1

KATEDRA MECHANIKI MASZYN WŁÓKIENNICZYCH

POLITECHNIKA ŁÓDZKA http://www.bhp-k412.p.lodz.pl/

DEPARTMENT OF TEXTILE MACHINE MECHANICS

LODZ UNIVERSITY OF TECHNOLOGY http://bhp-k412.p.lodz.pl/k412/index.htm

http://twitter.com/occupationsafe

Maszynoznawstwo

Jerzy Zajączkowski

Machine Elements and Safety

Jerzy Zajaczkowski

http://bhp-k412.p.lodz.pl/projekt.htm

http://bhp-k412.p.lodz.pl/projects.htm

Zdjęcia i filmy są dostępne tutaj:

Images and films are available here: http://images.google.pl/

http://www.youtube.com/

Dictionaries:

http://translate.google.pl/ http://www2.getionary.pl/

http://www.tektron.ie/terminology.htm http://www.howjsay.com/

2011..2015

2

Słowa kluczowe: maszynoznawstwo, bezpieczeństwo maszyn

Keywords: machine elements, machine safety

Wydanie elektroniczne

Electronic edition

https://sites.google.com/site/occupationsafe/

http://www.bhp-k412.p.lodz.pl/machinedesign.pdf

http://www.bhp-k412.p.lodz.pl/machinedesign.docx

http://www.bhp-k412.p.lodz.pl/machinedesign.htm

Katedra Mechaniki Maszyn Włókienniczych

Politechnika Łódzka

Żeromskiego 116, 90-924 Łódź, Tel./fax. (42) 631 33 84

DEPARTMENT OF TEXTILE MACHINE MECHANICS

LODZ UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

116 Zeromskiego Street, 90-924 Lodz, Poland

jerzy.zajaczkowski@p.lodz.pl

jzaj@wp.pl

Część drugą stanowi podręcznik: MECHANIKA MASZYN - Komputerowe Modelowanie

Maszyn - Szkic wykładu i laboratorium komputerowego, prof. dr hab. inż. Jerzy

Zajączkowski

The second part is the textbook: MACHINE MECHANICS - Computer Modelling of

Machines - Outline of lecture and computer lab, by professor Jerzy Zajaczkowski

https://sites.google.com/site/occupationsafe/

http://www.bhp-k412.p.lodz.pl/mmpoleng.pdf

http://www.bhp-k412.p.lodz.pl/mmpoleng.docx

http://www.bhp-k412.p.lodz.pl/mmpoleng.htm

Prawa autorskie zastrzeżone. Kopiowanie, drukowanie i nieodpłatne rozpowszechnianie jest

dozwolone, pod warunkiem zamieszczenia nazwiska autora niniejszej publikacji.

©Copyright: Jerzy Zajączkowski

Łódź, 2011..2015

All rights reserved. Copying, printing and free distribution is permitted, provided that the

name of the author of this publication will be shown.

©Copyright: Jerzy Zajaczkowski

Lodz, 2011..2015

3

Słowo wstępne

Preface

Pracownik zajmujący się sprawami bezpieczeństwa musi posiadać elementarną wiedzę

techniczną, aby zrozumieć zagrożenia, jakie mają miejsce w przemyśle.

Employee involved in safety matters must have an elementary technical knowledge to

understand the hazards that are taking place in the industry.

Większość wypadków śmiertelnych ma miejsce w miejscu kontaktu człowieka z maszyną.

Most fatal accidents occur at the site of contact between man and machine.

Warunkiem wyeliminowania wypadków jest rozumienie działania maszyn oraz znajomość

zabezpieczeń.

The condition of eliminating accidents is an understanding the operation of machines and

knowledge of accident prevention devices.

Umiejętność zrealizowania praktycznego własnych pomysłów wymaga wykonania projektu

przy współpracy z właściwymi specjalistami.

The ability to implement one`s own ideas requires creation of the project in cooperation with

the relevant specialists.

Wszystkie maszyny składają się z takich samych części, jednak są pomiędzy nimi zasadnicze

różnice, ze względu na zadania, jakie wykonują.

All machines are composed of parts alike, but they are crucial differences between them, due

to the tasks they perform.

Charakterystyczne cechy odróżniające maszyny:

The characteristic features distinguishing the machine:

W przypadku dźwigów zewnętrzna siła obciążająca jest ściśle określona i jest to podnoszony

ciężar. Ze względu na jego znaczną wielkość, prędkości podnoszenia są małe.

In the case of a crane external loading force is strictly defined, and it is lifted weight. Due to

its large size, the lifting speed is small.

Od obrabiarek oczekujemy dużej dokładności.

From tool machines we expect high precision.

Od maszyn włókienniczych oczekujemy dużej wydajności. Z tego względu mamy do

czynienia z dużymi przyspieszeniami, a co za tym idzie dużymi siłami bezwładności,

szczególne, gdy występuje tam ruch zwrotny. Zewnętrzne siły są małe, bowiem ciężar

wyrobu włókienniczego nie jest duży. Duża dokładność elementów roboczych nie jest

konieczna.

From textile machinery, we expect high output. For this reason, we have to deal with large

accelerations, and hence large inertial forces, especially if there is a reciprocating motion.

4

External forces are small, because the weight of the textile product is not large. High accuracy

of work items is not necessary.

Maszyna składa się z silnika, przekładni, innych mechanizmów przekształcających ruch oraz

z elementów roboczych wykonujących pracę użyteczną.

The machine consists of a motor, gears and other mechanisms for converting the movement

and of the working elements performing useful work.

Napęd bezpośredni bez przekładni rzadko jest stosowany, bowiem wymagałby silnika

znacznych rozmiarów.

Gearless direct drive is rarely used, because the motor would be of considerable size.

Zwykle stosujemy małe silniki o dużych prędkościach obrotowych. Duże siły robocze

uzyskujemy przez zastosowanie przekładni, która zwiększa siłę, a zmniejsza prędkość,

zgodnie z zasadą, że w układzie bez strat praca wykonana równa się pracy otrzymanej.

We normally use small motors with high speeds. Large work force is obtained by the use of

gear that increases the force and reduces the speed, in accordance with the principle, that in

the system without loss of energy, the work supplied is equal to the work received.

Ze względu na to, że bezpośrednio za silnikiem siły są małe, pierwszą przekładnią jest zwykle

przekładnia pasowa. Jej zaletą jest elastyczność i cichobieżność. Następna jest przekładnia

zębata zwana reduktorem. Dostarcza ona duże momenty sił z małymi prędkościami

obrotowymi.

Due to the fact, that motor is immediately followed by small forces, the first transmission is

usually a belt one. Its advantage is the elasticity and low noise. Next is called gear reducer. It

provides a large torques with small speeds.

Własności wytrzymałościowe materiałów

Strength of materials

Zagrożenia można ograniczyć przez poprawną konstrukcję i obliczenia z uwzględnieniem

właściwości wytrzymałościowych materiałów, zmęczenia, zużycia, przeciążeń itd.

Hazards can be reduced by proper design and calculations, taking into account the strength

properties of materials, fatigue, wear, overloading, etc.

W ustalaniu technicznych przyczyn wypadku zasadniczą rolę odgrywają badania

doświadczalne własności materiałów.

In determining the technical causes of the accident, crucial role play the experimental studies

of materials properties.

Do najważniejszych z nich należą: badania wytrzymałości, twardości i badania mikroskopowe

struktury.

The most important of these include: testing the strength, hardness and microscopic

examination of the structure.

5

Naprężenia to wielkość siły działającej na jednostkę powierzchni =F/A.

Dla każdego materiału doświadczalnie określa się naprężenia, przy których następuje trwałe

odkształcenie (Re granica plastyczności), naprężenia, przy których następuje rozerwanie

próbki (Rm wytrzymałość na rozerwanie) oraz naprężenia, przy których następuje zniszczenie

próbki poddanej ściskaniu.

Stress is the amount of acting force per unit area =F/A.

For each material we experimentally determine: the stress at which permanent ductile

deformation occurs (Re yield stress), the stress at which a sample breaks (ultimate tensile

strength Rm) and the stress at which a destruction of the sample subjected to compression

takes place.

Elastic limit, yield stress, ultimate strength.

http://images.google.pl/

Przeprowadza się badania twardości powierzchni. Polegają one na wciskaniu w powierzchnię

z określoną siłą kulki (HB), stożka (HRC) lub ostrosłupa (HV) i pomiarze wielkości

powstałego odcisku. (Hardness: Brinell, Rockwell, Vickers)

Tests of surface hardness are carried out. The tests are performed by pressing into a surface a

rigid element, with a prescribed force and measuring a concave left in a surface. The ball

(HB), the cone (HRC) and pyramid (HV) are used for Brinell, Rockwell and Vickers

hardness, respectively. Using dimensions of the concave, the hardness is calculated according

scaling formulas.

Żeliwo i stal

Cast iron and steel

Żeliwo jest to stop żelaza z węglem, o zawartości węgla większej niż wynosi rozpuszczalność

węgla w żelazie ( > 2,11%). Jest stosowane na odlewy.

Cast iron is an alloy of iron with carbon; the carbon content is greater than the solubility of

carbon in the iron (> 2.11%). It is used for castings.

Stal jest to stop żelaza z węglem o zawartości węgla mniejszej niż wynosi rozpuszczalność

węgla w żelazie tzn. < 2%. Produkowane stale zawierają do około 0,8%. Powyżej 0,8%

wytrzymałość maleje, mimo że twardość nadal rośnie.

Steel is an alloy of iron with carbon content of less than the solubility of carbon in the iron of

<2%. Steels manufactured contain up to about 0.8%. Above 0.8%, the strength decreases,

although the hardness continues to grow.

Stal wytwarzana jest w hutach w postaci wyrobów walcowanych. Są to blachy, płyty, pręty,

rury oraz kształtowniki: kątowniki, teowniki, dwuteowniki, ceowniki.

Steel is produced in ironworks in the form of rolled products. These are sheets, plates, rods,

tubes and profile shapes: angles, tees, beams, channels.

Stale nierdzewne są stopami żelaza zawierającymi 10,5% lub więcej chromu.

6

Stainless steels are iron-base alloys containing 10.5% or more chromium.

Obróbka cieplna

Heat treatment

HEAT TREATMENT 4..6: http://www.technologystudent.com/index.htm

http://www.technologystudent.com/equip1/equipex1.htm

Hartowanie jest to zabieg cieplny mający na celu zmianę struktury krystalicznej stali. Polega

na nagrzaniu do temperatury, w której zachodzi przemiana struktury krystalicznej, wygrzaniu

w tej temperaturze, a następnie szybkim chłodzeniu.

Tempering is a heat treatment aimed at changing the crystalline structure of the steel. It

consists of heating to a temperature, at which the crystal structure transition occurs, keeping it

in this temperature for some time and then rapid cooling (quenching).

Hartowanie zwiększa twardość i wytrzymałość. Hartowność stali zależy od zawartości węgla.

Powinna ona być, co najmniej 0,4%. Stale niskowęglowe dla zwiększenia ich twardości

nawęgla się i hartuje powierzchniowo.

Tempering increases the hardness and strength. The hardenability of steel depends on the

carbon content. It should be at least 0.4%. Low carbon steels, to increase their hardness, are

carburized on surface and then hardened.

Stal ma budowę krystaliczną. Składa się z ziaren o różnej orientacji struktury.

Kryształ ma małą wytrzymałość na poślizg wzdłuż płaszczyzn, jakie tworzą atomy.

Odwrotnie jest przy próbie oderwania atomów od siebie w sieci krystalicznej, bowiem siły

wiążące atomy w sieci są duże.

Steel has a crystalline structure. It consists of grains having different orientation of structures.

Crystal has a small resistance to slippage along planes that are formed by atoms. The opposite

is true, if an attempt is made to tear apart the atoms in the crystal structure. This is because the

forces binding the atoms in the structure are high.

Wytrzymałość stali uzyskujemy utrudniając poślizg przez zwiększenie roli sił wiążących

atomy w sieci.

The material strength we increase, by making it difficult for a grain to slip and increasing the

role of the forces binding the atoms in the structure.

Im bardziej skomplikowana jest powierzchnia tworzona przez granice ziaren, tym większa

jest wytrzymałość. Jest to wynikiem wzajemnej niezgodności płaszczyzn poślizgu

poszczególnych ziaren.

The more complex is the surface formed by the grain boundaries, the higher is the strength.

This is a result of mutual incompatibility of slip planes of each grain.

7

Powyżej temperatury przemiany mamy kryształy zawierające atomy żelaza Fe w narożach

i w środku ścian bocznych (austenit), poniżej temperatury przemiany kryształ zawiera atomy

Fe w narożach i w środku sześcianu (ferryt).

Above a transition temperature, we have a crystals containing iron Fe atoms at the corners

and in the middle of the side walls (austenite), below the transition temperature, a crystal has

Fe atoms at the corners and in the centre of the cube (ferrite).

W przypadku kryształu austenitu w środku sześcianu nie ma Fe, a za to jest miejsce na

węgiel C.

In the case of the austenite crystal, in the centre of the cube there is not Fe, and there is a place

for carbon C.

W czasie przemiany kryształów austenitu (14 atomów Fe) w kryształy ferrytu (9 atomów Fe)

zmienia się ilość atomów tworzących kryształ, co oznacza całkowitą przebudowę sieci.

During the transformation of the austenite crystals (14 atoms Fe) into the ferrite crystals (9

atoms Fe), there take place a change of the number of atoms constituting the crystal, which

means a complete reconstruction of the structure.

Jeżeli chłodzenie jest szybkie, to nowo utworzone kryształy nie zdążą w pełni pozbyć się

z wnętrza uwięzionych tam atomów węgla C i ziarno może być postrzegane jako zbiór

drobniejszych ziaren. Tak powstała struktura nosi nazwę martenzytu. Jest to struktura

drobnoziarnista o dużej wytrzymałości. Hartowność zależy od zawartości procentowej węgla.

If cooling is rapid, a newly formed crystals do not manage to fully get rid of the inside trapped

atoms C and grain can be seen as a collection of smaller grains. The resulting structure is

called martensite. This is a fine-grained (small grain) structure having high strength. The

hardenability depends on the percentage of the atoms C.

Jeżeli przyczyną katastrofy był nieprawidłowy materiał, to mikroskopowe badania jego

struktury pozwalają na wykrycie tego faktu. Podobnie przydatne są badania wytrzymałości

i twardości.

If the cause of the crash was incorrect material, the microscopic study of its structure allows

the detection of this fact. Similarly, tests of the strength and hardness are useful.

Odpuszczanie i odprężanie polega na nagrzaniu poniżej temperatury przemiany krystalicznej i

powolnym chłodzeniu. Usuwa się w ten sposób naprężenia wewnętrzne.

Tempering and annealing involves heating below the crystal transition temperature and slow

cooling. Internal stresses are removed in this way.

Naprężenia hartownicze cieplne wynikają z różnej szybkości chłodzenia warstwy

powierzchniowej i rdzenia przedmiotu. Naprężenia strukturalne są wynikiem różnej gęstości

faz występujących w materiale podczas obróbki.

Quenching thermal stresses result from different cooling rate of the surface layer and the core

object. Structural stresses are the result of different densities of the phases present in the

material during processing.

8

Stale zwykłej jakości oznacza się wykorzystując granicę plastyczności Re:

Name of steels of ordinary quality determine the yield stress Re:

Name Re [MPa] Rm [MPa] HB C%

S185 185 315

S195 195 335 110 0,15

S215 215 375 120 0,22

S235 235 410 140 0,25

S275 275 490 160 0,35

S315 315 590 180 0,45

S345 345 690 200 0,55

Stale o podwyższonej jakości oznacza się wykorzystując zawartość węgla, np. stal o

zawartości węgla 0.35% oznacza się C35.

Znak stali

Temp. hart.

Re

[MPa]

Rm

[MPa]

HRC

C35 Stal walcowana 440 700

Odprężona 310 480

840°C Hartowana, chłodzona w wodzie

1845 53

880°C Hartowana, chłodzona w oleju 1690 50

C45 Stal walcowana 460 750

Odprężona 330 540

820°C Hartowana, chłodzona w wodzie

2270 58

860°C Hartowana, chłodzona w oleju 1980 55

C55 Stal walcowana 500 825

Odprężona 350 550

805°C Hartowana, chłodzona w wodzie

2510 61

845°C Hartowana, chłodzona w oleju 2120 57

C60 Stal walcowana 540 875

Odprężona 370 580

800°C Hartowana, chłodzona w wodzie

2670 63

840°C Hartowana, chłodzona w oleju 2430 60

C75 Stal walcowana 600 1000

Odprężona 370 570

785°C Hartowana, chłodzona w wodzie

3000 67

825°C Hartowana, chłodzona w oleju 2760 64

Domex Hardenable Steel -High Carbon Steel, Hot rolled sheet for quenching and tempering.

9

Names of steels of a high quality are determined by using the carbon content, such as steel

having carbon content is 0.35% is denoted as C35.

Name

temperature

of quenching

Re

[MPa]

Rm

[MPa]

HRC

C35 rolled steel 440 700

annealing 310 480

840°C Quenched, cooled in water

1845 53

880°C Quenched, cooled in oil 1690 50

C45 rolled steel 460 750

annealing 330 540

820°C Quenched, cooled in water

2270 58

860°C Quenched, cooled in oil 1980 55

C55 rolled steel 500 825

annealing 350 550

805°C Quenched, cooled in water

2510 61

845°C Quenched, cooled in oil 2120 57

C60 rolled steel 540 875

annealing 370 580

800°C Quenched, cooled in water

2670 63

840°C Quenched, cooled in oil 2430 60

C75 rolled steel 600 1000

annealing 370 570

785°C Quenched, cooled in water

3000 67

825°C Quenched, cooled in oil 2760 64

Domex Hardenable Steel -High Carbon Steel, Hot rolled sheet for quenching and tempering.

Temperatury podczas obróbki stali 45:

Temperatura hartowania 820 - 860 °C - woda lub olej

Temperatura normalizowania 840 - 870 °C - chłodzenie w spokojnym powietrzu

Temperatura kucia 1100 - 850 °C (austenit)

Temperatura odprężania 600 - 650 °C - chłodzenie w spokojnym powietrzu

Temperatura zmiękczania 650 - 700 °C - chłodzenie powolne

Temperatura odpuszczania 550 - 660 °C - powietrze

Zależnie od zawartości węgla czynnik chłodzący (decydujący o szybkości chłodzenia) musi

być tak dobrany, aby stal zahartowała się, ale nie następowało pęknięcie.

Temperatures of steel treatment C45:

Quenching temperature 820 - 860 ° C - water or oil

Normalizing temperature 840 - 870 ° C - cooling in still air

Forging temperature of 1100 - 850 ° C (austenite)

Annealing temperature of 600 - 650 ° C - cooling in still air

Softening temperature 650 - 700 ° C - slow cooling

The tempering temperature 550 - 660 ° C - air

Depending on carbon content, the cooling medium (determining the cooling rate) must be

chosen, so that the steel get quenched, but the crack does not occur.

10

http://www.multistal.com.pl/

http://www.bodex.pl/

http://pkm.edu.pl/index.php

http://pl.wikipedia.org/wiki/Stal

http://pl.wikipedia.org/wiki/Staliwo

Wytrzymałość w zależności od rodzaju obciążenia

Material strength depending on the load

Strength of materials

http://images.google.pl/

Rozciąganie, ściskanie i ścinanie

Tension, compression, shear

Naprężenia obliczamy dzieląc wielkość siły przez pole przekroju.

Stress is calculated by dividing the amount of force by the cross-sectional area.

Wytrzymałość sprawdzamy porównując naprężenia do naprężeń dopuszczalnych.

Material strength is checked by comparing stress to allowable stress.

Zginanie

Siły zewnętrzne obciążające belkę działają na ramieniu, którego długość jest rzędu długości

belki, siły wewnętrzne (naprężenia) działają na ramieniu, którego długość jest rzędu grubości

belki i z tego względu są znacznie większe. W uproszczeniu:

Bending

External forces loading the beam are acting on the arm of the length of the order of the length

of the beam, while the internal forces (stresses) are acting on the arm, whose length is of order

of the thickness of the beam and are therefore they are much greater. In simple terms:

2, r

ttT

rN

kkk

A

F

kA

F

11

d

lFN

NdFl

Siła rozciągająca górną płytę N jest znacznie większa od siły obciążającej F. Siła rozciągająca

N jest wprost proporcjonalna do długości belki l i odwrotnie do grubości belki d, a długość l

jest znacznie większa od wymiaru poprzecznego d.

The force N stretching the upper plate is significantly greater than the loading force F. The

tensile force N is directly proportional to the length of the beam l, and inversely proportional

to the thickness of the beam d, while the length l is much greater than the transverse

dimension d.

W obliczeniach posługujemy się dokładniejszymi wzorami. Dla belek obciążonych

momentem gnącym Mg o przekroju prostokątnym (wysokości h i szerokości b) oraz pręta o

przekroju okrągłym (o średnicy d) naprężenia w miejscu najbardziej oddalonym od osi

obojętnej ymax, przechodzącej przez środek ciężkości przekroju, obliczamy korzystając

z następujących wzorów

In the calculations we use the more accurate formulas. For the beam, loaded by bending

moment Mg, having rectangular cross-section (width b, height h) or circular cross-section

(diameter d), the highest stress is at the point furthest away from the neutral axis ymax, which is

passing through the centre of gravity of cross-section. Calculations are performed by using the

following formulas

64,

12,,

43

max

dI

bhI

y

IW

W

M g

Wyboczenie

Wyboczenie zachodzi w przypadku ściskaniu kolumn smukłych i polega na tym, że ulegają

one wygięciu w bok. Zachodzi to dla sił mniejszych niż siły niszczące przez ściskanie. Siła

Fkr, przy której zachodzi wyboczenie smukłej kolumny o długości wyboczeniowej L

Buckling

Buckling occurs in the case of slender column subject to the compression, when the column is

bent sideways. This occurs for forces smaller than the destructive compressive force. The

force Fkr at which buckling of slender column occurs for buckling length L

2

2

L

EIFkr

Siły i momenty skręcające

12

Twisting forces and torques

Siła działająca na połączenie koła z wałem FR jest znacznie większa od siły obciążającej

koło Fr.

The force acting on the wheel connection with shaft Fr is significantly greater than the force

acting on a wheel FR.

Naprężenia skręcające wał i kąt skręcenia wału obliczamy z zależności

Shaft torsional stress and the angle of shaft twist are calculated from the relationships

Naprężenia wewnętrzne

Szczególnie niebezpieczne są naprężenia wewnętrzne, bowiem mogą powodować nagłe

niespodziewane zniszczenie mimo braku obciążenia zewnętrznego.

Internal stress

Particularly dangerous are the internal stresses, because they can cause a sudden unexpected

destruction, despite the absence of external load.

Naprężenia wewnętrzne powstają ze względu na rozszerzalność cieplną metalu:

- w czasie krzepnięcia odlewów, kiedy to najpierw krzepnie powierzchnia, co

determinuje wymiary zewnętrzne, później krzepnie środek, który kurczy się i wtedy

jego wymiary kolidują z tymi wcześniej nadanymi przez skrzepniętą powierzchnię

r

RFF

rFRF

Rr

rR

32,

16/4

0

0

3

dI

GI

lM

kd

M

s

ss

13

- w czasie spawania, ze względu wysoką temperaturę spoiny i nienagrzanie dalszych

obszarów materiału spawanego oraz późniejsze kurczenie się spoiny wraz z jej

stygnięciem

Internal stresses arise due to the thermal expansion of the metal:

- at the time of casting, first solidified outer surface determines the dimensions of the

cast, later inner part solidifies and shrinks, what cause that the inner dimensions

collide with those previously granted by clotted outer surface

- during welding, due to the high temperature of a weld and the lower temperature of a

unheated further areas of the welded material and then subsequent shrinkage of the

weld upon cooling

Usuwa się je przez wyżarzanie.

They can be removed by annealing.

Naprężenia wewnętrzne mogą być skutkiem wadliwego montażu. W przypadku budynków

mogą być skutkiem osiadania gruntu i mogą powodować pękanie ścian.

The internal stress may be due to improper assembly. In the case of buildings they may result

from the ground subsidence, and can cause cracking of the walls

Jeżeli w konstrukcji są naprężenia wewnętrzne, to konstrukcja wydaje się być nieobciążona,

a tymczasem niewielkie dodatkowe obciążenie może spowodować pęknięcie.

If there are internal stresses in the structures, the design seems to be unloaded, and yet little

additional load may cause breakage.

Wytrzymałość zmęczeniowa

Material fatigue

http://images.google.pl/

Jeżeli siła obciążająca jest zmienna i wywołuje drgania elementu sprężystego, wtedy drobne

zmiany, jakie zachodzą w czasie każdego cyklu sumują się. Z tego względu pękniecie

następuje przy naprężeniach mniejszych od wytrzymałości statycznej. Przez wytrzymałość

zmęczeniową stali Zg0 rozumiemy graniczne naprężania, przy których nie nastąpi zniszczenie

materiału mimo obciążenia go ponad N=1 000 000 razy. Wynosi ona od 0.3 do 0.55 Rm.

If the loading force is varying and causes vibration of the elastic element, the small cracks that

occur during each cycle add up. For this reason, the fracture occurs at a stress lower than the

static strength. By the endurance limit (fatigue strength) of steel Zg0 we understand strain

limit, at which the material will not undergo destruction, in spite of the loading it above the N

= 1 000 000 times. It ranges from 0.3 to 0.55 UTS (ultimate tensile strength).

14

Własności zmęczeniowe stali C45 (MPa), N=107

Stan obróbki Zgo

MPa

Zrj

MPa

Zrc

MPa

Zso

MPa Zgo/Rm

hartowana 820 °C, woda,

odpuszczana 560 °C 300 360 270 150 0.46

Fatigue properties of steel C45 (MPa), N=107

Heat treatment Zgo

MPa

Zrj

MPa

Zrc

MPa

Zso

MPa Zgo/Rm

quenched 820 °C, water,

tempered 560 °C 300 360 270 150 0.46

Koło samochodu, który przebył drogę 100 tys. km wykonało 50 mln obrotów. Jeżeli droga

samochodu wynosi =100 000 km=100 000 000 m, a obwód koła=*d=3,14*0,6=1,88 m2 m

to ilość obrotów koła=100 000 000/2=50 000 000=50*106 .

Wheel of a car that travelled the road of 100 thousand kilometres rotated 50 million times. If

the way the car passed is 100 000 km = 100 000 000 m, and the circumference of a wheel =

* d = 3.14 * 0.6 = 1.88 m ~ 2 m, then the number of wheel rotations is = 100 000 000/2 = 50

000 000 = 50 * 106.

Aluminium nie ma granicznej wytrzymałości zmęczeniowej. Z tego względu element może

być poddany obciążeniom tylko określoną ilość razy. Po przekroczeniu tej ilości obciążeń

elementy aluminiowe muszą być wymienione.

Aluminium has no fatigue limit. Therefore, the element can be subjected to load only a

limited number of times. After the exceeding that number of loadings the aluminium parts

must be replaced.

Kompozyty poddane długotrwałym zmiennym obciążeniom zginającym ulegają stopniowo

narastającemu rozwarstwieniu i tracą własności wytrzymałościowe.

In case of composites, that are subjected to long-term variable bending loads, the layers are

gradually losing connection between them and as a consequence of the growing delamination

the composites are losing original mechanical properties.

Jeżeli kształt sprężyn (resorów) uległ trwałej zmianie, to powinny być one zastąpione

nowymi, a nie regenerowane. Zamiana kształtu może świadczyć o zmianach zmęczeniowych.

Wewnętrzne wady i pęknięcia można wykryć za pomocą defektoskopów ultradźwiękowych.

If the shape of the springs has a permanent change, they should be replaced and not

reconditioned. The permanent change may indicate a material fatigue.

Internal defects and cracks can be detected by ultrasonic defectoscope.

15

Ostre, niepłynne zmiany kształtu elementu i nieciągłości takie jak rowki, zmiany średnicy

i otwory powodują spiętrzenie naprężenia. Może to być zwiększenie 1,2 do 3 krotnego,

zależnie od ostrości karbu.

Changes of the element shape that are not smooth, changes in the diameter or discontinuities

such as grooves cause the stress concentrations. This may be an increase of 1.2 to 3 times,

depending on the severity of the notch.

Metody wytwarzania

Methods of manufacturing

Forging press, steel rolling machine, profile extrusion, iron casting, sand moulding

http://www.youtube.com/

Obróbka plastyczna metali kowalnych lub ciągliwych: kucie, walcowanie, ciągnienie na

trzpieniu, przepychanie, gięcie, wyoblanie, tłoczenie, przeciąganie.

Metalworking based on plasticity. Forming shapes out of malleable or ductile materials:

forging, rolling, deep drawing, extruding, bending, spinning, stamping, wire and tube

drawing.

Odlewanie z wykorzystaniem form piaskowych i gipsowych, modeli z wosku, form

ceramicznych.

Casting by using sand and gypsum moulds, wax models, ceramic moulds.

Wtryskarki

Injection moulding machine

Obróbka skrawaniem: toczenie, wiercenie, frezowanie, struganie, szlifowanie.

Machining: turning, drilling, milling, planning, sanding, grinding.

Wysoką dokładność wałków, dużych otworów i płaszczyzn uzyskujemy przez szlifowanie.

Wysoką dokładność otworów o małej średnicy otrzymujemy przez rozwiercanie.

High precision shafts, large holes and surfaces are obtained by grinding.

High precision small diameter holes are got by reaming.

Readings:

SMALL SCALE ALUMINIUM CASTING i PEWTER CASTING -1..10:

http://www.technologystudent.com/equip1/equipex1.htm

Machining, lathe, turning, milling machine, grinding machine, metal planer

16

http://www.youtube.com/

Machine Shop Trade Secrets: A Guide to Manufacturing Machine Shop Practices by James A.

A. Harvey

Harvey Metalworking - Doing it Better: Machining, Welding, Fabricating by Tom Lipton

Rysunek techniczny

Podstawowe umiejętności sporządzania i czytania rysunków technicznych. Rzutowanie

europejskie i amerykańskie. Rysowanie rzutów i przekrojów, wymiarowanie, oznaczanie

dokładności i chropowatości, sporządzanie rysunków części spawanych i rysunków

złożeniowych.

Podęczniki:

T. Dobrzański: Rysunek Techniczny Maszynowy- WNT

Zbiór Polskich Norm – Rysunek Techniczny Maszynowy, WN-Warszawa,

Katalogi i Normy Części Maszyn WN-Warszawa

http://czajek3.republika.pl/ http://www.uwm.edu.pl/edu/sobieski/pliki/dydaktyka/gigi/04_tolerowanie_i_chropowatosc.pdf

http://pl.wikipedia.org/wiki/Chropowato%C5%9B%C4%87_powierzchni

Technical drawing

Basic skills of preparing and reading technical drawings. First angle projection and third angle

projection. Drawing projections and sections, dimensioning, denoting accuracy and

roughness, preparation of drawings of welded parts and assembly drawings.

Textbooks:

Manual of Engineering Drawing – Google

Descriptive Geometry - Youtube

Dokładność wykonania części maszyn, pasowania.

The precision of machine parts, fit.

Dokładność wykonania określa się podając wymiar nominalny oraz dopuszczalny

maksymalny i minimalny, zwykle poprzez podanie odchyłek od wymiaru nominalnego.

Różnica pomiędzy maksymalnym i minimalnym wymiarem nazywa się tolerancją.

Stosuje się oznaczenia symboliczne.

Accuracy of dimensioning is determined by giving the nominal and allowable maximum and

minimum dimension, usually by specifying deviations from the nominal dimension.

The difference between the maximum and minimum dimension is called tolerance.

Usually symbolic notation is used.

Położenie pola tolerancji względem wymiaru nominalnego określa się literami.

17

Duże litery dotyczą otworu, małe dotyczą walka.

Litery H i h oznaczają, że pole tolerancji przylega do wymiaru nominalnego.

Location of tolerance field relative to the nominal dimension is defined by letters.

The capital letter refers to a hole, the lower case apply to a shaft.

The letters H and h indicate that the tolerance is adjacent to a nominal dimension.

Szerokość pola tolerancji określa klasa dokładności wyrażona liczbą.

Na podstawie oznaczenia symbolicznego wymiar rzeczywisty można wyrazić wielkością

liczbową korzystając z tablic.

Width of the tolerance field determines the accuracy and is defined by an accuracy class

expressed by a number.

On the basis of the symbolic designation, the actual dimension can be expressed by real

number using lists that can be found in standards.

Pasowania ruchowe: średnica wałka jest mniejsza od średnicy otworu.

Pasowania wtłaczane: średnica wałka jest większa od średnicy otworu.

Pasowania mieszane są pośrednie.

Clearance fits: diameter of the shaft is less than the diameter of the hole.

Interference fits: diameter of the shaft is greater than the diameter of the hole.

Transition fits: they are characterised by slight interference or clearance.

Dla ograniczenia ilości narzędzi najczęściej stosuje się zasadę stałego otworu, a tylko czasami

stałego wałka.

Przykład oznaczenia:

Stosowane pasowania kół zębatych na wale: od przylgowego H7/j6 do lekko wtłaczanego

H7/r6.

To reduce the amount of the cutting tools, most commonly used are fits based hole (hole

basis), and only sometimes based on shaft (shaft basis).

Example of designation

For gear mounted on shaft we use fits from transition fit H7/j6 to slightly press

(location/interference) fit H7/r6.

Połączenia klejone, lutowanie i spawanie

18

Glued joints, soldering and welding

Klejenie polega na łączeniu elementów za pomocą kleju, który przekształca się w ciało stałe

przez wyschnięcie lub przez reakcję chemiczną jego składników.

Stosujemy kleje jedno i dwuskładnikowe, elastyczne lub kruche po wyschnięciu.

Gluing involves connecting elements using an adhesive, which is converted to a solid by

drying, or by a chemical reaction of its components.

We use single and double-component adhesives, elastic or brittle when dry.

Lutowanie polega na łączeniu elementów za pomocą roztopionego metalu, ale bez

nadtopienia elementów łączonych.

Soldering and brazing consists of joining elements by molten metal, but without the melting

the joined workpieces.

Lutowanie miękkie przeprowadza się w temperaturze <400°C, najczęściej w temperaturze od

183 do 215°C uzyskanej za pomocą lutownicy. Jako lut stosujemy najczęściej stop cyny i

ołowiu.

Soldering is carried out at a temperature <400 ° C, usually at a temperature from 183 to 215°C

obtained by using a soldering tool. We use most frequently alloy of tin and lead as joining

material.

Lutowanie twarde przeprowadza się w temperaturze >450°C, najczęściej w temperaturze 870

do 980 °C uzyskanej za pomocą płomienia palnika. Lut to najczęściej mosiądz. Używamy:

skroplony gaz (propan, butan, propyn, propadien)+ tlen + palnik + iskrownik + drut

mosiężny. Stosuje się także lutowanie oporowe i indukcyjne.

Brazing is carried out at a temperature > 450 ° C, usually at a temperature of 870 to 980 ° C

obtained by the burner flame. Usually brass is used as joining material. The following things

are used: liquefied gases (propan, butan, propyn, propadien) + oxygen + torch + spark lighter

+ brass wire. Also used are resistance and induction brazing.

Spawanie polega na łączeniu elementów za pomocą roztopionego metalu z nadtopieniem

elementów łączonych, co stwarza mocniejsze połączenie.

Welding is based on both: melting steel wire and melting welded elements, what creates a

stronger connection.

W odróżnieniu od lutowania, ze spawaniem elementów stalowych wiąże się zagrożenie

nadmiernego stopienia się elementów łączonych oraz ze względu na szybkie utlenianie się

roztopionego metalu, powstawanie tlenków, które nie mają wytrzymałości.

19

In contrast to soldering, welding of steel involves a risk of excessive melting of the

workpieces and due to rapid oxidation of the molten metal, the formation of oxides which do

not have the strength.

http://www.technologystudent.com/equip1/equipex1.htm

Lutowanie - HEAT TREATMENT 1..3:

Literatura

http://www.technologystudent.com/equip1/equipex1.htm

Soldering and brazing - HEAT TREATMENT 1..3:

Textbook: The Art of Welding by Ryan Friendlinghaus and William L. Galvery

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI z dnia 27 kwietnia 2000 r. w sprawie

bezpieczeństwa i higieny pracy przy pracach spawalniczych. (Dz. U. z dnia 19 maja 2000 r.)

Nity

Nity stosujemy tam, gdzie mamy trudności ze spawaniem, na przykład do łączenia blach

aluminiowych. Obliczamy nity na ścinanie, łączone blachy osłabione przez otwory obliczamy

na rozerwanie i ścinanie.

Rivets

Solid and blind rivet are used. Rivets are used where we have difficulties with welding, for

example, to connect the aluminium sheets. In order to choose rivet dimension, we calculate

the shear stress. Joined sheets are weakened by holes and we calculate the tensile stress and

shear stress.

Śruby i wkręty

Bolts and screws

http://images.google.pl/

Śruba jest równią pochyłą nawiniętą na walcu.

Stosujemy gwinty jedno- dwu- i trójzwojne.

Gwint może mieć przekrój trójkątny, prostokątny, trapezowy symetryczny

lub niesymetryczny.

Praca siły obracającej śrubę równa się sumie pracy siły podnoszącej ciężar i pracy sił tarcia.

The screw is inclined plane wound on the cylinder.

We use the threads of one-, two- and three-circumvolution.

20

The thread may have a triangular, rectangular, trapezoidal symmetrical or asymmetrical cross-

section.

The work of a force rotating a screw is the sum of the work of force of lifting the weight and

the friction work.

Śruba niesamohamowna ma gwint stromy. Można ją wprawić w ruch obrotowy działając na

nią siłą wzdłuż osi śruby. Śruba niesamohamowna nie będzie utrzymywała nacisku.

Not self-locking screw has a steep thread. It can be made to rotate by force acting on it along

the axis of the screw. Not self-locking screw cannot carry axial pressure.

W przypadku śrub samohamownych (self-locking) gwint nie jest stromy. Nie można wywołać

ruchu obrotowego śruby przez działanie na nią siłą wzdłuż osi śruby.

In the case of self-locking screws thread is not steep. No rotational movement can be induced

by the action force acting along the axis of the screw.

W przypadku podnośnika śruba musi być samohamowna, aby podnoszony ciężar nie opadł

pod działaniem siły ciężkości.

In the case of the screw lift, the screw has to be self-locking to prevent from falling lifted

weight under the influence of gravity.

Dla pras napędzanych silnikiem śruby nie są samohamowne. Jeżeli śruba jest samohamowna

to silnik ją zakręci, ale później nie będzie mógł jej odkręcić. Dokręcana jest, bowiem siłą

silnika powiększona o siłą bezwładności. Odkręcana będzie tylko siłą silnika, przy małym

momencie rozruchowym.

For motor-driven presses the screws are not self-locking. If the self-locking screw is tighten

by a motor, then the motor is not able to unscrew it. This is because it is tightened by the

motor force plus the force of inertia. Unscrewing will not be possible, because only force of

the motor at low starting torque is available.

Śruby pociągowe niesamohamowne mają większą sprawność, czyli mniejsze straty energii na

pokonanie sił tarcia.

Śruby złączne muszą być samohamowne.

Not self-locking screws are more efficient, because there is less loss of energy to overcome

the forces of friction.

Fasteners must be self-locking bolts.

Śruby luźne dociskają do siebie elementy łączone. Siły styczne do powierzchni styku

przenoszone są przez siły tarcia na tych powierzchniach. Siły tarcia są proporcjonalne do siły

nacisku śrub i współczynnika tarcia powierzchni. Śruby są rozciągane. Ustalenie wzajemnego

położenia powierzchni łączonych wymaga zastosowania dwóch kołków pasowanych (fitted

locating pin).

Loose (clearance) bolt has a diameter smaller then a diameter of a hole. They tighten the

elements being connected to each other. The forces tangential to the contact surfaces are

21

carried by the friction forces on these surfaces. The frictional force is proportional to the

preload of the bolts and to the surface friction coefficient. Bolts are stretched. The relative

position of the connected surfaces is maintained by the use of two locating fitted pins.

Rdzeń śruby obliczamy na rozciąganie, śrubę ściskaną na wyboczenie. Obliczamy wysokość

nakrętki tak, aby naprężenia na docisk na gwincie były mniejsze od dopuszczalnych. Jeżeli

materiał śruby i nakrętki jest ten sam to H=0.8d.

To determine the diameter of the core of loose bolts, we calculate tensile stress. The

compressed screw must be checked for buckling. We calculate the height of the nut, so that

the pressure stress on the thread is less than acceptable. If the material of nuts and bolts are

the same, then H = 0.8d.

Śruby pasowane (fit bolts, fitted bolts) mają trzpień wciśnięty do otworu i one przenoszą siły

styczne do powierzchni łączonych. Śruby z trzpieniem pasowanym ustalają wzajemne

położenie elementów łączonych i nie wymagają stosowania kołków ustalających. Trzpień

śruby obliczamy na ścinanie.

Fitted bolts have a pin inserted into the hole with forced (interference) fitting and they carry

themselves the force tangential to the connected surfaces. Screw fitted pins keep the mutual

position of the workpieces and do not require the use of locating pins. To determine the

diameter of a bolt we calculate the shear stress.

Śruby najczęściej mają łeb sześciokątny lub łeb z gniazdem sześciokątnym. Mogą być dzięki

temu mocno dokręcone kluczem. Wkręty mają we łbie gniazdo dla wkrętaka. Z tego względu

nie mogą być tak mocno dokręcone jak śruby.

Bolts have mostly hexagonal head or hexagon socket and due to this they can be tightened

firmly by wrench. The screws have slot or star in the head for a screwdriver and therefore,

they cannot be tightened as firmly as bolts.

Śruba zamkowa z łbem okrągłym, mającym kwadratową podstawkę, która jest umieszczana w

kwadratowym otworze, może być odkręcona tylko przez obracanie nakrętki. Są stosowane ze

względów bezpieczeństwa, gdyż nie można ich odkręcić z zewnątrz.

Round head bolt having square base section which is placed in square hole can be unscrewed

only by turning a nut. They are used for security reason, since they cannot be unscrewed from

outside.

Jeżeli dwa elementy są skręcone śrubą, to oddziałują one na siebie z siłą, z jaką jest śruba

zakręcona tzw. napięciem wstępnym śruby. Jeżeli obciążymy łeb śruby siłą osiową, to nie

przeniesie się ona na trzpień śruby, lecz przejmie wzajemne oddziaływanie elementów

łączonych, powodując spadek tego oddziaływania. Jeżeli siła będzie większa od napięcia

wstępnego śruby, to siła wzajemnego oddziaływanie elementów łączonych spadnie do zera,

a siła w całości będzie przeniesiona na rdzeń śruby.

If the two elements are screwed together with a bolt, they interact to each other with a force

with which the bolt is screwed, the so-called preload of bolt. If you load of the bolt head with

axial force, it does not increase the force acting on the core, but instead it will decrease the

interaction of elements. If the force is greater than the preload screw, the force of mutual

interaction of elements will fall to zero, and the force, as a whole will be transferred to the

core of the bolt.

22

Siła napięcia wstępnego śruby może być zadana przez zastosowanie klucza

dynamometrycznego, gdzie na skali ustawia się wartość siły, powyżej której zapadka

pośrednicząca odłącza trzonek od uchwytu.

The preload of the bolt can be set via the use of a torque wrench, wherein the scale set to the

value of the force, beyond which the intermediate pawl disengages the wrench from the bolt

head.

Zależność pomiędzy wydłużeniem śruby Ls i ściśnięciem elementów skręcanych Lp

znajdujemy z równości sił

The relationship between the elongation of the bolt Ls and compression of connected

elements Lp we find from the equality of forces

Podkładki chronią powierzchnię styku od przed uszkodzeniem, jakie może powstać w czasie

dokręcania nakrętki.

Washers protect the contact surface from damage caused by a turning nut.

Śruby muszą być zabezpieczone przed odkręcaniem. Stosuje się przeciwnakrętki, podkładki

sprężyste, podkładki odginane, podkładki odginane na nakrętce wewnątrz otworu posiadające

występ wprowadzany do rowka w śrubie, zawleczki przełożone przez otwór w śrubie

i nakrętce, drut przełożony przez otworki wykonane w łbach lub nakrętkach kilku śrub. Śruby

i nakrętki z ząbkowanym kołnierzem blokującym odkręcanie, mogą powodować uszkodzenie

powierzchni styku. Stosuje się też odkształcenie gwintu tuż za nakrętką za pomocą punktaka.

The bolts must be secured against unscrewing by themselves (loosening). We apply locknuts,

spring washers, bent washers, washers having protrusions for bending on the nut and having

in the hole a protrusion which is inserted into the slot in the screw, a cotter inserted through a

hole in the bolt and nut, wire inserted through the holes made in the heads of a screws or nuts.

Flange bolts and nuts having locking serrations cause damage of contact surfaces. Sometimes

we apply just deformation with a punch in a thread just after the nut.

Śruby nie są szczelne i jeżeli jest taka możliwość, to ciecze i gazy przeciekają po gwincie.

W takim wypadku konieczne jest uszczelnienie gwintu. Stosuje się taśmę z tworzywa

sztucznego nawiniętą na gwint, pakuły, kleje a rzadko cynę, która lutuje śrubę z elementem

łączonym po podgrzaniu palnikiem śruby do roztopienia cyny i w tym stanie dokręceniu

śruby. W niektórych przypadkach może wystarczyć uszczelka pod łbem śruby. Nakrętki tak

nie można uszczelnić. Skuteczne są uszczelki na powierzchniach stykających się, nie

dopuszczające płynu do śruby.

L

AEL

L

AELFF

L

EALF

EA

FLl

pp

pss

sps

,

,

23

The thread is not hermetic, and if there is such a possibility, the liquids and gases are leaking

through the thread. In this case, it is necessary to seal the thread. Apply the plastic tape on the

thread, tow, adhesives and rarely tin to solder the screw to the element being connected after

heating. In some cases, it may be sufficient to seal under the screw head. Nuts so you cannot

seal. Effective seals are those in contact surface, not allowing the fluid come to the thread.

Śruby i wkręty można zabezpieczać przed odkręcaniem i przeciekaniem za pomocą

specjalnych klejów - threadlockers.

Bolts and screws can be secured against loosening and leakage using special adhesives -

threadlockers.

Cybant, nagwintowany na obydwu końcach pręt i wygięty kształcie litery U, służy do

mocowania prętów i rur do ostoi.

U-bolt is used to attach rods and tubes to stand

Obliczenia:

http://pkm.edu.pl/index.php http://www.tribology-abc.com/calculators/c3_3.htm

Wypadki zdarzają się, jeżeli:

• śruba pasowana zostanie zastąpiona śrubą luźną

• nie są włożone kołki ustalające przed założeniem śrub luźnych

• nie zostaną założone zabezpieczenia przed odkręcaniem

• zostaną użyte śruby mające inną średnicę, inny skok lub ilość zwojów

• zostaną użyte śruby o niewłaściwej długości (za krótkie lub za długie)

• zostaną użyte śruby z niewłaściwego materiału - podróbki zamiast oryginalnych

• śruba ze stali wysokowęglowej zostanie zastąpiona śrubą ze stali niskowęglowej

• śruba ze stali hartowanej zostanie zastąpiona śrubą niehartowaną

• śruby są dokręcone z niewłaściwą siłą

Accidents happen if:

• fit the bolt will be replaced by a loose bolt

• no located pins are inserted before the loose bolts are screwed

• there are not established safeguards against unscrewing

• bolts having wrong diameter or pitch number or the number of threads circumvolution

are used.

• the bolts will have wrong length (too short or too long)

• bolts from the wrong material will be used - fakes instead of the original

• high carbon steel bolt will be replaced with low-carbon steel bolt

• quenched steel bolt will be replaced with not hardened bolt

• bolts are tightened with the wrong preload

24

Śruby na wirujących elementach nie powinny wystawać nad ich powierzchnię, bowiem mogą

pochwycić pracownika za odzież. Jeżeli wystają, to musi być uniemożliwiony kontakt

człowieka z nimi.

The screws on the rotating parts should not protrude above the surface, as they can grasp the employee's clothing. If they protrude, human contact with them must be prevented.

Śruby i wkręty ulegają korozji. Gdy je wymieniasz, nie kieruj się podobieństwem do tych

usuwanych, które mogą być wadliwe, ale dobierz je zgodnie z dokumentacją.

Bolts and screws undergo corrosion. When replacing them, do not follow the similarity to

those removed which may be flawed, but take according to the documentation.

Śruby wytwarza się metodą skrawania lub walcowania. Korzysta się z narzynek

i gwintowników.

Bolts are manufactured by cutting or rolling. Screw dies and screw taps are used.

Łożyska toczne

Rolling bearings

http://vento.com.pl/

http://www.skf.com/group/index.html

http://www.dnctbearing.com/

http://pkm.edu.pl/index.php

Łożyska kulkowe, wałeczkowe, igiełkowe, baryłkowe, kulkowe wahliwe, stożkowe, kulkowe

liniowe, śruby kulkowe, łożyska wzdłużne.

Ball bearings, roller bearings, needle roller, spherical barrel, self-aligning ball bearings, tapered roller,

linear bearings, ball screw, thrust bearings.

Łożyska, wały i korpusy muszą być tak skonstruowane i zmontowane, aby ich

wzajemne położenie było trwale ustalone. Realizujemy to za pomocą zmiany średnicy

walu, tulejek dystansowych, nakrętek z podkładkami zabezpieczającymi przed

odkręceniem, płytek przykręcanych do końca wału, pokrywek otworu oraz za pomocą

pierścieni osadczych.

Bearings, shafts and housings must be so designed and assembled, as to their mutual

position was firmly established. We accomplish this by changing the diameter of the

shaft, spacers, nuts with lock washers, plates screwed to the end of the shaft, the lid of

the opening and using the snap ring.

25

Pierścienie osadcze sprężynujące stosujemy na końcach wałów, natomiast unikamy

ich stosowania w części środkowej wału, ze względu na to, że powodują spiętrzenie

naprężeń.

Use the elastic retaining ring on the shaft end but avoid their use in the central portion

of the shaft, because they cause stress concentration.

Ze względu na niedokładność współosiowości otworów, w których osadzane są

łożyska, nie zaleca się konstruowania wałów na trzech podporach.

W przypadku osadzenia wału na dwóch łożyskach, problem niewspółosiowości

otworów można rozwiązać stosując łożyska wahliwe kulkowe lub baryłkowe.

Due to the inaccuracy of alignment of holes, in which bearings are located, it is not

recommended to support a shaft on three supports.

In the case of the shaft with two bearings, the problem of misalignment can be solved

using a self-aligning ball or barrel spherical bearings.

Łożyska toczne muszą być osadzone z odpowiednimi do ruchu i obciążeń

pasowaniami.

Jeżeli np. pierścień wewnętrzny nie jest wystarczająco ciasno osadzony na wale, (czyli

średnica wału jest zbyt mała) to zdarza się w praktyce, szczególnie, jeżeli smar nie jest

wymieniany i stwardnieje, że wał obraca się względem pierścienia wewnętrznego

i wyciera się. Jeżeli jest to wirnik silnika to po pewnym czasie przestaje się obracać

i uzwojenie silnika pali się.

Bearings must be assembled with the relevant to the motion and load fits.

For example, if the inner ring is not sufficiently tightly mounted on the shaft (that is

the shaft diameter is too small), it happens in practice, especially if the lubricant is not

replaced and gets harden, that the shaft rotates relative to the inner ring and gets wear

out by friction. If it is a rotor of a motor, after some time it stops rotating and the

motor winding burns.

Jeżeli średnica wału (w stosunku do średnicy pierścienia) jest zbyt duża, to pierścień

wewnętrzny ulega nadmiernemu rozciągnięciu, co powoduje ściskanie elementów

tocznych i szybkie zużycie łożyska.

If the diameter of the shaft is too large with respect to the diameter of the ring, the

inner ring is over-stretched, which causes compression of the rolling elements and the

rapid wear of the bearing.

W skrajnym przypadku zaciśnięcie łożyska, spowodowane niewłaściwymi

pasowaniami pierścienia wewnętrznego lub zewnętrznego, może skutkować takim

odkształceniem elementów tocznych, że nie będą się one toczyć, lecz ślizgać po

bieżni. Wynika to z znacznego wzrostu oporu toczenia. Zjawisko to może zachodzić

także z powodu nadmiernego obciążenia elementu tocznego siłami zewnętrznymi, co

może mieć miejsce w łożyskach w których odległość pomiędzy elementami tocznymi

jest zbyt duża.

In the extreme case of tightening of the bearings due to improper ring fits, as internal

or external, the deformation of the rolling elements may result, causing them not to

roll, but slide on the rig surface. This is due to a substantial increase in rolling

resistance. This phenomenon can also occur due to excessive load of the rolling

element by external forces, which may occur in bearings, where the distance between

the rolling elements is too large.

Może dochodzić nawet do sprężystego spłaszczenia elementów tocznych, które

ścierając się mogą utracić kształt okrągły, uzyskując trwałe spłaszczenie, co skutkuje

szybkim zużyciem łożyska.

26

It can go up to the elastic flattening of the rolling elements, which wear out by friction,

may lose their round shape, yielding flattening, resulting in rapid wear of the bearing.

Pierścień, który się obraca powinien być osadzony z pasowaniem ciasnym, a pierścień

nieruchomy z pasowaniem suwliwym. Przykładowo, jeżeli jest obciążenie miejscowe

pierścienia zewnętrznego (najczęściej wałek obraca się) to otwór może być wykonany

z pasowaniem H7, a wałek k5. Jeżeli jest obciążenie miejscowe pierścienia

wewnętrznego (na przykład koło jezdne na nieruchomej osi) to otwór może być

wykonany z pasowaniem M7, a wałek h6.

Ring, which rotates, should be embedded with an interference fit, while motionless

ring with sliding fit. For example, if there is a local load of the outer ring (in most

cases a shaft rotates) then a hole may have a tolerance H7, and the shaft k5. If the

inner ring is locally loaded (for example a wheel on a fixed axis), then a hole may

have a tolerance M7, and the shaft h6.

Jeżeli łożysko toczne znajduje się w odrębnej obudowie, to powinna mieć ona

pokrywki z pierścieniami uszczelniającymi wał, najczęściej filcowymi oraz powinna

być wypełniona smarem stałym wymienianym w określonych okresach. Stosuje się też

oprawy dzielone, tak skonstruowane, że zasłaniają łożysko i nie wymagają

dodatkowych pokrywek.

If the ball bearing is located in a separate enclosure support, then it is filled with

grease, replaced after certain periods, and is likely to have a lid (cap). If the enclosures

is composed of two parts: lower an upper part connected together, then it may cover

the bearing totally and does not require additional lids.

Rolą smaru jest mycie łożyska i usuwanie z powierzchni cząstek metalu przez

pochłanianie ich do objętości smaru. Jeżeli nie ma smaru, to cząstki wybite z

powierzchni tocznych przylegają do powierzchni tocznych zwiększając wymiary

elementów, co skutkuje zacieraniem się łożyska.

The role of the bearing lubricant is the washing and removal from the surface of the

metal the particles, by absorbing them into the volume of lubricant. If there is no

lubricant, then the particles may adhere to the surfaces of the roller and ring,

increasing their dimensions, what results in a locking of the bearing.

Łożyska w korpusach, w których znajdują się inne mechanizmy smarowane olejem,

powinny być smarowane tym samym olejem, powinny być osłonięte od zewnątrz

pokrywkami, a jeżeli wał wychodzi z korpusu, to pokrywka powinna mieć pierścień

uszczelniający gumowy. Rolą oleju jest mycie łożyska i usuwanie z powierzchni

cząstek metalu. Cząstki te pozostawiane są w filtrze oleju.

Bearings in housings, in which there are other mechanisms lubricated with oil, should

be lubricated with the same oil, should be sheltered from the outside with lids, and if

the shaft comes out of the body, the lid should have a rubber sealing ring. The role of

the oil is washing and removing metal particles from the surface. These particles are

left in the oil filter.

Pokrywki łożysk tocznych mają chronić pracowników przed uderzeniem kulkami lub

wałeczkami w wypadku, gdy koszyk utrzymujący elementy toczne pęknie.

Lids of bearings are designed to protect workers from being hit by balls or rollers in

case the basket retaining the rolling elements break.

W przypadku smarowania olejem stosujemy pierścienie uszczelniające gumowe.

Kierunek wargi pierścienia jest taki, aby ciśnienie dociskało ją do wału.

In the case of oil lubrication use rubber sealing rings. The direction of the lip of the

ring is such that the pressure would force it to the shaft.

27

Z otoczenia łożyska olej może być odrzucany siłą odśrodkową wirującej z wałem

płytki lub może być zwracany przez nagwintowaną końcówkę wału pracującą na

zasadzie przenośnika ślimakowego.

In the neighbourhood of a bearing, oil can be thrown out of the shaft by the centrifugal

force of the plate rotating with a shaft or it may be returned to the container by the

threaded end of the shaft working as a screw conveyor.

Łożyska smarowane smarem plastycznym uszczelniamy pierścieniem filcowym.

Grease lubricated bearings are sealed with the felt ring.

W celu zapobiegania wycieku płynu wzdłuż wałów napędowych pomp, mieszadeł i

mikserów stosuje się podwójne uszczelnienia mechaniczne. Każde z nich składa się z

dwóch pierścieni, jeden osadzony na wale i względem niego uszczelniony O-ringiem,

dociskany sprężyną do drugiego nieruchomego pierścienia, uszczelnionego O-ringiem

względem obudowy. Powierzchnie styku pierścieni muszą być płaskie, gładkie,

prostopadłe do osi wału, smarowane i chłodzone, a materiały pierścieni tak dobrane,

aby zmniejszyć zużycie powierzchni. Ze względu na różnicę ciśnień pomiędzy

wnętrzem i na zewnątrz, która może doprowadzić do wycieku, powierzchnie ślizgowe

są docierane.

In order to prevent fluids leaking along the drive shafts of pumps, agitators and mixers

double mechanical seals are used. Each of them is composed of two rings, one

mounted on a shaft and sealed with respect to it with the O-ring and pressed with a

spring against the other stationary ring, sealed with another O-ring with respect to

housing. The sliding faces of the rings must be flat, smooth and perpendicular to the

shaft axis. The surfaces are lubricated and cooled, and the materials of rings so chosen

as to reduce surface wear. Due to the pressure difference between the inside and

outside, what may result in leakage, the sliding surfaces are lapped.

Do zdejmowania łożysk tocznych z wałów stosujemy ściągacze śrubowe. Szczęki

ściągacza ciągną z pierścień wewnętrzny łożyska.

To remove the bearings from the shaft use screw pullers. Jaws of the puller pull the

inner ring of the bearing.

Luz w łożysku stożkowym podlega okresowej kontroli i regulacji. Łożysko nie może

być zaciśnięte, co powoduje naciski montażowe na elementy toczne i szybkie ich

zużycie. Wielkość luzu nie może być większa niż to jest konieczne ze względu na

rozszerzalność cieplną w czasie pracy. Na przykład, jeżeli w wyniku błędnej regulacji

łożysko przedniego koła samochodu zostało zaciśnięte, to będzie się grzało i opona

będzie gorąca, co można szybko ustalić.

The clearance in the taper (cone) bearing is subject to periodic inspection and

regulation. Bearing cannot be over tightened, causing the pressure on the rolling

elements and fast their damage. Clearance cannot be larger than it is necessary, due to

thermal expansion during operation. For example, if there is an incorrect adjustment

(clamped) of the front wheel bearing in a car, it will produce heat and warm a tire,

what can quickly be detected with a touch of a hand.

Obliczenia łożysk tocznych prowadzimy korzystając z katalogu producenta. Mamy

statystycznie ustaloną zależność pomiędzy ilością obrotów L i siłą F obciążająca łożysko

Calculating rolling bearings, we use the manufacturer's catalogue. There is statistically

determined relationship between the number of revolutions L and the force F loading bearing

28

k

F

F

L

L

2

1

1

2

k=3 dla kulkowych, k=3,33 dla rolkowych. Obciążenie poprzeczne przy którym nominalna

trwałość wynosi 1 000 000 obrotów nazywana jest nośnością dynamiczną i wartość ta

podawana jest w katalogu łożysk. Siły działające ukośnie oraz siły zmienne w czasie

zastępuje się siłami ekwiwalentnymi. Wzory znajdziemy w katalogu producenta.

k = 3 for ball bearings, k = 3.33 for the roller. Transverse load at which the nominal lifespan is

1 000 000 cycles is called dynamic load capacity and this value is given in the catalogue of

bearings. Forces acting diagonally and time-varying forces are replaced by equivalent forces.

Formulas can be found in the manufacturer's catalogue.

Należy sprawdzić czy podpory wału są zamocowane i nie mogą się przemieszczać.

Wał musi być zabezpieczony przed ruchem osiowym.

Make sure that the shaft supports are mounted firmly and cannot move.

The shaft must be prevented against axial movement.

Łożyska ślizgowe

Journal bearing

http://images.google.pl/

Łożysko ślizgowe składa się z panewki i wału. Wał wykonany jest ze stali. Ta część wału,

która znajduje się w panewce ma powierzchnię nawęglaną, hartowaną i szlifowaną. Panewka

wykonana jest ze stopów miedzi (brązy) lub cyny (biały metal). Ze względu na niską

wytrzymałość tych materiałów panewka musi mieć odpowiednią szerokość.

Journal bearing consists of a shaft and a bushing. The shaft is made of steel. This part of the

shaft, which is located in the bushing, has a surface carburized, quenched and grinded.

Bushing is made of copper alloy (bronze) or tin (white metal). Due to the low strength of

these materials, the bushing must be of adequate width.

Obracający się wał wciąga swoją powierzchnią olej „pod siebie”. Wytworzyć się tam może

tak duże ciśnienie, że wał nie dotyka panewki. W tym wypadku mówimy, że łożysko

pracujące na zasadzi klina smarnego.

The rotating shaft pulls under its surface oil. This produces high pressure, so that the shaft is

slightly lifted and does not touch the bushing. In this case we say the bearing works on the

principle lubricant wedge.

29

Z łożyskiem ślizgowym pracującym na zasadzie wyciskania oleju mamy do czynienia

w przypadku sił o zmiennym kierunku. Zanim wał dotrze do panewki wyciskając olej,

zaczyna przemieszczać się w przeciwną stronę.

With journal bearing operating on the principle of squeezing oil, we deal in the case of

reciprocating forces. Before shaft reaches the bushing, it squeezing out oil, then it starts

moving in the opposite direction.

Olej wypływa bokami i dlatego musi być ciągle dostarczany z odpowiednią

wydajnością i pod odpowiednim ciśnieniem, aby zapewnić wypełnienie przestrzeni

łożyskowej. Istotne znaczenie ma tu szerokość panewki.

Olej chłodzi łożyska.

Oil flows out on bushing sides and therefore it must be constantly supplied with

adequate capacity and under sufficient pressure, to ensure filling the bearing. Of key

importance is the width of the bushing.

The oil cools the bearings.

Olej spływa do misy olejowej, na dno korpusu lub do zbiornika, skąd jest pompowany

ponownie do łożysk.

Dla usunięcia z oleju cząstek metalu stosuje się filtry.

The oil flows down to the oil tray, or to the bottom of enclosure, or to separate tank,

from where it is pumped back to the bearing.

To remove the metal particles from the oil filter is used.

Cała instalacja olejowa musi być szczelna tak, aby olej nie wydostawał się na

zewnątrz.

W czasie pracy (z wyjątkiem rozruchu) nie powinno dochodzić do kontaktu

metalicznego czopa z panewką.

Complete installation of oil must be sealed, so that no oil flows out.

During operation (excluding start-up) there should be no metallic contact between the

shaft and the bushing.

Spadek ciśnienia może prowadzić do kontaktu metalicznego czopa i panewki, co

oznacza szybkie zniszczenie wału. Z tego względu musi być sygnalizacja informująca

o ciśnieniu oleju.

Oleje mogą zawierać dodatki EP/AW (extreme pressure / antiwear) zmniejszające

zużycie łożyska.

The pressure drop can lead to a metallic contact of journal and bushing, which leads to

fast destruction of the shaft. Therefore, the oil pressure must be constantly measured

and indicated

30

Oils contain EP / AW (extreme pressure / anti-war) additives to reduce bearing wear.

W czasie uruchamiania dochodzi do kontaktu metalicznego czopa i panewki.

W rezultacie tego z upływem czasu średnica wewnętrzna panewki powiększa się

powodując stopniowy spadek ciśnienia oleju. Po pewnym czasie ciśnienie dochodzi do

wartości, przy której mamy stały kontakt metaliczny czopa z panewką. Dalsze zużycie

panewek zachodzi szybko, prowadząc do uszkodzenia powierzchni czopów wału.

Dokonując pomiaru ciśnienia oleju można ocenić stopień zużycia panewek. Naprawa

we wczesnym okresie sprowadza się do wymiany panewek. W późnym okresie

konieczne jest szlifowanie czopów wału, co wymaga specjalnych obrabiarek i jest

możliwe tylko wtedy, gdy czopy były nawęglane i hartowane na wystarczająco dużą

głębokość. Stosujemy wtedy panewki o odpowiednio mniejszej średnicy wewnętrznej

stosownie do zmienionej średnicy wału.

• During start-up the shaft comes into contact with the bushings. As a result, over time

the inner diameter of the bushing is increased, causing a gradual decrease in oil

pressure. After some time the pressure reaches the value, at which the shaft has a

constant contact with the bushing. The further wear of the bearings occurs rapidly,

leading to damage to the surface of the shaft journals. By measuring the oil pressure,

one can assess the degree of bushing wear. A repair in the early stage requires the

exchange of bushing. In the late period it is necessary to grind the shaft journals,

which requires a special grinding machine and it is possible only when the journal

surface is hardened sufficiently deep. Then apply the bushing of relatively smaller

internal diameter according to the changed diameter of the shaft.

Prowadnice liniowe

W przypadku prowadnic ślizgowych hydrostatycznych film olejowy powstaje na skutek

podawania czynnika tworzącego warstwę pod ciśnieniem.

W przypadku prowadnic ślizgowych hydrodynamicznych film olejowy powstaje podczas

ruchu.

Obliczenia: http://pkm.edu.pl/index.php Linear guideway

In the case of hydrostatic slide ways oil film is formed as a result of administration of the oil

forming a layer under pressure.

In the case of hydrodynamic sliding guides hydrodynamic oil film is formed during the

movement.

Calculations: http://pkm.edu.pl/index.php

Sprężyny

Springs

Stosowane są sprężyny płaskie (np. resory), śrubowe naciskowe i naciągowe, sprężyny

spiralne.

31

There are used flat springs (multiple leaf springs in suspension of cars), helical compression

and tension, and spiral springs.

http://www.cartrade.com/blog/2014/auto-guides/car-suspension-ins-and-outs-13.html

Ugięcie sprężyny x śrubowej powstaje w rezultacie skręcania drutu i zależy od średnicy drutu

d, średnicy sprężyny D, ilości zwojów N i modułu sprężystości postaciowej G. Możemy

obliczyć sztywność sprężyny ks.

Deflection of helical spring x is generated by a torsion of the wire and depends on the wire

diameter d, the spring diameter D, the number of turns N and the shear modulus of elasticity

G. We may compute stiffness ks.

ND

Gd

x

Fk

Gd

NDFx

Dx

GI

lM

ss

s

s

3

4

4

3

0

8

8

2,

Częstość drgań własnych 0 układu złożonego ze sprężyny o sztywności k i przymocowanej

do niej masy m przymocowanej

Frequency of free vibration of a system composed of a spring of stiffness k and attached to it

mass m

.0m

k

Obliczenia wytrzymałościowe sprężyn śrubowych prowadzimy biorąc pod uwagę skręcanie i

ścinanie drutu oraz wytrzymałość zmęczeniową materiału

Calculations of helical springs are conducted by taking into account the torsion and shear

stresses and also fatigue strength of the wire material

.48

,32

,

2

1

,2

,

23max

0

4

00

0

0

max

d

F

d

DF

W

MdI

d

IW

DFM

A

F

W

M

ss

s

ssss

32

Masa m1 porusza się ruchem oscylacyjnym y względem masy m2.

Mass m1 moves relative to the oscillating mass m2.

Przemieszczenie sumy mas statyczne i graniczne dynamiczne powyżej rezonansu, gdy środek

ciężkości jest w przybliżeniu nieruchomy, wynoszą

The static and dynamic displacement of the sum of masses above the resonance, when the

center of gravity is almost motionless, is

.

,,

21

1

21

2111

21

22122112

21

221121

mm

ym

mm

xmxm

mm

xmmxmxmxxu

mm

xmxmx

k

gmgmu

cdyn

cstat

Jako obciążenie działające na sprężyny przyjmujemy siłę ciężkości powiększoną o reakcję

ugiętych na skutek drgań sprężyn. Siła F działająca sprężyny i częstość drgań własnych 0

As the load acting on the springs assume gravity plus reaction due to vibration of the springs.

Load acting F on the spring and natural frequency 0

.,21n

FFkugmmF sdyn

21

2

00 ,, mmmmkm

k

Przeprowadź obliczenia dla: m1=1 kg, m2=110 kg, y=0.01 m, d=0,008 m, D=0,05m, ilość

zwojów N=5,5, G=E/(2*(1+v)), E=2,1*1011

N/m2, v=0,3, ilość sprężyn n=16, =300 rad/s.

Po przeprowadzeniu obliczeń otrzymujemy 0=93 rad/s, max=19,7 MPa.

Perform calculations for: m1=1 kg, m2=110 kg, y=0.01 m, d=0.008 m, D=0.05 m, number of

turns N=5.5, G=E/(2*(1+v)), E=2.1*1011

N/m2, v =0.3, number of springs n=16,

=300 rad/s. After performing calculations we obtain 0=93 rad/s, max=19.7 MPa.

33

http://bhp-k412.p.lodz.pl/wibrizol.xls

http://www.springs.com.pl/kat_nacisk.php

Sprężyny poddane zmiennym obciążeniom ulegają zmęczeniu, co oznacza gromadzenie się

wewnętrznych pęknięć, czasami stopniową zmianę wymiarów i po pewnym czasie pęknięcie.

Sprężyn, których wymiary uległy zmianie nie naprawiamy, lecz wymieniamy.

Demontując maszynę, pamiętamy o tym, że sprężyny mogą mieć zakumulowaną energię

i mogą „wystrzelić”. Z tego względu muszą być najpierw odprężone lub stosuje się przyrząd

blokujący samoistne odprężenie.

Springs subjected to variable loads undergo fatigue, which means the accumulation of internal

cracks, sometimes gradual change in dimensions and after a while breaking. Springs whose

dimensions have changed should not be fixed, but replaced.

When disassembly machine, remember that spring may have accumulated energy and can

"shoot". Therefore, these must first be relieved or blocked.

Obliczenia: http://pkm.edu.pl/index.php

Sprzęgła

Couplings, clutches

http://images.google.pl/

http://www.haberkorn.pl/index/pl/artykuly/4 http://www.directindustry.com/prod/nexen-group-inc/linear-brake-for-guide-rail-13614-123922.html#prod_123922

Sprzęgła służą do połączenia dwóch wałów współosiowych w celu przekazywania momentu

siły.

Ze względu na to, że nie można zapewnić idealnej współosiowości wałów, stosuje się

sprzęgła podatne sprężyście lub luźne, na przykład zębate, a także przeguby na przykład

Cardana.

Couplings and clutches are used to connect two coaxial shafts for the transmission of torque.

Due to the fact that perfect concentricity of two shafts cannot be ensured, elastically flexible

coupling or the coupling having clearance are used, also gear coupling and joints, for example

universal U-joint.

Sprzęgła podatne zawierają sprężyny stalowe lub elementy kompozytowe.

Jeżeli silnik połączony jest z maszyną sprzęgłem sztywnym, to musi być on podparty

elastycznie, co ma umożliwić ruch wynikający z niewspółosiowości wałów. W innym

wypadku łożyska szybko się zużyją, a nawet może pęknąć wał wskutek zmęczenia.

34

Flexible couplings include steel springs or composites components (composite coupler,

composite disc couplings).

If the motor is connected to the machine with stiff coupling, it must be supported flexibly, so

as to allow movement due to the misalignment of the shafts. Otherwise, the bearings will

quickly wear out, and even shaft may break as a result of fatigue.

Stosujemy sprzęgła nierozłączne i rozłączne.

Sprzęgła podatne skrętnie umożliwiają poślizg w chwili rozruchu, a także w przypadku

zmienności obciążenia.

We use couplings and clutches.

Torsionally elastic couplings allow slippage at the time of start-up, and in the case of load

variations.

Sprzęgła rozłączne umożliwiają odłączenie elementów roboczych od napędu. Najczęściej są

to sprzęgła cierne. Elementy cierne sprzęgła dociskane są do siebie sprężyną, a rozłączane

siłownikiem.

Clutches allow disconnection of the working elements of the drive. Most are friction clutches.

Clutch friction elements are pressed against each other with spring and disengaged with the

actuator.

Sprzęgła elektromagnetyczne pozwalają na zdalne odłączenie elementów roboczych od

napędu, co pozwala na szybkie ich zatrzymanie.

Sprzęgło cierne samochodowe: http://auto.howstuffworks.com/clutch1.htm

Electromagnetic clutches allow for remote disconnection of the working elements from the

drive, allowing you to quickly stop them.

Clutch Friction Car: http://auto.howstuffworks.com/clutch1.htm

Nadmierna redukcja biegu w stosunku do aktualnej prędkości prowadzi do utraty własności

ciernych (wyślizgania) okładzin. Jest to spowodowane tym, że hamowanie odbywa się wtedy

na okładzinach sprzęgła. Takie zniszczenie sprzęgła objawia się tym, że począwszy od

pewnej prędkości zwiększanie gazu nie powoduje wzrostu prędkości pojazdu, mimo

wzrastającej prędkości silnika.

Excessive downshift, compared to the current speed, leads to losing frictional properties of a

lining. This is due to the fact that in this case inhibition is done on the linings of the clutch.

Such a failure of the coupling is revealed when increase of gas does not increase the speed of

the vehicle, while increasing engine speed.

Stosuje się też sprzęgła cierne stożkowe. Sprzęgło synchronizacyjne w skrzyni biegów to

stożek cierny w otworze stożkowym. Prędkość kół zębatych jest zrównywana przez złączenie

stożków.

35

Conical friction clutches are used. The clutch gearbox synchronization is the friction cone in

the hole taper. Gears speeds are equalled by concatenating cones.

W przypadku, gdy jedna z tarcz sprzęgła ciernego przymocowana jest do ostoi, to sprzęgło

pełni role hamulca.

In the case where one of the discs of the friction clutch is attached to the stand, the coupling

acts as a brake.

Innym rodzajem sprzęgła rozłącznego jest sprzęgło kłowe.

Another type of coupling is detachable claw clutch.

Sprzęgło odśrodkowe działa po przekroczeniu określonej prędkości, kiedy siła odśrodkowa

dociśnie szczęki cierne do bębna, wewnątrz którego one się znajdują.

Centrifugal clutch engages when the specified speed is achieved, when centrifugal force

presses the jaw to friction drum within which they are located.

Sprzęgło hydrauliczne umożliwia poślizg względny.

Hydraulic clutch allow for a relative slipping.

Sprzęgła bezpieczeństwa (torque limiters, safety coupling, safety clutch) ograniczają wielkość

przekazywanego momentu siły. Jeżeli obciążenia jest zbyt duże, to następuje rozłączenie lub

poślizg i nie dochodzi do przekazania napędu. Zwykle wielkość obciążenia granicznego

ustawiamy zmieniając śrubą napięcie wstępne sprężyny.

Safety clutch (torque limiters, safety coupling, safety clutch) limit the size of transmitted torque. If the

load is too large, it is disconnected, or slips, and there is no forward drive. Typically, the load limit set

by changing the bolt preload of the spring.

http://www.directindustry.com/prod/nexen-group-inc/brake-for-linear-guide-rail-13614-123922.html

Sprzęgła jednokierunkowe przekazują napęd tylko w jedną stronę. Są to zapadki zębate lub

cierne.

One direction clutch (freewheels) transmit drive only one way. These are the ratchet gear or

friction.

Połączenia wielowypustowe składają się z tulei z rowkami wzdłużnymi i wałka, na którego

powierzchni są wypusty wchodzące w rowki tulei. Wykonuje je się na prasach korzystając

z przeciągaczy. Mogą być pasowane na powierzchniach bocznych wypustów lub na średnicy.

W przypadku częstego ruchu osiowego stosuje się wielowypusty z kulkami, zamieniającymi

tarcie na toczenie. Rzadko stosuje się połączenia w kształcie wieloboku.

Spline consists of a sleeve with longitudinal grooves and a shaft with longitudinal protrusions.

They are manufactured on presses by using broaches. They may be fitted on the side surfaces

of protrusions or on their diameter. In the case of frequent axial movement the splines are

used with balls, changing friction on rolling. Connections having the shape of a polygon are

rarely used.

36

Wały, wielowypusty, sprzęgła, koła zamachowe, wirujące bębny i zbiorniki mogą okręcić

odzież wokół siebie i z tego względu muszą być odpowiednio osłonięte. Niedopuszczalne

jest, aby z nieosłoniętych części wirujących wystawały śruby, wpusty lub inne elementy,

które mogą pochwycić odzież. To samo dotyczy szprych kół wirujących i łopatek

wentylatora, które muszą być zakryte. Należy liczyć się z tym, ze osłony mogą być zdjęte, na

przykład w celu naprawy urządzenia i na powrót nie założone. Musi to podlegać kontroli.

Shafts, splines, clutch, flywheels, rotating drums and tanks may wind around worker clothes,

and therefore must be adequately shielded. It is unacceptable that bolts, grooves and other

items protrude, not shielded, on rotating parts that can catch clothing. The same applies to the

wheel spokes and the rotating fan blades which must be shielded. Must reckon with the fact,

that the cover can be removed, for example, to repairing the unit, and return is not established.

This needs to be checked.

Obliczenia: http://pkm.edu.pl/index.php

Hamulce

Brakes

http://images.google.pl/ http://auto.howstuffworks.com/auto-parts/brakes/brake-types/brake3.htm

http://auto.howstuffworks.com/auto-parts/brakes/brake-types/disc-brake1.htm

http://auto.howstuffworks.com/auto-parts/brakes/brake-types/drum-brake1.htm

http://auto.howstuffworks.com/auto-parts/brakes/brake-types/power-brake.htm

http://auto.howstuffworks.com/auto-parts/brakes/brake-types/anti-lock-brake1.htm

Stosowane są hamulce bębnowe, tarczowe, taśmowe, pneumatyczne, szynowe, bezstykowe

elektryczne prądami wirowymi.

There are used drum brakes, disc brakes, belts brakes, pneumatic brakes, rail brakes and

electrical non-contact brakes using eddy current.

Maszyny z napędem elektrycznym mogą mieć dodatkowo hamowanie polegające na

przełączeniu zasilania elektrycznego tak, aby silnik dawał moment przeciwny do

napędowego. W niektórych maszynach nie wolno tego stosować (na przykład w tokarkach,

frezarkach ze względu kierunkowe działanie noży).

Machines with electric drive can be further inhibited by involving the switching power

supply, so that the motor gave a moment opposite to the drive. In some machines this should

not be used, for example lathes and milling machines, due to the directional action of the

blades.

37

Hamulce samochodowe wykorzystują układy hydrauliczne, które zwiększają siłę działająca

na hamulce, kosztem drogi pedału hamulca. Siła zwiększana jest dodatkowo, gdy pracuje

silnik przez układ wspomagania.

Car brakes use hydraulic systems, which increase the force acting on the brakes, at the

expense of the brake pedal movement. When the engine is running, the force is multiplied by

the brake booster.

W samochodzie hamulce przednie i tylne mają oddzielne obwody hydrauliczne. Są one

połączone i w obydwu utrzymywane jest to samo ciśnienie. Jeżeli jest przeciek w jednym z

tych obwodów, to jest on odłączany. Drugi będzie działał i będą działały hamulce przednie

lub tylne. Skok pedału zwiększy się.

In a car, front and rear brakes have separate hydraulic circuits. They are connected one with

the other and in both the same pressure is maintained, if there is a leak in one of these circuits,

they are disconnected. The one that is not damaged will operate, but pedal stroke will

increase.

W niektórych maszynach (dźwignice, przyczepy ciężarówek) szczęki hamulcowe dociskane

są za pomocą sprężyn. Dzięki temu w przypadku zaniku zasilania hamulce działają,

powodując zatrzymanie ruchu.

In some machines (e.g. cranes, truck trailers) the brake shoes are pressed with springs. As a

result, in case of power failure, the brakes are working, causing the motion stop.

Hamulce stosowane w maszynach, inaczej niż hamulce samochodowe, mają najczęściej

szczęki na zewnątrz bębna i szczęki zaciskane są siłownikiem elektromagnetycznym.

The brakes used in machinery, other than automobile brake, brake shoes usually outside of the

drum and they are pressed with electromagnetic actuator.

Samochody ciężarowe mają hamulce pneumatyczne. Naciśnięcie pedału hamulca otwiera

zawór sterujący ciśnieniem dopływającego sprężonego powietrza ze zbiorników do

siłowników. W przypadku przyczepy hamulce uruchamiane są za pomocą sprężyn, a wzrost

ciśnienia w układzie hamulcowym przyczepy powoduje odhamowanie kół. Na takiej samej

zasadzie działa hamulec postojowy, dlatego nie jest możliwe uruchomienia samochodu przed

naładowaniem zbiorników ciśnieniowych.

Trucks have pneumatic brakes. Pressing the brake pedal opens the inlet valve from the tanks

to the actuators controlling the pressure of the compressed air. The trailer brakes are actuated

by springs and an increase in pressure in the brake system of the trailer causes disinhibition

wheels. On the same principle operates the parking brake and it is not possible to start the car

before charging pressure vessels.

Do hamowania wagonów stosuje się hamulce pneumatyczne wyposażone w zbiorniki

sprężonego powietrza. W przypadku zaniku elektryczności do sterowania zaworami

wykorzystuje się akumulatory.

Trains are equipped with brakes using compressed air from tanks. In case of loss of electricity

batteries are used for control valves.

38

Przełożenie przekładni

Ratio of power transmission devices

http://science.howstuffworks.com/gear-ratio3.htm

http://science.howstuffworks.com/gear-ratio4.htm

Celem przekładni jest zwiększenie sił przez zmniejszenie prędkości. Przekładnie

charakteryzuje przełożenie, które równa się ilorazowi prędkości obotowych , ilorazowi

momentów sił M, ilorazowi średnic D, a w przypadku kół zębatych ilorazowi ilości zębów z.

The aim of transmission is to increase the forces by reducing speed. Gear has a ratio which is

equal to the quotient of the rotational speeds , the quotient of the torques M, the quotient of

diameters D, and in the case of gears to the quotient of the number of teeth z.

60

2

1

2

1

2

2

1

1

2

2

1

2211

21

n

z

z

D

D

n

n

r

ri

rr

vv

W przypadku przekładni wielostopniowych przełożenie przekładni jest iloczynem przełożeń

na poszczególnych stopniach.

In the case of multi-stage gear, transmission ratio is the product of the ratios for the individual

steps.

Przekładnie cięgnowe

Belt and chain transmissions

http://adventure.howstuffworks.com/outdoor-activities/snow-sports/snowmobile2.htm

http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Drive/Timing_belts.html

Przekładnie pasowe.

Stosuje się pasy (belts) bez końca o przekroju okrągłym, pasy płaskie (flat), klinowe (V-belt).

Długość pasa zmienia się ze zmiana temperatury otoczenia. Przekładnia pasowa musi mieć

napinacz pasa. Należy liczyć się z poślizgiem pasa względem kół. Naprężenia w pasie

obliczamy biorąc pod uwagę naciąg, zginanie i siłę odśrodkową. Projektując przekładnie

cięgnową, musimy pamiętać o tym, że odległość osi kół musi być odpowiednio dobrana do

długości pasów, dostępnych w handlu i do średnic kół pasowych.

Belt drives (belt transmission).

39

Used are: belts endlessly circular, flat belts, wedge belts (V-belt). The length of a belt changes

with the change in ambient temperature. Belt transmission must have a belt tensioner. You

must reckon with the belt slipping relative to the wheels. The stress in the belt is calculated

considering the tension, bending and centrifugal force. Designing belt transmission, we must

remember, that the distance of the axis of the wheels and the diameters of the pulleys must be

properly matched, to the lengths of commercially available belts.

Pasy zębate pozwalają na uniknięcie poślizgu. Wykonywane są z elastomerów (gumy,

neoprenu, polyurethanu, polychloroprenu), wzmocnione są stalowymi linkami, włóknami

szklanymi, aramidem lub kevlarem. Powierzchnia jest nylonowa.

Timing belts (synchronous) allow avoiding slipping. They are made of elastomers (rubber,

neoprene, polyurethane, polychloroprene), that are reinforced with steel cord, glass fibres,

aramid or Kevlar. The surface layer is made of nylon.

Pasy zębate podlegają rozciąganiu i zginaniu, a zęby są dociskane na powierzchniach styku

i podlegają ścinaniu.

Timing belts are subject to tension and bending, and the teeth are pressed against the contact

surfaces and are subject to shear.

Koła pasowe (pulley) wykonuje się ze stali, żeliwa, aluminium lub nylonu. Muszą być

wyważone i muszą pracować z prędkością, dla jakiej były zaprojektowane. Nie wolno

stosować kół uszkodzonych, mających pękniętą szprychę.

Pulleys are made of steel, cast iron, aluminium or nylon. Must be balanced and must operate

at a speed for which they were designed. Do not use damaged wheels, with a broken spoke.

Ze względu na to, że pas może pochwycić ubranie pracownika, przekładnie te muszą być

zabezpieczone w taki sposób, aby kontakt pracownika z nimi w czasie, gdy kola wirują był

niemożliwy. Osłony muszą zabezpieczać pracownika na wypadek, gdyby pas spadł z kół

napędowych.

Due to the fact that the belt can grasp employee's clothing, belt transmissions must be

shielded in such a way, that the worker contact with them is impossible, at the time when the

wheels are spinning. Guards must protect the employee in case the belt fell from the drive

wheels.

Nie musimy osłaniać indywidualnie pasów, jeżeli są w miejscu, które zawiera tylko układy

napędowe, jeśli to miejsce, jako całość jest zamknięte.

We do not have to shield individual belt transmissions, when they are in a location, which

contains only drive systems, if the place as a whole is closed.

ISO 5294:1989, ISO 5296-1:1989:

http://www.brecoflex.com/

http://www.brecoflex.com/download/E213.PDF

http://www.beltcorp.com/products.html

http://www.beltcorp.com/timing.html

40

http://www.komerc.pl/konstrukcja-i-eksploatacja-lancucha

Przekładnia łańcuchowa składa się z łańcucha, kół łańcuchowych i napinacza łańcucha. Z

upływem czasu łańcuch wydłuża się, ze względu na zużycie połączeń jego elementów.

Główne zagrożenia to złapanie za odzież lub pęknięcie łańcucha, który może uderzyć

pracownika.

Chain transmission consists of a chain, sprocket and the chain tensioner. Over time, the chain

gets extended, due to wear of its components. The main threats are grabbing for clothing or

breaking the chain, which may hit a worker.

Przekładnie łańcuchowe muszą być osłonięte. Osłony muszą chronić pracownika przed

uderzeniem w przypadku gdyby łańcuch pękł, jak również przed pochwyceniem pracownika

za ubranie. Wyjątek stanowią łańcuchy napędzane ręcznie.

Chain-drive must be covered with a shield. Guards must protect an employee from being hit

in the event that the chain get broken, and against catching the worker's clothing. Exceptions

are chains driven manually.

Przekładnie zębate

Gears

Gears: spur, helical and double helical, bevel, spiral bevel and hypoid, worm, epicyclical and

harmonic drive, internal gears, non-circular, rack and pinion, internal and external, skew

gears, gear and pinion.

http://images.google.pl/

http://www.haberkorn.pl/index/pl/artykuly/1

http://en.wikipedia.org/wiki/Gear

http://www.engineersedge.com/gear_menu.shtml

http://science.howstuffworks.com/gear-ratio3.htm

http://science.howstuffworks.com/gear-ratio4.htm

http://www.zakgear.com/

http://www.stepanlunin.com/

Stosujemy koła zębate walcowe i stożkowe o zębach prostych lub ukośnych, a także listwy

zębate dla ruchu zwrotnego.

Koła o zębach prostych charakteryzują się nagłym wejściem zębów w zazębienie.

Towarzyszy temu uderzenie ząba o ząb. Z tego powodu przekładnie o zębach prostych są

hałaśliwe.

41

We use the spur gears and bevel gears, having straight-cut teeth or helical, as well as racks for

reverse motion.

The straight teeth are characterized by a sudden entrance of teeth in engagement, what is

accompanied by impact of teeth with teeth. For this reason, spur gears are noisy.

Koła o zębach skośnych charakteryzują się tym, że zęby wchodzą w zazębienie stopniowo, a

w zazębieniu jest ich kilka równocześnie. Dzięki temu nie są tak hałaśliwe jak przekładnie o

zębach prostych. Wyłamać ząb ukośny jest też trudniej. Ukośne zazębienie powoduje

istnienie sił wzdłuż osi wału i wymaga stosowania łożysk, które takie siły przenoszą.

Helically-toothed wheels (helical gears) are characterized in it, that the teeth come into

engagement gradually, and there are several teeth engaged simultaneously. As a result, they

are not as noisy as gears with straight teeth. Break oblique tooth is difficult too. Oblique

forces that exist in tooth engagement, causes there are forces acting along shaft axis and this

requires the use of bearings that bear such forces.

Przekładnię wielostopniowe zamknięte w korpusie nazywane są reduktorami. Smarowanie

przekładni jest zanurzeniowe. Koła zębate rozpylają olej tworząc mgłę olejową. Oleje

zawierają dodatki zmniejszające zużycie przekładni (cynk, fosfor).

Multi-stage gears in cast iron enclosure (gear box) are referred to as speed reducers. Teeth are

lubricated by immersion in oil. Moving teeth create oil mist. Oils contain additives that reduce

teeth wear (zinc, phosphorus).

Przekładnia ślimakowa (worm gear speed reducer) składa się z mosiężnej ślimacznicy i

wykonanego ze stali hartowanej ślimaka. Ślimak to śruba o jednym lub dwóch zwojach, która

pełni rolę koła zębatego. Przekładnia ślimakowa ma zwykle duże przełożenia. Przykładowo,

jeżeli ślimak ma 1 ząb (zawinięty śrubowo), ślimacznica 50 zębów, to przekładnia ma

przełożenie 50.

The worm gear (worm gear speed reducer) consists of brass tooth wheel and the made of

hardened steel worm. Warm is a screw with one or two thread circumvolution, which acts as

the gear. Worm gear gives usually high transmission ratio. For example, if the warm has one

tooth (wrapped helically), the gear wheel has 50 teeth then the gear has a ratio of 50.

Przekładnia ślimakowa jest samohamowna. Możliwy jest napęd przekładni ślimakowej tylko

od strony ślimaka. Przekładnia powoduje duże straty mocy spowodowane tarciem, ma niską

sprawność i grzeje się.

Worm gear is a self-locking one. It is possible to drive the worm gear only by rotating the

warm, but not by direct rotation of a brass wheel. Worm gear cause power losses due to

friction, it has low efficiency and it heats up.

Przekładnie planetarne składają z jarzma z satelitami (tarcza z osadzonym na jej obwodzie

kołami zębatymi planetarnymi) oraz dwóch innych kół zębatych, współosiowych z jarzmem.

Jarzmo i obydwa koła są współosiowe, ale mogą obracać się niezależnie od siebie.

Planetary gearboxes (planetary gear) consists of a yoke with gears mounted on its perimeter,

called satellites and two other gears, coaxial with the yoke. The yoke, the sun gear, and the

other gear may rotate independently of each other.

42

Jarzmo obraca się, koła planetarne zazębiają się z pozostałymi kołami. Zwykle jedno z kół

jest unieruchomione. Jeżeli napędzane są obydwa to przekładnia staje się mechanizmem

różnicowym.

Przekładnie planetarne i mechanizmy różnicowe mogą mieć koła zębate walcowe lub

stożkowe.

The yoke rotates, the planetary gears mesh with the other wheels. Usually one of the wheels is

fixed. If both are driven, then the gear becomes differential mechanism.

Planetary gears and differentials may have spur (cylindrical) or bevel gears.

Ferguson Paradox (XVIIIw)

Trzy koła z prawej strony mają odpowiednio 99, 101 i 100 zębów. Jeżeli to ostatnie nie

obraca się wokół własnej osi to po pełnym obrocie koła 99 i 101 obrócą się o jeden ząb. Taka

sama odległość osi kół (mimo innej ilości zębów) możliwa jest dzięki korekcji linii zęba

(przesunięciu promieniowym). Przekładnia daje duże przełożenie n. p. 100. Szeregowo

połączona z przekładnią ślimakową o przełożeniu 50 pozwala na osiągnięcie przełożenia

5000. Znajduje zastosowanie w lotnictwie i w robotyce.

Three wheels on the right-hand side have 99, 101 and 100 teeth, respectively. If the one having 100 teeth is fixed and it does not rotate, then, when yoke rotates full rotation, the satellites having 99 and

101 teeth will rotate angle corresponding to one tooth. The same distance from the axis of all three

wheels (despite the different number of teeth) is achieved by correcting tooth line by radial displacement of cutting tool. This kind of gearbox may give large speed ratio e.g. 100. If connected in

series with worm gear with a gear ratio of 50, allows you to achieve ratios 5000. It is used in aviation

and robotics.

http://science.howstuffworks.com/gear-ratio3.htm http://science.howstuffworks.com/gear-ratio4.htm

http://www.zakgear.com/ http://www.stepanlunin.com/

Kształt zęba określony jest linią o nazwie ewolwenta. Jest to linia, jaką narysuje ołówek

przymocowany do końca nitki odwijanej ze szpulki.

The tooth profile is defined by a line called the involute (circle involute). It is a line that draws

a pencil, when attached to the end of the thread that is unwind from the spool.

43

z = ilość zębów, t = podziałka, d0 = średnica podziałowa, m = moduł, dw = średnica

wierzchołków zębów, h = wysokość zęba

z = number of teeth, t = pitch, d0 = pitch diameter, m = module, dw = outside diameter

(diameter of the tooth tips), h = height of the tooth

http://en.wikipedia.org/wiki/Gear

Zarys zębów można korygować przez niewielkie odsunięcie narzędzia nacinającego lub

dosunięcie od nacinanego koła. Wielkość korekcji określa współczynnik korekcji x, który

może być odpowiednio dodatni lub ujemny. Korekcja umożliwia zmianę odległości osi kół.

Ma wpływ na wytrzymałość zębów.

The outline of the teeth can be corrected by a small offset of cutting tool or approach toward

incised wheel. Offset amount determines the correction factor x, which may be positive or

negative, respectively. The correction makes possible slight change of the distance of wheels

centres. It affects the strength of the teeth.

Punkt styku zębów znajduje się na linii działania, która jest prostopadła do zarysu w miejscu

styku.

Zęby obliczamy na zginanie oraz na naciski. Statyczne naprężenia gnące znajdujemy z

zależności

The point of contact of teeth is on the line of action (pressure line), which is perpendicular to

the tooth contour at the point of contact.

Teeth are calculated accounting for bending and contact stresses. Static bending stress is

found from the relations

.6

,

,,2/

,

2LsW

W

M

HFMd

MF

PM

g

tgs

ts

mmh

mddmzd

tmdzt

w

25.1

2,

,

00

0

44

Oznaczenia: Ms moment napędowy, P moc, =2n/60 prędkość kątowa obliczanego koła, Ft

siła, d średnica, Mg moment gnący, H wysokość zęba, L długość zęba (szerokość koła

zębatego), s grubość zęba. Wykonując podstawienia, otrzymamy

Notation: Ms torque, P power, =2n/60 angular velocity of calculated wheel, Ft force, d

diameter, Mg bending moment, H the height of the tooth, the tooth length L (width of the

pinion), s the thickness of the tooth. After carrying out the substitution, we obtain

Lm

Fq

Lm

F

mL

F

mL

mF

tL

mF

tsmmH

ttttt

5.47

2

5.13

2

625.2

6

2/

25.2

2,25.1

222

Współczynnik q zależy od korekcji oraz ilości zębów i mieści się w przedziale wartości

2≤q≤5.5.

q factor depends on correction and on the number of teeth, and is in the range of 2 ≤ q ≤ 5.5.

All quantities in these formulas are expressed in the basic units of the SI (m, N, Pa).

Naciski pod działaniem siły statycznej obliczamy z wzoru Hertza.

The contact pressure resulting from static force is calculated from the Hertz formula

.2/,sin,/1,cos/

,11

1

2

2

2

1

2

1

21

drrKFF

EE

KK

L

Fp

tn

n

Oznaczenia: kąt (przyporu) pomiędzy siłą Ft styczną do koła i siłą Fn prostopadłą do

powierzchni zęba, promień krzywizny zęba, liczba Poissona, E moduł Younga.

Notations: pressure angle of action between the force tangent to the wheel Ft and the force

Fn perpendicular to the tooth surface, the tooth radius of curvaturePoisson's ratio,

E Young's modulus.

Warto zauważyć, że naciski na ząb są wprost proporcjonalne do pierwiastka z siły nacisku Fn

i odwrotnie proporcjonalne do pierwiastka z szerokości koła L.

45

It should be noted that the pressure on the tooth are directly proportional to the square root of

the force Fn and inversely proportional to the square root of the width of the wheels L.

Po wykonaniu podstawień dla stali mamy uproszczone wzory do obliczeń wstępnych modułu

i nacisków:

After the substitution for steel, we have simplified formulas for the calculation of the initial

module and contact pressures:

21

11676098

ddL

Fp t

Wszystkie wielkości są tu wrażone są w jednostkach podstawowych układu SI (m, N, Pa) .

Przykład

Obliczyć statyczne naprężenia gnące i naciski dla przekładni:

Calculate the bending stresses and pressures for gear:

Ft=10000N, d1=0.085m, d2=0.51m, L=0.05m, m=0.005m, =20/180,

1==0.3, E1=E2=210*109Pa.

Naprężenia gnące i naciski p:

Bending stresses and contact pressure p:

=5.47*10000/0.05/0.005=218.8*106Pa=218.8MPa,

1120MPa.Pa112018197751.0

1

085.0

1

05.0

10000676098

p

Google: Contact Stress: Permissible/Allowable

http://mechdesigner.support/index.htm?contact-fatigue-cams-cam-followers.htm Contact Stress Endurance Limit, Case Hardened Wrought Steels [58-64HRC]: 1300..1500 MPa.

Należy jeszcze uwzględnić zwiększone odkształcenia w chwili wejścia zębów w kontakt, co

skutkuje zwiększeniem naprężeń. W przypadku małej dokładności wykonania, skutkującej

niedopasowaniem wchodzących we współpracę zębów, naprężenia i naciski mogą być jeszcze

większe. Obliczenia uwzględniające powyższe czynniki przeprowadzamy korzystając ze

wzorów AGMA lub ISO. Naprężenia dopuszczalne na zginanie ustalamy uwzględniając

wytrzymałość zmęczeniową oraz spiętrzenie naprężeń u podstawy zęba.

It must also be taken of the increased strain upon the entry into contact of the teeth, resulting

in increased stresses. In the case of low accuracy of manufacturing which results in the

mismatch of teeth meshing, the stresses and contact pressures are even greater. The

calculations taking into account the above factors may be conducted using the formulas

AGMA or ISO. Allowable bending stress depends on endurance limit and stress

concentrations at the base of the tooth.

46

http://bhp-k412.p.lodz.pl/mmprog/gear.txt

Średnicę ds wału obliczamy biorąc pod uwagę moment gnący Mg i skręcający Ms. Oznaczmy

długość wału l, odległości koła od łożysk a i b, reakcje łożysk R

The diameter ds of the shaft is calculated taking into account the bending moment Mg and

twisting torque Ms. Length of the shaft l is the distance between the wheel bearings, a and b

denote distances of a wheel from bearings, R is reaction force

64,

3,

1,0

,32/

,

,,,,

422

3

3

2

max

2

max

sF

g

zs

g

s

z

g

zgsz

gBA

dI

EIl

bFay

k

Md

kd

M

W

MMMM

ball

FabM

l

aFR

l

bFR

Tutaj, F oznacza siłę poprzeczną działającą na wał, kg oznacza naprężenia dopuszczalne na

zginanie, naprężenia, E moduł Younga.

Here, F is the lateral force acting on the shaft; kg is permissible bending stress, stress, E

Young's modulus.

W przypadku długich wałów musimy sprawdzić ugięcie w miejscu osadzenia kół zębatych, a

także kąt ugięcia wału w miejscu osadzenia łożysk, jeżeli nie są to łożyska wahliwe.

In the case of long shafts, we need to check deflection fF in the place of attachment of gears,

as well as the angle of deflection of the shaft in places of bearings, if they are not self-

aligning bearings.

222222

6,

6,

3la

EJl

Fabl

EJl

Fb

EJ

bFaf baF

Wszystkie elementy muszą być zabezpieczone przed ruchem osiowym, a koła zębate przed

ruchem obrotowym względem wału.

All items must be prevented against unintended axial movement and wheels must be

prevented against rotational movement relative to the shaft.

Koło zębate mocowane jest do walu za pomocą wpustu, znajdującego się jednocześnie

w rowku w wale i w rowku w kole zębatym. Pasowanie wpustu N9/h9.

47

The gear wheel is fixed to the shaft with a key, located at the same time in a groove in the

shaft in and the groove of wheel. Key fit in the groove can be: N9/h9.

Siła działająca na wpust Fr

The force acting on the key Fr

22

srts

dF

dFM

Ze względu na to, że średnica wału ds jest zwykle znacznie mniejsza od średnicy koła

napędowego d, siła działająca na połączenie koła z wałem Fr jest znacznie większa od siły

obciążającej koło Ft.

Due to the fact that the shaft diameter ds is usually much smaller than the diameter d of the

drive wheel, the force acting on the connection of wheel to the shaft Fr is much higher than

the wheel load force Ft.

Naciski w rowku i na wpust obliczamy biorąc pod uwagę połowę wysokości wpustu

The pressure in the groove and acting on key is calculated taking into account half the height

of the key

cdd

d

r kkkA

F75,0,

Naprężenia ścinające wpust

Shear stress in key

2, r

tt

t

r kkk

A

F

Obliczenia: http://pkm.edu.pl/index.php

Calculations http://www.tribology-abc.com/calculators/key.htm

Jeżeli średnica wału jest mała w porównaniu do średnicy koła zębatego, to obliczona

wytrzymałościowo długość wpustu może być większa od szerokości uzębienia, co wymaga

szerszej piasty.

If the diameter of the shaft is small compared to the diameter of the gear, the calculated

endurance groove length may be greater than the length of the teeth, which requires a wider

hub.

48

Dla umożliwienia wprowadzenia koła na wał, zarówno otwór jak i wał mają wejście stożkowe

(fazę). Stosowane pasowania kół zębatych na wale: od przylgowego H7/j6 do lekko

wtłaczanego H7/r6.

To facilitate the putting of the wheel on the shaft, both, the hole in the wheel and the shaft end

have tapered input. There are applied gear fits on the shaft from a cling fit H7/j6 to slightly

press fit H7/r6.

Chropowatość wału dla połączeń wtłaczanych 1.25m. Chropowatość wału dla łożysk

ślizgowych i pierścieni uszczelniających gumowych, łożysk kulkowych <=0,32m.

W przypadku powierzchni, na których występuje poślizg chropowatość ma wpływ na zużycie.

W przypadku połączenia wciskanego „zgniecenie” chropowatości, jakie zachodzi w czasie

wciskania powoduje zmianę średnicy i przez to zmniejszenie wcisku i siły przenoszonej przez

to połączenie.

The roughness of the shaft for interference fits 1.25m. The roughness of the shaft for sliding

bearings and rubber sealing rings, and ball bearings <=0.32m. If on the surface the sliding

takes place, as it is in journal bearings, then surface roughness accelerate the wear. If the cases

of interference fits, roughness are partially cut during insertion, what reduces the interference

and therefore reduce the force transmitted over the link.

Łożyska toczne dobieramy tak, aby średnica wewnętrzna łożysk odpowiadała średnicy wału.

Średnica zewnętrzna ograniczona jest przez rozstaw osi kół zębatych. W przypadku kół

stożkowych i kół o zębach skośnych stosujemy łożyska stożkowe. Obliczenia prowadzimy

według katalogu łożysk tocznych biorąc pod uwagę reakcje łożysk oraz prędkość obrotową.

Pasowania łożysk tocznych: obciążenie miejscowe pierścienia zewnętrznego: otwór H7,

wałek k5, obciążenie miejscowe pierścienia wewnętrznego: otwór M7, wałek h6.

Bearings are selected so as to match the inner diameter of the bearing with the shaft diameter.

The outer diameter is limited by the distance of axis of shafts. In the case of bevel gears and

helical wheels the tapered roller bearings are used. Calculations of rolling bearing we conduct

according to the bearing catalogue, considering the reaction forces and speed.

Roller bearings fits: local load on outer ring: hole H7, shaft k5, local load of the inner ring:

hole M7, shaft h6.

Należy pamiętać, że w łożyskach wałeczkowych pierścień zewnętrzny nie jest zabezpieczony

przed przesuwaniem względem wewnętrznego, co powoduje, że konieczne jest jego ustalenie.

Łożyska stożkowe wymagają okresowej regulacji luzu.

Pierścienie osadcze rozprężne nie powinny być stosowane w środkowej części wału,

ponieważ rowki powodują spiętrzenie naprężeń. Dla osiowego ustalenia elementów na wale

stosujemy wtedy tuleje dystansowe.

Please note that the roller bearing outer ring is not prevented from moving relative to the

internal ring, which means that it is necessary to prevent it while designing.

Tapered roller bearings require periodic adjustment of clearance.

49

Spring locating rings should not be used in the middle of the shaft, because the grooves cause

stress concentrations. For fixing axial positions of elements on the shaft we use spacers.

http://www.g503.com/forums/viewtopic.php?t=54214

http://www.zeltech.pl/

http://www.befared.com.pl/

http://www.pkm.edu.pl/index.php/component/content/article/84-tolerancje/280-00010336

http://pkm.edu.pl/index.php

Przekładnie powinny być zamknięte w korpusie.

Stosujemy smarowanie rozbryzgowe olejem przekładniowym. Olej musi być

okresowo wymieniany.

Korpus powinien posiadać wlew i spust oleju oraz wskaźnik poziomu oleju.

Połączenie przekładni z silnikiem lub maszyną musi być wolne od skutków

niewspółosiowości wałów. Stosuje się sprzęgła elastyczne lub podparcie elastyczne

silnika.

Tylko przekładnie wolnobieżne lub służące do regulacji mogą nie spełniać tych

warunków.

• Gears shall be enclosed in the gear box, usually cast iron.

• We use the gear oil splash lubrication. The oil must be periodically replaced.

• The gearbox should have filler, oil drain and oil level indicator.

• The combination of a gear with a motor or a machine must be free from the effects of

misalignment of the shafts. Apply a flexible coupling or elastic motor support.

• Only low-speed gears and gears used for adjusting, may not meet these conditions.

Car gearbox:

http://auto.howstuffworks.com/automatic-transmission6.htm http://www.motortrend.com/roadtests/coupes/112_0403_2004_audi_tt_quattro_coupe/photo_01.html http://auto.howstuffworks.com/automatic-transmission.htm Car differential http://auto.howstuffworks.com/differential2.htm

Jeżeli samochód jedzie wzdłuż linii prostej to obie półosie maja tę samą prędkość, a satelita

nie obraca się wokół swojej osi.

Mechanizm różnicowy rozdziela napęd z jednego wału na dwa koła niezależnie. Dzięki temu,

jeżeli samochód jedzie po łuku, to koło na zewnętrznej może obracać się szybciej od koła na

wewnętrznej stronie samochodu. Gdyby tego mechanizmu nie było, to obydwa koła

poruszałyby z taką samą prędkością obrotową (jedno z tych kół szybciej, a drugie wolniej niż

wymaga tego toczenie bez poślizgu). Powstałe w ten sposób poślizgi powodowałyby

zdzieranie się opon.

50

If the vehicle travels along a straight line, then both the drive shafts (left and right) have the

same speed and the satellite does not rotate about its axis.

Differential distributes the drive from one shaft to the two wheels independently. This way, if

the car turns (goes around a curve), a wheel on the outside can rotate faster than the wheel on

the inside of the curve. If this mechanism were not so, it would move both wheels at the same

speed (one of the wheels faster and the other slower than it should be for turning without

slipping). The resulting slippage would cause wearing up of tires.

Mechanizm jest jednak źródłem kłopotu. Jeżeli samochód „zaryje” się w śniegu, piasku lub

błocie i nie chce ruszyć, to wtedy tylko jedno koło obraca się (z podwójną prędkością),

a drugie jest nieruchome. Zwykle to nieruchome koło jest przyczyna kłopotu. Przed nim jest

przeszkoda, której pokonanie przewyższa możliwą do rozwinięcia przez drugie koło siłę

tarcia.

The mechanism can be, however, a source of trouble. If the car is in the snow, sand or mud,

and does not want to move, then it is possible that one wheel rotating with double speed,

while the other remain stationary. Usually, it is the not rotating wheel that causes the trouble.

Before it there is a hurdle, which overcoming requires higher force, then it is accessible

friction force between the road and the other wheel and as the result it rotates slipping.

Napęd na cztery koła:

Four wheel drive

http://auto.howstuffworks.com/four-wheel-drive4.htm

W przypadku motoreduktorów mamy rozwiązany problem połączenia wału silnika z wałem

przekładni. Taki zespół ma mniejsze wymiary niż ekwiwalentny silnik.

Gear motors have solved the problem of the connection of the motor shaft with the

transmission shaft. It has smaller dimensions than the equivalent motor.

Silnik napędowy powinien być połączony z maszyną za pomocą przekładni pasowej lub

sprzęgłem elastycznym. W innym wypadku powinien być zamocowany do podłoża na

sprężystych podporach. Wynika to z faktu, że nie jest możliwe idealne ustawienie

współosiowe wałów silnika i maszyny.

The drive motor should be connected to the machine via a belt drive or a flexible coupling.

Otherwise, should be attached to the ground on the elastic supports. This is due to the fact that

it is not possible to perfect the alignment of the motor and the machine shaft.

Po przetarciu komutatora lub łożysk łatwopalnym płynem musimy poczekać aż do jego

całkowitego wyparowania. Iskra, jaka tam pojawi się po uruchomieniu silnika mogłaby

doprowadzić do wybuchu oparów i rozerwania obudowy.

After cleaning the commutator or bearings with flammable liquid, we have to wait until it

completely evaporates. The spark which there may appears after the motor starts could lead to

an explosion of vapour and bursting of the housing.

51

Przekładnie bezstopniowe

Variators

http://images.google.pl/

Bezstopniowe wariatory cierne to przekładnie o płynnej zmianie przełożenia. Przykładem

jest przekładnia złożona z dwóch stożków ustawionych tak, że podstawa jednego stożka jest

naprzeciwko wierzchołka drugiego stożka. Tworzące stożków są do siebie równoległe. Napęd

z jednego stożka przekazywany jest na drugi stożek przez element pośredniczący, stykający

się z obydwoma stożkami. Jego przesuw oznacza zmianę przełożenia.

Friction variators allows for smooth varying of speed. An example is a variator composed of

two cones arranged in such a manner, that the base of one cone is in front of apex of the

second cone. Side lines of both cones are parallel to each other. The drive from one cone to

the other is transmitted through the intermediate roll, which is in contact with both cones.

Axial movement of the roll change transmission rate.

Mechanizmy dźwigniowe i krzywkowe Dla nieskomplikowanych mechanizmów związki pomiędzy przemieszczeniami elementów można znaleźć w postaci analitycznej.

Podręcznik

Mechanika Maszyn. Komputerowe Modelowanie Maszyn. Szkic wykładu i laboratorium

komputerowego. Autor: Jerzy Zajączkowski

Rozdział: „Zastosowanie metod analitycznych do opisu prostych mechanizmów”

Linkage and cam mechanisms

http://images.google.pl/

For the simple mechanisms the relationships between the displacements of elements can be

found in an analytical form.

Textbook

Machine Mechanics. Computer Modelling of Machines. Outline of lecture and computer lab.

Author Jerzy Zajaczkowski.

Chapter: “The application of analytical methods for describing simple mechanisms”

Dla złożonych mechanizmów o ruchu zmiennym posługujemy się metodami

komputerowymi

Podręcznik: Mechanika Maszyn

For complex reciprocating mechanisms we use computer methods

Textbook: Machine Mechanics

Związek pomiędzy momentami sił i siłami działającymi na elementy mechanizmu oraz ich

przemieszczeniami znajdujemy korzystając z zasady prac wirtualnych uwzględniając siły

bezwładności.

52

The relationship between the forces and moments of forces acting on the elements of the

mechanism and their displacements, we find by using the principle of virtual work, taking into

account the inertia forces.

0dd i j

jx

i

xFMji

W obliczenia wstępnych często można przyjąć dla ruchu zwrotnego funkcję harmoniczną, a

prędkość wału jako stałą i równą prędkości znamionowej silnika. Mamy wówczas

In preliminary calculations one can often take as the reciprocating function, the harmonic

function, and the driving shaft speed take as a constant value, which is equal to the speed of

the motor. We then have

.2sin2

1cossin

d

d

d

d

d

d

,sind

d

d

d

,0dd,sin,

2

0

2

00

2

2

22

0

2

2

22

2

2

0

ΦΨBΦΦΨΨBΦ

Ψ

Φ

ΨB

Φ

ΨMM

ΦΨBΨ

Bt

BM

ΨMΦMΦΨΨtΦ

Tutaj B oznacza bezwładność, 0 oznacza amplitudę ruchu zmiennego, prędkość kątową

wału napędowego.

Here, B is the inertia, 0 is the amplitude of the reciprocating movement, angular velocity

of the drive shaft.

Analogicznie, dla ruchu posuwisto-zwrotnego, mamy

Similarly, for the reciprocating motion, we have

,2sin2

1

d

d 2

0

2 ΦXmΦ

XFM X

Tutaj m oznacza masę, X0 oznacza amplitudę ruchu zmiennego, prędkość kątową wału

napędowego.

Here, m is the inertia, X0 is the amplitude of the reciprocating movement, angular velocity

of the drive shaft.

Naciski na krzywkę obliczamy korzystając z wzoru Hertza.

Contact stress acting on cam can be calculated using Hertz`s formula.

53

Konstrukcja mechanizmów o ruchu zmiennym

Design of mechanisms having reciprocating motion

Mechanizmy dźwigniowe powinny być zamknięte w korpusie z olejem podobnie jak

reduktory i mechanizmy krzywkowe.

Linkages and cam mechanisms should be enclosed in housing with oil, similarly as speed

reducers and cam mechanisms.

Wały korbowe są wykonane, jako odkuwki (zwykle stal C45). Czopy łożyskowe są

nawęglane i hartowane. Stosuje się też staliwne odlewy. W przypadku produkcji jednostkowej

wykonuje się wały składane lub toczone z pręta. Obliczane są na zginanie i skręcanie.

Crankshafts are made as forgings (usually steel C45) or as a steel casting. Bearing journals are

carbonized on surface and hardened. For the small production they can be turned on lathe or

assembled from parts. They are calculated for bending and twisting.

Korbowód (łącznik), powinien być lekki, zwykle wykonywany jest jako odkuwka. Aby

możliwy był montaż, może być dzielony. Obliczany jest na wyboczenie, a części okrągłe na

zginanie.

Connecting rod should be light, usually manufactured as a forging. For assembly reasons it

can be composed of two parts. It is calculated for the buckling and round parts for bending

stress.

Mechanizmy, przenoszące duże obciążenia, mają zazwyczaj łożyska ślizgowe, smarowane

olejem pod ciśnieniem. Stopniowy spadek ciśnienia jest objawem zużycia panewek, nagły

spadek oznacza awarię. Spadek poniżej wartości dopuszczalnej oznacza konieczność

naprawy.

Mechanisms, carrying heavy loads, have usually journal bearings, lubricated with oil under

pressure. The gradual drop in pressure is a symptom of wearing of bushings, a sudden drop in

means a failure. Fall below the limit value means that repair is need.

Łożyska, szczególnie te, w których ruch jest wahliwy, powinny być ślizgowe, smarowane

pompą olejowa, utrzymującą ciśnienie oleju, zapobiegające kontaktowi metalicznemu wału

z panewka. Łożyska toczne, z wyjątkiem łożysk igiełkowych, nie nadają się ze względu na

mały kąt oscylacji i wynikające z tego obciążenie tylko kilku elementów tocznych.

Bearings, especially those in which the movement is swinging, should be journal bearings,

lubricated with oil pump, oil pressure continuing to prevent from metallic contact between the

shaft and the bushing. Rolling bearings, with the exception of needle roller bearings, are not

suitable due to the small angle of oscillation and the resulting work on only a few of the

rolling elements.

Dobrym przykładem jest mechanizm korbowy w silniku spalinowym.

A good example is a crank mechanism in combustion engine.

54

Panewka musi być zabezpieczona przed obrotem i wysunięciem. W odróżnieniu od czopów,

panewki wykonuje się z metali miękkich: stopów miedzi lub cyny. Dzięki temu zużycie

głównie ich dotyczy, a nie wału. Panewki są tanie w porównaniu do wału korbowego.

Bushing must be secured against rotation and slipping. In contrast to the journals, bushings

are made of soft metals: copper alloys or tin alloys. As a result, they mainly get worn, and not

the shaft. Bushings are cheap compared to the crankshaft.

Olej do czopów korbowych doprowadzany jest przez odpowiednie nawiercenia w wale

korbowym.

Najpierw w wale wykonuje się otwory przelotowe, później są one zaślepiane tak, aby olej

trafił na miejsce smarowane. Jeżeli kołki zaślepiające nie były dopasowane, to w nowych

maszynach mogą wypaść, co skutkuje spadkiem ciśnienia oleju i wymaga natychmiastowego

zatrzymania maszyny.

Oil is supplied to journals by the drilling in the crankshaft.

First, in the shaft, the holes are drilled, and then they are plugged in some places, so that the

oil will find its way only to the bushing. If plugs were not matched to the holes, then they may

fall out. There is a resulting low oil pressure and this requires immediate stop and repair.

Wały, korby, korbowody, wahacze i tłoki musza być osłonięte, jeżeli pracownik mógłby mieć

z nimi kontakt.

Shafts, crank, connecting rods, rocker arms and pistons must be shielded, if the employee

could have contact with them.

Powyższe uwagi nie dotyczą mechanizmów służących do regulacji lub przenoszących małe

obciążenia, jak na przykład maszyny szyjące.

The above considerations do not apply to small loads mechanisms and mechanisms used for

adjustments.

W mechanizmach krzywkowych sterujących, ze względu na małe siły, popychacz, aby nie

odrywał się od krzywki, dociskany jest do krzywki sprężyną.

The cam mechanism, that are used for controlling working machines (engine), due to the

small forces, the contact of the follower with the cam is assured by a spring, that prevent the

follower from bouncing motion.

W przypadku krzywek roboczych, ze względu na duże siły, stosuje się drugą krzywkę zamiast

sprężyny.

In the case of cams operating under load, due to the large forces, the second conjugate cam is

used for this purpose

Krzywka z rowkiem wymaga stosowania oddzielnych toczków dla obydwu ścianek rowka.

Każdy z toczków obraca się w przeciwnym kierunku.

55

The cam groove requires separate rollers for both groove walls. Each of the rollers rotates in

the opposite direction.

Jeżeli siły są znaczne, to pierścień toczka musi być odpowiednio gruby, aby nie uginał się i

nie blokował łożyska i tym samym swojego ruchu obrotowego.

If the forces are substantial, then the outer ring of the follower roller must be properly thick,

so as not get bend and therefore lock the bearing, preventing it from rotational movement.

Z tego samego względu stosujemy łożyska igiełkowe, gdzie odległość pomiędzy igiełkami

jest mniejsza niż pomiędzy kulkami czy wałeczkami.

For the same reason we use needle bearings, where the distance between the needles is less

than between the balls or rollers, what prevent the ring from bending.

Aby uniknąć problemów ze współosiowością krzywki i toczka, ten ostatni nie jest walcem,

lecz baryłką o dużym promieniu baryłkowatości, na przykład średnica toczka kilka

centymetrów, a promień baryłkowatości 2 m.

To avoid problems with the alignment of the cam and the follower roller, the latter is not the

cylindrical, but it is the barrel of large radius, for example the diameter roller has a few

centimetres, while the radius of the barrel is 2 m.

Krzywki przenoszące duże obciążenia powinny być zamknięte w korpusie, podobnie jak

reduktory i mechanizmy dźwigniowe.

Na miejsce styku powinien być natryskiwany olej, którego zadaniem jest chłodzenie i mycie.

Cam carrying heavy loads should be enclosed in the box, similar to gearbox.

The contact point should be constantly oiled, possibly sprayed with oil, whose task is cooling

and washing.

Wał wykonujący ruch obrotowo zwrotny powinien mieć łożyska ślizgowe smarowane olejem

pod ciśnieniem. Łożyska toczne, z wyjątkiem łożysk igiełkowych, nie nadają się ze względu

na mały kąt oscylacji.

The follower shaft rotating reciprocally should have journal bearings lubricated with oil under

pressure. Roller bearings, with the exception of needle roller bearings, are not suitable due to

the small angle of oscillation.

Osłoń krzywki, wahacze i tłoki, jeżeli pracownik mógłby mieć z nimi kontakt.

Shield cams, rocker arms and pistons, if the employee could have contact with them.

56

Bezpieczeństwo Pracy Operatorów Maszyn w Skrócie

Machine Safety in Brief

Przeciwwypadkowe zabezpieczenia maszyn

Accident prevention devices

Machine guards, machine shields, adjustable guards, self-adjusting guards, automatic guards,

interlocked guards, distance guards, barrier guards, interlocked gates, controlled safety

machine guards, safety mats, pressure sensitive edges, safety light curtains, safety laser

scanner

Maszyny i urządzenia muszą posiadać certyfikat stanowiący deklarację oceny zgodności z

przepisami w zakresie bhp.

Operator musi posiadać uprawnienia do wykonywania danej pracy.

Pracodawca musi sprawdzić czy operator posiada wymagane dokumenty i czy posiada

potrzebne kwalifikacje i umiejętności.

Machinery and equipment must be certified as constituting a declaration of conformity

assessment with the provisions on health and safety.

The operator must be qualified to perform the job.

The employer must verify that the operator has the required documents and whether he has

the necessary qualifications and skills.

Operator musi dokonać sprawdzenia sprzętu przed rozpoczęciem pacy, a po zakończeniu

musi pozostawić maszynę w stanie bezpiecznym.

Musi być dobrze zaznajomiony z instrukcja obsługi i zasadami bhp.

Musi informować o wszystkich potrzebnych naprawach.

The operator must make the equipment checked before the he starts his work, and after he has

finished, he must leave the machine in a safe state, say default state.

He must be well acquainted (versed) with the machine manual and safety rules.

He must inform about all the necessary repairs.

Uruchomienie niesprawnej maszyny musi być uniemożliwione.

Operator musi nosić odzież ochronna i odpowiednie do zagrożeń środki ochrony osobistej.

Pracodawca prowadzi nadzór nad przestrzeganiem zasad bhp.

Starting a defective machine must be prevented.

The operator must wear protective clothing and personal protection equipment, appropriate to

the hazards.

The employer shall supervise the observance of safety rules.

Maszyna musi być zabezpieczona przed włączeniem przez osoby nieupoważnione.

Maszyna musi być eksploatowana i serwisowana zgodnie z dokumentacją techniczną.

W przypadku serwisowania, możliwość uruchomienia musi być ograniczona techniczne tylko

do osoby serwisującej maszynę.

The machine must be secured against starting by unauthorized persons.

57

The machine must be operated and serviced in accordance with the technical documentation.

In the case of service, the ability to run must be limited to only the technical person servicing

machine.

Maszyna musi być zabezpieczona przed zagrożeniami wynikającymi z zaniku zasilania.

Przerwane czynności nie mogą być samoczynnie podjęte przez maszynę po przywróceniu

zasilania.

The machine must be protected against the dangers arising from power failure. Interrupted

work cannot be taken by the machine automatically when power is restored.

Maszyna musi posiadać zabezpieczenia chroniące pracownika przed zagrożeniami, jakie mają

miejsce w układzie napędowym, w miejscu obróbki, w miejscu podawania surowca, odbioru

produktu i w układach transportujących.

The machine must have safeguards to protect workers against hazards, which occur in the

drive, in the site of machining, in place of raw material feed, in place of receiving the product

and in the transport systems.

Stosujemy różnego typu osłony, urządzenia zabezpieczające, zabezpieczenie przez

zapewnienie odległości lub właściwe położenie, stosujemy ssawki odpylające i wyciągi oraz

izolacje cieplną elementów gorących.

We use various types of shields, safety devices, and safety by ensuring the proper distance or

location, use installations for taking away dust and gases, and thermal insulation of the hot

items.

Maszyny od obróbki drewna muszą posiadać zabezpieczenia przed odrzutem i przed

zetknięciem ręki z ostrzem narzędzia. Powinny mieć instalacje odpylające.

Some of the specific requirements for specific machines and equipment:

Machines for woodworking must have protection against kick-back, and contact of hand with

the blade. They should have dust removing installations.

Maszyny od obróbki metalu muszą być tak zabezpieczone, aby nie nastąpiło wyrwanie lub

rozerwanie materiału lub narzędzia. Muszą być zabezpieczenia chroniące pracownika przed

takim zagrożeniem, a także przed odpryskami. W przypadku szlifierki pracownik nie

powinien przebywać w płaszczyźnie wirującej ściernicy ze względu na możliwość jej

pęknięcia..

Machines for metalworking must be protected, so that there was no tearing out or rupture of

the material or tools. There must be safeguards to protect workers against such a threat, and

also against flying metal pieces and splashes of coolant. In the case of a grinding machine, the

operator should not be in the plane of the rotating of grinding wheel due to the possibility of

cracking of the wheel.

Maszyny samojezdne (pojazdy, traktory, koparki, spychacze, wózki widłowe) muszą mieć

zabezpieczenie przed przygnieceniem operatora w wypadku wywrócenia się. Kabina

operatora powinna być odporna na siły działające w przypadku wywrócenia się pojazdu

(koparka) lub spadnięcia ładunku na kabinę (wózek widłowy).

58

Traktory mają rurę wydechowa i tłumik skierowane do góry, tak aby spaliny nie zatruwały

pracownika i roślin.

Traktor nie ma resorów, gdyż prędkość ciągnika jest mała i wystarczają opony, które

pochłaniają wstrząsy. Gdyby były resory, to korpus miałby tendencję do drgań i

niekontrolowanego ruchu, co mógłby przyczynić się do wywrócenia traktora. Drgania

mogłyby powodować zmienną wysokość położenia podczas pracy, co miałyby wpływ na

zmienną głębokość orki.

Traktor ma dwa pedały z prawej strony służące do hamowania. Lewy pedał zatrzymuje lewe

tylne koło, a prawy pedał zatrzymuje prawe koło. Niezależność hamowania kół zwiększa

sterowność, gdy napęd jest tylko na tylne kola. Ma to znaczenie, gdy trzeba wykonać ostry

zakręt lub w błocie, gdy koło wiruje ze względu na utratę przyczepności (trakcji). Na szosie

obydwa pedały muszą być złączone, gdyż zahamowanie jednej strony mogłoby skutkować

zjechaniem do rowu i wywróceniem traktora.

Mobile machines such as trucks, tractors, excavators, bulldozers and forklifts must have

protection against crushing the operator in the event of a rollover. Cabins of mobile machines

should have fall over and rollover protecting structures (FOPS and ROPS).

Tractors have their exhaust system (silencer) fitted upwards in the front of the vehicle, so that the fumes do

not pollute the employee and plants.

Tractor has no springs, because the speed of the tractor is small enough and the tires absorb

shock. If there were springs, the body would have a tendency to vibration and uncontrolled

movement, which could contribute to overturning tractor. Vibrations could cause a variable

height during operation, which would have an impact on the variable depth of plowing.

Tractor has two pedals used for braking. Left pedal stops the left rear wheel and the right

pedal stops right wheel. Independence braking the wheels increases maneuverability when the

drive is only on the rear wheels. This is important when you need to make a sharp turn or in

the mud when the wheel spins due to loss of adhesion (traction). On the road both pedals must

be connected to each other, because the inhibition of one side could lead to running off into

the ditch and overturning tractor.

Maszyny samojezdne, takie jak wózki widłowe czy koparko-ładowarki, nie mogą jechać z

ładunkiem uniesionym do góry, gdyż w razie konieczności hamowania, pojawia się pozioma

siła bezwładności, dająca moment siły działający na ramieniu równym wysokości uniesionego

ładunku, co powoduje wywrócenia się pojazdu. Operator powinien być zapięty w pasy

bezpieczeństwa lub specjalną uprząż.

Mobile machinery, such as forklifts and backhoe loaders, cannot move with a load lifted up,

as if needing to stop, the horizontal inertia force multiplied by the load height gives a torque

causing the machine rollover. Operator should be fastened with safety belts or a special

harness.

59

Maszyny do obróbki żywności muszą być tak skonstruowane i tak eksploatowane, aby były

przestrzegane wymagania sanitarno-higieniczne. Stosujemy stale nierdzewne, gładkie

powierzchnie, zaokrąglone kształty elementów czyszczonych ułatwiające mycie i

nietoksyczne środki smarujące.

Machinery for food processing must be designed and operated, so that they complied with the

requirements of sanitary and hygienic. We use stainless steel, smooth surfaces, rounded

shapes of the cleaned parts to facilitate cleaning and non-toxic lubricants.

W przypadku maszyn narażających pracownika na drgania lub hałas muszą być przestrzegane

zasady ochrony zdrowia przed skutkami takich zagrożeń. Jest to zwykle osiągane poprzez

ograniczenie czasu narażenia pracownika na wibracje, przez zastosowanie rotacyjnego

systemu organizacji pracy.

Work of machine operator exposed to vibration or noise, must be complied with rules for the

protection of health against the consequences of such threats. It is usually achieved by

restricting the time of operator exposure to vibration through rotation of workers.

Maszyny do produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych muszą mieć zabezpieczenia

uniemożliwiające pochwycenia pracownika przez zamykającą się formę, zabezpieczenia

pracownika przed oparzeniami i zabezpieczenia przed trującymi gazami.

Machines for the manufacture of plastic products must be secured to prevent capture of

employee closing by the mould, worker protection against burns and protection against

poisonous gases.

Spawacz musi mieć niepalną odzież ochronną, środki ochrony oczu przed promieniowaniem,

musi być wykluczona możliwość zatrucia gazami, możliwość wzniecenia pożaru, możliwość

porażenia prądem.

Welder must use non-flammable protective clothing, eye protection against radiation. The

following must be ruled out: the possibility of gas poisoning, the possibility of fire hazard, the

possibility of electric shock.

Uruchomieniu maszyny towarzyszy sygnał dźwiękowy i świetlny. Jeżeli kilku pracowników

obsługuje maszynę, to pomiędzy sygnałem i ruchem musi być opóźnienie, pozwalające tym

pracownikom na awaryjne niedopuszczenie do rozruchu. i i pedały mają zabezpieczenia przed

niezamierzonym uruchomieniem.

Starting the machine should be accompanied by with a beep or light. If several employees

operate the machine, it is between the signal and the motion must be delay to allow the

workers to prevent start by an emergency switch if necessary. Switches and pedals should be

prevented against unintentional operation.

Uruchamianie z ograniczonym ruchem stosujemy na przykład do zapoczątkowania pobierania

taśmy, smarowania długiego łańcucha itp.

Limited inch switches are used for starting a machine with limited motion, for example to

initiate the tape download or to lubricate a long chain, etc.

60

Jeżeli użycie przycisku start nie uruchamia maszyny, to nie wolno go uporczywie

wielokrotnie naciskać, gdyś może to spowodować zespawanie styków i trudne do

przewidzenia skutki.

If pressing the start button does not start the machine, do not press it repeatedly, because this

may cause welding electrical contacts, what may result in unpredictable consequences.

Włączniki wymagające ciągłego nacisku umożliwiają szybkie zatrzymanie maszyny w

sytuacjach niebezpiecznych.

Switches requiring constant pressure are used for fast stopping of the machine in hazardous

situations.

Włączniki angażujące obie ręce uniemożliwiają pracownikowi sięgniecie ręką w

niebezpieczne miejsce.

The switches, engaging both hands, are preventing the operator from reaching hand in a

hazardous place.

Jeżeli czynności musi towarzyszyć pewne zagrożenie, to stosujemy elementy przypominające

(mechaniczne, świetlne, dźwiękowe) o powstającym zagrożeniu.

If action must be accompanied by an unavoidable certain hazard, then the warning devices are

used (mechanical, light, sound) acting with the emerging threat.

Wyłącznik awaryjny: powinien być widoczny, łatwo dostępny także, gdy maszyna jest długa.

Powinien mieć kształt umożliwiający uruchomienie dowolną częścią ciała. Ponowne

uruchomienie maszyny możliwe dopiero po anulowaniu jego działania.

Emergency stop: it should be visible, easily accessible, also if the machine is long. It should

have a shape enabling one to press it with any part of the body. Restarting the machine after

emergency stop has been applied is possible only after the cancellation of his actions.

Wyłączniki krańcowe zatrzymują mechanizmy, gdy jego elementy osiągną krańcowe

położenia.

Mechanizmy uruchamiające hamulce, gdy przekroczona będzie dopuszczalna prędkość.

Urządzenia uniemożliwiające podnoszenie ciężaru, jeżeli przekracza on wielkość udźwigu.

Zawory bezpieczeństwa, które otwierają się, gdy ciśnienie przekracza wartość dopuszczalną.

Limit switches stop the mechanisms when they reach the end positions.

Mechanisms actuating brake when the speed exceeds the speed limit.

Device that prevents lifting the weight that is above capacity of machine.

Safety valves get open when the pressure exceeds the limit value.

Przed rozpoczęciem serwisowania maszyna musi być odłączona trwale od źródła energii w

taki sposób, aby nikt oprócz osoby wykonującej serwisowanie, nie mógł jej włączyć.

Energia zakumulowana w maszynie musi być uwolniona (np. energia w sprężynach, w

sprężonym powietrzu, energia kinetyczna kół zamachowych, maszyna musi wystygnąć).

61

Before servicing the machine must be permanently disconnected from the power source in

such a way, that no one, except the person performing the service, could switch it on.

The energy accumulated in the machine must be released (e.g. energy in springs, compressed

air, flywheels kinetic energy, hot things must cool down).

W przypadku zaniku zasilania maszyna musi osiągnąć stan bezpieczeństwa: elementy

trzymane w uchwytach zasilanych energią (magnetycznych, hydraulicznych) muszą mieć

zabezpieczenie przed wyrzuceniem ich w obszar, w którym przebywać mogą ludzie, elementy

podnoszone muszą być zabezpieczone przed spadnięciem przez zastosowanie hamulców

zaciskanych sprężynami. Po włączeniu zasilania energią maszyna nie może samoczynnie

kontynuować przerwanej pracy.

In case of power interrupt the machine must reach a state of safety: items kept in brackets,

that are supplied with energy (magnetic, hydraulic) must be protected against being thrown

in the area, where people can stay, elements lifted must be protected from falling by the use of

the brakes clamped with springs. When the power supply is restored, the machine must not

automatically continue the interrupted work.

Osłony stałe zabezpieczające przed dostępem do miejsc niebezpiecznych, powinny być tak

zamocowane, aby ich zdjęcie wymagało posiadania specjalnego klucza lub powinny być

sprzężone z układem sterującym tak, aby po ich zdjęciu nie było możliwe uruchomienie

maszyny, a ich zdjęcie zatrzymywało maszynę.

Fixed guards, used to prevent access to dangerous parts, should be so attached, that removing

them should require a special key, or should be connected to the control system, so that if they

are removed, then starting the machine is not possible, and removing them cause machine to

stop.

Osłony i drzwi sprzężone są połączone z układem sterowania tak, aby nie można było ich

otworzyć, jeżeli jest zagrożenie takie jak ruch, temperatura, ciśnienie itp. Jeżeli są otwarte, to

nie jest możliwe uruchomienie maszyny, a ich zamknięcie nie może samoczynnie uruchamiać

maszyny. Należy sprawdzać czy nie są celowo zablokowane lub nie uległy zablokowaniu z

powodu zanieczyszczeń.

Interlocked covers and doors are connected to the control system, so that they cannot be

opened, if there is a hazard, such as motion, temperature, pressure, etc. If they are open, it is

not possible to run the machine. The interlocked switches must be prevented from being used

for starting machine. You should check if they are not deactivated by dust or purposely.

Jeżeli drzwi mają być hermetyczne, to czasami stosuje się jako uszczelki, gumowe rurki

pompowane powietrzem.

For hermetic sealing the rubber gaskets tube inflated with air are used sometimes.

Osłony regulowane pozwalają na takie ich ustawienie, aby zminimalizować dostęp do miejsc

niebezpiecznych, stosownie do wielkości materiału, ale muszą pozwolić na realizację zadań

produkcyjnych.

62

Adjustable guards allow such their setting, as to minimize the access to dangerous places,

according to the size of the work piece, but must allow for the conducting the production

tasks.

Osłony samonastawne poprzez kontakt z materiałem obrabianym same dostosowują się tak,

aby zakryć w maksymalnym stopniu narzędzie.

Automatic guards adjust themselves by contact with the work piece, so as to cover the sharp

tool as much as possible.

Osłony barierowe zamykają dostęp do miejsca niebezpiecznego, jeżeli jest zagrożenie i

umożliwiają dostęp, gdy nie ma zagrożenia.

Barrier shields close access to dangerous places, where there is the threat and they allow

access when there is no danger.

Osłony automatyczne zmuszają pracownika do opuszczenia miejsca niebezpiecznego (przez

powolne wypychanie) z chwilą, gdy powstaje zagrożenie.

Automatic shields compel the employee to leave the dangerous place (by slowly him pushing

out) as soon as there is a hazard.

Paski ograniczające zasięg ruchu rąk pracownika tak, aby nie mógł włożyć ręki w obszar

niebezpieczny i wymuszają w ten sposób używanie narzędzi.

Restraints - belts limiting the range of motion of hands of the employee, so that he could not

insert a hand into the dangerous place and thus necessitating the use of tools.

Paski wyciągające ręce pracownika z obszaru niebezpiecznego z chwilą, gdy powstaje tam

zagrożenie (odciągacze /wyciągacze).

Pullback/pull-outs belts or ropes connected to worker hands and pulling his hands out of the

area as soon as there hazard arises.

Kurtyny świetlne mogą być stosowane tylko wtedy, gdy po wykryciu zagrożenia maszyna

zatrzyma się zanim operator włoży rękę w obszar zagrożenia. Stosowane są na przykład w

prasach hydraulicznych, gdzie ruchy są powolne. W maszynach gdzie zespół narzędzia

połączony jest z układem napędowym za pomocą sprzęgła elektromagnetycznego

rozłącznego, co umożliwia natychmiastowe odłączenie go od układu napędowego i

zatrzymanie za pomocą hamulca, zanim zagrożenie będzie realne. W innym wypadku kurtyny

świetlne nie są wystarczającym zabezpieczeniem, ale mogą uruchamiać sygnały ostrzegawcze

przypominające o powstałym zagrożeniu.

Light curtains can be used only when a detected threat can stop the machine, before the

operator hand reaches the hazardous zone. They are used, for example in hydraulic presses,

where the movements are slow. In machines where the tool assembly is connected to the drive

system via an electromagnetic detachable clutch, which allows one to instantly disconnect the

tool from the drive system and instant stop it by using the brake, before the threat is real.

Otherwise, light curtains do not offer sufficient protection, but can be used as the warning

signals, recalling about the emerging threat.

63

Ogrodzenia świetlne, skanery i czujniki podłogowe mają wadę polegająca na tym, że choć

zapewniają bezpieczeństwo przez zatrzymanie maszyny, to jednak nie powstrzymują intruza

od wejścia w obszar niebezpieczny. W przypadku zatrzymania maszyny przez te

zabezpieczenia, operator musi od nowa rozpoczynać proces produkcyjny.

Light curtains, scanners and floor sensors have the disadvantage that although they ensure

safety by stopping the machine, they do not prevent an intruder from the entry into a

dangerous area. In case of stopping machine by those guards, the operator must again begin

the manufacturing process.

Kurtyny świetlne wykrywają tylko wtargnięcie w obszar niebezpieczny (przekroczenie linii w

której są ustawione), o ile maszyna jest włączona. Jeżeli człowiek wejdzie tam w czasie gdy

maszyna jest wyłączona, to jego obecność nie będzie wykryta. Skanery i czujniki podłogowe

mają tę przewagę, że wykrywają obecność człowieka w obszarze niebezpiecznym.

Light curtains only detect intrusion in a dangerous area (exceeding a line in which they are

set), if the machine is turned on. If a man comes there when the machine is switched off, its

presence will not be detected. Scanners and floor sensors have the advantage that they detect

human presence in hazardous areas.

Eliminowanie zagrożeń w miejscu podawania surowca i odbioru produktu:

W przypadku przenośników stosowanie osłon świetlnych tak ustawionych, aby

zatrzymywały maszynę w przypadku, gdy na przenośniku pojawi się przedmiot inny

oczekiwanego.

Stosowanie osłon barierowych otwierających się na czas wkładania i wyjmowania

materiału i zamykających się na czas wykonywania pracy

Stosowanie drzwi sprzężonych

W przypadku wsypów stosowanie siatek lub długich gardzieli uniemożliwiających

sięgnięcie ręka w miejsce niebezpieczne.

Stosowanie mechanicznych podajników i wyrzutników produktu. Stosowanie

manipulatorów.

Stosowanie manipulatorów, stosowanie urządzeń dźwigowych do podawania i odbioru

elementów o dużej masie

Eliminating hazards in the raw material feed and output the product:

The use of light curtains so arranged on a conveyor, as to distinguish workpiece from

undesirable one, that do not allow the realization of the process, if there is a risk

The application of the opening barrier covers allowing for the insertion and removal of

work piece and closed for the duration of the work

Use the interlocked doors

In the case hopper inlet, the use of grids or long throat chute to prevent reaching hand

in a hazardous place.

The use of automatic feeder and product ejectors. The use of manipulators.

The use of the lifting equipment for loading and unloading of heavy weight

components.

64

Zabezpieczenia przeciw odrzutowi pił tarczowych to kliny rozczepiające, jednokierunkowe

zębatki dociskane sprężyną do deski i rolki dociskowe. Zabezpieczenia przeciw odrzutowi

strugarek stanowią wałki podające i odbierające.

Protection against kickback saw blades are disconnecting wedges, one-way spring-loaded

rack for boards and rollers. Protection against kickback planers are feed and receiving rollers.

Układ oddechowy chronimy za pomocą urządzeń odpylających (zasysających pył) lub maską

wyposażoną w filtr powietrza.

Protect the respiratory system using dust suction devices or dust mask.

Stosujemy zapory chroniące operatora maszyny stacjonarnej przed najechaniem wózkiem.

For protecting operator of stationary machine against hitting by forklift or truck we use

barriers.

Osoby pracujące na wysokości korzystają z lin z pochłaniaczem energii. Czasami korzysta się

z siatek.

People working at a height use ropes with of energy absorbers. Sometimes nets are used.

Urządzenia wykorzystujące siłę bezwładności, która pojawia się, gdy ma miejsce nietypowe

dla normalnej pracy przyspieszenie: pasy bezpieczeństwa, hamulec piły łańcuchowej, klin

zakleszczający hamulec szynowy windy uruchomiany regulatorem odśrodkowym.

Devices that use the inertia force, which occurs when there is an unusual for normal operation

acceleration: safety belts, inertia brake of a chainsaw, wedge splint brake of an elevator

activated by centrifugal regulator.

Stosuje się chwytacz pękniętego łańcucha w pile łańcuchowej.

Catcher of a chain in a chainsaw in case it breaks is used.

Stosujemy urządzenia odróżniające produkt właściwy od innych niepożądanych elementów

i uruchamiające awaryjne zatrzymanie maszyny w razie ich wykrycia.

Devices which can distinguish right products from other undesirable elements and activating

the emergency stop of the machine in the event of detection.

Urządzenia aktywujące szybkie wycofanie elementów roboczych lub aktywujące szybkie

działanie zabezpieczeń.

Devices those are able to activate rapid withdrawal of working tools or other quick action of

safety measures.

Interfejs bezpieczeństwa odbiera sygnały z układu sterowania maszyny i ze wszystkich

detektorów zagrożenia. Jeżeli którykolwiek z czujników przesyła sygnał zagrożenia, to

interfejs przejmuje sterowanie maszyną i doprowadza ją do stanu bezpieczeństwa, to znaczy

bezpiecznie ją zatrzymuje.

65

Safety interface receives signals from the machine control system and from all the threat

detectors. If any of detectors send a signal of danger, then the interface takes control of the

machine and brings it to a state of safety, that is machine is safely stopped.

Stosujemy monitoring. Telewizja przemysłowa (kamery i rejestratory monitorujące pracę)

przez dokumentowanie przestrzegania zasad bhp wymusza prawidłowe zachowania

We use monitoring. Closed Circuit TeleVision CCTV (cameras and recorders monitoring

work) for documenting compliance with the principles of OSH enforces proper behavior

Zagrożenia i zabezpieczenia specyficzne dla niektórych maszyn

Hazards and protection specific to for some machines

Maszyny mobilne

Niektóre robocze maszyny mobilne, na przykład traktory, mają możliwość odrębnego

hamowania prawej i lewej strony, co w przypadku nie połączenia pedałów na szosie, może

kończyć się ukośnym zjechaniem do rowu i w konsekwencji wywróceniem się maszyny.

Główne zagrożenie to wywrócenie maszyny i przygniecenie operatora. Przyczyniają się do

tego nierówności terenu, a szczególnie niewidoczne zarośnięte rowy i doły. W przypadku

koparek istnieje możliwość osunięcia terenu do wykopanego przez nie dołu i wpadnięcia tam

maszyny. Drugim zagrożeniem wynikającym z nierówności terenu są drgania i wstrząsy.

Jeżeli maszyna przenosi ładunek, to operator powinien tę czynność wykonywać w najniższym

położeniu ładunku. Jeżeli ładunek jest uniesiony do góry na pewną wysokość, to

towarzysząca hamowaniu, przyspieszaniu i ruchowi na zakręcie pozioma siła bezwładności

działa na ramieniu równym tej wysokości, co daje moment obrotowy wywracający maszynę.

W czasie pracy dźwigu na ciężarówce muszą być wysunięte podpory.

Zabezpieczenia to pasy bezpieczeństwa zapobiegające wypadnięciu i przygnieceniu

operatora, kabiny odporne na działanie spodziewanych sił towarzyszących wywróceniu lub

spadnięciu na nie ciężaru, wibroizolacja stanowiąca sprężyste zwieszenie oraz tłumiki

wstrząsów. W celu ochrony zdrowia przed drganiami ograniczamy czas pracy na takich

maszynach do ilości bezpiecznej, stosując pracę rotacyjną.

66

Mobile machines

Some of the working mobile machines (tractors) have the ability to separate the braking right

and left wheels, what in case of not connected pedals on the main road may end with a

diagonal running off into the side ditch, and consequently overturning the machine. The main

hazard is the roll over and crushing machine operator. This is due to the terrain, especially to

the invisible overgrown ditches and pits. In the case of excavators, the slipping of a ground

may cause a machine to fall down into an excavation. The additional hazards resulting from

the uneven ground are vibration and shock. If the machine carries the load, the operator must

perform it in the lowest position of the load. If the load is lifted up to a certain height, the

acceleration accompanying starting, braking and turning movement creates horizontal inertia

force that acts on the arm equal to the weight height, which gives the torque overturning the

machine. The crane on the truck, while operating, must be supported on outriggers.

Safety is maintained due to (1) safety belts preventing the operator from falling out of

machine and being crushed, (2) the cabins resistant to the forces expected from machine

roll-over or objects falling on it, (3) vibration insulation constituting the elastic suspension

and the shock dampers. In order to protect health from vibration, we limit the operator

working time for such machines to the amount that is safe for operator by letting the work to

be continued by other operator, in other words by applying the rotary work.

Obrabiarki

Narzędzie oraz przedmiot obrabiany muszą być właściwie zamocowane.

Zanim narzędzie wejdzie w kontakt z obrabianym przedmiotem musi być osiągnięta właściwa

prędkość skrawania.

Machine tools

The tool and the workpiece must be properly fixed.

Before the cutting tool comes in contact with the workpiece there must be achieved right

cutting speed.

Maszyny do obróbki drewna

Główne zagrożenie to kontakt dłoni z elementami tnącymi, pył groźny dla płuc i oczu.

Stosujemy osłony zakrywające ostrza oraz układy odpylające, okulary ochronne.

W przypadku maszyn stacjonarnych elementy tnących mogą odrzucić przedmiot obrabiany w

kierunku pracownika. Aby temu zapobiec stosujemy wałki trzymające i prowadzące materiał

obrabiany, klin rozszczepiający rozcięte części deski i niedopuszczający do ich pochwycenia

przez piłę, zapadki zębate uniemożliwiające ruch powrotny w kierunku operatora.

67

W przypadku maszyn trzymanych w rękach, takich jak elektronarzędzia i narzędzia

pneumatyczne, zęby elementów tnących mogą odbić narzędzie w kierunku pracownika.

Dodatkowo dłonie operatora narażone są na zaburzenie krążenia krwi wywołane drganiami i

chorobę wynikającą z tego chorobę „białych palców”. W celu ochrony zdrowia przed

drganiami ograniczamy czas pracy takimi maszynami do wartości bezpiecznej.

Woodworking machines

The main hazard is hand contact with the cutting elements, dust dangerous to the lungs and

eyes. We use shields covering the blades, de-dusting installations and safety goggles. In the

case of stationary machines, cutting elements might kickback the workpiece in the direction

of the employee. We use rollers holding and guiding workpiece, the splitting wedge pushing

the cut parts off one of the other and thus preventing their capture by the saw, the tooth ratchet

to prevent the return movement of the workpiece in the direction of the operator. For

machines hold in hands such as electric power tools or pneumatic tools, the cutting teeth may

kickback the tool in the direction of the employee. In addition, due to vibratory pressure on

the operator's skin, his hands are exposed to the blood circulatory disorder, what may lead to

"white fingers" disease. In order to protect health from vibration, the work time should be

limited to a safe value.

Maszyny do obróbki metalu

Główne zagrożenia to kontakt dłoni z elementami tnącymi, wyrwanie materiału obrabianego

lub narzędzia z uchwytu, pęknięcie z którym możemy mieć do czynienia głównie

w przypadku ściernic, odpryski szczególnie groźne dla oczu. Zabezpieczenia to osłony

i okulary ochronne.

Tool machines for metal

The main hazards are hand contact with the cutting tools, plucking out the workpiece or the

tool out of the holder, cracking with which we have to deal mainly in the case of grinding,

chips especially dangerous for the eyes. Safety guards are protecting covers and goggles.

Maszyny do produkcji żywności

Części maszyn mające bezpośredni kontakt z żywnością muszą być łatwe do umycia

i dezynfekcji. Nie mogą korodować (np. ze stali nierdzewnej), muszą być nietoksyczne, nie

absorbować żywności, muszą być gładkie, kąty powinny być zaokrąglone, bez nieciągłości ,

aby żywność nie mogła pozostać w szczelinach. Stosowane środki smarujące muszą być

nietoksyczne, specjalne do maszyn produkujących żywność.

Machines for the production of food

Machine parts that come into direct contact with food must be easy to clean and disinfect.

They cannot corrode (stainless steel), must be non-toxic, do not absorb food, must be smooth

with rounded angles, without any discontinuity or sealed so that food could not remain in the

slots. Used lubricants must be non-toxic.

Reference

Aaron D. Deutschman, Walter J. Michels, Charles E. Wilson: Machine Design – Theory and

Practice. Macmillan Publishing Co. Inc. 1975

Dave Macdonald: Practical Machinery Safety, Elsevier

John Ridley, Dick Pearce: Safety with Machinery, Butterworth Heinemann, Elsevier imprint

68

Cherie Berry, Allen McNeely, Kevin Beauregard, Bobby R. Davis: A Guide to Machine

Safeguarding. Division of Occupational Safety and Health. N.C. Department of Labor

https://www.osha.gov/ http://www.cdc.gov/niosh/topics/machine/

http://www.enr.state.nc.us/safety/index.html

http://www.osh.net/

http://www.lni.wa.gov/ http://eur-lex.europa.eu/homepage.html