Járműelemek és Hajtások Tanszék

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Közlekedésmérnöki Kar

Közlekedésmérnöki Kar

Járműelemek és Hajtások Tanszék

Dr. Eleőd András A KIALAKÍTÁS SZABÁLYAI

kézirat

Budapest 2006.

Járműelemek és Hajtások Tanszék

Eleőd: A kialakítás szabályai

2

1. Bevezetés Közgazdasági értelmében egy gyártmány csak akkor válik termékké, ha sikerült eladni. A raktáron heverő gyártmány egyelőre csak költségnövelő tényező. Egy termék akkor lesz a piacon eladható, ha: - van rá igény és - ha értéke a vásárló szemében a konkurencia termékénél nagyobb. Az érték úgyszintén közgazdasági fogalom, egyik oldalról nézve egy terméknek annyi az értéke, amennyit a vásárló hajlandó adni érte. Másik oldalról nézve:

érték

funkció költség

Költség alatt mindazon ráfordítások anyagi ellenértékét értjük, amelyek a termék létrehozásához és eladásához szükségesek. Funkció alatt a termék mindazon képességét és tulajdonságát értjük, ami közvetlen a vevő igényeinek kielégítésére szolgál és amiért a vevő hajlandó fizetni. Egy termék előállítása során, annak minden fázisában, - így a tervezésben is - arra kell törekedni, hogy a termék értéke minél nagyobb legyen. A tervezés a termék előállításának folyamatában kitüntetett szerepet játszik, mivel a legkisebb ráfordítással a leghatékonyabb módon lehet a termék tulajdonságait befolyásolni:

2. A tervezés során mérlegelendő főbb szempontok A tervezőmunka során a tervezőnek olyan terméket kell létrehoznia, amely a korábbiakban megfogalmazott funkciókat a meghatározott hatáselvek szerint elégíti ki, de egyben megfelel az értéknövelés követelményeinek is. A tervezőnek tehát a tervezés során tekintettel kell lennie a termék életpályájának a tervezést megelőző, ill. azt követő szakaszára is. A tervezés során tehát minden döntést több szempontból kell mérlegelni, a döntések következményeit állandóan ellenőrizni, mert az esetleges hibák a későbbiekben csak sokkal nagyobb költséggel korrigálhatók (lásd az előző ábrát). Vegyük sorra a tervezés minden munkafázisa során mérlegelendő elsődleges szempontokat:


3

- Funkció: kielégülnek-e a korábbiakban megállapított funkciók? Milyen további mellékfunkciók, ill. kiegészítő szükségesek? - Hatáselv: biztosítja-e a kiválasztott hatáselv a szükséges működést? Milyen hatásfokkal és milyen hatékonysággal? - Méretezés: garantálják-e a kiválasztott formák és méretek a választott anyaggal a szükséges élettartamot a fellépő valóságos terhelés mellett? - Biztonság: figyelembe vannak-e véve a funkcióbeli, a működésbeli, valamint a környezeti biztonságot befolyásoló tényezők? -

Ergonómia:

ember-gép kapcsolat figyelembevétele.

kialakítása,

emberi

terhelés,

ill.

teherbírás

- Gyártás: figyelembe vannak-e véve a gyártás, ill. gyárthatóság technológiai és tudományos szempontjai? - Ellenőrzés: hol és mikor (gyártás során, utána) szükséges az ellenőrzés? - Szerelés: minden külső és belső szerelés egyértelműen és egyszerűen kivitelezhető? - Szállítás: figyelembe vannak- e véve az üzemen belüli és az üzemen kívüli szállítási lehetőségek? - Felhasználás: a felhasználás és üzemeltetés során fellépő jelenségeket (pl. zaj, rezgés, rázás) megfelelő mértékben vették figyelembe? - Karbantartás: a karbantartás, ill. rendszeres ellenőrzés számára szükséges mennyiségek egyszerűen és biztonsággal mérhetők és ellenőrizhetők? - Újrafelhasználás: figyelembe vannak-e véve az újtafelhasználás, ill. újra-hasznosíthatóságra vonatkozó előírások és az ezeken felüli lehetőségek? - Költségek: betarthatók-e az előre becsült, ill. maximált költséghatárok? - Határidők: betarthatók-e a hálótervben megadott határidők? Van-e lehetőség a határidők csökkentésére? - Minőség: megfelelőképpen dokumentált-e a tervezés minden fázisa? 3. A tervezés alapszabályai A tervezés három alapszabálya: - az egyértelműség, - az egyszerűség, - a biztonság.


4

Bár első olvasásra triviálisnak tűnnek, de nézzük meg részletesebben, hogyan lehet a fenti alapszabályokat a termékalkotás szempontjainál érvényre juttatni: 3.1 Egyértelműség - Funkció: tiszta és világos funkcióstruktúra, a részfunkciókhoz tartozó bemeneti és kimeneti értékek pontos megadásával. - Hatáselv: világos ok-okozati kapcsolat, világos energia-, erő-, anyag- és jelfolyam. - Méretezés: egyértelmű terhelés definíció

anyagválasztás

megengedett értékek.

- Ergonómia: egyértelmű kezelési folyamat. - Gyártás és ellenőrzés: egyértelmű dokumentáció (rajz + darabjegyzék + műszaki leírás!) - Szerelés és szállítás: egyértelmű szerelési sorrend, a szállítási igény figyelembevételével. - Felhasználás és karbantartás: karbantartási utasítás, a karbantartáshoz szükséges célszerszámok legyártása, az előírt karbantartás kipróbálása! -

Recycling: az újrafelhasználható és újrahasznosítható anyagok megjelölése és az újrafelhasználás céljának megadása, szétszerelési utasítás! Példaként bemutatjuk a Sachs lengéscsillapítók dobozában található ábrasort:

3.2. Egyszerűség - Funkció: áttekinthető és lehetőleg kisszámú részfunkciók. - Hatáselv: egyszerű (és lehetőleg nem kombinált) hatáselv. - Méretezés: egyszerű geometriai formák, amelyek direkt matematikai módszerekkel a lineáris rugalmasságtan tartományában méretezhetők. (Szimmetria szerepe!)


5

- Ergonómia: könnyű hozzáférhetőség, áttekinthető formák és alakzatok, egyszerű működtetés. - Gyártás és ellenőrzés: egyszerű geometriai formák, kevesebb technológiai művelet. - Felhasználás és karbantartás: - egyszerű kezelhetőség, - a meghibásodások láthatóvá tétele, - javíthatóság. - Újrafelhasználás: értékesíthető anyagok alkalmazása, egyszerű szétszerelés. 3.3. Biztonság A biztonság alapszabálya érinti a műszaki funkciók megbízható kielégítését, csakúgy, mint az emberre és a környezetre ható veszély csökkentését. A biztonság kiterjed: - a funkcionális biztonságra: a gépek, ill. berendezések működési biztonságosságára és megbízhatóságára, nehogy a tervezettől eltérő üzemállapot kialakulhasson, - az alkatrész biztonságára: törés, instabilitás, tartósság szempontjából, - a munkavégzési biztonságra: a személyre, aki a géppel dolgozik, - a környezeti biztonságra. Gépekre és gépipari berendezésekre a DIN 31000 háromlépcsős biztonságot ír elő: a. Közvetlen biztonság: olyan konstrukciós megoldásokat kell tervezni, amelyek az emberre és a környezetére egyáltalán nem jelentenek veszélyt. A közvetlen biztonság a tervezendő gépegység funkciójától függően többféle alapelv alkalmazásával érhető el: - Safe-life (biztos túlélés) alapelv: minden részegység és ezáltal maga a berendezés is a megkívánt valószínűséggel tervezett élettartamán belül tönkremenetel nélkül üzemel (pl. hengerfej csavar, vezérmű-bordásszíj, fékpofa, stb.). - Fail-safe (korlátozott meghibásodás) alapelv: túlterhelés hatására egyetlen alkatrész tönkremenetele megengedhető, hatására a berendezés leáll, anélkül, hogy az egész berendezés tönkremenne (pl. reteszkötésben a retesz). - Redundáns elrendezés (megbízhatóságnövelés): azonos funkciójú berendezés(ek) párhuzamos telepítése. A párhuzamosan telepített berendezés csak a rendszeresen működő meghibásodása esetén veszi át az előzőtől a funkcióját (pl. kórházak, bankok számítógép-áramellátó berendezései, kétkörös fékrendszer, tartalék víz- és levegő szivattyúk, stb.). b. Közvetett biztonság: védőberendezések és védőfelszerelések alkalmazása. c. Utasításos biztonság: munkavédelmi előírások (pl. 25/1996 (VII.28.) NM rendelet, amely az egészséget nem veszélyeztető munkavégzés és a munkakörülmények általános egészségügyi követelményeit határozza meg, a munkaadókat tulajdoni viszonyoktól és szervezettől függetlenül kötelezően érintve). 4. A kialakítás szabályai


6

Egy adott konstrukció tervezése során, miután a tervező a megvalósítandó műszaki megoldást kiválasztotta, elkezdődhet a konstrukció részegységeinek kialakítása, egyes elemeinek konkrét alakadása. A kialakítás és az alakadás egy folyamatos optimum keresési feladatot jelent, hiszen az alakadás során kell biztosítani egyfelől, hogy a tervezett alkatrész formája és mérete a kiválasztott anyaggal együtt garantálja a szükséges élettartamot az üzem közben fellépő valóságos terhelés mellett. Másfelől a kialakítás során kell gondoskodni arról, hogy a tervezett konstrukció minden egyes eleme külön-külön is, és az egész konstrukció teljes egészében is alkalmas legyen a funkciói ellátására, ugyanakkor az alkatrészek gyártása, ellenőrzése, szerelése és szétszerelése, valamint utólagos felhasználása a lehető legkisebb költségekkel járjon. A kialakítás és az alakadás folyamatos optimumkeresésének technikáit az angol rövidítés alapján DfX (Design for X) technikáknak nevezik. A DfX technikák adott felhasználói követelmények közvetlen kielégítésére alkalmas konstrukciós megoldások együttesét jelentik, amelyek szintetizálása a tervezésre vonatkozó általános alapelvek megfogalmazásához vezethet. Ennek megfelelően megkülönböztethetünk: - igénybevétel szempontjából helyes kialakítást, - a felhasznált anyag szempontjából helyes kialakítást, - szabványoknak megfelelő kialakítást, - gyártáshelyes kialakítást, - szerelés- és szétszerelés-helyes kialakítást, - ergonómiailag helyes kialakítást, - a recycling szempontjából helyes kialakítást, - a minőség szempontjából helyes kialakítást, - a korrózióvédelem szempontjából helyes kialakítást, - a tribológiai szempontból helyes kialakítást, - stb. A továbbiakban konkrét példák segítségével, a tervezés három alapszabályának – az egyértelműségnek, az egyszerűségnek és a biztonságnak – a szem előtt tartásával, különkülön mutatjuk be azokat a kialakítási alapelveket, amelyeket egy adott alkatrész vagy kapcsolódó konstrukciós elemek végső alakjának és formájának meghatározásánál figyelembe kell venni 4.1. Igénybevétel-helyes kialakítások (a terhelésátadás szempontjából helyes kialakítások) és szerkesztési irányelvek: Igénybevétel-helyes kialakítás alatt olyan konstrukciós megoldásokat értünk, amelyek mind a külső terhelés bevezetésének (átadásának, ill. felvételének) szempontjából, mind pedig a terhelés következtében az alkatrészben kialakult feszültségi, ill. alakváltozási állapot szempontjából nézve az adott alkatrész legkedvezőbb igénybevételét okozzák. - Az erőbevezetés figyelembevétele: A tervezett alkatrész alakja, formája az igénybevétel jellegét ne változtassa meg, az akció- és reakcióerők közötti erővonalakat lehetőség szerint ne törje meg, továbbá a nyomatékkar is a lehető legkisebb legyen.

7


helytelen helyes A célszerűtlenül kialakított alkatrész esetében az igénybevétel tengelyére merőlegesen elhelyezett csődarabban a húzóigénybevétel hajlító- ill. nyíró igénybevétellé alakul át. A helyesen tervezett alkatrész minden részének mértékadó igénybevétele húzás. A csatlakozó elem rögzítésénél viszont az igénybevétel jellege lokálisan megváltozik, amelynek következményeképpen az adott helyen jelentős feszültség-torlódás alakul ki. Ennek elkerülésére célszerű az anyával rögzített hengeres csatlakozó csapot menetesre készíteni, így a terhelés a falvastagság mentén egyenletesebben oszlik meg. Ha figyelembe vesszük a menetek mentén kialakuló egyenetlen terhelésátadást, akkor az alkatrész kifordításával, azaz a külső bordák helyett belső bordák alkalmazásával megfelelően merev és minden keresztmetszetében húzott alkatrészt kapunk.

Az igénybevétel szempontjából kedvezőbb menetes kialakítás viszont nem teljesen egyenértékű a hengeres csapos megoldással, mivel a csavarmenet nem teszi lehetővé a pontos megvezetést (központosítást). Ha az illesztéssel megvalósítható központosítás konstrukciós (funkcionális) követelmény, akkor ez a követelmény a tervező számára erősebb kényszert jelent, mint az igénybevétel szempontjából helyes kivitelre való törekvés. A közvetlen erőbevezetés csökkenti a kedvezőtlen, többtengelyű, lokális feszültségi állapot kialakulását, ill. csökkenti a többtengelyű feszültségi állapot kedvezőtlen komponenseihez adódó járulékos feszültségeket. A közvetlen erőbevezetést elősegítő konstrukciós megoldásokra mutatnak példát egy hajtóműház összeerősítési megoldásai:

A közvetlen erőbevezetés hatására az erőátadás egyértelműbbé válik:


8

Az alkatrész alakjával is nagymértékben befolyásolhatjuk a tervezett alkatrész igénybevételének jellegét. Az alábbi ábrák egy végtárcsára kínálnak többféle megoldást. Az első ábrán a végtárcsa anyaga acéllemez, igénybevétele hajlítás, merevsége nem megfelelő. A második megoldás lehet peremezett acéllemez, vagy forgácsolt acéltárcsa, merevsége az előzőnél lényegesen jobb, de igénybevétele hajlítás és nyomás. A perem készülhet egyenszilárdságú kivitelben, anyaga már lehet könnyűfém vagy műanyag, de az igénybevétele még ezeknek az alkatrészeknek is összetett, hajlítás és húzás, ill. hajlítás és nyomás. Az utolsó két ábrán szereplő kialakításokkal az igénybevétel egyszerűsödik, a baloldali döntően nyomásra, a jobboldali húzásra van igénybevéve, a hajlító komponens gyakorlatilag kiküszöbölhető.

A terhelésátadás szempontjából lényeges különbséget jelenthet az ún. inverz geometria alkalmazása. Az alábbi példák mindegyikénél a jobboldali ábra jelenti a kedvezőbb megoldást. A baloldali szelep és himba között csak pontszerű érintkezés alakul ki, mivel a szelepszár elfordulhat. A jobboldali ábrán a himba feje henger-, ill. hordófelületű is lehet, mivel a himba csak síkban mozdul el, ezáltal az érintkezés vonalszerűvé válik.

9


A külső menetes hollandi anya esetében az erővonalak szétnyílnak, a kötés szilárdsága gyengül, míg a belső menetes hollandi anyánál az önsegítés elve is érvényesül.

A kúpfelület irányának felcserélésével megváltozik az erőkomponensek iránya is. A jobboldali esetben nem csak a menetre ható erők kedvezőbbek, hanem a geometriai viszonyok miatt a csatlakoztató anya is merevebbre készíthető.

Az érintkező felületek invertálásával a jobboldali esetben a visszacsapó szelep a teljes szelepút során egyenletesen vezetett, míg a kedvezőtlenebb esetben a vezetett felület hossza a szelepút függvénye.

A csapszeg ágyazásának megfordításával két különböző mechanikai modellt lehet megvalósítani. A baloldali megoldás kétoldalt alátámasztott, a jobboldali kétoldalt befogott tartónak tekinthető. Ennek megfelelően a baloldali konstrukciónál a rugalmas lehajlás nagyobb értékű, mint a jobboldali esetben.


10

A megengedett felületi nyomás miatt viszont az érintkező felületek részaránya a két esetben egymástól különböző. (A bemutatott konstrukcióknál nem lehet helyes vagy helytelen megoldásról beszélni, de hangsúlyozni kell, hogy két különböző mechanikai modellről van szó.). A problémát általánosítva, a lehetséges megoldásokat az alábbi táblázat szemlélteti. Az egyes ábrák mellett feltüntetett feszültség a csapban ébredő redukált feszültséget, a lehajlás pedig a csap legnagyobb lehajlását jelenti.

- Az erő karjának csökkentése: Az erő karjának csökkentése a hajlítónyomaték csökkenését eredményezi:

11


A példaként bemutatott ábrán a csapágyazott tengelyre szerelt fogaskerék rögzítése különböző. Minél közelebb kerül a fogaskerék síkja az alátámasztáshoz, annál kisebb a tengely keresztmetszetét terhelő váltakozó hajlítónyomaték. A jobboldali konstrukció további előnye, hogy a súrlódásos tengelykötés miatt nem szükséges a keresztmetszet hajlítószilárdságát csökkentő reteszhorony sem. A hajlítónyomaték csökkenthető a célszerűen megtervezett csavarkötéseknél is:

- A feszültség-koncentráció csökkentése: A gépelemek, gépalkatrészek többsége akaratlanul is rendelkezik feszültséggyűjtő környezettel. Lemezszerű alkatrészek esetében ilyenek például a különböző bemarások, kimunkálások, hornyok, furatok, stb.:

Tengelyszerű alkatrészeknél pedig a különböző tengelyvállak, reteszhornyok, fogazatok, általában minden erő- és alakzáró kötés, stb.:


12

A konstruktőrnek az a feladata, hogy a feszültséggyűjtő helyeken a feszültség-koncentrációt a lehető legkisebb mértékűre csökkentse. A feszültség-koncentráció csökkentése leghatékonyabban – az anyag érzékenységének csökkentésén kívül – a feszültséggyűjtő hely környezetének változtatásával (nagy lekerekítési sugár alkalmazása, a feszültséggyűjtő környezet rugalmasságának növelése könnyítések alkalmazásával, lehető legkisebb, vagy lépcsőzetes tengelyváll alkalmazása, a feszültséggyűjtő környezet felületi érdességének csökkentése, ill. ezek együttes alkalmazásával) érhető el:

Az ábrán látható tengelyváll-átmeneknél a feszültség-koncentráció az (a)-tól a (g)-felé csökken. Kritikus a helyzet a csapágyvállaknál, mivel a csapágy belső gyűrűjének lekerekítési sugara egy adott és a csapágykatalógusok által kötelezően előírt lekerekítést igényel. A problémát áthidalni távtartó gyűrűvel vagy a tengelyváll alászúrásával lehet. (A távtartó gyűrű alkalmazása viszont az erőkar növekedését okozza!).

Az ábrázolt csapágyvállaknál a feszültségkoncentráció balról jobbra csökken. Egy furat feszültséggyűjtő hatását alapvetően a furatbekezdés határozza meg, mivel minden alkatrészben a legnagyobb feszültség a külső, ún. szabad felületen ébred. Furatoknál tehát a furatbekezdés geometriájával és/vagy a furatbekezdés környezetének képlékeny hidegalakításával (felszilárdítással) csökkenthető a feszültség-koncentráció mértéke.

13


- Az érintkezési feszültség csökkentése: Minden egymással érintkező és egymáson elmozduló felület esetén a mértékadó igénybevételt a normális irányú érintkezési feszültség jelenti, amelyet – ideális geometria esetén – a Hertz-összefüggésekkel lehet meghatározni. A Hertz-feszültség mind pontszerű, mind vonalszerű érintkezés esetén az érintkező felületek redukált rugalmassági modulusától és redukált görbületi sugarától függ. A rugalmassági modulust állandónak véve, az alábbi ábrasorok a redukált görbületi sugár növelésére mutatnak példát. Az ábrákon a Hertzfeszültség (a)-tól (f)-ig csökken.

- Az egyenszilárdság elvének alkalmazása: Az ideális egyenszilárdság csak egyszerű, egytengelyű feszültségi állapot esetén valósítható meg (pl. bepattanó kötés, hajlított lemezrugó, stb.). Az ideálishoz közelálló egyenszilárdságra viszont mindig törekedni kell, mivel ez általában a felhasznált anyagmennyiség (tömeg) szempontjából is optimális megoldást jelent. A következő ábrasorok közül az első elvi megoldásokat mutat be arra nézve, hogyan lehet tengelyszerű alkatrészek esetén az alkatrész külső és belső geometriájának változtatásával a hajlítófeszültség szempontjából nézve az egyenszilárdságot biztosítani. A második ábrasor gyakorlatiasabb megoldásokat ismertet.


14

Hangsúlyozni szeretnénk azonban, hogy az egyenszilárdság mellett fokozatos figyelmet kell szentelni a szerkezeti elem alakváltozására is, mert a legtöbb esetben a megkívánt merevség az elsőrendű követelmény és éppen ez nem teszi lehetővé feszültségi állapot szempontjából ideális geometria alkalmazását! Az egyenszilárdságra való törekvésre mellett a merevség biztosítására mutat néhány példát az alábbi ábrasor:


15 - Megengedett, ill. összehangolt deformációk alkalmazása:

Egymáshoz kapcsolódó gépelemek esetében alapvető követelmény, hogy az igénybevétel hatására az alakváltozásuk is közel azonos mértékű legyen. Ellenkező esetben a merevebb darabban olyan járulékos feszültségek ébredhetnek, amelyek az alkatrész repedéséhez, ill. töréséhez vezethetnek. Egy adott konstrukciós környezetben az igénybevétel hatására felhalmozódott rugalmas energia a merevebb környezetben feszültségtorlódást (feszültségcsúcsot) okoz, az alakváltozásra képes környezetben pedig deformációt hoz létre:

E rug

d 0

0

d E

1 2E

2

ill. Erug

d 0

E

d 0

E 2

2

A konstruktőr feladata, hogy megengedett deformációk figyelembevételével a legkisebb feszültséget eredményező szerkezeti megoldást alkalmazza. Átlapolt ragasztott, ill. forrasztott kötések esetében, a lefejtődés elkerülése érdekében, a lemezeket a kötés széle mentén elvékonyítják:

A lemez-szélek elvékonyításának kettős előnye van, egyrészt a fokozatos vastagságnövekedés miatt kisebb lesz a feszültségkoncetráció, másrészt az elvékonyított lemezrészek nagyobb alakváltozásra lesznek képesek. Hasonlóképpen jól ismert példa a könnyített anya alkalmazása, amely a megengedett alakváltozás következtében a menetek között kialakuló terheléseloszlást teszi egyenletesebbé:

Az összehangolt deformációk alkalmazására további példa a jól kivitelezett bepattanó kötés, valamint a változó merevségű befogás is:

hibás

helyes hibás

helyes


16

Nem azonos hosszúságú féltengelyekkel rendelkező hajtás esetében a hajtott kerekek azonos szögelfordulását a tengelykeresztmetszetek másodrendű nyomatékával kell biztosítani:

Tl1 I1 p G

Tl 2 I 2 pG

- Az erőkiegyenlítés elvének alkalmazása: Egy adott konstrukción belül, ha lehetőség van rá, mindig ki kell használni az erőkiegyenlítés lehetőségét. Ismert példa erre a páros kúpgörgős csapágyak alkalmazása (lásd a csigahajtómű ábráját), többfokozatú hajtóművek áthajtó tengelyein jobb és bal foghajlás együttes alkalmazása, valamint a nyílfogú fogaskerekek:

- A feladatmegosztás elvének alkalmazása: A feladatmegosztás elvének alkalmazása azt fejezi ki, hogy a tervezés során ügyelni kell arra, hogy, minden alkatrész, egy alkatrészen belül minden működő felület lehetőleg csak egyetlen funkcióval rendelkezzék. Csigatengely ágyazásánál a jelentős axiális erő felvételére általában párba épített ferdehatásvonalú csapágyakat alkalmaznak. Ezáltal viszont a másik csapágynak csak radiális terhelést kell felvennie, sőt ez a csapágy veheti fel a csigatengely hőtágulásából adódó tengelyirányú elmozdulást.

17


A felületek közötti feladatmegosztásra példa a tengelycsonk:

A tengelycsonk minden felületelemének csak egyetlen funkciója van, így igénybevételük meghatározása, megmunkálásuk és tűrésezésük egyértelmű és egyszerű. A feladatmegosztás elvét alkalmazzuk, amikor kompozit anyagból készült gépelemet (pl. ékszíjat, bordásszíjat, stb.) használunk. A kompozit szerkezet minden alkotóelemének különkülön megvan a saját funkciója, ezek külön-külön méretezhetők, ugyanakkor egységesen biztosítják az alkatrész minden szempontból megbízható üzemelését. A megfelelő irányban elhelyezett szálerősítés biztosítja a kompozit szerkezet szilárdságát, a lágyabb anyag az alakhűséget és a kapcsolódó felületeken a szükséges súrlódást.


18

Az adott gépelem anyagi sajátosságai mellett az alaki sajátosságoknak is külön funkciójuk van, az ékszíj esetében a bordázás a hűtőlevegő szállítását és a hűtést segíti elő, a bordásszíj esetében pedig a bordák biztosítják az alakzárást. - Az önsegítés elvének alkalmazása: Önsegítésen a konstrukciónak azt a tulajdonságát értjük, amikor a szerkezet alaki sajátosságaiból adódóan az aktív külső erők hatására olyan ébredő belső erők, ill. reakcióerők ébrednek, amelyek az adott szerkezet, vagy szerkezeti elem főfunkcióját erősítik, nem pedig ellene dolgoznak. Egyszerű példa erre a szakítógépek próbatesteinek kétpofás befogó szerkezete. A próbatest és az ékalakú rögzítőelemek között induláskor fellépő súrlódási erő (FS) a rögzítőelemeket a szakítás tengelyével párhuzamosan elmozdítja, ennek következtében a rögzítőelemek befeszülnek.

Az ékfelületen fellépő eredő erő (E) vízszintes komponense a szorítópofa és a próbatest közötti súrlódási erőt növeli, amelynek következtében az ékfelületen kialakuló erőkomponensek is megnőnek, a külső aktív erő (szakítóerő) növekedésével tehát az önsegítést automatikusan fenntartó erőfolyamat jön létre. Hasonló elven alapul az önzáró kúpos tengelykötés is. Minél nagyobb a tengelyirányú erő, annál nagyobb lesz a nyomatékátvitelt biztosító súrlódási erő is. Az önsegítés lényegét jól fejezi ki a belső nyomással terhelt csővezeték lezárásának két lehetséges példája is. Míg a baloldali megoldásnál a belső nyomás hatására létrejött rugalmas alakváltozás a tömör zárást nyitni igyekszi, a jobboldali esetben a belső nyomás a zárást segíti elő.

Hasonló elven működnek a különböző mozgó tömítések is. A dugattyúgyűrű esetében a hengerben lévő nyomás a gyűrűhoronyban is fellép és a gyűrűt a dugattyúhoz és a hengerhez szorítja, ezáltal biztosítja a tömör zárást. A helyesen elhelyezett ajakos tömítőgyűrű belső felületén a belső üzemi nyomás (pl. a súrlódási hő hatására megnőtt belső levegőnyomás) a

19


tömítendő felületre szorítja. Mindkét példa esetében az üzemi nyomás a rugalmas szorítóerőhöz adódott hozzá.

Az önsegítés elvén alapul többek között a tömlő nélküli gumiabroncs-keréktárcsa kapcsolat, továbbá valamennyi automata tengelykapcsoló is. - Stabilitás vagy szándékos labilitás elvének alkalmazása: A stabilitás vagy szándékos labilitás elvének tudatos alkalmazása rendkívül fontos szerepet játszik egy adott konstrukció tervezésénél. Ezáltal lehet ugyanis a mechanikai modellhez hasonlóan a valóságos szerkezeti megoldást is statikailag határozottá tenni. A befogást stabilnak tekintjük. A görgőn vagy golyón való alátámasztás viszont már labilis, de ez a labilitás szükséges ahhoz, hogy az alátámasztásnál ébredő reakcióerők iránya meghatározható legyen. A csapágyazások közül a kúpgörgős csapágyazások a tengely hőtágulásának következtében a labilissá válhatnak. Az X-ágyazás befeszülhet, az O-ágyazásnál a hézagok növekednek meg:

Nem véletlen tehát, hogy a kúpgörgős csapágyak játékát a tervezőnek kell előírni és azt a szereléskor különös gondossággal kell beállítani. Súrlódó tengelykapcsolók megcsúszása túlterhelés esetén szándékos labilitással biztosított védelem. 4.2. A felhasznált anyag szempontjából helyes kialakítás A felhasznált anyag szempontjából helyes kialakításokat nehéz tárgyalni a gyártástechnológia figyelembevétele nélkül. A tervezőnek viszont már a tervezés első fázisában, a szilárdsági


20

előtervezésnél anyagot kell választania, mégpedig az anyag mechanikai tulajdonságai alapján. Az alakadásnál pedig messzemenőkig figyelembe kell vennie az anyagnak és az alkatrésznek a külső igénybevételre adott együttes „válaszát”. A végeredménynek pedig olyannak kell lennie, hogy kiválasztott formák és méretek a választott anyaggal összhangban biztosítsák a szükséges élettartamot a fellépő valóságos terhelés mellett (lásd a 2. pont alatt). A homogén szerkezeti anyagok esetében az alkatrész szükséges merevségét és szilárdságát nem elsősorban és egyedül az anyag tömegének növelésével (átmérő vagy falvastagság növeléssel), hanem merevítő bordákkal, kedvező keresztmetszet- terület/másodrendű nyomaték aránnyal kell biztosítani. A merevítő elemek elhelyezését viszont az adott szerkezeti anyag terhelhetősége (mechanikai tulajdonságai) szempontjából kell megtervezni. Egy egyszerű példa erre az ábrán látható konzolos tartó:

A baloldali ábrán látható elhelyezésnél a merevítő borda nyomott lesz. Ez a kedvező elhelyezés, ha a tartó anyaga öntöttvas. A jobboldali ábra szerinti elhelyezésnél a borda húzottá válik, ezt a kialakítást szívós anyagok, ill. egyes műanyag alkatrészek szempontjából célszerűbb. A vasalapú, homogén kristályszerkezettel rendelkező ötvözetek alkalmazásának egyik előnye, hogy a megkívánt statikus és élettartam szilárdság egyrészt a megmunkálási technológiákkal, másrészt a különböző hőkezelési technológiákkal rendkívül széles tartományban változtatható. További előnye ennek az anyagtípusnak a jó alakíthatóság. Hátránya viszont, hogy egy alkatrész tömegét csak a térfogatával lehet csökkenteni, mivel a vasalapú fémek és ötvözetek sűrűsége gyakorlatilag azonos. A nem vasfémek és ötvözetek alkalmazásának fellendülését a tömegcsökkentés igénye váltotta ki. A könnyűfém szerkezeti anyagok esetében, az acélénál lényegesen kisebb rugalmassági modulusuk miatt, másfajta konstrukciós elveket kell alkalmazni, például az alkatrész szükséges merevségét és szilárdságát nem az anyag térfogatának növelésével (átmérő vagy falvastagság növeléssel), hanem kedvező keresztmetszet- terület/másodrendű nyomaték aránnyal kell biztosítani. A fémes szerkezeti anyagok mellett a gépelemek és gépszerkezetek gyártásánál is egyre nagyobb teret nyernek a különböző műanyagok (műszaki polimerek és kompozitok). A polimer anyagból készült alkatrészek kialakításának szabályai a könnyűfém alkatrészekéhez hasonlíthatók. A homogén szerkezeti anyagok közül a lágy alumínium és a lágy műanyagok (nem térhálós polimerek) kellemetlen mechanikai tulajdonsága a kúszás vagy tartósfolyás, aminek következtében ezekben az anyagokban a statikus folyáshatárnál kisebb feszültség hatására is megindul a folyás, ill. a szakítószilárdságnál kisebb kezdeti feszültség hatására is bekövetkezhet a törés. Amennyiben egyéb okok miatt a tartósfolyásra hajlamos anyagok felhasználása elkerülhetetlen, a szín alumínium helyett ötvözött alumíniumot, alumínium

21


kompozitot, a lágy műanyag helyett pedig kompozit anyagot kell alkalmazni. Az ötvözött alumíniumban a másodlagosan kiváló komplex fémes vegyületek akadályozzák meg a diszlokációk írreverzibilis mozgását. A homogén anyagok kedvező tulajdonságainak erősítésére és a kedvezőtlenek hatásainak csökkentésére alkalmazzák az ún. társított anyagokat, más néven kompozitokat. A kompozit anyagok a legkülönbözőbb párosítású anyagok lehetnek, de a gyakorlatban minden kompzitnak két alapvető alkotóeleme van, egy lágyabb kitöltő vagy ágyazó anyag (mátrix) és egy, a szilárdságot biztosító ún. erősítő anyag. A két alkotóelem lehet egyazon anyagnak különböző formája (pl. szénszál erősítésű amorf karbon kompozit, ill. kerámiaszál erősítésű kerámia kompozit). A kompozit szerkezet minden alkotóelemének külön-külön megvan a saját funkciója, ezek külön-külön méretezhetők, ugyanakkor egységesen biztosítják az alkatrész minden szempontból megbízható üzemelését. A szemcse-, ill. szálerősítésű kompozitokban a megfelelő irányban elhelyezett erősítések megakadályozzák a tartósfolyást. A kompozit anyagokon kívül a porkohászati termékek jelentik a korszerű szerkezeti anyagok másik nagy csoportját. A porkohászat a korszerű tömeggyártási technológiáknak és a különleges anyagok megmunkálásának egyik legdinamikusabban fejlődő ága. A porkohászati anyagok komponenseit nem oldódásos úton elegyítik (az olvadáspont feletti hőmérsékleten, folyékony halmazállapotban), hanem mikro- és nanoszemcsék szobahőmérsékleten való összesajtolása és az így kapott szerkezet utólagos hőkezelése révén, a szemcsék felülete között kialakult kohéziós kötéseknek köszönhetően. Az így létrejött anyagszerkezet egymással kohéziós kötést alkotó részecskékből áll, összességében inhomogén, képlékeny alakváltozásra csak igen korlátozott mértékig alkalmas, viszont a szemcséken belül az anyag megőrzi az eredeti homogén kristályszerkezetét. Ez a kettősség egyedülálló mikroszerkezettani és mechanikai tulajdonságokat biztosít a porkohászati termékeknek. Az új szerkezeti anyagok csoportjába tartoznak a különböző műszaki kerámiák is, amelyeket homogén állapotban is, de ma már egyre inkább kompozit formájukban alkalmaznak. Az új anyagok természetesen új szerkesztési irányelveket igényelnek. Az új szerkezeti anyagok felhasználásának, ill. tervezésének irányelvei viszont még nem kristályosodtak ki olymértékben, mint a hagyományos, szerkezetükben homogénnak tartott anyagoké. Elsőként inkább a fizikai és mechanikai tulajdonságaikat kutatták, a bevált konstrukciós megoldásokat pedig ritkán publikálják. Az iparban felhasznált szerkezeti anyagok palettája jelenleg nagy változás előtt áll. A gépjárműiparban például idáig a vasalapú fémek jelentették a felhasznált szerkezeti anyagok csaknem 100%-t. Mára viszont már az ötvözött könnyűfémek, a porkohászati anyagok és a kompozitok kerültek előtérbe:


22

A repülőgépiparban a változás nem ennyire éles, korábban kezdődött és lassabban megy végbe:

Az új anyagoknak megfelelően természetesen új szerkesztési irányelvek szerint kell az egyes alkatrészeket megtervezni. Sőt általában nem csak az új anyagból készült alkatrészt kell újratervezni, hanem a kapcsolódó alkatrészeket is. Az új szerkezeti anyagok felhasználásának, ill. tervezésének irányelvei még nem kristályosodtak ki olymértékben, mint a hagyományos, szerkezetükben homogénnak tartott anyagoké. Elsőként inkább a fizikai és mechanikai tulajdonságokat kutatták, a bevált konstrukciós megoldásokat pedig ritkán publikálják. A továbbiakban néhány olyan táblázatot ismertetünk, amelyek legalább az új szerkezeti anyagok felhasználásához és méretezéséhez nyújthatnak némi támpontot. - Kerámiák: A kerámiákat a fémektől az különbözteti meg, hogy hiányzik a villamos vezetést és az alakíthatóságot lehetővé tévő elektronfelhő. Ezért rendszerint igen nagy a villamos ellenállásuk és ridegek is. A szerves anyagoktól és a polimerektől abban különböznek, hogy nem gyenge Van der Waals erőkkel összetartott molekulákból állnak, hanem szerkezetüket az atomok szabályos térbeli elrendeződése jellemzi. Az Al2O3 kerámia tulajdonságai:

23


A Si3N4 kerámia tulajdonságai:

- Kompozitok: A homogén anyagok kedvező tulajdonságainak erősítésére és a kedvezőtlen tulajdonságainak csökkentésére alkalmazzák az ún. társított anyagokat, más néven kompozitokat. A kompozitok a legkülönbözőbb párosítású anyagok lehetnek, de a gyakorlatban minden kompzitnak két alapvető alkotóeleme van, egy lágyabb ágyazó anyag (mátrix) és egy, a szilárdságot biztosító ún. erősítő anyag. Az erősítés tekintetében megkülönböztetünk részecske erősítésű és szálerősítésű kompozitokat. A kompozitokban már általánosan alkalmazott erősítő szálak és tűkristályok (whiskerek) tulajdonságai:


24

Összehasonlításként a TiC-részecskékkel, ill. SiC-szálakkal erősített Al2O3 kompozit szilárdsági tulajdonságai:

A különböző kompozitok gyártási eljárásait és alkalmazási területeit foglalják össze a következő táblázatok.

Kerámiaszál erősítésű kompozitok:

25

Fémszállal erősített fémmátrixú kompozitok:



26

A táblázatokból is következik, hogy az anyagválasztást és a választott anyag megmunkálási technológiáit nem lehet egymástól teljesen függetlenül kezelni, a felhasznált anyag szempontjából helyes kialakításokra ezért további példák a gyártáshelyes kialakítások c. alpont alatt találhatók. 4.3. Szabványoknak megfelelő kialakítás Szabványhelyes kialakításnak azt nevezzük, ha az alkatrész, vagy a konstrukció minden vonatkozó szabványnak eleget tesz. A nemzeti, ill. nemzetközi szabványok alkalmazása ma már nem kötelező érvényű, de figyelembevételük továbbra is ajánlott. Amennyiben viszont a csereszabatosság, a kereskedelmi áruk beépíthetősége, a gyors és szakszervízt nem igénylő javítás szükségessége követelményként jelentkezik, a szabványok minél nagyobb mértékű alkalmazása elkerülhetetlen. Az ágazati és az üzemi szabványok alkalmazása viszont a minőségbiztosítás szempontjából nézve fontos kritérium.

27


A megmunkálásokkal kapcsolatos szabványok figyelembevétele (felületi minőség, tűrések, illesztések, lekerekítések, élletörések, stb.) ugyancsak a minőségbiztosítás szempontjából elengedhetetlen. Egyrészt a megmunkáló szerszámok tűrése és élgeometriája ezekkel áll összhangban, másrészt a megmunkált felületek minősítése a szabványos értékeken alapuló kategóriák szerint történik. 4.4. Ergonómiailag helyes kialakítás A tervezés három alapszabályának érvényesítése az ergonómiailag helyes kialakításra való törekvéskor alapvető fontosságú. Minden olyan berendezés kialakításánál, amely az emberrel közvetlen kapcsolatba kerül, alapvető szempont, hogy az ember-gép kapcsolat egyszerű és áttekinthető, egyértelmű és mind a munkavégzésre, mind a munkát végző személyre, mind pedig a környezetre nézve teljesen biztonságos legyen. Törekedni kell az emberi méretek és arányok és az emberi terhelhetőség figyelembevételére, a könnyű hozzáférhetőség, az áttekinthetőség és az egyszerű működtetés megvalósítására. Az alábbi ábra az átlagos emberi méreteket tünteti fel. A táblázatban feltüntetett értékek csak tájékoztató jellegű átlagértékek, ha a tervezett konstrukciónak egy konkrét testrészhez kell igazodnia, célszerű az adott méret állíthatóságának lehetőségét biztosítani.

Az ember által kifejthető erők nagysága igen széles tartományban változik. A kézi erő értéke függ a mozgás síkjától, az erőkifejtés közben a kéz(kar) elmozdulásának nagyságától, valamint az erőkifejtés irányától. Tájékoztató értékként, vízszintes síkban max. 20 N, függőleges síkban max. 130 N kézi erővel (kötélhúzás esetén max. 500 N húzóerő kifejtésével) lehet számolni, míg a lábbal kifejthető nyomóerő maximális értékét 300-500 Nnak lehet tekinteni. 4.5. Dinamikai-lengéstani viselkedés szempontjából helyes kialakítás, zajszegény konstrukció


28

Periodikus mozgást végző vagy periodikusan terhelt szerkezeti elemek rugalmasságuknál fogva rezgéseket, ill. lengéseket gerjeszthetnek. Ha a külső igénybevétel frekvenciája megegyezik a test önrezgésszámával, akkor rezonancia következik be, amelynek hatására a gerjesztett kitérések amplitúdója egyre nagyobb lesz. Ha a gerjesztett rendszer ebben az állapotában marad, akkor a rezgés vagy lengés amplitúdója igen gyorsan a lehetséges maximális érték felé konvergál, ami a zaj növekedését, végső esetben az alkatrész törését eredményezi. Az alakadás során, amennyiben erre mód nyílik, meg kell keresni a gerjesztő frekvenciákat (pl. külső erők, ill. a csapágyak vagy fogaskerekek által gerjesztett rezgések frekvenciáit, vagy egy rugalmas lengőrendszer lehetséges lengésszámait), valamint az egyes alkatrészek sajátfrekvenciáit, és ellenőrizni kell, hogy az üzemi állapot elegendően távol vane a rezonanciától. A gerjesztés frekvenciája csapágyak esetében a gördülőelemek számával, fogaskerekek esetén pedig az időegység alatt kapcsolódó fogak számával van összefüggésben. Forgó tengely esetén a gerjesztés frekvenciáját a tengely aktuális fordulatszáma jelenti. Az egyes alkatrészek sajátfrekvenciáit, ill. kritikus lengésszámát elemi úton csak hengerszimmetrikus, tengelyszerű alkatrészek esetén lehet meghatározni, számítógépes közelítő eljárásokkal (pl. végeselemes módszerrel) viszont tetszőleges geometriájú alkatrész (pl. hajtóműház) sajátfrekvenciáját is meghatározhatjuk. Konstrukciós módszerekkel egyrészt a gerjesztés intenzitását lehet csökkenteni (pl. a hézagok csökkentésével), másrészt a rezgésre, ill. lengésre hajlamos szerkezeti elem sajátfrekvenciáját lehet a gerjesztéshez képest elhangolni. A gerjesztés intenzitásának csökkentése a megengedett deformációk elvén alapuló rugalmasabb ágyazásokkal, vagy amennyiben erre lehetőség nyílik, nagy belső súrlódással és ezáltal csillapító hatással rendelkező, lágyabb szerkezeti anyagok (pl. polimerek, kompozit anyagok) alkalmazásával lehetséges. Lényegesen eredményesebben lehet viszont a rezgésre, ill. lengésre hajlamos, gerjesztett szerkezeti elemek sajátfrekvenciáit a merevségük növelésével elhangolni (pl. célszerűen elhelyezett merevítő bordákkal). 4.6. Gyártáshelyes kialakítás A gyártáshelyes kialakításra való törekvés a konstruktőr legnehezebb feladata, mivel ilyenkor egyszemélyben tervezőnek, technológusnak és gazdasági szakembernek is kell lennie. Ma már a gazdaságos technológia kiválasztását, ill. a megmunkálhatóság és gazdaságosság ellenőrzését szoftverek segítségével végezheti a tervező. A technológia kiválasztását nem a minden áron való gyárthatóság, hanem elsősorban a gazdaságos gyártásra való törekvés motiválja. A gazdaságosságra való törekvés megköveteli, hogy már az első technológiai lépés után az alkatrész alakja minél jobban megközelítse a végleges formát, továbbá, hogy a végleges kialakítás minél kevesebb technológiai lépéssel elérhető legyen. Ez a követelmény csak akkor teljesülhet, ha már a tervezés során figyelembe vesszük a technológiai sajátosságokat is, azaz az alkatrészt olyan kialakításúra tervezzük, hogy az a választott technológiával egyszerűen és biztonságosan elkészíthető legyen. Minden gyártástechnológiának megvannak a sajátosságai, amelyek a tervezőnek már az alakadásnál figyelembe kell(ene) vennie. Lehetőség van természetesen később is egy-egy alkatrész kiváltására más, célszerűbb vagy gazdaságosabb technológiával gyártott alkatrésszel. Ebben az esetben viszont általában az egész beépítési környezet kismértékű áttervezésére is szükség van, ami a költségeket növeli (lásd a bevezetőben leírottakat).

29


Mielőtt az egyes technológiák sajátosságait részletesebben ismertetnénk, nézzünk meg néhány példát az elhangzottakra. Az első ábra egy gépjármű kerékcsapágy csapágyfedelének különböző kialakításait mutatja (a gyakorlatban mindhárom megoldásra találni példát).

Láthatóan a lemezanyagból mélyhúzással gyártott és utána berogyasztott alkatrész tűnik a legegyszerűbbnek. Ez igaz, de csak abban az esetben, ha a csapágyfedélnek a szennyeződés bejutásának megakadályozásán kívül semmi más funkciója nincs. A mélyhúzás gazdaságossága, mint ahogy azt később látni fogjuk, csak nagy sorozat gyártása esetén valósul meg. Az INA csapágygyár újítása a tengelykapcsoló kinyomócsapágy belső (kinyomó) gyűrűjének mélyhúzott gyűrűvel való kiváltása. A lemezgyűrűt mélyhúzás és rogyasztás után betétedzik és a futófelületet köszörülik:

Az újítás eredményeként a konkurencia termékeinél kb. 40%-al kisebb tömegű terméket kínálhattak az autógyáraknak. Úgyszintén a gépjárművek tömegének csökkentésére való törekvés vezetett a kerékcsapágy rögzítésére hagyományosan alkalmazott koronás anyának a lecserélésére:

Az alkalmazott megoldással (anya + ráhúzott korona) egyrészt megspórolták a korona tömegét (kb. 30%), másrészt a feladatmegosztás elvét alkalmazva mindkét alkatrésznek csupán egyegy funkciója (a főfunkciója) maradt, az anyának a szorítás, a koronának a biztosítás. Így a korona már készülhet alumíniumból is. Kisméretű nyomástartó edények fenékrészének kialakítása a hagyományos megoldás szerint két részből, a mélyhúzott félgömbalakú tartályfenékből és a fenékrészre hegesztett lábrészből áll. A domború fenékrész visszanyomásával a hegesztési varrat okozta gyengítő hatást ki lehet küszöbölni és a második alkatrészt el lehet hagyni:


30

A gyártáshelyes konstrukciók kialakításának alapelveit nem lehet különválasztani a megmunkálási technológiáktól. Ezért a továbbiakban a szerkesztési alapelveket és konstrukciós megoldásokat a megmunkálási technológiák szempontjából ismertetjük. 4.6.1. Öntött alkatrészek kialakításának alapelvei Az öntészet a formaadás egyik legrégebbi, nagy szabadságot biztosító módszere. Általában bonyolult alakú, egyedi darabok vagy kis sorozatok gyártásához alkalmazzák, de a teljesen automatizált öntési eljárások nagy sorozatok gazdaságos gyártására is alkalmasak. Öntéssel gyakorlatilag minden anyag feldolgozható, de az ötvözési rendszerben azok a legjobban önthető ötvözetek, amelyek vegyi összetétele közel van az eutektikus összetételhez. Ezek az ötvözetek a legkisebb olvadáspontúak és ezeknél a legkisebb a dermedési hőköz (a liquidus és solidus hőmérsékletek közötti különbség). Az öntési eljárások általános jellemzőit a következő táblázat foglalja össze: Az öntési eljárások általános jellemzői: Öntési eljárások és jellemzőik Homokforma Alkalmazható tetszőleges ötvözetek Falvastagság 3-6 min. [mm] Mechanikai elfogadható tulajdonságok Felületi minőség elfogadható Alakadási jó szabadság Relatív ár kis a legkisebb darabszámnál Relatív ár nagy közepes darabszámnál Pontosság rossz (d<100 mm) ±1 mm A változtatás legjobb rugalmassága

Gravitációs kokilla

Nyomásos

Centrifugál

Al-, Cu-, Zn-alapú ötvözetek

Preciziós

tetszőleges

1-3

1-2

10

0,8-1,5

jó

nagyon jó

a legjobb

jó

jó

nagyon jó

elfogadható

nagyon jó

jó

nagyon jó

gyenge

nagyon jó

nagy

igen nagy

közepes

nagy

kicsi

legkisebb

nagy

nagy

jó ±0,2 mm

legjobb ±0,02-0,2 mm

elfogadható

jobb ±0,05 mm

gyenge

leggyengébb

jó

jó

Az öntvények kialakításánál figyelembe veendő általános szempontok (az egyes öntési technológiák egyedi sajátosságain kívül): • a formából való kiemelést öntési ferdeséggel és az élek lekerekítésével kell biztosítani:

31


• az öntés után megmunkált felületeket ki kell emelni (ráhagyás, felöntés) és a forgácsoló szerszám számára jól hozzáférhetővé kell tenni:

• az öntvény szilárdságát a falvastagság növelése helyett bordák alkalmazásával kell biztosítani:


32

Az öntvény külső alakját a forma, belső üregét a mag adja meg. A mag az öntőformának egy olyan része, amelyik az öntött darab kiemelésekor biztosan megsérül, tehát minden darab után újra kell készíteni. Ezért a magra való öntés drágább és eggyel több hibalehetőséget jelenthet. Az öntvényekkel szemben támasztott általános követelményként nem, de ajánlásként már meg lehet fogalmazni, hogy ahol lehetőség nyílik rá, az alkatrészt úgy kell kialakítani, hogy ne kelljen magot alkalmazni.

33


Ha a mag alkalmazása elkerülhetetlen, akkor törekedni kell a lehetőség szerinti egyszerű, hengeres mag felhasználására. • az üreg-, ill. repedésképződés elkerülése érdekében elő kell segíteni az alkatrész minden részének egyenletes lehűlését az anyaghalmozódás és a hőátadó felületek nagyságának ugrásszerű növekedésének/csökkenésének megszüntetésével.

• az X jellegű (merőleges kereszteződésű) bordák helyett Y vagy K jellegű bordák alkalmazásával jelentősen csökkenthető a bordák találkozásánál felgyülemlő anyagmennyiség, ezáltal csökkenthető az egyenlőtlen lehűlésből eredő repedési veszély:

Az öntést követő megszilárdulás jelentős zsugorodással jár, és ennek következtében vetemedés is kialakulhat. A hőleadás a külső felületek mentén mindig jelentősebb, mint a belső felületeken. A kívülről befelé szilárduló öntvényben, a fokozatos zsugorodás (méretcsökkenés) következtében, a belső, legkésőbb megszilárduló részében üregek képződhetnek. Ennek veszélye a nagy falvastagságok vagy keresztmetszet változások esetében fokozottan fennáll. Az üregképződés elkerülése érdekében, az egyenletes falvastagságra való


34

törekvés mellett, az öntés során biztosítani kell az anyag pótlólagos hozzáfolyási lehetőségét, a beömlési helyek felé fokozatosan növekvő keresztmetszet átmenetekkel. A megszilárdult állapotban folytatódó lehűlés szintén zsugorodással jár, aminek következtében a nagy keresztmetszet változások (lépcsők), előnytelenül elhelyezett bordák, stb. esetében az egyenetlen lehűlés inhomogén deformációs mezők kialakulását eredményezi. Az inhomogén deformációs mezők pedig vetemedést, maradó feszültségek kialakulását, kedvezőtlen esetben repedést okozhatnak. Ez utóbbi sokszor csak az öntvény megmunkálásakor jelentkezik. E kockázat az öntvény célszerű kialakításával, az ábrákon javasolt arányok betartásával, ill. utólagos feszültségmentesítő hőkezeléssel csökkenthető. 4.6.2. Képlékenyalakítással gyártott alkatrészek kialakításának alapelvei A képlékenyalakítás, néhány kivételes esettől eltekintve, tipikusan a nagy sorozatgyártás technológiája. Szerszám- és gépigénye annál költségesebb, minél közelebb van az alakított alkatrész alakja a késztermékhez. A képlékenyalakító technológiák termelékenysége viszont messze meghaladja az egyéb gyártástechnológiák termelékenységét, ezért nagy darabszámok esetén jóval gazdaságosabb a forgácsoló megmunkálásoknál. A képlékenyalakítás anyag- és energiaigényét a forgácsoláshoz és az öntéshez képest az alábbi táblázat szemlélteti vázlatosan:

Az alakítás hőmérsékletének függvényében megkülönböztetünk meleg- és hidegalakítást, ill. a kettő előnyeit bizonyos mértékig ötvöző ún. félmeleg alakítást. Az alakított anyag szempontjából mindhárom esetben megkülönböztethetünk térfogatalakító technológiákat, ill. lemezalakító technológiákat. Az alakítás hőmérsékletének függvényében az alakítás során a munkadarabban lejátszódó folyamatok egymástól eltérőek és ez az eltérés különböző mechanikai tulajdonságokat biztosít az alakított darabnak. Melegalakítást olyan hőmérsékleten végeznek (Talakítás>Trekrisztallizáció>0.5Tolvadás), amelyen a regenerációs folyamatok az alakváltozással együtt mennek végbe. A melegalakítás során az anyag szerkezetében dinamikus poligonizáció (szubszemcse szerkezet) és dinamikus rekrisztallizáció játszódik le. A melegalakítás állandósult szakaszára az állandó, vagy nagyon kis mértékben változó alakítási szilárdság (aktuális folyáshatár) és a nagy alakváltozóképesség a jellemző:


35

A melegalakítást a rekrisztallizációs hőmérséklet alatt fejezik be, így az alakított anyag „emlékszik” az alakváltozás folyamatára, a szubszemcsék irányítottsága (szálirány), amely követte az anyagáramlás irányát, az alakítás után is megmarad. A szálirány kialakulása határozza meg a melegen alakított alkatrészek legfontosabb mechanikai tulajdonságát. A száliránnyal rendelkező alkatrészek (pl. forgattyústengely) szilárdsága dinamikus igénybevétellel szemben sokkal kedvezőbb, mint a forgácsolt alkatrészeké, mivel a forgácsolás során az előgyártmány szálirányát átvágjuk.

forgácsolt

kovácsolt

forgácsolt

kovácsolt

forgácsolt

kovácsolt

Az alkatrészgyártás melegalakító technológiája a kovácsolás (szabadalakító kovácsolás, süllyesztékes kovácsolás, vízszintes kovácsolás, kör- és finomkovácsolás, támolygó alakítás). A kovácsolási technológiák közül a süllyesztékes kovácsolás rendelkezik a legtöbb olyan technológiai sajátossággal, amit a tervezőnek egy kovácsolt alkatrész tervezésénél figyelembe kell vennie. Nevezetesen a formakitöltést, az osztósíkot és a sorjaképződést. A következő ábrán szereplő hajtókar példájával nem egy kovácsdarab tervezésének, hanem magának a kovácsolt alkatrésznek a sajátosságait szeretnénk bemutatni, felhívva a figyelmet arra, hogy milyen kötöttségekkel kell a tervezőnek számolnia akkor, ha a tervezett alkatrész kovácsolt előgyártmányból készül. Mint minden képlékenyalakító technológiánál, a süllyesztékes kovácsolásnál is az a cél, hogy a kovácsolt előgyártmány minél közelebb álljon a készgyártmányhoz, azaz minél kevesebbet kelljen forgácsolással utánmunkálni. Ennek megfelelően a nyersen maradó felületek végleges alakját és felületminőségét a kovácsolás határozza meg.


36

A nyersen maradó felületek enyhén ferdék, viszonylag durvák, az átmenetek nagy lekerekítéssel készülnek, a sorja körülvágásának nyoma megmarad, sík felületet csak utólagos forgácsolással lehet kialakítani, stb. Ugyancsak a tervezőnek kell gondoskodni a forgómozgást végző kovácsolt termékek kiegyensúlyozásáról is, mivel a nyersen maradt felületrészek jelentős tömeg-excentricitást okozhatnak. A kovácsolt munkadarabot annak figyelembevételével kell megtervezni, hogy a két szerszámfél nem egyenlő mértékben töltődik ki az anyaggal. Az álló szerszámfélben az anyagáramlás mindig kedvezőbb, mint a mozgó szerszámfélben. Ennek megfelelően az osztósík, hacsak meg nem egyezik az alkatrész szimmetria síkjával, nem a darab közepére kerül. Alakítani viszont a mozgó szerszámfélnek is kell, különben a szerszámok nem az alakítandó anyagra, hanem egymásra ütnek. Az osztássíkot és vele együtt a sorja körülvágását nem lehet elkerülni:

A melegalakítással ellentétben, a képlékeny hidegalakítás legfontosabb sajátossága, hogy az alakított anyag az alakítás során elszenvedett alakváltozás függvényében felkeményedik, azaz az aktuális folyáshatára (egyben az alakítási szilárdsága is) a folyásgörbének megfelelően nő:

A folyásgörbe viszont – a szuperképlékeny anyagok kivételével – minden esetben a töréshez tartozó határalakváltozással fejeződik be. A határalakváltozás mértéke az alkalmazott technológiától (pontosabban a technológiára jellemző feszültségi állapottól) függően változik. Amennyiben a határalakváltozást meghaladó alakításra van szükség, a törés elérése előtt ki

37


kell lágyítani a munkadarabot. Ezzel az alkatrész elveszti a korábbi folyáshatár-növekedést, a felkeményedés viszont a folyásgörbének megfelelően újrakezdődik. A fentiekből következik, hogy a hidegen alakított alkatrészek kialakításával szemben támasztott legfontosabb követelmény az alkatrész hengerszimmetriája, valamint a keresztmetszetenkénti lehetőleg azonos mértékű alakváltozás. Képlékeny hidegalakításnál az alakítás befejeztével a munkadarab rugalmas visszarugózása miatt a szerszámban marad, eltávolítása csak kilökő alkalmazásával lehetséges. A kilökés miatt az alámetszett alkatrészeket kerülni kell. Ezek gyártása csak keresztfolyatással, osztott szerszámmal valósítható meg. Az osztott szerszám ára viszont egy nagyságrenddel nagyobb, mint a hengeres furatú, osztatlan szerszámé. A következő ábrán néhány hidegalakított tipikusan járműipari alkatrészt mutatunk be:

A képlékenyen hidegalakítot termékek jellemzője a felkeményedéssel elért folyáshatárnövekedésen túl az alakított felületek kiváló minősége (Ra=1,6...0,4) DE! rossz alakhűsége. A felület minősége semmilyen utólagos forgácsoló megmunkálást nem kívánna, de a felületek alakhűsége (hengeressége, egytengelyűsége, ütése, stb.) szempontjából a felfekvő felületek felszabályozása elkerülhetetlen. Hidegen alakított alkatrészek tervezésénél tehát ügyelni kell, hogy a félkész gyártmány megmunkálandó felületén megmunkálási ráhagyás maradjon, de a tervezés során, ha lehet, törekedni kell olyan beépítési környezet alkalmazására, amely nem különösképpen érzékeny az alakhűség hibáira. Képlékeny hidegalakítással csak azok a szerkezet anyagok alakíthatók, amelyek viszonylag nagy alakváltozási tartományban rendelkeznek folytonos és lehetőleg minél kevésbé emelkedő folyásgörbével. Ilyenek a kis széntartalmú acélok, különböző színesfémek, amelyeknél sem szerkezeti átalakulás, sem kiválásos keményedés nem akadályozza a képlékeny alakváltozást, nem ridegíti el idejekorán az anyagot. 4.6.3. Lemezalakító technológiákkal gyártott alkatrészek kialakításának irányelvei A lemezanyagok gépipari alkalmazását tekintve lehetnek: - közép és durvalemezek, amelyeket főként nagy szerkezetek gyártásánál (hajók, tartályok, kazánok, daruk, hidak, stb.) használnak, valamint - finomlemezek, amelyeket kis, ill. középnagyságú szerkezetek gyártásához (járműipar, tömegcikkipar, híradástechnika, stb.) alkalmaznak.


38

Az első terület általános jellemzője a viszonylag kis darabszám, univerzális alakítógépek alkalmazása, valamint a hegesztés, mint alapvető kötési technológia. Ezeknek az alkatrészeknek a kialakításával részletesen a 4.4.5. fejezetben foglalkozunk. A finomlemezekből készült alkatrészek technológiái a kivágás, a hajlítás és a mélyhúzás, tipikusan a nagy sorozatgyártás technológiái. Mindhárom megmunkálási eljárásra jellemző, hogy olyan anyagminőséget és alakíthatósági állapotot kell biztosítani, ami megfelel a termék funkciójából és gyártásából adódó követelményeknek. A lemezek feldolgozásánál alapvető szerepet játszik a lemezanyag anizotrópiája, amely a lemez hengerlése során nagymértékű képlékeny alakítás következtében a szemcsék megnyúlása és kristálytani orientációjuk nagyfokú rendezettsége (textúra képződés) miatt jön létre.

Az anizotrópia a lemezanyag alakíthatóságát nagymértékben befolyásolja. Lemezanyag alakíthatósága alatt általánosan azt értjük, hogy az alakítandó anyag az adott formára való alakítást károsodás (kontrakció, ráncosodás) nélkül elviseli. Nincs egyértelmű és egyedüli módszer az alakíthatóság meghatározására. Amint azt a következőkben látni fogjuk, legkevésbé a kivágás technológiája érzékeny az alakíthatóság kérdésére. A hajlításnál csak a hajlítás irányába vett alakíthatóság a lényeges, a rá merőleges irányban a keménység kimondottan előnyös. Mind az anizotrópia, mind az alakíthatóság szempontjából legkényesebb művelet a mélyhúzás, ill. sajtolás. Kivágásnál a lemezanyaggal szemben támasztott legfontosabb követelmény, hogy megfelelően kemény legyen, jól törjön és a kivágott darab felhasználásához elegendő szilárdsággal rendelkezzen. A kivágott alkatrész alakjával szembeni követelmény, hogy a sávterv szempontjából a kivágandó alkatrészek a legkisebb veszteséggel legyenek sorolhatók:


39

A kivágással gyártott alkatrészek IT9...IT12 pontossággal készülnek. A tűrés finomítására az ún. finomkivágás technológiája ad lehetőséget. Ezzel a technológiával IT6 méretpontosságot és Ra=0,4 μm felületi érdességet lehet elérni a vágott felületen. Amennyiben a kivágás hajlítással is párosul, a lemezanyagnak legalább a hajlítás irányában megfelelő alakíthatósággal kell rendelkeznie. A hajlítás iránya nem eshet egybe a lemez hengerlési irányával, mert az anizotrópia miatt ebben az irányban az alakíthatóság kismértékű.

A tervezőnek tehát mind a sávterv, mind a hajlított alkatrész terítékének elkészítésénél figyelembe kell vennie a kiinduló előgyártmány sajátosságait (anizotrópiáját) is. A hajlítási technológia jellemzője, hogy az anyag csak lokálisan, a hajlított él mentén szenved képlékeny alakváltozást, de ez az alakváltozás kétirányú igénybevétel, az egyik oldalon húzás, a másik oldalon nyomás következtében jön létre. A legkisebb hajlítási sugarat (rb) abból a feltételezésből lehet meghatározni, hogy az s vastagságú lemez húzott szélső szálában a szakításra jellemző u törési alakváltozás lép fel:

rb s

exp( min

exp(

u u

3) 3) 1

1

A hajlított lemez a hajlítás után a rugalmassági tulajdonságaiból adódóan visszarugózik. A visszarugózás hatását úgy lehet kiküszöbölni, hogy ún. túlhajlítást végzünk, azaz a lemezt kisebb sugárra hajlítjuk, mint ami az alkatrész geometriájából következik. Ez a módszer az előzetes számításon kívül többszöri próbálgatást igényel, sőt, amennyiben a pontos hajlítási rádiusz a követelmény, az utolsó szerszámmal a hajlított rádiuszt kalibrálni, ill. vasalni is kell. A hajlított alkatrészek alakjával kapcsolatos alapkövetelmény, hogy a hajlítási él jól definiált legyen: hibás helyes


40

Sarkok hajlításánál ügyelni kell arra, hogy a képlékeny alakváltozás még a lemezek esetében is térbeli, így a hajlított él szélén az anyag kitüremkedik. Sarkoknál két vagy három hajlítási él találkozik, ezek kitüremkedéséhez már a terítéken helyet kell hagyni, azaz a sarkot előre ki kell vágni:

Edényszerű alkatrészek kialakítása mélyhúzással történik. Tervezési szempontból a legfontosabb annak ismerete, hogy milyen D0/d átmérőviszony (D0 – a teríték átmérője, d – a mélyhúzott darab átmérője) viszony valósítható meg anélkül, hogy a darabban repedés vagy szakadás keletkezne. Sarkos edényfeneket nem lehet készíteni, a fenék lekerekítési sugara annál nagyobb, minél nagyobb a D0/d viszony:

Amennyiben a kívánt alakot nem lehet egyetlen mélyhúzási fokozattal megvalósítani, továbbhúzást kell alkalmazni. Ha a továbbhúzással együtt a kívánt mélyhúzási fokozat meghaladja az anyag határ mélyhúzási fokozatát, akkor az egyes mélyhúzási lépcsők között az anyagot ki kell lágyítani. Kísérleti vizsgálatok eredményei alapján megállapítható volt, hogy a


41

határ mélyhúzási fokozat és az átlagos anizotrópia paraméter egyértelmű kapcsolatban áll egymással:

Mélyhúzásra olyan lemezanyagok megfelelőek, amelyek nagy átlagos anizotrópia paraméterrel rendelkeznek. Ez azt jelenti, hogy húzó igénybevétel hatására a lemez elsősorban síkjában alakváltozik és ellenáll a vastagság irányú alakváltozásoknak, ami a kontrakció elkerülése szempontjából kedvező. Az anizotrópia viszont a mélyhúzott alkatrész fülesedését okozza, akár ráncgátlóval, akár ráncgátló nélkül történik a mélyhúzás. A fülesedés miatt a mélyhúzott alkatrészről levágandó anyagmennyiséget a teríték szerkesztésénél figyelembe kell venni.

Nincs minden esetben szükség ráncgátlóra. Ha a kiinduló állapotban a lemeztárcsa elegendően vastag, akkor ellenállhat a ráncosodási folyamatnak. Ráncgátló nélkül lehet mélyhúzni, ha: D0 – d < 5s0. Közös konstrukciós követelményt jelent minden vékony lemezanyagból készült alkatrésznél az erőbevitel (terhelésátadás) helyének megerősítése, ill. merevítése. Ilyen erőbeviteli hely lehet a külső reakcióerő bevezetésének helye. Kimondottan mélyhúzott alkatrészek fenekének merevítésére szolgálnak az alábbi megoldások:

Csőből készült tartók, oszlopok lábrészének merevítésére mutatnak példát az alábbi ábrák:


42

Lokális, a lemezanyag szempontjából csaknem pontszerű erőátadás környezetét jelentik a különböző csavarkötések is. A csavarkötés környezetét minden vékony lemezből készült konstrukciónál igen gondosan kell megtervezni, különben már az első csavarmeghúzásnál azonnali maradó alakváltozás lép fel a lemezben, ami nyúlással jár, tehát javíthatatlan. A csavarkötések környezetének megerősítésére mutatnak hasznos megoldásokat az alábbi ábrasorok:

43


4.6.4. Porkohászati úton alakított alkatrészek kialakításának irányelvei A porkohászat kész- és félkész termékek gyártására is alkalmas, amelyek főbb jellemzői: • kis anyagveszteség és gyártási hulladék, • más eljárással nem készíthető ötvözetek és álötvözetek létrehozása, • igen jó pontosság (kalibrálással IT7 elérhető) és jó felületi érdesség, • széles tartományban gyártható porózus szerkezet, stb. A porkohászati termékek tervezésénél számolni kell a zsugorodással, ami a porsajtolást követő hőkezelésnél (szinterelésnél) következik be. A zsugorodás mértéke az adott porkeverék összetételétől függ, a lineáris zsugorodás a 13...17%-ot is elérheti. A nagy zsugorodás ellenére a gyártott alkatrészek méretpontossága igen jó lehet, 50 mm-nél 0,5%, míg a minimális tűrés 10 mm alatti méretre ±0,05 mm. A porkohászattal gyártott alkatrészek alakjának tervezésénél az alámetszéseket, a hirtelen keresztmetszet-változásokat, valamint az élek kialakítását kerülni kell:

A porkohászati termékeknek egy átlagos személygépkocsiban való széleskörű alkalmazására mutat példát a következő ábra:


44

4.6.5. Társított (kompozit) anyagból készült alkatrészek helyes kialakításának irányelvei A kompozit anyagból készült alkatrészek kialakításának nehézségeit általában a kötések tervezése jelenti. A merev, egymással párhuzamos héjak párhuzamosságát és egymáshoz képesti távolságuk megtartását (azaz a töltőanyag alakváltozásának elkerülését) a kötés kialakításakor biztosítani kell.

45


4.6.6. Hegesztett alkatrészek kialakításának irányelvei A hegesztett alkatrészekkel kapcsolatban nem lehet elégszer hangoztatni, hogy az alkatrész tervezése a szóba jöhető hegesztési technológia figyelembevételével, a választott anyagok hegeszthetőségének ellenőrzésével kezdődik. Ugyanis minden további kialakítási szempont már a technológiának és az anyagminőségnek a függvénye. A hegesztés, éppen a hegesztési technológiák sokszínűségének köszönhetően, gyakorlatilag az egyedi gyártástól kezdődően a sorozatgyártásig minden gyártási eljárásnál alkalmazható. A következőkben felsorolt példák döntő többségükben viszont az egyedi, vagy kis sorozatgyártással elkészített darabokat ábrázolják, mivel a nagy sorozatban hegesztéssel gyártott alkatrészeket robotok hegesztik, így kialakításuk szempontjából a szerelhetőség kritériumának való megfelelés az elsőrendű szempont. A hegesztési varratok célszerű kialakításával egyrészt megnövelhető a varrat megengedhető feszültsége, különösképpen váltakozó igénybevétel esetén, valamint csökkenthető a hőhatásövezet nagysága, amely által csökkenek a varratban ébredő maradófeszültségek, ezáltal csökken a hegesztett alkatrész vetemedése is. A hegesztendő alkatrész kialakításának legfontosabb szempontjai: • a hegesztett varrat által okozott feszültséggyűjtő hatás csökkentése:


46

- sarokvarrat helyett tompavarrat alkalmazásával:

- egyoldali tompahegesztés helyett kétoldali, vagy gyökhegesztett varratok alkalmazásával:

- lemunkálatlan varrat helyett lemunkált varrat alkalmazásával:

- varratok találkozásának elkerülésével. Minden varratnak a leggyengébb része a két végpontja, azaz az ívhúzáshoz és az ívkioltáshoz tartozó pontok. Varratok találkozásánál tehát kettőnél több varrat csatlakozását kerülni kell:

47


• a hegesztett varrat igénybevételének csökkentése: - a varrat minél kisebb igénybevételű keresztmetszetbe kerüljön:

Az igénybevétel-helyes hegesztett kapcsolat kialakításának hangsúlyos szerepe van a különböző profilú tartók esetében. Az ábrák egyszerű, statikus igénybevételnek kitett tartók hegesztett kötéseire mutatnak példát:

Amennyiben a hegesztett tartónak időben változó igénybevétele várható, akkor célszerű a varratot, ill. varratokat a legnagyobb igénybevételű keresztmetszettől minél távolabb


48

kialakítani, ill. a varrat feszültséggyűjtő hatását csökkenteni. Ilyen esetben az átmenetet párnalemezek segítségével, vagy közdarab behegesztésével alakítják ki:

- a koncentrált hőbevitel ne okozzon egyenetlen hőtágulást és ennek következtében a lehűlés során vetemedést, ami kedvezőtlen esetben a hegesztett alkatrész törésével is végződhet:


49

Törekedni kell arra, hogy a hegesztett varrat mindkét oldalán azonos hőhatás övezet alakulhasson ki, ill. hogy mindkét oldal lehűlési sebessége azonos legyen. Ennek érdekében a hegesztendő alkatrészt úgy célszerű kialakítani, hogy a hegesztett varrat környezetében a hegesztendő anyagok azonos vastagságúak legyenek, továbbá, hogy a varrat mindig két jól definiált felület között alakulhasson ki. Az azonos falvastagság nem csak az aszimmetrikus hőbevitel elkerülése tekintetéből előnyös, hanem ezáltal csökken a hirtelen keresztmetszet változás okozta feszültséggyűjtő hatás is, ami a varrat és környezete feszültségi állapotát is kedvező irányba befolyásolja. helytelen

helyes

A hosszú egyirányú varrat helyett célszerű szakaszos varratot alkalmazni. Ezzel a varrat statikus szilárdságát nem csökkentjük, lényegesen csökkentjük viszont a hőbevitel és ezáltal a vetemedés mértékét:

Amennyiben a folytonos hosszvarrat alkalmazása elkerülhetetlen (pl. dinamikus igénybevétel esetén, vagy a tömör zárás érdekében), akkor szakaszosan folytonos varratképzést kell előírni. Ebben az esetben egy rövid szakasz hegesztése után a következő szakaszt az előző kezdőpontjánál kell kezdeni és az előzővel ellenkező irányba kell a hegesztést végezni:


50

• a hegesztendő elemek pozicionálása: A hegesztett alkatrészek kialakításának további fontos szempontja, hogy a hegesztendő elemek egymáshoz képesti helyzete a hegesztés előtt jól definiált legyen. Ezzel nemcsak a hegesztendő alkatrészek egyértelmű összeillesztését (egyértelmű szerelési pozícióját) könnyítjük meg, hanem egyértelművé tesszük a varratképzés feltételeit is. Ezáltal csökkenek a varrat kialakításával együtt járó hibák (pl. lunkerképződés) is. helytelen

helyes

A hegesztett kötések tervezésénél a fentieken kívül figyelemmel kell lennünk az elektródával való hozzáférésre, azaz a kivitelezhetőségre, csakúgy, mint az elkészült varratok ellenőrizhetőségére is:

51


Lemezszerű alkatrészek esetén az olvasztó hegesztési eljárás helyett ellenálláshegesztést, azaz pont-, vonal- és dudorhegesztési technológiákat célszerű alkalmazni. Előnyük, hogy a koncentrált hőbevitel miatt az alkatrész vetemedése elhanyagolható, a hegesztendő felületek megolvadása miatt nincs szükség hozaganyagra, továbbá hogy nincs látható ívképződés a hegesztés során. Hátrányuk viszont, hogy a varrat kialakításához szükséges elektródanyomás miatt a felületen benyomódások maradnak vissza. További hátránya a pont- és vonalhegesztett kötéseknek, hogy csak átlapolt kötések lehetnek, ill. hogy gyakorlatilag csak azonos vastagságú lemezanyagok esetében alkalmazhatók. Az átlapolt kötés jellegéből adódóan a pont- és vonalhegesztett kötések a korrózióra fokozottan érzékenyek.

Lemezanyagok olvasztó tompa- és élhegesztése lézeres hegesztési technológiával valósítható meg:

Végezetül nem szabad sohasem elfelejteni, hogy a hegesztés – a dörzshegesztést és a hidegsajtolásos hegesztést kivéve – mindig intenzív hőbevitellel, a hegesztendő anyagok olvadáspontjánál nagyobb hőmérséklettel, valamint a hegesztett darab anyagától és tömegétől függő lehűlési sebességgel jellemezhető gyártástechnológiát jelent. Ennek következtében a hegesztett alkatrészben a lehűlés után maradófeszültségek keletkeznek, amelyek általában az alkatrész vetemedését okozva épülnek le. A maradófeszültségek üzem közben vektoriálisan hozzáadódnak a mechanikai igénybevétel okozta feszültségkomponensekhez és az alkatrész


52

törését okozhatják. Amennyiben a hegesztett alkatrész várható igénybevétele időben változó, ill. nem kellőképpen ismert, célszerű az alkatrészt a hegesztés után hőkezeléssel feszültségmentesíteni. A hegesztéssel együtt járó vetemedések a tervezőt arra kötelezik, hogy a hegesztett alkatrész működő méreteit a hegesztés utáni forgácsolás előírásával biztosítsa. Hasonlóképpen hegesztés utáni forgácsolást kell előírni abban az esetben is, amikor a varrat szilárdságának növelése érdekében a varratot le kell munkálni. 4.6.7. Forgácsolt alkatrészek kialakításának irányelvei Az anyagleválasztással járó technológiákat ma már legtöbbször csak a képlékenyalakító technológiákkal gyártott alkatrészek befejező megmunkálásához használjuk. Amint azt a fejezet elején már említettük, a konstruktőrnek törekednie kell arra, hogy a tervezett alkatrész lehetőleg már az első alakító technológiákkal a kész állapotot legjobban megközelítő (near shape) formát nyerjen. Ennek megfelelően forgácsolással csak azoknak a felületeknek a megmunkálását végezzük, amelyeknek előírt alak- ill. helyzet-, valamint mérettűrése a képlékeny alakító technológiákkal nem biztosítható. A forgácsolási technológiák időigényesek, a forgácsolási segédanyagok nem környezetbarát anyagok, a leválasztott olajos forgács veszélyes anyagnak minősül, továbbá a forgácsolási technológiákkal az alkatrész anyagának mechanikai tulajdonságai egyáltalán nem, a megmunkált felület mechanikai tulajdonságai pedig csak kismértékben változtathatók. Ezen hátrányok mellett viszont figyelembe kell venni azt a tényt is, hogy egy bizonyos határon túl a megkívánt tűrések kizárólag forgácsoló technológiákkal biztosíthatók. A tervező felelőssége tehát, hogy a tervezendő alkatrész tűréseit és a tűrt felületek felületi minőségét az adott felületek működési funkciójának megfelelően írja elő. A szükségtelenül szűk tűréshatár, ill. szükségtelenül kis felületi érdesség előírása exponenciálisan növeli a gyártási költségeket. Forgácsolást, mint befejező felületmegmunkálást kell előírni a hőkezelt, ill. hegesztett alkatrészek működő (kapcsolódó) felületeinél, mivel mindkét hőbevitellel járó technológia alkalmazása során az egyenlőtlen hőtágulások miatt az alkatrész vetemedik. A forgácsolt alkatrészek tervezésének legfontosabb szabályait az alábbiakban lehet összefoglalni: • forgácsolt alkatrészek tervezésénél az egyszerűség, mint tervezési alapszabály, azt jelenti, hogy törekedni kell arra, hogy a szükséges anyagleválasztás a lehető legkevesebb számú lépésben elvégezhető legyen (pl. nagyfokú szimmetriával rendelkező alkatrészek tervezése), • az egész alkatrészt célszerű úgy kialakítani, hogy a különböző forgácsolási lépések között az alkatrész helyzetét egyáltalán ne, vagy ha ez elkerülhetetlen, akkor csak a legkevesebbszer kelljen megváltoztatni, • a forgácsolt felületek éleit mindig le kell törni, mivel a forgácsolás során keletkezett sorja egyrészt balesetveszélyes, másrészt igen nagymértékben megnehezíti a szerelést, • menetes csapok és furatok peremét le kell törni, különben a menetes alkatrész rendkívül nehezen szerelhető, • az alkatrész kialakításakor a forgácsolásra kijelölt felületek csatlakoztatásánál megfelelő helyet kell biztosítani a forgácsoló szerszám kifutásához, • a forgácsoló szerszámok éllekerekítését, mint lehetséges legkisebb lekerekítési sugarat kell a vállak, átmenetek kialakításánál figyelembe venni,


53

• furatok megmunkálásakor törekedni kell az átmenő furatok alkalmazására, • a furat elhelyezésénél biztosítani kell, hogy a furat homlokfelülete mindig merőleges legyen a fúró tengelyére, különben a fúró keresztéle nem tudja a forgácsolást megkezdeni, • menetes alkatrészek kialakításánál figyelembe kell venni, hogy a menetek nem központosítanak, ha a központosítás szükséges, akkor azt külön arra a célra kialakított felülettel kell megoldani, • a forgácsolt alkatrészek tervezésénél figyelembe kell venni a forgácsolás során kialakuló felületi topográfia irányítottságát is, mivel azok nagymértékben befolyásolják az adott felület súrlódási és kopási tulajdonságait az üzemelés során. 4.7. Tribológiai szempontból helyes kialakítás A kenés szempontjából helyes konstrukciós kialakítások: a kenőanyag és a kenési mód kiválasztása: - folyadék(olaj)kenés vagy zsírkenés (lokális optimumkeresés), - önkenő súrlódó elem alkalmazása (a zsírkenés egyszerűségéből adódó előnyök fokozott alkalmazása), - kenés légnemű kenőanyagokkal. az alkalmazott gépelemek sajátosságainak figyelembevétele: - a kúpgörgős csapágyak szivattyúzó hatásának figyelembevétele a kenőanyag oda- és elvezetésének kialakításánál:

- önkenő polimer siklócsapágy-persely beépítések (öblítőhatás biztosítása):


54

A súrlódási veszteség csökkentése szempontjából kedvező konstrukciós kialakítások: hagyományos gépelemek kiválasztása a súrlódási veszteség csökkentésének figyelembevételével: - a súrlódási nyomaték változása a radiális csapágyterhelés függvényében azonos beépítési méretű csapágyaknál:

- a súrlódási nyomaték változása a fordulatszám függvényében, különböző kialakítású, de azonos méretű (d =100 mm, D = 150 mm, B = 20 mm) és terhelésű (Fa= 500 N) nagy pontosságú ferde-hatásvonalú golyóscsapágyak esetén:

hagyományos konstrukciós megoldások kiválasztása a súrlódási veszteség figyelembevételével: - merülő és befecskendezéses kenésű, egylépcsős fogaskerék-hajtóművek súrlódási vesztesége a névleges teljesítmény és a kenésre jellemző mennyiségek függvényében:


55

új megoldások keresése: - pl. gépjármű motorok szelepvezérlő mechanizmusának fejlődése a tribológiai követelményeknek is megfelelően (a./ hagyományos, b./ görgős, c./ elektromágneses):

a.

b.

c.

A kopásállóság szempontjából kedvező konstrukció kialakítása: A korszerű konstrukciók egyik jellegzetes tulajdonsága, hogy az alkalmazott gépelemek kapcsolódó felületei hőkezelt vagy bevont, de mindenképpen az alapanyagétól lényegesen eltérő tulajdonságokkal rendelkező, fémes vagy nemfémes jellegű felületek. Példaként bemutatjuk a különböző bevonatokkal ellátott nemesített, ill. betétedzett fogaskerekek fogtő és fogfelületi szilárdságának alakulását az alkalmazott bevonatok függvényében.


56

4.8. Szerelés- és szétszerelés-helyes kialakítás A szerelés- és szétszerelés-helyes kialakítási megoldásoknál feltétlen érvényesíttetnünk a három tervezési alapszabályt, azaz az egyszerűséget, az egyértelműséget és a biztonságosságot, mivel a szerelés során felmerülő módosítások a legköltségesebbek, továbbá a szerelés során végrehajtott változtatásoknak gyakorlatilag már semmilyen értéknövelő szerepük nincs. A szerelési folyamatnak tehát egyszerűnek, egyértelműen és biztonságosan végrehajthatónak és ellenőrizhetőnek kell lennie. Ha a szerelés során akár ráfordítási idő-, akár minőségvesztés következik be, akkor ez a veszteség közvetlenül értékcsökkentő hatású. Az egyértelmű, egyszerű és biztonságos szerelhetőség feltételeit viszont a tervezés fázisában kell megteremteni. A szerelés technológiája sokféle lehet, így már a konstrukció tervezése során az alakadás fázisában ismernünk kell, hogy milyen automatizálási fok jellemzi ezt a munkafolyamatot. A szerelési technológiától függetlenül viszont az első és egyben legfontosabb követelmény az összeillesztendő alkatrészekkel szemben, hogy azok egymáshoz képest egyértelműen (csak egyetlen helyzetben, egyféleképpen és egy adott sorrendben) és biztonságosan legyenek szerelhetők:

helytelen

helyes


57

Az alkatrész célszerű kialakításán kívül döntő szerepe van a pozicionálást, valamint a két alkatrész egymáshoz képesti megvezetését megkönnyítő, sőt sok esetben magát a szerelhetőséget lehetővé tévő élletöréseknek:

Kerülni kell az egyidejű, ill. kettős illeszkedéseket (egyértelműség alapszabálya): helytelen

helyes

A szereléshelyes konstrukció kialakításánál mindig törekedni kell az egyszerűség alapszabályának betartására is, mivel a szerelés költséges munkafázis. Az egyszerűségnek viszont nem szabad a minőség romlást okoznia. Rögzítésre, pozicionálásra (egy konstrukción belüli adott helyzet megtartására) alakzáró elemeket (pl. bepattanó, rugalmas rögzítőelemeket)


58

alkalmazunk. Terhelés alatt álló elemek pozicionálásához erőzáró elemeket kell alkalmazni Ezek felcserélt alkalmazása súlyos károsodásokhoz vezető konstrukciós hiba forrása lehet.

A szerelés egyszerűsítése érdekében csavarkötéseknél alátétet csak nagyon indokolt esetben célszerű alkalmazni, akkor is előnyben kell részesíteni a növelt felfekvő felületű vagy az alátéttel szerelt kötőelemeket:

A biztonság alapszabálya értelmében szerelés után a konstrukció az üzemi igénybevételek hatására nem változtathatja meg eredeti állapotát, azaz pl. a kötések nem lazulhatnak a megengedett mértéken túl, a hézagok nem növekedhetnek a rugalmas alakváltozást meghaladó mértékben, a belső reakcióerő nem haladhatják meg a tervezésnél figyelembe vett értékeket, stb. Csavarkötések tervezésénél a konstruktőrnek minden esetben gondoskodni kell a kötés lazulás elleni, ill. a terheletlen kötőelemek elvesztésével szembeni biztosításáról. Terhelt kötőelem lazulása elleni legjobb védekezés az ún. nagy szilárdságú (min. 8.8) csavarok alkalmazása, ugyanis ezek meghúzási nyomatéka által ébresztett előfeszítő erő a csavarfej (vagy anya) és az összefogott szerkezeti elemek között olyan súrlódási erőt eredményez, ami a kötőelem önmagától való ki- vagy lecsavarodását megakadályozza.

59


A terheletlen kötőelemek elvesztésével (ki- ill, lecsavarodásával) szemben nagyon sokféleképpen, például a szerelés egyszerűsítése érdekében kifejlesztett önbiztosító csavaranyák alkalmazásával lehet védekezni:

(a – deformált anyák, b – fogazott anyák, c – műanyagbetétes anya,) A szerelési és a működési biztonságot növeli, ha húzott rugók beépítése helyett nyomott rugókat alkalmazunk. A húzott rugó törésekor az alkatrészek közötti kapcsolat megszűnik, míg a nyomott rugó törésekor a törött rugómenetek egymáson felfeküdve, korlátozott mértékben ugyan, de még ellátják a funkciójukat.

A szerelhetőség alapvető feltétele, hogy a szereléskor alkalmazott szerszámmal biztonságosan és egyértelműen meg lehessen közelíteni a szerelendő alkatrészt. A szerszám helyszükségletét az alkatrészek kialakításánál már figyelembe kell venni:

A szerelhetőségen kívül már a tervezés során figyelembe kell venni, hogy az adott alkatrészt vagy részegységet cseréje esetén megfelelő módon kell az utólagos hasznosíthatóság számára előkészíteni. Az alkatrésznek, részegységnek tehát nem csak szerelhetőnek, hanem szétszerelhetőnek is kell lennie. A szerelés és a szétszerelés módszere és technikája nem


60

feltétlenül azonos, hiszen a szerelés, ill. szétszerelés utáni funkciók különbözőek, sőt egymásnak ellentmondóak. Az ábra lengéscsillapítók szétszerelési utasítását tartalmazza, szöveges útmutató nélkül, mégis mindenki számára egyértelműen érthetően. Megfigyelhető, hogy a szétszerelés ebben az esetben csak a veszélyes hulladék eltávolítására és az üzemszerű működés (visszarugózás) megszüntetésére irányul.

4.9. Karbantartás szempontjából helyes kialakítás A tervezés alapszabályai ebben az esetben is fokozottan érvényesek. Az egyszerűségre és egyértelműségre való törekvés egyik látványos eredménye a karbantartást nem igénylő termékek (pl. egyes akkumulátorfajták, kenőanyagcserét nem igénylő fogaskerekes hajtások, stb.) megjelenése. Amennyiben egyes üzemszerűen elhasználódó alkatrészek (pl. fékbetétek) mindenképpen szükségessé teszik a rendszeres karbantartást, akkor a karbantartási munkákat kell egyszerűen, egyértelműen és biztonságosan kivitelezhetővé tenni. A cserélendő alkatrész egyértelműen ellenőrizhető legyen, a karbantartási igény egyértelműen és biztonságosan kijelezhető vagy észrevehető legyen. Ennek érdekében a tervezés során az alább felsoroltakat kell szem előtt tartani: • a tervezett konstrukciónak javíthatónak kell lennie, • a karbantartáshoz szükséges szerszámokat le kell gyártani és ki is kell próbálni a prototípus gyártásával párhuzamosan, továbbá el kell készíteni a karbantartási és szétszerelési utasításokat és le kell ellenőrizni a kivitelezhetőségüket, • a karbantartási munkák kivitelezhetőségéhez, ill. az ellenőrizhetőségéhez szükséges helyet (felületet, teret) az adott alkatrészek kialakításánál biztosítani kell, • amennyiben a karbantartási munkák veszélyes hulladék (üzemanyag, olaj, gáz, egyéb szennyező anyag) szivárgásával járhatnak, gondoskodni kell a környezet megóvásáról és a keletkezett szennyeződés maradéktalan eltávolíthatóságáról úgy az alkatrészekről, mint a környezetből, • az üzemi diagnosztika elvégezhetőségéhez szükséges hozzáférési helyeket (nyílásokat, az érzékelők rögzítéséhez szükséges felületeket, ill. elektromos csatlakozási pontokat) ki kell alakítani az adott alkatrészen, csatlakoztatásukhoz és a kábelek elvezetéséhez megfelelő teret kell biztosítani, • a legrosszabb esetre felkészülve, a konstrukció oldaláról kell biztosítani azt is, hogy amennyiben a szükséges karbantartást mégis elmulasztanák, a bekövetkező meghibásodás egyértelműen észlelhető legyen, valamint a berendezés működésének biztonságos leállását

61


váltsa ki anélkül, hogy a berendezés egyéb elemei meghibásodnának, ill. a berendezés az üzemeltetőjére, valamint a környezetére nézve a meghibásodott alkatrész vagy berendezés veszélyt jelentene. 4.10. Korrózióállóság szempontjából helyes kialakítás A tervezés állapotában a tervezőnek fel kell mérnie, hogy a korrózió három különböző formája közül melyik lesz a szerkezeti elem , a részegység vagy az egész konstrukció tervezett élettartama szempontjából mértékadó: • az üzemi korrózió, ami egyrészt az adott berendezés üzemszerű alkalmazásából adódó mechanikai vagy hőigénybevétel által kiváltott korróziót, másrészt a munkaközeg (gáz, folyadék, zagy, por, zúzalék, stb.) és a munkát végző alkatrész közvetlen kapcsolatából eredő korróziót foglalja magában, • a környezeti (légköri) korrózió, ami a légköri páratartalom lecsapódása által okozott korróziót jelenti, vagy • az elektrokémiai (más néven kontakt-) korrózió, ami az egymással érintkező, bizonyos esetekben egymáshoz képest igen kis elmozdulást végző, különböző anyagú felületek között, a potenciálkülönbség és a vákuum kivételével mindenütt jelen lévő nedvességtartalom (elektrolit) kölcsönhatásának eredményeképpen kialakuló galvánelem-hatás miatt jöhet létre. A gyakorlatban általában ezek együttes és egymást erősítő hatása érvényesül. A korrózió elleni védekezés minden esetben más és más megoldást igényel. Így az általánosan megfogalmazott kialakítási elveket az adott körülmények között mindig pontosítani kell. Általános kialakítási elvként megfogalmazható, hogy: • az üzemi korrózióval szemben leghatékonyabban a korróziónak kitett alkatrészek anyagának célszerű megválasztásával védekezhetünk, • a környezeti (légköri) korrózióval szemben a felületvédelem, azaz a legkülönbözőbb fajtájú és minőségű felületi bevonatok alkalmazása nyújt megoldást, • az elektrokémiai, más néven kontakt korrózió kialakulásának elkerülése érdekében meg kell akadályozni a helyi galvánelemek kialakulását, azaz az érintkező felületek közé szigetelőanyagot kell tervezni, valamint a veszélyeztetett környezetek átlevegőztetésével (szárításával) minimálisra kell csökkenteni a páralecsapódást. Jó példa erre a gépjármű ajtók szerkezete, amelyek a ponthegesztett kapcsolatok miatt mindaddig a gépjármű karosszéria leggyengébb részét jelentették, amíg a belső és külső lemezalkatrészek egymáshoz való rögzítését ragasztással egybekötött korcolással (a kapcsolódó lemezélek együttes hajlításával) nem készítették. Ebben az esetben a ragasztó nem csak a kötőanyag, hanem a szigetelőanyag szerepét is betölti. 4.11. Környezetbarát kialakítás A biztonság alapszabályának megfelelően a tervezett berendezés sem a kezelőjére, sem a környezetére nem jelenthet semmiféle veszélyt. Ugyanakkor sok esetben éppen azért tervezünk és alkalmazunk gépipari berendezéseket, mert azok segítségével akarjuk a környezetünket átalakítani, a kiindulási állapotokat megváltoztatni, azaz a tervezett berendezéssel beavatkozunk a környezetünk természetes rendjébe. A tervezőnek a környezetbarát kialakítással kapcsolatban legfontosabb tennivalója az adott szabványok, előírások felkutatása és kötelező érvényű betartása, valamint a már megfogalmazott ajánlások betartására való törekvés. Példa erre a belsőégésű motorok károsanyag kibocsátásának folyamatos csökkentése, a kénmentes üzemanyagok, a kén-,


62

foszfor- és klórmentes kenő-, valamint üzemi segédanyagok alkalmazása, a természetes vizekbe engedhető szennyvizek szennyezettségi fokának folyamatos csökkentése, továbbá az ózonpajzsot elvékonyító gázok levegőbe kerülésének csökkentése, sok esetben mindezek teljes tilalma. Amennyiben a környezetre veszélyes anyagok alkalmazása elkerülhetetlen (pl. hidraulikus rendszereknél, láncfűrészeknél), helyesen kell kiválasztani a feladatnak megfelelő álló és mozgó tömítéseket, a környezetre legkisebb veszélyt jelentő segédanyagokat (pl. biológiai úton lebontható hidraulikaolajat, ill. kenőanyagot) valamint fokozott gondossággal (pl. megfelelő merevséggel) kell megtervezni a tömítések beépítési környezetét. A műszaki leírásban és a karbantartási utasításban elő kell írni a rendszeres szemlevételezést. Ma már sok esetben kötelezik is a tervező mérnököket arra, hogy olyan érzékelőket, érzékelő rendszereket építsenek be a konstrukciókba, amelyek a károsanyag szivárgásának észlelése után automatikusan leállítják a berendezés működését. A környezetbarát kialakítás érdekében minél több újrahasznosítható anyagot (könnyen szétszerelhető és a szétszerelés után anyagfajtánként szétválasztható) kell alkalmazni egy tervezett új konstrukcióban. A műszaki leírásban és a szétszerelési utasításban pontosan meg kell jelölni az újrahasznosítás célját és a szétszerelt alkatrészek tárolásának formáját. 4.12. Formatervezés és dizájn A tervezés három alapszabályának a tervezett berendezés külső megjelenési formájánál is érvényesülni kell. Az egyszerű, egyértelmű és biztonságos kezelhetőség nem csak a működtetés szempontjából elvárható követelmény. Mindezeknek olyan látható formában meg is kell jelenni a termék kialakításában, hogy ezáltal a termék megnyerje a felhasználó bizalmát is. Azt a tevékenységet az alakadás során, amely kizárólag a külső megjelenítéssel foglalkozik, formatervezésnek nevezzük, a formatervezés eredményeképpen megvalósult külső megjelenést dizájnként értelmezzük. A dizájn jelentősége kettős, egyrészt egy, a vásárlótól, ill. a felhasználótól függően különböző mértékben értékelt járulékos funkcióval, a tetszetőség funkciójával egészíti ki az adott termék műszaki funkcióit, növelve ezáltal annak értékét. Másrészt felhívva magára a felhasználó figyelmét, kihangsúlyozza az adott termék műszaki funkcióit. Az alkalmazott dizájn akkor megfelelő, ha képes visszatükrözni a felhasználónak termékkel szembeni elvárásait. Ennek következtében egy adott terméknek többféle dizájnja is létezhet (pl. célorientált, prestízsorientált, nosztalgiaorientált, avantgardista, stb.), ugyanakkor az adott dizájnnak teljes összhangban kell lennie a termék alap-, mellék- és kiegészítő funkcióival is. A formatervezés felelőssége tehát abban áll, hogy meg kell teremtenie a harmonikus kapcsolatot a tervezett berendezés megjelenési formája és a szigorúan vett műszaki értékei között. Egy termék dizájnja akkor jó, ha képes hatékonyan leképezni a műszaki funkciók lényegét a potenciális felhasználó számára, annak ízlése és elképzelése szerint. Az azonos funkciókkal rendelkező, azonos minőségű termékek közül a vásárló azt fogja választani, amelyik neki a legjobban tetszik. 5. Terméksorozatok 5.1. Építőszekrény-elv


63

(a: villanymotor + állítható fordulatszámú fokozatmentes hajtómű, b és c: a + kapcsolható, ill. nem kapcsolható fogaskerék előtéthajtómű, d: a + b + kúpkerekes szöghajtómű) 5.2. Méretsorok

5.2.1. Geometriai méretsorok -

szabványos számsorok, tengelycsonk átmérő sorozatok, kötőelem sorozatok, stb.


64

5.2.2. Teljesítmény szerinti sorozatok

Felhasznált irodalom 1. R. Koller: Konstruktionslehre für den Maschinenbau, Grundlagen des methodischen Konstruierens. Zweite Auflage, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1985. 2. Konstruktionslehre II. (SS 91), Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Institut für Allgemeine Konstruktionstechnik des Maschinenbaues, előadásanyag, 1991. 3. Rechnerorientierte Methoden der Konstruktionstechnik. Az Universität Hannover, Institut für Maschinenelemente, Konstruktionstechnik und Sicherheitstechnik előadásanyaga, 1993. 4. P. Orlov: Fundamentals of Machine Design, Mir Publishers Moscow, 1976. 5. Zsáry Á.: Gépelemek I-II., Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1989. 6. Stationäre Zahnradgetriebe. Schmierung und Wartung. Mobil Oil AG 7. Artinger-Csikós-Králics-Németh-Palotás: Fémek és kerámiák technológiája. Műegyetemi Kiadó, 1999, Azonosító: 45035 8. Milwaukee Wire Products, Near Net Shapes katalógus. 9. G. Pahl – W. Beitz: Konstruktionslehre, 5., neu bearbeitete und erweitete Auflage, Springer, 2003, ISBN 3-540-00319-3 10. A. Queguiner: Les matériaux composites. INSA Rennes, Département Génie Mécanique et Automatique, előadásanyag, 2003.

Járműelemek és Hajtások Tanszék

Recommend Documents