MAŠINSKI ELEMENTI I - maf.ues.rs.ba ka obrada, 800-850C, otpuštanje 300-400C, tvrdoća 35-45HRC ... •patentirana vučena žica od nelegiranog čelika, za kvalitet A,B,C i D,

MAŠINSKI ELEMENTI I

- NASTAVNE PREZENTACIJE -

-OPRUGE -

Prof. dr Biljana Marković dipl. ing.

MAŠINSKI ELEMENTIProf. dr Biljana Marković dipl. ing.

MAŠINSKI SPOJEVIOpruge

Rad opruga zasniva se na osobini svih tela da se pod

dejstvom spoljašnjeg opterećenja elastično deformišu

i da apsorbovanu energiju mogu ponovo da pretvore u

mehanički rad.

Područje primene:

• kao akumulatori energije (kod časovnika, igračaka,

oružja);

• za prigušenje udarnih i oscilatornih opterećenja (kod

vozila i transportnih sredstava);

• za povratno kretanje (kod ventila, kočnica, spojnica i

mernih instrumenata);

• za merenje sile (kod mernih uređaja);

• za raspodelu opterećenja, itd.


Klasifikacija opruga:

Prema vrsti materijala od kog su

izrađene opruge mogu biti metalne i

nemetalne.

Prema obliku opruge mogu biti lisnate,

tanjiraste, prstenaste, zavojne.

Prema vrsti naprezanja opruge mogu

biti zatezno-pritisne, fleksione i torzione.


MAŠINSKI SPOJEVIOpruge – karakteristika opruga

a) linearna; b) progresivna; c) degresivna

; ;f

dF dM dTc c c

df d d

1

2 2

F Fc

f f


MAŠINSKI SPOJEVIOpruge – deformacioni rad

; ;2 2 2

F f M TA A A


MAŠINSKI SPOJEVISistemi opruga

paralelna (a), redna (b) kombinovana (v) veza

1 2ukc c c

1 2

1 1 1

ukc c c

1 2 3

1 1 1

ukc c c c



Materijali za opruge:

Otpornost na koroziju, rad na povišenim temp.,

magnetne osobine

Karakteristike elastičnosti i čvrstoće

Čelici za poboljšanje, legirani Si, Cr, V, W

Žice, šipke, trake

Toplo ili hladno oblikovane (manje dimenzije)

Termička obrada, 800-850C, otpuštanje 300-

400C, tvrdoća 35-45HRC

Shotppening

Prirodna i sintetička guma


Lisnate opruge

• konzola opterećena na slobodnom kraju

• iskorištenje nesvrsishodno (kons. popr. presek)

• smanjena neravnomernost - trouglast oblik, el. linija u obluku kružnog luka

• iskorištenje 3x veće• u praksi, u obliku trapeza, nešto manje

iskorištenje • linearna karakteristika



MAŠINSKI SPOJEVIFleksione opruge - Lisnate opruge

a) konstantni presek; b) trouglasti oblik; v) trapezni oblik.

2

max

2

3

fdozlf

h E

max max

max2

F fA

fdozf

hb

lF

W

M

2

6fdoz

l

hbF

6

2

max


Gibnjevi• veći broj lisnatih trapeznih opruga

• kod teretnih, putničkih, šinskih vozila

• na vrhu - dva lista iste dužine, ispod kraći listovi, spojeni najčešće zavrtnjevima

• prigušenje, linije opterećenja i rasterećenja se razlikuju

• proračun kao kod lisnatih trapeznih opruga

• z - broj listova, bo- širina lista

• opterećenje jednosmerno promenjivo

• precizni proračun nije moguć (udar, oscilacije)

• prema statičkim karakteristikama čvrstoće

• trenje se ne može tačno uzeti u obzir

• stvarno opterećnje je veće od računskog za 2-12%



MAŠINSKI SPOJEVIFlesione opruge - Gibnjevi

2

max

2 3

'32

fdozlf

z h E

z

fdozfhb

lF

W

M

2

6

širina konzole u uklještenju

b= z∙b0,

širina konzole na kraju

b’= z’∙b0.


σfdoz – 0,5 Rm-drumska

vozila

σfdoz – 0,55 Rm-šinska

vozila

MAŠINSKI SPOJEVIGibnjevi


ZAVOJNE FLEKSIONE OPRUGE

• žica okruglog pop.preseka, namotana kao zavojnica, na čijim krajevima deluje sila

• jedan kraj pokretan, drugi nepokretan• pop. presek na savijanje• odnos motanja w=Dm/d=4-15 (3)• rastojanje između navojaka a• ugradnja na osovinici, d0=(0,8-0,9) Di

• čelične zavojne do 12mm oblkuju se na hladno, iznad 12mm na toplo, posle otpuštanje

• kalajna bronza, mesing, novo srebro - dpzvoljena odstupanja geometrije nisu određena standardima



ZAVOJNE FLEKSIONE OPRUGE

• Potreban dužina žica za izradu za aktivnih zavojaka:

• d+a≤Dm/4, je l= Dm π za

• d+a>Dm/4, je l= ........

• Dužina neopterećene opruge, ako se navojci dodiruju

L ko=(za +1) d, ako se ne dodiruju L ko= z a (a +d) +d

• Napon na savijanje....

• statički i dinamički proračun

• ugao deformisanja opruge φ

• krutost opruge cφ

• prečnik žice za izradu opruga d



SPIRALNE OPRUGE

navijene hladno valjane trake, arhimedova spirala bxh

ugao deformacije φ, navojci na rastojanju a

akumulator energije kod satova, mjernih uređaja, elastičnih spojnica

napon na savijanje

σfdoz prilog P 24-1

razvijena dužina opruge l

spoljašnji poluprečnik opruge re = ri + z (h+a)

maksimalni rad opruge A =1/6 b h l σfdoz2 /E



Torzione opruge

• okrugli štapovi sa kvalitetnom obradom

• toplo valjani čelik za poboljšanje

• jedan kraj fiksiran, drugi uležišten da se okreće oko svoje ose

• najčešće ozubljen spoj sa troglastim profilom

• karakteristika- prava linija

• izrada, poboljšanje, sačmarenje

• kod elastičnih spojnica, noseće opruge kod teretnih vozila

• merenje obrtnih momenata (dinamometarski ključ)

• provera napona na uvijanje



MAŠINSKI SPOJEVITorzione opruge - Proste


MAŠINSKI SPOJEVIProste torzione opruge

tdoz

p

td

T

W

T

3

16Statičko opterećenje:


MAŠINSKI SPOJEVIProste torzione opruge

Dinamičko opterećenje: 2 1

2 1 3 3

16 16h t t H

T T

d d

a

p

T l

I G

p

a

F ITc

l


Zavojne torzione opruge

• namotavanjem žice oko cilindra

• pritisne i zatezne (vučne), širok dijapazon primene

• za ventile kod motora i armatura, motornih vozila, spojnica i kočnica (povratne opruge)

• oblikovanje na hladno do d=17mm

• patentirana vučena žica od nelegiranog čelika, za kvalitet A,B,C i D, žica za poboljšanje za kvalitet FD i VD

• toplo valjanje iznad d=17mm

• termička obrada i otpuštanje



MAŠINSKI SPOJEVIZavojne torzione opruge - pritisne

4 20mD

wd

2

iem

DDD

Odnos motanja:

zuk = za+ 2 - za hladno oblikovane pritisne opruge;

zuk = za + 1,5 - za toplo oblikovane pritisne opruge

Zbir svih minimalnih zazora između navojaka

a aS x d z


MAŠINSKI SPOJEVIZavojne torzione opruge - pritisne

Dužina potpuno sabijene opruge sa ravno

obrađenim krajevima:

- hladno oblikovane: LBL = zuk ∙ d

- toplo oblikovane: LBL = (zuk - 0,3)·d

Minimalno dozvoljena dužina opruge

opterećene sa Fmax = Fgr

Dužina opruge u neopterećenom stanju:

min BL aL L S

0 2BL BL a BLL f L f S L


MAŠINSKI SPOJEVIZavojne torzione opruge - vučne


MAŠINSKI SPOJEVIZavojne torzione opruge - vučne

Dužina neopterećene opruge sa prednaponom

Dužina neopterećene opruge između krajnjih tačaka uški

1k ukL z d

02

k HL L L z


MAŠINSKI SPOJEVIZavojne torzione opruge: proračun

2

4

16a m a

p

T l F D z

G I G d

Ugao uvijanja

Deformacioni rad

2 2 4

mF DF f T

A

Deformacija opruge

3 3

4

8 8m a a

F D z F w zf

G d G d


MAŠINSKI SPOJEVIZavojne pritisne torzione opruge - proračun

3 2

8m a

i idoz

p a m

F D zT G d f

W d z D

2 1 2 13

8m

kh k k kH

DF F

d

3

8BL m

BL BLdoz

F D

d

Statički opterećene

Dinamički opterećene

Dozvoljeni napon kod potpuno

sabijene opruge


MAŠINSKI SPOJEVIZavojne vučne torzione opruge - proračun

3 2

8m a

i idoz

p a m

F D zT G d f

W d z D

2 1 2 13

8m

kh k k kH

DF F

d

Statički opterećene

Dinamički opterećene


Tanjiraste opruge

• u obliku konusnih ljuski, koje se koriste kao slogovi (paketi)

• kod statičkog, jednosmerno primenjivog opterećenja• složeno naponsko stanje, dominira napon na savijanje• linearna ili degresivna karakteristika, kombinacijom

različite debljine ovih opruga-progresivna• mogu imati unutrašnje i spoljašnje vođenje• osovinice (unutrašnje) moraju biti cementirane i

brušene• hladno oblikovane t<1mm, hladno sa obrađenim

ivicima t=1-4mm, toplo t=4-14mm

• izrađuju se u kvalitetu A,B I C, prema DIN 2093, prilog P24-15



Prstenaste opruge

ravnomerno opterećenje po dužini, povoljno iskorištenje

sastavljene od zatvorenih spoljašnjih i unutrašnjih prstenova, koji klize jedan po drugom

aksijalna pritisna sila- spoljašnji na zatezanje, unutrašnji na pritisak

deformacija opruge f

ugao nagiba (konusa) α veći od ugla trenja μ

pri montaži, predopterćenje 5-10% ukupne deformacije

linearna karakteristika

prigušenje (3x manja sila rasterećanja)

amortizeri udara, železnička vozila, teške prese, čekići, alati

podmazivanje dodirnih površina, zaštita od vlage i nečistoće



MAŠINSKI SPOJEVIPrstenaste opruge

De = 18....400 mm

F = 5...1800 kN

f = 0,4...7,6 mm


MAŠINSKI SPOJEVIPrstenaste opruge


Gumeni elastični elementi

• kao elastični spojevi kod prigušenja udarnih opterećenja, za vešanje motonih vozila, oslonci mašina

• metalna ploča ili prsten se spaja sa gumom• napregnuti na pritisak i smicanje, odn. uvijanje, ne

preporučuje se zatezanje• vulkanizacija, veliki pritisak i temp. do 150ºC• tvrdoća u šorovima (50-meka, 50-80 srednja, iznad-

tvrda)• nekompresibilna• krutost zavisi od oblika el. elementa (ne samo od

tvrdoće gume)• k - faktor oblika elastičnog elementa, sl. 24.26, knjiga• sve karakteristike (linearna, prog., degresivna)• proračun - prilog P24.19, oblici, doz. naponi



Documents

MAŠINSKI ELEMENTI I - maf.ues.rs.ba ka obrada, 800-850C, otpuštanje 300-400C, tvrdoća 35-45HRC ... •patentirana vučena žica od nelegiranog čelika, za kvalitet A,B,C i D,