Level 3 Fitting and Turning TEST 2015

QUESTION  1:(BEARINGS) ( 25 Marks)

1.1		Name 3 types of equipment which can be used to monitor the condition of a bearing while it is still in operation?	(3)
1.2	1.2.1 1.2.2 1.2.3	Explain in your own words the following concepts relating to properties of materials: Embeddability      Compatibility      Conformability	(6)
1.3		Give three (3) disadvantages of plain bearings?	(3)
1.4		Name four(4) disadvantages of antifriction bearings?	(4)
1.5		Two methods are used to install anti-friction bearings. Name them?	(2)
1.6		Name five (5) reasons why plain bearings overheat?	(5)
1.7		What is the maximum heat that can be applied to an anti-friction bearing?	(2)
			[25]

QUESTION  2 :(COUPLINGS) ( 19Marks)

2.1		What is the function of a coupling?	(2)
2.2		Name three (3) types of misalignments when installing couplings?	(3)
2.3		What is the purpose of a Jacking bolt on an electrical motor assembly?	(2)
2.4		Explain what the term “runout” means in relation to alignment of shafts?	(2)
2.5		Couplings are divided into three (3) main groups. List them?	(3)
2.6		Name four (4) places where you will use couplings? Be specific.	(4)
2.7		Which 3 of the following couplings can compensate for misalignment of connecting shafts? Flange coupling Raffard Coupling Chain coupling Nylon sleeve coupling Gear coupling Fluid coupling	(3)
			[19]

QUESTION  3 :(BRAKES AND CLUTCHES) ( 10 Marks)

3.1		Name 4 safety precautions to be applied when working with hydraulic oils of brake and clutch systems?	(4)
3.2		Brake systems can be divided into two categories. Name them?	(2)
3.3		Name 4 faults which will normally occur with brakes and clutches?	(4)
			[10]

QUESTION  4 :(BELT DRIVES) ( 6 Marks)

4.1		The following code is printed on a wedge belt used on a Lathe:                               SPA  16N  1340 What does all the symbols stand for?	(6)
			[6]

		TOTAL	[60]

 MEMORANDUM  Total 60 Marks

  

QUESTION  1:(BEARINGS)  ( 25 Marks)

1.1		Bearing stethoscope Vibration monitors Infrared thermometers Bearing checkers Sound level meters                                                        (any 3 of above)	[3]
1.2	1.2.1 1.2.2 1.2.3	It is the ability of a material to absorb any dirt or other contaminants into its surface (2) It is the ability of a material to resist seizure or ‘welding’ to a shaft                             (2) It is the ability of a material to compensate for slight misalignment                             (2)	[6]
1.3		They require constant and steady lubrication They require high starting torque There is metal to metal contact which leads to wear	[3]
1.4		They are noisier than plain bearings The initial costs is high They require a larger space to work in They are only available from suppliers High accuracy is required when machining shafts and hubs Bearings cannot be repaired They consist of moving parts                                   (Any 4 of the above)	[4]
1.5		Press fit Thermal expansion	[2]
1.6		Excessive load Insufficient lubrication Contaminated lubrication Incorrect lubrication method Dirt or foreign matter entering the bearing Bearing worn Bearing wrongly designed Poor maintenance Misalignment of shafts                                     (Any 5 of the above)	[5]
1.7		100 Degrees	[2]

QUESTION  2 :(COUPLINGS)  ( 19 Marks)

2.1		A coupling is a device that is used to connect two shafts – one is the driver the other the driven                             (or any relevant answer)	[2]
2.2		Axial or gap alignment Radial or parallel alignment Angular or face alignment	[3]
2.3		A Jacking bolt is used to move machines horizontally on the base. This means that the position of the motor is adjusted.       (or any relevant answer)	[2]
2.4		Runout is a slight error in the rotating machine component such as being off-centre or not exactly round	[2]
2.5		Rigid or permanent Flexible Self-aligning	[3]
2.6		Between electric motor and pump Front wheels of a car Drive shaft of a vehicle                        (Any relevant answer)	[4]
2.7		Raffard Coupling Nylon sleeve coupling Fluid coupling	[3]

QUESTION  3 :(BRAKES AND CLUTCHES) ( 10 Marks)

3.1		Store fluids in clearly marked containers Clear up spills immediately If clothing becomes soaked with fluid, then remove  immediately Wash hands after working with fluids Wear gloves if possible Dispose used oils responsibly              (any 4 of above and or relevant answer)	[4]
3.2		Internal brake system External brake system	[2]
3.3		Noise Shudder Slipping Overheating Non-engagement                                     (any 4 of above)	[4]

QUESTION  4 :(BELT DRIVES) ( 6 Marks)

4.1

SP   =  Wedge Belt     (2 Mark) A     =  Section           (1 Mark) 16N =  16mm  narrow belt  (2 Marks) 1340 = length   (1 Marks)

[6]

Couplings : Level 3

Safety warnings:

1. Cut by sharp blades or burned by hot surfaces.

2. Getting entangled and pulled into rotating surfaces.

3. Being struck by a part or object thrown from a machine.

4. Becoming trapped or being crushed by a moving or rotating machine.

Use the following guidelines while working on or using a rotating machine.

l Be always aware of fingers or hands, lose fitting overalls, jewelry and long hair that can be caught in machine.

l Never work on or try to repair machines you are unfamiliar with.

l Never try to stop revolving machines with your hands.

l Isolate machine from electricity with a lock-out device before you start to dismantle the machine.

l When assembling a machine, make sure you fit the parts correctly in the correct position and that 

no part has been left out.

l Spin machine by hand before starting it.

l Replace all safety guards before starting the machine.

l Maintain good housekeeping.

Safety measures for using hand tools:

1. Have all necessary tools at hand before starting any job on couplings

2. Use right size and type of tools for the job at hand.

3. Wear the correct safety equipment for the job.

4. Keep your tools clean, sharp and in good condition.

5. Don’t work with dirty, oily and greasy hands.

6. Handle sharp tools with care

7. Secure small and short work with a vice.

8. Report breaks and malfunctions to your instructor.

9. All couplings must be covered with safety guards.

Introduction to couplings:

A mechanical coupling is a device used to connect two rotating shafts for the purpose of transmitting torque.

Couplings does not change motion or speed and do not contain clutches because they never disengage. The connection is permanent.

Some words that you should know.

l Driving machine: mostly we use electrical motors as driving machines. We can also use diesel, 

petrol or steam engines to provide the power.

l Driven machine: the machine using the power to do different tasks. A pump, compressor, 

conveyor, shredder, hoist, etc.

l Base: the driving and the driven machines must be placed on and attached to a level base that can carry the combined weight of the two machines. This will assist in the proper alignment of the 

two units.

l Machine or motor foot: this is the part of the motor or machine that is bolted to the base.

l Sole plate: the steel plate fitted on the base onto which the motor or machine is bolted.

l Mounting: the act of bolting the machine or motor to the base to prevent movement.

l Shims: spacers that fit between foot ans sole plate to help with leveling the motor/machine.

l Jacking bolts: the jacking bolts help to move the machine horizontally on the base.

l Dowel pin: the pin is inserted in the foot to secure the foot and when the motor has been moved 

the pin help to relocate it to the correct position.

 Types and applications of couplings:

Couplings are classified into three main groups:

l Rigid or permanent couplings

l Flexible couplings

l Self-aligning couplings.

Rigid couplings.

Rigid or permanent couplings are used when two shafts are in line with each other (coaxial). Rigid 

couplings can not compensate for misalignment and are only used where shafts are already aligned. Misalignment will lead to high stresses and overload on bearings.

The following couplings fall under rigid couplings.

Flange coupling:

these couplings consists of two flanges, two keys, two shafts and a number of bolts. A key fixes a flange to each shaft. The flanges are then bolted together.

Marine coupling:

This coupling look similar to the flange coupling but the flange form part of the axial.
The bolts are tapered the same as the holes. These couplings need to withstand very high torques
and thrusts.

Chain coupling: 

A chain hub with teeth is attached to each axial. Then a double chain is fitted over the teeth to 

keep the two chain hubs in place. No misalignment or shocks can be tolerated.

Gear coupling:

Make use of two hubs with external gears fitting into flanges with internal gears. The clearance 

between the meshing teeth allows for small amounts of misalignment. Gear couplings require 

lubrication and seals are provided to trap the lubricant.

Oldham coupling:

When the axes of two shafts are not in a straight line but are parallel, you can use the Oldham 

coupling. It’s made up of two flanges with a groove in each. The third member of this joint is a 

spacer that sandwich between the two flanges. The spacer has two tongues at right angles to each other. The spacer can slide along each groove to take up any misalignment in the shafts.

Flexible Couplings:

Flexible or elastic couplings are usually used to compensate for some misalignment between two 

shafts as well as the possibility of shocks in the transmission of the torque. Generally flexible 

couplings can tolerate up to 3º of angular and 0.75 mm of parallel misalignment.

Flexible couplings are often revered to as elastomeric couplings because the must also compensate 

for temperature changes and axial movement of the shafts.

The following couplings fall under flexible couplings.

Raffard coupling:

Allow for axial and lateral flexibility. Pins in each half of the coupling are coupled together with rubber bands.

Rubber belt Coupling:

Safety practices in the Engineering workshop.

Good housekeeping in the workshop.

Housekeeping refers to the condition of the workshop. This includes neatness, display of safety 

signs and pleasant working conditions.

In South Africa, good housekeeping is a legal requirement. According to legislation good 

housekeeping includes the following:

· Aisles, roadways and walkways must be clearly marked and kept clean and free from 

obstructions

· Storing large volumes of explosive or poisonous material is prohibited

· Items must be stocked and stored safely

· Warning signs and safety notices must be clearly marked and well placed

· Bins must be provided for waste materials and these materials must be disposed of 

responcibly

· First-aid box and equipment must be readily available

· Fire-fighting equipment must be provided

· Emergency telephone numbers must be displayed openly. Including Police, ambulance and fire brigade

· Employers must provide employees with the appropriate protective clothing

Consequences of poor housekeeping.

o Tripping over loose objects like tools and materials

o Slipping on wet, greasy or dirty floors

o Being injured by materials falling or dropping from above

o Injury due to protruding nails, splinters, wires, broken glass and so on

o Bumping against projecting, badly packed, or placed objects or materials

o Having fires on site. 

Fitting and Turning – Work site health and safety practices

Health and safety practices are the rules that you need to follow on a work site to make sure that your 

workplace is healthy and safe. In South Africa these rules are described in the Occupational Health and 

Safety (OHS) act 85 of 1993. All employers and employees in South Africa must follow these rules. It is 

therefore important that you know the rules and understand what they mean.

The responsibility of the Employer:

The employer is the person or company that pays people to work for them. The employer must:-

· Make sure that employees have all the right equipment and machinery, and that this equipment and machinery is working properly and is safe to use.

· Make sure that there are no dangers at the work site that can affect the health and safety of 

employees.

· Take all safety steps needed to protect the health and safety of employees at the work site.

· Take care and train the employees to make sure they are healthy and safe at the work site.

· Make sure that no employee operates machinery or equipment or does any task without taking the 

right safety steps.

· Make sure that all employees follow the rules in the OHS Act.

· Make sure that all the required safety signs are put up in the right areas at the work site.

· Stop people from entering the work site unless they have received permission from the employer or 

user of the machinery.

· Make sure that no one who is under the influence of drugs or alcohol enters or stay on the work site 

or operate any machinery on the work site. 

· Make sure that the employee can get first aid treatment for any injuries that might happen at the 

work site.

· The employee must supply a first aid where everybody can see it if there are more than 5 employees on the work site. In addition, if there are more than ten employees on the work site the employer must make sure that at least one person at the work site is trained in first aid, has a first aid certificate and get first aid training every year.

 The responsibility of the employee:

 The employee is a person that works for the employer. The employer must:-

· Look after his or her own safety, as well as the safety of of others in the work site.

· Obey the health and safety rules, and follow orders given by the employer regarding health and safety 

in the work site.

· Report any unsafe conditions or situations in the work site to the employer or the safety representative

· Report any incidents, accidents or injuries as soon as possible

· Wear the required safety equipment at all times.

Applicable environmental procedures

Lighting:  How light or dark is it where you work. The lighting in the work site should be sufficient to allow 

you to see properly so that you can work efficiently, effectively and safely. If there are not enough windows 

to let in natural light, you need to make sure that lamps or lights are put into the work-site in such a way that everybody can see properly. Lights should not shine directly into your eyes.

Ventilation:  ventilation should be enough so that the air is kept fresh and safe to breath in the work site. All work sites should be properly ventilated by either open windows or air conditioning. If areas contain 

dangerous gases or dust the employer must provide every employee with respiratory equipment. 

Areas that have large amounts of dust must also have a dust extraction system. Welding bays should also be equipped with an extraction system because of the dangerous gases.

Noise levels:  Noise levels mean how loud the noise from all the machines in the workplace is. Noise levels 

louder than 85 decibels can damage your ears. If the noise levels are higher than 85 decibels, signs must be 

put up to worn employers and visitors to wear ear protection supplied by the employer. The employer must 

train the employees to make sure they know how to use the ear protection properly.

Fire exits:  A fire exit, or emergency exit, is a safe open passage or staircase that you can use to exit the 

building in case of a fire or other emergency. All workplaces must have a fire exit and it must be kept open 

and clean. It must also open easily to the outside of the building and be made of non-combustible material.

General rules for working safely:

· Don’t wear loose-fitting clothing or jewelry, as this can get caught in the moving parts of equipment and can cause 

serious injury.

· Make sure that long hair is tied back, as it can get caught in the moving parts of equipment and can 

cause serious injury.

· Make sure the work area is suitably ventilated when working with dangerous gases. Flammable gases 

can ignite and start a fire while poisonous gases can make you sick or kill you if breathed in.

· Make sure that all equipment is kept in good condition. Report any faulty equipment to your supervisor

so that accidents can be prevented.

· Put enough fire-fighting equipment where people can see them.

· Fire-fighting equipment should be inspected regularly by safety inspectors to make sure they are in good 

working condition.

· Make sure you know where the fire-fighting equipment is kept and that you know how to operate them.

· Make sure that you know how to use each piece of equipment in the workshop correctly. If you are 

not sure how to use something, ask for training.

· Check that you use the correct safety clothing and safety equipment for the job.

· Check that the safety equipment is in good working condition and not damaged or faulty.

Working safely with tools:

· Make sure you are using the right tool for the job. Using the wrong tools can damage the job as well 

as the tool.

· Don’t carry sharp tools in your pocket.

· Only keep the tools you need for the job close at hand. Pack the other tools away so that they don’t

get in the way.

· Make sure the handle of the hammer is fixed to the head. If the head flies of while you use the 

hammer it can seriously injure you or a fellow worker.

· Don’t use a file without a handle.

· Don’t use a chisel with a mushroom head. A small piece of metal can break off and seriously damage 

your eyes if you are not wearing safety goggles.

· Don’t leave tools with sharp edges sticking out over the edge of the work bench, as it can cut you or 

some-one else.

Working safely with machines:

· Check that all the moving parts of the machinery are covered and protected by the correct safety 

guards or devices.

· Check that all safety equipment is in good working condition.

· Never lean against a machine or sit on it, because the moving parts can injure you.

· Make sure that you know the dangers of using the machine and that you follow the safety precausions.

· Don’t leave a machine running unattended

· Do not let anyone else operate the machine you are working on without the permission of your 

supervisor.

· If a machine looks unsafe to use, switch it off and inform your supervisor immediately before someone 

gets hurt.

· Don’t do maintenance or repairs to a machine while it is operating.

· Check that no one is working close to the machine before you turn it on.

· Make sure all work pieces are clamped firmly in position.

· Don’t touch the work piece while the machine is operating.

· Don’t try to stop the machine with your hands.

· Check the floor for oil or grease. Slippery floors can lead to serious injury.

· Don’t wear open-toed shoes or sandals in the workshop. Wear safety boots.