Práce byla vypracována na téma: Konstrukce upínacích elistí pro zkoušku tahem drát.

Transkript

1

2

3

4 ABSTRAKT Práce byla vypracována na téma: Konstrukce upínacích elistí pro zkoušku tahem drát. V první ásti jsem se zamil na teorii mechanických zkoušek materiálu, teorii upínání a konstrukci elistí. Ve druhé ásti jsem navrhl elisti pro zkoušku tahem drát. elisti jsou navrženy k upnutí na stroj Zwick a jsou nadimenzovány na mezní sílu snímae F=20 000N. V píloze bakaláské práce jsou piloženy výrobní výkresy vyrobených elistí. Klíová slova: upínací elisti, drát, mechanické zkoušky, tahová zkouška ABSTRACT My work was elaborated on the topic: Construction of clamping grips for tension test of wires and cordes. In the first part of my work I aimed at the theory of material mechanical tests, the theory of clamping and the construction of grips. In the second part I designed grips for tension test of wires. The grips are designed for clamping to the machine Zwick and they are dimensioned to the marginal force of sensor F=20 000N. In the appendix of my work there are drawings of designed clamping grips. Keywords: clamping grips, wire, mechanical test, tension test

5 Dkuji mému vedoucímu Ing. Milanu Žaludkovi, Ph.D., za odborné vedení a ochotu, kterou mi vnoval pi vypracování bakaláské práce. Prohlašuji, že jsem na bakaláské práci pracoval samostatn a použitou literaturu jsem citoval. V pípad publikace výsledk, je-li to uvedeno na základ licenní smlouvy, budu uveden jako spoluautor. Ve Zlín... Podpis diplomanta

6 OBSAH ÚVOD...8 I TEORETICKÁ ÁST VLASTNOSTI KOV A JEJICH ZKOUŠENÍ ZKOUŠENÍ MATERIÁLU ZKOUŠENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ KOV Rozdlení mechanických zkoušek Zpsob odebírání vzork a výroba zkušebních tles STATICKÉ MECHANICKÉ ZKOUŠKY ZKOUŠKA TAHEM Lomové plochy Zkušební tye pro zkoušku tahem Stroje pro zkoušku tahem ZKOUŠKA TLAKEM PEHLED OCELÍ ZPSOBY PROTIKOROZNÍ OCHRANY OCHRANA POVLAKY Kovové povlaky Nekovové anorganické povlaky Organické povlaky DRUHY ELISTÍ UPÍNACÍ SÍLA EXTENSOMETRY KONSTRUKCE ELISTÍ PRO ZKOUŠKU TAHEM DRÁT...33 II PRAKTICKÁ ÁST TECHNICKÉ ÚDAJE ZKUŠEBNÍHO STROJE ZWICK TECHNICKÉ ÚDAJE STROJE UPÍNACÍ ZAÍZENÍ STROJE: NÁVRH UPÍNACÍCH ELISTÍ VARIANTA A VARIANTA B SOUÁSTI VYRÁBNÝCH ELISTÍ KLADKA Kladka na zkoušku tahem drát Kladka na zkoušku tahem pás EP UPÍNAJÍCÍ ELISTI NA STROJ DESKA SPOJOVACÍ DESKA UPÍNACÍ DESKA UPÍNACÍ DESKA ZÁVR...55 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY...56

7 SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOL A ZKRATEK...57 SEZNAM OBRÁZK...59 SEZNAM PÍLOH...61

8 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 8 ÚVOD Materiály jsou vystavovány rzným druhm namáhání, jakými jsou tah, tlak, ohyb, krut, stih. V praxi vtšinou bývají materiály namáhány kombinací tchto druh namáhání. Pro použití vhodného materiálu ve výrob je zapotebí znát jeho vlastnosti, které se zjišují normalizovanými zkouškami. Zkoušení kovových materiál patí k rozsáhlé oblasti technické innosti. Nejrozšíenjší statickou zkouškou, která se provádí tém u všech materiál, je zkouška tahem. Její pomocí získáváme základní charakteristické vlastnosti materiálu. Hlavním cílem bakaláské práce je navržení upínacích elistí pro zkoušku tahem drát a kord na univerzálním stroji Zwick , což umožní širší využití stroje.

9 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 9 I. TEORETICKÁ ÁST

10 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 10 1 VLASTNOSTI KOV A JEJICH ZKOUŠENÍ Kovy mají typické vlastnosti, které jsou odrazem jejich chemického složení a struktury. Fyzikální, mechanické a technologické vlastnosti kov umož ují jejich široké uplatnní v technické praxi. Vlastnosti kovových materiál je možno rozdlit na fyzikální (magnetismus, tepelná a elektrická vodivost, supravodivost, termoelektrický jev, tepelná roztažnost, mrné teplo, radianí vlastnosti), fyzikáln chemické (chemické a elektrochemické, korozní, optické, emisní, kontaktní a tecí vlastnosti), mechanické (pružnost, pevnost, houževnatost, tvrdost, odolnost proti kehkému a únavovému lomu, odolnost proti teení) a technologické (tvárnost, obrobitelnost, svaitelnost, slévatelnost). Vlastnosti jsou kovovým materiálm dány již v prvovýrob metalurgickými podmínkami. Pi dalším zpracování materiálu se však mní v závislosti na technologickém postupu výroby, který ovliv uje strukturu materiálu. Podle požadavk praxe se vlastnosti kovových materiál stále vyvíjejí. Objevují se nové poznatky o nkterých fyzikálních vlastnostech (supravodivost, superplasticita, tvarová pam, amorfní stavy v kovech apod.), která mají velký význam pro speciální aplikace. Zkoušení kovových materiál je v technické praxi nezbytnou souástí jak vlastního výrobního postupu, tak i kontroly jakosti výrobk a polotovar. Slouží teda jak výrobci, tak i spotebiteli. Zkoušení materiálu je však také dležitým prostedkem a základem vývojových a výzkumných prací. [2] 1.1 Zkoušení materiálu Zkoušení materiálu poskytuje informace pro konstruktéra i technologa o vlastnostech konstrukních materiál, o životnosti a provozní spolehlivosti technologických zaízení. Zkoušení materiál je velmi rozsáhlá oblast technické innosti, kterou lze podle povahy údaj o materiálech rozdlit na: a) Chemické zkoušky b) Fyzikální zkoušky c) Fyzikáln-chemické zkoušky d) Hodnocení struktury

11 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 11 e) Mechanické zkoušky f) Technologické zkoušky g) Defektoskopické zkoušky h) Zkoušky odolnosti proti opotebení Pro pevnostní výpoty strojních souástí a zaízení má rozhodující význam soubor vlastností, které se oznaují jako vlastnosti mechanické. Vyjadují chování materiálu za psobení vnjších sil. [1] 1.2 Zkoušení mechanických vlastností kov Mechanické vlastnosti pedstavují napové a deformaní charakteristiky materiálu. Chování materiálu za psobení vnjších sil je možno v nkterých pípadech vyjádit jednoduchými vztahy. Po pepotu na uritý tvar nebo rozmr tlesa se používají pro pevnostní výpoty (nap. pevnosti, meze kluzu apod.). Nkteré vlastnosti vystihují chování materiálu za složitjších podmínek, zejména se zetelem na tvar, rozmr a napjatost souásti. Nkteré hodnoty však vystihují chování materiálu jen za uritých podmínek a nelze je pevádt na jiná zkušební tlesa (nap. vrubová houževnatost). Pesto však mají pro posouzení jakosti materiálu asto rozhodující význam a jsou cenné nejen pro konstruktéra, ale i pro technologa a metalurga jako kontrola dodržování technologického postupu výroby. Pi výpotech pevnostních hodnot materiálu se pro eliminaci rozmr vztahuje psobení vnjší síly na jednotku namáhaného prezu. Zatížení jednotky prezu se nazývá naptí. Vnjšímu naptí odporují vnitní síly materiálu. Ped rozborem jednotlivých mechanických zkoušek je teba definovat základní pojmy, které vyjadují mechanické vlastnosti. Jsou to: pružnost, pevnost, tvrdost, tvárnost a houževnatost. Pružnost vykazuje hmota, která se psobením naptí deformuje a po odstranní tohoto naptí se vrátí do pvodního stavu. Pevnost je definována jako vnjší naptí, kterého je teba k rozdlení materiálu na dv ásti. Podle zpsobu namáhání, které vede k porušení, rozlišujeme pevnost v tahu, tlaku, ohybu, krutu a stihu.

12 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 12 Tvrdostí rozumíme odolnost povrchových ástí hmoty proti místnímu porušení vnikáním cizího tlesa. Tvrdost však není fyzikáln definovatelnou vlastností, nebo je výslednicí vlastností hmoty, zejména elasticity, kehkosti a plasticity, fyzikáln chemických vlastností povrchu i vlastností chemických. Tvárnost je schopnost hmoty mnit v tuhém stavu bez porušení soudržnosti vzájemnou polohu ástic psobením vnjších sil. Je typickou vlastností vtšiny kov. Houževnatost je vyjádením velikosti práce, potebné k rozdlení hmoty na dv ásti. Kehké látky vyžadují nepatrnou práci; houževnatost je protikladem kehkosti. U kov, které jsou vtšinou houževnaté, je práce potebná k rozdlení, prací petvárnou, nebo rozdlení musí pedcházet urité plastické petvoení. [2] Rozdlení mechanických zkoušek Mechanickými zkouškami získáváme údaje, které jsou podkladem pro pevnostní výpoty strojních souástí. Ke zkouškám se používá zvláštních zkušebních stroj a zaízení. Pro zajištní reprodukovatelnosti výsledk je nutno provádt zkoušky jednotným zpsobem, pedepsaným normou. Mechanické zkoušky se rozdlují podle rzných hledisek. Nejastji se dlí podle: - zpsobu zatžování - fyzikálních podmínek zkoušky - stavu napjatosti Podle zpsobu zatžování rozlišujeme zkoušky statické a dynamické. Zvláštní skupinu tvoí zkoušky tvrdosti, které se nejastji provádjí jako zkoušky statické. Mezi fyzikálními podmínkami zkoušek má rozhodující význam teplota. Zkouší se nejen za normálních teplot, ale i za zvýšených teplot, kdy se sleduje jednak vliv teploty na mechanické vlastnosti zjišované i pi normálních teplotách, jednak chování materiálu pi dlouhodobém zatžování (tzv. teení). Podle použití materiálu v provozních podmínkách se provádjí zkoušky i za nízkých teplot pod 0 C. K fyzikálním podmínkám zkoušky patí také povaha prostedí, ve kterém zkouška probíhá. Jako píklad je možno uvést vliv korozního prostedí pi statickém zatžování nebo pi zkouškách na únavu.

13 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 13 Znaný význam pi zkoušení materiálu má asový faktor. Podle doby psobení zátžné síly se zkoušky dlí na krátkodobé, kdy doba psobení iní ádov minuty, píp. hodiny, a zkoušky dlouhodobé, kdy zátžné síly psobí na zkoušený materiál stovky hodin i více. Podle druhu napjatosti dlíme mechanické zkoušky na tahové, tlakové, ohybové, krutové a stihové. Tyto zpsoby zatžování se vyznaují rzným pomrem mezi naptím normálovým a odporu proti plastické deformaci a proti kehkému lomu, ale i na stavu napjatosti, tj. na pomru mezi maximálním smykovým a normálovým naptím. [2] Zpsob odebírání vzork a výroba zkušebních tles Výbr a píprava zkušebních vzork má vliv na výsledky zkoušky. Pro zajištní reprodukovatelnosti výsledk zkoušek musí být stanoven postup odbru vzork. Pro dležité mechanické a technologické zkoušky je píprava zkušebních vzork normalizována. Nezkoušejí se hotové výrobky ani polotovary, ale pouze vybrané zkušební vzorky. Pi odbru vzork se rozlišují pojmy zkušební kus a zkušební vzorek. Zkušební kus je výrobek nebo polotovar z urité tavby nebo série, z nhož se odebírá zkušební vzorek. Zkušební vzorek je pak ást zkušebního kusu, z níž se vyrobí zkušební tleso (zkušební ty, váleek apod.). Pesný tvar, rozmr i zpsob opracování je pro vtšinu zkoušek pedepsán normou SN Vzhledem k tomu, že reálný kov není homogenní, jsou výsledky nkterých zkoušek znan závislé na míst a zpsobu odbru vzorku. Platí to zejména pi zjišování strukturn citlivých vlastností materiálu. Vzorek je teba volit tak, aby charakterizoval zkoumané vlastnosti materiálu jako celku. asto je teba volit vtší poet vzork, zachycuje-li zkouška vlastnosti malé oblasti sledovaného materiálu. Jindy je teba, aby vzorek zachycoval vlastnosti tch oblastí materiálu, které jsou nejvíce exponovány z hlediska konstrukního použití nebo technologie zpracování. V nkterých pípadech se zjišuje prbh uritých vlastností. Podle tchto hledisek je teba volit metodu, poet i místo odbru vzork. [2] Pro odbr vzork a výrobu zkušebních tles platí tyto zásady: - materiál vzorku musí reprezentovat prmrnou kvalitu celého množství zkoušeného materiálu (dodávky, tavby, série apod.). Poet vzork se stanovuje podle hmotnostních skupin (nap. materiál válcovaný v rzných tvarech a profilech) nebo podle skupin kusových (nap. výkovky a odlitky).

14 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 14 Pi dodávkách polotovar z hutí se musí zkoušet každá tavba zvláš. Poet vzork závisí na požadované pesnosti výsledk. Zpravidla nikdy nestaí jedno mení, takže nap. pi tahové zkoušce je teba vyzkoušet nejmén dv zkušební tye, pi zkoušce vrubové houževnatosti a mení tvrdosti alespo ti atd.. - pi odbru zkušebního vzorku ze zkušebního kusu je nutno vyhnout se místm s pedpokládanými vadami a nehomogenitou materiálu (nap. okraje plechu) tak, aby odebraný vzorek pedstavoval prmrnou jakost zkušebního kusu - odbrem se nesmí ovlivnit zkoušená vlastnost (nap. vyhátím vzorku pi ezání apod.). Nkteré polotovary a hutní výrobky se zkoušejí neopracované (tyový materiál a trubky menších prmr, dráty, tenké plechy, lana apod.) - znaení zkušebních tles se provádí na míst, které nebude pi zkoušce plasticky deformováno, takže znaky budou po zkoušce dobe itelné. Oznaení nesmí poškozovat pracovní ást tlesa [2]

15 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 15 2 STATICKÉ MECHANICKÉ ZKOUŠKY Zpsob statických zkoušek pedpokládá psobení stálých nebo pomalu spojit se mnících sil. Zkušební tleso se vtšinou zatžuje jen jednou, a to až do porušení. Podle druhu namáhání se statické zkoušky rozdlují na zkoušky tahové, tlakové, ohybové, krutové, stihové. Tyto zkoušky se nejastji provádjí za normální teploty. Ve zvláštních pípadech, kdy vnjší fyzikální podmínky zkoušky neodpovídají podmínkám, za kterých souást pracuje, je teba provádt mechanické zkoušky za zvláštních pomr, nap. za vysokých nebo nízkých teplot. [1] 2.1 Zkouška tahem Zkouška tahem je jednou ze základních a nejdležitjších zkoušek vbec. Je pedepsána normou SN Pi tahovém namáhání dochází k deformaci zkušební tye, která se prodlužuje až do petržení. Zjišují se pitom napové a deformaní charakteristiky, kterými jsou pevnost v tahu, mez kluzu, tažnost a kontrakce. Krom tchto základních mechanických vlastností lze speciálním zkušebním postupem stanovit též modul pružnosti, mez úmrnosti a smluvní mez pružnosti. [2] Zkouška se provádí na zkušebních tyích, které se upínají do elistí zkušebního stroje tak, aby osa zkušební tye ležela pesn v ose elistí stroje. Bhem zatžování plynule rostoucí silou se ty deformuje, až pi uritém tahovém zatížení dojde k destrukci. Pi zkoušce se registruje zátžná síla F a odpovídající deformace. Zkušební ty, zatžována silou F, se prodlužuje z poátení mené délky L 0 na konenou délku L u. Poátení plocha píného prezu zkoušené ásti zkušební tye S O se pitom mní na konenou plochu S u. Psobící síla F se vztahuje na jednotku plochy a nazývá se naptí. Vzhledem k tomu, že osové tahové zatížení psobí kolmo k ploše píného prezu, jedná se o naptí normálové. Oznauje se R. V prbhu zkoušky je tedy možno stanovit naptí jako podíl zatížení F a plochy pvodního prezu S O. Nazývá se smluvní jmenovité naptí: F R MPa (1) S O Absolutní prodloužení zkušební tye po petržení je dáno: mm L L L (2) u o

16 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 16 což je možno pepoítat a vyjádit též jako pomrné prodloužení: L L L u o (3) o tato veliina však není normována. Z uvedených vztah vyplývá, že zaznamenávaná závislost (F-L) odpovídá zárove závislosti (R-). Nazývá se smluvním nebo pracovním diagramem zkoušky tahem. Tvar tohoto diagramu uvádí obr.1. [2] Obr. 1: Pracovní diagram zkoušky tahem Poátení pímkový úsek diagramu písluší pružné deformaci a vyjaduje úmrnost naptí a deformace podle Hookeova zákona: R E MPa (4) kde E oznauje modul pružnosti v tahu. Geometricky odpovídá smrnici pímkové ásti diagramu. Mezní hodnota platnosti Hookeova zákona se oznauje jako mez úmrnosti (R u ). Pojem mez úmrnosti není normován. Nad mezí úmrnosti roste pak deformace

17 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 17 rychleji a kivka se odchyluje od pímkového prbhu. Pitom však po zrušení vnjší tahové síly se zkušební ty znovu zkrátí na pvodní délku. To znamená, že se deformovala pružn. Pedpokládá se, že ve stavu pružných deformací je zkušební ty až do mezní hodnoty naptí, oznaována jako mez pružnosti (R E ). Tato fyzikální hodnota, tj. mezní naptí, které po odlehení nezanechá trvalé deformace, se u polykrystalických materiál prakticky nevyskytuje, neuvádí ji proto ani SN. Pro reprodukovatelné zachycení naptí zpsobujícího první plastické deformace se uruje tzv. smluvní mez pružnosti. [1] Z fyzikáln metalurgického hlediska vyjaduje mez pružnosti odpor proti vzniku plastické deformace v namáhaných materiálech. Její velikost závisí na strukturních a substrukturních faktorech, které ovliv ují kritické kluzové naptí, a na teplot a rychlosti deformace. U nkterých materiál (zejména u mkkých uhlíkových ocelí) se objevuje na poátku oblasti plastické deformace úsek rychlejšího prodlužování, který je možno v prbhu zkoušky zeteln zaregistrovat. Tato ást diagramu je charakterizována mezí kluzu R e. Mez kluzu je tedy nejmenší naptí, pi nmž dochází k podstatné deformaci, která nkdy doasn pokrauje, aniž se souasn zvyšuje naptí. Tento charakteristický úsek na diagramu zkoušky se u nkterých materiál nemusí vbec objevit, nebo je vázán na uritý strukturní stav. U mkkých uhlíkových ocelí je však velmi dobe zetelný a mívá asto maximum a minimum, což se oznauje jako horní mez kluzu R eh a dolní mez kluzu R el. Praktický význam má vždy nejvyšší hodnota naptí ped náhlým poklesem, tj. horní mez. Nedá-li se u nkterých materiál mez kluzu zjistit pímo z diagramu jako fyzikální hodnota, uruje se pak z urité pesné hodnoty deformace jako tzv. smluvní mez kluzu. Mez kluzu je pro materiál velmi dležitou charakteristikou, která se používá jako základní kritérium pro výpoet dovoleného namáhání (pro ásti stroj a konstrukce je nepípustný vznik plastické deformace). [2] Hodnota meze kluzu závisí na chemickém složení, struktue a substruktue kovu. U polykrystalických materiál závisí výrazn na velikosti zrna. Zmenšováním stední velikosti zrna se její hodnota zvyšuje. Výrazná mez kluzu zaniká se zvyšující se teplotou. V tchto pípadech je nutno mit smluvní hodnotu. Pi dalším vzrstu naptí nad mez kluzu se zkušební ty plasticky deformuje po celé délce. Na diagramu naptí se to projevuje stoupající vtví kivky, která koní v okamžiku,

18 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 18 kdy tahová síla dosahuje nejvyšší hodnoty ped petržením zkušební tye. Z tohoto maximálního zatížení se uruje pevnost v tahu R m : R m Fmax MPa (5) S O Po pekroení této maximální hodnoty u tvárného materiálu kivka tahového diagramu klesá až do okamžiku destrukce. Deformace, která byla až do meze pevnosti rovnomrná po celé délce zatžované zkušební tye, se nakonec sousteuje do jednoho místa. Prez tye se v tomto míst zane rychle zmenšovat, na zkušební tyi se objeví krek. Zátžná síla zaíná klesat, i když se skutené naptí v tyi vztažené na plochu skuteného prezu zvyšuje. Ty se petrhne v míst nejmenšího prezu. [2] Kovy a slitiny, které vykazují pi tahové zkoušce v poslední fázi charakteristické zúžení tye (krek), mají pevnost v tahu R m, která neodpovídá skutenému maximálnímu naptí, nebo síla se vztahuje na poátení prez So. Proto diagram získaný z trhacího stroje je diagramem smluvním. Prbh skutených naptí, odpovídajících mnícímu se prezu, je na obr. 1 vyznaen árkovanou árou. Mez pevnosti je základní charakteristikou, podle níž se klasifikují a porovnávají materiály. Závisí na chemickém složení a struktue materiálu. Její hodnota je ovlivnna vnitními procesy, které probíhají ve struktue pi plastické deformaci. Jedná se zejména o deformaní zpevnní, strukturní zpevnní a opev ovací procesy, které mohou v kovu probíhat v závislosti na teplot, rychlosti a stupni deformace. Krom uvedených mezních hodnot naptí lze z diagramu urit jak celkovou deformaci C, tak i podíl pružné (elastické) a plastické deformace E a p (obr. 1). Plocha, omezená pracovním diagramem zkoušky, je pak úmrná práci, spotebované na zmnu tvaru zkušební tye pi tahové zkoušce. Její velikost vzrstá s houževnatostí zkoušeného materiálu. [2] Po petržení zkušební tye lze z pomrného prodloužení vypoítat tažnost materiálu A, která je mítkem tvárnosti: Lu Lo A 100 % (6) L o Další charakteristikou tvárnosti je kontrakce Z. Uruje se ze zmny prezu zkušební tye ped zkouškou a po zkoušce:

19 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 19 S o Su Z 100 % (7) S o Tvar pracovního diagramu tahové zkoušky závisí na druhu materiálu. Obr. 2: Rzné typy pracovních diagram tahové zkoušky Diagram na obr. 2a je charakteristický pro vtšinu tvárných kov, jako je m, železo a slitiny lehkých kov. Tvar na obr. 2b, který má zpoátku pímkový prbh, je typický pro uhlíkové oceli po zušlechtní a slitiny lehkých kov po vytvrzení. Diagram na obr. 2c je podobný typu a i b, má však jen malé protažení a po dosažení maximální hodnoty naptí se ty petrhne. Tento diagram vykazuje kehký materiál, jako nap. šedá i bílá litina. U tchto materiál nastává pi zkoušce pouze pružná deformace. Zkouškou tahem se tedy uruje pouze pevnost v tahu R m. Tvrdé zakalené oceli mají pracovní diagram s poátení pímkovou ástí, na níž navazuje mírné zakivení viz obr. 2d. [2] Lomové plochy Vlastnosti zkoušeného materiálu ovliv ují nejen tvar pracovního diagramu, ale také vzhled lomové plochy. Z makroskopického hlediska je lom charakterizován velikostí a homogenitou plastické deformace v míst lomu, vzhledem a morfologií lomové plochy a místa lomu a orientací lomové plochy ke smru psobení zatžování. V kovových materiálech vznikají pi tahové zkoušce lomy bodové, smykové, kehké a dutinové (obr.3).

20 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 20 Obr. 3: Základní druhy lom pi tahové zkoušce a)lom bodový b) lom smykový c) lom kehký d) lom dutinový Bodový lom je charakterizován velkou plastickou deformací a kontrakcí prezu, která dosahuje až Z=100%. Porušení nastává u velmi istých a vysokoplastických kov pi zkušební teplot, pi níž už nedochází k deformanímu zpevnní. Smykový lom vzniká v rovinách maximálního smykového naptí. Pi jeho vzniku se netvoí krek, protože smykové porušení má bezdeformaní, tj. kehký charakter. Ped destrukcí však dochází k urité plastické deformaci zkušební tye v podélném smru. Tyto lomy vznikají zídka. Kehký lom vzniká v materiálech, v nichž v prbhu zatžování nedochází k makroplastické deformaci a porušení nastává tsn po pekroení meze kluzu. Lomová plocha má lesklý zrnitý vzhled. Vzniká v kehkých materiálech (zakalené oceli, litiny). Dutinový lom vzniká tehdy, nastanou-li ve stední ásti tye vhodné podmínky pro tvorbu a šíení mikroskopických dutin. Tento lom se také oznauje jako kalíškový. Vzniká u houževnatých a tvárných kov (mkká ocel, m, hliník). [2] Zkušební tye pro zkoušku tahem Vzhledem k nerovnomrnému prodlužování zkušební tye v rzných místech mené délky (zaškrcování) závisí hodnota tažnosti A na mené délce. Protože se ty v míst zaškrcování prodlužuje nejvíce, je zejmé, že hodnota tažnosti bude tím vtší, ím kratší menou délku zvolíme. Mají-li být výsledky mení tažnosti houževnatých materiál vzájemn srovnatelné, je teba zachovat geometrickou podobnost tyí. U kehkých materiál, které se porušují bez místní plastické deformace, se tažnost neuruje a podmínka geometrické podobnosti není významná. [1] Zkušební tye pro zkoušku tahem pedepisuje norma, podle níž se rozlišují tye dlouhé (L o =10d) a krátké (L o =5d), kde d je prmr tye kruhového prezu. Mená délka tyí

21 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 21 jiných prez se stanoví ze vztah L o, 3 11 So, píp. Lo, 65 So 5 pro dlouhou, píp. krátkou zkušební ty. Druh použité tye se uvádí u hodnoty tažnosti jako index (A 5 pro krátkou ty, A 10 pro dlouhou ty). Tažnost je závislá na pomru délky a prmru zkušební tye. Petrhne-li se zkušební ty mimo stední tetinu mené délky, není možno vypoítat tažnost podle známého vztahu, nebo je zkreslena vtší deformací oblasti pilehlé k mené délce. Zpsob pepotu, který zkreslení tažnosti vylouí, uvádí norma. [1] Tvar zkušební tye pro zkoušku tahem se volí s ohledem na vlastnosti materiálu, zpsob upnutí ve zkušebním stroji a v neposlední ad s ohledem na úel mení. Tvar a podmínky provedení zkušebních tyí vetn typ a tvar upínacích hlav jsou normovány. Zkušební tye kruhového prezu s válcovými hlavami se upínají do rychloupínacích samosvorných elistí trhacího stroje. Jsou vhodné pouze pro materiály do pevnosti cca 900MPa. Pro materiály vyšších pevností se obvykle užívá tyí s hlavami osazenými, které se upínají do dlených kroužk elistí. Pro pesná mení délkových zmn, kdy je teba vylouit prokluzy v upnutí, se používá tyí se závitovými hlavami. Zkušební tye pro zkoušení šedé litiny nemají pracovní ást válcovou, ale jsou kruhov vybrány, aby se vytvoilo místo minimálního prezu. Tyto tye se upínají vždy do závitových upínacích hlav, nebo se používá zvláštních pouzder. [2] Obr. 4: Zkušební ty kruhového prezu s válcovými hlavami k upínání do rychloupínacích elistí

22 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 22 Obr. 5: Zkušební ty kruhového prezu pro upínání do kroužk Obr. 6: Zkušební ty kruhového prezu se závitovými hlavami Obr. 7: Zkušební ty pro zkoušení šedé litiny Stroje pro zkoušku tahem Zkouška tahem se provádí na zkušebních strojích rzné konstrukce. Nejastji se užívá univerzálních mechanických nebo hydraulických stroj, které jsou vybaveny zaízením k upnutí tye a jejímu zatžování i k mení a záznamu zátžné síly a velikosti deformace zkušební tye. [7]

23 UTB ve Zlín, Fakulta technologická Zkouška tlakem Statická zkouška tlakem má význam zejména pro hodnocení kehkých materiál, které jsou v praktických podmínkách provozu namáhány na tlak (ložiskové materiály, kompozice, šedá litina, bronz). Používá se též pro zkoušení stavebních materiál. U tvárných kov dochází pi zatžování k postupnému zvtšování deformace a porušení nenastane. V takových pípadech má zkouška význam jako zkouška technologická. Vzhledem k tomu, že zkouška tlakem není pedepsána normou, neexistují ani jednotné pedpisy pro zkušební tlesa. Vtšinou se používá válek o prmru 20 až 30 mm a stejné výšky. Zkušební vzorky se postupn zatžují tlakovou silou mezi rovnobžnými deskami bu až do rozdrcení (u kehkých materiál), nebo až do dosažení urité deformace (u materiál plastických). [2] Zkouška se provádí na univerzálních trhacích strojích, kde se zkušební vzorek položí mezi podložky, z nichž jedna je uložena v kulovitém sedle pro dosažení centrického zatížení. Pevnost v tlaku se uruje pouze u materiál kehkých, a to podle vztahu: R mt Fmax MPa (8) S o kde F max je maximální zátžná síla, So je prez tlesa ped zkouškou. U tchto materiál dochází k destrukci prakticky bez trvalé deformace (tleso se rozdrtí). U polokehkých materiál dochází k porušení smykem v rovinách maximálního smykového naptí (po úhlopíce obrysu váleku). Velmi kehké materiály se porušují píným normálovým tahovým naptím. Lomové plochy jsou pak rovnobžné s osou váleku. [2]

24 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 24 Obr. 8: Mechanismus porušení pi zkoušce tlakem U tvárných materiál nedochází pi namáhání tlakem k porušení. Pi plastické deformaci zkušebního tlesa nastává zvtšování prezu kolmého na smr zatžování a souasn probíhá v materiálu deformaní zpevnní. Pi stlaování se na elech váleku vytváejí tlakové kužele, po nichž materiál klouže do stran. Pokrauje-li deformace dále, tlakové kužele se k sob piblíží a odpor proti stlaení se zvtšuje. Prbh zátžné síly má po dosažení urité deformace inflexní bod, nad nímž síla stoupá až k nekoneným hodnotám. Z diagramu je možno podobn jako u zkoušky tahem urit mez kluzu v tlaku R et. Pro uritou deformaci neporušených tles se také stanovuje pomrné zkrácení t a pomrné rozšíení t : ho h t 100 % (9) h o S So t 100 % (10) S o kde h o, h je mená výška poátení a po zatížení a S o, S je prez zkušebního tlesa poátení a po zatížení. [2]

25 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 25 Obr. 9: Tlakový diagram kehkého a tvárného materiálu Nkteré materiály vykazují rozdíl pevnosti v tlaku a tahu. Tato skutenost souvisí se strukturou. Pokud kov obsahuje takové strukturní složky, píp. necelistvosti, které pi namáhání tahovým naptím psobí jako iniciátory porušení (nap. grafit v šedé litin, trhliny aj.), vzniká rozdíl v hodnotách pevnosti v tlaku a v tahu. [2] Obr. 10: Rozdíl v hodnotách pevnosti v tahu a tlaku pro mkkou ocel a šedou litinu

26 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 26 3 PEHLED OCELÍ Oceli tídy 10 - jsou konstrukní oceli obvyklých jakostí a vlastností, které nemají obvykle zarueno chemické složení. Z chemických vlastností se u ocelí této skupiny zaruuje pevnost a tažnost, pouze u nkterých vybraných druh i mez kluzu. [7] Oceli tídy 11 -jsou konstrukní oceli obvyklých jakostí, u kterých se již zaruuje maximální obsah uhlíku. Protože však není zaruena jeho spodní hranice, oceli tídy 11 se nedoporuují k zušlechování. Dodávají se pevážn jako neuklidnné, takže je nutno poítat s vtší chemickou nestejnorodostí a s rozptylem mechanických vlastností. Hlavní skupinu ocelí tídy 11 tvoí opt konstrukní oceli s pevnosti v tahu odstup ovanou od 340 do 900 MPa. Oceli této tídy jsou nejpoužívanjší oceli pro díly technologických zaízení. Nejastji se používají oceli s pevností kolem 500 MPa a pi nároných, výrazn zatížených souástí do pevnosti 900 MPa. Pokud tyto materiály budeme obrábt, doporuuje se je normalizan žíhat. Po mechanickém zpracování je lze také zušlechovat. [7] Oceli tídy 12 - v porovnání s ocelemi tídy 10 a 11 mají nižší obsah fosforu a síry, obsah uhlíku je od 0,06 do 0,9 %. Jedná se o oceli nelegované. V souasnosti uvádí naše normy 24 znaek ocelí tídy 12. Jsou to jedny z nejpoužívanjších ocelí a tvoí nkolik podskupin: - oceli k cementování- mají nízký obsah uhlíku ( do 0,2 %), to znamená, že po následujícím kalení je pi pomrn velké pevnosti v tahu zachována dostatená houževnatost jádra. Velké tvrdosti povrchu se dosahuje obohacením povrchových vrstev uhlíkem ped kalením. Tvrdost cementované vrstvy po zakalení a popouštní je asi 62 HRC. Patí sem nap. oceli , a Oceli s nižším obsahem uhlíku používáme na souásti stroj a silniních motorových vozidel jako epy, etzová kola apod. Oceli s vyšším obsahem uhlíku používáme na souásti s vyšší pevností v jáde, nap. vodítka. - Oceli k zušlechování- mají obsah uhlíku od 0,4 do 0,6 %, což jim zaruuje dostatenou tvrdost po zakalení. Jsou prokalitelné do prmru 40 mm. Po kalení se popouští na vyšší teploty (do 660 C), aby se dosáhlo vysoké

27 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 27 houževnatosti pi zachování vhodné pevnosti. Nkteré oceli dosahují pevnosti v tahu až MPa ( ). Dosahují i vysoké meze kluzu a meze únavy. Typické oceli k zušlechování jsou oceli , , a Oceli k povrchovému kalení- jsou to oceli, u nichž se požaduje vysoká tvrdost povrchu. Obsah uhlíku bývá od 0,4 do 0,6%, což znamená, že jsou již kalitelné na znanou tvrdost, a pitom mají ješt vyhovující houževnatost a pevnost jádra. Hodí se zejména na epy, elisti, šoupátka, ozubená kola, kladky, vahadla, vidlice apod. Nejastji se na tyto souásti volí oceli , , , a Oceli na patentované dráty- pro bžná lana mají obsah uhlíku 0,3 až 0,9 %, pro tžní lana 0,7 až 0,8 %, pro jehly 0,9 až 1 %. Na výrobky z patentovaného drátu jsou vhodné zejména oceli , , a [7] Oceli tídy 13 - jsou legované Si, Mn, V, a nehodí se proto k cementování. Kemík totiž brání nasycování povrchu uhlíkem, mangan pi dlouhodobé výdrži na vysoké teplot zpsobuje hrubnutí austenitického zrna. Jsou vhodné pro zušlechování, zejména oceli , , Používáme je na stedn namáhané souásti silniních motorových vozidel, kde se vyžaduje odolnost proti opotebení jako hídele, ojnice, ozubená kola, nápravy, epy kol aj. Oceli tídy 14 - jsou to oceli legované Cr, Mn, Si, pop. ješt Ni, Al, Ti. Jsou vhodné k cementování, zušlechování nebo povrchovému kalení. Mají zvýšenou prokalitelnost. Patí mezi nejdležitjší legované oceli. Oceli tídy 15 - u tchto ocelí se používá k legování velký poet kombinací legur. Pesto však se jedná o nízkolegované oceli, mají však své specifické vlastnosti. Jsou to: velmi dobrá prokalitelnost a vhodnost k zušlechování, vysoká mez pevnosti v tahu a mez kluzu pi normální teplot, zaruena mez teení, zvýšená odolnost proti korozi. Vtšina ocelí této

28 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 28 tídy se používá na souásti tepelných energetických zaízení a tlakových nádob, na souásti vystavné vysokým teplotám a na tlakové nádoby v chemickém prmyslu. [7] Oceli tídy 16 - jsou to oceli legované hlavn niklem (až 5 %) a v kombinaci s chrómem. Patí mezi nízko a stedn legované oceli. SN uvádí 22 druh tchto ocelí. Oceli tídy 17 -jsou to oceli stedn a vysoko legované. Souet obsahu legovaných prvk je vyšší než 10 %. Podle úelu použití je dlíme na oceli korozivzdorné, žárovzdorné, žáropevné, odolné proti opotebení, pro nízké teploty a se zvláštními fyzikálními vlastnostmi. Oceli tídy 19 -jsou to oceli nástrojové. Požaduje se u nich vysoká tvrdost a pevnost, dostatená houževnatost, odolnost proti opotebení, vhodná prokalitelnost a leštitelnost. Rzným chemickým složením a vhodným tepelným zpracováním lze u nástrojových ocelí mnit jejich vlastnosti v širokém rozsahu. [7]

29 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 29 4 ZPSOBY PROTIKOROZNÍ OCHRANY Rychlost koroze výrobk lze omezit nkolika zpsoby již pi jejich navrhování. Jsou to: volba materiálu, konstrukní, technologické a povrchové úpravy, úprava prostedí, elektrochemická ochrana a ochrana výrobk povlaky. 4.1 Ochrana povlaky -je to nejrozšíenjší zpsob protikorozní ochrany kovových výrobk. Umož uje konstruktérovi volit materiál s požadovanými mechanickými vlastnostmi bez ohledu na jeho odolnost proti korozi Kovové povlaky -pro hodnocení ochranných kovových povlak je rozhodující tlouška povlaku a jeho pórovitost. S tlouškou povlaku roste jeho životnost, protože se souasn snižuje poet korozn významných pór. Podle použité technologie vytváení povlaku se kovové povlaky dlí na:chemicky, elektrochemicky, ponoením do taveniny povlakového kovu, stíkáním roztaveného povlakového kovu, mechanicky Nekovové anorganické povlaky - jsou to umle vytvoené povlaky (vrstvy) oxid, fosforenan a chroman kov. Jejich podstatou je vytvoení tenké vrstvy z povrchu vlastního (základního) kovu nebo povlaku v píslušné lázni chemickou, pop. elektrochemickou reakcí. Zvyšujeme tím odolnost povrchu pedmtu proti korozi, pilnavost nátrových nebo konzervaních hmot k základnímu kovu a využívá se k dekoraním úpravám povrchu pedmtu Organické povlaky -jsou nejrozšíenjší zpsoby povrchových úprav a ochran kovových, devných a jiných výrobk. Výhodou tohoto zpsobu je široký sortiment druh, kvality a barevných odstín, možnost jejich pesného namíchání a pomrn jednoduchá technologie zpracování. [8]

30 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 30 5 DRUHY ELISTÍ Kvli odlišnosti tvaru vzork se vyrábí rzná škála upínacích zaízení ke zkoušce tahem. Druhy elistí ke zkoušce v tahu: [3] Tah Tvarové upnutí Silové upnutí samoupínací nesamoupínací Klínové (samosvorné) pneumatické klešové hydraulické kloubové šroubové klín+šroub ke zkoušce drát perové 5.1 Upínací síla Pro upnutí zkušebního vzorku v elistech mžeme použít hydraulického, pneumatického, šroubového, klínového nebo klešového upnutí.

31 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 31 Obr. 11: Závislost upínací síly na tahové síle Jestliže použijeme hydraulické nebo pneumatické upnutí vzorku, tak upínací síla zstane bhem zkoušky konstantní, protože stlaený vzduch i kapalina udržují stále stejný tlak. Pi použití šroubového upnutí se upínací síla vlivem zvtšení tahové síly zmenšuje. Velikost zmenšení upínací síly je závislé na pružnosti a tuhosti zkušebního vzorku. V pípad samoupínacích zpsob upnutí vzorku je nejprve malá upínací síla, která se v závislosti na psobení tahové síly zvtšuje. Tenhle zpsob se používá u klínových a klešových upínacích zaízení. Tecí síla nezávisí pouze na upínací síle, ale také na koeficientu tení upínacích povrch elistí. Z tohoto dvodu se používají vymnitelné upínací elisti nebo plochy s odlišným typem upínacího povrchu (tvarem, materiálem). [3]

32 UTB ve Zlín, Fakulta technologická Extensometry U tahových zkoušek musí být zmeno prodloužení vzorku vi tahové síle a ve speciálních pípadech se mí i zúžení vzorku. U ohybových zkoušek se mí vychýlení vzorku. K mení tchto hodnot se používají extensometry. 1. Digital clip-on extensometr -tyhle extensometry jsou run pipevnitelné ke vzorku a mají vysoké rozlišení a pomrn velký rozsah pohybu. Proto se používají k pesnému urení modulu pružnosti zkoušeného materiálu (plasty, pryže, kovy). [3] Obr. 12: Digital clip-on extensometr 2. Macro extensometr -tyhle extensometry se používají ke zkouškám tahu, tlaku, ohybu a k cyklickým zkouškám u vzork s menším prodloužením. Také se používají pro tenké plechy a folie. [3]

33 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 33 Obr. 13: Macro extensometr 5.3 Konstrukce elistí pro zkoušku tahem drát Použití: -uvedené elisti se používají pro zkoušku tahem drát vyrobených z kov, plastu a pírodních vláken Konstrukce: -elisti se skládají z kladky a zaízení pro upnutí konce zkoušeného vzorku Obsluha: -zkoušený vzorek je ovinut okolo kladky a jeho konec je upnut pomocí hydraulického, pneumatického, šroubového, klínového upínacího zaízení. [3] Na následujících obrázcích jsou píklady konstrukcí elistí pro zkoušku tahem drát od firem Zwick a Instron. [3,4]

34 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 34 Obr. 14: elisti s hydraulicko-mechanickým systémem upnutí pro zkoušku tahem drát Obr. 15: elisti se šroubovým systémem upnutí pro zkoušku tahem drát

35 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 35 Obr. 16: elisti se šroubovým systémem upnutí pro zkoušku tahem drát Obr. 17: elisti s mechanickým upnutím konce drátu

36 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 36 Obr. 18: elisti s mechanickým systémem upnutí (vaka) pro zkoušku tahem drát Obr. 19: Kladka

37 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 37 Obr. 20: Pneumatické elisti pro zkoušku tahem kord a vláken(10kn) Obr. 21: Schéma upnutí konce drátu

38 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 38 Obr. 22: Pneumatické elisti pro zkoušku tahem kord a vláken (50N) Obr. 23: Schéma upnutí konce drátu

39 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 39 II. PRAKTICKÁ ÁST

40 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 40 6 TECHNICKÉ ÚDAJE ZKUŠEBNÍHO STROJE ZWICK Zkušební stroj Zwick se používá pro praktické zkoušení vzork. Provádí se na nm testování tahem, tlakem a ohybem rzných materiál (plast, kompozit, laminát, textilií, pnových materiál, lepenek, papír aj.). Obr. 24: Zkušební stroj Zwick

41 UTB ve Zlín, Fakulta technologická Technické údaje stroje - maximální zkušební síla 20kN - celková výška 2012mm - celková šíka 630mm - strojová výška 1284mm - šíka pracovního prostoru 420mm -hmotnost 150kg 6.2 Upínací zaízení stroje: Obr. 25: Upínací zaízení stroje 1 Utahovací matice 2 Otvor pro pojistný kolík 3 Spojovací ep Upínací elisti se nasazují na spojovací ep a zajistí kolíkem. Pro zajištní pevného upnutí elistí na stroji se dotáhnou utahovací maticí.

42 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 42 7 NÁVRH UPÍNACÍCH ELISTÍ Princip funkce: Pi tahové zkoušce se zkušební vzorek ve form drátu i kordu upne mezi elisti zkušebního stroje. S plynule vzrstající zatžující silou se elistí od sebe oddalují a dochází tak k prodlužování vzorku, až nastane petržení. Vlastnosti zkoušeného materiálu jsou vyhodnocovány jako závislost síly na prodloužení. Konstrukní ešení: Pi konstrukci upínacích elistí byly navrženy dv varianty upínacích elistí, které se od sebe liší ve zpsobu upnutí konce drátu. K návrhu upínacích elistí jsem se inspiroval návrhy od firem Zwick a Instron, které jsou uvedeny na obrázcích (14-23).

43 UTB ve Zlín, Fakulta technologická Varianta A Obr. 26: 3D schéma varianty A

44 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 44 Obr. 27: Konstrukce navržených elistí Soupis jednotlivých díl: 1 spojovací deska 2 kladka 3 ep 4 upínací deska 2 5 deska 6 upínací deska šrouby s válcovou hlavou s vnitním šestihranem 12 šestihranná matice pružné podložky Deska (pozice 5) je pes spojovací desku (p. 1) pipojena pomocí šroub s válcovou hlavou (p. 7,8) k epu (p. 3), který je upnut pomocí pojistného kolíku ke spojovacímu epu zkušebního stroje. K desce je pomocí tí šroub pipevnna kladka (p. 2). Poloha kladky je navrhnuta tak, že osa zkušebního drátu leží v ose epu stroje. Pi zkoušce se zkušební drát omotá pes kladku a konec drátu se uchytí mezi dv upínací desky (p. 4,6) a upínací síla se vyvodí pomocí dvou šroub s válcovou hlavou (p. 11) pod kterými jsou umístny pružné

45 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 45 podložky (p.13). Pro vyvození vtší upínací síly je povrch upínacích desek opaten vyfrézovanými drážkami. Sestava elistí a výrobní výkresy jednotlivých ástí jsou uvedeny v píloze bakaláské práce. Dimenzování elistí pro mezní sílu snímae: Obr. 28: Dimenzování elistí Dimenzování elistí pro maximální penášenou sílu F=20000N je provedeno ve spojení spojovací desky a desky pomocí šroubu s válcovou hlavou (odkaz 1), kde se provede kontrola na tah. Pi spojení kladky k desce (odkaz 2) je provedena kontrola šroub s válcovou hlavou na stih. 1.Kontrola na tah materiál šroub velikost šroub.m12 Dt = MPa d 2 =10,863mm d 3 =9,853mm poet šroub 2 velikost síly F=20000N F F ,7MPa (11) 2 S d 2 d ,863 9, ( ) 2 ( ) vyhovuje (12) t Dt

46 UTB ve Zlín, Fakulta technologická Kontrola na stih materiál šroub velikost šroub.m12 DS =85-125MPa d 3 =9,853mm poet šroub 3 velikost zatžující síly F=20000N F F S 2 S 87, 4MPa 3 S d 3 3 9,853 (13) vyhovuje (14) S DS

47 UTB ve Zlín, Fakulta technologická Varianta B Obr. 29: 3D schéma varianty B

48 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 48 Obr. 30: Konstrukce navržených elistí - varianta B Soupis jednotlivých díl: 1 spojovací deska 2 kladka 3 ep 4 upínací deska 2 5 deska 6 upínací deska 1 7 rybinová deska 8-12 šrouby s válcovou hlavou s vnitním šestihranem 13 šestihranná matice pružné podložky 16 stavcí šroub s drážkou Konstrukce varianty B se odlišuje od varianty A pouze zajištním upnutí konce drátu. V tomto pípad jsou v upínacích deskách (pozice 4,6) vyfrézovány rybinové drážky, do kterých se vsunou již díve vyrobeny destiky s rybinovým profilem (p. 7). Destiky jsou po celé ploše kižn rádlované pro vyvození vtšího koeficientu tení. Zajištní posuvu

49 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 49 rybin je pomocí stavcích šroub (p. 16), které jsou zašroubovány v upínacích deskách a brání posunu rybinových desek v rybinové drážce. Sestava elistí a výrobní výkresy jednotlivých ástí jsou uvedeny v píloze bakaláské práce. pozn. Jelikož spojovací deska, ep, kladka jsou rozmrov stejné jako u varianty A jsou v píloze uvedeny jen 1x. Dimenzování elistí pro mezní sílu snímae: Obr. 31: Dimenzování elistí Dimenzování elistí pro zadanou sílu F=20000N je provedeno ve spojení spojovací desky a desky pomocí šroubu s válcovou hlavou (odkaz 1), kde se provede kontrola na tah. Pi spojení kladky k desce (odkaz 2) je provedena kontrola šroub s válcovou hlavou na stih. 1.Kontrola na tah materiál šroub velikost šroub.m12 Dt = MPa d 2 =10,863mm d 3 =9,853mm poet šroub 2 velikost síly F=20000N

50 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 50 F F ,7MPa (15) 2 S d 2 d ,863 9, ( ) 2 ( ) vyhovuje (16) t Dt 2. Kontrola na stih materiál šroub velikost šroub.m12 DS =85-125MPa d 3 =9,853mm poet šroub 3 velikost zatžující síly F=20000N F F S 2 S 87, 4MPa 3 S d 3 3 9,853 (17) S DS vyhovuje (18) Pro snadnjší výrobu se bude vyrábt varianta A.

51 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 51 8 SOUÁSTI VYRÁBNÝCH ELISTÍ 8.1 Kladka Kladka na zkoušku tahem drát Obr. 32: 3D schéma kladky na dráty Výrobní výkres kladky je uveden v píloze bakaláské práce Kladka na zkoušku tahem pás Obr. 33: 3D schéma kladky na pásy

52 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 52 Výrobní výkres kladky je uveden v píloze bakaláské práce. 8.2 ep upínající elisti na stroj Obr. 34: 3D schéma epu Výrobní výkres epu je uveden v píloze bakaláské práce. 8.3 Deska Obr. 35: 3D schéma desky Výrobní výkres desky je uveden v píloze bakaláské práce.

53 UTB ve Zlín, Fakulta technologická Spojovací deska Obr. 36: 3D schéma spojovací desky Výrobní výkres spojovací desky je uveden v píloze bakaláské práce. 8.5 Upínací deska 1 Obr. 37: 3D schéma upínací desky 1 Výrobní výkres upínací desky 1 je uveden v píloze bakaláské práce.

54 UTB ve Zlín, Fakulta technologická Upínací deska 2 Obr. 38: 3D schéma upínací desky 2 Výrobní výkres upínací desky 2 je uveden v píloze bakaláské práce.

55 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 55 ZÁVR V teoretické ásti jsem se zamil na rozbor problematiky provádní mechanických zkoušek. Nejvtší pozornost jsem pitom vnoval podrobnému seznámení s provádním tahových zkoušek. Souástí teoretické ásti bylo rovnž seznámení s problematikou upínání zkoušených vzork na stroj, což bylo jedním z dílích cíl této práce. V praktické ásti nejprve uvádím parametry stroje Zwick pro který jsem dle zadání bakaláské práce ml vypracovat upínací elisti ke zkoušce drát a kord.v prbhu zpracování práce jsem navrhl dv rzná konstrukní ešení, které se od sebe liší ve zpsobu upínání konce zkoušeného drátu. Z dvodu náronosti výroby byl vybrán k výrob první typ elistí. Možnost využití elistí se zvýšila tím, že jsem navrhl dv konstrukní ešení kladek, kdy jeden typ slouží pro zkoušení drát a druhý pro zkoušení pás. Výkresovou dokumentaci upínacích elistí jsem vypracoval v programu AutoCad 2002 a je piložena v píloze bakaláské práce.

56 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 56 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1] Lukovics, I. Konstrukní materiály a technologie. VUT Brno, 1992 [2] Skálová, J., Kovaík, R., Benedikt, V. Základní zkoušky kovových materiál. Fakulta strojní Plze, 2005 [3] Dostupné z: [4] Dostupné z: [5] Lukovics, I., Sýkorová, L., Volek, F. ásti a mechanizmy stroj. Fakulta technologická ve Zlín 1999 [6] Leinveber, J., asa, J., Vávra, P. Strojnické tabulky. Scientia s.r.o. Praha, 1999 [7] Hluchý, M., Kolouch, J. Strojírenská technologie 1 - Nauka o materiálu 1. díl. Scientia, Praha, 1999 [8] Hluchý, M., Hank, V. Strojírenská technologie 2 Koroze, základy obrábní, výrobní postupy 2.díl. Scientia, Praha, 2001

57 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 57 SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOL A ZKRATEK R (MPa) Normálové naptí F (N) Zátžná síla S o (mm 2 ) Poátení plocha píného prezu L (mm) Absolutní prodloužení L u (mm) Konená délka L o (mm) Poátení mená délka (-) Pomrné prodloužení E (MPa) Modul pružnosti v tahu R u (MPa) Mez úmrnosti R E (MPa) Mez pružnosti R e (MPa) Mez kluzu R eh (MPa) Horní mez kluzu R el (MPa) Dolní mez kluzu R m (MPa) Pevnost v tahu A (%) Tažnost materiálu Z (%) Kontrakce F max (N) Maximální zatžující síla t (%) Pomrné zkrácení h o (mm) Poátení výška h (mm) Výška po zatížení t (%) Rozšíení F (N) Mezní síla snímae Dt (MPa) Dovolené naptí v tahu d 2 (mm) Stední prmr závitu šroubu

58 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 58 d 3 (mm) Malý prmr závitu šroubu S (MPa Naptí ve stihu DS (MPa) Dovolené naptí ve stihu

59 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 59 SEZNAM OBRÁZK Obr. 1: Pracovní diagram zkoušky tahem...16 Obr. 2: Rzné typy pracovních diagram tahové zkoušky...19 Obr. 3: Základní druhy lom pi tahové zkoušce...20 Obr. 4: Zkušební ty kruhového prezu s válcovými hlavami k upínání do rychloupínacích elistí...21 Obr. 5: Zkušební ty kruhového prezu pro upínání do kroužk...22 Obr. 6: Zkušební ty kruhového prezu se závitovými hlavami...22 Obr. 7: Zkušební ty pro zkoušení šedé litiny...22 Obr. 8: Mechanismus porušení pi zkoušce tlakem...24 Obr. 9: Tlakový diagram kehkého a tvárného materiálu...25 Obr. 10: Rozdíl v hodnotách pevnosti v tahu a tlaku pro mkkou ocel a šedou litinu...25 Obr. 11: Závislost upínací síly na tahové síle...31 Obr. 12: Digital clip-on extensometr...32 Obr. 13: Macro extensometr...33 Obr. 14: elisti s hydraulicko-mechanickým systémem upnutí pro zkoušku tahem drát..34 Obr. 15: elisti se šroubovým systémem upnutí pro zkoušku tahem drát...34 Obr. 16: elisti se šroubovým systémem upnutí pro zkoušku tahem drát...35 Obr. 17: elisti s mechanickým upnutím konce drátu...35 Obr. 18: elisti s mechanickým systémem upnutí (vaka) pro zkoušku tahem drát...36 Obr. 19: Kladka...36 Obr. 20: Pneumatické elisti pro zkoušku tahem kord a vláken(10kn)...37 Obr. 21: Schéma upnutí konce drátu...37 Obr. 22: Pneumatické elisti pro zkoušku tahem kord a vláken (50N)...38 Obr. 23: Schéma upnutí konce drátu...38 Obr. 24: Zkušební stroj Zwick

60 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 60 Obr. 25: Upínací zaízení stroje...41 Obr. 26: 3D schéma varianty A...43 Obr. 27: Konstrukce navržených elistí...44 Obr. 28: Dimenzování elistí...45 Obr. 29: 3D schéma varianty B...47 Obr. 30: Konstrukce navržených elistí - varianta B...48 Obr. 31: Dimenzování elistí...49 Obr. 32: 3D schéma kladky na dráty...51 Obr. 33: 3D schéma kladky na pásy...51 Obr. 34: 3D schéma epu...52 Obr. 35: 3D schéma desky...52 Obr. 36: 3D schéma spojovací desky...53 Obr. 37: 3D schéma upínací desky Obr. 38: 3D schéma upínací desky

61 UTB ve Zlín, Fakulta technologická 61 SEZNAM PÍLOH P 1: Sestava elistí varianta A, íslo výkresu P 2: Soupis položek varianta A, íslo výkresu P 3: Výrobní výkres spojovací desky, íslo výkresu P 4: Výrobní výkres kladky na dráty, íslo výkresu /A P 5: Výrobní výkres kladky na pásy, íslo výkresu /B P 6: Výrobní výkres epu, íslo výkresu P 7: Výrobní výkres upínací desky 2 varianta A, íslo výkresu P 8: Výrobní výkres desky varianta A, íslo výkresu P 9: Výrobní výkres upínací desky 1 varianta A, íslo výkresu P 10:Sestava elistí varianta B, íslo výkresu P 11:Soupis položek varianta B, íslo výkresu P 12:Výrobní výkres upínací desky 2 varianta B, íslo výkresu P 13:Výrobní výkres desky varianta B, íslo výkresu P 14:Výrobní výkres upínací desky 1 varianta B, íslo výkresu P 15:Výrobní výkres rybinové desky varianta B, íslo výkresu

62 Pílohy:

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76