Zavr ni rad Miho Klaic-prijenosni stroj za graviranje kamena)repozitorij.fsb.hr/1278/1/28_02_2011_Miho_Klaic_-_Prijenosni_stroj... · U prošlosti naručito u Dalmaciji kamen je kao

Sveuilite u Zagrebu Fakultet strojarstva i brodogradnje

ZAVRNI RAD

Miho Klai

Zagreb, 2011

+

Zavrni rad, Miho Klai

FSB, katedra za alatne strojeve

Sveuilite u Zagrebu

Fakultet strojarstva i brodogradnje

PRIJENOSNI STROJ ZA GRAVIRANJE KAMENA

Voditelj rada: prof. dr. sc. Damir Ciglar Miho Klai

Zagreb, 2011

=



ZAHVALA Posebno zahvaljujem cijenjenom mentoru prof. dr. sc. Damiru Ciglaru, koji mi je svojom pomoi i savjetima puno pomogao tijekom izrade ovog rada.

=



IZJAVA

Izjavljujem da sam ovaj rad izradio samostalno sluei se steenim znanjem i navedenom

literaturom. Pri izradi ovoga rada koritena je i struna pomo mentora.

Miho Klai

=



SAETAK:

Iako je runi nain klesanja kamena danas jo uvijek dosta zastupljen, pojavila se u

modernom svijetu potreba za brom i preciznijom izradom gravura i natpisa na kamenim

povrinama. Drugi problem u kamenorezakoj struci predstavljaju velike povrine i komadi

kamena koji se zbog svojih dimenzija i mase ne mogu tako jednostavno postaviti kao

obradak na alatni stroj. Upravo e iz tih razloga prijenosni stroj za graviranje kamena doi do

izraaja, jer e se njime smanjiti vrijeme izrade i poveati produktivnost.



SADRAJ:

1. UVOD ........................................................................................................................ 1

2. ALATI ZA GRAVIRANJE ............................................................................................... 5

2.1. RUNI ALATI ...................................................................................................... 5

2.2. STROJNI ALATI .................................................................................................... 6

3. VRSTE KAMENA ......................................................................................................... 9

4. DOSADANJA RJEENJA STROJEVA ZA GRAVIRANJE ................................................. 12

4.1. RUNI STROJ ZA GRAVIRANJE U KAMENU ................................................................. 12

4.2. NUMERIKI UPRAVLJANI STROJ ZA GRAVIRANJE KAMENA ............................................. 13

5. NOVO RJEENJE STROJA ZA GRAVIRANJE ................................................................. 14

6. KONSTRUKCIJA STROJA ........................................................................................... 16

6.1. POSTOLJE ........................................................................................................ 16

6.2. VODILICE ........................................................................................................ 20

6.2.1. Leajne jedinice .................................................................................................... 27

6.2.2. Leajevi za leajne jedinice ................................................................................... 28

6.2.3. Sklop leajne jedinice ............................................................................................ 29

6.3. SKLOP ZA PRIHVAT NA POVRINU ........................................................................... 31

6.4. POSMINI PRIGONI ............................................................................................ 34

6.4.1. Leajevi ................................................................................................................. 38

6.5. GLAVNO RADNO VRETENO ................................................................................... 40

6.5.1. Prihvat reznog alata ............................................................................................. 42

7. RUKOVANJE ............................................................................................................ 43

7.1. STEZANJE MALIH OBRADAKA ................................................................................ 45

8. ZAKLJUAK .............................................................................................................. 47

9. LITERATURA ............................................................................................................ 48

=



POPIS SLIKA:

SLIKA 1. ZAGREBAKA KATEDRALA ...................................................................................... 1

SLIKA 2. CRKVA SVETOG VLAHA U DUBROVNIKU ..................................................................... 1

SLIKA 3. PRIMJERI JEDNOSTAVNIJIH KAMENIH POVRINA S KONSTANTNOM DUBINOM REZANJA ........... 2

SLIKA 4. PRIMJERI KOMPLEKSNIJIH RELJEFA S KONSTANTNOM DUBINOM REZANJA ............................ 3

SLIKA 5. PRIMJERI OBRAENIH KAMENIH 3D POVRINA ............................................................ 3

SLIKA 6. PRIKAZ PRISILNOG POLOAJA KAMENOKLESARA ........................................................... 4

SLIKA 7. SET RUNOG ALATA KAMENOKLESARA ...................................................................... 5

SLIKA 8. GALVANIZIRANI ALATI ZA OBRADU KAMENA [ 6 ] ......................................................... 8

SLIKA 9. PRIMJER VRSTA GRANITA..................................................................................... 10

SLIKA 10. PRIMJER VRSTA MRAMORA .................................................................................. 10

SLIKA 11. TRAVERTIN ...................................................................................................... 10

SLIKA 12. RUNI STROJ ZA GRAVIRANJE KAMENA INCISOGRAFO MC 1000 [ 5 ] ......................... 12

SLIKA 13. NUMERIKI UPRAVLJANI STROJ ZA GRAVIRANJE KAMENA INCISOGRAFO MH 1000 [ 5 ] ... 13

SLIKA 14. PRIJENOSNI STROJ ZA GRAVIRANJE KAMENA ............................................................. 14

SLIKA 15. PRIMJER NATPISA NA TEKO OBRADIVOJ POVRINI MASIVNOG BLOKA .............................. 15

SLIKA 16. PRIKAZ OBRADE KAMENOG BLOKA S PRIJENOSNIM STROJEM ZA GRAVIRANJE ..................... 15

SLIKA 17. PRIMJER OTVORENOG POSTOLJA [ 9 ] ..................................................................... 16

SLIKA 18. PRIMJER ZATVORENOG POSTOLJA [ 9 ] .................................................................... 17

SLIKA 19. MINERALNI LIJEV............................................................................................... 18

SLIKA 20. PRIKAZ OKVIRA PRIJENOSNOG STROJA ZA GRAVIRANJE KAMENA ..................................... 19

SLIKA 21. STRIBECK KRIVULJA [ 3 ] .................................................................................... 20

SLIKA 22. PRIKAZ VRSTA VODILICA U STROJOGRADNJI [ 3 ] ....................................................... 20

SLIKA 23. PRIMJER KOTRLJAJUIH VODILICA [ 4 ] ................................................................... 22

SLIKA 24. PRIKAZ KONSTRUKCIJSKOG PROFILA DIMENZIJA 80X20 ................................................ 23

SLIKA 25. PRIKAZ KONSTRUKCIJSKOG PROFILA DIMENZIJA 40X40 ................................................ 24

SLIKA 26. PRIKAZ IPKE 6 MM ......................................................................................... 25

SLIKA 27. PRIKAZ ALUMINIJSKOG UTORNOG PROFILA ............................................................... 26

SLIKA 28. DETALJ SPAJANJA KOMPONENTI VODILICA ................................................................ 26

SLIKA 29. PRESJEK VODILICE .............................................................................................. 27

SLIKA 30. LEAJNI SKLOP .................................................................................................. 27

SLIKA 31. KUGLINI LEAJ SA KOSIM DODIROM ...................................................................... 28

SLIKA 32. LEAJNA JEDINICA X OSI ...................................................................................... 29

SLIKA 33. LEAJNA JEDINICA Y OSI ...................................................................................... 29

SLIKA 34. LEAJNA JEDINICA Z OSI ...................................................................................... 30

SLIKA 35. VODILICE S LEAJNIM JEDINICAMA SVE TRI OSI ........................................................... 30

SLIKA 36. VAKUM GENERATOR .......................................................................................... 31

SLIKA 37. VAKUMSKI SKLOP .............................................................................................. 32

SLIKA 38. SPOJ VAKUMSKOG SKLOPA I OKVIRA STROJA ............................................................. 32

SLIKA 39. OKVIR S VAKUMSKIM SKLOPOVIMA ........................................................................ 33

=



SLIKA 40. VERTIKALNI POLOAJ PRIJENOSNOG STROJA .............................................................. 33

SLIKA 41. KIBERNETSKI KRUG [ 3 ] ..................................................................................... 34

SLIKA 42. KUGLINO NAVOJNO VRETENO I MATICA .................................................................. 35

SLIKA 43. KORANI MOTOR [ 8 ] ........................................................................................ 35

SLIKA 44. SERVO REGULATOR I MOTOR [ 8 ] .......................................................................... 37

SLIKA 45. POSMINI PRIGON PRIJENOSNOG STROJA ZA GRAVIRANJE KAMENA ................................. 37

SLIKA 46. LEAJ ZA KUGLINO NAVOJNO VRETENO .................................................................. 39

SLIKA 47. PRIKAZ GLAVNOG RADNOG VRETENA[ 3 ] ................................................................ 40

SLIKA 48. GLAVNO RADNO VRETENO PRIJENOSNOG STROJA ZA GRAVIRANJE KAMENA [ 7 ] ................ 41

SLIKA 49. STEZNE ELJUSTI [ 7 ] ........................................................................................ 42

SLIKA 50. PRIHVAT ALATA NA GLAVNO RADNO VRETENO [ 7 ] .................................................... 42

SLIKA 51. PRIJENOSNI STROJ NA KAMENOJ POVRINI ............................................................... 43

SLIKA 52. PODEAVANJE VAKUMSKOG MEHANIZMA PO IRINI I VISINI OBRADNE POVRINE ................ 44

SLIKA 53. PRIJENOSNI STROJ ZA GRAVIRANJE KAMENA SA OBRADNIM STOLOM ............................... 45

SLIKA 54. PNEUMATSKI KRIPAC NA RADNOM STOLU ............................................................... 46

=



POPIS TABLICA:

Tablica 1. Vrste alata s lemljenom ploicom od tvrdog metala ..................................... 7

Tablica 2. Karakteristikealuminijskog profila dimenzija 80x20 .................................... 23

Tablica 3. Karakteristikealuminijskog profila dimenzija 80x20 .................................... 24

Tablica 4. Karakteristike ipke 6 mm ......................................................................... 25

Tablica 5. Dimenzije i karakteristike leaja FAG 7200B.TVP ......................................... 28

Tablica 6. Dimenzije i karakteristike leaja FAG B71900C.T.P4S.UL ............................. 39

=


1


1. UVOD

Kada se za neki predmet eli rei da je lijep i skladan, kae se da je kao iz kamena isklesan.

Klesarstvo je u mnogim vezama povezano s graditeljstvom. U prolosti naruito u Dalmaciji

kamen je kao materijal bio sastavni dio gradnje pa su zbog toga klesari u odreenim

povijesnim razdobljima bili graditelji koji su izvodili najzahtijevnije gradnje. Na tim

graevinama klesari su isticali svoje umijee kroz razne izvedbe postavljenih problema bilo u

konstrukciji, estetici i funkcionalnosti. Postoje vrlo jake klesarske tradicije novijeg vremena u

mnogim naim urbanim sredinama Dalmacije i ire. Te su se tradicije ouvale sve do

dananjih dana koje se predstavljaju s reprezentativnim zgradama, palaama, crkvama, kao

na slikama 1 i 2.

Slika 1. Zagrebaka katedrala

Slika 2. Crkva svetog Vlaha u Dubrovniku

=


2


Kamen je, dakako, jedan od prvih prirodnih graevinskih materijala, a zahvaljujui

trajnosti, osobito nekih vrsta kamena, moemo pratiti tisuljetni razvoj klesarstva kao

graditeljskog zanimanja. Obradba klesanje kamena glavnina je klesarskoga posla. Posao

klesara dijelom poinje ve u kamenolomima (u nas, primjerice, na otocima Brau i Koruli),

gdje oni sudjeluju u vaenju kamenih blokova ili ploa i njihovoj osnovnoj obradi. Nastavak

rada odvija se u pogonima ili radionicama. Lomljenjem, rezanjem, otklesivanjem, klesanjem,

bruenjem, poliranjem i drugim postupcima klesari izrauju razne graevinske oblike za

fasade zgrada, stubita, balkone, bazene, mostove itd. Ti graevinski oblici mogu biti

jednostavni ili kompliciraniji: ploe (kocke, kvadri), stupovi, podupirai, lukovi, sloeniji

ornamentalni dijelovi. Kamen se oblikuje prema nacrtima ili ablonama, a katkada se (kao, na

primjer, slova na nadgrobnim spomenicima) i boji posebnim bojama. Osim prirodnoga, u

suvremenim se uvjetima u klesarstvu upotrebljava i umjetni kamen. Klesari se u svom poslu

slue tradicionalnim, runim klesarskim alatima (ekii, dlijeta, visak, libela), ali, osobito u

novije vrijeme, i strojevima koji imaju velik doprinos broj i preciznijoj obradi kamena.

Openito se moe rei da je posao klesara relativno raznolik, moe biti vie ili manje rutinski,

ali i likovno kreativan, kada se klesari u nekim svojim radovima pribliuju kiparstvu. Novo

vrijeme donosi novi pristup graditeljstvu, koje treba biti racionalno, ekonomino i

funkcionalno, tehniki i tehnoloki jednostavno za masovnu izgradnju, podlono novim

pogledima na estetiku. U tom novom graditeljstvu u ranom poetku je kamen dobro

zastupljen jer se ni tehnologija graenja nije znatnije promijenila. Jedna od

kamenoklesarskih grana je klesanje natpisa, raznih reljefa, ornamenata, grbova, simbola

(prikazano na slici 3). Sve donedavno ovaj zahtjevni posao izvodio se preteito runo. Zbog

dimenzija obratka klesari su esto primorani stajati u prisilnom poloaju to znatno utjee na

njihovu koncentraciju koja je jako vana jer prostora za pogreku nema. Treba napomenuti

da je to i jedan od teih fizikih radova, esto su kamenoklesari izloeni penjanju po skeli i

tekim terenima. Jednom kod se pogrijei esto rezultira kartom i nemogunou popravka

napravljene greke. [ 1 ]

Slika 3. Primjeri jednostavnijih kamenih povrina s konstantnom dubinom rezanja

=


3


Slika 4. Primjeri kompleksnijih reljefa s konstantnom dubinom rezanja

Kako se vidi iz gornje slike 4, govori se o jako kompleksnim radovima, raznolikih su dimenzija,

od minijaturnih do velikih. Kamenoklesar mora u svakom trenutku biti koncentriran i imati

stopostotnu kontrolu nad alatom da se sluajno ne bi dogodila nepredviena greka jer to

uzrokuje odbacivanjem obratka i posezanjem za novim to znai dupli trokovi i gubitak

vremena.

Slika 5. Primjeri obraenih kamenih 3D povrina

=


4


Ve iz kratkoga opisa poslova klesara moe se zakljuiti da su radni uvjeti osoba koje se bave

tim zanimanjem vie nepovoljni nego povoljni. Klesari preteno rade stojei i u pognutom

poloaju (katkada i sjedei, uei, kleei, prikazano na slici 6). Posao se obavlja na

otvorenom, djelomino otvorenom ili u zatvorenom prostoru, esto u nepovoljnim

vremenskim uvjetima, praini i buci. Klesar pri radu ee podie i prenosi tee predmete.

Takoer, njihov prisilan poloaj znatno utjee na njihovu koncentraciju koja je jako vana jer

prostora za pogreku nema. Jednom kod se pogrijei esto rezultira kartom i nemogunou

popravka napravljene greke.

Slika 6. Prikaz prisilnog poloaja kamenoklesara

=


5


2. ALATI ZA GRAVIRANJE

Osnovna podjela alata za obradu kamena je na rune (slika 7) i strojne alate (tablica 1, slika

8).

2.1. RUNI ALATI

Alati koji klesari koriste su razni, najosnovnije je dlijeto. To je alat koji je na svom vrhu

naotren pod razliitim kutevima ovisno o vrsti koju koristimo. Jedan od osnovnih alata je i

eki koji moramo imati za proizvodnju udaraca. Udarajui ekiem u dlijeto sila se prenosi

na otricu koja vri dubljenje i rezanje kamena. Samo iskustvo i znanje klesara moe

kontrolirati intenzitet udaraca i navoenja alata po zadanoj konturi koje rezultira nekim

reljefom ili gravurom.

Slika 7. Set runog alata kamenoklesara

Materijali koji se koriste kod izrade dlijeta obino su elici koji se mogu kaliti, s tim da je

dlijeto potrebno otriti nakon odreenog broja sati rada. U novije vrijeme pojavila su se

dlijeta sa vrhom od tvrdog metala. Napravljeno je od elika a vrh od tvrdog metala tvrdo je

zalemljen te s s tom kombinacijom vrijeme izmeu dva otrenja vrha znatno produljilo.

Treba napomenuti da je kvaliteta obraene povrine s dlijetom koji ima vrh od tvrdog metala

znatno kvalitetnija od onoga napravljenog od elika.

=


6


2.2. STROJNI ALATI

Strojni alati koji se danas najvie koriste kod strojne obrade kamena preteito su graeni od

tvrdog metala. Tvrdi metal svrstava se u kategoriju keramikih materijala i to u skupinu

neokisdne keramike, iako se radi takoer o keramikom-metalnom kompozitu. Od ostalih

neoksidnih keramikih materijala razlikuju se po izraenim metalnim svojstvima, a to su

prvenstveno elektrina i toplinska vodljivost. Mikrostruktura tvrdih metala sastoji se od

visokog udjela karbida volframa, titana i tantala, koji su meusobno povezani najee

kobaltom. U poetku je ova vrsta materijala bila razvijena kao volframov karbid (WC) u

vezivu kobalta (Co). Ova vrsta metala posjeduje iznimno dobru kombinaciju svojstava, koja

proizlazi iz strukture, a pogodna je upravo za izradu razliitih alata, posebno reznih, na

kojima je naglasak ovoga rada. Sklonost navarivanju i erozijskom troenju smanjuje se

dodatkom TiC ili TaC. Titanov karbid povisuje vrstou na povienim temperaturama, tvrdou

i otpornost na oksidaciju. Udio kobalta kree se u tvrdim metalima od oko 5% do oko 17%.

to je vea koliina veziva vea je savojna a manja tlana vrstoa. Openito, karbidi su

nositelji tvrdoe i otpornosti na troenje, dok vezni metal osigurava ilavost viefaznog

materijala. Smanjenjem veliine karbida ilavost se poveava dok se tvrdoa neznatno

mijenja. U praksi se koriste neprevueni i prevueni tvrdi metali. U odnosu na neprevuene,

najvanija razlika prevuenih tvrdih metala je u tome to je znaajno smanjena njihova

sklonost difuzijskom troenju. Najvie se koriste alati od elika s tvrdolemljenom ploicom od

tvrdog metala, tablica 1. [ 2 ]

Tvrdi metali imaju sljedea dobra svojstva

visoko talite

visoku tvrdou i otpornost na troenje

visok modul elastinosti, visoku tlanu vrstou i na visokim temperaturama

dobru postojanost na temperaturne oscilacije

dobru prionjivost s metalnim taljevinama

otpornost na koroziju


7


Tablica 1. Vrste alata s lemljenom ploicom od tvrdog metala

Naziv glodala Slika glodala Oblik reza

Glodalo s vrhom pod 30 stupnjeva

Glodalo sa vrhom pod 60 stupnjeva



Glodalo s koninim vrhom

iroko pravokutno glodalo

Glodalo s polukrunom otricom

Glodalo s velikom polukrunom

otricom

Malo profilno glodalo

Veliko profilno glodalo

=


8


Iako se danas najvie koriste alati s lemljenom ploicom od tvrdog metala ima jo jedna

tehnologija koja je danas u usponu. Radi se o galvaniziranim alatima. Kako to i samo ime

govori to su alati s metalnom jezgrom koji se nakon dobivanja eljene forme stavljaju u

proces galvanizacije pomou koje se na povrini alata lijepe komadii tehnikog dijamanta.

Postupkom tokarenja mogue je napraviti bilo koji oblik osnovne forme koji se dalje

podvrgava galvanizaciji. Takvi alati su poveane izdrljivosti i jako su dobri za primjenu.

Upotrebljavaju se na numeriki upravljanim strojevima, broj okretaja takvog alata je i do

16000 min-1 i jako su produktivni. Nedostatak je takvog alata to se s njim ne smije udariti u

kamen dok stoji ili dok se montira na stroj jer je jako osjetljiv i dolazi do opasnosti od

ispadanja komadia dijamanta. Potrebno je naglasiti da se ovakvim alatima moe raditi i

suho i s hlaenjem ali treba paziti da temperatura koja se razvija pri obradi ne prijee

kritinu jer u tom trenutku moe doi do oteenja alata.

Slika 8. Galvanizirani alati za obradu kamena [ 6 ]

=


9


3. VRSTE KAMENA

Postoje etiri glavne grupe kamena: sedimentni (taloni), metamorfni, vulkanski i umjetni

kamen.

sedimentni ili taloni kamen vapnenac, pjeenjak, masnik, fosilni kamen, travertin

metamorfni kamen mramor, kriljevac, serpentin

vulkanski ili eruptivni kamen - granit

umjetni kamen teraco, anglomerati, umjetni mramor itd.

Odluci za ugradnju prirodnog kamena esto pomae injenica da je kamen prirodni materijal,

koji se ne odlikuje samo svojom trajnou, ve i lijepim izgledom. Ljepota nije nuno

povezana sa poliranim materijalom. Jer, dananje mogunosti povrinske obrade kamena su

vrlo raznolike. Iznova se uvaavaju neke stare tehnike obrade kamena, na koje smo radi

visoke cijene runoga rada i pomanjkanja vjetih kamenorezaca u prolosti gotovo zaboravili.

Te su tehnike tokanje, iljenje, brazdanje... Mogu se izvoditi runo (pa i sa pneumatskim

alatom) ili strojno. Najee suvremene tehnike grube obrade naravnog kamena su

pjeskarenje, peenje i grebenanje. Tako obraene povrine nisu klizave, zbog ega su

prikladne za sve vrste vanjskih povrina.

Ima vie vrsta prirodnog kamenja prikladnog za daljnju uporabu. Zbog jednostavnijeg

postupka trgovci ih dijele u dvije velike skupine: granite i mramore. U granite ubrajamo i

neke tvre vrste kamena, a u mramore one meke, izmeu ostalih i vapnence. Svakako treba

spomenuti i porfire, kvarcite i pjeenjake, koji su vrlo omiljeni posebno kod ureenja

vanjskih povrina.

Granit (slika 9) je najuestaliji, a tehniki gledano i najvaniji kamen. Tvri je i otporniji od

vapnenca i mramora pa stoga i prikladniji za poploavanje prostora sa velikom frekvencijom

prometa. Graniti su vrlo iskoristivi, prikladni za poploavanje unutarnjih i vanjskih prostora,

izvedbu stuba, obloga, pultova, fasada... Cijenjeni su ne samo radi izvanrednih mehanikih i

fizikalnih svojstava, ve i radi iroke palete boja u kojima se nude. Pravilnom kombinacijom

oblika i materijala (boja) moemo dobiti neogranieni broj uzoraka poploanih podova.


10


Slika 9. Primjer vrsta granita

Mramore (slika 10) cijenimo zbog njihove ljepote i sjaja. Odlikuju se irokom paletom

uzoraka, a razlikuju se cjeloviti mramori (unito), venasti (venato) i sastavljeni (fiorito) iz

ostataka koljki i koralja. U mramore trgovaki ubrajamo i vapnence, a uslovno i travertine.

Mramori su meki i slabije otporni od granita te su stoga neprikladniji za vanjsku uporabu.

Meutim, iznimno su prikladni za izradu unutarnjih podova, polica, obloga i raznih masivnih

dekorativnih elemenata (stupova, kamina, posuda).

Slika 10. Primjer vrsta mramora

Travertine (slika 11) prepoznajemo po rupicama koje mogu zauzimati i do 30 posto mase

kamena. Zbog dobrih izolativnih (toplotnih i akustinih) svojstava koriste se za obloge fasada

i unutarnjih zidova. Travertini su veinom svijetlih (pjeanih do utosmeih) boja, ali mogu

biti i tamniji (crveni, smei).

Slika 11. Travertin

=


11


Porfir, koji se pokatkad naziva i porfido, ubrajamo zajedno sa kvarcitom u tvre vrste

kamena, jer je njihova otpornost na habanje i vremenske utjecaje jako velika. Porfire i

kvarcite zato prije svega koristimo za poploavanje vanjskih povrina. Imaju cjelovitu

teksturu, a tonovi boja su sivozeleni, crvenosmei, rjee utosmei i ruiasti. Porfiri mogu

biti cijepani (nepravilnih oblika) ili rezani (pravilnih oblika).

Pjeenjaci se meusobno razlikuju s obzirom na vrstu osnovne stijene (kremene,

vapnenaste i dolomitne, laporaste i glinaste), pa su zato razliito otporni na habanje i

vremenske utjecaje. Veinom imaju zrnatu ili pjeanu strukturu, a boja im je svijetlosiva,

sivkastozelena, utosmea, a i ruiasta Pjeenjake zbog njihove postojanosti koristimo i u

unutarnjim, i u vanjskim prostorima.


12


4. DOSADANJA RJEENJA STROJEVA ZA GRAVIRANJE

Kad se govori o dosadanjim rjeenjima onda je potrebno naglasiti da imamo strojeve koji su

se prvo razvili i bili su mehaniki upravljani pomou neke memorije, najee ablone.

Dolaskom raunala i njihovom svakodnevnom primjenom razvili su se numeriki upravljani

strojevi.

4.1. RUNI STROJ ZA GRAVIRANJE U KAMENU

Zbog izrazito tekog fizickog i psihikog napora rezultirali su uvodenjem strojeva koji bi

eventualno olakali mukotrpan kamenoklesarski posao. Prvi strojevi za graviranje (prikazan

na slici 12), preteito slova i jednostavnijih gravura, pojavili su se 70 ih godina prolog

stoljea. Talijanska tvrtka INCIMAR vodea je u toj grani obrade kamena. Stroj se sastojao od

X, Y i Z osi koje su bile voene rukom. Na stroju je bila posebna vodilica u koju bi se slagali

simboli (slova i brojevi, te gravure) napravljene iz polimera koji su se eljeli preslikati na

kamenu povrinu. Cijeli stroj je radio na principu kopiranja, kopirna igla bi lagano ila po

polimernoj abloni a istovremeno bi pogonjeni alat za graviranje vrio obradu na kamenu.

Veliki nedostatak ovakvog procesa obrade je velika baza ablona. Za svaki novi eljeni izgled

potrebno je naknadno drugim postupcima izraditi ablonu pa tek onda pristupiti obradi

kamena.

Slika 12. Runi stroj za graviranje kamena INCISOGRAFO MC 1000 [ 5 ]

=


13


4.2. NUMERIKI UPRAVLJANI STROJ ZA GRAVIRANJE KAMENA

Dolaskom komercijalnih raunala i sve uestalijom njihovom primjenom u radu i nadzoru

strojeva, dolazi do razvoja i NU strojeva za graviranje u kamenu (slika 13). To je bio veliki

pomak u odnosu na dosadanje tehnologije izrade kamenih reljefa. Razvojem CAD/CAM

sustava uvelike su se proirili vidici za nove oblike i izgled eljenih obraeih povrina. Stroj se

sastoji od X, Y, Z osi koje su pokretane pomou koranih (step) motora, a kasnije i servo

motora, te su ostvarivani precizni pomaci. To je uvelike utedilo novac poslodavcu i

pojednostavnio bazu podataka. Sjetimo se samo koliki su zahtjevi za odravanje svih ablona,

te koliko su mjesta prije zauzimali. Sad se kompletna arhiva oblika nalazi u raunalu te

jednostavnim odabirom na eljenu obrauje se i usklaiva na zadane dimenzije te se vri

proces obrade odnosno graviranja kamena.

Slika 13. Numeriki upravljani stroj za graviranje kamena INCISOGRAFO MH 1000 [ 5 ]

Prethodni stroj prikazan na slici 13 je kako je i reeno jako veliki napredak u tehnologiji

obrade kamena, ali postavlja se jedan zahtjev koji mu navedeni stroj ne moe posluiti, a to

je to ako imamo obradak vei od radne povrine stroja?


14


5. NOVO RJEENJE STROJA ZA GRAVIRANJE

Kamenoklesari se esto susreu s problemom velikih dimenzija obratka, teko pristupanim

povrinama obrade, nepovoljnim uvjetima. To mogu biti razni spomenici velikih dimenzija (

npr. 3x1x1 m), razna proelja kamenih zgrada, podovi obloeni kamenom, razni zidovi,

postojei natpisi koje je potrebno dopuniti. To se moe rijeiti na tri naina. Moe se izviti

potreban rad runo (ranije je spominjano da to moe biti jako nezgodno za samog radnika

zbog pozicije, poloaja tijela), moe se izraditi na stroju koji ima velike dimenzije radne

povrine (nedostatak je nemogunost djelovanja na terenskom radu) te se moe izabrati jako

zanimljivo rjeenje, a to je prijenosni stroj za graviranje u kamenu, prikazan na slici 14.

Slika 14. Prijenosni stroj za graviranje kamena

Stroj je konstruiran od gotovih aluminijskih profila sloenih tako da grade kompaktnu

konstrukciju male mase, dovoljno krutu i zadovoljavajue preciznosti. S donje strane

konstrukcije nalaze se vakum sklopovi koji e u konstrukcijskom dijelu biti preciznije

razraeni. Prednosti spomenutog stroja mogu se najbolje uvidjeti na jednom primjeru.

Potrebno je obraditi kameni blok najeih dimenzija: duljina 2 m, irina 1 m, visina 1 m.

Konkretno ovaj blok ima masu od priblino 4900 kg, velikih je dimenzija i jako je teko nai

stroj koji e spomenuti kameni blok obraditi.


15


Slika 15. Primjer natpisa na teko obradivoj povrini masivnog bloka

Na prethodnoj slici je prikazana zahtjevnost natpisa te dimenzije obratka. Nakon rezanja te

bruenja kamenog bloka moe se pristupiti izradi natpisa. Potrebno je natpis raunalno

obraditi u nekom CAD/CAM sustavu ili jednostavno ga nacrtati u AutoCAD-u te ga prebaciti

na strojni jezik u G kod. Nakon raunalne obrade vri se pozicioniranje stroja na kameni blok

to je prikazano na slici dolje. Kad ga se pozicionira (slika 16) vri se izbor nul toke te se

pokree proces obrade.

Slika 16. Prikaz obrade kamenog bloka s prijenosnim strojem za graviranje


16


6. KONSTRUKCIJA STROJA

6.1. POSTOLJE

Funkcije postolja alatnih strojeva jesu:

- prihvat ostalih pokretnih i nepokretnih sklopova alatnih strojeva

- prihvat optereenja (sila i momenata) te njihov prijenos na temelj alatnog stroja.

Prema obliku konstrukcije, postolja mogu biti:

- otvorena manja krutost alatnog stroja, najea primjena kod stupne izvedbe

strojeva (slika 17)

- zatvorena vea krutost alatnog stroja, primjena kod alatnih strojeva kod kojih su

zahtjevi za tonou vei (slika 18)

Slika 17. Primjer otvorenog postolja [ 9 ]


17


Slika 18. Primjer zatvorenog postolja [ 9 ]

Oblici postolja mogu biti:

- Temeljna ploa primjena je kod builica i glodalica za prihvat stupa, ali moe

koristiti i kao rezervoar za pohranu sredstva za hlaenje i podmazivanje (SHIP).

- Krevet upotrebljava se kod tokarilica za prihvat suporta i konjia, a izraen je u

kosoj izvedbi zbog boljeg odvoenja odvojene estice.

- Stupovi mogu biti okrugli ili prizmatini, a primjenjuju se kod builica i glodalica.

- Poprena greda primjena je kod portalne izvedbe alatnih strojeva sa svrhom

povezivanja dva stupa. Kao takva daje krutost stroju i omoguuje prihvat vretenita glodaih

glava.

- Konzola primjena je kod radijalnih builica i glodalica za prihvat vretenita.

Izvedbe postolja mogu biti: zavarena, lijevana i spajana spojnim elementima

Zavarene izvedbe su eline izvedbe, a upotrebljavaju se za pojedinana postolja kao to su

prototipi alatnih strojeva ili za specijalne strojeve. Poslije zavarivanja je obavezno arenje.


18


Lijevana izvedba se izrauje pomou sivog ili mineralnog lijeva.

Izvedba od sivog lijeva upotrebljava se za serijsku proizvodnju postolja alatnih strojeva.

Prednost:

Ovakve izvedbe je to je smanjen koeficijent trenja zbog grafita, a pijesak koji ostaje u

upljinama dodatno priguuje vibracije.

Nedostatak:

izvedbe od sivog lijeva jesu skupi modeli i kalupi.

Slika 19. Mineralni lijev

Mineralni lijev (slika 19) je kompozit od plastine mase i kamena. Prednost ove izvedbe je

manja specifina masa, stroj je laki i bolje priguenje vibracija, sporiji prijenos topline, a

time i manje linearno istezanje. Mineralni lijev ima vei modul elastinosti od sivog lijeva i

elika pa su manje deformacije i vea krutost postolja. Primjenjuju se za skupe

visokobrzinske alatne strojeve.


19


Postolja spajana od spojnih elemenata graena su od profila razliitih vrsta preteito metala

(aluminija i elika) te su spojena spojnim elementima, preteito vijcima. Ovaj je nain izrade

pogodan kod izrade protutipova te manjih strojeva.

Znamo da preteito svakom stroju je baza postolje. Na to postolje se veu drugi moduli stroja

koji onda zajedno ine jednu cjelinu. Kod prijenosnog stroja za graviranje kamena to nije

sluaj. Na spomenutom stroju bazu ini okvir koji je sastavljen od dvije vrste konstrukcijskih

aluminijskih profila. Okvir je ujedno i Y os na koju dolaze drugi moduli.

Okvir (slika 20) je sastavljen tako da su po lijevoj i desnoj strani locirane vodilice koje imaju

oblik slova U, a spaja ih aluminijski profil 80x20 tvorei tako okvir. Na svakom kraju okvira

nalaze se ojaanja koja su dodatno privrena imbus vijcima zbog same krutosti sustava.

Okvir je vaan jer definira radnu povrinu stroja ali ujedno i definira funkcionalnost stroja u

smislu prenosivosti. Stroj mora imati dovoljno velike dimenzije radne povrine da ga ne

moramo stalno seliti s jedne strane na drugu ali ne smije biti nezgrapan zbog samog

postavljanja i uvoenja u proces obrade eljene povrine.

Slika 20. Prikaz okvira prijenosnog stroja za graviranje kamena


20


6.2. VODILICE

Zadaa vodilica je povezivanje nepokretnih i pokretnih dijelova alatnog stroja. Vre voenje i

noenje klizaa po nepokretnom dijelu i daju mu jedan stupanj slobode gibanja. Vodilice se

mogu podijeliti na kotrljajue i klizne, a klizne se dalje dijele na hidrodinamske i hidrostatske.

Karakteristika trenja kod kliznih hidrodinamskih vodilica je odreena Stribeckovom

krivuljom, slika 21, po kojoj je faktor trenja u funkciji brzine gibanja, T = f (v). U poetku

gibanja je suho trenje (trenje mirovanja) kod kojega faktor trenja ima najveu vrijednost, a

zatim s poveanjem brzine gibanja ono prelazi u polusuho trenje (mjeovito), i na kraju kod

granine brzine u tekue trenje.

Slika 21. Stribeck krivulja [ 3 ]

Oblici kliznih hidrodinamskih vodilica mogu biti: okrugle, plosne, prizmatine, klinaste (lastin

rep).

Slika 22. Prikaz vrsta vodilica u strojogradnji [ 3 ]


21


Karakteristike kliznih hidrostatskih vodilica:

- uljni depovi ili kade

- kliza klizi po uljnom filmu mokro trenje

- poveanje tlaka ovisno o optereenju

- optimalno odravanje uljnog filma

- primjena kod velikih strojeva

- nema troenja visoka trajnost

- visoka krutost

- izvedba je skupa

Karakteristike kotrljajuih vodilica (slika 23):

- trenje kotrljanja manje od trenja klizanja

- masa kotrljajuih vodilica je manja od kliznih vodilica

- tranice, kliza, kotrljajua tijela (kuglice, valjii, iglice)

- gotovi kupovni elemenata

- brza i jednostavna ugradnja


22


Slika 23. Primjer kotrljajuih vodilica [ 4 ]

Vodilice kod prijenosnog stroja za graviranje kamena napravljene su od kombinacije

konstrukcijskih aluminijskih profila. Vodilice na ovakvom stroju ne trebaju biti posebno

precizne, kamen ima vee tolerancijsko polje od obrade metala pa ovakva konstrukcija

zadovoljava uvjete. Aluminijski profili su eloksirani te su dobro zatieni od korozije a i samim

odabirom materijala to je dosta vano jer se radi u jako nepovoljnim uvjetima (agresivnoj

sredini). Na sljedeim slikama prikazani su bazni elementi vodilica, a to su aluminijski

konstrukcijski profil dimenzija 80x20 te 40x40 mm, slika 12 i slika 13. U tablici 1 i 2 su

karakteristike navedenih profila.


23


Slika 24. Prikaz konstrukcijskog profila dimenzija 80x20

Tablica 2. Karakteristikealuminijskog profila dimenzija 80x20

Visina 20 mm

irina 80 mm

irina utora 5 mm

Moment tromosti oko X osi 2.72 cm4

Moment tromosti oko Y osi 36.08 cm4

Moment savijanja 2.38 cm4

Moment otpora x osi 2.72 cm3

Moment otpora y osi 9.02 cm3

Masa po metru 1.67 kg/m


24


Slika 25. Prikaz konstrukcijskog profila dimenzija 40x40

Tablica 3. Karakteristikealuminijskog profila dimenzija 80x20

Visina 40 mm

irina 40 mm

irina utora 5 mm

Moment tromosti 9. 3 cm4

Moment savijanja 5.42 cm4

Moment otpora 4.65 cm3



25


Klizne staze sastoje se od dva elementa, utornog profila (slika 27) i ipke (slika 26) koja je

upreana u utorni profil. ipka je termiki obraena, povrina je otporna na troenje i udarnu

radnju. Vodilica ne zahtijeva posebno odravanje te je jako otporna a utjecaje vode i praine

koje ne nedostaje u procesu obrade.

Slika 26. Prikaz ipke 6 mm

Tablica 4. Karakteristike ipke 6 mm

ipka za vodilicu =6 mm

Materijal St, Cf 53

Tvrdoa 60 HRC

Srednje odstupanje

profila Ra

0.3 m

Prosjena visina

neravnina Rz

1.6 m



26


Utorni profil ima oblik eljusti koje se s donje strane upreuju u konstrukciju a s gornje strane

se umee se ipka za vodilicu. Utorni profil je prikazan na slikama ispod:

Slika 27. Prikaz aluminijskog utornog profila

Prethodno navedeni aluminijski profili slau se jedan na drugoga tvorei oblik vodilice.

Dobiveni oblik stee se s inbus vijcima jedan za drugoga kao to je prikazano na slici 28.

Slika 28. Detalj spajanja komponenti vodilica

Odabrana konstrukcija vodilice ima oblik slova U. Upravo takav oblik pogodan je u vie

razloga, dobar je jer je masivan a u utor ugrauje se kuglino navojno vreteno koje je na

takav nain dobro zatieno. Stroj je prenosiv i pri svakom transportu moe doi do

neeljene situacije i oteenja. Upravo zato osjetljive dijelove poput kuglinih navojnih

vretena potrebno je dobro zatititi.


27


Slika 29. Presjek vodilice

6.2.1. LEAJNE JEDINICE

Leajna jedinica je sklop koji povezuje dvije vodilice tvorei tako pominu vezu. Leajna

jedinica na prijenosnom stroju za graviranje kamena sastoji se od baze koja je napravljena od

lima debljine 4 mm u koju su ugraeni leajni sklopovi. Leajni sklopovi ugraeni su tako da

je jedan par fiksno vezan za lim dok je drugi klizni i slui za podeavanje pritiska a time i

zranosti.

Slika 30. Leajni sklop


28


6.2.2. LEAJEVI ZA LEAJNE JEDINICE

Leajevi za leajne jedinice moraju biti aksijalno radijalni zbog naprezanja koja trpe na toj

funkciji. ipka od vodilice dolazi izmeu ta dva leaja te tako ostvaruju gibanje. Odabran je

kosi kuglini leaj, po karakteristikama prate ga dobra radijalna te aksijalna opteretivost u

oba smjera.

Slika 31. Kuglini leaj sa kosim dodirom

Tablica 5. Dimenzije i karakteristike leaja FAG 7200B.TVP

FAG 7200B.TVP

d 8 mm

D 25 mm

B 9 mm

R 0.5 mm

C din 5000 N

C stat 2500 N

masa 0.032 kg


29


6.2.3. SKLOP LEAJNE JEDINICE

Limovi leajne jedinice X osi imaju oblik slova L koja se s jedne strane ugrauju na vodilicu Z

osi.

Slika 32. Leajna jedinica X osi

Limovi leajne jedinice Y osi imaju malo kompleksniji oblik zbog poloaja i vrste izvedbe

samih vodilica.

Slika 33. Leajna jedinica Y osi


30


Leajna jedinica Z osi konstruirana je tako da je ujedno i kuite za glavno radno vreteno.

Graeno je od lima debljine 4 mm na kojem je privreno s imbus vijcima aluminijsko

kuite u koje se ugrauje glavno radno vreteno.

Slika 34. Leajna jedinica Z osi

Slika 35 prikazuje konstrukciju stroja s leajnim jedinicama. Velika prednost je relativno mala

masa kompletne konstrukcije uz maksimalnu krutost. Spoj izmeu dijelova aluminijskih

profila dodatno osiguravaju ojaanja napravljena od nehrajueg elika. Na ovakvu

konstrukciju potrebno je ugraditi elemente za prihvat na radnu povrinu koje emo daljnje

obraditi.

Slika 35. Vodilice s leajnim jedinicama sve tri osi


31


6.3. SKLOP ZA PRIHVAT NA POVRINU

Prijenosni stroj za graviranje kamena mora se na neki nain postaviti na kamenu povrinu te

nakon korekcije i podeavanja nesmetano ostati u tom poloaju. Pri tome trebamo paziti na

niz faktora koji utjeu na pozicioniranje:

vrsta podloge

kvaliteta obraene povrine

nain prihvata stroja za kamenu podlogu

poloaj kamene povrine (horizontalno, vertikalno, pod kutem)

Prihvat stroja i kamene povrine mora biti dobro rijeen, pod tim se misli da mora biti vrsta i

nepomina veza izmeu dva navedena elementa. Aku se tu pojavi greka vrlo vjerojatno

nastaje kart. Vrlo dobro rjeenje koje zadovoljava sve navedene uvjete jesu pneumatske

hvataljke. To su gumene hvataljke krunog oblika koje jako dobro prijanjaju uz podlogu i

osiguravaju nesmetani rad stroja. Osim pneumatskih hvataljki postoje i druga rjeenja

prihvata. Mehaniki pomou stega, uklinjenjem, pomou elinog ueta u viseem poloaju

Sva navedena rjeenja su daleko slabija po svojstvima i jako su komplicirana za izvedbu u

praksi te se ne koriste. Vakumski sklop se sastoji od dva kljuna elementa. To su pneumatske

hvataljke i vakum generator. Vakuum generator (prikazan na slici 36 ) je ureaj koji radi na

principu Venturijeve cijevi koja pomou razlike tlakova pravi podtlak u sistemu i zajedno s

hvataljkama radi vakum.

Slika 36. Vakum generator


32


Sklop se privruje za vanjsku stranu okvira s imbus vijcima. Pneumatska hvataljka se sastoji

od dva glavna dijela, gumene papue te vodilice. Ona ima oblik cilindra te je mogue fino

podeavati visinu i regulirati poloaj sklopa.

Slika 37. Vakumski sklop

Slika 38. Spoj vakumskog sklopa i okvira stroja


33


Slika 39. Okvir s vakumskim sklopovima

Kao to je ranije reeno stroj je mogue postaviti u bilo kojem poloaju, vertikalno (slika 40),

horizontalno i pod nekim kutem. Zahtjevi za kvalitetu povrinu su prosjeni, povrina moe

biti polirana, bruena te piljena, ne smiju biti neravnine vee od 0.5 mm to najee

zadovoljava uvjete za primjenu u praksi.

Slika 40. Vertikalni poloaj prijenosnog stroja

)


34


6.4. POSMINI PRIGONI

Ovi prigoni moraju omoguiti najee translacijska (pravocrtna) gibanja na alatnim

strojevima. To su posmina i dostavna gibanja. Prigoni za posmino gibanje moraju

osiguravati stalnost, odnosno kontinuitet, procesa obrade odvajanjem estica, a moraju

omoguiti i promjenu vrijednosti posminog gibanja. Prigoni za dostavno gibanje moraju

omoguiti gibanja izvan obrade, npr. primicanje i odmicanje te zauzimanje dubine rezanja

(max. brzina). Slika kibernetskog kruga (Slika 41) pokazuje elemente posminog prigona za

pravocrtno gibanje kod numeriki upravljanih alatnih strojeva.

Slika 41. Kibernetski krug [ 3 ]

Kao ureaj za pretvaranje rotacije u translaciju, sa svrhom nosaa alata ili obratka, najee

se kod numeriki upravljanih alatnih strojeva koristi kuglino navojno vreteno i kuglina

matica. Kuglina navojna vretena imaju trenje kotrljanja, a koriste se za posmine brzine vf <

80 m/min te ubrzanja a < 10 m/s2. Moderna kuglina navojna vretena imaju posmine brzine

i do 200 m/min i ubrzanja do 15 m/s2, tangencijalno gibanje kuglica, dugi vijek trajanja i mala

buka. Za priguenje vibracija upotrebljavaju se keramiki uloci.


35


Slika 42. Kuglino navojno vreteno i matica

Za kontinuiranu promjenu uestalosti vrtnje upotrebljavaju se elektrini prijenosnici, a to su:

AC ili DC motor, zupasti remen (za manje snage i manje mase zbog netonosti) te linearni

motor. Manje produktivni i neprecizniji motori su step ili korani motori. To su ujedno i prvi

motori koji su se primjenjivali u strojogradnji. Korani motor se razlikuje od istosmjernog

motora, jer nema kolektora ni etkica. Po izvedbi statora je slian kaveznim

elektromotorima. Rotor je statoru permanentni magnet sa izraenim polovima. Rotor

koranog motora se okree korak po korak za tono odreeni kut te je po tome dobio i naziv

istosmjerni korani elektromotor. Korani elektromotor se uvijek okree jednako neovisno o

optereenju zbog ega su manje ekonomini , a pogotovo kod veih snaga .Rotor koranog

motora okree se korak po korak za tono odreeni kut pri svakom koraku.

Slika 43. Korani motor [ 8 ]

Sustav je bio dobar ali postojala je mogunost proklizivanja odnosno gubitka koraka nakon

kojeg nastaje problem i trajno gubljenje pozicije. Njih su naslijedili servo motori koji se i

danas koriste. Naziv servo motora se odnosi na izmjenini ili istosmjerni motor ija se

)


36


brzina vrtnje ili pozicija upravlja s upravljakim krugom s povratnom vezom. Takvi

motori se koriste u pogonima gdje je potrebna pouzdana brzina vrtnje odnosno u

reguliranim pogonima s pozicioniranjem. Opseg regulacije brzine vrtnje vei im je od

1:1000, a ve pri nula okretaja razvijaju moment mirovanja koji je, ovisno o veliini

motora, prosjeno od 10 do 100% vei od momenta na nazivnom broju okretaja i to bez

potrebe za dodatnom ventilacijom motora. Odnos maksimalnog momenta i momenta

mirovanja moe biti vei od 4:1 to govori o visokim dinamikim karakteristikama i velikoj

rezervi momenta za ubrzanje pogona i kod velikih protumomenata tereta. Regulirani

pogoni s ovim motorima primjenjuju se najee u CNC i NC strojevima u proizvodnji i

obradi metala, lima, ice, drveta, kamena i papira, u industrijskim robotima i

automatima za zavarivanje, strojevima za pakiranje i dozatorima, transportnim trakama,

medicini, odnosno svugdje gdje su postavljeni zahtjevi na:

visoku dinamiku pogona

nizak vlastiti moment inercije rotora motora

tonost pozicioniranja

veliki opseg regulacije brzine vrtnje i jednoliku vrtnju na malim brojevima okretaja

visok moment mirovanja bez dodatne ventilacije motora

robusnost i jednostavno odravanje u tekim radnim uvjetima

visoku otpornost na prskajuu vodu i emulziju odnosno prainu

laganu montau i u skuenom prostoru

dugotrajni rad bez nadzora


37


Slika 44. Servo regulator i motor [ 8 ]

Slika 45. Posmini prigon prijenosnog stroja za graviranje kamena

)


38


6.4.1. LEAJEVI

Leajevi su jako bitna stvar kod ugradnje kuglinih navojnih vretena. Valjni leajevi

omoguuju voenje pokretnih strojnih dijelova, umetnutih u odgovarajue kuite. Izbor

odgovarajuih leajeva znatno utjee na tonost sustava. Leajevi se ugrauju u kuite za

leajeve (vidi sliku 42) koje je vezano za vodilicu stroja. Na taj nain osigurava se tonost

voenja to rezultira zadovoljavajuom preciznou. Sastavljeni su od unutarnjeg i vanjskog

prstena (ili ploe kod aksijalnih leajeva), izmeu kojih se u odgovarajue oblikovanom

kavezu vrte valjna tijela. Meu valjnim tijelima prevladava trenje valjanja. Valjni leajevi

mogu istovremeno prenositi radijalno i aksijalno optereenje, samo radijalno ili samo

aksijalno optereenje. Obzirom na optereenje koje prevladava razlikuju se radijalni i

aksijalni valjni leajevi. Valjni leajevi imaju slijedee prednosti:

koeficijent trenja je, zbog valjnog trenja, 25 do 50 % nii nego kod kliznih leajeva s

hidrodinamikim podmazivanjem,

visoka nosivost pri relativno malim dimenzijama,

zbog manjeg trenja, manji su gubici snage i leajevi se manje zagrijavaju,

precizna vrtnja zbog manje zranosti meu valjnim elementima,

jednostavno odravanje,

upotrebljivi su za sve poloaje vratila,

standardizirani su, pa je time osigurana jednostavna zamjenjivost leajeva.

Nedostaci valjnih leajeva su:

vea osjetljivost na udarna optereenja,

slaba otpornost na mehanike vibracije, a zvune ak proizvode,

skuplji su od jednostavnih kliznih leajeva,

sastavljeni su iz velikog broja pojedinanih dijelova,

nisu reparabilni, tj. u sluaju kvara treba zamijeniti itav leaj,

zahtjevnija montaa i demontaa.


39


Slika 46. Leaj za kuglino navojno vreteno

Tablica 6. Dimenzije i karakteristike leaja FAG B71900C.T.P4S.UL

FAG B71900C.T.P4S.UL

d 10 mm

D 22 mm

B 6 mm

R 0.3 mm

C din 3900 N

C stat 1800 N

masa 0.01 kg

)


40


6.5. GLAVNO RADNO VRETENO

Sklop obradnog stroja koji ostvaruje glavno rotacijsko gibanje jest glavno vreteno. Kod

tokarilica glavno vreteno slui i za prihvat obratka, a kod glodalica, builica i brusilica glavno

vreteno slui za prihvat alata.

Slika 47. Prikaz glavnog radnog vretena[ 3 ]

DA promjer glavnog vretena kod prednjeg leaja

DB promjer glavnog vretena kod stranjeg leaja

Da promjer prednjeg dijela glavnog vretena

Db promjer sredinjeg dijela glavnog vretena

a prepust prednjeg dijela glavnog vretena

b razmak izmeu prednjeg i stranjeg leaja

d promjer provrta glavnog radnog vretena

Ka faktor prepusta glave glavnog vretena Ka=a/DA

Kb faktor raspona leaja glavnog vretena Kb=b/a

Uleitenje glavnog vretena izvedeno je na dva leaja, prednji i stranji. Stranji leaj je

radijalni leaj, a prednji je radijalno aksijalni jer on treba biti 10 20% jai od stranjeg

leaja.


41


Za uleitenje glavnog vretena upotrebljavaju se sljedee vrste leajeva:

a) kotrljajui kuglice, valjii, iglice

b) klizni hidrodinamski, hidrostatski, aerostatski

c) magnetski

Zbog smanjenja trenja i poveanja vijeka trajanja potrebno je podmazivanje leajeva.

Leajevi se mogu podmazivati mau i uljem (optono, kapanjem, uljnom maglom,

ubrizgavanjem).

Motorvreteno je karakteristino po tome jer se u njemu nalaze i glavno vreteno i AC ili DC

motor. Rotor elektromotora je, u tom sluaju, ujedno i glavno vreteno, a kuite glavnog

vretena je stator elektromotora. Prednosti motorvretena su: kompaktnost, velika preciznost

te jednostavna ugradnja. Menutim, nedostatak je nepovoljno toplinsko djelovanje.

Primjenjuju se kod visokobrzinskih obrada. Za uleitenje motorvretena upotrebljavaju se

hibridni kotrljajui leajevi sa keramikim kuglicama te magnetski leajevi.

Glavno radno vreteno kod prijenosnog stroja za graviranje kamena rijeeno je pomou rune

brusilice nazivne snage 600 W, s maksimalnim brojem okretaja do 19000 min-1, oznake

BOSCH GGS27. Kupovno glavno radno vreteno, slika 48, ugrauje se na leajnu jedinicu Z

osi, uleitenjem u aluminijsko kuite privreno za leajnu jedinicu.

Slika 48. Glavno radno vreteno prijenosnog stroja za graviranje kamena [ 7 ]

)


42


6.5.1. PRIHVAT REZNOG ALATA

Prijenosni stroj za graviranje u kamenu ima glavno radno vreteno BOSCH GGS27 koje ima

prihvat pomou steznih elastinih eljusti (prikazanih na slici 49 ) koje se umeu u provrt

glavnog radnog vretena te se sa steznom maticom zategne. Izrada gravura, natpisa te

jednostavnijih reljefa na prijenosnom stroju za graviranje kamena obrada se vri veinom s

jednim alatom, nema potrebe za izmjenom alata tijekom procesa to uvjetuje odabiru ba

spomenutog stezanja alata.

Slika 49. Stezne eljusti [ 7 ]

Izmjena alata je dosta jednostavna. U utor za zatik stavlja se poseban zatik promjera 4 mm

koji zaglavi brusilicu u jednom poloaju te se nakon toga kljuem za otputanje odvije matica

na steznoj glavi i izvue ili uvue potrebni alat. Nakon toga se matica ponovno zategne ,

obavezno se digne zatik te je stroj spreman za upotrebu.

Slika 50. Prihvat alata na glavno radno vreteno [ 7 ]

)


43


7. RUKOVANJE

Prije svega potrebno je imati plan izrade nekog rada. To ukljuuje plan alata koji je potreban

u procesu obrade, dimenzije same povrine koju treba obraditi, da li je povrina

horizontalna, vertikalna ili pod nekim kutem. Veliina povrine jako je vana jer ako imamo

obradnu povrinu veu od radne povrine stroja onda je potrebno stroj nakon to odradi

jedan dio posla premjestiti, centrirati ga i pustiti u pogon da obradi drugi dio takve povrine.

U poslu pozicioniranja stroja jako je vano iskustvo samog radnika koji radi na njemu radi,

vano je napomenuti da svaki zadatak ima vie moguih rjeenja. Na slici 48 prikazan je stroj

koji se tek postavi na kamenu povrinu.

Slika 51. Prijenosni stroj na kamenoj povrini

Potrebno je podesiti poziciju svakog vakumskog sklopa. Sklop se moe kretati po

aluminijskom okviru pomou utora (prikazano na slici 52 plavom strelicom). Kad se vakumski

sklop centrira tako da svaka papua vakumskog sklopa lijepo nalijee na kamenu povrinu

ukljuuje se zrak koji pokree vakum generator. On trenutno radi podtlak te osigurava vrsti

spoj izmeu kamene povrine i stroja za graviranje preko vakumskog sklopa.


44


Nakon to se uspostavila vrsta veza izmeu stroja i kamene povrine potrebno je centrirati

stroj po visini (prikazano na slici 52 plavom strelicom). To se radi pomou vodilica na

vakumskim sklopovima. Potrebno je prvo odrediti referentnu toku koju proglaavamo kao

nul toku. Pomou odabrane nul toke traimo ostale tako da glavno radno vreteno

dovedemo u ostala tri kuta radne povrine te namjestimo i podesimo visine vodilica

vakumskog sklopa. Kad se to obavi onda se moe pristupiti obradi eljene povrine.

Slika 52. Podeavanje vakumskog mehanizma po irini i visini obradne povrine

Veliki nedostatak ovakve metode podeavanja stroja je vrijeme potrebno da se izvri

namjetanje po visini i irini. Postupak je potrebno ponavljati toliko da dobijemo skoro iste

visine na svim krajevima kamene ploe. Ovaj problem se moe rijeiti pomou programske

aplikacije koja ima mogunost unoenja odreenih toki ravnine pa na taj nain smjestiti

koordinatni sustav stroja u odgovarajui poloaj kao i njegovu rotaciju za odreeni stupanj.

Kad bi se to ostvarilo dobilo bi se puno krae vrijeme prednamjetanja stroja a tim i krae

vrijeme izrade zadane povrine.

)


45


7.1. STEZANJE MALIH OBRADAKA

Postavlja se jedno jednostavno pitanje, to je s o obradcima koji su manji od radne povrine

stroja? U tom sluaju stroj ne moe prihvatiti kamenu povrinu vakumskim sklopovima te

nije mogue vriti. Najjednostavnije rjeenje za taj problem je da se stroj (prikazan na slici

54) smjesti na stol koji na sebi sadri neki stezni element za stezanje obradaka.

Slika 53. Prijenosni stroj za graviranje kamena sa obradnim stolom

Stezanje obradaka za stol moe se rijeiti na nekoliko naina:

- Razliite stege, T vijci, matice

- Razliite stezne naprave

- kripac obini, okretni, okretno nagibni, pneumatski.

Osnovno je dobiti vrstu vezu i osigurati nepominost obradka tijekom procesa obrade. Too

je jako vano te direktno utjee na tonost procesa kao i na samu sigurnost. Prisjetimo da se

da glavno radno vreteno stroja moe okretati i do 19000 min-1, to je jako opasno.

Za ostvarivanje vrste veze izmeu stola i stroja potreban nam je komprimirani zrak. Zato ga

onda ne iskoristiti i za stezanje obratka za stol? Na stol se ugrauje jedan razdjelnik koji daje

zrak za stroj i za mehanizam za stezanje- pneumatski kripac, prikazano na slici 54.


46


Slika 54. Pneumatski kripac na radnom stolu

Pneumatski kripac se sastoji od nekoliko dijelova prikazanih na slici 54. Stezni element

pneumatski cilindar s ventilom mogue je razmjestiti po stolu u raznim pozicijama. Spoj

izmeu steznog elementa i stola ostvaruje se pomou vijka i leptir matice. S takvim

rjeenjem dobiva se zadovoljavajue stezanje i prihvat kamenih ploa, dimenzija manjih od

radne povrine stroja. Ventil i razdjelnik mogue je staviti i izvan radne povrine stroja zbog

potencijalnog smetanja navedenih tijekom obrade ili zbog opasnosti od oteenja.

)


47


8. ZAKLJUAK

Cilj ovog zavrnog rada bio je pribliiti osnovnu problematiku graviranja natpisa i

jednostavnijih reljefa na teko pristupanim kamenim povrinama kao i povrinama koje

imaju velike dimenzije (vee od radne povrine stroja). Prijenosni stroj za graviranje kamena

sastoji se od kupovnih elemenata zajedno tvorei module koji su bazni dijelovi stroja. Prije

svega navedeni stroj predstavlja relativno jednostavno i jeftino rjeenje sa visokom

pouzdanou i zadovoljavajuim rezultatima kod obrade. Mora se naglasiti da se primjenom

ovakvih strojeva uvelike smanilo vrijeme izrade problematinih gravura i reljefa, sauvao se

kamenoklesar od mukotrpnog i nimalo laganog posla, najee u nepovoljnim uvjetima rada i

prisilnim poloajima. Iako je danas priprema numeriki upravljanog prijenosnog stroja za

graviranje kamena stavljena na visok nivo treba raditi na to veem pojednostavljenju

montae i breg podeavanja za proces obrade jer to uvelike ovisi o spretnosti samog

operatera i godinama iskustva. Drugi smjer razvoja treba usmjeriti prema to jednostavnijoj

CAD pripremi gravura.


48


9. LITERATURA

[ 1 ] Tomislav Buani, Klesarska kola, Puia, otok Bra, Klesarstvo i graditeljstvo, 2001

godina

[ 2 ]Sinia Dunda, Utjecaj obodne brzine alata na potronju dijamantnog sloja kod piljenja

arhitektonskog graevinskog kamena, 1989 godina

[ 3 ] Predavanja iz kolegija Obradni strojevi, Damir Ciglar, 2009 godina

[ 4 ] http://www.boschrexroth.com, linearne vodilice i pratea oprema, pristupio

12.01.2011.

[ 5 ] http://www.incimar.com, proizvoa strojeva i alata za obradu kamena, pristupio

11.01.2011

[ 6 ] http://www.diamant-boart.com, istraivanje, razvoj i proizvodnja reznih alata za obradu

kamena, pristupio 29.12.2010

[ 7 ] http://www.bosch-pt.com.hr/profesionalno, profesionalni runi elektrini alati,

pristupio 24.01.2011

[ 8 ] http://www.estun-servo.com, Proizvodnja servo i koranih motora s upravljanjima,

pristupio 16.01.2011

[ 9 ] http://www.isel.com, konstrukcija i proizvodnja strojeva za graviranje, pristupio

22.12.2010

Zavrni rad1234567

Documents

Zavr ni rad Miho Klaic-prijenosni stroj za graviranje kamena)repozitorij.fsb.hr/1278/1/28_02_2011_Miho_Klaic_-_Prijenosni_stroj... · U prošlosti naručito u Dalmaciji kamen je kao