JU I SREDNJA ŠKOLA″Dr.Husein Džanić″VELIKA KLADUŠA

M A T U R S K I R A DTema: Bubnjevi za užad

Mentor: Kandidat:Rusmin Idrizović dipl.ing.maš. Nurija Sefić

1

1. UVOD

Novi užetni transformatorski prenos danas se gotovo i ne primjenjuje više,

a stari se prenosi zamjenjuju pojedinačnim pogonom elektromotora.

Bubnjevi pretvaraju obrtno kretanje dijelova mehanizma za dizanje u

translatorno kretanje tereta, a služe i za uskladištenje užadi ili lanaca.

Primjenjuju se na dizalicama sa ručnim pogonom, i to samo za

namotavanje užadi.

2

2. BUBNJEVI ZA UŽAD

Bubnjevi za užad se malo razlikuju od bubnjeva za lance. Izrađuju se

livenjem od SL, rijeđe ČL i od čelika zavarivanjem. Mogu biti sa glatkom

površinom i sa žljebovima. Bubanj sa glatkom površinom koristi se za

namotavanje kudjeljnog užeta ili ako je velika dužina čeličnog užeta pa se mora

namotavati u više slojeva što je slučaj kod dizalica sa velikim visinama dizanja

(građevinske dizalice).

Namotavanjem užeta u više slojeva (slika 1.) ono ima povećane

površinske pritiske i zbog toga mu je manji vijek trajanja.

Slika 1. Bubanj sa glatkom površinom

Na dizalicama za manje visine dizanja bubnjevi se najčešće izrađuju sa

žljebovima gdje je uže pri namotavanju vođeno i zaštićeno od većih

deformacija, a žljebovi mogu biti normalni (slika 2.) i duboki.

Pogon bubnja se može izvoditi na više načina, a načini vezivanja bubnja i

pogonskog uređaja shematski su prikazani na slici 3. Na skici I su i bubanj i

zupčanik klinovima vezani za vratilo. U slučaju na skici II zupčanik je vezan za

bubanj, a bubanj klinom vezan za osovinu koja rotira zajedno sa bubnjem. Na

3

skici III zupčanik je vezan za bubanj i rotiraju oko osovine koja miruje. Bubanj

može da prima pogon preko dva zupčanika i rotira oko osovine koja miruje stoje

prikazano na skici IV.

Slika 2. Profil žljeba bubnja

Slika 3. Način vezivanja bubnja i pogonskog uređaja

3. OSNOVNE DIMENZIJE BUBNJA

Dimenzije profila normalnih žljebova (prema slici 2.) mogu se izračunati iz

sljedećih odnosa

4

U

U

U

dadtdr

⋅=⋅=

⋅=

125,015,153,0

a date su tabelom1.

Tabela 1. konstruktivne dimenzije (mjere) žljebova na bubnjuPrečnik

užeta10 13 16 19 22 27 33 40 44

t 12 15 18 22 25 31 37 45 49r 5,5 7 9 10,5 12 15 18 22 24a 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 5 6

Prečnik bubnja se računa iz izraza

[ ]mmddDD UU

b ⋅

=

gdje je Ud - prečnik užeta.

Debljina stijenke bubnja se izračunava, oslanjajući se na praktična

iskustva, iz izraza

za zavarenu izvedbu ( ) Udh ⋅= 8,0...6,0

za bubanj od SL mmhmmDh b 12...10,503,0 min =+⋅=

Ukoliko se na bubanj namotavaju oba kraja užeta, kako bi se teret dizao

vertikalno, tada se na jednom kraju bubnja žljeb izvodi s desnom zavojnicom, a

na drugom kraju sa lijevom.

Broj zavoja na bubnju pri namotavanju jednog kraja užeta je

4...3+⋅

⋅=bDiHn

π

a dužina narezanog dijela bubnja (slika 4.)

5

tDiHlb

n ⋅

+

⋅⋅= 4...3

π

gdje je:

[ ]mH - visina dizanja

i - prenosni odnos koturače

( )4...3 - dodatak, 2 namotaja užeta više jer se uže ne odmotava nikad do

kraja (do veze sa bubnjem) a 1 do 2 namotaja zbog istezanja užeta.

Primjenom dvojne koturače dužina nenarezanog dijela u sredini bubnja

iznosi

( ) tl ⋅= 10..........60

a na krajevima bubnja

( ) ta ⋅= 6....4

Ukupna dužina bubnja, ukoliko se namotavaju oba kraja užeta, je

( ) 02 lall nh ++⋅=

a kod namotavanja jednog užeta

nb lal +⋅= 2

Slika 4. Određivanje dužine bubnja

6

4. PRORAČUN STJENKE BUBNJA

U svom radu, prilikom namotavanja užeta, bubanj je opterećen na:

- uvijanje – javlja se usljed obrtnog momenta koji prenosi bubanj i može se

zanemariti jer je naprezanje najčešće malo,

- savijanje – od uticaja tereta koji visi na užetu,

- prolom – javlja se usljed namotavanja užeta na bubanj i tom prilikom

nastoji svojim stezanjem polomiti bubanj (slika 5.).

Slika 5. Opterećenje i deformacija stijenke bubnja

Debljina stijenke bubnja može se odrediti samo na osnovu njegovog

opterećenja na prolom. Naprezanje na pritisak na mjestu namotaja užeta je

[ ] pdpU

p MPahtF

σσσ ≤⋅

⋅−= 5,0

gdje je:

[ ]NFU - sila u užetu

[ ]mmt - korak zavojnice

[ ]MPapd 60−σ - za bubanj od SL

[ ]MPapd 100−σ - za bubanj od Č.0345.

7

Kako se na mjestu namotavanja stijenka savija, javlja se i naprezanje na

savijanje

[ ]MPahD

F sdb

Us σσ ≤⋅

⋅⋅= 3

196,0

gdje je:

[ ]MPasd 2520 ÷≤σ - bubanj od SL

[ ]MPasd 50≤σ - bubanj od Č.0345

Debljina čeone ploče je

- za bubanj od SL hw ≈

- za bubanj u zavarenoj izvedbi (slika 6.) računa se iz izraza

[ ]MPawF

DD

dh

b

σσ ≤⋅

⋅−⋅= 2

1

32144,1

gdje je:

[ ]MPasd 50≤σ - dozvoljeni napon

[ ]NFFh ⋅≈ 1,0 - horizontalna sila u stijenki bubnja

[ ]mDb - prečnik bubnja

[ ]mD1 - vanjski prečnik glavčine

[ ]mmw - debljina čeone ploče.

Slika 6. Čeona ploča bubnja

8

5. VEZA UŽETA ZA BUBANJ

Pričvršćivanje kraja čeličnog užeta za za bubanj treba biti izvedeno tako

da je omogućeno njegovo lahko zamjenjivanje. Primjeri dobrog i pouzdanog

načina pričvršćivanja prikazani su na slici 7. Pričvršćivanje klinom sa nagibom

(slika 7.a) izvodi se tako što se kraj užeta obavlja oko čeličnog klina i zajedno s

njim stavlja u pripremljeni otvor na bubnju. Nagib na klinu obezbjeđuje

zaklinjavanje.

Slika 7. Primjeri pričvršćivanja užeta za bubanj

Proračun veze užeta s bubnjom vrši se na osnovu maksimalne sile u

užetu pri nazivnom opterećenju. Kada se kuka nalazi u krajnjem donjem

položaju, na bubnju ostaju još dva namotaja užeta ne računajući namotaje za

pričvršćivanje.

9

6. ZAKLJUČAK

Bubnjevi pretvaraju obrtno kretanje dijelova mehanizma za dizanje u

translatorno kretanje tereta, a služe i za uskladištenje užadi ili lanaca. Izrađuju

se livenjem od SL, rijeđe ČL i od čelika zavarivanjem. Mogu biti sa glatkom

površinom i sa žljebovima.

Svaki bubanj treba da ima dužinu da se uže namota u jednom sloju.

Prečnik mu zavisi od uslova u kojima radi kao i prečnika nosećeg elementa

(užeta).

Ukoliko se uže na bubanj namotava u više slojeva tada bubanj na

krajevima mora imati vijence najmanje 1,5 od prečnika užeta iznad najvišeg

sloja užeta.

Kod najnižeg položaja, kuke moraju ostati još dva namotaja užeta na

bubnju i krajevi užeta dobro pričvršćeni za bubanj.

10

ZADATAK:

Koturaču A, zanemarljivih dimenzija, nose dva štapa AB i AC koji su pod

uglom α=30° i β=60° prema vertikalnom štapu BC. Podizanje tereta Q vrši se

užetom koje je prebačeno preko kotura i namotava se na bubanj D. Odrediti sile

u štapovima, ako je obješeni teret Q=20 kN.

Trenje koturače, kao i prečnik kotura, zanemariti!

11

Q

α

β

B

A

C

D

α

RJEŠENJE:Zadano:

°

°

603020

===

βα

kNQ

Traži se:

???

===

C

U

B

SSS

1) Ako zanemarimo trenje kotura A i prečnik iz uvjeta ravnoteže slijedi da je sila

u užetu; kNQSU 20== .

2) Za određivanje vrijednosti sila u štapovima AB (SB) i AC (SC), kotur A ćemo

osloboditi svih veza kao na slici

Raspored sila u tački A

12

US

α α

CS Q

βBS

y’ y

x’

x

Za koordinatni system Axy:

( )( ) 0sin

0sinsin0

==⋅−⇒==−⋅−⋅

⇒=Σ

BU

UBU

x

SSQSQSSQ

F

ααα

( )

[ ]kNSSS

S

QSSQ

SSQF

C

C

C

C

C

C

CU

y

6,3473,12032023202

cos21/cos2

0coscos

0

=⋅=⋅=

⋅⋅=

⋅=−⋅−=⋅−

=+⋅−⋅−

⇒=Σ

αα

αα

13

Literatura

1. Nedžad Repčić, Mirsad Čolić, Alija Zuko: “Transportni uređaji”,

Sarajevo 1998.

2. Milan Tatomirović, Spasoje Velimirović: “Transport u proizvodnji”,

Beograd 1977.

3. Joza Sedlar: “Prenosila i dizala”, Zagreb 1973.

14

Sadržaj

1.UVOD 1

2. BUBNJEVI ZA UŽAD 2

3. OSNOVNE DIMENZIJE BUBNJA 3

4. PRORAČUN STJENKE BUBNJA 6

5. VEZA UŽETA ZA BUBANJ 8

6. ZAKLJUČAK 9

ZADATAK 10

RJEŠENJE 11

LITERATURA 13

15