Λύσεις — Κεφάλαιο 3: Ταξινόμηση, Συγκρότηση και Λειτουργία των Εργαλειομηχανών Κοπής (σελ. 82-83) – ΜΗΧΑΝΟΥΡΓΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Ι Γ΄ ΕΠΑΛ
Λύσεις — Κεφάλαιο 3: Ταξινόμηση, Συγκρότηση και Λειτουργία των Εργαλειομηχανών Κοπής
Λύσεις στις 30 ερωτήσεις του κεφαλαίου 3: κύρια μέρη των εργαλειομηχανών (δομικά στοιχεία, υλικά σωμάτων, ολισθητήρες), στοιχεία μετάδοσης κίνησης (ιμαντοκίνηση, οδοντοτροχοί, κιβώτια ταχυτήτων και προώσεων τύπου Νόρτον, κλιμάκωση περιστροφικών ταχυτήτων κατά Ρενάρ), ηλεκτρική μετάδοση κίνησης (διάταξη Βαρντ-Λέοναρντ), υδραυλική μετάδοση κίνησης (αντλίες σταθερής/μεταβλητής παροχής, υδραυλικοί κινητήρες), και τυπικές συσκευές προσδέσεως κοπτικών εργαλείων και κομματιών (εργαλειοδέτες, μέγγενες, τσοκ, πόντες, καβαλλέτα, πλατώ, τσιμπίδα).
Βασικοί μηχανισμοί εργαλειομηχανής
Ερώτηση: Αναφέρατε τους βασικούς μηχανισμούς σε μια εργαλειομηχανή.
Απάντηση:
- «Οι βασικοί μηχανισμοί σε μια εργαλειομηχανή είναι οι εξής: Συσκευές συγκράτησης του κατεργαζόμενου τεμαχίου. Συσκευές συγκράτησης του κοπτικού εργαλείου. Συσκευές κίνησης κοπτικού εργαλείου (προώσεως). Συσκευές κίνησης τεμαχίου.»
Σύνοψη: Οι βασικοί μηχανισμοί σε μια εργαλειομηχανή είναι: 1) συσκευές συγκράτησης του κατεργαζόμενου τεμαχίου, 2) συσκευές συγκράτησης του κοπτικού εργαλείου, 3) συσκευές κίνησης του κοπτικού εργαλείου (προώσεως), και 4) συσκευές κίνησης του τεμαχίου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 4 μηχανισμοί: συγκράτηση τεμαχίου, συγκράτηση εργαλείου, κίνηση εργαλείου (πρόωση), κίνηση τεμαχίου
Κύρια μέρη των εργαλειομηχανών
Ερώτηση: Ποια είναι τα κύρια μέρη των εργαλειομηχανών και από τι αποτελείται κάθε μέρος;
Απάντηση:
- «Τα δομικά στοιχεία... τα στοιχεία μετάδοσης κίνησης... συσκευές συγκρατήσεως κομματιών... Συσκευές συγκρατήσεως εργαλείων... Στοιχεία ελέγχου.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα κύρια μέρη των εργαλειομηχανών είναι πέντε: 1) Τα δομικά στοιχεία — ο κορμός που συνδέει όλα τα μέρη, δηλαδή το σώμα, οι ολισθητήρες, η κεφαλή, η τράπεζα και διάφορα φορεία. 2) Τα στοιχεία μετάδοσης κίνησης — τα κιβώτια ταχυτήτων και προώσεων, που μεταδίδουν κίνηση από τον κινητήρα στο εργαλείο (φρέζα) ή στο τεμάχιο (τόρνος) με ορισμένη ταχύτητα κοπής, καθώς και οι μηχανισμοί μετατροπής περιστροφικής σε παλινδρομική κίνηση. 3) Οι συσκευές συγκρατήσεως κομματιών — τσοκ, πλατώ για περιστρεφόμενα κομμάτια, μέγγενες, μηχανισμοί συγκράτησης και μαγνητικά τσοκ για σταθερά ή μετακινούμενα κομμάτια. 4) Οι συσκευές συγκρατήσεως εργαλείων — εργαλειοδέτες για σταθερά εργαλεία, τυπικές συσκευές κωνικής συναρμογής για περιστρεφόμενα εργαλεία. 5) Τα στοιχεία ελέγχου — για τον έλεγχο της λειτουργίας της εργαλειομηχανής, της ηλεκτρικής μετάδοσης κίνησης, της μετακίνησης εργαλείου/τράπεζας και των συνθηκών κοπής σε εργαλειομηχανές CNC.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 5 μέρη: δομικά στοιχεία, στοιχεία μετάδοσης κίνησης, συγκράτηση κομματιών, συγκράτηση εργαλείων, στοιχεία ελέγχου
Ορισμός δομικών στοιχείων
Ερώτηση: Ποια λέγονται δομικά στοιχεία σε μια εργαλειομηχανή;
Απάντηση:
- «Τα δομικά στοιχεία. Είναι ο κορμός που συνδέει όλα τα μέρη, τα οποία αποτελούνται από το σώμα, τους ολισθητήρες, την κεφαλή, την τράπεζα και από διάφορα φορεία.»
Σύνοψη: Δομικά στοιχεία λέγονται ο κορμός της εργαλειομηχανής που συνδέει όλα τα μέρη της, δηλαδή το σώμα, οι ολισθητήρες, η κεφαλή, η τράπεζα και διάφορα φορεία.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Δομικά στοιχεία = σώμα + ολισθητήρες + κεφαλή + τράπεζα + φορεία
Υλικά κατασκευής σωμάτων εργαλειομηχανών
Ερώτηση: Ονομάσατε τα κύρια υλικά κατασκευής των σωμάτων των εργαλειομηχανών. Εξηγήστε τα χαρακτηριστικά κάθε υλικού.
Απάντηση:
- «Ο φαιός χυτοσίδηρος. Έχει χαμηλό κόστος, καλή κατεργαστικότητα, ικανοποιητικό μέτρο απόσβεσης... Ο χυτοχάλυβας. Προτιμάται σε βαριές εργαλειομηχανές... Διάφορα είδη χαλύβων. Το σώμα είναι μια συγκολλητή κατασκευή...»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα κύρια υλικά κατασκευής των σωμάτων των εργαλειομηχανών είναι τρία: 1) Ο φαιός χυτοσίδηρος, που έχει χαμηλό κόστος, καλή κατεργαστικότητα και ικανοποιητικό μέτρο απόσβεσης ταλαντώσεων· είναι κατάλληλος για εργαλειομηχανές μέσου βάρους. 2) Ο χυτοχάλυβας, που προτιμάται σε βαριές εργαλειομηχανές λόγω της καλής ταλαντωτικής συμπεριφοράς του. 3) Διάφορα είδη χαλύβων, όπου το σώμα είναι συγκολλητή κατασκευή με επιλογή υλικού βάσει της απαιτούμενης αντοχής· πλεονέκτημα είναι η άνετη συντήρηση σε περίπτωση φθοράς, μειονέκτημα η χειρότερη ταλαντωτική συμπεριφορά σε σύγκριση με τα χυτά σώματα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 3 υλικά: φαιός χυτοσίδηρος (χαμηλό κόστος/απόσβεση), χυτοχάλυβας (βαριές μηχανές), συγκολλητός χάλυβας (εύκολη συντήρηση, χειρότερη απόσβεση)
Είδη και υλικά ολισθητήρων
Ερώτηση: Αναφέρατε τα διάφορα είδη ολισθητήρων και τα υλικά κατασκευής τους.
Απάντηση:
- «Τα διάφορα είδη των ολισθητήρων είναι τα εξής: ολισθητήρες μορφής V, ολισθητήρες επίπεδης μορφής, ολισθητήρες μορφής χελιδονοουράς, κυλινδρικοί ολισθητήρες, συνδυασμός ολισθητήρων μορφής V με ολισθητήρες επίπεδης μορφής... Οι ολισθητήρες κατασκευάζονται από τα ακόλουθα υλικά: Φαιό χυτοσίδηρο... Χάλυβα...»
Σύνοψη: Τα είδη ολισθητήρων είναι: μορφής V, επίπεδης μορφής, μορφής χελιδονοουράς, κυλινδρικοί, και ο συνδυασμός ολισθητήρων μορφής V με επίπεδης μορφής. Κατασκευάζονται από φαιό χυτοσίδηρο (ενσωματωμένοι στο χυτοσιδηρό σώμα) ή από χάλυβα (συνδεδεμένοι με το σώμα με κοχλίες ή με συγκόλληση).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 5 είδη ολισθητήρων· υλικά: φαιός χυτοσίδηρος ή χάλυβας
Ολισθητήρες με μικρότερη τριβή
Ερώτηση: Ποιοι ολισθητήρες έχουν μικρότερο συντελεστή τριβής μεταξύ των τριβόμενων επιφανειών;
Απάντηση:
- «Για την μείωση του συντελεστή τριβής μεταξύ των τριβόμενων επιφανειών, χρησιμοποιούνται ολισθητήρες αντιτριβής, όπως έδρανα κύλισης.»
Σύνοψη: Οι ολισθητήρες αντιτριβής, όπως τα έδρανα κύλισης, έχουν τον μικρότερο συντελεστή τριβής μεταξύ των τριβόμενων επιφανειών.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ολισθητήρες αντιτριβής (έδρανα κύλισης) = μικρότερη τριβή
Τρόποι ρύθμισης των στροφών
Ερώτηση: Εξηγήστε τους τρόπους ρύθμισης των στροφών.
Απάντηση:
- «Η ρύθμιση των στροφών μπορεί να είναι συνεχής ή κατά βήματα. Η συνεχής ρύθμιση... επιτυγχάνεται ηλεκτρικά, μηχανικά και υδραυλικά και... είναι ιδιαίτερα δαπανηρή. Γι' αυτό το λόγο, οι περισσότερες εργαλειομηχανές κοπής διαθέτουν περιστροφικές ταχύτητες και προώσεις κατά βήματα.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ρύθμιση των στροφών μπορεί να γίνει με δύο τρόπους: 1) Συνεχής ρύθμιση, που επιτυγχάνεται ηλεκτρικά, μηχανικά ή υδραυλικά· παρέχει μεγάλη ποικιλία στροφών αλλά είναι ιδιαίτερα δαπανηρή. 2) Ρύθμιση κατά βήματα, που είναι ο τρόπος που χρησιμοποιούν οι περισσότερες εργαλειομηχανές κοπής, λόγω του χαμηλότερου κόστους σε σχέση με τη συνεχή ρύθμιση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 2 τρόποι: συνεχής (ηλεκτρικά/μηχανικά/υδραυλικά, δαπανηρή) ή κατά βήματα (πιο συνηθισμένη)
Από τι εξαρτάται η ταχύτητα της κύριας ατράκτου
Ερώτηση: Από τι εξαρτάται η περιστροφική ταχύτητα της κυρίας ατράκτου;
Απάντηση:
- «Σε περιστροφική κίνηση, η ταχύτητα κοπής σε εργαλειομηχανή και οι στροφές της κύριας ατράκτου δίδονται από την σχέση: u = πdn/1000 ή n = 1000·u/(πd). Όπου: u είναι η ταχύτητα κοπής..., d είναι η διάμετρος του κατεργαζόμενου τεμαχίου ή του κοπτικού εργαλείου..., n είναι η περιστροφική ταχύτητα της κύριας ατράκτου.»
Σύνοψη: Η περιστροφική ταχύτητα n της κύριας ατράκτου εξαρτάται από την ταχύτητα κοπής u (σε m/min) και από τη διάμετρο d (σε mm) του κατεργαζόμενου τεμαχίου ή του κοπτικού εργαλείου, σύμφωνα με τη σχέση n = 1000·u/(πd). Άρα η ταχύτητα της ατράκτου καθορίζεται από την απαιτούμενη ταχύτητα κοπής (που εξαρτάται από τις συνθήκες κατεργασίας) και τη διάμετρο του τεμαχίου/εργαλείου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- n εξαρτάται από την ταχύτητα κοπής u και τη διάμετρο d: n = 1000u/(πd)
Τρόποι κλιμάκωσης των περιστροφικών ταχυτήτων
Ερώτηση: Με ποιους τρόπους επιτυγχάνεται η κλιμάκωση των περιστροφικών ταχυτήτων;
Απάντηση:
- «Η κλιμάκωση των περιστροφικών ταχυτήτων επιτυγχάνεται με δύο τρόπους: 1. Οι διαδοχικές περιστροφικές ταχύτητες ακολουθούν αριθμητική πρόοδο... 2. Οι διαδοχικές περιστροφικές ταχύτητες ακολουθούν γεωμετρική πρόοδο...»
Σύνοψη: Η κλιμάκωση των περιστροφικών ταχυτήτων επιτυγχάνεται με δύο τρόπους: 1) οι διαδοχικές ταχύτητες ακολουθούν αριθμητική πρόοδο (κάθε ταχύτητα ισούται με την προηγούμενη αυξημένη κατά σταθερά α), και 2) οι διαδοχικές ταχύτητες ακολουθούν γεωμετρική πρόοδο (κάθε ταχύτητα ισούται με την προηγούμενη πολλαπλασιαζόμενη επί τον λόγο προόδου Φ). Η γεωμετρική πρόοδος προτιμάται, γιατί εξασφαλίζει σχετικά ομοιόμορφη διαβάθμιση των ταχυτήτων.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 2 τρόποι: αριθμητική πρόοδος (σταθερά α) ή γεωμετρική πρόοδος (λόγος Φ) — προτιμάται η γεωμετρική
Υπολογισμός ενδιάμεσων ταχυτήτων (Ρενάρ R20)
Ερώτηση: Να υπολογισθούν οι ενδιάμεσες περιστροφικές ταχύτητες μεταξύ 100 στρ/min και 300 στρ/min. Οι ταχύτητες σχηματίζουν γεωμετρική πρόοδο κατά Ρενάρ (R20) με λόγο Φ=1/2.
Απάντηση:
- «Οι περιστροφικές ταχύτητες στις εργαλειομηχανές κοπής ακολουθούν τη γεωμετρική πρόοδο κατά Ρενάρ (R20), με λόγο Φ = 1.12. Στον πίνακα 3.1... Περιστροφικές Ταχύτητες [στρ/min]: 100 112 125 140 160 180 200 224 250 280 315...»
Σύνοψη: Στη σειρά Ρενάρ R20 ο λόγος είναι Φ=1.12 (η τιμή Φ=1/2 της εκφώνησης δεν είναι συμβατή με αύξουσα γεωμετρική πρόοδο και οφείλεται προφανώς σε τυπογραφικό λάθος του βιβλίου, καθώς το ίδιο το κεφάλαιο ορίζει Φ=1.12 για τη σειρά R20). Χρησιμοποιώντας τις τυποποιημένες τιμές του Πίνακα 3.1 (γεωμετρική πρόοδος με Φ=1.12), οι ενδιάμεσες τυποποιημένες ταχύτητες μεταξύ 100 στρ/min και 300 στρ/min είναι: 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250 και 280 στρ/min.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ενδιάμεσες τυποποιημένες τιμές (Πίνακας 3.1, R20): 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280 στρ/min
Τρόποι μετάδοσης περιστροφικής κίνησης στις ατράκτους
Ερώτηση: Με ποιους τρόπους επιτυγχάνεται η μετάδοση περιστροφικής κίνησης στις ατράκτους;
Απάντηση:
- «Η μετάδοση περιστροφικής κίνησης στις ατράκτους επιτυγχάνεται με τις εξής μορφές: Α. Ιμαντοκίνηση, Β. Μετάδοση με οδοντοτροχούς, Γ. Συνεχής μετάδοση κίνησης.»
Σύνοψη: Η μετάδοση περιστροφικής κίνησης στις ατράκτους επιτυγχάνεται με τρεις μορφές: Α) ιμαντοκίνηση, Β) μετάδοση με οδοντοτροχούς, και Γ) συνεχή μετάδοση κίνησης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 3 μορφές: ιμαντοκίνηση, οδοντοτροχοί, συνεχής μετάδοση
Πότε χρησιμοποιείται ιμαντοκίνηση
Ερώτηση: Σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιείται ιμαντοκίνηση για μεταφορά περιστροφικής ταχύτητας;
Απάντηση:
- «Στις εργαλειομηχανές κοπής χρησιμοποιείται ιμαντοκίνηση για μεταφορά περιστροφικών ταχυτήτων σε μεγάλες αποστάσεις, αλλά και για μεγάλες περιστροφικές ταχύτητες, γιατί η ιμαντοκίνηση έχει δυνατότητα απόσβεσης των ταλαντώσεων που προκύπτουν.»
Σύνοψη: Η ιμαντοκίνηση χρησιμοποιείται για τη μεταφορά περιστροφικών ταχυτήτων σε μεγάλες αποστάσεις, καθώς και για μεγάλες περιστροφικές ταχύτητες, επειδή έχει τη δυνατότητα απόσβεσης των ταλαντώσεων που προκύπτουν.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ιμαντοκίνηση: μεγάλες αποστάσεις + μεγάλες ταχύτητες, λόγω απόσβεσης ταλαντώσεων
Κλιμακωτή ιμαντοκίνηση
Ερώτηση: Πώς επιτυγχάνεται η κλιμακωτή ιμαντοκίνηση;
Απάντηση:
- «Η κλιμακωτή ιμαντοκίνηση επιτυγχάνεται είτε με κινητήρα τροχαλία σταθερής διαμέτρου και κινούμενη τροχαλία βαθμιδωτή, είτε με βαθμιδωτές και τις δυο τροχαλίες.»
Σύνοψη: Η κλιμακωτή ιμαντοκίνηση επιτυγχάνεται είτε με κινητήρια τροχαλία σταθερής διαμέτρου και κινούμενη τροχαλία βαθμιδωτή, είτε με βαθμιδωτές και τις δύο τροχαλίες (κινητήρια και κινούμενη).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 2 τρόποι: κινητήρια σταθερή + κινούμενη βαθμιδωτή, ή αμφότερες βαθμιδωτές
Σχέση μετάδοσης
Ερώτηση: Εξηγήστε τη σχέση υπολογισμού της σχέσης μετάδοσης.
Απάντηση:
- «Η σχέση μετάδοσης i είναι ο λόγος της περιστροφικής ταχύτητας της τροχαλίας του κιβωτίου ταχυτήτων nII και της περιστροφικής ταχύτητας της τροχαλίας του ηλεκτροκινητήρα nI, δηλαδή: i = nII/nI = dI/dII.» και για οδοντοτροχούς: «i = nII/nI = dI/dII = ZI/ZII».
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σχέση μετάδοσης i ορίζεται ως ο λόγος της περιστροφικής ταχύτητας της κινούμενης τροχαλίας/οδοντοτροχού nII (π.χ. του κιβωτίου ταχυτήτων) προς την περιστροφική ταχύτητα της κινητήριας τροχαλίας/οδοντοτροχού nI (π.χ. του ηλεκτροκινητήρα): i = nII/nI. Στην ιμαντοκίνηση, ο λόγος αυτός ισούται αντίστροφα με τον λόγο των διαμέτρων των τροχαλιών, i = dI/dII, όπου dI η διάμετρος της κινητήριας τροχαλίας και dII της κινούμενης. Στη μετάδοση με οδοντοτροχούς, ισχύει επιπλέον i = ZI/ZII, όπου ZI ο αριθμός δοντιών του κινητήριου και ZII του κινούμενου οδοντοτροχού.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- i = nII/nI = dI/dII (ιμαντοκίνηση) = ZI/ZII (οδοντοτροχοί)
Πλεονεκτήματα μετάδοσης με οδοντοτροχούς
Ερώτηση: Αναφέρατε τα πλεονεκτήματα της μετάδοσης κίνησης με οδοντωτούς τροχούς.
Απάντηση:
- «Η μετάδοση της κίνησης με οδοντωτούς τροχούς έχει τις εξής δυνατότητες: Μετάδοση της κίνησης σε ατράκτους παράλληλες, κάθετες ή διασταυρούμενες. Αλλαγή φοράς της περιστροφικής κίνησης. Μετατροπή περιστροφικής κίνησης σε ευθύγραμμη. Μεταφορά μεγάλης ισχύος.»
Σύνοψη: Τα πλεονεκτήματα (δυνατότητες) της μετάδοσης κίνησης με οδοντωτούς τροχούς είναι: μετάδοση κίνησης σε ατράκτους παράλληλες, κάθετες ή διασταυρούμενες· αλλαγή φοράς της περιστροφικής κίνησης· μετατροπή περιστροφικής κίνησης σε ευθύγραμμη· και μεταφορά μεγάλης ισχύος.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 4 πλεονεκτήματα: παράλληλες/κάθετες/διασταυρούμενες ατράκτοι, αλλαγή φοράς, μετατροπή σε ευθύγραμμη, μεγάλη ισχύς
Μειονεκτήματα μετάδοσης με οδοντοτροχούς
Ερώτηση: Αναφέρατε τα μειονεκτήματα της μετάδοσης κίνησης με οδοντωτούς τροχούς.
Απάντηση:
- «Τα μειονεκτήματα είναι τα παρακάτω: Το υψηλό κόστος κατασκευής. Η παρουσίαση ταλαντώσεων σε υψηλές περιστροφικές ταχύτητες.»
Σύνοψη: Τα μειονεκτήματα της μετάδοσης κίνησης με οδοντωτούς τροχούς είναι δύο: το υψηλό κόστος κατασκευής, και η παρουσίαση ταλαντώσεων σε υψηλές περιστροφικές ταχύτητες.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 2 μειονεκτήματα: υψηλό κόστος, ταλαντώσεις σε υψηλές ταχύτητες
Κατηγορίες κιβωτίων ταχυτήτων
Ερώτηση: Σε ποιες κατηγορίες χωρίζονται τα κιβώτια ταχυτήτων;
Απάντηση:
- «Ανάλογα με τον τρόπο αλλαγής των περιστροφικών ταχυτήτων, τα κιβώτια ταχυτήτων χωρίζονται στις εξής κατηγορίες: Κιβώτια ταχυτήτων με ολισθαίνοντες οδοντοτροχούς... Κιβώτια ταχυτήτων με συμπλέκτες... Κιβώτια ταχυτήτων με ανταλλακτικούς οδοντοτροχούς...»
Σύνοψη: Ανάλογα με τον τρόπο αλλαγής των περιστροφικών ταχυτήτων, τα κιβώτια ταχυτήτων χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: 1) κιβώτια με ολισθαίνοντες οδοντοτροχούς, 2) κιβώτια με συμπλέκτες (επιτρέπουν εμπλοκή και κατά τη διάρκεια της κίνησης), και 3) κιβώτια με ανταλλακτικούς οδοντοτροχούς (για περιορισμένο αριθμό περιστροφικών ταχυτήτων).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 3 κατηγορίες: ολισθαίνοντες οδοντοτροχοί, συμπλέκτες, ανταλλακτικοί οδοντοτροχοί
Κιβώτιο προώσεων τύπου Νόρτον
Ερώτηση: Εξηγήστε την αρχή λειτουργίας ενός κιβωτίου προώσεων τύπου Νόρτον.
Απάντηση:
- «Οι οδοντοτροχοί Ζ1,……, Ζ4, είναι σταθεροί επάνω στον άξονα προώσεως Α. Κατά μήκος του κινητήριου άξονα Β, ολισθαίνεται ο οδοντοτροχός S, ο οποίος εμπλέκεται με τον ενδιάμεσο οδοντοτροχό Ζ... Με τη μετακίνηση του μοχλού C, ο ενδιάμεσος οδοντοτροχός Ζ εμπλέκεται με ένα οδοντοτροχό του άξονα Α, ανάλογα με την επιλεγόμενη ταχύτητα προώσεως.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Στο κιβώτιο προώσεων τύπου Νόρτον, οι οδοντοτροχοί Ζ1 έως Ζ4 είναι σταθεροί πάνω στον άξονα προώσεως Α. Κατά μήκος του κινητήριου άξονα Β ολισθαίνει ο οδοντοτροχός S, ο οποίος εμπλέκεται με τον ενδιάμεσο οδοντοτροχό Ζ. Οι Ζ και S είναι προσαρμοσμένοι σε έναν μοχλό C, ο οποίος μπορεί να ολισθαίνει κατά μήκος του κινητήριου άξονα και να περιστρέφεται γύρω από αυτόν. Μετακινώντας τον μοχλό C, ο ενδιάμεσος οδοντοτροχός Ζ εμπλέκεται με διαφορετικό οδοντοτροχό (Ζ1…Ζ4) του άξονα Α, ανάλογα με την επιθυμητή ταχύτητα προώσεως· ο μοχλός στερεώνεται στη θέση αυτή με περόνη, που εισάγεται στην αντίστοιχη οπή.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μοχλός C μετακινεί τον ενδιάμεσο οδοντοτροχό Ζ ώστε να εμπλακεί με το επιθυμητό Ζ1…Ζ4 του άξονα προώσεως Α
Είδη συνεχούς μετάδοσης περιστροφικής ταχύτητας
Ερώτηση: Ονομάσατε τα είδη συνεχούς μετάδοσης περιστροφικής ταχύτητας.
Απάντηση:
- «Τα είδη συνεχούς μετάδοσης περιστροφικής ταχύτητας είναι τα εξής: Μηχανική... Ηλεκτρική... Υδραυλική...»
Σύνοψη: Τα είδη συνεχούς μετάδοσης περιστροφικής ταχύτητας είναι τρία: μηχανική (με τριβή, σε εργαλειομηχανές μικρής ισχύος), ηλεκτρική (με ηλεκτροκινητήρες συνεχούς ρεύματος, υψηλού κόστους λόγω ανάγκης μετασχηματιστών), και υδραυλική (σε εργαλειομηχανές με μεταφορική κίνηση, με πολύ καλή ταλαντωτική συμπεριφορά).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 3 είδη: μηχανική, ηλεκτρική, υδραυλική
Μετατροπή περιστροφικής σε μεταφορική κίνηση
Ερώτηση: Με ποιους τρόπους επιτυγχάνεται η μετατροπή της περιστροφικής κίνησης του ηλεκτροκινητήρα σε μεταφορική;
Απάντηση:
- «Η μετατροπή της περιστροφικής κίνησης του ηλεκτροκινητήρα σε μεταφορική επιτυγχάνεται με τη βοήθεια των παρακάτω κινηματικών ζευγών: Ζεύγους ατέρμονα κοχλία – οδοντωτού κανόνα... Ζεύγους κοχλία – περικοχλίου...»
Σύνοψη: Η μετατροπή της περιστροφικής κίνησης του ηλεκτροκινητήρα σε μεταφορική επιτυγχάνεται με δύο κινηματικά ζεύγη: το ζεύγος ατέρμονα κοχλία – οδοντωτού κανόνα (πιο ομαλή και μικρότερη μετατόπιση ανά περιστροφή, αλλά υψηλό κόστος κατασκευής), και το ζεύγος κοχλία – περικοχλίου με σφαιροειδές σπείρωμα και ανακυκλούμενα ένσφαιρα στοιχεία (μειωμένη τριβή, χρησιμοποιείται σε εργαλειομηχανές υψηλής ακρίβειας).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 2 ζεύγη: ατέρμονας κοχλίας–οδοντωτός κανόνας, κοχλίας–περικόχλιο (σφαιροειδές σπείρωμα)
Διάταξη Βαρντ-Λέοναρτ
Ερώτηση: Εξηγήστε τη διάταξη Βαρντ-Λέοναρτ.
Απάντηση:
- «Επειδή το ηλεκτρικό ρεύμα που φτάνει στα εργοστάσια είναι εναλλασσόμενο τριφασικό με τάση 380/220 V και συχνότητα 50Ηz, η χρησιμοποίηση ηλεκτροκινητήρα συνεχούς ρεύματος απαιτεί ένα σύστημα μετατροπής (ανορθωτή) για κατευθείαν κίνηση της εργαλειομηχανής. Τέτοιο σύστημα είναι η διάταξη Βαρντ – Λέοναρντ (Ward – Leonard).»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η διάταξη Βαρντ-Λέοναρντ (Ward-Leonard) είναι ένα σύστημα μετατροπής (ανορθωτής) του εναλλασσόμενου τριφασικού ρεύματος του δικτύου (380/220 V, 50 Hz) σε συνεχές ρεύμα, ώστε να μπορεί να τροφοδοτηθεί και να λειτουργήσει ένας ηλεκτροκινητήρας συνεχούς ρεύματος για την κίνηση της εργαλειομηχανής, αφού το δίκτυο παρέχει μόνο εναλλασσόμενο ρεύμα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Βαρντ-Λέοναρντ: σύστημα μετατροπής εναλλασσόμενου σε συνεχές ρεύμα για κινητήρα σ.ρ.
Πλεονεκτήματα υδραυλικής μετάδοσης κίνησης
Ερώτηση: Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της υδραυλικής μετάδοσης κίνησης;
Απάντηση:
- «Όμως έχει πολλά πλεονεκτήματα, τα κυριότερα από τα οποία είναι: Ευκολία αλλαγής της περιστροφικής ταχύτητας. Μεγάλη περιοχή μεταβολών της περιστροφικής ταχύτητας. Πολύ καλή κινηματική και ταλαντωτική συμπεριφορά.»
Σύνοψη: Τα κυριότερα πλεονεκτήματα της υδραυλικής μετάδοσης κίνησης είναι: η ευκολία αλλαγής της περιστροφικής ταχύτητας, η μεγάλη περιοχή μεταβολών της περιστροφικής ταχύτητας, και η πολύ καλή κινηματική και ταλαντωτική συμπεριφορά.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 3 πλεονεκτήματα: εύκολη αλλαγή ταχύτητας, μεγάλο εύρος μεταβολών, καλή κινηματική/ταλαντωτική συμπεριφορά
Στοιχεία υδραυλικού συστήματος μετάδοσης κίνησης
Ερώτηση: Αναφέρατε τα στοιχεία τα οποία περιλαμβάνει ένα υδραυλικό μετάδοσης κίνησης.
Απάντηση:
- «Ένα υδραυλικό σύστημα μετάδοσης κίνησης περιλαμβάνει τα εξής στοιχεία: Αντλία... Υδραυλικός κινητήρας... Υδραυλικό υγρό... Σύστημα σωληνώσεων. Στοιχεία ελέγχου.»
Σύνοψη: Ένα υδραυλικό σύστημα μετάδοσης κίνησης περιλαμβάνει τα εξής στοιχεία: την αντλία (καταναλώνει μηχανική ενέργεια για αύξηση της πίεσης), τον υδραυλικό κινητήρα (μετατρέπει την πίεση της αντλίας σε μηχανικό έργο), το υδραυλικό υγρό (συνήθως ορυκτέλαιο, μεταφέρει την ενέργεια από την αντλία στον κινητήρα), το σύστημα σωληνώσεων, και τα στοιχεία ελέγχου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 5 στοιχεία: αντλία, υδραυλικός κινητήρας, υδραυλικό υγρό, σωληνώσεις, στοιχεία ελέγχου
Ρύθμιση ταχύτητας στις αντλίες
Ερώτηση: Ονομάσατε τους τρόπους ρύθμισης της ταχύτητας στις αντλίες.
Απάντηση:
- «Η ρύθμιση της ταχύτητας επιτυγχάνεται με δύο τρόπους: 1. με χρήση αντλίας σταθερής παροχής, 2. με χρήση αντλίας με μεταβλητή παροχή.»
Σύνοψη: Η ρύθμιση της ταχύτητας στις αντλίες επιτυγχάνεται με δύο τρόπους: 1) με χρήση αντλίας σταθερής παροχής (π.χ. οδοντωτή αντλία), και 2) με χρήση αντλίας μεταβλητής παροχής (π.χ. πτερυγιοφόρος αντλία ή περιστροφική εμβολοφόρος αντλία).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 2 τρόποι: αντλία σταθερής παροχής ή αντλία μεταβλητής παροχής
Αρχή λειτουργίας υδραυλικού κινητήρα
Ερώτηση: Ποια είναι η αρχή λειτουργίας ενός υδραυλικού κινητήρα;
Απάντηση:
- «Οι αντλίες, που αναφέρθηκαν στην προηγούμενη παράγραφο, λειτουργούν και ως υδραυλικοί κινητήρες... Η αντλία περιστρέφεται με σταθερή ταχύτητα και αναρροφά το υδραυλικό υγρό. Το πιεζόμενο από την αντλία υδραυλικό υγρό αναρροφάται από τον υδραυλικό κινητήρα, ο οποίος είναι συνδεδεμένος με την κύρια άτρακτο. Με αύξηση της εκκεντρότητας της αντλίας... μειώνεται η περιστροφική ταχύτητα. Με τη μείωση της εκκεντρότητας, αυξάνεται η περιστροφική ταχύτητα...»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ένας υδραυλικός κινητήρας έχει την ίδια κατασκευή με μια αντλία, αλλά λειτουργεί αντίστροφα: το υδραυλικό υγρό που πιέζεται από μια αντλία (η οποία περιστρέφεται με σταθερή ταχύτητα) αναρροφάται από τον υδραυλικό κινητήρα, ο οποίος είναι συνδεδεμένος με την κύρια άτρακτο της εργαλειομηχανής και μετατρέπει την πίεση του υγρού σε μηχανικό έργο περιστροφής. Η περιστροφική ταχύτητα που φτάνει στην άτρακτο ρυθμίζεται μεταβάλλοντας την εκκεντρότητα της αντλίας: με αύξηση της εκκεντρότητας μειώνεται η ταχύτητα, ενώ με μείωσή της αυξάνεται.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Υδραυλικό υγρό υπό πίεση από αντλία κινεί τον υδραυλικό κινητήρα· ταχύτητα ρυθμίζεται με την εκκεντρότητα της αντλίας
Συσκευές προσδέσεως εργαλείων στον τόρνο και στη φρέζα
Ερώτηση: Αναφέρατε μερικές τυπικές συσκευές προσδέσεων εργαλείων στον τόρνο και στη φρέζα.
Απάντηση:
- «Τα σταθερά κοπτικά εργαλεία (εργαλεία τόρνευσης) συγκρατούνται με τη βοήθεια εργαλειοδετών... Για τη συγκράτηση περιστρεφόμενων κοπτικών εργαλείων (εργαλεία φρεζαρίσματος, διάτρησης) χρησιμοποιείται κωνική συναρμογή ανάμεσα στο στέλεχος του κοπτικού εργαλείου και στον εργαλειοφόρο άξονα.»
Σύνοψη: Στον τόρνο, τα σταθερά κοπτικά εργαλεία (εργαλεία τόρνευσης) συγκρατούνται με εργαλειοδέτες. Στη φρέζα, τα περιστρεφόμενα κοπτικά εργαλεία (φρεζαρίσματος ή διάτρησης) συγκρατούνται με κωνική συναρμογή ανάμεσα στο στέλεχος του εργαλείου και στον εργαλειοφόρο άξονα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Τόρνος: εργαλειοδέτες· φρέζα: κωνική συναρμογή στελέχους-εργαλειοφόρου άξονα
Τρόποι συγκράτησης κομματιών στον τόρνο και στη φρέζα
Ερώτηση: Ονομάσατε τους τρόπους συγκράτησης κομματιών για κατεργασία στον τόρνο και στη φρέζα.
Απάντηση:
- «Οι τυπικές συσκευές προσδέσεως σταθερών ή μετακινούμενων κομματιών είναι οι εξής: Μέγγενες εργαλειομηχανών... Στοιχεία για την κατευθείαν πρόσδεση κομματιών στην τράπεζα... Μαγνητική πλάκα... Οι τυπικές συσκευές προσδέσεως περιστρεφόμενων κομματιών είναι οι εξής: Σφιγκτήρες ή τσοκ... Πόντες ή κέντρα... Καβαλλέτα... Πλατώ... Τσιμπίδα ή σφιγκτήρας με κολέτ...»
Σύνοψη: Για κατεργασία στη φρέζα (σταθερά/μετακινούμενα κομμάτια) χρησιμοποιούνται μέγγενες εργαλειομηχανών, στοιχεία κατευθείαν πρόσδεσης στην τράπεζα με αυλάκια «Τ», και μαγνητική πλάκα (στις λειαντικές μηχανές). Για κατεργασία στον τόρνο (περιστρεφόμενα κομμάτια) χρησιμοποιούνται σφιγκτήρες ή τσοκ, πόντες ή κέντρα, καβαλλέτα, πλατώ, και τσιμπίδα ή σφιγκτήρας με κολέτ.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Φρέζα: μέγγενες, αυλάκια «Τ», μαγνητική πλάκα· τόρνος: τσοκ, πόντες, καβαλλέτα, πλατώ, τσιμπίδα
Τρόποι συγκράτησης τεμαχίων μέσω ποντών
Ερώτηση: Αναφέρατε τους τρόπους συγκράτησης τεμαχίων μέσω ποντών.
Απάντηση:
- «Η συγκράτηση των τεμαχίων μπορεί να γίνει με τους εξής τρόπους: 1. Συγκράτηση ανάμεσα στο σφιγκτήρα και σε πόντα... 2. Συγκράτηση ανάμεσα σε δυο πόντες... Σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιείται καρδιά για μετάδοση κίνησης από την άτρακτο της μηχανής στο κομμάτι.»
Σύνοψη: Η συγκράτηση τεμαχίων μέσω ποντών γίνεται με δύο τρόπους: 1) συγκράτηση ανάμεσα σε σφιγκτήρα και πόντα, και 2) συγκράτηση ανάμεσα σε δύο πόντες, όπου χρησιμοποιείται επιπλέον καρδιά για τη μετάδοση κίνησης από την άτρακτο της μηχανής στο κομμάτι.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- 2 τρόποι: σφιγκτήρας+πόντα, ή δύο πόντες (με καρδιά για μετάδοση κίνησης)
Χρήση καβαλλέτων στον τόρνο
Ερώτηση: Σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιούνται καβαλλέτα για συγκράτηση κομματιών στον τόρνο;
Απάντηση:
- «Καβαλλέτα. Για συγκράτηση αξόνων μικρής διαμέτρου και μεγάλου μήκους χρησιμοποιούνται καβαλλέτα, τα οποία μπορούν να είναι κινητά ή σταθερά.»
Σύνοψη: Τα καβαλλέτα χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση αξόνων μικρής διαμέτρου και μεγάλου μήκους στον τόρνο· μπορούν να είναι κινητά ή σταθερά.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Καβαλλέτα: άξονες μικρής διαμέτρου + μεγάλου μήκους· κινητά ή σταθερά
Πλατώ και τσιμπίδα — ποια κομμάτια συγκρατούν
Ερώτηση: Ποια κομμάτια συγκρατούνται στο πλατώ και ποια στη στιμπίδα;
Απάντηση:
- «Πλατώ. Τα πλατώ χρησιμοποιούνται για συγκράτηση κομματιών που πρόκειται να κατεργασθούν παράκεντρα... Στα πλατώ τοποθετούνται κομμάτια που έχουν ακανόνιστη γεωμετρική μορφή.» και «Τσιμπίδα ή σφιγκτήρας με κολέτ (collet)... Η τσιμπίδα χρησιμοποιείται για συγκράτηση κομματιών μικρής διαμέτρου.»
Σύνοψη: Στο πλατώ συγκρατούνται κομμάτια με ακανόνιστη γεωμετρική μορφή που πρόκειται να κατεργασθούν παράκεντρα, όπου δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί τσοκ. Στην τσιμπίδα (σφιγκτήρα με κολέτ) συγκρατούνται κομμάτια μικρής διαμέτρου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Πλατώ: ακανόνιστα κομμάτια/παράκεντρη κατεργασία· τσιμπίδα (κολέτ): κομμάτια μικρής διαμέτρου
