Univerzitet u Novom Sadu Tehnički fakultet „Mihajlo Pupin“ Zrenjanin
Tehnologija montaže - seminarski rad Predmet: Tehnologija montaže
Profesor: Prof. drŽivoslavAdamović
Student: DušanVukelja Brojindeksa: II 14/13 Smer: Mašinskoinženjerstvo Zrenjanin, 2016.godina
SADRŽAJ
1.
Nerazdvojivi spojevi ................................................................................................ 1 1.1
Montaža zavarivanjem ......................................................................................1
2. Montaža spojnica ...........................................................................................................4 2.1 Zglobna (kardanova) spojnica ................................................................................4 3. Hidraulične pumpe 3.1 Aksijalne klipne pumpe .....................................................6 4. Klipni pneumatski motori .............................................................................................8 4.1 Radijalni klipni motor .............................................................................................. 8 5. Mehanički funkcionalni spojevi ..................................................................................10 5.1 Montaža kliznih ležajeva .......................................................................................10 6. Literatura......................................................................................................................13
1. Nerazdvojivispojevi 1.1
Montaža zavarivanjem
Dok se razdvojivi spojevi po potrebi mogu razdvojiti i ponovo spojiti bez oštećenja delova koji se spajaju, nerazdvojivi spojevi ne dopuštaju ili bar ne sa lakoćom kao razdvojivi. Postoji mnogo načina za ostvarivanje takvih veza, među kojima su: 1. 2. 3. 4. 5.
Zavarivanje, Lemljenje, Lepljenje, Zakivanje, Presovanje, itd.
Zavarivanje je proces izrade nerazdojivog spoja uspostavljanjem međuatomskih veza između delova koji se zavaruju, pri kome se pojedinačno ili kombinovano koristi toplotna i mehanička energija, a po potrebi i dodatni materijal. Postupci zavarivanja, koji se najčešće koriste u praksi, zasnovani su na lokalnom zagrevanju materijala iznad temperature topljenja, kada zavareni spoj nastaje očvršćavanjem (elektrolučno), ili na lokalnom zagrevanju materijala do temperature topljenja, kada zavareni spoj nastaje uz dodatno delovanje pritiska (elektrootporno). Zvarivanjem je moguće spajanje metala sa metalom, nemetala sa nemetalom i metala sa nemetalom, ali se u praktičnom smislu podrazumeva spajanje matala sa metalom.
1
Slika 2. Izgled elektrode i metala u toku zavarivanja Zavarljivost: Materijal je zavarljiv ako su ispunjena tri uslova jedan za drugim. - Moguće je ostvariti materijalni kontinuitet zavarenog spoja između ivica delova koje treba spojiti, bez grešaka koje se javljaju prilikom izrade šava (operativna zavarljivost) - Šav i njegova okolina moraju imati tražene osobine (metalurška zavarljivost) - Zavarena konstrukcija treba da ima osobine koje odgovaraju donrom ponašanju konstrukcije za vreme eksploatacije (konstruktivna zavarljivost) U zavarenim spojevima razlikujemo: - Spoj (međusobni položaj delova koji se spajaju) - Šav (materijalizovano mesto spajanja) - Zavar (rezultat topljenja elektrode) Spojevi mogu biti: - Sučeoni, - Preklopni, - Ugaoni, - Krstasti,
Slika 2. Izgled različitih spojeva Karakteristike procesa zavarivanja 2
1. Topljenje, u kojem učestvuju ivice delova koji se spajaju, 2. Lokalizacija pojave topljenja, koja izaziva veliku termičku heterogenost u metalnoj masi, Usled topljenja koje se javlja, zavarivanje se može posmatrati kao: - Topionička operacija, - Operacija toplotne obrade - Metalurška operacija Činioci koji određuju ponašanje metala pod uticajem zavarivanja su : osnovni hemijski sastav, struktura, fizičko-hemijska konstrukcija. Zona uticaja temperature Usled prethodno opisanih uzroka, jasno je da se osobine materijala menjaju u zonama oko šava, i da su u šavu i oko šava različite od onih u osnovnom materijalu koji nije pretrpeo uticaj topote zavarivanja.
3
Slika 3. Uticaj zavarivanja na strukturu osnovnog materijala Mogući defekti - Tople prsline, koje nastaju obično usled vsokih sopstvenih napona usled sprečenog skupljanja, - Hladne prsline nastaju usled prisustva vodonika u šavu - Pojava pslina ispod zavara, - Poroznost je rezultat zarobljivanja gasova prilikom očvršćavanja.
2. Montaža spojnica 2.1 Zglobna (kardanova) spojnica Spojnice su mašinski elementi koji služe za spajanje krajeva dva ili više vratila u jednu celinu. Nerazdvojive spojnice spajaju vratila u jednu kinematičku krutu celinu, koja se može razdvojiti samo rasklapanjem spojnice. Prema načinu prenošenja obrtog momenta i mogućnosti kompenzacije netačnosti položaja vratila, dele se na krute i prilagodljive. Razlika je u tome što se kod krutih spojnica spajaju vratila u jednu statičku celinu, i svi udari, vibracije i neravnomernosti obrtnog momenta prenose se u potpunosti sa jednog vratila na drugo. Ove spojnice prenose ne samo momente uvijanja već i momente savijanja sa jednog na drugo vratilo. Dok kod primene prilagodljivih elastičnih spojnica one imaju mogućnost kompenzacije manjih radijalnih, aksijalnih i ugaonih odstupanja osa vratila. Njihova osnovna prednost je u mogućnosti prigušenja udara i vibraija, kao i smanjenje neravnomernosti u prenosu kretanja. Zglobna spojnica Ova spojnica omoguuje spajanje vratila čije se ose seku pod većim uglom. Ugao između osa vratila (ugao prelamanja) može biti stalan i promenljiv i to teorijski u granicama od 0-45°, a u praksi je od 5-30°.
4
Slika 4. Kardanovo vratilo
Princip rada ove sponjnice zasniva se na dva pod 90° postavljena zgloba, gde svaki zglob pojedinačno može da se pomera u jednoj raavni. Zglobovi se sastoje od dve viljuške čije su ušice preko rukavaca spojene sa kardanovim krstom.
Slika 5. Krst kardana Viljuške su preko odgovarajućih glavčina spojene sa vratilima. Obzirom da su zglobovi postavljeni pod 90° i svaki od njih može da se kreće u jednoj ravni, to ova dva osnovna kretanja omogućuju u prostoru bilo koji ugaoni položaj spojenih vratila. Kod spajanja paralelnih vratila čiji se položaj u toku rada menja primenjuje se teleskopsko međuvratilo. Izrađuje se iz dva međusobno žlebnom vezom spojena dela, koji se podmazuju mašću pomoću odgovarajuće mazalice. Ovakva kardanova vratila predviđena su za prenos velikih obrtnih momenata. 5
Kardanov krst je preko igličastih ležajeva spojen sa polutkama spojnice i međuvratilom, pri čemu se ležaj odgovarajuće zaptiva, a preko mazalice povremeno puni mašću. Polutke spojnice spajaju se sa pogonskim i gonjenim vratilom prirubnicom sa podešenim i čvrsto pritegnutim zavrtnjevima.
3. Hidraulične pumpe 3.1 Aksijalne klipne pumpe Hidraulička pumpa je kao pogonski stroj sastavni deo hidrauličkog pogona, kojem je dovedena mehanička energija (najčešće od strane elektromotora) i koji je pretvara u energiju hidrauličnu energiju tj. energiju strujanja i pritiska radnog hidrauličkog fluida. Hidraulične pumpe se njačešće svrstavaju u dve grupe i to: - Obrtne hidraulične pumpe, - Klipne hidraulične pumpe. Ova podela se zasniva na kostrukciji radnog elementa. Klipne pumpe imaju radne organe izrađene u obliku klipova koji se kreću u cilindričnim šupljinama (cilindrima), smeštenim u cilindarskom bloku. Klipne pumpe se najčešće izrađuju sa mogućnošću regulisanja protoka. Protokom pumpi se može upravljati na više načina: - Ručno upravljanje, - Elektrohidraulično daljinsko upravljanje, - Hidraulično servo upravljanje, - Automatsko upravljanje po pritisku. U rotacionim klipnim pumpama radni organi su klipovi, a zapremine koje se istisuju zatvaraju se potiskujućim elementima u cilindrične šupljine obrtnog rotora (cilindarskog bloka). Razlikujemo radijalne rotacione klipne pumpe – sa radijalno postavljenim cilindrma u odnosu na osu obrtanja rotora i aksijalne rotacione klipne pumpe – sa aksijalno postavljenim cilindrima u odnosu na osu obrtanja cilindarskog blokam kod kojih se kretane klipova vrši pomoću ploče nagnute u odnosu na rotor. Kod prvih pumpi klipovi se kreću po jednoj ravni, a kod drugih u 6
prostoru. Aksijalan položaj klipova pogodniji je za visoke brzine i male torzione momente, a radijalan za veće torzione momente i male brzine, čija minimalna vrednost ide do 5 o/min i niže. Aksijalne pumpe srednje snage (oko 10-15 kW) imaju, u poređenju sa radijalnim, preimućstva u pogledu težine: Njihova težina, pri jednakim ostalim uslovima manja je od težine radijalnih pumpi oko 2 puta. Aksijalne klipne pumpe Ove pumpe i motori se mogu podeliti u dve osnovne grupe: 1. Klipne pumpe sa nagnutom pločom – aksijalne klipne pumpe koj kojih se osa cilindarskog bloka poklapa sa osom ulaznog (pogonskog) vratila.
Slika 6. Aksijalna klipna pumpa sa nagnutom pločom 2. Klipne pumpe sa koso postavljenim cilindarskim blokom – aksijalne klipne pumpe kod kojih se osa laznog vratila ne poklapa sa osom kose ploče.
7
Slika 7. Aksijalna klipna pumpa sa koso postavljenim blokom Kod prve grupe kosa ploča opisuje trajektoriju u obliku osmoce; kod pumpi druge grupe kretanje ploče vrši se po krugu u ravni normalnoj na osu pogonskog vratila. Kod većine konstrukcija ovakvih pumpi cilindarski blok se obrće, tj. cilindri se kreću u odnosu na telo, što omogućuje jednostavno razvođenje tečnosti, koje se obično vrši kroz otvore u obliku srpa. Protok pumpe reguliše se promenom ugla nagiba ose ploče u odnosu na osu cilindarskog bloka, što se vrši ili promenom položaja cilindarskog bloka, pri nepromonjenom položaju ose kose ploče, ili obrnuto. Aksijalne pumpe sa razvodnom pločom omogućuju da se izrade usisni kanali većih dimenzija nego kod radijalnih pumpi sa razvodnim rukavcem, i zato dozvoljavaju veće brojeve obrtaja.
4.Klipni pneumatski motori 4.1 Radijalni klipni motor Princip funkcionisanja pneumatskih motora ogleda se u sledećem; Energija pritiska (sadržana u komprimovanom vazduhu) u pneumatskim motorima retvara se u mehanički rad. Vazduh pod pritiskom deluje na sve zidove prostora u kome se nalazi. Ako jedan deo može da se kreće pod dejstvom pritiska vazduha, nastupiće kretanje i trajaće sve dok postoji pritisak koji 8
(pomnožen površinom na koju deluje) daje veću silu nego što je sila otpora. Zavisno od konstrukcije pneumatskog motora izlazno vratilo može imati obrtno ili translatorno kretanje. Na osnovu toga, pneumatski motori se mogu podeliti u dve osnovne grupe, i to: 1. Rotirajući, i 2. pravolinijski Zahvaljujući svojoj konstrukciji pneumatski klipni motori dozvoljavaju velika opterećenja u svim područjima broja obrtaja. Posebno su podesno za opremu gde se zahteva mali broj obrtaja pri velikom momentu pokretanja. Radijalni klipni motori Na slici br. 8 prikazan je presek radijalnog klipnog motora, korišćenog među klipnim motorima. U zavisnosti od toga da li je ventil podešen za obrtanje u desno ili levo, komprimovani vazduh kroz jedan ili drugi kanal – prema razvodnom ventilu. Razvodni i ventil imaju dva kanala za obrtanje udesno ili ulevo.
najčešće prigušni se kreće prigušni
Kada se razvodni ventil obrće, komprimovani vazduh se kanalima razvodi u cilindre gd se širi i potiskuje klip u donji položaj. Vazduh iz glavnog odvoda prolazi kroz posebno predviđen kanal razvodnog ventila u kućište motora i kroz prigušivač buke izlazi u atmosferu. Kada razvodni ventil zatvori glavni odvod za vazduh, u cilidru ostaje izvesna koločina komprimovanog vazduha, sabijena usled podizanja klipa.
Slika 9. Radijalni klipni motor 9
5. Mehanički funkcionalni spojevi 5.1 Montaža kliznih ležajeva Ležajevi služe za prenošenje sile između delova koji se nalaze u relativnom kretanju jedan prema drugome. Obzirom na vrstu trenja u ležaju dele se na: klizne i kotrljajne ležajeve. Trenje koje se javlja u mašinskim konstrukcijama vrlo često možemo iskoristiti u pozitivne svrhe (frikcione spojnice, frikcioni prenosnici, itd.), ali nam takođe često stvara velike probleme. Problemi su naročito izraženi kod mašinskih delova koji poseduju određeni obrtni momenat, a da su pritom opterećeni nekim opterećenjem i u “direktnom“ su dodiru sa drugim elementom koji miruje ili se kreće nekom drugom brzinom u istom ili suprotnom smeru u odnosu na prvi element. Upravo iz potrebe trenja, u ovakvim slučajevima javila se potreba za ležištima. Ležišta bi mogli nazvati posrednim elementom između druga dva elementa koja su u dodiru (rukavca i vratila, vratila i kućišta). Osim funkcije eliminacije trenja na dodirnim površinama, ležišta imaju i ulogu smanjenja otpora kretanju vratila, u što većoj meri, jer samim tim smanjujemo gubitke određene mašine. Takođe je jako bitan faktor broj obrtaja koje ležište mora izdržati. Pri definisanju jednog ležišta potrebno je definisati: 1. Geometrijske karakteristike ležišta, 2. nosivost ležišta, 3. broj obrtaja koju ležište mora izdržati, 4. opseg temperatura pri kojima ležište radi Prema konstrukciji ležišta delimo u tri grupe: 1. klizna ležišta, 2. kotrljajna ležišta, 3. beskontaktna ležišta (magnetna)
10
Montaža kliznih ležajeva Klizna ležišta su mašinski sklopovi koji se najčešće ugrađuju u oslonce vratila i osovina. Osnovna uloga im je prenošenje opterećenja sa pokretnih na nepokretne delove mašina i obezbeđivanje uslova za relativno kretanje obrtnih delova. Kod kliznih ležišta međusobna pokretljivost delova u dodiru i prenošenje opterećenja ostvaruje se posredsvom klizanja, kada rukavac klizi po posteljici ležišta. Suvo mehaničko trenje se posredstvom fluida transformiše u viskozno trenje fluida. Prednosti kliznih ležišta: - Primenjuju se tamo gde nije moguće ubaciti kotrljajuće ležaje, jer mogu biti jednodelna, dvodelna i višedelna, - primenjuju se za prečnike vratila do 15 mm i preko 300 mm, - pogodna su i za najveće brzine, - imaju relativno dug vek zahvaljujući podmaivanju, - amortizuju udare i udarna opterećenja, - imaju mogućnost prigušenja buke i vibracija, - jednostavne konstrukcije. Nedostaci: - Veliki gubici energije zbog trenja, - habanje dodirnih površina. Podela kliznih ležajeva: Prema pravcu dejstva sile dele se na: - radijalna klizna ležišta, - aksijalna klizna ležišta, - radijalno-aksijalna klizna ležišta Prema načinu ostvarivanja pritiska u ulju: - Hidrostatička i hidrodinamička Prema načinu uležištenja: - fiksirana (prenose radijalne i aksijalne sile) 11
- slobodna (prenose samo radijalne sile i dozvoljavaju mala pomeranja u aksijalnom pravcu) Prema stanju dodirnih površina dele se na: - suvim trenjem, - polutečnim trenjem, - tečnim trenjem. Osnovni delovi ležišta su rukavac i ležišna posteljica.
Slika 10. Neke izvedbe radijalnih i aksijalnih ležajeva
12
6.Literatura 1. "Konstrukcijski elementi I", Tehnički fakultet Rijeka, Božidar Križan i Saša Zelenika, 2011. 2. “Tehnologija montaže“, Prof. dr Živoslav Adamović i grupa autora, Banja Luka 2010. 3. "Elementi strojeva", Karl-Heinz Decker, Tehnička knjiga Zagreb, 1975.
13
