ELEMENTI MEHANIKIH UREAJA U SAOBRAAJU Uvod U ovoj nastavnoj disciplini se prouavaju: -racinalni konstrukcioni oblici, -osnove prorauna i -principi izbora materijala dijelova koji se najee susreu u mainama i ureajima razliite namjene meu koje spadaju i transportna sredstva(cestovna, eljeznika, zrakoplovna) Svaka maina, ureaj ili orue, u zavisnosti od namjene i konstrukcije sastoji se od niza elementarnih dijelova-elemenata, pri emu svaki element ima tano odreenu funkciju od koje zavisi njegov:oblik, veliina, materijal. Ti djelovi koji se u slinim ili istom obliku pojavljuju na razliitim mainama , konstrukcijama i ureajima i koji se ne mogu rastaviti na prostije dijelove a da pri tome ine funkcionalnu cjelinu se nazivaju mainski ili strojni elementi. Razliiti mainski elemenata skladno su povezanih u jednu cjelinu, tako da svaki od njih izvrava tano odreeni zadatak. Prema ovome se svaka maina moe rastaviti na: -sklopove, -podsklopove, -mainske grupe i podgrupe, -i dijelove ili detalje. Skup mainskih elemenata koji predstavljaju jednu cjelinu se naziva podsklop. Dva ili vie podsklopa predstavljaju sklop ili mainsku grupu, dok vie mainskih grupa ine mainsku konstrukciju ( maina, aparat, ureaj ili orue).

Sl. a) podsklop, b)

sklop, c) mainska konstrukcija

1

Elementi svake maine su meusobno sjedinjeni, neki pokretno a neki nepokretno i formiraju pojedine mehanizme, koji koji vre transformaciju kretanja jednog ili vie tijela u potrebna kretanja drugih tijela (motorni mehanizam, satni mehanizam) Mainom ili strojem se naziva kombinacija pojedinih mehanizama koje su namjenjene za iskoritavanje energije i mogu biti: -pogonske (motor su,elektromotor) -radne ( maine alatke, dizalice,pumpe) Kako se danas u mainskoj tehnici koristi veliki broj razliitih elemenata, koji ulaze u sastav mehanizama i maina, oni su openito mogu podjeliti nu slijedee grupe: -opi mainski elementi -posebni mainski elementi U grupu opi mainskih elemenata spadaju: 1.Elementi za spajanje (zakovice, klinovi, vijci, opruge). 2.Elementi za prenos snage i obrtnog kretanja prenosnici, lanani prenosnici). (frikcioni tokovi, zupanici, kaini

3.Elementi obrtnog kretanja ( osovine,vratila,osovinice i rukavci.) 4.Elementi za spajanje i oslanjanje obrtnih elemenata (spojnice i leita) 5.Elementi za provoenje fluida i regulisanje protoka (cijevi,cijevni zatvarai,cijevni elementi) 6.ostali (poluge,kuke itd) U grupu posebnih mainskih elemenata spadaju elementi koji su karakteristini za neku odreenu grupu ili tip maine : klip motora, klipni prstenovi, klipnjae koljenata vratila, bregasta vratila,uad, kuke,koturovi ventili i ... Elementi za spajanje su najbrojnija skupina mainsih elemenata.Spoj(veza mainskih dijelova) moe biti nerazdvojiv, razdvojiv i elastian. Nerazdvojivi spojevi su takvi spojevi kod kojih je spoj vrst (spojeni dijelovi su meusobno nepokretni) i nerazdvojiv, tj, nemogue je izriti rastavljanje takvog spojaa da se pri tom ne oteti ili ne uniti sam elemenat za spajanjei ili dijelovi koje taj elemenat spaja.Ovi spojevi se ostvaruju : zakovicama, zavarivanjem ,lemljenjem i lijepljenjem.

Razdvojivi spojevi su takvi spojevi kod kojih je spoj vrst(spojeni dijelovi su meusobno nepokretni) ali je razdvojiv,tj .moe se rastaviti bez oteenja. Razdvojivi spojevi se ostvaruju klinovima ,vijcima i ivijama.

Elastini spojevi omoguavaju elastino pomjeranje spojenih dijelova i ostvaruju se pomou opruga/elastinih spojeva). 2

Mainski elementi se proraunavaju na optereanja (zatezanje, pritisak, savijanje, uvijanje, smicanje, izvijanje). U njima se javljaju naprezanja (normani i tangencijalni naponi), deformacije. Iz tog razloga konstruktor mora paljivo odabrati materijal, odrediti oblik i dimenzije. Konstruktor mora da vodi rauna o mogunosti izrade mainskog elementa. Kvalitet povrine ponekad je veoma bitan. Standardi i standardizacija Pojam cilj i uloga standardizacije Proces donoenja i primjene propisa u cilju unoenja reda u odreene oblasti ljudske djelatnosti uz postizanje najvee mogue ekononinosti pri emu se vodi rauna o funkciji i sigurnosti, obuhvaen je pojmom standardizacija. Prema tome standardi su propisi koji omoguuju jedinstvenost u tehnikom poslovanju. Standardizacija mora biti zasnovana na provjerenim rezultatima nauke i tehnike i iskustva sa jedne strane ali i na sporazumu svih zainteresovanih sa druge strane. Standardi definiu : Kvalitet proizvoda, dimenzije, oblik, teinu, pakovanje , nain isporuke proizvoda. I uvedeni su u svim granama privrede Standardi su propisi u pogledu materijala, oblika i veliine industrijskih proizvoda, kao i u pogledu tanosti izrade, koja bi u sluaju potrebe doputala brzu zamjenu dijelova rezervnim dijelovima iz skladita. Uvoenje standarda ima mnoge i veoma vane prednosti: omoguuje uvoenje masovne proizvodnje i mehanizaciju odnosno automatizaciju, ubrzava i usavrava konstrukcije i proizvodnju, povezuje kvalitet proizvoda, poboljava uslove i sigurnost rada upotrebom standardiziranih proizvoda, smanjuje utroak ljudskog rada, ini proizvodnju ekonominijom, omoguava laganu zamjenu oteenih i istroenih dijelova, omoguava koritenje najnovijih naunih dostignua. Vrste standarda. Standardi mogu biti: meunarodni internacionalni, nacionalni i interni fabriki.3

Svaka zemlja donosi svoje nacionalne standarde, koje rade posebne ustanove za standardizaciju. Te ustanove su sastavljene od predstavnika proizvoaa, potroaa, i naunih ustanova koji zajednikim radom donose nacionalne standarde. U BIH posao oko standardizacije obavlja zavod za standardizaciju, mjeriteljstvo i patente. Nacionalni standardi nastaju usaklaivanjem internih standarda pojedinih proizvoaa, ti standardi se onda daju na diskusiju, pa poslije odreenog roka uz uzimanje svih primjedbi daje se definitivna redakcija standarda. Usklaivanje nacinalnih standarda pojedinih drava vri meunarodna organizacija za stanndarde ISO (International Standarising Organization). Djelatnost ove organizacije ija je lanica i naa zemlja svodi se na usvajane i izdavanje meunarodnih standarda ISO Put realizacije jednog standarda prikazan je na slici:

Is oo1

Is oo2

Is oo3 ISO Is oo1 Is oo2 BAS Is oo3 Is oo4

Ako ne postoji interni ili nacionalni stantard onda zemlja lanica moe preuzeti ISO ili neki drugi standard. To je sluaj i sa naom zemljom iji su standardi bili u okviru JUS- a. Na novi standard ima skraenicu BAS a donosi se na bazi preuzimanja ISO, CEN, DIN-a i drugih standarda.4

DIN

(CEN-Evropska organizacija za standardizaciju) Primjer oznake preuzetog BAS standarda: BAS ISO 10013:1997, Smjernice za razvoj poslovnika o kvalitetu Preuzet(ISO10013:1995, IDT) Nacinalni standardi drugih zemalj su: DIN- Njemaka. NF-Francuska, ONORM Austrija . ABS Belgija , JIS Japan, , BS-Velika Britanija. Oznaavanje materijala Materijal koji se najee koristi za izradu mainskih elemenata je elik. elik je legura eljeza sa ugljikom do 1.7% ili sa drugim legirajuim elementima, koji se dodaju eljezu u cilju postizanja odreenih fiziko mehanikih osobina. elici se prema sadraju dijele na: ugljenine elike kod kojih odluujui utjecaj na svojstva elika ima ugljik, a drugih elemenata ima samo u koliinama koje nemaju bitan utjecajna svojstva elika, i legirane elike, kod kojih odluujui utjecaj na osobine elika imaju legirajui elementi. Oznaavanje materijala koji se koriste za konstrukciju ( elika i dr.) vri se prema standardima. Npr. BAS EN 10020:2002, definisanje i klasifikacija vrsta elika. BAS EN 10027-1:2001, sistem oznaavanja elika dio1:oznaavanje elika, glavni simboli BAS EN 10027-2:2001, sistem oznaavanja elika dio2: brojane oznake elika itd. S185 - konstrukcioni elici, 185 minimalni napon razvlaenja N/ mm 2 . Elementi za spajanje - za vrste, nerazdvojive veze koji se ostvaruju: -zavarivanjem -zakovicama -lemljenjem -lijepljenjem Zavarivanje je proces izrade nerazdvojivog spoja uspostavljanjem meuatomskih veza izmeu dijelova koji se zavaruju, pri kome se pojedinano ili kombinovano koristi toplotna i mehanika energija, a po potrebi i dodatni materijal.

5

Postupci zavarivanja, koji se najee koriste u praksi, zasnovani su na: - lokalnom zagrijevanju materijala iznad temperature topljenja, kada zavareni spoj nastaje ovravanjem (npr. elektroluno zavarivanje), -lokalnom zagrijevanju materijala do temperature topljenja, kada zavareni spoj nastaje uz dodatno djelovanje pritiska (npr. elektrootporno zavarivanje). Zavarivanjem je mogue spajanje metala sa metalom, nemetala sa nemetalom i metala sa nemetalom, ali se u praktinom smislu podrazumijeva spajanje metala sa metalom. Zavareni spojevi dobivaju oblik prema meusobnom poloaju dijelova koji se spajaju i prema obliku njihovih zavarenih krajeva. Najvaniji oblici zavarenih spojeva prikazani su na slici (ovo su standardni oblici)

Pod zavarenim spojem se podrazumijeva konstruktivna cjelina, prikazana na slici za sueoni i ugaoni var, koju ine osnovni metal (1) i metal ava, ili skraeno av. Kod postupaka zavarivanja topljenjem, av nastaje ovravanjem istopljenog osnovnog i dodatnog metala ili samo osnovnog metala.

6

Dio osnovnog metala, koji se topi u procesu zavarivanja i ulazi u sastav metala ava, zove se uvar (3).Zona uticaja toplote (ZUT), oznaena sa (4) na sl. je onaj dio osnovnog metala, koji je pod uticajem zagrijavanja i hlaenja pretrpio izvjesne strukturne promjene, ali ispod temperature topljenja. Na sl. Prikazana je debljina vara mjerodavna za proraun sueonog spoja a (raunska debljina) koja je jednaka debljini lima , ako su debljine razliite mjerodavna je debljina tanjeg lima. Raunska debljina ugaonog spoja ajednaka je visini ravnokrakog trougla upisanog u profil vara i uzima se da je a = 0,7 . Prije zavarivanja potrebno je pripremiti ivice osnovnog metala,ime se dobija l i j e b za zavarivanje, iji su osnovni pojmovi definisani standardom.

Na tehnikim crteima varovi se mogu prikazivati potpuno ili uproteno kako je prikazano na slici.

7

Prednosti: 1 Laki od livenih ( 50%) i zakovanih(15%) konstrukcija 2 Dijelovi se mogu sklapati sueono i ugaono 3 Zaverene konstrukcije su jeftinije 4 Nema buke pri radu Nedostaci: 1 Zavisnost kvaliteta zavara od varioca i elektrode 2 Pojava zaostalih napona i deformacija 3 Slabljenje mehanikih osobina materijala 4 Danas se smatra da je 98 postupaka zavarivanja osvojeno i primijenjeno u praksi, ukljuujui lemljenje, kao to je definisano u standardu ISO 4063 (EN 24063).

8

Postupci zavarivanja mogu da se podijele na postupke topljenjem i postupke pritiskom, priemu u prvu grupu spadaju oni postupci kod kojih se proces spajanja odvija topljenjem i ovravanjem na mjestu spoja, a u drugu grupu oni postupci kod kojih se proces spajanja odvija bez topljenja. Osim toga, postupci zavarivanja seesto dijele prema izvoru energije: 5 -elektrina (luk, otpor, snop), hemijska (plamen, eksploziv, termiti), -mehanika (pritisak, trenje, ultrazvuk) i ostale (npr. svetlost).

E (REL) POSTUPAK RUNO ELEKTROLUNO ZAVARIVANJE OBLOENOM ELEKTRODOM Runo elektroluno zavarivanje obloenom elektrodom je postupak spajanja metala topljenjem obloene elektrode i dijela osnovnog metala u elektrinom luku, koji se uspostavlja i odrava izmeu radnog komada (osnovnog metala) i elektrode. Topljenjem jezgra elektrode obezbjeuje se dodatni materijal za popunu lijeba. Topljenjem, sagorijevanjem i isparavanjem obloge obezbjeuje se zatita metalne kupke od okolnih gasova i vazduha. Istopljeni sastojci obloge se mijeaju sa rastopljenim metalom, prije nego to isplivaju na povrinu jer imaju manju gustinu od metalne kupke, i ovrsnu u obliku troske. Troska titi metal ava od uticaja okoline i usporava njegovo hlaenje, a nakon zavarivanja se uklanja ekiem.

9

S obzirom na jednostavno rukovanje i relativno nisku cjenu ureaja i dodatnog materijala s jedne, a dobar kvalitet spoja s druge strane, runo elektroluno zavarivanje obloenom elektrodom je donedavno primjenjivano vie od svih ostalih postupaka zajedno. Njegovoj irokoj primjeni doprinose jo i injenica da su ogranienja u vezi sa oblikom predmeta i vrstom materijala koji se zavaruje, kao i poloajima zavarivanja, manja od svih ostalih postupaka zavarivanja. Osnovni nedostaci E postupka su : mala produktivnost usljed este zamjene elektroda i uklanjanja troske (brzina topljenja dodatnog metala je 1-2 kg/h), komplikovana i dugotrajna obuka zavarivaa, uticaj zavarivaa na kvalitet ava, bljetava svjetlost i tetni gasovi nastali sagorijevanjem troske. Runo elektroluno zavarivanje obloenom elektrodom moe da se primjenjuje za spajanje velikog broja uobiajenih materijala, kao to su: -ugljenini, niskolegirani i visoko- legiranielici, livena gvoa, bakar, nikl, aluminijum i njihove legure. Takoe je mogue spajanje materijala razliitih po hemijskom sastavu, ali metalurki kompatibilnih. Ovaj postupak se ne primjenjuje na materijale kod kojih je zatita gasnim produktima obloge nedovoljna, kao to su Ti, , Cb, , Mo. Ogranienja u primjeni po pitanju debljine su prije ekonomskog i praktinog znaaja, nego to su vezana za sam proces zavarivanja obloenom elektrodom. Kao donja granica moe da se postavi debljina od 2 mm, jer se kod manjih debljina javljaju prokapljine, to moe da se sprijei specijalnim tehnikam rada, npr. korienjem podloki.10

Kao gornja granica debljine moe da se postavi 40 mm, jer se preko te debljine po pravilu ne isplati primjena ovog postupka. Meutim, u sluaju nepravilne konfiguracije koja znatno oteava primjenu automatskih postupaka zavarivanja, zabiljeene su primjene E postupka i za debljine do 250 mm. MAG/MIG POSTUPAK-ELEKTROLUNO ZAVARIVANJE TOPLJIVOM ELEKTRODNOM ICOM U ZATITI GASA Elektroluno zavarivanje topljivom elektrodnom icom u zatiti gasa je postupak spajanja metala topljenjem i ovravanjem dijela osnovnog metala i dodatnog metala (elektrodna ica) priemu se za zatitu rastopljenog metala koriste inertni i aktivni gasovi, ili njihove mjeavine. Elektroluno zavarivanje topljivom elektrodnom icom u zatiti gasa je ematski prikazano na sl.

U zavisnosti od vrste zatitnog gasa elektroluno zavarivanje topljivom elektrodom se skraeno obiljeava kao MAG (MetalAktivniGas) iliMIG (MetalInertniGas), priemu se kod MAG postupka kao zatita koristi CO2 (ugljen dioksid) ili mjeavina gasova koja se ponaa kao aktivni gas, a kod MIG postupka Ar, He (argon, helijum) ili mjeavina gasova koja se ponaa kao inertni gas.11

Prednosti postupka su: univerzalna primjena sa take gledita osnovnog materijala, velika brzina topljenja, velika brzina zavarivanja, relativno jednostavna obuka zavarivaa (za nelegirane i niskolegiraneelike), jednostavna mehanizacija postupka, primjenljiv u prinudnim poloajima, mali investicioni trokovi (za standardnu varijantu). Mane postupka su: opasnost od greaka u poetku zavarivanja, opasnost od greaka pri sporom zavarivanju, zbog isticanja tenog metala ispred elektrinog luka, relativno komplikovana obuka zavarivaa (za visokolegiraneelike i obojene metale), tekoe pri zavarivanju na otvorenom (strujanje vazduha). Danas priblino 60% svjetske potronje dodatnog materijala otpada na elektrodne ice za MIG-MAG. Osnovna primjena - metalna industrija, metalne konstrukcije, brodovi, posude pod pritiskom, motorna vozila. TIG POSTUPAK-ELEKTROLUNO ZAVARIVANJE NETOPLJIVOM ELEKTRODOM U ZATITI INERTNOG GASA Elektroluno zavarivanje netopljivom elektrodom u zatiti gasa je postupak spajanja metala topljenjem i ovravanjem dijela osnovnog metala i dodatnog metala (ica za zavarivanje - ako se koristi), pri emu se kao zatita koristi inertan gas (aktivni gasovi ne dolaze u obzir jer bi izazvali oksidaciju vrha elektrode),

12

Ovaj postupak se skraeno obiljleava TIG ili WIG (T od tungsten - engleska reij za volfram (W) - materijal elektrode, IG-inert gas) i prvobitno je uveden kao postupak zavarivanja Al i njegovih legura zahvaljujui efektu katodnog ienja. Ovaj efekt se sastoji u razbijanju i uklanjanju skrame tekotopljivog oksida Al2O3 iz metalne kupke ili sa njene povrine dejstvom elektrona koji se kreu od osnovnog metala prema elektrodi, ime se spreava njegovo taloenje u dnu metala ava i omoguava zavarivanje Al. U dananje vrijeme primjena TIG postupka je znatno vea, najvie zbog vrhunskog kvaliteta spoja, koji se, izmeu ostalog, postie -boljom kontrolom unesene toplote i -dodatnog metala zahvaljujui razdvajanju uloga dodatnog metala i elektrode. Zavarivanje TIG postupkom je mogue i bez dodatnog metala, to je posebno vano kod tankih limova. Iako je u osnovi runi postupak, TIG moe da se automatizuje, kako u smislu dovoenja ice, tako i u smislu voenja elektrode. U odnosu na E postupak osnovne prednosti TIG postupka su bolja zatita metalne kupke, nepostojanje troske (ne gubi se vrjeme na zamjenu elektrode i skidanje troske kod vieprolaznog zavarivanja), mogunost korienja ica manjeg prenika, odnosno veih gustina struje. Prednosti TIG postupka posebno dolaze do izraaja kod tankih limova, materijala kao to su obojeni metali i nerajui elici . S druge strane, TIG postupak nije konkuretan ostalim elektrolunim postupcima kada je u pitanju ekonominost zavarivanja debelih i/ili dugakih limova od obinih konstrukcionih elika. Proizvodnost TIG postupka moe da se povea primjenom varijante sa zagrijanom icom. Gasno zavarivanje 1.1 Princip rada gasnog zavarivanja (acetilenom)

13

Gasno zavarivanje je postupak zavarivanja topljenjem pri kome se toplota potrebna za topljenje osnovnog i dodatnog materijala dobija sagorevanjem smee gorivnog gasa i kiseonika. Za gorivni gas koristi se metan, benzol, vodonik ali najee acetin. GASNO ZAVARIVANJE Gasno zavarivanje je postupak spajanja metala topljenjem i ovravanjem osnovnog i (po potrebi) dodatnog metala pomou plamena dobijenog sagorevanjem gorivog gasa. Najee se koriste gorivi gasovi na bazi ugljovodonika: metan (CH4), metilacetilen propadijen(C3H4 - trgovaki naziv MAPP), acetilen (C2H2), propan (C3H8), propilen (C3H6), butan (C4H10) i vodonik (H2). Koliina toplote osloboena sagorijevanjem, kao i najvia temperatura plamena, zavise od vrste gorivog gasa. Podrazumjeva se da gorivi gasovi sagorjevaju u struji kiseonika, ako nije naglaeno drugaije (npr. sagorijevanje u vazduhu). Da bi se ostvarilo sagorijevanje u struji kiseonika, gorivi gas i kiseonik se iz specijalnih posuda pod pritiskom - boca (ili na drugi nain) dovode u gorionik, odakle izlaze pomeani u odgovarajuoj srazmjeri. Na taj nain je omogueno sagorijevanje gorivog gasa na vrhu plamenika, koji zajedno sa gorionikom, bocama za skladitenje i crijevima za dovod gasova, kao i pomonim i dodatnim ureajima (npr. redukcionim ventilima), ini opremu za gasno zavarivanje. PRORAUN ZAVARENIH SPOJEVA Proraun zavarenih spojeva zavisi od vrste i namjene i naprezanja kojima su izloena. U proraunima se uzima da je doz .v . d ( osnovnog materijala.

14

Sueono zavaren spoj optereen na istezanje izraunava se prema izrazu:z = F ( a lk ) v ,doz.

Lemljenje je proces spajanja nerazdvojivim spojem dva metalna djela pomou otopine treeg metala, tzv. lema. Lem je metal ili smjesa metala niske take topljenja. Lemilom (lemilicom) se lem rastapa dok je u kontaktu sa lemnim mjestom. Rastopljeni lem natapa spoj, lemilo se povlai, a lem posle hlaenja obrazuje elektrinu i mehaniku vezu komponenti spoja. Lemljenje se moe izvoditi runo ili automatski. Pri automatskom lemljenju tampana ploa sa komponentama se potapa u basen rastopljenog lema na nekoliko sekundi, a potom izvlai. Posle hlaenja, sve komponente su zalemljene na plou.15

Zakovice i spojevi zakovicamaZakovani spojevi su nekada bile osnovni vid spajanja. Danas se ostali osnovni vid vrstog spajanja nekih lakih legura (duralminijum), kao i u avioindustriji. Dijelimo ih na sitne (sa prenikom do 10 mm) i krupne (sa prenikom od 10 do 37 mm) Zakovica je mainski element namijenjen za stvaranje nerazdvojivih spojeva. Koriste se tako da se stave u rupu koja je ve izbuena u materijalima koji se trebaju spojiti, a zatim se dio zakovice koji je proao kroz rupu deformira djelovanjem sile, tako da se zakovica vie ne moe izvui. Materijali za izradu zakovica su elik, aluminijum, njihove legure a ponekad i drugi laki metali.

16

Dijelovi Prije izvoenja spoja, sastoje se od tijela zakovice (stablo) i nasadne (gotove, zavrene) glave. Poslije deformacije u spoju uz ova dva dijela imamo i zavrnu glavu koja dri spoj i zakovicu da ne ispadne iz rupe. Podjela Zakovice dijelimo na sitne (sa prenikom do 10 mm) i krupne (sa prenikom od 10 do 37 mm). Prema obliku glave, sitne zakovice mogu biti: -sa poluokruglom glavom -sa uputenom glavom -sa pljosnatom glavom -sa trapeznom glavom -sa soivastom glavom Po nainu postavljanja mogu biti obine, gdje je pristup omoguen i sa druge strane spoja prilikom postavljanja, i slijepe kod kojih nema pristupa drugoj strani spoja pri postavljanju. Prema obliku glave, sitne zakovice mogu biti: 1 a)Sa poluokruglom glavom 2 b)Sa uputenom glavom 3 c)Sa soivastom glavom 4 d)Sa pljosnatom glavom 5 e)Sa trapeznom glavom

17

Postavljanje U najveem broju sluajeva koriste se posebni hidrauliki ili pneumatiki ekii za zakivanje. Runi alat za zakivanje slijepih zakovica je u vidu alata slinog klijetima. Mekane zakovice se mogu postaviti i ekiem, kojim se udara po stablu van rupe sve dok zakovica nije vrsto postavljena i stvori se zavrna glava. Vrste zakovanih spojeva Prema poloaju limova mogu biti sueoni (imaju podmetae) i preklopni. Prema broju redova zakovica mogu biti jednoredni i vieredni. Prema rasporedu zakovica mogu biti sa paralelnim i cik-cak rasporedom. Prema broju ravnina smicanja zakovica mogu biti jednosjeni i viesjeni spojevi.

18

2. ELEMENTI ZA RAZDVOJIVE VEZEElementi za razdvojive veze: 1.Zavrtnji (vijci) -Slue za razdvojive veze sa zazorom, razdvojive veze pod pritiskom, zatvanje otvora, fina mjerenja, -pretvaranje obrtnog u pravolinijsko kretanje...(prenoenje optereenja pri relativnom kretanju navojnih dijelova) Stablo sa zavojnim djelom, glave i navrtke. Prema obliku glave sa: kvadratnom, pravougaonom, estougaonom, cilindrinom (sa prorezom za odvrta) , poluloptastom (sa prorezom za odvrta) i dr. Prema konstrukcionom obliku: sa navrtkom, bez navrtke, goli i itd. Zavojnica je prostorna kriva linija koju opisuje taka pri sloenpm kretanju: hipotenuza pravouglog trougla (sl. 3). Profil: trougao, kvadrat, trapez, luk...(sl.5)

Sl. 2. Spoljni izgled zavrtnja sa navrtkom i bez navrtke

Sl. 3. Nastanak zavojnice

19

Sl. 4. Razni oblici tijela vijaka, glave i navrtki

20

Sl. 5. Profili navoja Pratei elementi: Podmetai obini, elastini i ostali Osigurai spreavaju odvrtanje Kljuevi i odvrtai alat za zavrtanje i odvrtanje

Sl.6. Pratei elementi zavrtenjava (levo podmetai, , desno - kljuevi)

3.KlinoviDjele se na uzdune i poprene klinove. Uzduni klinovi: Razdvojiva veza vratila sa glavinom zupanika, kainika i sl. Klinovi sa kukom, klin bez kuke, zaobljeni klin, segmentni klin Klin sa nagibom i bez nagiba Popreni klinovi: sastavljanje dva mainska djela koji prenose aksijalna optereenja.

21

Sl. 7. Uzduni i popreni klinovi

4. OprugeOpruge se pod dejstvom sila deformiu, a nakon prestanka dejstva vraaju se u prvobitni oblik.Pri deformaciji u oprugama se akumulie rad u obliku potencijalne energijekoja se koristi za razliite svrhe: Akumulacija energije (asovnik), amortizacija udara (amortizer), mjerenje sila (dinamometar), prinudno kretanje (opruge ventila), ogranienje pritiska (ventili sigurnosti). Fleksione opruge: lamelasta greda, lamelasta konzola, spirala Torzione: tap, cilindrina zavojnica.

22

Sl. 8. Fleksione opruge

Sl. 9. Torzione opruge Elementi za nerazdvojive veze:23

1. Zakivci Ostvaruje se: vrsta mehanika veza (mostovske konstrukcije, dizalice...), hermetika veza (brodovi, avioni, sudovi pod malim pritiskom...) i kombinovana veza (kotlovi i sudovi pod pritiskom. Prema obliku glave: sa punom glavom, sa ukopanom glavom, sa poluukopanom glavom i sa pljosnatom glavom. Po broju redova zakovane veze mogu biti: jednoredne, dvoredne, troredne i vieredne.

Sl. 10. Veza zakivcima

24

2. Zavarivanje Zavarivanje je spajanje dva istorodna materijala, uz zagrijavanje sa ili bez dodavanja posebnog materijala. Prednosti: lake konstrukcije, bra izvedba, bolja hermetinost, bez buke, estetika... Mane: otpornost na vibracije, kvalitet zavisi od zavarivaa i postojanje zaostalih napona. Vrste sastavaka: eoni, preklopni, ugaoni, Oblici zavara: trougao, udubljen, ispupen, K, X... Postupci Pritiskom: kovako, gasno, elektrinim otporom, ultrazvuno... Topljenjem: livako, gasno, elektrinim lukom, plazmom, lasersko... 3. Lemljenje Spajanje raznorodnih materijala Meko lemljenje niska temperatura, hermetina veza, bez veih sila Tvrdo lemljenje via temperatura, hermetina veza, podnosi vea optereenja 4. Lepljenje Savremeni lepkovi mogu da zamene lemljenje, a ponekad i zavarivanje. Sve se vie primenjuju u mainstvu. ELEMENTI ZA PRENOS SNAGE I OBRTNOG MOMENTA Opi pojmovi Prenosnici snage su mehanizmi koji pretvaraju pogonske parametere motora pri prenoenju mehanike energije na radnu mainu, Izvoenje prenosnika snage je neophodno iz razloga to pogonske maine (motor SUS ili elektro motor) rade stabilno u uskom dijapazonu promjene ugaone brzine i obrtnog momenta ili na konstantnim reimima rada,dok radni dio mehanickog sistema zahtjeva razlicite reime rada uz razlicite brojeve obrtanja i obrtne momente. Npr.kod automobilskih i drugih transportnih masina je neophodno omoguciti promjenu brzina i obrtnih momenata na pogonskim tokovima za nekoliko puta u odnosu na ugaonu brzinu i obrtni moment pogonskog motora. -Usaglaavanje reima rada pogonskog motora sa propisamm reimom rada radnog dijela maine ostvaruje se pomou prenosnika snage. -Pored ovog osnovnog zadatka pomou prenosnoka snage se savladava i udaljenost izmedu pogonskog i radnog dijela maine.25

U mainogradnji se koriste slijedece grupe prenosnika: -mehanicki, -hidraulicni, -elektricni i -pneumatski. Ovi prenosnici snage se koriste pojedinacno ili u kombinaciji sa drugim prenosnicima. U okviru masinskih elemenata se prouavaju samo mehanicki prenpsnici snage. Mehanicki prenosnici snage Kod svakog prenosnika snage se razlikuje ulazno vratilo prenosnika snage koje povezuje prenosnik snage sa pogonskom mainom i izlazno vratilo prenosnika snage koje povezuje prenosnik snage sa radnim dijelom maine.

oPogonska Prenosnik Oznaimo li sa P1, n1 i 1 snagu, broj obrtaja i Radna brzinu ulaznog vratila prenosnika ugaonu maina snage maina snage a sa P2, n2 i 2 snagu. broj obrtaja i ugaonu brzinu izlaznog vratila prenosnika snage, onda se odnos:

n P , 1, n1 i= 11

n2

P2, 2, n2

zove prenosni odnos. Prenosni odnos pokazuje koliko se puta okrene pogonsko ulazno \vratilo za jedan obrtaj izlaznog (gonjenog ) vratila. Ako je prenosni odnos i>l , n1 >n2, takav prenosnik snage se naziva reduktor, ako je prenosni odnos i < 1, n1 < n2, prenosnik se naziva multiplikator. Snaga na izlaznom watilu P2 je manja od snage na ulaznom vratilu P za iznos gubitaka 1 (trenja). Broj koji pokazuje kakav je odnos snage na izlaznom vratilu prema snazi na izlaznom vratilu se naziva stepen iskoritenja snage ili stepen korisnog dejstva.26

Sobzirom da se snaga pri obrtnom kretanju moe izraziti pomou obrtog momenta i ugaone brzine u obliku P= M izaz za stepen korisnog djelovanja se moe napisati u obliku: Prema tome ako je poznata vrijednost ulaznog obrtnog momenta, prenosni odnos i i stepen korisnig dejstva,obrtni moment na izlaznom vratilu e biti: gdje je i ukupni prenosni odnos a ukupm stepen korisnog dejstva svih prenosnika snage. DIO B Mehanike prenosnike mozemo podijeliti na: neposredne posredne. U grupu neposrednih prenosnika ubrajamo: frikcione prenosnike, zupaste prenosnike. U grupu posrednih prenosnika ubrajamo: kaine i lanane prenosnike. Mehanike prenosnike snage moemo podijeliti i na: elasticne krute. Elasticni prenosnici su: frikcioni prenosnici kaini prenosnici Kruti prenosnici su: zupani i lanani prenosnici. Kruti prenosnici rade sa tanim prenosnim odnosom. Izbor prenosnika zavisi od: veliine snage koja se prenosi; broja obrtaja i obodne brzine prenosnog odnosa koeficijenta korisnog dejstva i poloaja i rastojanja vratila.27

1. Frikcioni prenosnici snage 1. Frikcioni tokovi Frikcioni prenos se ostvaruje neposrednim ili posrednim dodirom tokova. Snaga i obrtni moment se prenosi silom trenja. Postoje cilindrini i konini frikcioni tokovi. Dele se jo na ravne i profilisane frikcione tokove.

Sl. 11. Frikcioni tokovi Frikcioni prenos ostvaruju prenos snage na principu trenja, koje se javlja izmedu pogonskog i gonjenog prenosnika. Frikcini prenos se sastoji od dva toka koji se uzajamno pritiskaju pri emu se na dodirnim povrsinama stvara povrinski pritisak i sila trenja, koja obezbjeduje prenos odreene vrijednosti obrtnog momenta. Uzavisnosti od ostvarenog prenosnog odnosa i poloaja vratila frikcioni prenosnici se dijele na prenosnike sa: priblizno stalnim prenosnim odnosom (sl./11 ) prenosnike sa promjenjivim prenosnim odnosom (varijato

Frikcioni prenos sa priblizno stalnim prenosnim odnosom prikazan na slici predstavlja spregu dva cilindrina ili konusna toka koji ostvaruju prenos.28

Cilindricni frikcioni prenos se primjenjuse u sluaju kada su ose pogonskog i gonjenog vratila paralelne , dog se konini frikcioni prenos koristi onda kada su ose vratila sijeku pod pravim uglom a vratila lee u razlicitim ravninama. Frikcioni prenos sa promjenjljivim prenosnom odnosom (varijatori* obezbjeduje mogunost promjene broja obrtaja gonjenog vratila pri istom broju obrtaja pogonskog vratila. U odnosu na druge prenosnike ovi prenosnici imaju prednosti. konstrukcija prenosnika je jeftina i jednostavna rade tiho i bezumno, u sluaju preoptereenja dolazi do proklizavanja i na taj nain tite konstrukciju od loma, lako se ukljuuju i iskljuuju. Nedostatci tih prenosnika su: -netanost i nesigurnost prenosnog odnosa zbog pojave klizanja, -vratila i lezita trpe velika opterecenja, -moraju imati mehanizam za ukljucivanje i iskljucivanje. imaju velike dimenzije za istu snagu koju prenose u odnosu na druge prenosnike. Iz tih razloga ovi prenosnici se preporuuju za prenos snage do 15 kW, obimne brzine do 10 m/s i prenosne odnose 1-10. Proracun cilindricnih frikcinih tockova Na sl. su prikazana dva cilindricna tocka oznacenih precnika d1 i d 2 .Tokovi su iste sirine b. Ugaone brzine tockova su 1 i 2 . Prenosni odnos spregnutih tokova odreden preko ugaonih brzina je:

1 i= 2

29

v1 =

Pod uslovom da nema klizanja na dodirnim povrinama prenosni odnos se moe napisati u obliku:

d1 1, 2

v2 =

d2 2 2

gdje je koeficijent proklizavanja koji se kree u granicama od 0, 970.99. Ako je poznato rastojanje izmedu osa vratila a i prenosni odnos i mogu se izracunati i precnici tockova. a= d1 +d2/2. d2= i d1 . pa je d1 =2a/i+l a d2 =2ai/i+l. Da bi frikcioni prenos ostvario svoju funkciju, sila trenja koja se ostvaruje na dodirnim povrsinama mora biti vea od obimne sile koju stvara obrtni moment koji se prenosi: F 0 < Fu < u F N Obimna sila se moe odrediti pomocu jednacine:

1 n1 d 2 i= = = 2 n2 d1

F0 =

2M 0 F FN d

gdje je u koeficijent trenja na dodirnim povrinama tokova a FN normalna sila pritiska na dodirnim povrinama prenosnika. Rad ovog prenosnika se defmie i sa odreenim stepenom sigurnosti pri emu se uzima v= (1-2) pa je potrebna sila pritiska na dodirnim povrsinama odreena izrazom:

FN =

F0

Normalna sila pritiska optereuje tokove , vratila i leista, pa treba nastojati da njena vrijednost bude sto manja. Ovo se poptie poveanjem trenja izmeu frikcionih tokova. To se postie oblaganjem jednog od tokova frikcionim materijalomi koom , gumomi sl.) ili izradom oljebljenih frikcionih tockova. Tako npr ako je frikcioni toak obloen koom koja ima koeficijent trenja = 0,2 ,onda je normalna sila pritiska30

FN =

F0 =5 Fo 0,2

Ovo je znatna sila koja opterecuje vratilo i predstavlja osnovni nedostatak ovog prenosa.

Prenosnici sa promjenjivim prenonosnim odnosom (varijatori)Ovi prenosnici mogu da rade i sa promjcnljivm prenosnim odnosom koji se kontinuirano mijenja. Konstrukcija frikcionih varijatora mogu biti razlicite a zavise od poloaja osa vratila.

Prenosni odnos varijatora se moe izraziti slijedecom relacijom:

1 r i= = 2 x

31

Promjenompoloaja pokretnog frikcionog tocka mijenja se vrijednost Rm a x do Rm i n, im e se x od m ijen ja i u gaon a brzin a gonje n og prenosnika. Pri daljem pom jeranju , odnosno prelaskom preko osetanjirastog prenosnika se mijenja i smijer obrtanja gonjenog prenosnika. Najveci prenosni odnos ce varijator imati uslucaju kada je :

imax

r = Rmin

imin

r = Rmax

2. Kaini prenosAko se dva toka spoje kaiem ostvaruje se kaini prenos (sl. 12). Vezivanje tokova moe biti izvedeno na razliite naine. Profili kaia mogu biti: pravougaoni, kruni, trapezni (klinasti), polukruni, trouglasti i dr. kaievi mogu biti i ozubljeni (sl. 12 desno).

Sl. 12. Kaini prenos i profili kaia

3. Zupasti prenosZupasti prenos ostvaruje se neposrednim dodirom ozubljenih tokova (sl. 13). U zavisnosti od geometrijskog oblika zupanici se djele na: cilindrine, konine i hiperboloidne. Najei profil zupca je evolventa kruga. Zupanici mogu biti sa: pravim, kosim, strelastim i krivim zupcima. Postoje spoljna i unutranja ozubljenja.

Sl. 13.Primjeri zupanika sa pravim zupcima (a- zupasta letva i cilindini zupanik , b cilindrini zupanici sa pravim zupcima i spoljnjim ozubljenjem, c - cilindrini zupanici sa pravim zupcima i unutranjim ozubljenjem jednog zupanika)

Sl. 14. Zupanici ( a- sa pravim zupcima, b - sa kosim zupcima, c - sa strelastim zucima)

Sl. 15. Zupanici sa krivim zupcima

Sl. 16 Primeri razliitih zupanika

4. Lanasti prenosDva ozubljena toka spojena odgovarajuim lancem ine lanasti prenos (sl. 17). Lanasti prenos slui za prenos snage i obrtnog momenta izmeu vratila koja su na veem rastojanju.

Sl. 17. Lanasti prenosi ELEMENTI OBRTNOG KRETANJA Osovine Osovine su mainski elementi koji su najee krunog poprenog preseka. One ne prenose snagu ni obrtni moment. Elementi za prenos snage i obrtnog momenta ne nalaze u vrstoj vezi sa osovinama. Optereene su samo na savijanje. Osovinice Osovinice su kratke osovine koje slue za ostvarivanje zglavkastih veza.

Sl. 18. Osovinice

VratilaZa razliku od osovina vratila su optereena obrtnim momentom i na njima se obino nalazi u vrstoj vezi neki od elemenata za prenos snage i obrtnog momenta. Optereena su na uvijanje i savijanje.

Sl. 19. Primjeri vratila (gore - oljebljeno vratilo, dole koljenasto vratilo motora) Rukavci Oni slue za oslanjanje osovina i vratila. Mogu biti radijalni i aksijalni. ELEMENTI ZA SPAJANJE I OSLANJANJE OBRTNIH ELEMENATA

LeitaLeita ili leajevi su elementi za oslanjanje vratila i osovina. Prema konstruktivnom obliku djele se na: klizna i kotrljajna. Prema pravcu delovanja sile dele se na: radijalna, aksijalna i radiaksijalna. Klizna leita karakteriu se trenjem klizanja izmeu tela leita i posteljice (sl. 20). Kotrljajni leaji karakteriu se postojanjem elemenata kotrljanja. Ti elementi mogu biti kuglice, valjii, konusi, burii i iglice (sl. 22).

Sl. 20 Klizno leite (lijevo i desno radijalno, u sredini - aksijalno)

Sl. 21. Kotrljajna leita (gore radijalno sa kuglicama,dole lijevo- aksijalno sa kuglicama, dole u sredini radiaksijalno sa konusima, dole desno igliasto)

Sl. 22. Oblici kotrljajuih tela u leitu

SpojniceSlue za prenos snage i obrtnog momenta po duini vratila. Pomou ovih elemenata uzduno se spajaju dva vratila tako da snaga sa jednog prelazi na drugo. Postoji vrlo veliki broj razliitih konstrukcija spojnica. Dele se na: krute, pokretljive, elastine, automatske, zglavkaste i dr.

Sl. 22. Elastine spojnice

Sl. 23. Kandasta spojnica

Sl. 24. Razdvojiva spojnica na motornom vozilu kvailo (lijevo disk, desno cijeli mehanizam)

____________________________