MAŠINSKI ELEMENTI (Mirko Babić, Ljiljana Babić)

UVOD Svaka mašina, uređaj ili oruđe sastoji se od više delova – mašinskih elemenata. Veoma veliki broj različitih elemenata. Skup mašinskih elemenata koji predstavlja neku funkcionalnu celinu je podsklop. Dva ili više podsklopova čine sklop ili mašinsku grupu, a dve ili više mašinskih grupa čine celovitu mašinsku konstrukciju (mašinu, aparat, uređaj ili oruđe). Primer celovite mašinske konstrukcije – kombajn za grožđe, traktor i sl..

Sl. 1. Mašinske konstrukcije

(levo – sklop, u sredini – mašinska grupa, desno - celovite mašinska konstrukcije) Generalna podela mašinskih elemanata: - Opšti mašinski elementi, (češće prisutni na konstrukcijama) - Posebni mašinski elementi, Podela opštih mašinskih elemenata: - Prva podgrupa – elementi za vezu (zavrtnji, zakivci, klinovi, opruge, zavari-uslovno), - Druga podgrupa – elementi za prenos snage i obrtnog momenta (frikcioni točkovi, kaišnici sa

kaiševima, zučanici i lančanici sa lancima) - Treća podgrupa – elementi obrtnog kretanja (osovine, osovinice, vratila i rukavci) - Četvrta podgrupa – elementi za spajanje i oslanjanje obrtnih elemenata (spojnice i ležišta) i - Peta podgrupa – elementi za provođenje fluida i regulisanje protoka (cevi, cevni zatvarači, cevni

elementi). Posebni mašinski elementi: klip motora, klipni prstenovi, ventili... Mašinski elementi se proračunavaju na opterećanja (zatezanje, pritisak, savijanje, uvijanje, smicanje, izvijanje). U nima se javljaju naprezanja (normani i tangencijalni naponi), deformacije,. Mora se pažljivo odabrati materijal, odrediti oblik i dimenzije. Konstruktor mora da vodi računa o mogućnosti izrade mašinskog elementa. Kvalitet površine ponekad je veoma bitan. ELEMENTI ZA VEZU Elementi za razdvojive veze: 1.Zavrtnji (vijci)

Služe za razdvojive veze sa zazorom, razdvojive veze pod pritiskom, zatvanje otvora, fina merenja, pretvaranjr obrtnog u pravolinijsko kretanje... Stablo sa zavojnim delom, glava i navrtka. Prema obliku glave sa: kvadratnom, pravougaonom, šestougaonom, cilindričnom (sa prorezom za odvrtač) , poluloptastom (sa prorezom za odvrtač) i dr. Prema konstrukcionom obliku: sa navrtkom, bez navrtke, goli i itd. Zavojnica: 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

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

Sl. 5. Profili navoja Prateći elementi: Podmetači – obični, elastični i ostali Osigurači – sprečavaju odvrtanje Ključevi i odvrtači – alat za zavrtanje i odvrtanje

Sl.6. Prateći elementi zavrtenjava (levo – podmetači, , desno - ključevi)

2. Klinovi Dele se na uzdužne i poprečne klinove. Uzdužni klinovi: Razdvojiva veza vratila sa glavčinom zupčanika, kaišnika i sl. Klinovi sa kukom, klin bez kuke, zaobljeni klin, segmentni klin Klin sa nagibom i bez nagiba Poprečni klinovi: Nastavljanje dva mašinska dela koji prenose aksijalna opterećenja.

Sl. 7. Uzdužni (levo) i poprečni (desno – pozicija 1) klinovi

3. Opruge Opruge se pod dejstvom sila deformišu, a nakon prestanka dejstva vraćaju se u prvobitni oblik. Akumulacija energije (časovnik), amortizacija udara (amortizer), merenje sila (dinamometar), prinudno kretanje (opruge ventila), ograničenje pritiska (ventili sigurnosti). Fleksione opruge: lamelasta greda, lamelasta konzola, spirala Torzione: štap, cilindrična zavojnica.

Sl. 8. Fleksione opruge

Sl. 9. Torzione opruge

Elementi za nerazdvojive veze: 1. Zakivci Ostvaruje se: čvrsta mehanička veza (mostovske konstrukcije, dizalice...), hermetička 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 višeredne.

Sl. 10. Veza zakivcima

2. Zavarivanje Zavarivanje je spajanje dva istorodna materijala, uz zagrevanje sa ili bez dodavanja posebnog materijala. Prednosti: lakše konstrukcije, brža izvedba, bolja hermetičnost, bez buke, estetika... Mane: otpornost na vibracije, kvalitet zavisi od zavarivača i postojanje zaostalih napona. Vrste sastavaka: čeoni, preklopni, ugaoni, Oblici zavara: trougao, udubljen, ispupčen, K, X... Postupci Pritiskom: kovačko, gasno, električnim otporom, ultrazvučno... Topljenjem: livačko, gasno, električnim lukom, plazmom, lasersko... 3. Lemljenje Spajanje raznorodnih materijala Meko lemljenje – niska temperatura, hermetična veza, bez većih sila Tvrdo lemljenje – viša temperatura, hermetična veza, podnosi veća opterećenja 4. Lepljenje Savremeni lepkovi mogu da zamene lemljenje, a ponekad i zavarivanje. Sve se više primenjuju u mašinstvu. ELEMENTI ZA PRENOS SNAGE I OBRTNOG MOMENTA 1. Frikcioni točkovi Frkcioni prenos se ostvaruje neposrednim ili postrednim dodirom točkova. Snaga i obrtni moment se prenosi silom trenja. Postoje cilindrični i konični frikcioni točkovi. Dele se još na ravne i profilisane frikcione točkove.

Sl. 11. Frikcioni točkovi

2. Kaišni prenos Ako se dva točka spoje kaišem ostvaruje se kaišni prenos (sl. 12). Vezivanje točkova može biti izvedeno na različite načine. Profili kaiša mogu biti: pravougaoni, kružni, trapezni (klinasti), polukružni, trouglasti i dr. kaiševi mogu biti i ozubljeni (sl. 12 – desno).

Sl. 12. Kaišni prenos i profili kaiša 3. Zupčasti prenos Zupčasti prenos ostvaruje se neposrednim dodirom ozubljenih točkova (sl. 13). U zavisnosti od geometrijskog oblika zupčanici se dele na: cilindrične, konične i hiperboloidne. Najčešći profil zupca je evolventa kruga. Zupčanici mogu biti sa: pravim, kosim, strelastim i krivim zupcima. Postoje spoljna i unutrašnja ozubljenja.

Sl. 13.Primeri zupčanika sa pravim zupcima (a- zupčasta letva i cilindični zupčanik , b – cilindrični zupčanici sa pravim zupcima i spoljnjim ozubljenjem, c - cilindrični zupčanici sa pravim zupcima i

unutrašnjim ozubljenjem jednog zupčanika)

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

Sl. 15. Zupčanici sa krivim zupcima

Sl. 16 Primeri različitih zupčanika

4. Lančasti prenos Dva ozubljena točka spojena odgovarajućim lancem čine lančasti prenos (sl. 17). Lančasti prenos služi za prenos snage i obrtnog momenta između vratila koja su na većem rastojanju.

Sl. 17. Lančasti prenosi

ELEMENTI OBRTNOG KRETANJA Osovine Osovine su izuženi mašinski elementi koji su najčešće kružnog poprečnog preseka. One ne prenose sangu ni obrtni moment. Elementi za prenos snage i obrtnog momenta ne nalaze u čvrstoj vezi sa osovinama. Opterećene su samo na savijanje. Osovinice Osovinice su kratke osovine koje služe za ostvarivanje zglavkastih veza.

Sl. 18. Osovinice

Vratila Za razliku od osovina vratila su opterećena obrtnim momentom i na njima se obično nalazi u čvrstoj vezi neki od elemenata za prenos snage i obrtnog momenta. Opterećena su na uvijanje i savijanje.

Sl. 19. Primeri vratila (gore - ožlebljeno vratilo, dole – kolenasto vratilo motora)

Rukavci Rukavci služe za oslanjanje osovina i vratila. Mogu biti radijalni i aksijalni. ELEMENTI ZA SPAJANJE I OSLANJANJE OBRTNIH ELEMENATA

Ležišta Ležišta ili ležajevi su elementi za oslanjanje vratila i osovina. Prema konstruktivnom obliku dele se na: klizna i kotrljajna. Prema pravcu delovanja sile dele se na: radijalna, aksijalna i radiaksijalna. Klizna ležišta karakterišu se trenjem klizanja između tela ležišta i posteljice (sl. 20). Kotrljajni ležaji karakterišu se postojanjem elemenata kotrljanja. Ti elementi mogu biti kuglice, valjčići, konusi, burići i iglice (sl. 22).

Sl. 20 Klizno ležište (levo i desno – radijalno, u sredini - aksijalno)

Sl. 21. Kotrljajna ležišta (gore – radijalno sa kuglicama,dole levo- aksijalno sa kuglicama, dole u

sredini – radiaksijalno sa konusima, dole desno – igličasto)

Sl. 22. Oblici kotrljajućih tela u ležištu

Spojnice Služe za prenos snage i obrtnog momenta po dužini vratila. Pomoću ovih elemenata uzdužno se spajaju dva vratila tako da snaga sa lednog prelazi na drugo aksijalno. Postoji vrlo veliki broj različitih konstrukcija spojnica. Dele se na: krute, pokretljive, elastične, automatske, zglavkaste i dr.

Sl. 22. Elastične spojnice

Sl. 23. Kandžasta spojnica

Sl. 24. Razdvojiva spojnica na motornom vozilu – kvačilo (levo – disk, desno – ceo mehanizam)

____________________________ Vežbe i način verifikacije znanja Na vežbama se ponavlja gradivo sa predavanja uz praktično prikazivanje mašinskih elemenata. Provera znanja je teorijski test i usmeni ispit.