napręŜenia normalne,
4) sprawdzić warunek wytrzymałości,
5) zaprezentować efekty pracy nauczycielowi.
− poradnik mechanika,
− tabele wartości napręŜeń dopuszczalnych,
− kartki
papieru, −
mazaki.
Ćwiczenie 2
Oblicz napręŜenia normalne w pręcie okrągłym wykonanym ze stali St5 o przekroju S =5·10
– 4
m2
rozciąganym siłą F = 1450 N i sprawdź, czy są one nie większe od napręŜeń
dopuszczalnych przy rozciąganiu kr.
1) zapoznać się z treścią zadania,
2) zastanowić się, w jaki sposób oblicza się napręŜenia normalne w pręcie ściskanym, 3)
obliczyć napręŜenia normalne,
4) sprawdzić warunek wytrzymałości,
5) zaprezentować efekty pracy nauczycielowi.
− poradnik mechanika,
− tabele wartości napręŜeń dopuszczalnych,
− kartki
papieru, −
mazaki.

26
Czy potrafisz:
Tak Nie 1)
opisać rodzaje napręŜeń występujących w materiałach?
2) podać ogólny warunek spełniania wymagania wytrzymałości elementu
konstrukcyjnego?
3) wykonać obliczenia wytrzymałościowe elementów, które są naraŜone na
rozciąganie?
ścinanie?
zginanie?

27
4.3. Dokumentacja techniczna
Rysunek techniczny jest specjalnym rodzajem rysunku wykonywanego według ustalonych
zasad i przepisów. Rysunki techniczne obrazujące wyroby przemysłu maszynowego nazywają
się rysunkami technicznymi maszynowymi, przemysłu elektrycznego – rysunkami
technicznymi elektrycznymi, przedstawiające budynki i obiekty budowlane – rysunkami
technicznymi budowlanymi. Wszystkie rysunki techniczne muszą spełniać szereg wymagań
gwarantujących ich przydatność w technice. Podstawowy wymóg, to jednoznaczność
graficznego zapisu zapewniająca jednoznaczny ich odczyt. W rysunku technicznym
posługujemy się liniami róŜnego rodzaju i grubości, znakami graficznymi, ujednoliconymi
metodami przedstawiania obiektów. Rysunek techniczny jest zapisem, którym posługuje się
wielu ludzi nie tylko w obrębie jednego zakładu pracy czy szkoły, ale uŜywa się go na terenie
całego kraju czy w skali międzynarodowej. Z tego powodu reguły i zasady rysowania zostały
ujednolicone i ujęte w normach. Obecnie niemal wszystkie elementy rysunku, rozmiary
arkuszy, rodzaje linii, opisy rysunków podlegają ogólnopaństwowym przepisom nazywanymi
Polskimi Normami (PN) opracowanymi przez Polski Komitet Normalizacyjny (PKN).
Zagadnienia terminologiczne związane z rysunkami technicznymi reguluje Polska Norma PN
– ISO 10209 – 1.
W normie PN – ISO 10209–1 zdefiniowano następujące pojęcia podstawowe dotyczące
rysunków:
− rysunek techniczny jest informacją podaną na nośniku informacji, przedstawioną graficznie
zgodnie z przyjętymi zasadami i zazwyczaj w podziałce,
− szkic jest rysunkiem wykonanym na ogół odręcznie i niekoniecznie w podziałce,
− schemat, to rysunek, w którym zastosowano symbole graficzne w celu pokazania funkcji
części składowych układu i ich współzaleŜność.
Znormalizowanymi elementami rysunku technicznego określonymi przez Polskie Normy
są równieŜ: formaty arkuszy, na których wykonuje się rysunki techniczne, linie rysunkowe,
tabliczki rysunkowe, podziałki, w jakich odwzorowujemy rzeczywisty przedmiot na rysunku
oraz pismo rysunkowe.
Podziałki rysunkowe
W przypadku, gdy rysując przedmiot nie moŜemy odzwierciedlić jego rzeczywistych
wymiarów gdyŜ są za duŜe dla danego formatu lub narysowany przedmiot jest niewielki i
rysunek nie będzie czytelny posługujemy się rysunkiem w odpowiedniej podziałce. Podziałka
rysunkowa moŜe być:
− zwiększająca: 2:1; 5:1; 10:1; 20:1; 50:1; 100:1;
− naturalna: 1:1
− zmniejszająca: 1:2; 1:5; 1:10; 1:20.

28
Pismo techniczne
PoniewaŜ rysunek techniczny zawiera nie tylko informacje graficzne, ale takŜe jego opis
celem uzyskania przejrzystości tych opisów wprowadzono znormalizowane elementy pisma
jak: wysokość, grubość, pochylenie. Zgodnie z PN (PN – EN ISO 3098–0:2002
(„Dokumentacja techniczna wyrobu – Pismo”), znormalizowana wysokość „h” pisma wynosi:
1,8; 2,5; 3,5; 5; 7; 10; 14; 20 mm. Grubość linii pisma „d” wynosi: −
dla pisma rodzaju A ~ 0.07 h (tabela 2),
− dla pisma rodzaju B ~ 0.01 h (tabela 3).
Na przykład, gdy wysokość pisma wynosi 20 mm to grubość linii rodzaju A wynosi 1,4
mm, rodzaju B 2 mm. Szerokość „g” dla róŜnych liter i cyfr jest zaleŜna od rodzaju litery lub
cyfry oraz od rodzaju pisma. Pismo uŜyte na rysunkach moŜe być pismem pochyłym (α= 75°)
i pismem prostym (rys. 4).
Rys. 4. Konstrukcja pisma prostego i pochyłego: h – wysokość pisma (wysokość liter wielkich i
cyfr), c – wysokość liter małych, d – grubość linii pisma, b – minimalna podziałka wierszy
(wysokość siatki pomocniczej), g – szerokość liter, a – odstęp między literami, e –
minimalny odstęp między wyrazami i liczbami, f – przewyŜszenie liter i cyfr
[1, s. 93]
Tabela 2. Charakterystyczne wielkości pisma rodzaju A
Wielkości charakterystyczne
Wymiary, mm
Nazwa Oznaczenie
Wysokość pisma
(wysokość liter wielkich i cyfr)
Wysokość liter małych
h
c
(14/14) h
(10/14) h
14d
10d
2,5
1,8
3,5
2,5
5,0
3,5
7,0
5,0
10,0
7,0
14,0
10,0
20,0
14,0
Odstęp między literami
i cyframi
Minimalna podziałka wierszy
(wysokość siatki pomocniczej)
Minimalny odstęp między
wyrazami i liczbami
a
b
e
(2/14) h
(22/14) h
(6/14) h
2d
22d
6d
0,35
4,0
1,1
0,5
5,5
1,5
0,7
8,0
2,1
1,0
11,0
3,0
1,4
16,0
4,2
2,0
22,0
6,0
2,8
31,0
8,4

29
Grubość linii pisma d (1/14) h – 0,18 0,25 0,35 0,5 0,7 1,0 1,4
Tabela 3. Charakterystyczne wielkości pisma rodzaju B
Wielkości charakterystyczne
Wymiary, mm
Nazwa Oznaczenie
Wysokość pisma (wysokość liter
wielkich i cyfr)
Wysokość liter małych
h
c
(10/10) h
(7/10) h
10d
7d
1,8
1,3
2,5
1,8
3,5
2,5
5,0
3,5
7,0
5,0
10,0
7,0
14,0
10,0
20,0
14,0
Odstęp między literami i cyframi
Minimalna podziałka wierszy
(wysokość siatki pomocniczej)
Minimalny odstęp między
wyrazami i liczbami
(2/10) h
17/10) h
(6/10) h
2d
17d
6d
0,35
3,1
1,1
0,5
4,3
1,5
0,7
6,0
2,1
1,0
8,5
3,0
1,4
12,0
4,2
2,0
17,0
6,0
2,8
24,0
8,4
4,0
34,0
12,0
Grubość linii pisma (1/10) h – 0,18 0,25 0,35 0,5 0,7 1,0 1,4 2,0
Formaty arkuszy rysunkowych
Formaty arkuszy przeznaczonych do wykonania rysunków technicznych są
znormalizowane (PN – EN ISO 5457:2002). Prostokątny kształt arkusza rysunkowego został
tak dobrany, Ŝeby kaŜdy arkusz dwa razy większy lub dwa razy mniejszy był podobny do
pierwotnego, to jest, aby stosunek boku dłuŜszego do krótszego był zawsze taki sam. Jako
format zasadniczy przyjęto arkusz o wymiarach 297 × 210 mm i oznaczono go symbolem A4.
Inne formaty (zwane podstawowymi) są wielokrotnością formatu zasadniczego, tzn. są 2, 4, 8
lub 16 razy większe od A4 i oznaczone symbolami A3, A2, A1, A0 (rys. 5).
Tabela 4. Wymiary formatów rysunkowych
Format Wymiary arkusza (mm)
A0 841 × 1189
A1 594 × 841
A2 420 × 594
A3 297 × 420
A4 210 × 297

30
Rys. 5. Formaty rysunkowe
Na kaŜdym rysunku technicznym bez względu na to, jakiego jest formatu naleŜy wykonać
obramowanie. Ramka powinna być wykonana linią ciągłą w odległości 5 mm od krawędzi
arkusza. Tabliczkę rysunkową umieszcza się w prawym dolnym polu arkusza.
TABLICZKA
Rys. 6. Układ arkusza
Tabliczka rysunkowa
Znaczna część objaśnień i uwag, dotyczących rysunku zawarta jest w tabliczce rysunkowej,
którą umieszcza się w prawym dolnym rogu arkusza tak, aby przylegała do linii obramowania
(rys. 6). Tabliczka rysunkowa jest nieodzownym elementem graficznym kaŜdego rysunku i
zawiera zgodnie z Polską Normą PN – EN ISO 7200:2005:
− numer rysunku,
− nazwę przedmiotu lub dokumentu,
− nazwę lub znak przedsiębiorstwa,
− podziałkę,
− format arkusza,
− rodzaj materiału z jakiego jest wykonany przedmiot,
− zapisy zmian rysunkowych,

31
− datę.
Wzór tabliczki dla rysunków szkolnych przedstawiony został na rysunku 7.
Rys. 7. Wzór tabliczki do rysunków szkolnych [1, s. 91]
Linie rysunkowe
NajwaŜniejszymi elementami graficznymi kaŜdego rysunku są linie, które ten rysunek
tworzą. W zaleŜności od zastosowania rozróŜniamy następujące rodzaje linii rysunkowych:
ciągłe, kreskowe, z długą kreską i kropką, z długą kreską i dwoma kropkami (tabela 5).
Tabela 5. Rodzaje i zastosowanie linii rysunkowych
Lp.
Rodzaj linii
(nazwa)
Odmiana
grubości
Linia – budowa
Podstawowe zastosowanie w rysunku
technicznym
maszynowym
cienka
−
−
−
linie wymiarowe,
pomocnicze linie
wymiarowe,
linie odniesienia,
− linie kreskowania przekrojów,
gruba
−
−
widoczne zarysy i krawędzie i
przekrojów, linie przekrojów,
− zarysy kładów przesuniętych,
1. ciągła − obramowanie rysunków
cienka odręczna
−
−
zakończenia lub przerwania
urwanego widoku, przekroju,
linia oddzielająca widok od
przekroju,
cienka
zygzakowata − jak linia cienka odręczna

32
2. kreskowa
cienka − zarysy i krawędzie niewidoczne
gruba
− oznaczenie dopuszczalnych
obszarów obróbki cieplnej
3.
z długą
kreską i
kropką
cienka
−
−
linie środkowe i symetrii,
koła i linie podziałowe,
gruba
−
−
ograniczenie obszarów obróbki
powierzchniowej,
połoŜenie płaszczyzn
przekrojów
4.
z długą
kreską
i dwiema
kropkami
cienka
−
−
zarys pierwotny przed
kształtowaniem,
skrajne połoŜenie części
ruchomych
Rysunki techniczne wykonuje się za pomocą linii o znormalizowanych grubościach: 0,13;
0,18; 0,25; 0,35; 0,5; 0,7; 1,4; 2 mm. Grubość linii ma w rysunku bardzo duŜe znaczenie, naleŜy
ją dobierać w zaleŜności od wielkości rysowanego przedmiotu i stopnia złoŜoności jego
budowy, zagęszczenie linii, przeznaczenia i podziałki rysunku. Wybrana grupa grubości linii
(grubych i cienkich) powinna być jednakowa dla wszystkich rysunków wykonanych na jednym
arkuszu. Np. jeŜeli grubość linii grubej wynosi 0,5 mm, to linia cienka powinna mieć grubość
0,25 mm lub jeŜeli linia gruba ma grubość 0,7 mm to linia cienka 0,35 mm.
Tabela 6. Grupy grubości linii rysunkowych
Odmiana
grubości
Grupy grubości linii rysunkowych
1 2 3 4 5
cienka 0,18 0,25 0,35 0,5 0,7
gruba 0,35 0,5 0,7 1,0 1,4
bardzo gruba 0,7 1,0 1,4 2,0 2,0
Rzutowanie prostokątne
Rzutem nazywamy rysunkowe odwzorowanie przedmiotu lub bryły geometrycznej na
płaszczyźnie rzutów, zwanej rzutnią, którą jest płaszczyzna rysunku. Rzut i rzutowanie w
rysunku technicznym opisuje norma PN – EN ISO 5456, w której zdefiniowano następujące
pojęcia:
− rzut jest to graficzne przedstawienie przedmiotu, wykonanego według ustalonego sposobu
rzutowania zgodnie z zasadami opisanymi w PN,
− rzutowanie jest to czynność wykonywana według określonych zasad prowadząca do
otrzymania dwuwymiarowego obrazu przedmiotu trójwymiarowego,

33
Rzutowanie prostokątne umoŜliwia przedstawienie przedmiotu na płaszczyźnie rysunku za
pomocą rzutów, które są figurami płaskimi. KaŜdy punkt rysowanego przedmiotu jest
przenoszony na rzutnię, którą jest płaszczyzna rysunku, za pomocą prostych rzutujących
prostopadłych do rzutni. Przyjęto układ rzutowania wykorzystujący trzy płaszczyzny (rzutnie)
wzajemnie prostopadłe. Na kaŜdej z nich przedstawiamy rzut prostokątny przedmiotu.
Płaszczyzny te nazywamy: I – rzutnia pionowa zwana główną, II – rzutnia pozioma, III – rzutnia
boczna (rys. 8).
Rys. 8. Układ trzech rzutni [1, s. 60]
Rzut prostokątny powstaje w następujący sposób:
− przedmiot ustawiony zostaje równolegle do rzutni, tak aby znalazł się pomiędzy
obserwatorem a rzutnią,
− patrzymy na przedmiot prostopadle do płaszczyzny rzutni,
− z kaŜdego widocznego punktu prowadzimy linię prostopadłą do rzutni,
− punkty przecięcia tych linii z rzutnią łączymy odpowiednimi odcinkami otrzymując rzut
prostokątny tego przedmiotu na daną rzutnię.
Rys. 9. Rzutowanie trójkąta leŜącego w płaszczyźnie równoległej do rzutni pionowej [1, s. 67]
Bryły naleŜy ustawiać względem płaszczyzn rzutów (rzutni) tak, aby jak najwięcej
krawędzi i ścian zajmowało połoŜenie równoległe do płaszczyzn rzutów. Rzuty ich w tym
ustawieniu odtwarzają bowiem rzeczywiste ich wymiary i kształty (rys. 10).

34
Rys. 10. Prostopadłościan w rzutach na trzy rzutnie [1, s. 69]
Rys. 11. Przykład rzutu prostokątnego bryły złoŜonej [6, s. 71]
JeŜeli trzy rzuty nie wystarczają do odwzorowania przedmiotu, zwłaszcza o budowie
niesymetrycznej i skomplikowanej stosuje się rzutowanie prostokątne na sześć rzutni (rys. 12).
Rys. 12. Przykład rzutu prostokątnego na sześć rzutni [1, s. 73]
Podstawową zasadę wyboru liczby rzutów potrzebnych do odwzorowania rysunkowego
danego przedmiotu jest zasada ograniczenia tej liczby do minimum niezbędnego do
przejrzystego przedstawienia przedmiotu oraz jego zwymiarowania. Rzut główny rysuje się

35
zawsze, a z pozostałych najczęściej stosuje się rzut z góry na rzutnie II i rzut od lewej strony na
rzutnię III.
Podczas rzutowania naleŜy pamiętać o następujących zasadach:
− w rzucie głównym odwzorowujemy tę płaszczyznę, która ma najwięcej elementów
konstrukcyjnych,
− na rysunku wykonawczym nie rysujemy linii rzutni i nie oznaczamy rzutów.
− zawsze rysujemy przedmiot w tylu rzutach ile jest potrzebnych do jednoznacznego
odwzorowania przedmiotu na rysunku.
Widoki i przekroje
Widoki są to rzuty odwzorowujące przedmioty widziane z zewnątrz, przekroje natomiast
odzwierciedlają wewnętrzną budowę przedmiotu.
W zaleŜności od potrzeb i kształtów rysowanych przedmiotów rozróŜniamy następujące
rodzaje widoków:
− podstawowy jest rzutem głównym przedmiotu w rzutowaniu prostokątnym na rzutnię
podstawową,
− kompletny odzwierciedla całą powierzchnię przedmiotu,
− częściowy – odzwierciedla tylko fragment przedmiotu. Po stronie urwania naleŜy go
ograniczyć linią falistą,
− pomocniczy słuŜy do odzwierciedlenia tych płaszczyzn przedmiotu, które nie są
równoległe do rzutni. Widok ten jest oznaczony strzałką opisaną duŜą literą, prostopadle
skierowaną do powierzchni, która zostanie przedstawiona w formie widoku,
− cząstkowy słuŜy do odzwierciedlenia szczegółów przedmiotów, powinien być wykonany
linią ciągłą grubą i połączony z widokiem głównym linią osiową,
− cząstkowy w zwiększonej podziałce jest rzutem obrazującym drobne szczegóły
przedmiotu, których w normalnej podziałce nie moŜemy dokładnie przedstawić ani
zwymiarować, widok ten naleŜy oznaczyć, a na rysunku w zwiększonej podziałce naleŜy
wpisać wartość tej podziałki,
− widok rozwinięty jest rzutem przedmiotu wygiętego przedstawionego przed zagięciem lub
rzutem rozwiniętego przedmiotu walcowego lub stoŜkowego,
− półwidok i ćwierćwidok jest rzutem obrazującym tylko połowę lub jedną czwartą
przedmiotu.
Rys. 13. Przykład widoków: a) podstawowego, b) kompletnego, c) częściowego [6, s. 92]

36
Rys. 14. Przykład widoków: a) pomocniczych, b) cząstkowych [6, s. 92]
Rys. 15. Przykład zastosowania widoku o zwiększonej podziałce [6, s. 93]
Rys. 16. Przykład widoku rozwiniętego [6, s. 93]
Rys. 17. Przykłady zastosowania: a) półwidoku, b) ćwierćwidoku, c) inny sposób rysowania półwidoku
[6, s. 94]
Kształty i zarysy wewnętrzne przedmiotów moŜna odzwierciedlać na dwa sposoby:
− metodą linii kreskowej, − metodą przekrojów.
Metoda linii kreskowej polega na tym, Ŝe na tle widoku, linią kreskową cienką, rysuje się
zarys wewnętrzny przedmiotu utworzony przez otwory lub wnęki. Czytelność takiego rzutu
zmniejsza się jednak wraz ze stopniem złoŜoności kształtów wewnętrznych, co jest
podstawową wadą tej metody (rys. 18).

37
Rys. 18. Wewnętrzne zarysy przedmiotów odwzorowane linią kreskową [6, s. 94]
Przekroje rysunkowe stosuje się w celu dokładnego przedstawienia na rysunkach
technicznych wewnętrznych zarysów przedmiotów. Przekrój powstaje przez przecięcie
przedmiotu wyobraŜalną płaszczyzną i odrzuceniu przedniej część przeciętego przedmiotu,
drugą część rysuje się w rzucie prostokątnym z widocznym juŜ wewnętrznym
ukształtowaniem. Miejsce, w którym dokonano przekroju oznaczamy równoległymi liniami
ciągłymi cienkimi rysowanymi pod kątem 45º (rys. 19).
Rys. 19. Zasada powstawania przekrojów [6, s. 95]
PołoŜenie płaszczyzny przekroju oznacza się w rzucie dwiema krótkimi grubymi kreskami
nieprzecinającymi zarysu przedmiotu oraz strzałkami wskazującymi kierunek rzutowania
przekroju, umieszczonymi w odległości 2–3 mm od zewnętrznych końców kresek. Płaszczyznę
przekroju oznacza się dwiema jednakowymi wielkimi literami, które pisze się obok strzałek, a
nad rzutem przekroju powtarza się te litery, rozdzielając je poziomą kreską. Rzut przekroju
kreskujemy. Pochylenie linii powinno wynosi 45° do linii zarysu przedmiotu.
Odległość kresek wynosi od 0,5 mm dla małych przekrojów do 5 mm dla przekrojów duŜych
przedmiotów. W przekrojach dwóch (lub większej liczby) części stykających się ze sobą –
przylegających do siebie – kreskowanie powinno róŜnić się kierunkiem lub podziałką. NaleŜy

38
pamiętać, Ŝe ten sposób kreskowania dotyczy przedmiotów wykonanych ze stali, Ŝeliwa, metali
kolorowych, inne materiały mają inne znormalizowane oznaczenia.
Rys. 20. Przykład przekroju całkowitego prostego [6, s. 99]
ZaleŜnie od tego, jaką część przedmiotu płaszczyzna przekroju obejmuje, przekroje
bywają: całkowite i cząstkowe oraz półprzekroje i ćwierćprzekroje.
ZaleŜnie od liczby płaszczyzn tworzących przekrój rozróŜnia się przekroje: proste, gdy
uŜyto jednej płaszczyzny, złoŜone, gdy płaszczyzn jest więcej (przekroje: łamany i stopniowy).
Przekrój przedmiotu o zarysie zaokrąglonym moŜe być wykonany płaszczyzną walcową, a
potem wyprostowany – jest to tzw. przekrój rozwinięty.
Przekrój całkowity powstaje w wyniku przecięcia przedmiotu umowną płaszczyzną
przechodzącą przez cały przedmiot. PoniewaŜ na rysunku ślad płaszczyzny cięcia stanowi linię
prostą przekrój taki nazywamy przekrojem prostym.
W przedmiotach niewymagających rysunkowego odwzorowania w postaci całkowitego
przekroju, by pokazać istotne szczegóły, stosuje się przekroje cząstkowe. Linię obrysu
przekroju cząstkowego rysuje się linią cienka falistą lub cienka zygzakową (rys. 21).
Jeśli szczegóły przedmiotu nie mogą być dokładnie przedstawione w przyjętej podziałce
rysunku, to naleŜy wykonać odrębny przekrój szczegółu w zwiększonej podziałce. Szczegół
naleŜy ograniczyć okręgiem wykonanym linią cienką i oznaczyć na linii odniesienia wielką
literą alfabetu łacińskiego, np. A. Takie samo oznaczenie powinno być powtórzone nad
odpowiednim powiększeniem szczegółu z podaniem podziałki. Przekrój narysowany w
zwiększonej podziałce, moŜe zawierać szczegóły przedmiotu niepokazane na rysunku
wykonanym w ogólnej podziałce.
Rys. 21. Przykłady zastosowania przekroju cząstkowego i cząstkowego powiększonego [6, s. 99]

39
W przypadku przedmiotów o powierzchniach walcowych moŜna na jednym z rzutów
narysować przedmiot w rozwinięciu podając kierunek rzutowania oraz znak graficzny
rozwinięcia (rys. 22).
Rys. 22. Przykład przekroju rozwiniętego [1, s. 107]
Bardzo często na jednym rzucie rysuje się przedmiot w półwidoku i półprzekroju. NaleŜy
wtedy pamiętać, Ŝe przy poziomym połoŜeniu osi symetrii półwidok rysujemy nad osią, a
półprzekrój pod osią, natomiast przy pionowym połoŜeniu osi symetrii półwidok rysuje się z
lewej strony osi, a półprzekrój z prawej. Linią odgraniczającą półwidok od półprzekroju jest
cienka linia punktowa osi symetrii. Wszystkie krawędzie naleŜy rysować linią grubą. Przekrój
połówkowy stosujemy, gdy na jednym rzucie, ze względu na prostotę budowy przedmiotu,
chcemy pokazać zarówno jego widok zewnętrzny jak i wewnętrzny (rys. 23).
Rys. 23. Przykład przekroju połówkowego [6, s. 101]
JeŜeli przekrój wykonuje się trzema lub więcej płaszczyznami, których ślady tworzą linię
łamaną o kątach prostych, to przekrój taki nazywa się przekrojem złoŜonym stopniowym. W
rzucie takiego przekroju przedstawia się te części przekroju, które leŜą w płaszczyznach
równoległych do rzutni. Miejsca przecinania się płaszczyzn przekroju oznaczamy krótkimi
cienkimi liniami grubymi.
JeŜeli przekrój przedmiotu wykonuje się dwiema lub więcej płaszczyznami, których ślady
tworzą linię łamaną o kątach rozwartych, to przekrój naleŜy sprowadzić do jednej płaszczyzny
rzutów. Taki przekrój nazywa się przekrojem złoŜonym łamanym (rys. 24).

40
Rys. 24. Przykład przekroju złoŜonego: a) stopniowego, b) łamanego [1, s. 109]
Jeśli płaszczyzna przekroju przechodzi wzdłuŜ ścian, Ŝeber i ramion kół, to wówczas te
elementy rysuje się zawsze w widoku, czyli w taki sposób jak gdyby leŜały one tuŜ za
płaszczyzną przekroju. Nie wykonuje równieŜ przekrojów wzdłuŜnych przez nity, kołki, śruby,
wkręty, wałki, kliny i zawleczki oraz ogniwa łańcuchów – rysuje się je zawsze w widoku. Na
rysunkach złoŜeniowych równieŜ nakrętki i podkładki naleŜy rysować w widoku.
Rys. 25. Przykłady rysunkowe elementów, których nie kreskujemy na przekrojach [1, s. 105]
Wymiarowanie przedmiotów na rysunkach
Wymiarowanie, czyli podawanie wymiarów na rysunkach technicznych jest objęte normą:
PN – ISO 129:1996 „Rysunek techniczny – Wymiarowanie – Zasady ogólne – Definicje –
Metody wykonania i oznaczenia specjalne”. Wymiar rysunkowy to wielkość liniowa lub
kątowa wyraŜona w określonych jednostkach miary, której formę graficzną stanowi zespół
linii, znaków i liczb. Wymiar przedstawiamy za pomocą: linii wymiarowej, ograniczonej
znakami ograniczenia linii wymiarowych, pomocniczych linii wymiarowych, liczby
wymiarowej oraz często znaków wymiarowych (rys. 26).
Rys. 26. Elementy wymiaru rysunkowego: 1 – linia wymiarowa, 2 – znak ograniczający wymiar,
3 – liczba wymiarowa, 4 – pomocnicza linia wymiarowa, 5 – znak wymiarowy, 6 –
oznaczenie początku linii wymiarowej, 7 – linia odniesienia [6, s. 124]
Linie wymiarowe i linie pomocnicze rysowane są linią cienką ciągłą. Linię wymiarową
prowadzi się równolegle do wymiarowanego odcinka prostoliniowego. Przy wymiarowaniu

41
kąta linią wymiarową jest łuk okręgu, zatoczonego z wierzchołka tego kąta. Liniami
wymiarowymi nie powinny być linie zarysu, pomocnicze linie wymiarowe i osie symetrii oraz
ich przedłuŜenia. Linie wymiarowe nie powinny się przecinać z wyjątkiem linii wymiarowych
średnic okręgów współśrodkowych. W przypadku wymiarowania średnicy okręgu dopuszcza
się urywanie linii wymiarowych w odległości 2–10 mm poza środkiem okręgu lub osią
symetrii.
Odstęp między równoległymi liniami wymiarowymi powinien być jednakowy i nie
mniejszy niŜ 7 mm, a odstęp między linią wymiarową a linią zarysu – nie mniejszy niŜ 10 mm.
Linie wymiarowe moŜna umieszczać w obrębie zarysu przedmiotu, jeŜeli nie zaciemnia to
rysunku. Pomocnicze linie wymiarowe prowadzi się prostopadle do kierunku odpowiadających
im wymiarów. Pomocnicze linie wymiarowe mogą równieŜ przechodzić przez tzw. teoretyczne
krawędzie przedmiotu, jeŜeli rzeczywiste krawędzie dotyczą powierzchni zbieŜnych i są
zaokrąglone. Przy wymiarowaniu długości luku okręgu opartego na kącie nie większym niŜ
90° pomocnicze linie wymiarowe są prostopadłe do cięciwy łuku. Przy wymiarowaniu długości
łuku opartego na kącie większym od 90° pomocnicze linie wymiarowe prowadzi się
promieniowo. NaleŜy unikać wzajemnego przecinania się linii zarówno wymiarowych, jak i
pomocniczych oraz prowadzenia ich równolegle do linii kreskowania przekroju.
Rys. 27. Przykłady połoŜenia linii wymiarowych [1, s. 76]
Znakami ograniczenia linii wymiarowych mogą być groty, ukośne kreski i oznaczenia
początków linii wymiarowych. W przypadku braku miejsca na groty na końcach linii
wymiarowej linię tę przedłuŜa się, a groty rysuje na zewnątrz wymiarowanego elementu. W
rysunku technicznym najczęściej wykorzystywanym jest grot zamknięty zaczerniony oraz w
uzupełnieniu przy małych wymiarach ukośne kreski (rys. 28).
Rys. 28. Przykłady zakończeń linii wymiarowych

42
Liczby wymiarowe wyraŜają długości wymiarów w milimetrach z pominięciem przy
liczbie skrótu mm. Wartości kątów podaje się w stopniach, minutach i sekundach kątowych.
Liczby wymiarowe występujące na jednym arkuszu rysunkowym naleŜy pisać cyframi o
jednakowej wysokości i umieszczać nad liniami wymiarowymi w odległości 0,5–1,5 mm od
linii w pobliŜu jej środka. Odstępstwem od tego jest wpisywanie liczby wymiarowej na
przedłuŜeniu linii wymiarowej lub odnośniku. Zasadę tą stosujemy, gdy liczba wymiarowa nie
mieści się pomiędzy pomocniczymi liniami wymiarowymi. Liczby wymiarowe nie powinny
być przecięte Ŝadnymi liniami. W przypadkach koniecznych w miejscu mieszczenia liczby
wymiarowej naleŜy przerwać linie rysunkowe zarysu, osie symetrii czy linie kreskowania. Przy
liczbach wymiarowych stosuje się takŜe znaki wymiarowe np.: Ø – średnica, R – promień X –
grubość przedmiotu. Znaki wymiarowe pisze się przed liczbami wymiarowymi z wyjątkiem
znaku długości łuku, który powinien być umieszczony nad liczbą wymiarową.
Rys. 29. Przykłady rozmieszczania linii i liczb wymiarowych [1, s. 78]
Prócz juŜ wymienionych sposobów i zasad wymiarowania istnieją jeszcze ogólne reguły
prawidłowego wymiarowania przedmiotów zwane zasadami wymiarowania. Są one
następujące:
− zasada niepowtarzania wymiarów: nie naleŜy podawać tego samego wymiaru przedmiotu
więcej niŜ jeden raz, bez względu na liczbę rzutów,
− zasada pomijania wymiarów oczywistych: nie podajemy wymiarów takich jak kąt 0° lub
90º oraz podziałkę elementów równomiernie rozmieszczonych na okręgu,
− zasada grupowania wymiarów: wymiary dotyczące tego samego szczegółu
konstrukcyjnego przedmiotu, np. rowka, występu itp. JeŜeli to moŜliwe powinny być
zgrupowane na jednym rzucie,
− zasada otwartych łańcuchów wymiarowych: w łańcuchu wymiarowym naleŜy pominąć
jeden z wymiarów przyjęty jako wypadkowy,
− zasada wymiarowania od baz wymiarowych: wymiary róŜnych elementów naleŜy
podawać od przyjętej bazy wymiarowej. Baza wymiarowa jest to element geometryczny
przedmiotu ( powierzchnia, krawędź, oś symetrii lub punkt).
PoniŜej zostały przedstawione przykłady wymiarowania części maszynowych – rys. 30,
31, 32, 33.

43
Rys. 30. Przykłady wymiarowania powierzchni walcowych [6, s. 134]
Rys. 31. Przykłady wymiarowania powierzchni kulistych [6, s. 134]
Rys. 32. Przykłady wymiarowania łuków i promieni [6, s. 139]
Rys. 33. Przykłady wymiarowania ścięć [6, s. 139]
Uproszczenia w rysunku technicznym
Zastosowanie uproszczeń w rysunku technicznym ma na celu ograniczenie
pracochłonności oraz uzyskanie przejrzystości i czytelności rysunku. Skomplikowane i trudne
w rysowaniu linie zarysu przedmiotu zastępuje się liniami łatwiejszymi (przedstawienie
uproszczone) lub zastępuje umownym symbolem graficznym (przedstawienie umowne).
Uproszczenia rysunkowe dotyczą zwykle elementów konstrukcyjnych maszyn (łoŜyska, koła
zębate, sprzęgła) oraz elementów znormalizowanych (śruby, nakrętki, kołki). Uproszczenia
mogą dotyczyć równieŜ części maszynowych np. wałków, gdzie uproszczenia rysunkowe

44
polegają na pomijaniu ścięć i zaokrągleń krawędzi, podtoczenia, rowki klinowe, mniejsze
otwory itp.
Przedstawienia uproszczone stosuje się zwykle na rysunkach wykonawczych i
złoŜeniowych, przedstawienia umowne stosuje się na rysunkach złoŜeniowych. Na rysunkach
poniŜej przedstawiono przykładowe przedstawienia uproszczone
Rys. 34. Przykładowe uproszczenia rysunkowe nakrętek i śrub
Rysunki wykonawcze i złoŜeniowe
Rysunki wykonawcze są to rysunki poszczególnych części danego mechanizmu. Przy
projektowaniu nowego urządzenia lub maszyny rysunki wykonawcze opracowuje się na
podstawie zatwierdzonego rysunku złoŜeniowego. Rysunek wykonawczy musi być
szczegółowo opracowany pod względem rysunkowym, wymiarowym oraz technologicznym,
gdyŜ jest on podstawą do bezpośredniego wykonania danej części w warsztacie, jej kontroli i
odbioru. Rysunek wykonawczy zawiera tabliczkę rysunkową umieszczoną w prawym dolnym
rogu arkusza. Tabliczka zawiera dane dotyczące części przedstawionej na rysunku, podziałkę
rysunku, nazwę firmy oraz nazwiska kreślarza (rys. 35).
i przedstawienia umowne.

45
Rys. 35. Rysunek wykonawczy koła zębatego [1, s. 275]
Na rysunku wykonawczym, prócz wymiarowania powinny być zawarte informacje, które
pozwolą na dotrzymanie podczas ich wykonywania wszystkich wymagań narzuconych przez
konstruktora danego elementu, do informacji tych zaliczamy:
− oznaczenia stanu powierzchni,
− tolerancje kształtu,
− tolerancje połoŜenia,
− tolerancje wymiarów liniowych,
− pasowania wymiarów,
− informacje o obróbce cieplnej elementu,
− oznaczenia powłok nałoŜonych na powierzchnię,
− oznaczenia spoin w przypadku rysunku wykonawczego elementów spawanych.
Rysunek złoŜeniowy przedstawia złoŜenie poszczególnych części mechanizmu, maszyny
lub urządzenia oraz ich wzajemne usytuowanie. Rysunki złoŜeniowe mogą przedstawiać całą
maszynę lub urządzenie oraz poszczególne zespoły (rys. 36).

46
Rys. 36. Rysunek złoŜeniowy wspornika z kołem łańcuchowym [1, s. 268]
Na kaŜdym rysunku złoŜeniowym musi być umieszczona w prawym dolnym rogu arkusza
tabliczka rysunkowa, szerokości nieprzekraczającej 180 mm. Tabliczka ta składa się z tabliczki
podstawowej (zaznaczonej linią grubą) z dodatkowymi rubrykami wykazu części
umieszczonymi nad tabliczką podstawową. Wszystkie części wchodzące w skład mechanizmu
przedstawionego na rysunku złoŜeniowym muszę być ponumerowane zgodnie z wykazem
części. Numer części podkreśla się linią grubą, łącząc ją cienką linią odniesieniową z
odpowiednią częścią na rysunku złoŜeniowym. Cyfry numerów części powinny być 1,5–3 razy
wyŜsze od cyfr wymiarowych oraz rozmieszczone w pionowych kolumnach lub poziomych

47
rzędach wokół rysunku. Kolejność numeracji części moŜe być wykonana na dwa sposoby:
pierwszy, polega na numerowaniu części według ich wielkości i waŜności, rozpoczynając od
części odlewanych i kończąc na elementach znormalizowanych, jak śruby, nakrętki itp. Drugi
system polega na kolejnym numerowaniu części bez względu na ich znaczenie i wielkość.
Ułatwia on odszukanie danej części na rysunku złoŜeniowym, szczególnie, gdy jest ich wiele.
Rysunek złoŜeniowy moŜe zawierać pewne wymiary będące charakterystycznymi
wymiarami dla danej maszyny czy urządzenia lub teŜ określające Ŝądane i konieczne wzajemne
połoŜenie części po zmontowaniu. Na rysunkach złoŜeniowych całych maszyn lub urządzeń
moŜna podać ich wymiary zewnętrzne oraz niektóre wymiary charakterystyczne. Na rysunkach
złoŜeniowych zespołów moŜna podać wymiary mające bezpośredni związek i wpływ na
wymiary w innych zespołach (np. połoŜenie osi).
Na rysunku złoŜeniowym części ruchowych danego mechanizmu moŜna przedstawić ich
połoŜenie krańcowe, rysując je linią cienką dwupunktową. Na rysunkach złoŜeniowych często
podaje się uwagi dotyczące operacji, takich jak malowanie, czernienie itp., które mają być
wykonane po całkowitym zmontowaniu danego zespołu. Uwagi te wpisuje się w prawej dolnej
części arkusza obok tabliczki lub nad tabliczką rysunkową.
1. Jakie znasz formaty arkuszy rysunkowych? 2.
Co nazywamy rzutowaniem prostokątnym?
3. Na ilu rzutniach moŜemy odwzorować przedmiot?
4. Jaka jest róŜnica pomiędzy widokiem a przekrojem?
5. Jakie znasz rodzaje widoków?
6. Jakie znasz rodzaje przekrojów?
7. Jakie znasz podstawowe zasady wymiarowania?
8. Jaka zasady obowiązuje przy umieszczaniu liczb wymiarowych?
9. W jakim celu stosuje się uproszczenia w rysunku technicznym?
10. Jakie informacje są zawarte na rysunku wykonawczym?
11. Jakie informacje są zawarte na rysunku złoŜeniowym?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Otrzymasz model bryły. Narysuj ten model za pomocą rzutowania prostokątnego zgodnie
z instrukcją wykonania ćwiczenia.
1) zapoznać się z treścią zadania (tekst przewodni do wykonania ćwiczenia),
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,

48
3) wykonać pomiary modelu,
4) dobrać format arkusza rysunkowego,
5) posługując się komputerem wyposaŜonym w programy graficzne lub przyborami
kreślarskimi narysować przedmiot w rzucie prostokątnym,
6) narysować i wypełnić tabliczkę rysunkową,
7) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
8) dokonać oceny ćwiczenia.
− instrukcja do wykonania ćwiczenia zawierająca dokumentację zadania,
− modele brył,
− narzędzia pomiarowe,
− arkusze papieru,
− przybory kreślarskie,
− stanowisko komputerowe wyposaŜone w programy graficzne,
− ołówki, gumka.
Ćwiczenie 2
Otrzymasz rysunek techniczny części maszynowej. Twoim zadaniem jest zwymiarowanie
rysunku zgodnie z zasadami wymiarowania i instrukcją wykonania ćwiczenia.
1) zapoznać się z treścią zadania (tekst przewodni do wykonania ćwiczenia),
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) posługując się przyborami kreślarskimi zwymiarować rysunek,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5) dokonać oceny ćwiczenia.
− rysunek części maszynowej,
− narzędzia pomiarowe,
− arkusze papieru,
− przybory kreślarskie,
− ołówki,
− gumka.

49
Ćwiczenie 3
Otrzymasz rysunek wykonawczy części mechanicznej urządzenia elektrycznego. Zapoznaj
się z rysunkiem i udziel odpowiedzi na następujące pytania: Jak nazywa się część
przedstawiona na rysunku? W jakiej podziałce została narysowana? Z jakiego materiału
powinna być wykonana? Jakie są wymiary gabarytowe części przedstawionej na rysunku?
2) zapoznać się z rysunkiem,
3) dokonać analizy rysunku,
5) uporządkować zapisane pomysły,
6) zaprezentować efekty pracy grupy na forum grupy, 7) brać udział w podsumowaniu.
− rysunek wykonawczy,
− Polskie
Normy, −
arkusze
papieru, − pisaki.
Czy potrafisz:
Tak Nie 1)
odwzorować bryłę za pomocą rzutowania prostokątnego?
2) narysować model w przekroju prostym?
3) zwymiarować przedmioty zgodnie z zasadami wymiarowania? 4) odczytać
przedstawienia uproszczone na rysunkach? 5) odczytać informacje zawarte
na rysunku wykonawczym?
6) odczytać informacje zawarte na rysunku złoŜeniowym?

50
4.4. Wykonywanie konstrukcji mechanicznych
Połączenia mechaniczne
Połączenia części maszyn dzieli się na nierozłączne, w których części złączone lub łączniki
(części łączące) ulegają uszkodzeniu przy rozłączaniu połączenia, oraz rozłączne, które moŜna
rozłączać i łączyć ponownie bez uszkodzenia części łączonych i łączników. Do najczęściej
spotykanych połączeń nierozłącznych naleŜą połączenia: spawane, lutowane, zgrzewane,
zaciskane, wtłaczane, klejone, nitowe.
Do połączeń rozłącznych zaliczyć moŜemy połączenia: gwintowe, wpustowe,
wielowypustowe, kołkowe, sworzniowe, klinowe, spręŜyste.
Połączenia rozłączne dzielą się na:
– spoczynkowe – w których łączone elementy pozostają unieruchomione względem siebie,
– ruchowe – w których elementy mogą się względem siebie przemieszczać w pewnym
zakresie.
Spawanie jest technologią łączenia materiałów przez ich nagrzanie i stopienie w miejscu
łączenia. Po stopieniu materiał ulega wymieszaniu a po zakrzepnięciu tworzy spoinę (rys. 37).
W przypadku spawania grubszych materiałów dodatkowo stosowane jest spoiwo.
Rys. 37. Złącze spawane [9, s. 65]
W zaleŜności od źródła ciepła rozróŜniamy spawanie:
− gazowe – najczęściej przy spalaniu w płomieniu gazowym acetylenu i tlenu w
temperaturze do 3200°C, wprowadzenie dodatkowego metalu daje moŜliwość spawania
metali róŜniących się składem chemicznym,
− łukowe (elektryczne) z wykorzystaniem elektrod oraz spawarki – urządzenia
opierającego swą pracę na zjawisku łuku elektrycznego w temperaturze 3500°C –
najczęściej stosowane ze względu na szybkie nagrzewanie się części.
Istnieją takŜe inne metody spawania, takie jak: spawanie w osłonach gazów szlachetnych
(w celu uniknięcia utleniania spoiny), spawanie laserowe, spawanie elektronowe.
Podstawowym sprzętem do spawania gazowego jest palnik acetylenowo – tlenowy, butle
spawalnicze na acetylen i tlen, przewody przyłączeniowe. Podczas spawania gazowego
stosowane jest spoiwo.

51
Rys. 38. Schemat spawania gazowego: 1 – palnik gazowy, 2 – spoiwo, 3 – materiał spawany [12]
Spawanie łukowe elektrodą otuloną jest procesem, w którym trwałe połączenie uzyskuje
się przez stopienie ciepłem łuku elektrycznego topliwej elektrody otulonej i materiału
spawanego (rys. 39). Łuk elektryczny jarzy się między rdzeniem elektrody pokrytym otuliną i
spawanym materiałem. Elektroda otulona przesuwana jest ręcznie przez spawacza wzdłuŜ linii
spawania i ustawiona pod pewnym kątem względem złącza. Spoinę złącza tworzą stopione
ciepłem łuku rdzeń metaliczny elektrody, składniki metaliczne otuliny elektrody oraz
nadtopione brzegi materiału spawanego (rodzimego).
Rys. 39. Schemat spawania łukowego elektrodą otuloną: 1 – rdzeń elektrody, 2 – otulina z topnikiem,
3 – osłona gazowa, 4 – koszulka topniejącej otuliny, 5 – ŜuŜel, 6 – metal rodzimy, 7 –
spoina, 8 – jeziorko ciekłego metalu, 9 – wtop, 10 – źródło prądu spawania [12]
Elektroda zasilana jest prądem stałym lub przemiennym. Źródłem prądu jest transformator
spawalniczy. Elektroda otulona składa się z rdzenia oraz otuliny. Rdzeń wykonany jest z metalu
o takim samym lub podobnym składzie chemicznym jak łączony metal. W wyniku spalania się
otuliny w łuku elektrycznym powstaje gaz, który oddziela miejsce spawania od dostępu tlenu,
dzięki temu materiał spoiny nie ulega utlenieniu. Inną rolą otuliny jest rozpuszczanie
zanieczyszczeń w miejscu spawania, które w postaci ŜuŜla wypływają na powierzchnię spoiny
i krzepną chroniąc spoinę przed gwałtownym ochłodzeniem. Elektrodą otuloną spawa się stale
węglowe konstrukcyjne oraz Ŝeliwo. W praktyce warsztatowej spawanie elektrodą otuloną
wypierane jest przez spawanie metodą MAG/MIG (rys. 40) i TIG (rys. 41).

52
W tych metodach spawania osłonę gazową miejsca spawania tworzą dwutlenek węgla
(spawanie MAG) lub gaz obojętny: argon, hel lub mieszanina tych gazów (MIG). Dokładna
osłona łuku jarzącego się między elektrodą topliwą a spawanym materiałem zapewnia, Ŝe
spoina formowana jest w bardzo korzystnych warunkach. Spawanie MIG/MAG zastosowane
więc moŜe być do wykonania wysokiej jakości połączeń wszystkich metali, które mogą być
łączone za pomocą spawania łukowego. NaleŜą do nich stale węglowe i niskostopowe, stale
odporne na korozję, aluminium, miedź, nikiel i ich stopy. Metal spoiny formowany jest z metalu
stapiającego się drutu elektrodowego i nadtopionych brzegów materiału spawanego. Elektroda
topliwa w postaci drutu pełnego, zwykle o średnicy od 0,5 do 4,0 mm, podawana jest w sposób
ciągły przez specjalny system podający. Palnik chłodzony moŜe być wodą lub powietrzem.
Rys. 40. Schemat spawania metodą MAG i MIG: 1 – elektroda, 2 – strumień gazu ochronnego, 3 –
jeziorko metalu, 4 – spoina [12]
Obecnie spawanie TIG jest jednym z podstawowych procesów wytwarzania konstrukcji,
zwłaszcza ze stali wysokostopowych, stali specjalnych, stopów niklu, aluminium, magnezu,
tytanu i innych. Spawać moŜna w szerokim zakresie grubości złączy, od dziesiętnych części
mm do nawet kilkuset mm. W procesie spawania łukowego elektrodą nietopliwą w osłonie
gazowej, połączenie spawane uzyskuje się przez stopienie metalu spawanych przedmiotów i
materiału dodatkowego ciepłem łuku elektrycznego jarzącego się pomiędzy nietopliwą
elektrodą i spawanym przedmiotem w osłonie gazu obojętnego. Elektroda nietopliwa wykonana
jest z wolframu i zamocowana jest w specjalnym uchwycie palnika, umoŜliwiającym regulację
połoŜenia elektrody i jej wymianę.
Rys. 41. Schemat spawania metoda TIG: 1 – uchwyt elektrody, 2 – elektroda wolframowa,
3 – łuk elektryczny, 4 – gaz obojętny – argon, 5 – spoiwo, 6 – metal rodzimy, 7 – dopływ
prądu spawania, 8 – dopływ argonu, 9 – dopływ wody chłodzącej, 10 – odpływ wody
chłodzącej, 11 – dysza wylotowa gazu [12]

53
Zgrzewanie jest kolejnym rodzajem połączeń nierozłącznych. Podczas zgrzewania
materiały zostają nagrzane w miejscach łączenia do stanu plastyczności a następnie pod
wpływem nacisku następuje połączenie trwałe materiałów. RozróŜniamy zgrzewanie
elektryczne i zgrzewanie tarciowe. W pierwszym przypadku źródłem ciepła jest przepływający
prąd przez zgrzewane elementy, a w drugim przypadku ciepło powstałe z tarcia o siebie dwóch
powierzchni. Podczas zgrzewania elektrycznego przedmioty łączone są dociskane przez cały
czas trwania procesu elektrodami (zgrzewanie punktowe i liniowe) lub bezpośrednio
(zgrzewanie czołowe). Zgrzewanie elektryczne wykonuje się na specjalnych maszynach
(zgrzewarkach), dostosowanych do rodzaju zgrzewania i materiału łączonych części (rys. 42).
Rys. 42. Zgrzewarki stacjonarne punktowo-garbowe [14]
Lutowanie jest jednym z najstarszych sposobów łączenia metali za pomocą wprowadzania
między łączone powierzchnie innego roztopionego metalu lub stopu (czynnika łączącego),
zwanego spoiwem. Podczas lutowania części łączone nagrzewają się, lecz nie topią w miejscu
łączenia. Połączenie trwałe uzyskuje się dzięki przyczepności lutu do materiałów łączonych,
dlatego warunkiem otrzymania prawidłowego połączenia jest staranne oczyszczenie
(mechaniczne i chemiczne) powierzchni lutowanych. Największe zastosowanie znajduje w
przemyśle elektrotechnicznym, elektronicznym i telekomunikacyjnym do łączenia przewodów
elektrycznych. W zaleŜności od temperatury topnienia spoiwa rozróŜniamy lutowanie:
− miękkie (temp do 450°C),
− lutowanie twarde ( powyŜej 450°C ).
Lutowanie miękkie stosuje się do łączenia części o nieduŜych napręŜeniach w złączu i
niewysokiej temperaturze pracy, jak równieŜ do uszczelniania połączeń np. cienkościennych
zbiorników, pojemników, rynien, rurociągów. Lut w stanie wyjściowym ma kształt pałeczek,
drutu, blaszek lub ziaren zmieszanych z topnikiem. Typowymi lutami miękkimi są stopy cyny
z ołowiem, o temperaturze topnienia 181–243ºC. Ze względu na wysoki koszt cyny stosowane
są takŜe stopy bezcynowe głównie ołowiu i kadmu z małą domieszką cyny i antymonu.
Do lutowania uŜywa się równieŜ topniki, bez których lut się utlenia i źle wypełnia
szczeliny między łączonymi powierzchniami. Topniki lutownicze są to substancje chemiczne
względnie ich mieszaniny lub roztwory, w postaci proszku, kremu, pasty lub płynu np.
kalafonia.

54
Elementy łączone przed lutowaniem naleŜy oczyścić z warstwy tlenków, powłok
ochronnych, tłuszczów i brudu. Czyszczenie przeprowadza się sposobami mechanicznymi, jak
szczotkowanie, piaskowanie, szlifowanie, piłowanie, skrobanie. Niekiedy powierzchnie
stykowe złączy oprócz czyszczenia pokrywa się dodatkowo cienką warstewką metali dobrze
lutowanych jak miedź, nikiel, cyna poprzez pobielanie kąpielowe. Do pobielania kąpielowego
uŜywa się najczęściej tygli lutowniczych. Lutowanie miękkie wykonuje się za pomocą
narzędzia zwanego lutownicą. NajwaŜniejszą częścią lutownicy jest jej grot miedziany, który
po nagrzaniu słuŜy do roztopienia cyny i przeniesienia jej na miejsce lutowania.
Po nagrzaniu lutownicy pociera się jej grot o kalafonię i przykłada do lutu, który roztapia
się i przylepia do ostrza lutownicy. Następnie grot lutownicy przykłada się do miejsca
lutowanego i pociąga grotem wzdłuŜ szwu. Lutując większe połączenia naleŜy lut trzymać
lewą ręką nad spoiną. Lutownica trzymana prawą ręką rozgrzewa materiał łączony i
jednocześnie topi lut. Roztopiony lut ścieka i łączy powierzchnie, zastygając między nimi. W
czasie lutowania naleŜy tak prowadzić lutownicę, aby lut nie rozpływał się po wierzchu, lecz
spływał w głąb szwu. Po zalutowaniu usuwa się nadmiar lutu za pomocą skrobaka lub pilnika
i przemywa szew, poniewaŜ uŜyte topniki w większości są silnie korozyjne.
a) b)
Rys. 43. Przykładowe narzędzia do lutowania: a) lutownica elektryczna transformatorowa, b) tygiel lutowniczy,
c) odsysacz cyny, d) stacja lutownicza [11]
Połączenia gwintowe naleŜą do grupy połączeń rozłącznych i są bardzo często stosowane
w budowie maszyn. Znormalizowanymi łącznikami gwintowanymi są śruby (zakończone łbem
o róŜnych kształtach, które dokręca się kluczami) oraz wkręty (łeb ma nacięty rowek i
dokręcane są wkrętakami). Głównym elementem połączenia gwintowego jest łącznik,
składający się ze śruby i nakrętki. Skręcenie ze sobą śruby i nakrętki tworzy połączenie
gwintowe. Połączenia gwintowe dzieli się na:
− pośrednie – części maszyn łączy się za pomocą łącznika, rolę nakrętki moŜe równieŜ spełniać
gwintowany otwór w jednej z części (rys. 44a),
− bezpośrednie – gwint jest wykonany na łączonych częściach (rys. 44b i c).

55
Rys. 44. Połączenia gwintowe: a, b) pośrednie, c) bezpośrednie [7, s. 94]
W połączeniach gwintowych znormalizowanymi łącznikami są:
− śruby – zakończone łbem o róŜnych kształtach, które dokręca się kluczami,
− wkręty – łeb ma nacięty rowek, dokręca się je wkrętakami,
− nakrętki – krótkie łączniki gwintowe z gwintem wewnętrznym.
Łączniki gwintowe oznaczamy zgodnie z normą podając: nazwę: wkręt lub śruba, rodzaj
gwintu, długość śruby/wkrętu, materiał, numer normy np.:
śruba M12×1,25×70 PN – EN ISO 8676:2002(U) śruba M12 o skoku
gwintu 1,25 i długości 70, wykonana z mosiądzu.
Połączenia kształtowe naleŜą do połączeń rozłącznych. W połączeniach tych złączenie
współpracujących części jest uzyskane tylko przez odpowiednie ukształtowanie części lub teŜ
przez zastosowanie dodatkowego łącznika, np. wpustu, który określa nazwę połączenia.
Połączenie wpustowe słuŜy do osadzania na czopach wałów takich elementów maszyn jak
koła zębate, koła pasowe. Łącznikiem w tym połączeniu jest wpust. RozróŜniamy dwa rodzaje
wpustów: − pryzmatyczne, − czółenkowe.
Wymiary rowków wpustowych oraz wymiary wpustów są znormalizowane i zaleŜą
miedzy innymi od wymiarów czopa wału.
Rys. 45. Połączenie wpustowe: a) pryzmatyczne, b) czółenkowe [9, s. 88]
Połączenia wielowypustowe umoŜliwiają dokładne współosiowe połoŜenie osi wału i
elementu osadzonego na wale. Ze względu na wielość wypustów pozwalają takŜe przenosić
większe momenty obrotowe przy bardziej zwartej konstrukcji. Wielowypusty powszechnie są
stosowane w połączeniach ruchowych elementów, tzn. tam, gdzie zaleŜy nam na
a) b)

56
współosiowym wzajemnym przemieszczaniu elementów wzdłuŜ wału. Stosowane są
powszechnie w przekładniach zębatych.
Rys. 46. Rodzaje wielowypustów: a, b, c) prostokątne, d) ewolwentowe, e) wielokarbowe [9, s. 89]
Połączenia wciskowe naleŜą do połączeń rozłącznych. Przez zachowanie odpowiednich
tolerancji wymiarów łączonych elementów części przy wciskaniu następuje odkształcenie
spręŜyste, zaś występujące siły zapewniają trwałe połączenie. Operacja wciskania moŜe
wymagać uŜycia specjalistycznych narzędzi. Pewną odmianą są połączenia wtłaczane, podczas
których następują odkształcenia plastyczne łączonych części. Połączenia wtłaczane wymagają
uŜycia duŜych sił podczas montaŜu. Wykonuje się je przy uŜyciu prasy.
Mierzenie i sprawdzanie elementów konstrukcji mechanicznych
Celem pomiarów jest sprawdzenie prawidłowości wykonania elementów konstrukcji
mechanicznych zgodnie z rysunkiem technicznym. Pomiar jest to doświadczalne porównanie
mierzonej wartości danej wielkości ze znaną wartością przyjmowaną za jednostkę miary.
ZaleŜnie od zastosowanego przy tym sposobu porównywania moŜna mówić o róŜnych
metodach pomiarowych:
− metoda pomiarowa bezpośrednia, w której wynik pomiaru otrzymuje się przez odczytanie
bezpośredniego wskazania narzędzia pomiarowego, wywzorcowanego w jednostkach
miary mierzonej wielkości; tak np. mierzymy długość przymiarem kreskowym, kąt –
kątomierzem, czy wskazanie temperatury na skali termometru,
− metoda pomiarowa pośrednia, w której mierzy się bezpośrednio inne wielkości, a wyniki
oblicza się, opierając się na określonej znanej zaleŜności tych wielkości od wielkości,
której wartość miała być wyznaczona; przykładem moŜe być pomiar objętości czy
powierzchni, w którym wynik oblicza się z bezpośrednich pomiarów wymiarów
geometrycznych (wysokości, długości, szerokości),
− metoda pomiarowa porównawcza oparta jest na porównaniu mierzonej wartości ze znaną
wartością tej samej wielkości; przy pomiarze wielkości podstawowych, np. długości, przez
porównywanie z inną długością, pomiar bezpośredni jest równocześnie pomiarem
porównawczym,
− metoda róŜnicowa polega na pomiarze niewielkiej róŜnicy między wartością wielkości
mierzonej a znaną wartością tej wielkości (np. pomiar średnicy średnicówką czujnikową).
Narzędzia pomiarowe dzielą się na:
− wzorce,
− przyrządy pomiarowe.

Technik.teleinformatyk 312[02] o1.02_u

Technik.teleinformatyk 312[02] o1.02_u

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (13)

Viewers also liked

Viewers also liked (17)

Similar to Technik.teleinformatyk 312[02] o1.02_u

Similar to Technik.teleinformatyk 312[02] o1.02_u (20)

More from Rzeźnik Sebastian

More from Rzeźnik Sebastian (20)

Technik.teleinformatyk 312[02] o1.02_u