More Related Content
What's hot (20)
Osovine i vratila
- 1. ZNAAJKE OSOVINA I VRATILA Osovine su strojni elementi koji slu転e za no邸enje i ule転i邸tenje mirujuih, nji邸uih ili rotirajuih dijelova, te za preuzimanje poprenih i eventualno uzdu転nih sila koje na te dijelove djeluju. Osovine mogu biti mirujue (dijelovi na njima rotiraju ili se nji邸u), slika 1a, ili rotirajue (dijelovi su na njima privr邸eni i rotiraju zajedno s njima), slika 1b, a optereene su na savijanje i rjee aksijalnim silama. Dakle, osovine ne prenose okretni moment. Slika 1: konstrukciske izvedbe osovina i vratila a) mirujua osovina b) rotirajua osovina c) vratilo Osovine su optereene poprenim silama FQ koje izazivaju savijanje, a ponekad i aksijalnom silom Fa koja uzrokuje vlak ili tlak. Smicanje izazvano poprenim silama se zanemaruje. Osovine ne prenose okretni moment i snagu pa nisu optereene torzijski. Radi smanjenja te転ine, osovine i vratila mogu biti 邸uplji, s uzdu転nim provrtom, 邸to poskupljuje izradu. Pri tome je korist od smanjenja te転ine vea nego 邸teta od smanjenja vrstoe i krutosti. Npr. vratilo s promjerom provrta 0,5揃d je lak邸e 25 %, a momenti otpora W i Wp se smanjuju samo oko 5 %.
- 2. Vratila su strojni elementi koji slu転e za prijenos okretnih momenata, i eventualno poprenih i uzdu転nih sila, te su optereena na torziju, odnosno torziju i savijanje (i eventualno tlak, vlak ili smik), slika 1c.Po obliku su slina osovinama i na sebi naje邸e nose razne strojne elemente koji takoer slu転e za prijenos snage - zupanike, remenice, lananike itd. Vratila su, za razliku od osovina, u pravilu rotirajui element. Rukavci su dijelovi osovina i vratila koji se vrte u kliznim kle転ajima (ili se le転ajevi vrte na osovinama). Oni mogu biti razliito oblikovani (slika 2), a prije svega moraju imati glatku povr邸inu koja se posti転e finim tokarenjem, bru邸enjem ili poliranjem. Za ostale dijelove osovine ili vratila obino nije potrebna tako fina obrada. Slika 2: Razliite izvedbe rukavaca a) cilindrini rukavac b) konini rukavac c)okrugli rukavac
- 3. MATERIJALI I OBLIKOVANJE OSOVINA I VRATILA Pri izboru materijala za osovine i vratila potrebno je, osim karakteristika vrstoe, uzeti u obzir i otpornost materijala na koncentraciju naprezanja, te otpornost na koroziju. Posebno je karakteristino za elike visoke vrstoe da su osjetljivi na koncentraciju naprezanja koja nastaje uz prijelaze s jednog na drugi promjer, uz 転ljebove za pera i klinove, 転ljebove za uskonike i slino. Za izradu osovina i vratila upotrebljavaju se konstrukcijski elici, pobolj邸ani elici i elici za cementiranje. Karakteristike vrstoe spomenutih materijala navedene su u tabeli 3. Sve osovine i vratila, a naroito ako su vuene i hladno vuene, a nisu normalizirane, imaju zaostala naprezanja: veliki tlak na povr邸inskom sloju, a niski vlak u jezgri.Poslije rezanja, a naroito poslije izrade utora za klin, ravnote転a zaostalih naprezanja se naru邸i, i vratilo se savine bez djelovanja vanjskog optereenja. Ovaj progib iznosi ak oko 1mm za vratilo promjera 50 na duljini utora od 1000 mm. Zato je obvezna zavr邸na obrada nakon rezanja utora za klin. Obino bru邸enje samo dosjednih ploha zadovoljava. Rukavci, prelazi,dosjedi, mjesta za brtvenice i sl. fino se tokare ili bruse, odnosno komprimiraju, lepuju ili obrauju superfini邸 postupkom. Ova zavr邸na obrada se bezuvjetno radi poslije termike obrade. Zbog naglih promjena presjeka uzrokovanih prijelazima s manjega na vei promjer i obrnuto, utorima za uskonike, rupama itd. osovine i vratila u pravilu trpe veliku koncentraciju naprezanja. Pri ciklikom optereenju ovo mo転e dovesti do loma zbog zamora materijala. Odgovarajuim oblikovanjem, posebno oko kritinih mjesta, ova opasnost se mo転e znatno ili potpuno ukloniti. Materijali za izradu Materijali osovina i vratila ISO / DIN / HRN: - Naje邸e: S275JR / St 44-2 / 0451, E295 / St 50-2 / 0545, za vea optereenja E335 / St 60-2 / 0645. - Kod veih zahtjeva se koriste elici za pobolj邸anje: C35E / Ck 35 / 1431, C45E / Ck45 / 1531, 34Cr4 / 34Cr4 / 4130, 41Cr4 / 41Cr4 / 4131, 42CrMo4 / 42CrMo4 / 4732 i sl. - Za vratila vozila se koriste elici za cementiranje: C15 / C15 / 1220, 16MnCr5 / 16MnCr5 / 4320, 20MnCr5 / 20MnCr5 / 4321, 18CrNi8 /18CrNi8 / 5421 i sl. elici za cementaciju su potrebni jer je na pojedinim mjestima (npr. na rukavcu u le転aju) potrebno da vratilo ima tvrdu povr邸inu, dok jezgra vratila ostaje mekana i 転ilava. Pri tome se koncentracija naprezanja na povr邸ini mora maksimalno smanjiti jer su elici visoke vrstoe vrlo osjetljivi na zareze. Radi u邸tede se vratila mogu izraivati i zavarivanjem iz dva dijela od razliitih materijala, npr. od jeftinog 0545 i skupog 5421 za zupanike.
- 4. Tabela 3.
- 5. Izrada osovina i vratila Osovine i vratila promjera do 80 mm mogu se dobiti izvlaenjem elinih 邸ipki na hladno, pri emu se posti転u tolerancije h8...h11, tako da naknadno tokarenje vi邸e nije potrebno. Promjeri do 150 mm izrauju se od elinih 邸ipki okruglog presjeka izvlaenjem na toplo, valjanjem na toplo ili tokarenjem. Deblje i slo転enije osovine i vratila izrauju se kovanjem, pre邸anjem ili lijevanjem. Rukavci, prijelazi s manjeg na vei promjer i boni oslonci se prema postavljenim zahtjevima fino tokare, bruse, poliraju ili tlae. Preporua se da promjeri osovina/vratila u (mm) budu standardni ili zaokru転eni brojevi. Zavr邸eci vratila promjera do 28 mm izrauju se s tolerancijom j6, od 28 do 50 s k6, a vei s m6. esto su zavr邸eci izraeni kao o転ljebljeni. Promjeri rukavaca su odreeni promjerom le転aja. Oblik ostalog dijela osovine/vratila je osim vrstoom i kruto邸u odreen drugim konstrukcijskim zahtjevima, nainom monta転e, izmjerama brtvi, uskonika itd. Osovine i vratila za brzine vrtnje iznad 1500 min1 moraju biti kruta, kruto ule転i邸tena i izbalansirana. Oblikovanje osovina i vratila Promjenljivo naprezanje pri savijanju izaziva na svim mjestima gdje postoji koncentracija naprezanja (utori, promjene presjeka, provrti) stalnu opasnost od loma usljed zamora materijala. Stoga oblikovati treba tako da skretanje silnica - zami邸ljenih linija po kojima se prenosi sila - bude 邸to bla転e. To e se postii ako na osovini/vratilu ne bude naglih promjena oblika. Opasnost od zamornog loma e se smanjiti ako povr邸inska obrada na mjestima skretanja sila bude 邸to finija. Poveana naprezanja k i k na mjestu koncentracije naprezanja i tok sile kod povoljnog i nepovoljnog oblikovanja: Ukoliko na promjenama promjera ne smije biti zaobljenje radi bonog oslanjanja pojedinih elemenata (valjnog le転aja, zupanika itd.), izrauju se 転ljebovi za izlaz alata koji takoer smanjuju koncentraciju naprezanja.
- 6. U pojedinim se presjecima mogu pojaviti koncentrirana (nagomilana optereenja). Do njih dolazi - Na mjestima promjene presjeka - Na mjestima sa zarezima - Na mjestima s utorima - Na mjestima s poprenim provrtima - Na mjestima gdje je povr邸ina hrapava ili o邸teena Znaaj oblika zareza jednakih dubina na veliinu vlanih naprezanja: