Elementi skripta

Elementi strojeva 2 skripta za usmeni Miroslav Đurašin

1

ELEMENTI STROJEVA 2 SKRIPTA ZA USMENI


2

1. Podjela elemenata strojeva: Elementi strojeva opće primjene Elementi strojeva specijalne primjene

1) Elementi strojeva opće primjene: a) Elementi spajanja vijčani spojevi zavareni spojevi zakovični spojevi lemljeni spojevi nerastavljivi stezni spojevi rastavljivi stezni spojevi spojevi klinovima b) Elementi za prijenos i pretvorbu sile i gibanja osovine vratila ležajevi spojke zupčani prijenosnici remenski prijenosnici tarni prijenosnici lančani prijenosnici c) Opruge i elementi osiguranja d) Elementi za prijenos tekućina i plinova

2) Elementi strojeva specijalne primjene: a) Elementi motornih vozila b) Elementi stapnih strojeva c) Elementi hidrauličnih pogona d) Elementi kružnih pogona e) Elementi dizalica i transportnih uređaja f) Elementi alatnih strojeva

2. Opterećenje i deformacija

OPTEREĆENJE – je skup sila koje djeluju na neki element stroja

DEFORMACIJA – je promjena oblika ili drugih parametara elementa stroja usljed djelovanja vanjskih utjecaja

3. PODJELA ELEMENATA (TIJELA) PREMA DEFORMABILNOSTI - elastična – nakon prestanka opterećenja vračaju se u prvobitan oblik i stanje - plastična – nakon prestanka opterećenja ne vračaju se u prvobitno stanje u potpunosti - kruta tijela – ne mijenjaju oblik pod utjecajem vanjskih opterećenja

4. VRSTE OPTEREĆENJA – na vlak, na tlak, na savijanje, na smik, torzijsko, (mirno, udarno, pulsirajuće, izmjenično, titrajno

5. Podjela prijenosnika kružnog gibanja – Osovine, vratila, remenski prijenos, tarni prijenos, lančani prijenos, zupčasti prijenos, spojke.


3

6. Prijenosni omjer – prijenosni imjer prijenosnika je omjer brzina vrtnje ulaznog (pogonskog) i izlaznog (gonjenog, radnog) člana.

𝑖𝑖 =𝜔𝜔�1

𝜔𝜔�2=𝑛𝑛1

𝑛𝑛2=𝑟𝑟2

𝑟𝑟1=𝑍𝑍2

𝑍𝑍1

7. Prijenos plasnatim remenom; prednosti, slabosti – remenski prijenosnici se sastoje iz najmanje dvije remenice (pogonske i gonjene) koje su međusobno povezane elastičnim elementom – remenom.

Prednosti - jednostavna i jeftina konstrukcija (moguća izvedba bez kućišta, niski zahtjevi glede točnosti izrade i montaže remenica), - jednostavno održavanje (elemente prijenosa nije potrebno podmazivati), - elastično ublažavanje udaraca i vibracija, te miran rad sa malo buke, - neosjetljivost na kratka opterećenja zbog proklizavanja remena (osim kod zupčastog remena), - jednostavno savladavanje većih međuosnih udaljenosti, - moguć pogon više osovina sa samo jednim remenom - mogućnost upotrebe kod varijatora

Nedostaci - - netočan prijenosni omjer zbog elastičnog puzanja remena (osim kod zupčastog remena) - veća opterećenja osovina i vratila zbog prednapinjanja remena - relativno velik ugradbeni prostor (i pri manjim međuosnim udaljenostima) - remeni su osjetljivi na toplinu i utjecaj okoline (kiseline, naftni derivati ...) - radna okolina (prašina, nečistoće, ulje, vlaga itd.) imaju utjecaj na koeficient trenja između remena i remenice i time na prijenos snage (nije toliko važno kod zupčastog remena)


4

8. Osnovne veličine prijenosnika plosnatim remenom -

9. Načini napinjanja plosnatog remena – napinjanje remena vlastitom težinom, elastičnim rastezanjem, pomicanjem pogonskog motora, pomoću dodatne remenice, samonapinjanje pomoću njihala, samonapinjanje pomoću zupčanika,

10. Naprezanja u plosnatom remenu -


5

11. Elastično puzanje plosnatog remena -

12. Remenice za plosnate remene -


6

13. Prijenos klinastim remenom – prednosti, slabosti: - presjek klinastog remena - trapez ili klin (otuda i naziv klinasti remen) - vijenac remenice ima oblik klinastog remena. - oblik tih žljebova je takav da remeni u njima nasjedaju samo svojim bočnim površinama - njihova donja površina uvijek se nalazi iznad dna žljeba, a gornja nešto iznad površine remenice.

Prednosti - više klinastih remenova može raditi istodobno. - opterećenja vratila i ležaja su manja. - mogu raditi s malim obuhvatnim kutevima (manje dimenzije) i tako omogućuju veliki prijenosni omjer. - klinasti remen ima u odnosu na plosnati, pri istoj sili kojom tlači na remenicu, približno trostruku sposobnost prijenosa.

Nedostaci -skuplja izvedba - manja trajnost remenja

- ne mogu se upotrijebiti kao križni i polukrižni prijenosi

14. Sile na prijenosniku klinastim remenom -


7

15. Elastično klizanje klinastog remena -

16. Građa klinastog remena ‐ glavni materijal je guma - u gornjoj zoni iznad neutralne linije, gdje uglavnom vladaju vlačna naprezanja, guma je pojačana armaturom od tekstilnih vlakana, a izvana gumiranom tekstilnom oblogom. - u novije vrijeme armatura je od (Hylona, Perlona, Kaprona itd), a ponekad i od čelične žice. - u donjoj zoni klinastog remenja pojavljuje se pri savijanju samo tlak, pa je tu armiranje suvišno. - uglavnom se izrađuju kao beskrajne trake.


8

17. Remenice za klinaste remenove – - da bi se postigao dug vijek trajanja remena, potrebne su glatke i čiste bočne površine utora. - za obodne brzine do 35 m/s zadovoljvaju uobičajeni materijali remenica (sivi lijev), a iznad toga su potrebni vrlo čvrsti materijali (čelični lijev, čelik). - do obodne brzine od 25 m/s dovoljno je samo statičko uravnoteženje, a za veće brzine potrebno je dinamičko uravnozeženje


9

18. Prijenos zupčastim remenom, prednosti, nedostaci – - plastična masa remena veoma je otporna prema trošenju. - plastični remeni neosjetljivi su na ulje, benzin i alkohol. - postojani su prema starenju, ozonu i sunčavom svjetlu. - budući da je remene potrebno samo malo predzatezati, opterećenje ležaja razmjerno je nisko. - remeni mogu raditi na temperaturama do 80º C - materijal: poliuretan, sintetska guma, armirano ojačanje

PREDNOSTI: - nema klizanja (točan prijenos prijenosnog omjera) - mala sila predzatezanja (nisko opterećenje vratila i ležajeva) - veliki prijenosni omjeri - jednostavna montaža

NEDOSTACI:- veći troškovi zbog izrade ozubljenja remenica - osjetljivi na veća presavijanja - veća osjetljivost na preopterećenja


10

19. Građa zupčastog remena:

20. Remenice za zupčaste remene: - remenice su ozubljene i pretežno se izrađuju od metala (AlCuMg), ali se često izrađuju od plastične mase. - u serijskoj proizvodnji za izradu se upotrebljava tlačni lijev. - imaju glodane zupce specijalnog ozubljenja

21. Lančani prijenos; prednosti, slabosti: - ako je razmak između osovina prevelik za prijenos snage pomoću zupčanika, a premalen ili neprikladan za prijenos pomoću remena, često se upotrebljava prijenos pomoću lanaca - lančani prijenos spada u posredne ili indirektne prijenose; posrednik je lanac. - snaga se prenosi s pogonskog vratila na radno vratilo preko zahvata zubaca lančanika i članaka lanca.


11

PREDNOSTI: - Stalni prijenosni omjer, bez klizanja - Neosjetljivost na vlagu, toplinu i prašinu - Mogućnost prijenosa velikih snaga - Istovremeni prijenos na više vratila.

NEDOSTACI: - Ne podnose dinamička opterećenja - Brzo se troše - Potreban je stalni nadzor zbog podmazivanja - Dosta je skuplji u odnosu na remenske prijenosnike - Porastom brzine lanca pojačavaju se šumovi i udari, zato se izbjegavaju lanci za broj okretaja veći od n> 1000 okr/min. - Porastom brzine smanjuje se i snaga prijenosa – vidi tablicu - Lančanom prijenosniku potreban je nešto veći period uhodavanja – razrađivanja u odnosu na druge prijenosnike.

22. Vrste lanaca: Teretni – služe za dizanje i važni su dijelovi prenosila i dizala Vučni – služe za transport tereta kod transportnih strojeva (elevator) Zupčasti, valjčasti (sa valjcima, sa tuljcima, sa svornjacima, jednoredni, dvoredni, trotedni), zglobni ili člankasti. 23. Lančanici –


12


13

24. Podmazivanje lanaca - ‐ Veća je trajnost pogonskih lanaca pri većim brzinama ako

se podmazuju, zbog većeg udjela p j , g g j tekućeg trenja umjesto mješovitog. ‐ DIN 8195 preporučuje načine podmazivanja ovisno o koraku lanca (t)i brzini lanca (v). ‐ Optimalna temperatura lanca je 70ºC.,a za uljnu kupku ili 60ºC za optočno ulje. ‐ Ako se ove temperature prekorače onda se preporuča hlađenje ili upotreba maziva otpornog na zagrijavanje (motorno ulje s dodatkom grafita ili molibdendisulfida).


14


15

PREPORUKE: 1. Pri podmazivanju kapanjem ulja na unutarnju stranu traka lanca dolazi oko 4 do 14 kapi na minutu 2. Pri podmazivanju u uljnoj kupci donja traka uranja se u ulje do polovice širine spojnice 3. Dobri rezultati se ostvaruju kod prskanja, kad se stvara uljna magla. Uljne čestice se talože na lanac i na okapnice odakle skupljeno ulje ponovo kaplje na lanac. Pri tome može još donja strana uranjati u uljnu kupku 4. Pri optočnom tlačnom podmazivanju ubrizgava se ulje na unutarnju stranu povratne trake. 5. Pri brzini lanca v > 12 m/s pokazalo se dobrim podmazivanje ubrizgavanjem. To je vrsta optočnog tlačnog podmazivanja sa sapnicama koje stvaraju najsitnije kapljice. 25. Podjela ležajeva prema konstrukciji i pravcu djelovanja sile: PREMA KONSTRUKCIJI :

- Jednoredni kuglični - Jednoredni kuglični s kosim dodirom - Dvoredni kuglični s kosim dodirom - Samopodesivi kuglični - Cilindrično valjkasti - Samopodesivi bačvasti - Koničko – valjkasti - Aksijalni kuglični - Klizni ležajevi PREMA PRAVCU DJELOVANJA SILE: - Radijalni - Aksijalni - Radijalno – aksijalni

26. Klizni ležaj; prednosti, nedostaci: PREDNOSTI :

- Velike brzine vrtnje - Miran i tih hod - Uz dobro podmazivanje nizak koeficijent trenja te praktički neograničen vijek trajanja - Jednostavna izrada - Pogodni za prenošenje udarnih opterećenja - Nisu osjetljivi na prašinu - Jefitniji od valjnih ležajeva - U radijalnom smjeru zauzimaju manje prostora - Prigušuju udarce, vibracije i šumove - Mogu bti izrađeni u dijeljenoj izvedbi

NEDOSTACI: - Veliko trenje kod pokretanja i manjih brzina - Neprecizno vođenje


16

- Osjetljivi na nedostatak podmazivanja - Zahtjevaju urađivanje i pažljivo održavanje - Na kvalitetu ležaja bitno utječu materijal i toplinska obrada rukavca osovina ili vratila

27. Jednodjelni i dvodjelni klizni ležaj: JEDNODJELNI: najjednostavniji klizni ležaj

- Sastoji se od kućišta i tuljka - Koristi se kad postoji mogućnost aksijalnog pomicanja osovine da bi montaža osovina

bila moguća DVODJELNI: sastoji se od dvodjelnog tuljka, kućišta, poklopca, vijaka za učvršćivanje kućišta na postolje

- Koriste se kada prilikom montaže nije moguće aksijalno pomicanje osovine - Najčešće se itrađuje od lijevanog željeza - Veliki nedostatak – jako su kruti

28. Proračun kliznih ležajeva:

𝑃𝑃 =𝐹𝐹𝑏𝑏 ∙ 𝑑𝑑

< 𝑃𝑃𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑

𝑧𝑧 = 𝐷𝐷 − 𝑏𝑏

𝜓𝜓 =𝑧𝑧𝑑𝑑

F – opterečenje ležaja d – promjer rukavca b – nosiva duljina rukavca b=(0.5....1)*d Pdop=dopušteni specifićni pritisak na materijal tuljka Ψ – srednja relativna zračnost ležaja (<0.002) 29. Materijali za izradu kliznih ležajeva (zahtjevi) - lijevano željezo - bronca - bijela kovina -umjetne mase (plastika) - sinterirane kovine za ležajeve - dobra klizna svojstva - dobra otpornost na tlakove i habanje - malo zagrijavanje - materijel rukavca mora biti 3 do 5 puta tvrđi od ležajnog materijala


17

30. Valjni ležajevi, prednosti, nedostaci: PREDNOSTI

- Koef. Trenje zbog valjnog trenja 25% do 50% niži neko kod kliznih s hidrodinamičkim podmazivanjem

- Visoke nosinosti pri relativno malim dimenzijama - Zog manjem trenja manji gubici snage i manje zagrijavanje - Jednostavno održavanje - Upotrebljivi za sve položaje vratila

NEDOSTACI - veća osjetljivost na udarna opterećenja - slaba otpornost na mehaničke vibracije - stvaraju buku - skuplji od jednostavnih kliznih ležajeva - nisu reparabilni - zahtjevnija montaža i deomontaža

31. Oblici valjnih tjelešaca valjnih ležajeva


18

32. Označavanje ležaja


19

33. Ugradnja valjnih ležajeva - pri ugradnji valjnih ležaja dosjedi na rukavcu i u kućištu moraju biti dovoljno čvrsti da ne bi došlo do klizanja između rukavca i unutarnjeg prstena ili kućišta i vanjskog prstena. - treba se pridržavati pravila da čvrst dosjed treba imati onaj prsten koji se okreće. Postoje tri slučaja čvrstog dosjeda, i to: 1. Čvrst dosjed na rukavcu 2. Čvrst dosjed u kućištu 3. Čvrst dosjed na rukavcu i kućištu - kod montaže se ne smije udarati po slobodnom prstenu - kad mora biti čvrst dosjed vanjskog i unutarnjeg prstena, onda se mora izraditi poseban alat za nabijanje prstena (slika desno). - vanjski promjer tog uređaja mora biti manji od vanjskog promjera ležaja za najmanje 0,5 mm, a unutarnji promjer za isto toliko veći. - zbog toplinske rastezljivosti osovine, dozvoljeno je osigurati samo jedan ležaj na istoj osovini protiv aksijalnog pomicanja, dok drugi mora imati mogućnost uzdužnog pomicanja - osiguranje oba ležaja dovelo bi zagrijavanja i trošenja ležaja - ako su na istoj osovini tri ležaja, obično se osigurava srednji.

34. Spojke i uloga spojki

SPOJKE - su elementi strojeva koji služe za kruto ili pomićno spajanje vratila u jednu cjelinu od kojih je jedno pogonsko a drugo gonjeno

ULOGA SPOJKI – spajanje pogonskog i radnog stroja - zaštita vratila od preopterećenja i udara - kompenzacija aksijalne i radijalnih

osnih pomaka između pogonskog i radnog stroja

- uključivanje radnog stroja tokom rada 35. Podjela spojki a) KRUTE – kolutna, školjkasta, spojka s naglavkom b) POMIČNE – uzdužna, poprečna, elastična, zglobna c) ISKLJUČNE – spojke sa zupcima, Hildebrantova spojka, tarna, elektromagnetska d) SPECIJALNE SPOJKE


20

36. Krute spojke - kruto spajaju vratila u zajedničku cjelinu - isključenje pogona je moguće jedino demontažom spojke - osi vratila se moraju poklapati, inače dolazi do dodatnih opterećenja vratila i ležajeva


21


22


23

37. Pomićne spojke a) Uzdužna spojka b) Poprečna spojka c) Elastična spojka d) Zglobna spojka

- dozvoljavaju aksijalno (a) i radijalno pomicanje (r) kao i zakretanje vratila na neki kut omogućavaju uzdužni pomak vratila uslijed

temperaturnih razlika ili promjenjivih uzdužnih sila. - povišena temperatura prouzrokuje izduženje pojedinog vratila, pa će se uslijed toga krajevi susjednih vratila približiti, odnosno udaljiti, kad se temperatura snizi.

ZUPČASTA (KANDŽASTA) – sastoji se od dva dijela, od kojih je svaki čvrsto navučen na kraju vratila i osiguran klinom. Svaki dio spojke ima tri zupca, koji se međusobno zahvaćaju i ujedno centriraju os vratila. POBOLJŠANA ZUPČASTA (KANDŽASTA) SPOKA – poboljšanje se odnosi na ugradnju prstena za centriranje -dvodjelna kandžasta spojka -trodjelna kandžasta spojka AKSIJALNO POMIČNA – primjenjuju se kod vratila kod kojih mora postojati mogućnost međusobnog pomicanja u aksijalnom pravcu, npr. Pri izduženju vratila usljed temperature POPREČNE – sastoje se od tri dijela s izdancima i udubljenjima, zakrenutim međusobno za 90 stupnjeva, dodirne površine su brušene

- Spojka prihvaća u prvom redu poprečna pomake, ali omogućuje i male uzdužne pomake

- Potrebno je dobro podmazivanje kliznih površina ELASTIČNE – kompenziraju razlike međusobnog položaja osi vratila, što je najčešće izazvano tolerancijama izrade, netočnošću montaže, spuštanjem temelja, itd.


24

- Na sebe preuzimaju kolebanje okretnih momenata u toku rada (npr. Udarna opterećenja kod klipnih strojeva

- Između koluta spojki nalazi se savojno i torzijsko elastični vezni element od gume, kože, umjetnih masa, tekstilne tkanine, čelićnih opruga, itd.

- Kod elastičnih spojki razlikujemo one koje energiju od udara akumuliraju i one koje energiju udara pretvaraju u unutarnje trenje

ZGLOBNE SPOJKE – kardanske spojke (spojke s križnim zglobom) - Sastoje je od dvaju glavina u ovliku viljuške od lijevanog željeza, s krajevima u obliku

ćepova, koji su križno uležišteni u vanjskom prstenu - Svrha ove spojke je spojiti vratila koja stoje pod kutem

38. Isključne spojke a) Spojka sa zupcima (kandžama) b) Hildebrantova spojka c) Tarne spojke d) Elektromagnetska spojka e) Pneumatske f) Ostale KANDŽASTE – one koje se mogu uključivati samo za vrijeme mirovanja ili pri laganim okretajima a isključivati po potrebi i pri punoj brzini vrtnje TARNE SPOJKE – koje se mogu uključivati i isključivati kako za vrijeme mirovanja tako i za vrijeme pogona (kuplung na autu)


25

- magnetsko polje oko vodiča stvara se prolazom istosmjerne struje kroz vodiče. - ako se vodiči priključe na izvor istosmjerne struje, stvori se između polova magnetsko polje, koje privuče kotvu s lamelama, pri čemu nastane jako trenje dodirnih površina. - spojka se isključuje prekidanjem strujnog kruga. - magnet otpusti, i lamele jednog i drugog koluta odvoje se uslijed pritiska zavojne opruge.


26

39. Prijenos zuščanicima; prednosti, nedostaci PREDNOSTI – odlikuju se malim gabaritima u odnosu na opterečenje koje prenose

- Visoki stupanj iskoristivosti, izdržljivosti i trajnosti - Primjenjuju se za vrlo široko područje snaga i prijenosnih omjera

NEDOSTACI – habanje - Vibracije i buka mogu utjecati na zupčanike ako nisu točno izgrađeni u geometriji

40. Podjela zuščastih prijenosa prema međusobnom položaju vratila - čelni zupčanici - ozubnice - stožnici - vijčasti zupčanici - puževi i pužna kola 41. Modul zupčanika - je mjera koja pokazuje veličinu zupčanika. - To je omjer promjera zupčanika i broja zubi zupčanika. - Postoje moduli 1., 2., i 3. Prioritetnog razreda 42. Profilni pomak zupčanika – translacija profila alata u odnosu na os zupčanika - za otklanjanje moguće podreznosti profila zubi kada je broj zubi manji od 17 - za smanjenje naprezanja na bokovima i u podnožju zubi kada je broj zubi manji od 30 - za fina podešenja promjera i osnog razmaka zupčanika 43.Zupčanici sa kosim zubima – profili nastaju valjanjem temeljne ravnine po temeljnom cilindru pod nekim kutem - pravac koji opisuje površinu stoji koso u odnosu na visinu zuba i predstavlja dodirnu liniju zubi spregnutih helikoidnih zupčanika - međusobno mogu raditi zupčanici sa jednakim kutem boka zuba i različitim nagibom (lijevi i desni) PREDNOSTI – postepen ulazak zuba u zahvat po cijeloj širini

- Veći broj zuba u zahvatu - Manja naprezanja u zubima - Manja buka i vibracije - Povećana nosivost

NEDOSTACI – skuplja izrada - Pojava aksijalnih sila

44. Stožasti zupčanici – upotrebljavaju se kod prijenosa gibannja na neparalelna vratila, najčešće pod 90 stupnjeva - osjetljivi na greške kod izrade i montaže - evolventni bokovi nastaju valjanjem kinematske ravnine po temeljnom stožcu


27

45. Pužni prijenos – prijenos momenata kada su vratila mimoilazna - veliki prijenosni omjeri i=5...70 - stupanj iskoristivosti 0,3....0,96 PREDNOSTI – veliki prijenosni omjeri

- Tihi rad - Velik stupanj prekrivanja (2-4) - Mogućnost samokočnosti

NEDOSTACI – manja iskoristivost zbog klizanja zubi - Jače zagrijavanje

-


28

Documents

Elementi skripta