of 54/54
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE ZAVRŠNI RAD Mario Tomić Zagreb, 2010.

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU - core.ac.uk · PDF fileProračun idealnog oblika vratila ... Slika pripadajućeg reduktora GM120.....49 Slika 6.1.3. Skica dimenzija i priključnih mjera odabranog

  • View
    252

  • Download
    3

Embed Size (px)

Text of SVEUČILIŠTE U ZAGREBU - core.ac.uk · PDF fileProračun idealnog oblika vratila ......

  • SVEUILITE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

    ZAVRNI RAD

    Mario Tomi

    Zagreb, 2010.

  • SVEUILITE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

    ZAVRNI RAD

    Mentori: Prof. dr. sc. Slavko umak MarioTomi Dr. sc. Dragan eelj

    Zagreb, 2010.

  • Konstrukcijsko rjeenje nadogradnje postojeeg ureaja za ispitivanje troenja i faktora trenja

    SAETAK RADA: U ovom radu obrauje se nadogradnja postojeeg ureaja za ispitivanje troenja i faktora trenja. Naime, ve postojei ureaj u mogunosti je simulirati uvjete troenja kod istog klizanja, ali ne i kod valjanja testnih uzoraka. Zbog malih dimenzija postojeeg ureaja, posebna panja bit e posveena dimenzioniranju i konstruiranju strojnih dijelova za nadogradnju, ali istovremeno se treba voditi rauna i o vrstoi i tajnosti ugradbenih dijelova nadogradnje. Osim toga, treba se ispuniti i zahtjev za brzom zamjenom testnih uzoraka, tako da je u fazi osmiljavanja koncepta potrebno razmiljati o brzom i jednostavnom rastavljanju kljunih dijelova nadogradnje kako bi se testni uzorci mogli brzo zamijeniti. Pri konstruiranju je voena briga o dimenzijama i trajnosti dijelova kako bi se ostvarile male dimenzije nadogradnje nune za ugraivanje u ve postojei ureaj na jednoj, a istovremeno osigurala vrstoa i izdrljivost na drugoj strani. Neovisno o tome to se radi o ureaju koji nije namijenjen da ide u serijsku proizvodnju, potrebno je takoer voditi rauna o koritenju gotovih poluproizvoda kako bi ukupna cijena nadogradnje bila to je mogue nia. Nadogradnja ureaja mora imati i malu masu kako bi se olakalo rukovanje istom, a istovremeno se time i manje optereuju nosivi dijelovi ve postojee konstrukcije. Ureaj e se koristiti iskljuivo u zatvorenim prostorijama i pod kontroliranim uvjetima eksploatacije. Njime e rukovati samo osobe koje su obuene za rad sa takvim napravama, pa ne postoji veliki rizik od ozljeda. Ipak, bitno je zatiti rukovatelja ne samo od mogunosti fizike ozljede, nego i zatiti i neposrednu okolinu ureaja od trcanja ulja koji se koristi tijekom pokusa. Ureaj nije namijenjen za trajni pogon, nego tek za povremene pokuse, koji u pravilu ne traju due od par minuta. Zbog toga je mogue ii na same granice doputenih naprezanja ili optereenja tako da su odabrani faktori sigurnosti u pravilu jako mali.

  • Sadraj SAETAK RADA: .................................................................................................................... 3 IZJAVA...................................................................................................................................... 6 1. UVOD .................................................................................................................................... 7 2. OPENITO O TRIBOLOGIJI I TRIBOTMETRIMA .......................................................... 8

    2.1 Vrste tribometara.............................................................................................................. 8 2.2 Primjena tribometara ...................................................................................................... 11

    3. OPENITO O UREAJU ZA ODREIVANJE FAKTORA TRENJA ............................ 12 3.1 Izvedba i opis rada ureaja............................................................................................. 12 3.2 Prednosti i nedostaci....................................................................................................... 13

    4. ODREIVANJE FAKTORA TRENJA U SLUAJU VALJANJA................................... 14 4.1 Opis problema ................................................................................................................ 14

    5. PRORAUN VRATILA...................................................................................................... 22 5.1. Zadani parametri ........................................................................................................... 22 5.2. Dimenzioniranje i oblikovanje vratila........................................................................... 22

    5.2.1. Optereenja na vratilu ............................................................................................ 22 5.2.2. Prethodne dimenzije vratila.................................................................................... 25

    5.2.2.1. Proraun idealnog oblika vratila ..................................................................... 25 5.2.2.2. Stupnjevanje vratila prethodne dimenzije .................................................... 27

    5.2.3. Definitivne dimenzije vratila.................................................................................. 27 5.2.3.1. Izbor i proraun valjnih leaja......................................................................... 27 5.2.3.2. Konstrukcijske duine rukavaca oslonaca A i ukupna duina vratila L.......... 28 5.3.3.3. Kontrolni proraun dinamike sigurnosti........................................................ 29

    5.3. Elastine karakteristike vratila ...................................................................................... 35 5.3.1. Savojne elastine deformacije vratila..................................................................... 35 5.3.2. Uvojne elastine deformacije vratila...................................................................... 36

    5.4. Kritina brzina vrtnje kod savijanja .............................................................................. 36 5.5. Kritina brzina vrtnje kod uvijanja................................................................................ 37 5.6. Savojne elastine deformacije postojeeg vratila.......................................................... 38 5.7. Proraun debljine stjenke vratila na odziv tenzometarskih traka.................................. 43 5.8. Provjera ulonog klina na boni pritisak....................................................................... 45 5.9. Provjera vodilice klipa na boni pritisak....................................................................... 45

    6. ODABIR ELEKTROMOTORA .......................................................................................... 48 6.1. Potrebna snaga za ustaljeni rad ..................................................................................... 48

    7. PRORAUN NOSIVE KONSTRUKCIJE ELEKTROMOTORA I VRATILA ................ 50 8. ZAKLJUAK ...................................................................................................................... 53 9. POPIS KORITENE LITERATURE .................................................................................. 54

  • Popis slika Slika 2.1.1. Primjer tribometra kod kojeg kuglica kotrlja po testnom uzorku. .......................... 8 Slika 2.1.2. Primjer tribometra kod kojeg testni valjak klie po referentnoj ploi. (Na slici referentna ploa nije prikazana). ................................................................................................ 9 Slika 2.1.3. Posebna vrsta tribometra koji slui za odreivanje faktora trenja izmeu snijega i razliitih materijala od kojih se proizvode skije....................................................................... 10 Slika 2.1.4. Tribometar za ispitivanje eljeznikih tranica. ................................................... 11 Slika 3.1.1. Skica ureaja za odreivanje faktora trenja na FSB-u.......................................... 12 Slika 3.1.1. Timken ureaj koji se koristi na FSB-u za odreivanje faktora trenja. ................ 13 Slika 4.1.1. Prikaz rjeenja za valjanje dva testna uzorka........................................................ 14 Slika 4.2.1. Morfoloka matrica, prvi dio ................................................................................ 16 Slika 4.2.2. Morfoloka matrica, drugi dio .............................................................................. 17 Slika 5.2.1. Dispozicija vratila ................................................................................................. 23 Slika 5.2.2. Optereenja koja djeluju na vratilo ....................................................................... 24 Slika 5.3.1. Skica vratila........................................................................................................... 29 Slika 5.6.1. Skica postojeeg vratila ........................................................................................ 38 Slika 5.8.1. Bono optereenje vodilice klipa.......................................................................... 45 Slika 6.1.1. Slika odabranog motora Fracmo PM45............................................................. 48 Slika 6.1.2. Slika pripadajueg reduktora GM120 ................................................................... 49 Slika 6.1.3. Skica dimenzija i prikljunih mjera odabranog elektromotora............................. 49 Slika 7.1. Prikaz zavara l-profila i ploe koja nosi elektromotor ............................................. 50

  • IZJAVA

    Izjavljujem da sam ovaj rad izradio samostalno, svojim znanjem, te uz pomo navedene literature.

    Zahvala:

    Tijekom same razrade zadatka nailazio sam na niz problema, pa bih stoga posebno zahvalio

    svojim mentorima dr. sc. Slavku umaku i dr. sc. Draganu eelju na razumijevanju, podrci i

    korisnim savjetima.Takoer se zahvaljujem svim ostalim profesorima koji su mi na bilo kakav

    nain pomogli u izradi. Takoer zahvaljujem studentu Milanu Kovaiu za dozvolu koritenja

    njegovih 3-D modela i gotovog sklopnog crtea ve postojeeg nemodificiranog ureaja.

    Veliko hvala i mojim kolegama iz konstrukcijskog smjera koji su me poticali na kontinuiran rad.

  • 1. UVOD Ureaj za ispitivanje troenja materijala