Szakítóvizsgálat
A.)
A szakítóvizsgálat a szilárd anyagok mechanikai tulajdonságainak mérésére szolgál. Roncsolásos
vizsgálat, amikor a próbatest alakúra kiképzett munkadarabot szakítógépen, állandó húzással
fokozatosan megnyújtják, egészen addig, amíg a mintadarab el nem szakad. A folyamat során végig
mérik a munkadarab megnyúlását a terhelés változásának függvényében.
A szakítóvizsgálat egyik eredménye a megnyúlás-erő diagram, az ún. szakítódiagram. Ezen a
megnyújtás és a szakítás folyamata nyomon követhető és szakaszokra osztható.
Az első szakasz a rugalmas alakváltozás szakasza. Ezen a szakaszon nem történik még olyan
deformáció, ami miatt a mintadarab ne nyerhetné vissza eredeti alakját.
A második szakasz az egyenletes alakváltozás. Ezen a húzási szakaszon a képlékeny deformáció
azonos végig a húzott mintadarabon.
A harmadik szakasz a kontrakció, amikor egy ponton elkeskenyedik a mintadarab, majd ott el is
szakad.
Az anyag szakítószilárdsága az a mennyiség, amely a szakítódiagram maximális erőpontjának és a
mintadarab keresztmetszetnek a hányadosa.
A próbatesttel szemben támasztott követelmények:
A próbatestek keresztmetszete lehet kör, négyzet, derékszögű négyszög, körgyűrű vagy kivételes esetben más alakú
- reprezentálja a vizsgálandó anyagtételt;
- fejkiképzése illeszkedjen a rendelkezésre álló szakítógéphez;
- szakítandó keresztmetszete, a várható szilárdság figyelembevételével, illeszkedjen a szakítógép méréshatárához;
- alakja tegye lehetővé a vizsgálni kívánt paraméterek meghatározását.
A szakító diagram
A szakítódiagram fő tartományai:
A szakítódiagram fő tartományai a következők:
- rugalmas alakváltozás:, Ebben a szakaszban érvényesül a Hooke-törvény, a terhelőerő megszűnésekor a próbatest visszanyeri eredeti alakját.
2.Folyás: A folyási tartományban az anyag megfolyik, a feszültség csökken, miközben az anyag tovább nyúlik. A próbatestben lejátszódó folyamatok hatására ingadozik (alsó és felső folyáshatár).
3.Képlékeny alakváltozás: Képlékeny deformáció
- Kontrakció: A kontrakciós tartományban a próbatest valamelyik pontjában a keresztmetszet lecsökken, majd ennek a tartománynak a végén elszakad.
B.)
Forgácsképződés
A forgácsoló szerszám által leválasztott forgács képződésének módja alapján háromféle forgács fajtát
tudunk megkülönböztetni:
- folyó forgács
- nyírt forgács
- töredezett forgács
A folyóforgács képződése folytonos, összefüggő, szalagszerű forgács keletkezését jelenti. A
képlékenyen elcsúszott forgácslemezkék szabad szemmel nem láthatók. A forgács folytonos
szalagként fut le a szerszám homlokfelületén és a forgácslemezkék a nyírási csak kismértékben
mozdulnak el. A nagy forgácsolósebesség mellett a jelentős képlékeny alakváltozás és a súrlódások
miatt kialakuló magas hőmérsékleten a forgács vörösen izzik. A folyóforgács keletkezésének kedvez a
nagy forgácsolósebesség, a pozitív homlokszög, a kicsi forgácsvastagság, az anyagok homogén
finomszemcsés szövetszerkezete.
Szívós anyag forgácsolásakor nyírt forgács is keletkezhet. A nyírási síkban egymáshoz képest
jelentősen elmozduló forgácslemezkék szabad szemmel is láthatók. A forgács továbbra is szalagszerű,
mert a forgácslemezkék nem esnek szét, mert hideghegedéssel összekapcsolódnak. A csökkenő
(főként a negatív) homlokszög, a nagyobb forgácsvastagság és a közepes forgácsolósebesség elősegíti
a nyírt forgács keletkezését.
Tört forgács keletkezik rideg (képlékenyen kevéssé alakítható), vagy jelentősen inhomogén anyagok
(pl. lemezgrafitos öntöttvas) forgácsolásakor. Ilyenkor nem a képlékeny alakváltozási mechanizmus,
hanem az anyagrészecskéknek a kiszakadása, kitöredezése miatt jön létre a forgács. Ebben az
esetben a forgácsolási erő jelentősen ingadozik.
A forgácskeresztmetszet
A forgácsolás során a leválasztott anyagrészek forgács formájában kerülnek eltávolításra. Ezeknek az
anyagrészeknek a forgácsoló irányra merőleges keresztmetszetét nevezik forgácskeresztmetszetnek.
A forgácskeresztmetszet lehet állandó (pl. esztergáláskor), vagy változó (pl. maráskor).
Ahol a fogásmélység, s az előtolás, b a forgácsszélesség és h a forgácsvastagság.
A forgácsolás teljesítményigénye
Forgácsolási teljesítmény: A forgácsolás tényleges teljesítményigénye a villamos hálózatból fevett fogyasztással egyenlő. Ebben benne van a forgácsolás energiaigénye és a gép állapotára jellemző hatékonyság (hatásfok). A forgácsolás teljesítményét számíthatjuk a mért (vagy számított) nyomatból, illetve erőből. A közepes forgácsolás teljesítményigénye nagyságrendileg megegyezik egy kávéfőzőével. Nagyon fontos jellemző, mert tapasztalat szerint a forgácsolás nagyon energiaigényes megmunkálás. Az egységnyi térfogat eltávolítása megmunkálása a forgácsolás során a legnagyobb
C.)
Súlypont és statikai nyomaték meghatározás
(egyszerű síkidomok)
Súlypont
A szimmetria tengelyek mindig súlyvonalak. Ha tehát egy síkidomnak van legalább két szimmetria tengelye, akkor azok metszéspontja kijelöli a síkidom súlypontját. Az ilyen síkidomokat, egyszerű síkidomnak nevezzük.
Statikai nyomaték
A súlypont koordinátáinak meghatározásakor, olyan erőrendszerrel dolgoztunk, melynek az erői, az egyszerű síkidomok területei voltak. Az eredő helyének a kiszámítása során a nyomatéki egyenletekben tehát valójában területeket szoroztunk a távolságokkal. Az olyan mennyiségeket, melyek területnek távolsággal való szorzása által születnek, statikai NYOMATÉKNAK NEVEZZÜK.
A STATIKAI NYOMATÉK MÉRTÉKEGYSÉGE : cm3 , m3 , mm3
Statikai nyomaték
Tetszőlegesen választott vonatkoztatási tengelyre a síkidom területe, szorozva súlypontjának a
tengelytől vett távolságával, a síkidom statikai nyomatékát adja a választott tengelyre nézve.
Az x tengelyre számított statikai nyomaték
Az y tengelyre számított statikai nyomaték
Súlypont
A súlypont a testnek az a pontja, melyben a testre ható nehézségi erők egyetlen erővel
helyettesíthetők.
D.)
Tengelykapcsolók
Feladatuk: A tengelykapcsolók feladata két tengely összekapcsolása (esetleg időnként a kapcsolat megszakítása) illetve a tengelyek és a rászerelt erőt, nyomatékot átvivő elemek (tárcsák, karok, fogaskerekek stb.) egymáshoz kötése.
Merevtárcsás tengelykapcsoló
Erőzáró tengelykapcsolók
Az erőzáró tengelykapcsolóknál a súrlódó erő biztosítja a nyomatékátvitelt.
A héjas tengelykapcsoló
A héjas tengelykapcsolóknál a hosszirányban osztott tok szorítókötéssel kapcsolódik a
tengelyvégekhez. Két típusa terjedt el. A kúpos kapcsolóhüvelyes kivitel és a héjas kapcsolófeleket
csavarokkal tengelyre szorító változat. A kötést gyakran retesszel biztosítják. A kúpos
kapcsolóhüvelyes kivitel, amelynél a 2-3°-os szögű külső kúpfelületekre felhúzott gyűrűk biztosítják a
szorító erőt. A héjas kapcsolófeleket csavarok szorítják a tengelyre. A kötés biztosítása retesszel
történhet.
Alakzáró tengelykapcsolók
Az erőzáró tengelykapcsolóknál az egymásba kapcsolódó elemek szilárdsága biztosítja a nyomatékátvitelt.
Merevtárcsás tengelykapcsolók
Két tengely vagy forgórész összekapcsolására szolgáló olyan gépelem, mely nem enged meg a két
tengely között sem sugárirányú sem szögeltérést sem elcsavarodást. A tárcsás tengelykapcsoló lehet
alakzáró és erőzáró kivitelű. A tárcsafeleket csavarok szorítják össze.
Méretezési elve
A tárcsás kapcsolók méretezésekor is különbséget teszünk az erőzáró vagy alakzáró kapcsolók között.
Súrlódásos nyomatékátvitelnél a tárcsákat F a erővel össze kell szorítani, hogy a kívánt nyomaték
átvihető legyen.