Wiadomości z zakresu eksploatacji maszyn i urządzeń stosowanych w procesach obróbki blachy i profili kształtowych
MEC.01. - Wykonywanie i naprawa wyrobów z blachy i profili kształtowych – Blacharz
Budowa i działanie maszyn i urządzeń stosowanych w procesach obróbki blachy i profili kształtowych
E‑BOOK
Spis treści
WstępWstęp
Budowa i działanie maszyn i urządzeń stosowanych w procesach obróbki blachy i profili kształtowych
Procesy realizowane za pomocą maszyn i urządzeń stosowanych do obróbki blachy i profili kształtowychProcesy realizowane za pomocą maszyn i urządzeń stosowanych do obróbki blachy i profili kształtowych
Zasady oceny stanu technicznego maszyn i urządzeń stosowanych w procesach obróbki blachy i profili kształtowych (zasady diagnostyki technicznej)Zasady oceny stanu technicznego maszyn i urządzeń stosowanych w procesach obróbki blachy i profili kształtowych (zasady diagnostyki technicznej)
Zasady wykonywania obsługi bieżącej maszyn i urządzeń stosowanych w procesach obróbki blachy i profili kształtowychZasady wykonywania obsługi bieżącej maszyn i urządzeń stosowanych w procesach obróbki blachy i profili kształtowych
Zasady BHP, ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska związane z wykonywaniem obsługi bieżącej maszyn i urządzeń stosowanych w procesach obróbki blachy i profili kształtowychZasady BHP, ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska związane z wykonywaniem obsługi bieżącej maszyn i urządzeń stosowanych w procesach obróbki blachy i profili kształtowych
Netografia i bibliografiaNetografia i bibliografia
W przemyśle metalurgicznym dostępnych jest wiele rozwiązań, umożliwiających pracę z taką materią. Urządzenia używane w procesach obróbki blachy i profili kształtowych dzielimy ze względu na ich funkcje, rodzaje zastosowań:
narzędzia do cięcia blach i profili kształtowych (np. urządzenia laserowe, plazmowe, gilotyny),
narzędzia do plastycznego kształtowania blach i profili kształtowych (np. prasy krawędziowe, rowkarko‑żłobiarki, walcarki, zwijarki, zaginarki, urządzenia do łączenia).
Proces
Procesy obróbki blachy i profili kształtowanych polegają na zmianie kształtu i wymiarów obrabianych przedmiotów/materiałów, przy użyciu odpowiednich narzędzi oraz maszyn. Podczas tych procesów poddawany obróbce materiał trwale odkształca się na skutek działań człowieka i w sposób przez niego narzucony.

Typy maszyn
W procesach obróbki blachy i profili kształtowych stosuje się różnego typy maszyny i urządzenia:
urządzenia służące do cięcia – urządzenia laserowe, plazmowe, gilotyny,
urządzenia do plastycznego kształtowania materiału – prasy krawędziowe, rowkarko‑żłobiarki, walcarki, zwijarki, zaginarki,
urządzenia do łączenia blach i profili kształtowych.
Każda z maszyn zbudowana jest w swoisty sposób, dlatego przed rozpoczęciem pracy, należy zapoznać się z ich konstrukcją. Pozwoli to uzyskać oczekiwany efekt działania maszyny, a także umożliwi korzystanie z niej w sposób bezpieczny i efektywny.
Budowa i działanie maszyn
Urządzenia laserowe
Szybki rozwój technologii sprawił, że w procesie obróbki blach pojawiają się nowoczesne sprzęty, takie jak np. wypalarki, znakowarki czy wycinarki laserowe do arkuszy blach.




Fibrowa znakowarka laserowa. To urządzenie służące do obróbki, grawerunku i znakowania metalu i tworzyw sztucznych z otwartym polem roboczym. Składa się z korpusu dolnego i górnego, które połączone są kablem światłowodowym.Na korpusie dolnym widoczna jest nazwa urzadzenia.
Nazwy urządzeń laserowych często oznaczają ich funkcję. Wypalarki pozwalają więc wypalać elementy, znakowarki – znakować, a wycinarki – wycinać. Te ostatnie umożliwiają wycinanie dowolnych kształtów z arkuszy blach w wysoce precyzyjny sposób. Zapewniają również powtarzalność procesu.
Urządzenia plazmowe
Wśród urządzeń plazmowych rozróżniamy obrotnice plazmowe, wycinarki, przecinarki – te ostatnie mogą być używane zarówno do cięcia, jak i do żłobienia.




Gilotyny
Nożyce gilotynowe, zwane potocznie gilotynami, wykorzystuje się głównie do prac warsztatowych. Maszyny te charakteryzują się na ogół masywną konstrukcją, która zapewnia długi czas działania bezawaryjnej pracy. Przeznaczeniem nożyc gilotynowych jest cięcie różnorodnych materiałów w postaci arkusza blachy, takich jak aluminium, stal, mosiądz, miedź. Istnieje wiele modeli gilotyn.
Nożyce gilotynowe mechaniczne (gilotyna)

Prasy krawędziowe
Prasy krawędziowe używane są do plastycznej obróbki metali, w wyniku której uzyskuje się trwałą krzywiznę obrabianego przedmiotu, czyli do gięcia, karbowania lub zagniatania arkusza blachy.
Najczęściej prasa krawędziowa zbudowana jest z korpusu w kształcie litery C z belką dolną (czasem ruchomą), ustanowioną w płaszczyźnie poziomej, do której przymocowana jest matryca. A także z ruchomą w płaszczyźnie pionowej belką górną, z osadzonym w niej stemplem, poruszaną za pomocą dwóch zsynchronizowanych cylindrów napędzanych hydraulicznie, mechanicznie bądź pneumatycznie. Najważniejszymi parametrami charakteryzującymi prasy krawędziowe są: siła nacisku wyrażana w tonach oraz maksymalna długość gięcia wyrażana w milimetrach.


Wśród pras można znaleźć prasy hydrauliczne, pneumatyczne, elektryczne, a także mechaniczne.
Rowkarko‑żłobiarki
Rowkarko‑żłobiarka służy do ręcznego kształtowania blach ze stali miękkiej (do grubości ) lub ich odpowiednika. Kształtowanie może polegać na wywijaniu blachy, zagniataniu lub np. zaginaniu. Rowkarko‑żłobiarki są bardzo popularnymi urządzeniami znajdującymi zastosowanie w wielu pracach warsztatowych. Mogą być napędzane ręcznie (korba i przekładnia zębata) albo elektrycznie (za pomocą silnika elektrycznego).


Zasadę działania opiszemy na przykładzie żłobiarki z napędem elektrycznym.
Przedstawiona na grafice żłobiarka z napędem elektrycznym, podobnie jak inne tego typu maszyny, służy do żłobienia, wywijania, zagniatania i zaginania wszelkiego rodzaju blach. W zależności od konstrukcji oraz mocy urządzenia mogą one obsługiwać materiały, których parametry określa się w dwóch miarach – grubości np. i plastyczności, np. RM < .
Walcarki
Walcarka jest to urządzenie lub zespół urządzeń, które służą do wykonywania procesu walcowania, czyli kształtowania materiału (np. blachy) między obracającymi się walcami, rolkami, tarczami lub innymi przemieszczającymi się względem siebie narzędziami płaskimi. Dzięki walcarkom możliwe jest pocienianie blach. Celem obróbki jest także zginanie i zagniatanie blachy. Powstają dzięki temu gwinty różnych średnic. Urządzenia te są napędzane ręcznie, mechanicznie lub hydraulicznie. Wyróżnia się walcowanie wzdłużne (powstają blachy, taśmy, pręty i kształtowniki), poprzeczne (śruby, wkręty, koła zębate), skośne (tuleje, kule), okresowe (tuleje, przedkuwki, ornamenty) oraz walcowanie specjalne, dedykowane bardziej złożonym kształtom.

Zwijarki do blach
Zwijarki wykorzystuje się do wykonywania obróbek dekarskich takich jak rynny dachowe oraz rury spustowe, a także do prostych prac warsztatowych. Przedstawiona zwijarka przystosowana jest do pracy na blachach płaskich do grubości . Korzystają z nich przede wszystkim blacharze i dekarze. Podobnie jak w przypadku walcarek, zwijarka może być napędzane pneumatycznie, hydraulicznie lub ręcznie, za pomocą silnika elektrycznego (przykładem jest zwijarka mechaniczna).

Zaginarki
Zaginarki blacharskie, zgodnie ze swoją nazwą, służą do zaginania blachy. Podobnie jak w przypadku innych maszyn do obróbki blach, mogą występować urządzenia bez napędu - ręczne oraz mechaniczne z napędem elektrycznym, hydrauliczne lub pneumatyczne. Zasada działania zaginarek jest zbliżona – polega na ruchu jednego z elementów – belki roboczej o zadany kąt, względem belki stałej. Blacha dociskana jest przez belkę dociskową, a pomiaru stopnia zagięcia krawędzi blachy dokonuje się za pomocą kątomierza (jest to najprostsze urządzenia ręczne) lub czujników.

Urządzenia do łączenia
Ważnym elementem wykonywania wyrobów z blachy jest łączenie ich elementów. Łączenie elementów blaszanych można wykonywać w różnorodny sposób, za pomocą wybranych technik i narzędzi. Do najbardziej popularnych technik łączenia blach należy spawanie, zgrzewanie oraz nitowanie. Do wykonania tych połączeń używa się spawarek, zgrzewarek i nitownic.

Spawanie jest rodzajem połączenia nierozłącznego. Połączenie to powstaje poprzez punktowe lub miejscowe stopienie a następnie scalenie dwóch lub więcej elementów. Najczęściej wykorzystuje się go do spajania metali oraz tworzyw sztucznych.
Kluczowym elementem połączenia spawanego jest spoiwo spawalnicze, czyli tak zwany materiał dodatkowy (np. stal), który pod wpływem temperatury miesza się z materiałami rodzimymi – wypełniając spoinę, czyli miejsce powstałe w wyniku procesu spawania i połączenia materiałów. Najczęściej spotykane rodzaje spawania to:
Spawanie elektryczne z wykorzystaniem spawarki, czyli urządzenia stosowanego do wykonania spoiny (w efekcie wytwarza się łuk elektryczny), w temperaturach do . Stosowane jest najczęściej do spajania blach o grubości od do . Do wykonania spawania konieczne jest zastosowanie elektrody spawalniczej otulonej.
Spawanie w osłonie gazów (spawanie MIG – ang. Metal Inert Gas) to spawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazu obojętnego (, , ), czyli argon, hel, argon hel. Metoda ta często jest stosowana do spawania w sposób automatyczny lub półautomatyczny.
Spawanie MAG (ang. Metal Active Gas) to spawanie łukowe w osłonie gazu aktywnego chemicznie ( (dwutlenek węgla), gaz obojętny).
Spawanie TIG (ang. Tungsten Inert Gas) to spawanie łukowe elektrodą nietopliwą w osłonie gazów obojętnych (argonu , helu , argonu helu ). Umożliwia ono spawanie prawie wszystkich metali i ich stopów oraz łączenie ze sobą różnych metali i stopów. Uzyskiwany metal spoiny jest stopem roztopionej części materiału rodzimego i spoiwa (drut, pręt, pałeczka), podawanego w strefę jarzenia się łuku.
Spawanie gazowe z wykorzystaniem palnika gazowego, zasilanego mieszaniną gazów: acetylenu i tlenu. Osiągane są temperatury do . Ten rodzaj spawania stosowany jest do spajania blach o grubości od do .


Zgrzewane jest jedną z najstarszych metod łączenia metali na stałe. Polega na punktowym dociskaniu spajanych elementów, podczas ich jednoczesnego podgrzewania. Temperatura osiągana podczas podgrzewania musi doprowadzić łączone elementy do tak zwanego stanu plastyczności, co pozwala formować je i spajać pod wpływem odpowiedniej siły nacisku. W przypadku łączenia blach bardzo popularną metodą jest zgrzewanie punktowe, w którym łączenie elementów występuje w oddzielonych miejscach zwanych punktami.
W trakcie pracy urządzenia przeznaczonego do wykonywania punktowych połączeń zgrzewanych – zgrzewarki, w zależności od typu, może tworzyć się jednocześnie jedna (przeważnie), dwie lub kilka zgrzein. W technologii zgrzewania punktowego łączone są między innymi elementy obudowy maszyn i urządzeń, fragmenty poszycia (karoserii) samochodów.
Zgrzewanie punktowe (elektryczne) można podzielić ze względu na sposób doprowadzania prądu do zgrzewanych elementów na:
1) dwustronne jednopunktowe (najczęściej stosowane),
2) dwustronne dwupunktowe,
3) jednostronne jedno- i dwupunktowe.

Nitowanie to rodzaj połączenia nierozłącznego, pośredniego, do niedawna wykorzystywane na masową skalę do spajania dużych i newralgicznych metalowych elementów (np. blach, dźwigarów, wsporników). Było stosowane przy budowie okrętów i innych jednostek pływających, mostów czy zbiorników ciśnieniowych.
Połączenie nitowane (nitowe) powstaje dzięki wykorzystaniu nitów, najczęściej w formie trzpieni walcowych z łbami. Nit umiejscawia się w otworze stworzonym pomiędzy łączonymi elementami, a następnie zakuwa się go ręcznie lub mechanicznie – przy pomocy młotka ślusarskiego, młota pneumatycznego lub nitownicy. Najprostsze nitownice ręczne nie posiadają napędu, ale bardziej zaawansowane urządzenia mogą być zasilane elektrycznie lub pneumatycznie.
Nitownice mogą być ręczne lub pneumatyczne. Pozwalają łączyć elementy za pomocą nitów.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści
Powiązane materiały multimedialne
Film edukacyjny: Zasady obsługi bieżącej oraz użytkowania maszyn i urządzeń stosowanych w procesach obróbki blach i profili kształtowych
Zasady obsługi bieżącej oraz użytkowania maszyn i urządzeń stosowanych w procesach obróbki blach i profili kształtowych