KWALIFIKACJA MEC3 - CZERWIEC 2016

PYTANIE NR 29.
Wyłamanie zmęczeniowe koła przekładni zębatej przedstawiono na zdjęciu oznaczonym literą
Ilustracja przedstawia cztery zdjęcia oznaczone literami A, B, C i D, które ukazują różne uszkodzenia elementów
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wyłamanie zmęczeniowe rozpoznaje się po tym, że pęknięcie narasta stopniowo pod obciążeniem cyklicznym: widoczna bywa strefa inicjacji (często u nasady zęba), obszar propagacji oraz końcowy przełom doraźny po utracie nośności. Taki charakter uszkodzenia przedstawia fotografia oznaczona "B".

Pełne wyjaśnienie:

Wyłamanie zmęczeniowe koła przekładni zębatej jest skutkiem cyklicznych naprężeń działających podczas pracy. W odróżnieniu od nagłego złamania od przeciążenia, pęknięcie w zmęczeniu zwykle rozwija się w czasie: najpierw powstaje mikropęknięcie, następnie rośnie ono z każdym cyklem obciążenia, aż do momentu, gdy pozostały przekrój nie przenosi obciążenia i dochodzi do gwałtownego dołamania.

Typowe cechy, których szuka się na fotografii przełomu zmęczeniowego zęba koła:

  • Miejsce inicjacji pęknięcia – często w obszarze koncentracji naprężeń, np. u nasady zęba (karb geometryczny), czasem przy wadzie materiałowej lub po uszkodzeniu powierzchni.
  • Strefa propagacji – obszar względnie gładki w porównaniu do przełomu doraźnego; bywa, że widać ślady postępu pęknięcia (linie/łuki wzrostu), wynikające z etapowego narastania.
  • Strefa końcowa (dołamanie) – bardziej chropowata, powstała nagle, gdy przekrój resztkowy był już zbyt mały.

Fotografia oznaczona "B" przedstawia właśnie taki układ cech charakterystycznych dla procesu zmęczeniowego, dlatego jest poprawną odpowiedzią.

Pozostałe fotografie (inne litery) mogą przedstawiać inne, częste mechanizmy uszkodzeń kół zębatych, które bywają mylone ze zmęczeniem:

  • Przełom od przeciążenia – dominuje jednorodnie chropowata, "świeża" powierzchnia złomu bez wyraźnej strefy długotrwałej propagacji; uszkodzenie ma charakter nagły.
  • Wykruszenia/zużycie powierzchniowe (np. od nieprawidłowego smarowania lub zanieczyszczeń) – widoczne ubytki na powierzchniach współpracy zębów, ale bez typowej powierzchni przełomu przez przekrój zęba.
  • Uszkodzenia od błędów montażu (niewspółosiowość, zły luz) – mogą powodować miejscowe ślady kontaktu i wtórne pęknięcia, jednak nie zawsze dają obraz klasycznego przełomu zmęczeniowego.

W praktyce diagnostycznej mechanik powinien łączyć obraz przełomu z informacjami z eksploatacji (obciążenia, drgania, smarowanie, temperatura). To pozwala odróżnić zmęczenie od jednorazowego przeciążenia i dobrać działania zapobiegawcze.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To pęknięcie i odłamanie fragmentu zęba powstające stopniowo pod wpływem obciążeń cyklicznych. Najpierw rozwija się mikropęknięcie (często u nasady zęba), potem rośnie w kolejnych cyklach, aż dochodzi do końcowego dołamania.
Zwykle widać podział na strefy: inicjację pęknięcia, propagację (często gładszą, z możliwymi śladami postępu) oraz końcowe dołamanie bardziej chropowate. To odróżnia zmęczenie od nagłego złamania.
U nasady zęba występuje karb geometryczny i największe naprężenia zginające, co powoduje koncentrację naprężeń. Dodatkowo mikrouszkodzenia, korozja lub wady powierzchni mogą ułatwiać inicjację pęknięcia właśnie w tym miejscu.
Przeciążenie zwykle daje nagły przełom o bardziej jednorodnej, chropowatej powierzchni bez wyraźnej strefy długiego narastania. Zmęczenie ma charakter procesu: widać strefy wzrostu pęknięcia i dopiero na końcu dołamanie.
Sprzyjają mu m.in. długotrwałe przeciążanie, drgania, niewspółosiowość, nieprawidłowy luz, udary momentu oraz pogorszone smarowanie (np. zanieczyszczenia). Czynniki te zwiększają naprężenia cykliczne i przyspieszają inicjację oraz propagację pęknięcia.
Nie. Wykruszenia/ubytki powierzchniowe dotyczą głównie warstwy wierzchniej na powierzchni kontaktu, a wyłamanie zmęczeniowe to pęknięcie przechodzące przez przekrój zęba i odłamanie jego części. Na egzaminie te dwa obrazy bywają mylone.
Pomagają: kontrola obciążenia i przeciążeń, prawidłowe ustawienie osi i luzów, dobór i wymiana oleju zgodnie z zaleceniami, filtracja i czystość środka smarnego oraz monitoring drgań/hałasu. Celem jest zmniejszenie naprężeń cyklicznych i eliminacja przyczyn inicjacji pęknięć.
Gdy pęknięcie narastało długo, a na końcu następuje szybkie dołamanie, awaria w praktyce bywa odebrana jako nagła. Na przełomie jednak często da się zauważyć wcześniejszą strefę propagacji, która świadczy o wcześniejszym, skrytym rozwoju pęknięcia.
Najczęściej myli się zmęczenie z przeciążeniem, bo oba przypadki dają "złamany" ząb. Błąd wynika z patrzenia tylko na wielkość ubytku, a nie na strukturę powierzchni przełomu (strefy, kierunek rozwoju pęknięcia, gładkość/chropowatość).
Najlepiej pracować na przykładach zdjęć i opisów mechanizmów awarii: zużycie, wykruszenia, pęknięcia, wyłamania. Warto tworzyć własną "ściągę cech": gdzie zwykle startuje pęknięcie, jakie są strefy przełomu i jakie są typowe przyczyny eksploatacyjne.
info

Statystycznie 64% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Taki charakter uszkodzenia przedstawia fotografia oznaczona "B"."

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Zm%C4%99czenie_materia%C5%82u - dostęp 2026-03-01
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Fatigue_(material) - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z podstaw konstrukcji maszyn (dział: uszkodzenia i wytrzymałość zmęczeniowa)
  • Instrukcje serwisowe producentów przekładni: sekcje o diagnostyce uszkodzeń kół zębatych
  • Wprowadzenie do fraktografii: rozpoznawanie przełomów zmęczeniowych i doraźnych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego