\

6. OBUCI I ZAMOR MATERIJALA

6.1. NAPREZANJE I VREME

Elementi mliSine, za vreme rada, izlozeni su promenljivom naprezanju. Poroda promenljivosti naprezanja svakog elementa zavisi od uloge toga elementa U opStoj funkciji masine.

Promenljivost naprezanja u toku vremena prikazu;e se U obliku -dijagnuna; na ordinatnoj osi toga dijagrama nalaze se naponi (1', odn:. 't", a na apscisnoj osi bilo vreme 1 bile broj promena naprezanja N u toku odtedenog vremena (bro; cik-lusa) ~ ukoliko je promen1jivost naprezanja periodiena, tj. ukoHko se napre-zanje menja na isti naCin U odredenim vremenskim .razroacima.

Kada je naprezanje 'periodieno promenljivo, maze se veza izmedu broja ciklusa N i proteklog vremena l izraziti npr. ovom jednaCinom:

aka je sa N iskazan ukupan bro; miliena ciklusa" naprezanja u toku odredenog Vremen3, sa t [h] vreme u casovima, a sa no '[min-I] broj ciklusa u jednom minutu.

Radi primera je pokazano na s1. 6.1 kako se periodieno, sa vremenom, menja tangencijalni napon 'r kome je izlofen rukavac kolenastog vratila jednog dize1-motora.

Uobieajeno je da se periodicna promenljivost naprezan;a uprosCeno pred-stavlja pribliZnom sinusnom linijom - kao na s1. 6.2 - sa obe1eienlln ekstremnim naponima (Tttlax i Cmin (odn. "max i "min), a da se ostala kolebanja napona ne re-gistfuju, poSto su ekstremni naponi osnova za proraeunavanje e1ernenata izlozenih promenljivom naprezanju (v. od. 9).

Pomocu ekstremnih napona mogu se odrediti ove znaeajne karakteristike promenljivog naprezanJa:

srednJi napon Cmax + amin

odn. 'Cmax; + 'tmin crm 'm 2 2

amplitudni napon amax - (!min

odn. 'rmax -'!mln a. r. 2 2

6 1, OLICI r ZAMOR MATERIJALA

stepen prornenl;ivosti naprezanja G"min d 't"min y~-- 0 n. y=--.

O"ma.x "t"ma.x

.N--780 900 7080 360 540 720

5 i

"

~ f\

3 1 II \ ,1/\ r~ \1/\ I \

V 1 \ V ~ 0 IV v IV

I I , eik/us N-

Sl. 6.1. - Primer periodicne promen1jivosti tangencijalnog napona 1" (N-broi ciklusa). Di-jagraro se odnost na jedan ad rukavaca kolenastog vratila cetvorotaktnog dizel-motora sa osam cllindara. Ciklusi se ponavljaju poole svaka dva ohm lolenastog vratila (IX >= ugao o~r-

tanja vratija); nc =11/2, gde je n minutni bro; obrta vratila, a nC minutni bro) ciklusa.

-5 j S1. 6.2 - Periodicncst promene napona ... , predstavljena pribliinom sinusnom

Iinijom; na apscisi je vreme t.

6.1. NAPREZANJE I VREME 7

Srednji napon ClIO ('t'I.O.) i amplitudni napon (Ja ("a) SU velicine kojima se ope-nse prilikom ispitivanja izdrzljivosti i prilikom proratunavanja elemenata. Stepen promenljivosti naprezanja y daje ocenu prirode promcnljivosti naprezanja i moze posluZiti kao podatak za sistematizaciju tipova promenljivih naprezanja.

Na s1. 6.3 iznesen je pregled mogucih tipova periodicno promenljivih na-prezanja elemenata: ispod pregleda dar je i po jedan primer sklopa elemenara izlozenih odgovarajucem tipu promenljivog naprezanja.

CD 6m>O

j6a~mI

-, ~ I!N g:m -5 br

/6"iO 6m"'O

r5d'" 15m! 150)-:>15"": 1 >0

\)>:--'-AX-j--:!tL J~ IH ~= I "] ["

t[hJ-(N-)

SL 6.3 - Tipovi promenljivih naprezania: 1,2,3,4 - jednosmerno promenljiva naprezanja 5~6, 7- naizmenicno promenljiva oaprezanja (CIa = amplitudni napon, 0rr, =srednji napon)

Promenljivos( naprezanja- ripa I, odn. "ipa 2, nalazi St, na primer, u sklopu poklopca i cilindra klipnih masina. Prethodno zategnuti zlvnnji izlozeni su jedno-smemo prornenljivom - naprezanju - od najslabijeg napona zarezanja + crud n do najjaceg napona zatezanja +

8 __________ 6. DELIer I ZAMOR MA_T_E_R_tJ_ALA __________ -'-

poklopca izlozeni promenljivim naponima pritiska sa ekstremima - O'lnin i -

IO 6. OBLICI I ZAMOR MATHRIJALA

menljivog naprezanja, koji izaziva prelom od zamora, znatno je manji od staticke -evrstoCe materiJaia.

Pre10m od zamora ostvaruje se na fino uglacanim epruvetama, po pravilu pxeenika 10 nun (rakooe i izmedu 5 i 15 mm), u laboratori;ama za ispitivanje materi;ala mdi utvrdivanja otpomosti materijala pci promenljivom naprezanju, koja se obieno naziva osnovnom dinamickom izdriljivoSCu materijala (erD , "i:'D) iii, kratko) izddljivostu materijala. U eksploataciji nasta;u prelomi elemenata zbog zamora kada naiveCi promenljivi napon prekoraCi granicu izdrZljivosti. Takvih pre10ma iroa znatno viSe od statickih preloma. Prema nekim statistikama odnos broja preloma od zamora i broja statiCkih preloma u eksploataci;i leii otprilike izmedu8:1i9:J.

Prelom od zamora epruvete od nelegiranog konstrukcionog ce1ika nije obe-leZen prethodnom vidnom deformacijom (s1. 6.8), a izgled prelomne povrsine (51. 6.8 - desno) razlikuje se od izgleda prelomne povrsine statiCkog pre1oma.

Na prelomnoj povrsini epruvete od nelegiranog Celika, koja potice od za-mora, mogu se uoCiti tri f~e u celom procesu zamaran;a (s1. 6.8 - desno):

1. - Prelom od zamora poCinje ns mestu I - zacetku zamaranja - gde je slueajno napon najjaci, dakle na prenapregnutom mestu7 obiC':no na neisprav-nom iii oSteeenom mesru - zbog 8upljina, zaseka ili sliCnih izvora koncentracije napona. - Na s1. 6.9 prikazan je pre10m od zamorasa dva zacetka.

*~ BB~--lJ * S1. 6.8 - Izgled preloma celicne epruvete zbog 'zamora pri jednosmcrno promcnliivom naprezanju (I-zaeetak pre-

lorna, II-povdinil sirenja preloma u toku zamaranja, III-zavrSna prelomna povrsina)

!

m

[

SL 6.9 - Izgled prelomne povrsine sa dva zacetka, na-stale pri zamaranju naizme~ nieno promenljivim savija-

njem

2. - Od mesta I pre10mna povrsina od zamora siri se postepeno pod uti-cajem promenljivog naprezanja. Povrsina postepenog sirenja preloma II je fine, sitnozrnaste strukture, cesto i tamno-sjajnog izgleda; obicno se na roj povciini mogu uoCiti i linije periodicnog napredovan;a procesa zamaranja u taku vremena ("godovi").

3. - Povr.sina III je zavcina prelomna povrsina grube, krupnozrnaste struk-!Ute i po tome je sUena pre1omnoj povriini stariCkog preloma. Zavdni pre10m se odigrava trenutno, a nastaje kada preostala povrsina III posrane staticki nedorasla da se odupre naponu kome je element izlozen. .

Po izgledu povrsine sirenja preloma II moze se zakljuCiti - ne uvek dovoljno pouzdano - koja je vrsta naprezanja prouzrokovala prelom [2, 3) 8, 15, 20, 24J, a po relativnoj velicini zavrsne prelomne povrsine III moie se oceniti sa kolikim je stepenom sigurnosti element konstruisan: kada je zavrSna prelomna povciina

-

6:2. DINAMICKA IZDR2LJfVOS:_T,-~~~~~~~~~~~1~1

III srazmerno velika, element je konstruisan sa malim stepenon:j. sigurnosti, i obrnuto.

Poznata Velerova kriva (Wohler) pokazuje vezu izmedu najveceg napona o-W3.X promenljivog naprezanja j broja ciklusa N (broja periodicnih promena na-prezanja) pri kojem se epruveta lomi zbog zamaranja. Ukoliko je napon - ITmax manji, utoliko ;e bro; ciklusa N do preloma yeti. Postoji i takva veliCina napona koju promenljivo napregnut marerijal moze najno izdr:iavati; taj napon O"wax je ordinata erD' asimptote Velerove krive (s1. 6.10) i to je osnovna dinamicka iz-drzljivost materiJala. Za razliCite vrste materijala je razbeit i broj ciklusa No posle

I I

'=,

\ "I' ,. I' --1----- --~~ I

I l \ ~ -I ,

3P.,. I ..... ,-J N--N,

SL 6.10 - Velerova kr.iva zavisnosti najveceg napona om"", promenljivog naprezanja i broja c:j~ klusa N periodicno promenljivog naprezanja, pri kome dolazi do preloma epruvete (aM-cvr~ stoca materijala, "DNp ~vremens ~i ogranieena dinamii':ka izdriljivosr, aD -trajna dlnamicka

izdrlljivost za Ni;;;No)

kogs VISe ne nastaje prelom pod uticajem promenljivog naprezanja; taj broj ciklusa No zove se baza izdrZlJivosti i iznosi

za celik No ~ 10 }{)6 za legure bakra z 50 ]06 za lake legure ~ 30 10" ~ 500 10'

i u tom pogledu celik pokazuje najvecu odredenost. Za neke VrBTe materijala ne maze se ni mvrditi baza izddljivosti N Q . Radi skraCivanja vremena i,spitivanja izddljivosti epruveta dopusta se za celik i baza N {l = 1 . J06 - 2 1 ()5. - Kada je k01'isno, maze se dinamiCka izdrzljjvost materijala i tacnije obeleziti bazom N '" npT. Gn 10 105.

Ako je najveCi napon promenljivog naprezanja Glna;,: veei od izdrZljivosti aD, nastupice prelom epruvete pod uticajem zamaranja posle broja ciklusa N p koji je rnan;i od broja ciklusa baze izdriljivosti No; caj se najveCi napon zove vre-menski ogranicena iZdrzljivost GDNp (s1. 6.10).

Velerova kriva ubedijivije pokazuje vezu izmedu napona G1MX i broja cik-lusa do preloma N p kada se usvoji logaritamska podela za apscisnu osu: tada pojedini ogranci linije 0"" = f (N) mogu biti prikazani priblizno kao prave linije (51. 6.11), Tu se jasno uOCava "traina" dinamicka izdriljivost GD koja za

12 6, onLIel I z.o,MOR MATERIJALA --~---~

celik pocinle neg~e izmedu N = I .. 10' i N = 10 10' (tach 3 na sl. 6.11). Levo od taCke 3 ,e oblast vremenski agranicene izdrZljivosti GDN Linija 1-2 je vrlo malo nagnuta prema apscisi, a linija 2-3 pokazuje nagao ~ad - obieno iz-medu ]V ;::::: 105 iN;:;:; 106,

o. ~a clemente masina, koji treba trajno da izdriavaju radne napone pri uoblcaJenom veku masina: merodavna je osnovna dinamicka izdrZljivost materijala Go- ,Za ~lemente iIi m,asine Ciji ;e vek organicen treba kao osnovu za proracun uzi-man vecu, vremenskl ogramcenu izdriljivost crONp (linija 1-2-3 na s1. 6.11)

t 40FR[7 ! : : I 2 I I "kNJ I, I. '\ I km~ 'r---~'I---+'---+--~---4---4

. i I II \,' i , ~I I f\ 21 I,' I -r-I,_-ti -t-i i-;3==f1==l--'j rT I III I, i "i

70' -'~'-~70",--L--'7o'7--L--7LO'8--'-N~

Sl. 6.11 - Velerova kriva za neleginni celik (N u logarltamskoj podeli)

koja odgovara manjem broju ciklusa do preloma. Na takav naCin smanjuju se -pre-sed eJemenata, prema tome i tezine njihove, i taka konstrukcija maze pascati ekonomicnija. ~g~anicen vek maze se predvideti za -elemente masma, koji se po-vremeno zamenJuJu npr. zbog habanja, plastiCnog deformisanja i dr. i za masine Ciji je vek kraCi po nameni, npr. za ratne maSine. ' . .:! Str:ucnoj literaruri im~. ~ apSir~ijih p?ataka 0 vremenski ogranicenoj lzdrzl}!vostl - pa se mogu nnCI 1 obraSCl po kojtma se maze konstruisati Velerova kriva za razne vrste materiiala [8, 9, 18, 20).

Ispitivanja Sll pokazaJa da broj ciklusa N p do preloma zavisi ne sarno od veliCine najveceg napona promenljivog naprezanja O"rolJ,X vee i od velicine ampli-tudnog napona O"a: pri jednakom najveeem Daponu O"tQll.X nepovoljnije je za iz-driljivost materijala kada je amplitudni napon O"a veCi (s1. 6.12).

Oblik Velerove linije, tj. i dinamicka izdriljivost, zavisi i od vrste materijala i od vrste naprezanja i od tipa promenljivosti naprezanja i od niza raznih drugih

~ak~o~a. Da bi ispi~ao . neke od tih uticai.a na dinamicku izdciljivost) Tum (Thurn) )e JOS 1944. g. ObJ3VlO rezultate nekoliko uporednih ispitivanja razliCitih oblika elemenata od istog materijala - celika C. 0545 evrstoce na zatezanje aM = 50 kp/mrn2. Elernenti su izlagani Cisto naizmenicno promen1jivom naprezanju na za-tezanje-pritisak; postignuti su ovakvi rezuLtati [30]:

. 1. -:- .Ispi:-i::anjem glatkog cilindricnog stapa - U obliku epruvete - po-sngnuta JC lzdrzlJlvost O"w = 22 kpjmm2 j izdrzljivost, prema tome, nije dostigla

6.2. DJ;NAMICKA IZDIttLJlVOST 13

ni polovinu statiCke Cvrstoce aM = 50 kp/mm2 (aw je uobiea;ena, oznaka za poseban sluca; izddljivosti pri Cisto naizmerucno promenljivom naprezanju).

2. - Ispitivan;em jednskog stapa sa jednim spol;a urezanim zavojkom kon-statovana je izdrZljivost cr-w = 11 kp/mm2 ; ona je, dakle, upola manja od izdd-Ijivosti glatkog Stapa - bez zavojka. Toliko jak pad iZdrzljivosti je posledica kon-centracije napona zbog urezanog zavojka (v. od. 5.2 i 6.4.2).

j '6

-6

1-S1. 6.12 - Pri jednakom najvetem naponu O"max izdriljivost aD je man;a kada je amplitudni

napon veti (00 1 ka 5 - od nepovoljnijeg tipa napr-ezanja ka povoljnijem)

3. - Izdrlljivost

14 6. oaLler I ZAMOR MATE~IJALA

Ovih sest navedenih opita dalo je Ses! razlicitih velicina izdrZljivosti U raz-licitim uslovima pa se, na oonovu tOga, moZe zakljuCiti da postoje td osnovn8 vida dinamicke izdrZljivosti:

1) dinamiCka izdrZljivost materljala GD koja se odreduje na epruveri pro-pisanog obIika, ve1icine i obrade i koja predstavlja karakteristiku materijala pd promenljivom naprezanju (opit br. 1); ana se naziva i osnovnom izdrlljivoScu materijala, .

2) dinamiCka izdrZljivost oblika elementa GDtl (oznacava se i sa-(tDn) koja se utvrduje zamaranjem elementa odredenog oblika koji se, razumljivo, razlikuje od oblika epruvete (opiti hr. 2 i 3); ona se, kratko, naziva izdrZljivoScu elemen~a, i

3) dinamicka izdrZljivost sklopa elemenata GDd; ko;a se utvrduje jidnovre-menim zamaranjem e1emenata u sklopljenom stanju (opiti hr. 4, 5 i 6); ona se naziva izdrZljivooCu sldopa.

Po pravilu je izdrZIjivost materijala jaca od izddljivosti elementa, a izdri-ljivost elementa iaCa oct izdrlljivosti sklopa, tj. aD > aDn > (iO$k. /

Iznesenoj sistematizaciji vidova izdri1jivosti treba dodati i cetvrti vid: ek-sploatacionu dinamicku izdriljivost aDdIs koja se ne moze jednostavno odrediti jer uvisi ad mnogih, testo i neoeekivanih uticaja u eksploataciji masina [27]. Danas se tome pitanju posvetuje sve veta painja.

U poslednje vreme se sve ceSee obavljaju i ispitiyanja izdrZljivosti sklo-pova kao celine, opr. spojnica. Ze. ocenu izdrZljivosti takvog visestl'ukog sklopa elemenata merodavan je ana; element koji pm popusti pri zamaranju; taj element treba da bude jednostavan, lako zamenljiv i jeftin.

6.3. DIJAGRAMI IZDRtLjIVOSTI 6.3.1. OPSTI POJMOVI

Izddijivost materijala O"D, za svaku vrstU naprezanja i za svaki tip pro-menljivosti naprezanja, moze se izraziri kao zbir srednjeg napona Gill. i amplitude izdrzljivosti materijala aA> tj.

aD = GU); aA kada su u pitanju normalni naponi, odn.

Tn = 'tUl. TA kada su u pitanju rangenciJ31ili naponi.

Sa erA eTA) obeleiava se amplituda izdrlljivosti materijala kao izraz spo-sobnasti materijala, a sa era ('t'~ amplitudni napon kome je epruveta izlozena i ko;i ne moze biti veti od amplitude koju materijal maZe izdrzati, rj. C1A > era. ('A::: ~.).

Za prakticnu uporrebu vrlo su pregledni i pogodni razliCiti oblici dijagrama izdrZljivosti od kojih su se najvise odomacili Smitev (Smith) i Hejgev (Haigh) dijagram; ta su dva oblika dijagrama ovde detaljnije opisana, narocito prvi. 0 ostalim oblicima dijagrama izdrZljivosti irna podataka u struCnoj literaturi {10, 20].

Kao podloga za izradu dijagrama izdrZljivosti sluie Velerove hive do kojih se aolazi ispitivanjem izdriljivosti materijala Da odredenom broju epruveta (obic'no sest do deset). Ve1erove krive odreduju se za razlicite tipove promenljivosti na-prezanja i za razlicite vrste naprezanJa (zatezanje-pritisak, savijanje, uvijanje).

6.3. nIJAGRAMI IZDRL:LJIVOSTI 15 ----~------------------------

6.3.2. SMITOV DIJAGRAM

Na apscisnoj osi Smitovog dijagrama nalaze se srednji naponi pramenljivog naprezanja O'In, a na ordinatnoj osi odgovarajuce velicme izdrzljivosti materijala aD'

Na s1. 6.13 prikazan je Smitov dijagram dobijen ispitivanjem izdrzljivosti celicne epruvete izlozene promenljivom naprezanju na zatezanje-pritisak. Desno od potetka koordinatnog sistema 0 naneseni su srednji naponi zatezan;a + Um. leva srednji naponi pritiska - alQ.

, , , ,

, ,

, , ,

,

, ,

,

, , ,

,

, , /

/ /

,

/

, ,

,

E

D "D C

B

l~, ~" A ~c -!-

/~ /

B,

A,

S1. 6.13. _ Smitov dijag::am za celik izloien promenljivorn naprezanju na zatezanje, odnosno pritiskivanje

Linija ABCDE obelezava granicu najveCih napona zatezal,1ja + Ulna>:: = = + 0' koje materijal moze trajno izdriavati pri odredenom srednjem naponu zatezan~ + crill. Linija Al B} C1 Dl E je granicna linija najmaniih napona u)(lin.

Osnovno Cibelezje Smitovog dijagrama Cini simetrala $0 OE nagnura prema apscisnoj osi pod uglom 45 j od Ie simetrale nanose se gore i dole amplitude iz-

16 6. OBL!CI I ZAMOR MATERIJAU -----

driljivosti rnaterijala Vk Taka se za svaki srednji napOD,. npr, aUl = OB2 = B2Bo moze naCi izdriljivost materijala kao zbir srednjeg napona i amplitude izdriljivosti - u navedenom primeru Gn = B2B = B2EO + BoB = 0"00 + aA "

Oblik linije ABCDE pokazuje da se sa pov.eeavan;em srednjeg napona

18 6. OBuel J ZAMOR MATERIJALA '-"-------,,:-:---------------- -----------

uvijanje ('t'D - linija t). Prema. tim djjagramima ceJik je dinamiCki najizdrtljlviji kada je izlozen promenljivom naprezanju na savijanje, a najmanje izdrfljiv kada je izlozen promenljivom naprezanju na uvijanje (torzi;u); izmedu njih ;e izdrl-Ijivost na zatezanje-pritisak. - Kada je u pitanju savijanje iIi uvijanje, Smitov dijagram se prikazuje: razumljivo, sarno sa desne strane ordinatne ose.

J ~\

-30'------'----'-----L-------l S1. 6.16 -.:::- Smitov dijagram za ce1ik C. 0545 woko sa"ijanju (linija f)~ zatezanju-pritisku (linija e) i uvijanju (linija t)

Za neke vrSte, materijala dati su Smitovi dijagrami u 00. 7. "Materijal i promenljivo naprezanje". Obicno su ti dijagrami sastavljeni u vidu snopa linija za jednorodnu grupu materijala - upr. za grupu konstrukcionog nelegiranog celika, a za jednu odrt:denu vrstu naprezanja (ripr. s1. 7.9} 7.10, 7.11),

Ukoliko za neki materijal ne postoji sastavljen Smitov dijagram, moze on biti konstruisan, sa prakticno dovoljnom tacnoscu za upotrebu, na osnovu podataka o osobinama materijala. Gomja strana Smitovog dijagrarna (l?1. 6.14) sastoji se od dveju pravih AD i DF. Za konstruisanje prave AD potrebne'su dYe tacre, tj. dYe ordinate. Jedna ad njih je uvek: ordinata \'Jw i taj se podatak danas vrla cesta nalazi na spisku osobina materijala. Druga ordinats moze biti rna koja veliCina izdrzljivosti, a najceSce je to aJ' Za konstruisan;e prave DF potrebno je da bude poznata ve-!iCina aF' odn. 0"0.2; podatak 0 granici razvlacenja O"p redovno se nalazi u svakom pregledu 0 osobinama materijala izuzimajuCi matedjal ko]i nema \'JF (npr. liveno gvowe). Donja strana Smitovog dijagrama ciobija se nanosenjem amplituda aA od simetrale a E prema dole.

Kada su za celik poznati podaci sam.:o za IJw i O"p, maze se SmitDv dija-gram priblizno konstruisati povlacenjem prave AD iz taCke A taka da joj ugao nagiba prema apscisi bude izmedu 3SO i 42 za savi;an;e i za .zatezan}e-pritisak (manje vrednosti za savijanje); za uvijanje je prava AD obicno gOtOVO paralelna sa simetralom OF. - Za druge Vrste marcrijala raj ugao nagiba moze biti i manii (cak manji i od 35).

6.3. DIJAGRAMI IZDRZLJIVOSTl ----~-----------'----------.

19

UkolikO nisu poznati podaci ni za csw, moze se Smitov dijagram priblizllo konstruisati na osnovu statisticklh formula koje daju zavisnost izdriljivosti od cvrstoce materijala pri zatezanju. Niz takvih podataka moze se naCi u stfUcnoj Iiteraturi [9, 10, 11, 18, 20]. Nekoliko preporuka nalazi se u tablici 6.1.

TABLlCA 6.1 Prosecni odnG;;i karakteristika izdrHjivosti za nekc vrste materijala

Materijal

CcFk

(elleni liv

Liveno gyozdc

Temperisan~ liv

Legure bakra (meSing, bronza)

Lab metali (legure aluminijuma) ;

,

Savijanjc Zatezanie Uvijanje;

n Wf '" (0,42...,.045) o~ 0 w =0,72 G\,'i !;in =(1,55-:-\,65) G;;r : GJ (1,7-:- \,8) cWi

0wr=(0,4-:-0,42) oM Gw =O,7c;Wf 'w "" 0,58 'J\tl[ uJ[ o~(I,4-:-1,6)u\\:It oJ ~(!,50i,7),,\,C 'J =(1,4--:--1,5) rw

'W",0,75 "\\if

"Wf "-' 0,4 aM

(03 045)r" c:.~,"(O,5-;-O,6)G,"'r "\'\![= > -.. , "M W oJ ={l,)-'- 1,6) G\XI

Napomene uz tablicu 6.!; L Znacenje oznaka: O"ow" "'w ~ izdrzljivost pri Cisto naizmenitno promenljivom napre-

zanju;

20

ordinata CoG = (;J(2

6. OBLICr I ZAMOR MAT=ER::::I)~A=LA:.:-___________ _

- amplituda izdrzljivosti pri naizmenicnom pro-menljivom naprezanju za proizvoljan srednji napon, ovde za crln = OBo'

amplituda izdrZljivosti pri Cisto jednosmerno promenljivom naprezanju kada je cr!ll = (fA = =0")/2 = OGo (C je presek prave OC i linije ABCDE).

r u Hejgovom dijagramu mora biti linija ABCDE omedena granicom razvIacenja GF pa se, 2ato, zavrsava pravorn DF koja je nagnuta prema apscislloj osi

E B, F

16m - ..

"M __ . __ -J SI. 6.17 ~ Hejgov dijagram za celik izlofen promenljivom

naprezanju na zatezanJe-pritisak

pod uglom koji iznosi 45 (sa unutrasnje srrane). To je zbog toga (v. i s1. 6.13) 510 u tacki F mora bid ala = UF ;;"" OF, a za tacku D je t1A = DoD = =(JF - Gin = OF - ODo =

~ DoF, ti. D-;I5 ~ D,F. Postanak Hejgovog di-'

jagrama od Smitoyog maze se.objasniti ror3cijom Smitove simetrale OE do poklapanja sa apscisnom osom.

Razgranicenje oblasti iz-drZljivosti pri naizmeniCno promenljivorn naprezanju i oblasti lzdriljivosti pri jed-

nosrnernO promenliivorn s1. 6.18; na toj slici je, zamenjena pravom AD.

naprezanju na Hejgovom dijagrarnu prikazano je na analogno Smitovom dijagramu (s1. 6.14), linija ABeD

Hejgav dijagram, preveden sa Smitovog dijagrama (sL 6.16) za teEk C. 0545 za savijanje, zarezanje-pritisak i uvijanje, prikazan je na s1. 6.19.

Sl. 6.18 ~ Razgnmicenjc obJasti r naiz~ menicnog nap~ezallja I objaSli II jednQ-smerno promenljivog naprezanja u po-

druC_IU Hejgovog diiagrama

130

,

'> 20'i-----+=~+-_+-~

&~iO,i---~--~-~4---o

S1. 6.19 - Hejgov dijagram za celik C. 0545 izlozen savijanju (linija f), za~ tezanju~pritiskivanju (linija e) j uVljanju

(linija I)

6.4, UTICAJ! NA IZDR2LJ1VQST ELEMENATA

6.4. UTICAjI NA IZDRZLJIVOST ELElIiENATA 6.4.1. STV ARNA I RACUNSKA IZDRZL)IVOST

Tumovi opiti su pokazali (v. od. 6.2, str. (2) da geometrijski na izdr:iljivost elementa. Faktor smanjivanja izdrzljivosti iznosi

u opiru br. 2 U opitu br. 3

~'z = (Jwn/O'w = 11/22 = 0,5, ~z = aWn/aw = 17122'= 0,77.

21

oblik utite

Na izdriijivost elementa uticu i drugi Cinioci - ne sarno oblik, npr. vrsta tnaterijaia, kvaHtet obradene pomine, temperatUra itd, Stvarna izdriljivost ele-menta ODn iIi sklopa elemenata GD$k moze se odrediti, laboratorijski, na masinama za zamaranje materi;ala. Tada u faktor ~z ulaze svi uticaji kojima je element bio izlozen za vreme ispitivanja, Zbog toga se faktor l;z naziva stvamim faktorom za-mora i on se, U opstem obliku, moze ovako izraziti:

gde je O'Dn stvarna izdrZljivost elementa, a O'D osnovna izdrZljlvo~ m~terijala, utvrdena na standardnoj epruveti. \

Stvarni faktor zamora tz' ne moZe bid poznat unapred prilikom proracuna-vanja 000. konstruisanja elemenata pa je stoga potrebno da se veliCina faktora zamora oceni, odo. na neki naCin priblizno proracuna. Radi toga se "raeunski" [aktor zamora t: izrazava kao proizvod nekoliko fak-tora: 1; = ;l . ~2 . . . od kojih se svaki odnosi sarno na jedan odredeni utica; na izdrzlji-vost O'D'

Osnovni uticaji na izdriljivost elemenata ukratko su opisani U ovom odeljku prema svome znacaju, a u sledecem odcljku nalaze se podaci 0 zavisnosti izdriljivosti od vrsta materijala od kojih se najceSce prave clementi mMina izlozeni promenljivom naprezanju.

Na osnovu ovih objasnjenja, razumljivo je, ne moze se prilikom proraeunavanja eieme-nata izlozenih promenljivom naprezanju racu-nati sa celim ordinamma izdrzljivosti prema Smitovom dijagramu vee sarno sa smanjenim, racunskim ordinatama (s1. 6.20); tako bi na tom "redukovanom" Smitovom dijagramu iz-

S1. 6.20 - Redukovani Smitov di-jagram

Dosila racunska ordinata izdrzijivosti npr. pri Cisto naizmemeno promen1jivom naprezanju: Ciwr = ~ . (J\VI.

6:.4.2. UTICA] KONCENTRACI]E NAPONA

Ispitivanja su pokazala da je izdriljivost elementa izlotenog promenlji-vom naprezan;u uglavnom neSto veca od izdrZljivosti koja bi bila u skladu sa naj-veeim stvarnim naponom GIn(!'X = lXk' O'n (odn. TIM;>;: = !Xk' Tn); % je geomerrij-

22 6. OBLICI r ZAMOR MATERIJALA

ski iIi teorijski faktor koncentracije napona, a (}Jl raeunski (nominalni) napon (v. ad. 5.1). To znaCi da pri promenljivom naprezanju uticaj konceotracije napona ne dolazi do puoog izrazaja. tj. posledice uticaja koncentracije napona najcesce nisu toliko tcike koliko bi to odgovaralo stvarnom naponu IXk' O"n vee su nesta blaZe - Sto bi odgovaralo nekom manjem naponu ~k . ern. Na osnovu tOga je ~'efektivni" najveCi napon ~k' O'n < C(k' Um odn" 13k < ak. Faktor ~k zove se stvarni i1i efektivni faktor koncentracije napona (u Hteraturi i '\linamiCki" faktor koncentracije napona).

Ta pojava je posledica strulcture materijala. Svaki materijal ne reaguje pod-jednako na koncentraciju napona iIi, drukcije receno, nije podjednako osetijiv na koncentraciju napona. Liveno gvoide je upr. vrlo malo osetljivo na koncentra-ciju napona; to .je zbog toga Sto liveno gvoZde ima grubu strukturu pa }e puno unutraSnjih, UI'6denih izvora koncentracije napona i) u neku ruku, imuno na spo-IjaSnju koncentraciju napona. Obrnuto je sa celikom odlienog kvaliteta (npt'_ le-giranim celikom za opruge).

Osetljivost materi;ala na koncenrraciju napona zavisi, uglavnom, od njegoYe strukture,. ali donekle i od oblika e1ementa.

Kao merilo te 0setljivosn marerijaia uveden je pojam osetljivosti materijala na koncentraciju napona -'lk:

~k(Jn-O"n ~k--:-l 'tjk=-------

_ O'.kO"n-Gn. O'.k-- l

a to je odnos efektiVnog i teotijskog porasta napo~ zbog koncentracije napona. VeliCina stepena osetljivosti 1'}k nalazi se izmedu granica 0 7 1 i priblizno

iznosi za liveno gvozde 11k '~ 0.,0 I 7. 0,20 ce}ieni liv 0,30 -;- 0,40 nelegirani celik sa aM < 40 kNjcm2 0,4070,60

" rrM = 40 -7 55 kNfcm' 0,55 ~ 0,75 rrM > 55 k."'1/cm' 0,65 -7 0,85

legirani celik sa aM < 100 kN {cm2 aM> JOO kN/cm2

legure od lakih metala

0,70 7 0)90 0,90 ~ 0,99 0,60 -7 0,80_

Stvarni faktm koncentl'acije napona ~l' moze se odrediti po obrascu _ ~k = (

~24-,--_________ 6:c.-,O:.:B::L::cICll ZAMeR MATERIJALA

6.4.3. UTICA] KVALITETA POVRSINE Kvalitet abrade povrSine urice oa dinanllcku izdriJjivost elements. Ukoliko

je povrSina elementa hrapavija, utoliko mu je izdri:ljivost manja. To je zbog toga sto neravnine - kao izraz hrapavosti - Cine niz sitnih spoljasnjih izvora koncen-tfacije naponaj ta koncentracija napona, prema tome, potice od spoljasnjih mikro-geometrijskih oblika.

Uobicajeno je da 5e pad izdriljivosti zbog hrapavosti izrazava pomoCu [aktora kvaliteta povrslne ~1 :z: I pa je, npr., O"wr = ~l O'w, gde je O"wr redukovana (racunska) izdrZljivost elementa zbog hrapavosti, a Ciw osnovna izddljivost materi-jala, odredena na fino uglacanoj epruveti.

Rezultati ispitivanja uticaja hrapavosti na izdriljivost e1emenata obicno se prikazuju u obliku dijagrama [5, 8, 10, 18, 20.21].

NajceSce se primenjuje dijagram na s1. 6.23, koji pokazuje zavisnost proseCne veliCine [mora kvaliteta povrsine ~l od evrstoce materijala na zatezanje crM za

a i 1 b

J L 0 I ! I d

TH e '

Sl. 6.23 - Zavisnost faktora kvaliteta obrade ~l od cvrstoCe telika na zatezanje GM za razne vrste obradC': linija a se odnosi na fino g-lacanie (R ~ 1 11), linija b na osrednje glacanje (R ;::;: 1,5 -:- 2 fL), linija c na fino brusenje (R ;:;,:. 2,5 -:- 6 jJ.), linija d na osrednje brusenje (R ;::;: 6 -;- 16 It), linija e na grubu obradu, a linijaf na neobradene valjane povrSine (sa korom). R je visina neravnina

u mikronima

nekoliko vrsta abrade - sa podacima 0 pribtiznim visinama neravnina R u mikra-nima(mikrometrirna). Linija a se odnosi na fino uglacane povrsine za koje je ~1 = 1 posto je taka\' kvalitet abrade povrsine propisan za epruvete na kojima se odreduje izdrzljivast materijala. Za svaku dTUgU, grublju vrstu obrade je faktaT ~l utoliko

t

1.:-

1

.0.

.,

6.4. UTICAJI NA IZDR~LJIVOST ELEMENATA 25

manji, tj. i izdrzljivost elementa utQliko manja, ukoliko je boiji, jaCi materijal u pitanju. I ovcle, dakle, dolazi do izraiaja osedjivost materijala na koncentraciju napona. - Pamenuti dijagi"arn se odnosi na savijanje, no moze se primeniti i na druge vrste naprez:anja.

Za standardni sivi Iiv, neobraden - sa korom~ koji ima evrstoeu manju od 30 kN fem!, mote se usvojiti da je ~1 ~ 0,7 za SL 18, ~l z 0,62 7..a SL 22 i ~1 Z '" 0,55 z. SL 26 (za ,.vij.nje).

U struCno; literaturi,. naroCito novijoj, ima i drukcijih dijagrama i razno-vrsnih podataka 0 uticaju kvaliteta_ povciinske obrade na izdriljivost e1emenata. Na primet~ dijagram na sl. 6.24 daje taCniju zavisnost faktora kvaliteta pOvrSine ~1 od visine neravninaR za ~azliCite odnose k = ap/aM(= fSO.2!aM)' gde su UF odn. 0"1)2 granice razvlacenja, a aM tvrsroea materijala ne zatezanje [21]. Taj dija-gram se odnosi na celik i legure aiuminijuma, a odredeniji je i pogodniji od

b r---0 c J f'..

t:---- l-r-

, - l': ~ ! ~ i \ f---I I ~ ~ I I :"-

j 7,0 10,9 5,

0,8

0,7

I , 0,6 \

I 6 8 70 20

d ,

. ,

t-1-

K f---G: f: F: 1'-~

f" I" 1"-

e

I I I -,

o. )--.

1'-0 {::f::o.

.01 50r 66 70J~

cl o.

.0 60 80 100 R[fi-

S1. 6.24 - Zavisnost faktora kvaliteta povcline ;1 od hrapavosti R u.:rnzliCite odnose &:anic~ razvlae:enja i cvrstoCe pri zatezanju k _= t;;tF/GM~ odn. k = CIO.2/t:1M Liru)eA se odnose na zarenl telik, Jinije B na termiCki pobolisani eelik, Iinije C na zarene legute al\.uninijuma (gnjeeene), Jinije D nil. kaliene legure aluminijurna. Oblasti visina neravnina ptibli!no oogovaraju oviIIl: vtStam.a obrade: a - finom brusenju, b - grubom brnsenju, c - finom struganju, d - grubo) obrnd., e - vrlo gruboj obradi. Za R < 2 !J. dolazi u obur glaeanje (poiiranje) i tada je ';1 = 1 [21 J

klasicnog dijagrama na s1. 6.23 pa se zbog toga, u poslednje vreme~ dijagrami takvog tipa sve ceSce sastavljaju i preporucuju _ZR upotrebu pri proraeunavanju elemenata.

N. o'novu iznesenih izl.ganja i dijagrama (,I. 6.23 i 6.24) moze se zaklju-chi da elementi masina treba da budu utoliko finlje obradeni ukoliko su od boljeg, jaceg materijala izradeni da im se izdrZljivost ne bi osetno smanjila.

Elementi neobradenih povrsina (linija f na s1. 6.23), posto imaju upadljivo smanjenu izdrZijivost) ne treba da budu uzeti U obzir kada su u pironju jaka pro-menljiva naprezanja.

26 6, DHLICI I ZAMOR MATERIJALA

Na osnovu podataka iz $1. 6.24 moie se konstatovati da je izdtiljivost grubo obradenih elemenata od legura alumini;uma relativno znamo manja od izdri:-Ijivosti grubo obradenih celicnih elemenata. .

NaroCito sterno utice na izdrZljivost koroz.ija jer niz sitnih Tuplea, ~o posiedica korozije (v. od. L2.S); predstavlja viSestruki izvor vrlo jake koncentraC1J~ napomi. Tragovi korozije nalaze se na spoljaSnjoj povrsini elemenata, gde ~ napO?l uglavnom najjaCi. pa zato uticaj korozije na izdrZljivost pripada kategOrl)l uttcaJa koji paticll od vrlo grubog kvaliteta povrsinske abrade.

Pad izddljivosti zbog korozije, koji moZe biti i vdo osetan, zavisi o~ ~tepena korodiranosti elementa, dakle od trajanja utica;a korozije, od ,,:rste uzrocruka .. ko-rozije (npr. opasnija je morska voda ad vodovodske)~ ad vrste 1 s~r.ege materlJa.l:> od vrste naprezanja - najmanje stere nanosi naprezanje na pnnsak, a naJvlse naprezanje na torziju i zBtezanje.

Celik velike cvrstoce je narocito osetljiv na koroziju pa ga ne valja prime-njivari 'kada postoji opasnost od korozije. Treba izuzeti sp~ijalno leg1rani celik

'2 b( L.---. --/ , /

l-' , (1, I b/ , / 8 -L 188 / / / /

/ ,-/ / / 6 ~/ I I I 0/ , , , 4 0/ V , I I , I 2 / . '/ I I

~/ i V I I / 0/ 2 40/ 5 80 700

1/ 6m fkNlcm

28 6. OELIC! ! ZAMOR MATERUALA

d. je mogucnost slobodnog siren;a ili skupl;anja vlakana u razliCitim napregnutim oblastima u unutrasnjosti preseka elementa zavisna od debljine njegove,

Bez obzira na razlicita objasnjen)a i pretposravke Cin;enica je da izdriijivost elemenata izloienih savijanju iii uvijanju opada sa povecanjem debljine iii preenika,. a da takav utica; l}e posto;i pri zatezanju.

Pad izdriljivosti izraiava se pomocu faktora veliCine preseka ~2 z: 1 pa je, npr., raeullska izdriljivost S obzu-om na ve1iCinu preseka pri Cisto naizmenicno promenljivom naprezanju O\\

30 6. OBUCI I ZAMOR MATERIJALA

! 80, --,.'F--+--+-+- '------\--++-1 ,_ ':1

32 _________ '_' _O_B~L_'CI-'-~'_Z~AMOR MA TERIJALA

Po pravilu se, u proracunima eiemenata; redovno uzimaju U obzir uticaji koncentracije napona, kvaliteta povrSinske abrade i veliCine preseka, a po potrebi i po mogucnosti i drugi uticaji ukoliko 0 njima ima verodostojnih podataka.

5 0

5D,

/isH! {cmLj4

J

0

0

2

a

I ,} I ! I \ f\ , +-QI- ,-- '" I I ! I~~I " I ,I ~I~~ I I

~ ,~ ~j== ::::::::: :::---, ~ ----

"" ~ '--..

-

-------'

--..

,

I 40 80 720

9/d=Q72 1- fJId= 1,25

A" r- Bd

So, B, A,

B,

760 200 d[mmJ-

S1. 6.3J _ -:-:- Uticaj velicine precnika d, vrste mateeijala 'j mehanicke j termicke abrade na lZdnlJlvost IJDnf vratila stepenastog oblika, izlozenog naizmenicno promenljivom sav~,anju_ Oznake alte~nati~a; A ~ kaljeni !egirani celik (0,29% Cr, 4,29'% Ni, OAio Mo,

34 6. OBLICI I ZAMOR

nastojace da. se vrate u prvobitno stanje U kojem su se nalazila pre optereeivanja; u ~ome ce l~ .sprecavati spol!asnja~ plastieno deformisana vlakna pa ce se tako, naJzad, stvontl n?~o ravnotezno stanje napona, u kojem ce spoljafuja vlakna biti napregnuta Da prmsak., a unutraSnja na zatezanje. Dijagram napona u tom novo-

I?~sta;om stanju prikazan.)e na s1. 6.33. - Prema .tome, posle procesa optcre-clvanJ3 stapa, preko. gr~~e razvlacenja i naknadnog rasterecivan;a postoje jos uvek "zaOSta11 napom" pntlska u spolja.snjim vlaknima, oa)')' aceg intenziteta -cr . Ii ." . max, I "Zaosta napom zatezanJa u unutrasnjim vlaknima, najjaceg intenziteta + Vlaax',

, I , I

F \ . j_.-.j-I I

F

51. 6.32 - Dijagram nominalnih i stvarnih napona zategnutog stapa sa nrezima _ u oblasti

elasti~nosti

I I I ._._--1 I I

I

S1. 6.33 - Dijagram zaostalih napona Slapa- sa s1. 6.32 rastere-cenog posle delimienog prekora-

cenja granice razvlacen;a

~ Ako se takav stap sa zaostalim naponima izlozi savijanju (s1. 6.34), poja-vice se u njemu i "radni" naponi od savijanja - pored zaostalih napona koji sada

)graju ulogu prethodnih napona. Zbir tih napona razliCitog porek1a daje na sva-korn mestu preseka stapa rezultantni napon UR- Dijagram rezultantnih napona UR (s1. 6.35) J?Okazuje da se najjaCi napon pritiska poveeao (- GR max), a najjaCi napon .. zateza.nJa ( +. Ci~ 1Il~). smanjio; takvo je stanje povoljno po izddljivost posto roaten}al bolJe podnosl pntisak nego zatezanje (v. 00. 6.3).

S1. 6.34 - Dijagram nominalnih (a), stvarnib (b) j zaostalih (c) napona stapa sa sl. 6.32, odn.

6.33, i:zJozenog savijanju

i . IS!. I 4---' I

SL 6.35 - Dijagram rezultantnih napona Cd) stapa sa sl. 6.34 kao algebarski zbir zaostalih Cc) i rad-

nih (b) napona

I I ,

6.5. MOGUCNOSTI ZA STVARANJE IZOR2LJIVIH ELEMEKATA 35

5. Srvara;nje prelhodnih napoiw zbijanjem maurijala. Oevrscavanjem materi-jala lokalnim plastienim deformisanjem stvaraju se u spoljasnjem> zbijenom sloju "prethodni" naponi pritiska (v. od. 6.4.8 i 6.4.9). Zbijanje - gn;ecenje materijala postize se npr. udar-dma ce1icnih kuglicaJ vaijanjern pomoCu tcCkica (s1. 6.36 pritiskivanjem podesnog alata pomocu prese i naknadnom obradom struganjem (s1. 6.37). - Povecanje izdrzljivosti zbijanjem materijala iz-nasi do 30 -:- 40%, a, naroCito valjanjem, i vise.

Sve navedene mere za povecanje izdrzljivosti znaeajne su sarno za one elemente iIi za one de10ve (polja) elemenata masina) koji su izlofeni Jakim pro-menljivim naprezanjima (v. od. 5.1). Za slaba na-pregnute clemente iIi njihove delove iznesene mere nemaju znacaja.

U nastavku je, na po nekoliko primera, poka-

~~ ' __ ...1

SI. 6.36 - Tockie za :z:bijanje materijala na preJaznom zaob-

ljeoju vratila

zano kako se mogu primeniti mere za povecanje izdri:ljivasti vratila, zavrtanja presovanih sklop~:wa.

t- i44v +-VA-'I --~, --'I

~--~, \ I I

! ' i ! . I : _I .~. ,.@-._.l : I I ! : J I 1

S1. 6.37 --;- 6.38 - Dva oblika alata za plasticno deformisanje spoljas-njih siojeva vratHll sa poprecnim Ot\'Ofom

6.5.2. VRA TILA

Vratila Sll uvek izlozena naizmenicno promenljivim naprezanjima, cesto vdo jakim~ pa su j preiomi vratila ad zamora relativno tesw pojava. To se naroCito odnosi nn vratBa koja imaju oblike sa jakom koncentracijom napona; takva 3U vra-rila srepcnastog obJika, vrarila sa spoljasnjim zlebom, sa poprccnim otvorom .. sa zletom xll. klin i kolenasta vratila klipnih masina.

,.

~3::6 __________ ,,'-..:O:=BLlC[ r ZAMOR MATERJJALA_~ __________ _

Pre1azno zaobljenje vratila stepenastog oblika (s1. 6.39) treba da ima Sto veCi poluprecnik krivine' p; r-id?- O~l d (v. od. 5). Kada ima dovoljno mesta za razvijanje prelaznog zaobljenja, bolje je primeniti jedno oct reSenja datih na 81. 6.40 do 6.43. Radi poveeanja izdrzljivosti mogu se primeniti vrlo povoljna ali i skupa feSenja prema s1. 6.40 sa dva pa i tri poluprecnika zaobljenja p i prema s1. 6.41 sa eliptienim (ili paraboJicnim) prelaznim zaobljenjem; ta resenja omo-

I ~"rI.

I I ' ) \ u~

a

Sl. 6. 39 + 6A1 - Oblid prelaznih zaobljenja za vratila stepenastog oblika. Preporuke: zn s1. 6.39: p ;;.- 0,1 d; ~ s1. 6.40; PI = 0,1 d, ?~ = d, D1 = 1,3 d pri savijanju i torziji) II p\ = 0,2 d,

p~ = 2d, DI = l,5d pri 2atezanju; 23 s1. 6.41: alb = 2 -7 4 i b=O,4 (~-l).dl(i) gucavaju da se znatno ublazi koncentracija napona i da st\'arni faktor koncentra-cije napona ~k bude nesto malo vea od jedinice. I resenje prema s1. 6.43 je vrlo povoljno i gotovo potpuno suzbija koncentraciju napona; to resenje sluzi kao mar za izradu epruveta za ispitivanje zamora materijala. Resenja prema sl. 6.42 i 6.43 pog~dna su za savladivanje veCih razlika precnika D - d.

I

I I I QI--f---- f-loii - I 1---____ 1 _,

I a!-- I I l--"-t I I i I -

,

i S1. 6.42 ::: 6.43 - Savladivanje veCih razlika D_d umetnutim .. stepeniStem"

liJ konusom. Preporuke za sl. 6.43: (t. = 10.:,.. 30, Pmitl = 0,2d

testo baena strana onog dela stepenastog vratila, koji ima pavecani prec-nik D (s1. 6.44)~ treba da posluZi kao nasIon za kaknv susedni sklopni element, npr. za kotrljajno leziste; rada obieno nema dovaljno mesta za razvijanje po-godnag zaobljenja radi smanjivanja koncentracije napona. Ako sklopni element ima ivi~~i pol~?re.cnik zaobljenja. Ps, poluprecnik prelaznog zaobljenja vrarila p mora btu mar:)l, tJ. P < ps, da bI se magio postiCi medusobno naleganje sklop-nag e1ementa 1 naslona. U slucajevima kada takav "iznudeni" poluprecnik zaob-Ijenja p ne 2adovoljava~ mora se traziti drukCije teSenje; nekoliko teSenja nalazi se na s1. 6.45 do 6.52.

6,5. MOGUCNOSTI ZA STVARANJE lZDR2WtVIH ELEMENATA 37

--I I

, ....

SL 6.44 ..;.- 6.46 _ Primeri res.enja za prelazno zaobljenje kada je strana vratila precnika D jskoriscena kao naslon

Resenje na s1. 6.45 je najjednostavnije, ali i najmanje uspeSno. Umetnuti odstojni prsten (ocistojnik) - kao na s1. 6.46 - sa dYe varijante, prema prilikama, maze biti ... rIo .korisno resenje .. Skuplja~ ali bolla res.enja prikazana su na s1. 6.47

_. do 6.49 sa unutrasnjim prelaznim zaobljenjima u- naslonu: sa jednim poluprec-nikom zaobljen;a-(sl. '6.47), sa dva poluprecnika'zaobljenja (s1. 6.48) ili sa dva polu-

\ ~--r--,Q, I

l I

---+ , i i

i fif.4[j I \' \ ~l---1

[

i 1 L.-.-!.

1 I 1 1 1'.1----(

SL 6.47 ..;.- 6.49 _ Prelazna zaobljenja u naslonu. Preporuke: PI=(O,2";'- 0,25) d, p2=(O~3 ..;.-0,5)d

precnika zaobljen;a i bJagim konusom meau njitpa (51. 6.49). Takvaj vrsti feSenja pripada i oblik 1):a s1. 6,50 sa dvostrano ukopanim zaobl;en;em. - Rci:enja na s1. 6.45 i 6.50 smanjuju aktivnu povrsinu preseka vrati1a~ dakle povecavaju no-minalni napon,

-1 ,

Sl. 6.50 - Oblik prelaznog zaobljenja kao kombinacija reSenja na ~L 6.45 i 6.47

i 1 r- - --T , i r-SI. 6.51 -;.. 6.52 _ Zarezi rasterecenja a povecavaju izdrZljivost

vratita stepenastog oblika

38 6. OBLler r ZAMOR ;MATERIJALA ------- ----'-=-:.::..:.::='-"===----

Odlicna feSenja, takode- skupa, predstavljaju oblici sa zastltnim zarezima rasrerecenja a prema s1. 6.51 iii, jos bolje, prema 51. 6.52.

Vratila sa spoJjaSnjim krutnlrn Zlebovima takode se ne mogu uvek kon~ strulsati sa davoljna velikim poluprecnikom zaobl;enja na dnu :-- naroCito kada je rec 0 zlebovima za uskoenike (Zegerove prstenove); to je phanje obradeno u od. 5.2.3. Dva rclenja koja omogucavaju poveeanje izdriljivosti pomocu dv9.. boena zareza rastereeenja a prikazana su na s1. 6.53 i 6.54. P.ovecanje izdr-

Q ,

eli [' . i ,

+++-J I ; L+-i _-;",1

51. 6.53 -i- 6.54 - Zarezi wterecenja -a, sl!Cnog oblika zatezima os prethodnoj slici. poveeavaju izddl;ivost vratila sa kruininr fJebom,

Preporuka: Dl ;::;: 0,1 D + (0,91 -70,94) d

zljivosti iznosi do 8 -7 10%, ali i znatno vise - cak i preko 50% ~ kada se zlebovi izloze jos i mehaniCkom ocvrScavanju postupkom'valjanja iii termic-korn osposobljavanju postupkom kaljenja odn. cementovanja.

Papreeni atvari u vratilima izazivaju dvostruka skreranje naponskih linija: oko atvora i ispod ivica atvora (s1. 6.55). Radi rasterecenja naponskog starija vra-

, I ' , Ii! +--- . -'--' --!----I I I ! 1 ! :.

I ! -'-

\-

-r . I i

.. "-I-i I .i J

51. 6.55 ...;. 6.56 - PojaCana koncentracija napona zoog dvosrrukog skreranja naponskih linija pored'popreCnog otvon U VratiJu (s1. 6.55) .moze biti znatno ublaiena pomotu zareza rasteretenja a (sl. 6.56)

ri1a .. ti radi poveeanja izdriljivOSti vratila .. mogu se, kada je potrebno) primeniti zarezi rasrereeenja u vidu plitkih brazda pored ivica otvora (s1. 6.56). Na raj naCin >ostvareno povecanje izdrzljivosti uglavnom ne prelazi 10%; medutim, povecanie

6.5. MOGUCNOSTI ZA STVARANJE IZDR1:LJIV!H El.EMENATA 39

izdrZljivosti rnaterijala oev-rsnutog zbijanjem (s1. 6.37 i 6.38) moze izneti i vise od 50% na mestu poprecnog otvora.

o uticaju Zieba za klin na koncenrraciju napona bile je reCi U odeljku 5.2.S. Radi povetanja izdrzljivosri vratila korisno je s~o vise zaobliti dno ~l~ba ~ u. po~feeno; i u uzduinoj ravni i izbegavati ileb obhka b na s1. 6.57. Ispltlvan)a l~dr.lIjivosti su pokazala da je stvarni faktor koncentracije napona znatno man)1 za i1eb oblika aj odnos tih faktora iznosi ~kb/~ka = 1,2 ...;- 1,3.

I kolenasta vratila klipnih motora, po obliku, lzlozena su jako; koncentr.aciji napona na pojedinim mestima pa se ranije opjsan~ "popravne': mere mogu 1 na njih primeniti. Primer izdriljivog kolenastog vranla pnkazan )e nB. s1. 6.58; za

~~ r--IF---~ I I ' .

S1. 6.57 - Vratilo sa :ilebom za klin obJika a ima vew izdriljivos! od vratila sa zlebom Zl:l klin oblika b; odnos izdriljivosti je uDa!"Db :o:e J,2--'-1,3

31. 6.58 - Izdriljivost kolenastog vratila povecana pomotu 2areza rasterecenja a

povecanje izdrzljivosti iskorisceni su zarezi rasterecenja a [3]. Niz drugih rdenja moze se naCi u srrucnoj literaturi [12, 13, 18, 23l

Neka bude na kraju naglaseno da se povecanje izdrZl;ivosti vratHa postize, , na prvom mestu .. usvajan;em oblika blage koncem;racije ~apon:,,? da se.~znatn

40 6. CBLIe! I ZAMOR MATERIJALA

stablo pre1azi u glatko stablo (usee zavojniee) i u preseku III gde glatko stablo prelazi u glavu zavrtnja. Prem astatistikama oko dye treCine svih preloma zavrtan;a zbog zamora otpada na presek I, a ostatak od jedne treCine na preseke II i III (srazmemo neSto vise na presek II).

Najugrozeniji presek I izlozen je vrlo jako; koncentraciji napona i zbog oblika i zbog dodira; osim toga~ zavojci zavrtnja nisu podjednako optereeeni: prvi aktivni

11-- .

!~,EB o 20 40

F/,I,I-

SL 6.60 ~ Zav[tanj uobicajenog oblika. Preseci I, II i III su i:dozeni opasnosti od preloma zbog zamora. Demo: dijagram pri-b!izflOg procemualnog opterecenja pojedinih

zavojaka za\'rtnja

zavo;ak u presek-u I je najjace opterecen pa je tu i nominalni napon preseka jezgra zavrrnja najjaci [16~ 19J. Radi naponskog rasterecenja zavrtnja~ odn. radi povecanja iZdrZljivosti zavrtnja U pomenutim pre-secima~ mo.te se~ prema prilikama, pd-meniti niz "popravnih mera". Takve mogucnosti pruzaju:

1. SprEga materiJala, Najner8vno-mernije opterecenje pojedinih zavojaka daje sprega: c-elicni zavrtanj - celie-oa navrtka; za takvu spregu prikazana je slika neravnomemosti oprerecenja. poje-dinih zavojaka t.fouglastog profila na dija-gl'amu (s1. 6.60 - desno). '-

K.ada bi navrtka bila od drugog) istegljivijeg materijala nego stO je celik~ tj. ad materijala manjeg modula elastic-

nosti~ npr. od livenog gvoida, od bronze, a pogotovo od legura aluminijuma) bila bi i neravnomernost pode1e opterecenja na pojedine zavojke znatno ublazena pa i izdrzljivost zavrtnja znatno poveeana (v. i od. 6.2).

Medutim) takvo re.senje moie se primeniti u malom broju sluc-ajeva pOSta je celik uobicajen materijal za navrtke zbog svojih mehanickih osobina.

2. Oblik navrtke. Navrtke naroCitog oblika - kompenzacione navrtke -mogu znatno povecati izdrZljivost zavrtanjske sprege. Taleve navrtke odlikuju. se sposobnoscu da pojacavaju deformabilnost zavojaka; to omogucava da se rastereti prvi aktivni zavojak i postigne ravno-mernija podela opterecenja na pojedine zavojke nego sto je slucaj sa krutom navrtkom (s1. 6.60).

Sprega zavrtnja i krute navrrke od istog materij"ala opterecuje prvi aktivni zavojak trouglastog profila otprilike sa 30 -:- 35% od uzduzne sile P, a sprega sa kompenzacionom navrtkom snizava opte-recenje pi-vog aktivnog zavojka na 15...;-. -:- ,?O%; time se povecava i izdrZljivost zavrtnja u preseku I.

I J

S1. 6.61 - Kompem.aciona navnka sa izw dubljenim dnom zavojnice

Ima vise mogucnosti cia se kruta navrtka preobrazi u kompenzacionu. Evo nekoliko primera:

Na s1. 6.6l prikazana je n~\'rtka, po ideji Salta, koja u dno zavajnice - uroliko dublje ukoJiko su zavojci blizi

ima urezane zlebove prvom aktivnom za-

6.S. MOGUCNOSTI ZA STVARANJE IZDRZLnVIH ELEMENATA 41

vojku; zavojci takve navrtke su savitljiviii u bliziQi prvih aktivnih zavojaka pa je i neravnomernost opterel:enja prvih zavojaka ublaZena.

Na s1. 6.62 nalazi se Lerovo reSenje (Lehr) prema kojem su zavojci u donjem de1u navrtke "koIDeno" odseeeni pa postepeno sve han iduCi. ka prvo:n aktivnom zavojku. Zbog toga se zavo;ci navrtke dodiruju sa vrhovlDla prvlh zavojaka zavrtnja - pomerena je napadna tacka sile - pa se zavojci zavrrnja jace deformisu i rime rastereeuju. Takvo re&enje je jednostavnije i jeftinije od prethod-nog pa se vise i primenjuje.

Izdriljivost zavrtnja moze se oeSto malo poveCati uvlacenjem prvog al-tiynog zavojka u unutraSnjost navrtke (51. 6.63). Tada zavrtanj mora imati stanjeno stable

SL 6.62,- Kompenzaciona navrtka sa odsecenirn vrhovima.-poomotaeu. konusa sao: = ]0+120

S1. 6.63 --:"" Sprega zavrtnia i navrtke sa uvueenim prv:im

zavojkom zavrtnja

sa poluprecnikom prelaznog zaobljenja izmedu glatkog i zavojnickog srabla veCim od polupretnika dna zavo;nice; zato ie koncenrracija napona ublaiena, a izdri-ljivost zavrtnja u blizini prvog zavojka poveeana. To je reSenje jednostavno, a moze se iskoristiti kada netna smetnje da se primeni visoka navrtka.

,

H,

I,\: o iO 20

, F/'l.J-

S1. 6.64 _ Istegljiva navrtka sa izdubljenjern u donjem delu. Demo: dijagram pribHinog procenrualnog optereeenja zavojaka zavrmja. Preporuke: 0::= 15 -7 20""

h=OA d; d = precnik zavojnice

Vrlo uspeSno feSenje za poveeanje izdrZljivostl zavrtnja predstavlja isteg-Ijiva navrtka (sl. 6.64). Navrtka je oko prvih aktivnih zavojaka izdubljena pa je

42 6. O:BLlCr I ZAMOR MATERlJALA

zbog toga istegljiva u donjem delu. Priblizna slika ublazene neravnomernosti optereeenja zavojaka u sprezi sa istegljivom navrtkom prikazana je na dijagramu (s1. 6.64 - desno). Znatna je razlika izmedu toga dijagrama i dijagrama na 81.

S1. 6.65 - Potpuno istegljiva navrtka~ po-godna za jaka dinamiCka naprezanja

6.60. Faktor koncentracije napona OCk moze se primenom istegljive navrtke smanjiti za 15 -:- 20% u' poredenju sa krutom navrtkoro.

Odlike reSenja na 51. 6.63 i 6.64 sjedinjava navrtka prikazana na s1. 6.65. To je veoma istegljiva navrtka.. fado primenjena za jaka dinamicka naprezanja, ali komplikovanijeg obHka, skuplja i sira i visa od uobicajene navrtke.

3. Oblik zavrlnja. Pomocu pozna-tog deformacionog dijagrama ,zavrtanjske sprege [16, 191, koji pcikazuje vezu iz-medu sile F i defonnacija z8vnnja i stegnutih plota i..~ moZe se ispitati uticaj oblika na izdIiljivost.

Na s1. 6.66 je linija OA karakteris-_ tika zartnja, a linija AB karakteristika

ploCa. Obe karakteristike seku se u taOO A; ordinata'te taCke OoA jednaka je sili prethodnog zatezanja Fo ("montainoj" sili). Levo od taCke 00 je izduzenje za-Yftnja + Al = 000 prouzrokovano sHorn Frp a desno odgovarajuce skracenje ploCa - ~ = BOo. Prema tome, apscisa taCke 00 je promenljiva i zavisi od ve-liCine prethodne sHe zatezanja Fo' .

S1. 6.66 - Defo:rmacioni dijagram zavrtan;ske veze

Za vreme rada ffiaSine deluje i "radna" sita FR koja povecava izduzenje zavrtnja na A1 + An, a optet"ecuje zavrtanj dopunskom silom Fo. VeliCina radne sHe menja se od nule do FR _ Prema tome, zavrtanj je izloZen jednosmerno pro-

6.:5. MOGUCNOSTI ZA STVARANJE IZURZLJIVIH ELEMEN, .... TA 43

menljivom naprezanju fito je posledica promenljive sile zatezanja zavrtnia sa ek-stremima F 1Ul3,x = Fo ~- Fo i Fllnin = F ll Pomocu ekstremnih veliCina l110gu se izracunati :

srednja sila

amplit'udna sila

a na osnOVU toga i naponi; srednji GIn i amplitudni Ga~ potrebni za proracun zavrtnja.

Velicinu Fn najlakse. je graficki odrcditi nanosenjem silc FR = 00' od mcke o na dole i povtacenjem paralele sa linijom OA lz tacke 0' do preseka C sa linijom AB. TaCka D~ koja odreduje dopunsku silu Fl), je pl'esecna tacka linije OAD i linije CD'D (CD ~ FR).

Sa druge srl'ane, radna sihi izaziva rasterecenje ploca sa F fI na F~ zbog cega se skracenje placa smanjuje sa - ~ u montaznom sranju na - }~2 + AD u radnom -stan;u.

Na s1. 6.67 prikazana su dva deformaciona dijagrama: jedan za srazmerno krut zavrtanj nagiba karakteristike

44 ______ , __ 6. OBLIel I ZAMOR MATERlJALA

Za izdrzljivost zavrtnja je povoljnije kada je dopunska sila F (dinamiCka sila) manja jer se tada smanjuje i amplitudni napon zavrtnja Ga. NaD OSnOVl1 saz-nanja. 1Z dijagrama n~ .~l. 6.67 i. 6.68 maze se zakljuCiti da je za izdrzijivost za-vrtanJske veze poy?l}nIJe kad.~ Je zavrtan; !ito istegljiviji .. a ploce sto kruce" jer takav odnos dovod! do smanJlvanja amplitudnog napona.

F

r ~I j . I / ~LV A_

S1. 6.68 - Za~rvJnj. j~ izddljiviji kada su stegnutl elementi kruci (manje deformabllm) - zbog manje dopunsk~ site u radu Fo

To se maze .i analiticki dokazari: Aka se krutost zavrtnia (s1. 6.66) obelezi sa c = tg~ = F fA (iz traugla 4DD'1 k' 1 ~ /" 1 . 1 0, D

."' h a .Ill.tost 1:' oca sa ~? = tg'h = (FR - Fn)/"o (lZ trougla A CD')" do-blJa se delJen/em tlh izraza

FD",e- .. Cl -FR= C1 -C2

pa je FlJ manje kada je (1 manje~ a (2 veee.

I --FR

1 -'- c2 Cj

Opsti izraz za krUtost moze se ovako transformisati:

F So SeE SE c=tg'P=-='~"-=~~=_ A A sf

gde je: I - duzina zavrtnja, S -- povdina poprecnog pl-eseka~ v - napon zatezanja, E - modul eJasticnosti, s - relativno izduzenje.

6.5. MOGUCNOSTI ZA STVARANJE IZDR:lLJIVIH ELEMENATA 45

Krutost je~ -dakle~ manja kada je zavrtanj duZi, i kada su mu manji poprecni presek i modul elastienosti. PoSto se na mOOul elasticnosti celicnog zavrtnja ne maze uticati~ moze se krutost zavrtnja smanjiti smanjivanjem poprecnog preseka srabla S iii povecavanjem duzine I iIi i jednim i drugim. 2ato Sll tanki (iii suplji)

{[:=F-m-~

S1. 6.69 - Istegljivi zavrtnji. Preporuke: ds = (0,8 -:- 1) d l , p > 0,4 d. Poveea.ni precnik stabla za",rcnja do, ponekad, potreban

za centrisanje

i dugacki zavrrnii istegljiviji od debeJih i kratkih. Sa toga razloga prave se di-namicki jako napregnuti zavrtnji kao istegljivi zavrtnji sa stanjenim stabloffi; neka bude ponovljeno da je izdriljivost tanjih e1emenata veCa. Nekolil~o primera isteg-Ijivih zavrtanja pokazano je na 51. 6.69 i 6.70.

Detaljniji podaci 0 krutosti zavrtanja i ploea i 0 istegljivim oblicima za-vrtanja mogu se nati u literaturi [4, 6, 12, 13, 15, 16, 18, 26].

Na uscu zavojnice, tj. na prelazu izmedu zavojnickog i glatkog stabla (51. 6.60 - presek II) je kancentracija napona vrlo jaka. Resenje sa zlebom prema 51. 6.71 ne donosi nikakvu korist. Bolje je rcie-nje prema s1. 6.72 sa duiim zlebom i veCim r.sL-. poluprecnikom zaobljenjaj najviSe' se rastere-

~ I ~ ~

f--~-H-- ---- -- -- ._-+ i-f--~ L

SI. 6.70 _ Pojacana istegljivost zavrtnja moze se postiCi i poveeanjem duzine

I I I . I

51. 6.71 -:- 6.73 _ ObHci prdaza iz--medu Z3vojnicnog i glatkog stabla za-

vrtnj. (/, " dl2l cuje presek II kada je stablo tanje cd jezgra zavoinice posto se tada maze razviti prelazno zaobljenje sa velikim polupreenikom (s1. 6.73).

Radi rastcrecenja preseka III (s1. 6.60) na prelazu izmedu stabla i glave moze se, pored niza drugih feSenja, primeniti i jedno od reSenja prema sl. 6.74-

46 6. OBLICI ! ZAMOR MATERljAl.A

6.77, od kojih je n.jbolje i naiskuplje rdenje premo ,1. 6.77. Posledice tih rdenja ,u bilo smanjivanje aktivnog preseka stabla zavrtnja bilo smanjivanje aktivne dodirne povrsine izmedu glave zavrtn;a i stegnut.ih ploca.

S1. 6.74 -.;- 6.77 - Primeri oblika prelaza izmedu glave i stabla zavnnja

4. Zavojnica. Plitke zavojnice sa dobra zaobljenim dnom uticu povoljno oa izdrZljivost; to su mahom nne zavo;nice.

Utica; made i obrade zavoJoice je takode znacajan za izdriljivost zavrtnja. Fino brusene zilvojnice - i pored toga StO je kvalitet povrsine odlican - ne do-prinose mnogo izdriljivosti zavrtnja. Znatno poveeanje izdriljivosti zavrtnja moze se postii oCvrSCavanjem materijala uz srvaranje prethodnih napona pritiska) na-roCito u spoljnim slojevima jezgra zavrtnja. NsjizdrZljiviji su zavrtnji sa valjanim zavojnicama. T ermiCka obrada zavojnice takode doprinosi povecanju izdrZljivosti zavrtnja.

6.5.4. PRESOVAN! SKLOPOVI

Na krajevirna presovanog skiepa je" gotovo redovno, koncentracija napona najjaea pa i opasnost od pre10ma zbog zamora materijala najveCa; uzroci su uglavnom vee objasnjeni u odcljku 4.2.3. Potrebno je doda~ tim objaSnjenjima da se u radu mogu pojaviti pojaeani ivicni pritiici, npr. zbog deformacija izazvanih savijanjem

$1. 6.78 - Savijeno vratilo presovanog sklopa, kada je glavCina kruta, moze pro-uzrokovati znatno optereee-

nje ivica

vratila. Presovani sklopovi se bas, cesto primenjuju za vezu vratila sa gLwtinama zupeanika: kaiSnika i s1., a vratila su uvek, u svakom svom polju, izlozena savi-janju. Zato je korisno da se presovani sklopovi ne na-laze u poijima u koji:na su ugibi vratila ve1iki.

Vlakna vratila, prilikom obnanja, izlozena su pe-riodicnirn promenama napona - od najjaceg zatezanja (+0') do najjaceg pritiska (-0) pa, prema tome. i peri-odicnim promenama deformacija - od najveceg izdu-zenja do najveeeg skracenja (s1. 6.78); zbog toga se na dodirnim povciinama presovanog sklopa pojavljuje i re1ativno kretanje sklopnih elemenata - puzanje sa uenjem -'- i oksidaci;a cd tren;a" 5to maZe ubrzari proces zamaranja materijala.

Ukoliko je nominalni dodirni pritisak krutog presovanog skiopa yeti (s1. 6.78)~ utoliko je i ivicni

pritisak veci pa i koncemracija napona jaea. Iz toga se, razumljivo, moze zaklju-Cid da se dinamiCka izdrzljivost ,presovanog sklopa Gn smanjuje kada dodirni pritisak p raste ~ zbog pojacane koncentracije napona na iVicama; ta zavisnost je, nacelno, prikazana na dijagramu (sL 6.79).

Radi rasterecenja ivica presovanog skIopa moz~ .se utic~ti na obH~ bilo spoljaSnjeg elementa, bilo unutrasnjeg elementa" bila 1 Jednog 1 drugog. U tome pogledu je najjednostavnije i najbolje da clementi" po svom obliku, b~du s~o defo:- I mabilniji na krajevima sklopa 1 da 1m oblik 1 I bude tako konstruisan da se ublaii skretanje ! toka naponskih linija. ~

Nekoliko primera podesnih oblika spa- D I ljasnjih elemenata presovanog sklopa (glav~ I dna) prikazano je na s1. 6.80 -:- 6.82.

Krajevi glavdna sa uobicaienim ili pojaeanim nagibom strana (51. 6.80) su savitljiviji pa je zbog toga i dodirni pri- L ___________ _

p--SL 6.79. - Izddljivost presovanog sklopa i:JD je veca kada je dodirni pritisak manji

tisak na krajevima sklopa _ manji nego u krutih glavCina bez nagiba (s1. 6.78); ipak je povecanje izdrzljivosti sklopa neznatno. Jate savitljivost krajeva, odn. znatnije po-vecanje izdriljivosti s:l0pa (-' 10%) pos'!;:,i:ie ". - ~.' se pomoeu kruznog ZIeba izdubljeno,.g...u bOCnlffi st:anama glavClne .. (&1. ~.~l). Osetno povecanje izdri:ljivosti presovanog sklopa - 1 preko 30% - omoguc~va

Sl. 6.80 -:- 6.82 _ Ivien: dodirni pririsak mote biti smanjen ~ada ~e glavCina savitijiv~ (def~ma~ bilna); najpoYoljnije je reSenje na sl. 6.82. Preporuke: C=fI = d/S, h1 ~ d/20, P =d;40, 0::-15

neSto skuplji ileb posebnog oblika u vidu izrazitog zareza ~asterecenja,Js1. 6.82\ ne sarno zbog pojacane savitliivosti krajeva glavCi,:e vee 1 zbog ,ubl~z~.ne kon-centracije napona sto fe posledica umerenog skretanJa roka naponsklh lmlJa.

-I ,

SL 6.83 ..;.. 6.84 - Zaobljenjem, a narocito konicnim pro-sirenjem OlvOra glavcinc na krajc\'ir.13 mOze !ie p0stcpeno

smanjivati zador u blizim ivic3 presavanog sklopn

Dodirni pritlsak na ivicama sklopa moze se smanjiti i namermm smanji-vanjem zadora na krajevima. U tOme pogledu rdenje na s1. 6.83 sa zaobljenim

48 6. OBLICt r ZAMOR MATERIJALA .-----.. - .......

ivicama glavCine ne pruia velike koristi. Znatno bolie fes:enje je dato na 51. 6.84 prema kojem krajevi glavcine imaju proSirene otvore U obliku konusa pa se zador postepeno smanjuje ka ivicama sklopa - gotovo do nwe.

Unutrasnji element (vratilo), radi poveeanja izdrZljivosti sklopa, moze imati povetani precnik D u oblasti sklopa (s1. 6.85). Na taj naein se smanjuje nominalni

I

I I ._,_.

I

i --t

I

SL 6.85 ~ 6.86 - Povetanjem precnika vratila u oblasti presovanog sklopa smanju;e se nominalni napon~ odn. povetava izddljivost sklopa. Preporuka: Djd=1,05...;- 1,15

napon vratila, a koncentradia napona ublaiava velikim poluprecoikom zaobljenja p kada za to ima davolina mesta.

Raznovrsnim kombinaci;ama opisanih resenja maze se postici poveeanje iz-driljivosti presovanog sklopa i preko 40% u poredenju sa krutim sldopom; jedno

I /

od takvih kombinovanih resenja prikazano je na s1. 6.86. IzddljiVQst presovanog sklopa moze se poveeati i

izborom marerijala manje osetljivog na koncentraciju napona i terrnickom obradom i mehanickim ocvrSCa-vanjem vratila putem zbijanja materijala (plasticnim deformisanjem). Primer se nalazi na s1. 6,87: gnjece-njem \'tarila, na krajevima sklopa - uz smanjenje pre-cnika za 5 -:- 8% - moze se izdriljivost presovanog skIopa poveeati za 30% i vise.

oHidraulika i pneumatika" I (1967), S. 103-110. 23. G. Stahl: Der EinfIus!! der Form auf die Spannungen in Kurbe1wellen ... Konstrukrion"

10 (1958), S. 61-67. 24. K; Gleitz: Deuerbriiche. "Konstruktion" 10 (1958), S. 182-191. 25. E. A. Conrelius: Die Dauerwechselfestigkeit von Wellen unter dem Einfluss "erschiedener

Verbindungen zwischen Welle und Nabe. "Konstruktion" 10 (1958), S. 112-113. 26. J. Reckner: Formfestigkeir der Stiftschrauben . .,Konstruktion" 10 (1958), S. 27~273. 27. E. Gassner: Betriebsfestigkcit. "Konstruktion" 6 (1954), S. 97-104. 28. E. A. Cornelius tmd D. Contag: Die Festigkeitsminderung von Wellen unter dem Eiofluss

von Wellen-Naben-Verbindungen dUTCh Uimng, Nut und Passfeder, Kerbverzahnungen und Keilprofile bei wechselnder Dl'ehung ... Konstruktion" 14 (1962)~ S. 337-343. __

29. K. Bandow: Dauerhaltbarkeit von Stahl~ und Guss-kurbe1wellen. Berlin, VDI-Verlag, 1938. ,

30, A. Thwn: Die Entwicklung der Lehre von der Gestaltfestigkeit. VDl 88 (1944). S. 609-615. 31. n. H. OP/l06: OCHOBbl J