UNIVERZITET U ZENICIMAINSKI FAKULTETTEHNOLOGIJA DEMONTAE I MONTAE

Sivro MuamerSPOJEVI OSTVARENI PLASTINIM DEFORMISANJEM I TEHNOLOKI SISTEMI ZA SPAJANJE DIJELOVA PRESOVANJEMSEMINARSKI RAD

Mentor: Doc.dr. Ismar Alagi, dipl.ma.in.

Zenica, decembar 2015. GodineSADRAJ

1. UVOD12. SPAJANJE DIJELOVA DEFORMISANJEM22.1 Spojevi ostvareni natiskivanjem uz elastino deformisanje3 2.1.1 Hladno presovanje mainskih elemenata3 2.1.2 Presovanje hlaenih mainskih elemenata6 2.1.3 Presovanje zagrijanih mainskih elemenata62.2 Spojevi ostvareni plastinim deformisanjem8 2.2.1 Spojevi limova ostvareni savijanjem ivica........8 2.2.2 Spojevi limova ostvareni takastim presovanjem10 2.2.3 Radijlno presovani spojevi122.3 Tehnoloki sistemi za spajanje dijelova presovanjem133. ZAKLJUAK174. POPIS SLIKA I TABELA185. LITERATURA20

1. 2. 3. 4. 5. UVOD

U procesu razvoja proizvoda, projektant na osnovu postavljenih funkcionalnih zahtjeva koncipira i predlae idejne zamisli projektnog rjeenja. Izabrani concept se zatim dijeli na sklopove, podsklopove i dijelove, pri emu dolazi do diferencijacije. U konstrukcijama maina, nepokretni nerazdvojovi spojevi imaju iroku primjenu. Rasklapanje tih spojeva obino je povezano sa naruavanjem stanja spregnutih povrina, a esto dovodi i do neupotrebljivosti jednog ili vie elemenata montane jedinice.

6. SPAJANJE DIJELOVA DEFORMISANJEM

Spajanje dijelova deformisanjem jedan je od najefikasnijih postupaka spajanja dijelova. U poreenju sa ostalim postupcima, zahvat spajanja traje kratko, usljed jednostavne kinematike kretanja alata izvodi se na relativno prostijim tehnolokim sistemima to otvara mogunost lahke automatizacije. Ako se tome doda i injenica da je dijelove ovim postupkom mogue spojiti bez dodatnih elemenata veze, to ga svrstava u najekonominije postupke spajanja.Sutina postupka je da se poslije odgovarajueg pozicioniranja elemenata u priboru spoj ostvaruje pritisnom silom prese, pri emu moe nastati: rastavljiv spoj elastina deformacija ili nerastavljiv spoj plastina deformacija. Slika 1. Primjer presovanih spojeva

Elementi koji se spajaju radijalnim presovanjem se pribliavaju jedan drugom normalno na povrinu. Osim radijalnog, zavisno od smije sile presovanja, montaa presovanjem moe biti izvedena i aksijalnim postupkom. Radijalno presovanje se moe vriti: toplotnim postupcima, plastinom deformacijom.Toplotni postupci se vre: zagrijavanjem, hlaenjem.

6.1. Spojevi ostvareni natiskivanjem uz elastino deformisanje

6.1.1. Hladno presovanje mainskih elemenata

Natiskivanje mainskih elemenata: leajeva, ahura, prstenova, zaptivaa, kuglica, itd. je jedno od osnovnih vrsta spajanja, gotovo neizbjeno kada je prisutno bilo kakvo rotaciono kretanje elemenata u sklopu. Prilikom spajanja elemenata dolazi do njihove elastine deformacije nepomjerljiv spoj sa preklopom, pri emu se u zavisnosti od veliine preklopa pored pripremne sile mora pribjei i termikom tretiranju elemenata (zagrijavanje ili hlaenje) kako bi se usljed nastale dilatacije smanjila potrebna sila i omoguilo presovanje. Sklopove nastale ovim postupkom mogue je rastaviti, primjenom sile sa ili bez termike pripreme.Iz navedene grupe dijelova, kotrljajni leajevi predstavljaju najosjetljivije elemente za ije je pravilno montiranje usljed velikog broja vrsta, oblika ugradnje, eksploatacije, itd. potrebno usko struno znanje.Na slici 2. prikazan je nepravilan postupak natiskivanja, gdje silu pritiska trpe kuglice, ime se oteuje leaj.

Slika 2. Nepravilan postupak natiskivanja leaja

Slika 3. Prikazuje pravilnu raspodjelu sile pri natiskivanju koja se obezbjeuje adekvatnim alatima.

Slika 3. Pravilan postupak natiskivanja leaja

Slika 4. Alalti za runo montiranje leajeva i ostalih mainskih elemenata Slika 5. Kljuevi sa sigurnosnom navrtkomZa vee prenike i sile presovanja pribjegava se montai na vertikalnoj presi, ukoliko pristup mjestu ugradnje to dozvoljava. U suprotnom se primjenjuju namjenske hidrauline prese za natiskivanja prikazane na slici 6. Slika 6. Sistem montiranja pomou hidrauline preseU sluaju vrtog nalijeganja i kada imamo leajeve velikih dimenzija, pogodna je montaa pritiskom ulja. Osnovni princip je da se izmeu koninog i cilindrinog rukavca i unutranjeg prstena ubrizgava ulje visokog pritiska, pa se koeficijent trenja znatno smanji i relativno mala sila je dovoljna za montau i demontau dijelova. Potreban pritisak ulje je od 5000 do 8000 MPa i pogodno je primjeniti ulje na 20C viskoznosti 10 - 20C. Ulje se ubrizgava pomou injektora.Ukoliko je potrebno ostvariti spojeve sa veim preklopima, pribjegava se termikoj pripremi dijelova prije izvoenja zahvata presovanja, pri emu se dijelovi mogu hladiti ili grijati, usljed ega dolazi do potrebne dilatacije i smanjenja odnosno poveanja nazivne mjere.

6.1.2. Presovanje hlaenih mainskih elemenataAko su dimentije elemenata vee, potrebnu razliku temperature je pogodnije ostvariti hlaenjem jednog elementa. Prednosti u odnosu na spoj ostvaren zagrijavanjem su sljedee: nema toplotnih napona i lokalnih deformacija usljed zagrijavanja, krae vrijeme postupka, ekonominije u sluaju veeg broja elemenata montanejedinice i manje mase unutranjeg elementa, vrstoa spoja je vea.Hlaenje se uglavnom vri do -75C tenim ugljendioksidom. Temperatura od -78C se postie hlaenjem alkohola ili acetona u vrstoj ugljenoj kiselini, temperatura od -120C pomou amoijaka, a -180C pomou tenog vazduha. Nie temperature od ovih ostvaruju se tenim vazduhom, kiseonikom i azotom. Vrsta sredstava za hlaenje uglavnom zavisi od veliine potrebnog preklopa. Proces hlaenja vrstim ugljendioksidom traje od nekoliko minuta do nekoliko asova, u zavisnosti od veliine u mase elementa. Najprostija oprema koja se koristi u tu svrhu je metalni ili drveni sanduk sa toplotnom izolacijom u koji se stavlja vrsti ugljendioksid. Kod hlaenja elemenata tenim kiseonikom, koriste se ureaji sa pojaanom toplotnom izolacijom.

6.1.3. Presovanje zagrijanih mainskih elemenataPrimjenjuju su za visokooptereene spojeve. Preklop koji se moe ostvariti ovim putem dva puta je vei od preklopa ostavrenog presovanjem na hladno, a sa druge strane mnogo je laka montaa. Elementi spoja se izrauju od materijala sa razliitim koeficijentima toplotnog irenja. Kod nalijeganja na toplo moraju se uzeti u obzir naponi koji se javljaju prilikom hlaenja elementa, to moe dosvesti do iskrivljenja. Za prenos obrtnog momenta, spoj sa preklopom ostvaren toplotnim postupcima traje otprilike tri puta due od spoja ostvarenog hladnim presovanjem.Za zagrijavanje mainskih elemenata moe se koristiti: uljna kada, prstenasti plamenici elektrina ploa indukcioni grijai.Ako temperature elemenata treba da se nalazi u uskom dijapazonu, tada zagrijavanje treba vriti u tenoj sredini. Mineralno ulje se uliva u metalni rezervoar sa toplotnom izolacijom i spiralama za zagrijavanje, kroz koje se proputa elektrina struja. Za zagrijavanje sitnih komada obino se koristi elektrina pe sa uljnom kadom. Slika 7. Zagrijavanje uljnom kupkom

Ulje u ovakvim posudama treba da je isto i da ima taku paljenja iznad 250C. ulje u posudi mora da prekrije leaj, a on ne smije da nalijee direktno na dno posude. Posuda se moe zagrijavati ploom, plinskim plamenom ili na slinoj opremi. Leaj se ne smije nikako zagrijavati otvorenim plamenom.Za montau leaja na toplo radnik mora posjedovati zatitne rukavice ili upotrijebiti istu krpu da bi pridrao topao leaj.Za montau i demontau unutranjeg prstena cilindrinih leajeva najsavremenije rjeenje je zagrijavanje leajeva indukcionim putem. Indukciona struja se stvara na povrini jezgra u indukcionim zavojnicama. Kod skidanja je cilj da se kod zagrijavanja unutranjeg prstena rukavac samo malo zagrije, tako da se izmeu vratila i unutranjeg prstena stvori zazor. Dubina prodiranja elektrine energije zavisi od frekvencije naizmjenine struje. Vijenci velikih zupanika spojnica i ostalih elemenata prstenastog oblika zagrijavaju se indukciono.

Slika 8. Indukcioni grijai elemenata

6.2. Spojevi ostvareni plastinim deformisanjemSpajanjem dijelova plastinim deformisanjem nastaju nerazdvojivi spojevi dobrih mehanikih karakteristika, zadovoljavajue estetike, a mogue je obezbjediti i hermetinost. Postupak je u irokoj primjeni jer je produktivan i ekonomian s obzirom da nisu potrebni dodatni elementi veze. Tome u prilog ide i injenica da su tehnoloki sistemi za presovanje evoluirali u tom pravcu jer su opremljeni sistemima za preciznu regulaciju sile, bzine i poloaja presovanja, to samo proiruje mogunost primjene. Plastinim deformisanjem se spajaju tankozidni dijelovi kao to su: limovi, tanke ploe, cijevi, itd. I na osnovu prethodnog mogue je izvriti podjelu na: spajanje limenih dijelova savijanjem ivica (pertlovanje) i takastim (patentnim) presovanjem, radijalno presovanje i ostali sluajevi spajanja.

6.2.1. Spojevi limova ostvareni savijanjem ivica (pertlovanje)Pertlovanje se sastoji od niza operacija savijanja i oblikovanja ivica limova u cilju njihovog spajanja. Na ovaj nain se obino spajaju limovi ija debljina ne prelazi 0.7 0.8 mm. Pertlovanje se primjenjuje na lake limene konstrukcije i u serijskoj proizvodnji (konzerve, sudovi itd.). Ovaj nain spajanja ne prua sigurnu zaptivenost, pa se zato dopunjava drugim postupcima spajanja: mekim lemnjenjem, umetanjem zaptivnog materijala u ivine nabore, nanoenjem lakova i boja.

Slika 9. Spojevi limova ostvareni pertlovanjem ivica

Pertlovanje se moe obavljati runo ili mainski. Pri runom pertlovaju mogu se pojaviti greke prouzrokovane pogrenim izborom ili primjenom oblikaa, prouzrokovane netano odsjeenim limom, prouzrokovane suvie otro savijevnim ivicama i ukoliko savijeni krajevi ivica nemaju dovoljnu duinu, dolazi do nestabilnog spoja jer nije ostvarena potrebna dubina zahvata.

Vrste ivinih nabora mogu biti: jednostavni ivini nabori (A), presavijeni ivini nabori (B), rastavljivi nabori (C).irina nabora za spajanje zavisi prvenstveno od debljine lima. Iz ekonomskih i estetskih razloga nabori ne smiju biti previse iroki. Na primjer, za debljinu lima od 0.3 mm, irina nabora moe da se kree u granicama od 2.5 do 3 mm.

Slika 10. Vrste ivinih nabora

6.2.2. Spojevi limova ostvareni takastim (patentnim) presovanjem

Takasto ili patentno presovanje je vrsta obrade deformisanjem kojom se spajaju slojevi metalnih ploa limovi. Najee se primjenjuje za spajanje dva sloja, ai je mogue spojiti i vie slojeva. Sutina postupka je da se jednim udarcem gornjeg dijela alata utisnu slojevi metala u prostor donjeg dijela, nakon ega dolazi do lokalnog deformisanja i formiranja vrstog spoja. Ovim se uspjeno mogu zamjeniti postupci takastog zavarivanja, zakivanja, tvrdog lemnjenja, savijanja, kao i spajanje vijanim vezama.Postoje dvije vrste takastog presovanja. Spajanje usjecanjem je stariji metod gdje se mali segment gornjeg sloja, pomou alata utiskuje u donji sloj. Najee se koristi kod manje elastinih metala, kao to su tvrdi aluminijum, nehrajui elik ili u sluajevima gdje je znaajna razlika u debljini ili elastinosti ploa koje se spajaju.

Slika 11. ematski prikaz spoja Slika 12. Alat za presovanje usjecanjem

Noviji metod se jo naziva i okruglo (dugmasto) presovanje. Spoj krunog oblika nalik golubovom repu se formira bez stvaranja otvora proreza u donjem dijelu alata. Ovaj spoj je sve ee u primjeni zbog njegovog dobrog izgleda i hermetinosti. Oba procesa podrazumjevaju primjenu tankih limova od elika aluminija ili mesinga, odgovarajuih mehanikih karakteristika. Mnogi elastini materijali se teko mogu takasto presovati jer nakon deformisanja imaju tendenciju ponovnog vraanja u originalni poloaj. Materijali koji se usljed prethodno iznijetog ne mogu takasto spajati mogu se zatvoriti izmeu dva sloja metala.

Slika 13. ematski prikaz, konani izgled i alat kod okruglog presovanja

Ograniavajui faktori takastog presovanja najee su debljina spoja i rastojanje mjesta spoja od ivice materijala. Oba ogranienja variraju u zavisnosti od dobavljaa aparata. Debljine spoja obino su ograniene na svega 6.3 do 7.6 mm, dok minimalni razmak od ivice materijala moe biti od 1.5 do 6.3 mm. Na slici 13. prikazana je iroka mogunost primjene postupka.

Slika 14. Podruja primjene takastog presovanja

Prese sa kojima se koriste ovi alati mogu biti rune ili sa postoljem.

Slika 15. Rune i prese sa postoljem

6.2.3. Radijalno presovani spojeviSpoj se ostvaruje radijalnim irenjem unutranjeg ili skupljanjem spoljanjeg elementa plastinim deformisanjem. Spojevi ostvareni na ovaj nain treba prvenstveno da obezbjede nepokretnost i hermetinost (za gasove i tenosti). Pripadaju grupi spojeva koji se rijetko rasklapaju jer to u veini sluajeva dovodi do oteenja jednog ili oba elementa. Kod konstrukcija maina, spojevi ovakvog tipa imaju veliku primjenu. Slino se vri i deformisanje cijevi pri montai kotlova, kondenzatora i druge opreme.

Slika 16. Radijalno presovani spojevi Slika 17. Radijalni spoj model, alati i primjeri primjene6.3. Tehnoloki sistemi za spajanje dijelova presovanjem

Osnovne karakteristike tehnolokih Sistema za spajanje dijelova presovanjem, u smislu njihovog izbora za odgovarajui zahvat spajanja su sljedee: raspoloiva sila (N), potrebni radni proctor (LxBxH), brzina radnog hoda (mm/s), vrsta pogonske energije (manualna, pneumatska, hidraulina), produktivnost (kom/h).Savremene generacije presa su shodno nerastajuim konstrukcionim i tehnolokim zahtjevima, opremljene sa preciznim upravljakim sistemima sa mogunou fine regulacije primjenjene sile (1N), pozicije zaustavljanja (0.010 mm) i brzine presovanja (0.1 mm/s), to uz raspoloivu mogunost programiranja jo vie otvara mogunost njihove primjene. Na slici 16. prikazani su sluajevi spajanja koji ne bi mogli biti izvedeni na standardnim presama bez napred navedenih mogunosti kontrole procesa. U navedenim primjerima je od sutinskog znaaja mogunost tanog definisanja i kontrole bilo sile ili pozicije zaustavljanja ili oba parametra istovremeno.

Slika 18. Osnovni parametri savremenih presaNa slici 17. je prikazana pneumatska presa, koja u zavisnosti od primjenjenog alatamo moe vriti takasto presovanje, probijanje, postavljanje zakovica, savijanje itd. Slika 19. Pneumatska presa

Slika 20. Manuelna presa

Slika 21. Hidraulina presa

Slika 22. Hidropneumatska presa 62SCHMIDT Slika 23. Presa za montau UBLRICH C200

7. ZAKLJUAKShodno navedenim postupcima i njihovim karakteristikama, dolazi se lahko do zakljuka da su spojevi ostvareni presovanjem pogodni usljed njihove veoma brze izvedbe i ekonominosti. Dodatna prednost je to to su pogodni za automatizaciju, te time otvaraju mogunost njihove primjene u serijskim i masovnim proizvodnjama.

8. POPIS SLIKA I TABELA

Popis slika:

Slika 1. Primjer presovanih spojeva2Slika 2 . Nepravilan postupak natiskivanja leaja3Slika 3 . Pravilan postupak natiskivanja leaja4Slika 4. Alalti za runo montiranje leajeva i ostalih mainskih elemenata4Slika 5. Kljuevi sa sigurnosnom navrtkom5Slika 6. Sistem montiranja pomocu hidraulicne prese5Slika 7. Zagrijavanje uljnom kupkom7Slika 8. Indukcioni grijai elemenata8Slika 9. Spojevi limova ostvareni pertlovanjem ivica9Slika 10. Vrste ivinih nabora9Slika 11. ematski prikaz spoja10 Slika 12. Alat za presovanje usjecanjem10Slika 13. ematski prikaz, konani izgled i alat kod okruglog presovanja11Slika 14. Podruja primjene takastog presovanja11Slika 15. Rune i prese sa postoljem12Slika 16. Radijalno presovani spojevi12Slika 17. Radijalni spoj model, alati i primjeri primjene13Slika 18. Osnovni parametri savremenih presa14Slika 19. Pneumatska presa14Slika 20. Manuelna presa15Slika 21. Hidraulina presa15Slika 22. Hidropneumatska presa 62SCHMIDT16Slika 23. Presa za montau UBLRICH C20016

9. LITERATURA

1. Anii, Z. i osi, I.(2006). Montane tehnologije.Novi Sad:FTN Izdavatvo.2. Zelenovi, D.; osi, I. i Simi M.(1991). Postupci montae.Novi Sad:Nauka.3. Manjgo M.(2002), Mainski elementi I, Mostar:UNMO MF4. http://www.skf.com/caribbean/products/maintenance-products/ Oitano 05.12.2015.

18