DRŽAVNO NATJECANJE UČENIKA STROJARSKIH ZANIMANJA GODINE

Transcript

1 REPUBLIKA HRVATSKA MINISTARSTVO ZNANOSTI OBRAZOVANJA I SPORTA AGENCIJA ZA STRUKOVNO OBRAZOVANJE I OBRAZOVANJE ODRASLIH DRŽAVNO NATJECANJE UČENIKA STROJARSKIH ZANIMANJA 05. GODINE STROJARSKE KONSTRUKCIJE PRAKTIČNI ZADATAK ZAPORKA Teorijski zadaci Praktični zadatak Ukupno Ukupno mogući bodovi Broj postignutih bodova *U slučaju postignutog istog ukupnog broja bodova prednost ima natjecatelj s postignutim većim brojem bodova na praktičnom dijelu. Članovi povjerenstva:... Predsjednik povjerenstva: Strojarska tehnička škola Osijek,.travnja 05. godine

2 STROJARSKE KONSTRUKCIJE PRAKTIČNI ZADATAK NAPUTAK ZA RJEŠAVANJE ZADATKA Vrijeme Vrijeme rješavanja praktičnog zadatka je 0 minuta. Pribor Kalkulator, pribor za pisanje i crtanje i identifikacijski dokument (osobna iskaznica). Dopuštena je uporaba stručne tiskane literature (udžbenici i priručnici). Kako se izabrane vrijednosti iz tablica ne bi razlikovale potrebne tablice su priložene. Zadatak Pažljivo pročitati zadatak i uočiti način rješavanja. Proračun i rezultate upisati kemijskom olovkom u prostor za rješavanje zadatka u koracima prema zadatku, a računske operacije uraditi na pomoćnom papiru, U postupku dimenzioniranja usvajati normirane veličine, a brojčane veličine na dvije decimale. Na svakom listu popuniti rubriku: KRITERIJ ZA VREDNOVANJE Zadatak je vrednovan sa 60 bodova. Za svaki korak u zadatku predviđen je određeni broj bodova u desnom stupcu. U prostoru za rješavanje zadatka mora biti u svakom koraku vidljivo da je: a) uporabljena prikladna procedura i izvedena do kraja ( bod), b) rješenje prihvatljivo u granicama 5 % ( bod), c) ispravna mjerna jedinica i oznaka veličine ( bod). Prepravljani i brisani odgovori se ne vrednuju. U rubriku za upis ostvarenih bodova upisuju se samo cijeli bodovi. Državno povjerenstvo

3 STROJARSKE KONSTRUKCIJE- PRAKTIČNI ZADATAK Zadatak: Crtežom je prikazan mehanizam za automatsku izmjenu alata koji se koristi za izmjenu alata na horizontalnim obradbenim centrima - numerički upravljanim alatnim glodalicama /bušilicama. Ciklus izmjene alata je izmjena alata u glavnom vretenu GV izabranim alatom iz gnijezda spremnika alata G. U svrhu izmjene ruka izmjenjivača rotira iz početnog (horizontalnog) položaja za 90 0 u vertikalni položaj izmjene gdje istovremeno hvata novi alat u gnijezdu G i alat u glavnom vretenu GV koji će biti zamijenjen. Nakon zahvata alata izvlači ih iz konusa da bi se mogla izvršiti rotacija za 80 0 čime alat iz GV dolazi na mjesto alata u gnijezdo spremnika G, a alat iz gnijezda spremnika u glavno vreteno GV. Izmjena alata završava povratkom ruke (bez alata) za 90 0 u početni horizontalni položaj Ruku R s alatima u zahvatnicama rotiraju dva ozubljena hidrulička klipa - ozubnice O preko zupčanika Z (detalj B - D model) i utorne (ožljebljene) cijevi C i klinastog vratila V uležištenih u dva valjna ležaja L (detalj A i presjek). G R L Z O L 5 O C h (90 ) h (80 ) p do b Lk p utorni spoj (ožljebljenje) 5 R V Z O alat GV D CU D CV C V A B Broj bodova:

4 STROJARSKE KONSTRUKCIJE- PRAKTIČNI ZADATAK Zadano: - = rotacija ruke bez alata, - = rotacija ruke s alatima, - t = 0,5 s - vrijeme rotacije 80 0, - I dal =, kgm dinamički moment inercije za alata mase m al = 5 kg - m R = 40 kg - masa rotirajućeg sklopa ruke - L R = 0,65 m - razmak alata; gnijezdo spremnika G - glavno vreteno GV; duljina ruke - η ležaja = 0,99 (za jedan par ležajeva) - η zupčanika = 0,95 ( za ukupni zupčani prijenos; zupčanik- ozubnice) - d o =00 mm - diobeni promjer zupčanika - d k =40 mm - promjer hidrauličkog cilindra - ψ = 0 - faktor širine zupčanika - c o = 000 N/cm - koeficijent opterećenja zupca - = 6 ; = 0,7 ; = - = kut dodirnice - D cv =90 mm - vanjski promjer cijevi - D cu =78 mm - unutarnji promjer cijevi (vanjski promjer ožljebljenja) - t dopiii = 0 MPa - dopušteno naprezanje torzije (izmjenično) za ožljebljenu cijev - k=,5 - unutarnje centriranje - p dopiii = 0 N/mm - dopušteni pritisak utornog spoja (izmjenično) - Lk=0 mm - duljina utornog (ožljebljenog spoja) Odrediti: ) kutno ubrzanje ruke s alatima u jednoliko ubrzanom kružnom gibanju za kut rotacije80 0 (iz odnosa = t /, uvrstiti u rad) ) dinamički moment inercije I dr sklopa ruke (bez alata), ( kao štapa koji rotira, I dr = m R L R /) ) ukupni dinamički moment inercije I du sklopa ruke koja rotira s dva alata, ako je dinamički moment inercije alata I dal =, kgm (obzirom na os rotacije) (dinamički moment zupčanika, ožljebljene cijevi i klinastog vratila zanemariti) 4) okretni moment M o za rotaciju ruke s alatima, -jednak je umnošku ukupnog dinamičkog momenta I du i kutnog ubrzanja 5) ukupne gubitke η u (ležaji i zupčani prijenos) i okretni moment M og uvećan za gubitke, 6) modul m zupčanika i klipa ozubnice (izabrati modul. prednosti), -pomoću modificirane jednadžbe preko okretnog momenta m = (M og / cd o ) cm 7) promjere zupčanika; vanjski d a, podnožni d f, širinu b i hodove ozubnice h za 90 0 i h za ) potreban hidraulički radni tlak p ako je promjer hidrauličkog cilindra (klipa) dk=40 mm (klip je jedan pogonski, a drugi je upravljački (naizmjenično)) 9) provjerti naprezanje na torziju ožljebljene cijevi preko koje se prenosi rotacija sa zupčanika na klinasto vratilo i ruku s alatima, savijanje zanemariti, 0) provjeriti specifični pritisak utornog spoja (ožljebljene cijevi i klinastog vratila) prema p=k Fo / (hl k i) Broj bodova:

5 STROJARSKE KONSTRUKCIJE- PRAKTIČNI ZADATAK - rješenje. kutno ubrzanje ruke s alatima u jednoliko ubrzanom kružnom gibanju pri rotaciji =80 0 iz odnosa = t / uvrstiti u rad = / t =,4 / 0,5 = 5, rad/s ili ω= / t = / 0,5=,56 rad/s = ω / t =,56/0,5 = 5, rad/s. dinamički moment inercije I idr ruke (kao štapa) prema Id R = m R L R / Id R = m R L R / = 400,65 /=,4 kgm. ukupni dinamički moment inercije Id uk Id al =, kgm - zadano I du = Id al + Id R =,+,4=4,6 kgm 4. okretni moment Mo za rotaciju ruke s alatima -jednak je umnošku ukupnog dinamičkog momenta I du i kutnog ubrzanja M o =Id uk = 4,6 5, =5,80 Nm 5. ukupni gubitci i okretni moment M og uvećan za gubitke η u η u = η L η z = 0,99 0,95 = 0,94 M o g = M o / η u = 5,80 / 0,94=,9 Nm Broj bodova: 4

6 STROJARSKE KONSTRUKCIJE- PRAKTIČNI ZADATAK - rješenje 6. modul m zupčanika z i klipa ozubnice c o = 000 N/cm = 6 ; = 0,7 ; = c = c o = ,7= 400 N/cm m M c do ,4 cm m usvojeni,5 mm 7. broj zubaca, vanjski i podnožni promjer i širina zupčanika z z = do/m = 00/,5 = 40 da = do+ m= 00+5 = 05 mm df = do-,4 m= 00 6 = 94 mm b=m =,50=5 mm hod ozubnice za 90 0 za 80 0 h = do /4=00,4 / 4 = 78,5 mm h= do /=00,4 / = 57 mm 8. potreban hidraulički radni tlak promjer hidrauličkog cilindra (klipa) dk=40 mm -obodna sila na diobenom promjeru (zupcu) (klip je jedan pogonski, a drugi je upravljački (naizmjenično)) Fo= M o g /do=,9/0,=46,8 N -površina klipa A=d k,4/4 = 40,4/4 = 56 mm -tlak p= F/A=46,8/56 =,96 N/mm =,96 MPa = Pa (=9,6 bara) Broj bodova: 8

7 STROJARSKE KONSTRUKCIJE- PRAKTIČNI ZADATAK - rješenje 9. provjera naprezanja na torziju ožljebljene cijevi preko koje se prenosi rotacija sa zupčanika na klinasto vratilo i ruku s alatima, savijanje zanemariti, t = M og / W = 90 / 67,5 =,98 N/mm =,98 Mpa 0 Mpa W= 0, D (- 4 ) = 0,90 (- 0,87 4 )= 67,5 mm = D cu / D cv = 0,78 / 0,90 = 0,87 t t dopiii = 0 MPa (izmjenično) 0. provjera specifičnog pritiska utornog spoja (ožljebljene cijevi i klinastog vratila) Lk = 0 mm - duljina utornog spoja D cu = D = 78 mm - laka izvedba za unutarnje centriranje k=,5 p dop III =0 MPa (izmjenično) prema p=k Fo / (hl k i) obodna sila F 0 = M og / D =,9 /0,78 = 58,7 N nosiva visina klina h= 0,5 (D-d)= 0,5 (78-7)= mm iz tablice - unutarnji promjer ožljebljenja d=7 mm iz tablice - broj klinova po obodu i= 0 p=,5 58,7 / ( 0 0)= 7, N/mm = 7, Mpa p=7, MPa p dop III = 0 MPa Broj bodova: 8

8 PRILOG TABLICE

9 REPUBLIKA HRVATSKA MINISTARSTVO ZNANOSTI OBRAZOVANJA I SPORTA AGENCIJA ZA STRUKOVNO OBRAZOVANJE I OBRAZOVANJE ODRASLIH DRŽAVNO NATJECANJE UČENIKA STROJARSKIH ZANIMANJA 05. GODINE STROJARSKE KONSTRUKCIJE TEORIJSKI ZADACI ZAPORKA Teorijski zadaci Praktični zadaci Ukupno Ukupno mogući bodovi Broj postignutih bodova *U slučaju postignutog istog ukupnog broja bodova prednost ima natjecatelj s postignutim većim brojem bodova na praktičnom dijelu. Članovi povjerenstva:... Predsjednik povjerenstva: Strojarska tehnička škola Osijek,.travnja 05. godine

10 STROJARSKE KONSTRUKCIJE TEORIJSKI ZADACI NAPUTAK ZA RJEŠAVANJE TESTA Vrijeme Vrijeme rješavanja teorijskih zadataka je 60 minuta. Pribor Kemijska olovka, pribor za pisanje i crtanje i identifikacijski dokument (osobna iskaznica). Nije dopuštena uporaba nikakve literature! Na svakom listu popuniti rubriku: Zadatci Test sadrži ukupno 0 zadataka dosjećanja, dopunjavanja, jednostrukog i višestrukog izbora i problemskog tipa. Zadatke dosjećanja rješavati tako da se u predviđeni prostor upiše rečenica, riječ, jednadžba, znak ili broj kao u zadatcima,7,,6 i 7. U zadatcima,8 i 0 potrebno je nacrtati skicu ili dopuniti crtež. U zadatcima dopunjavanja rečenice nisu potpuno dovršene. U njima nedostaje jedna ili više riječi. Ove zadatke treba rješavati tako da se upiše na crtu ili u tablicu upravo ona riječ, znak ili matematički izraz što najbolje dopunjava rečenicu kao u zadatcima 5, i 4. Zadatci jednostrukog i višestrukog izbora kao i 5 su pitanja na koje je ponuđeno više odgovora. Među predloženim odgovorima zaokružiti slova točnih odogovora. Zadatci problemskog tipa su,4,6,8,9 i 0. KRITERIJ ZA VREDNOVANJE Test je vrednovan s najviše 40 bodova. Za svako pitanje u testu su predviđena dva boda u desnom stupcu ((xbod ili x boda). Prepravljeni i djelomični odgovori se ne vrednuju. Zadatak nije točan ako je zaokruženo više od potrebnih odgovora, makar među njima bili i oni koji su ispravani. U rubriku za upis ostvarenih bodova se upisuju samo cijeli bodovi. Državno povjerenstvo

11 STROJARSKE KONSTRUKCIJE - TEORIJSKI ZADACI - RJEŠENJA. Zadatak Za sklop prema crtežu zaokružiti odgovarajuće tolerancije dosjeda prema funkcionalnim kotama dosjeda Ø0 i Ø8 kliznog ležaja KL koji s elementom rotira oko osovine kota Ø0 - dosjed osovine i kliznog ležaja (zaokružiti točan odgovor) H7/j6 H7/f7 0 H7/k6 8 5H7/k H7/j a)h7/k6 b)h7/a6 c)h7/f7 -kota Ø8 - dosjed kliznog ležaja i kučišta (zaokružiti točan odgovor) KL a) H7/a6 b) H7/k6 c) H7/f7. Zadatak Za pravocrtnu kliznu vodilicu predočenu crtežom označiti tolerancije oblika za zadani profil i položaja prema bazi A.. Zadatak Dvije najčešće izvedbe nosivih nerastavljivih metalnih struktura u gradnji strojeva prema načinu izrade su: a) ljevana, b) zavarena. Broj bodova: 6

12 STROJARSKE KONSTRUKCIJE - TEORIJSKI ZADACI - RJEŠENJA 4. Zadatak Čeono zavareni spoj prema crtežu je opterećen na savijanje. L F Naprezanje provjeravamo prema jednadžbi: vlak V l s = M s /W = F l / W a tlak 5. Zadatak Rastavljivi stezni spojevi vratila i glavine ostvaruju se uzdužnim pomakom, elemenata na vratilu ili steznih elemenata da bi se ostvarilo potrebno trenje. 6. Zadatak Kriterij proračuna vijčanog spoja sa zračnosti na slici a) je vlak, a dosjednog vijka na slici b) je odrez i površinski pritisak. a) b) 7. Zadatak Skicom je predočeno kuglično navojno vreteno. Najvažnije karakteristike ovog prijenosa su: - mogućnost poništavanja zračnosti, - malo trenje. Broj bodova: 8

13 STROJARSKE KONSTRUKCIJE - TEORIJSKI ZADACI - RJEŠENJA 8. Zadatak Cilindrična zavojna opruga u sklopu prema slici je opterećena tlačno, a naprezanje unutar opruge je torzijsko (uvijanje). F 9. Zadatak Za zatik u sklopu prema crtežu upisati kriterije dimenzioniranja prema zadanom opterećenju: - odrez Mt - površinski pritisak 0. Zadatak Strojni element označen brojem prema crtežu, na kojem je zupčanik naziva se rotirajuća osovina, a opterećen je na savijanje.. Zadatak Dvije najvažnije veličine kod kliznog ležaja koje omogućavaju ispravno podmazivanje su: - konstruktivna karakteristika i - relativna zračnost.. Zadatak Za čvrsto uležištenje treba učvrstiti vanjski i unutarnji prsten ležaja, a kod slobodnog uležištenja vanjski ili unutarnji prsten ležaja. Broj bodova: 0

14 STROJARSKE KONSTRUKCIJE - TEORIJSKI ZADACI - RJEŠENJA 4. Zadatak Za elemente, vratilo (osovina) - oslonac prema zadanom opterećenju treba dopuniti skicu uzdužnog (aksijalnog) valjnog uležištenja! 4. Zadatak Funkcija centrifugalne spojke je automatsko uključivanje i isključivanje. gonjenog vratila pri određenom broju okretaja (brzini) pogonskog vratila. 5. Zadatak Za navedene prijenose snage prema načinu prijenosa treba zaokružiti ispravne odgovore: Posredni prijenosi trenjem su: Neposredni prijenosi oblikom su: a) remenski prijenos plosnatim remenom a) remenski prijenos plosnatim remenom b) remenski prijenos zupčastim remenom b) remenski prijenos zupčastim remenom c) zupčani prijenos c) užetni prijenos d) lančani prijenos d) pužni prijenos e) tarni prijenos e) tarni prijenos 6. Zadatak Najveći nedostatci tarnog prijenosa su: a)mogućnost proklizavanja i netočan prijenosni omjer, b)veća opterećenja vratila i ležaja zbog potrebne sile pritiska. 7. Zadatak Izvedbe zatezanja remena u remenskom prijenosu mogu biti: a) zateznom remenicom ili b) promjenom osnog razmaka (zatezanje pogonskom ili gonjenom remenicom). Broj bodova: 0

15 STROJARSKE KONSTRUKCIJE - TEORIJSKI ZADACI - RJEŠENJA 5 8. Zadatak Na skici ucrtati sile na zupcu zupčanika s kosim zubima: 9. Zadatak Pomak ili ispravak profila zupca je potrebno primjeniti kod: - broja zubaca manjeg od graničnog ili - korekcije osnog razmaka. 0. Zadatak Dovršiti shematski crtež kinematske strukture autodizalice pomoću navojnih vretena ucrtavanjem odgovarajućih zupčanika. najviši položaj L matice M V m V M L - hod dizalice EM z najniži položaj z4 z6 z z z5 Broj bodova: 6