• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Osovine i vratila
 

Osovine i vratila

on

  • 2,369 views

 

Statistics

Views

Total Views
2,369
Views on SlideShare
2,369
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
22
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Osovine i vratila Osovine i vratila Document Transcript

    • ZNAČAJKE OSOVINA I VRATILAOsovine su strojni elementi koji služe za nošenje i uležištenje mirujućih, njišućih ilirotirajućih dijelova, te za preuzimanje poprečnih i eventualno uzdužnih sila koje na te dijelovedjeluju. Osovine mogu biti mirujuće (dijelovi na njima rotiraju ili se njišu), slika 1a, ili rotirajuće(dijelovi su na njima pričvršćeni i rotiraju zajedno s njima), slika 1b, a opterećene su nasavijanje i rjeĎe – aksijalnim silama. Dakle, osovine ne prenose okretni moment. Slika 1: konstrukciske izvedbe osovina i vratila a) mirujuća osovina b) rotirajuća osovina c) vratiloOsovine su opterećene poprečnim silama FQ koje izazivaju savijanje, a ponekad iaksijalnom silom Fa koja uzrokuje vlak ili tlak. Smicanje izazvano poprečnimsilama se zanemaruje. Osovine ne prenose okretni moment i snagu pa nisu opterećenetorzijski.Radi smanjenja težine, osovine i vratila mogu biti šuplji, s uzdužnim provrtom, štoposkupljuje izradu. Pri tome je korist od smanjenja težine veća nego šteta odsmanjenja čvrstoće i krutosti. Npr. vratilo s promjerom provrta 0,5·d je lakše 25 %,a momenti otpora W i Wp se smanjuju samo oko 5 %.
    • Vratila su strojni elementi koji služe za prijenos okretnih momenata, i eventualno poprečnihi uzdužnih sila, te su opterećena na torziju, odnosno torziju i savijanje (i eventualno tlak, vlakili smik), slika 1c.Po obliku su slična osovinama i na sebi najčešće nose razne strojneelemente koji takoĎer služe za prijenos snage - zupčanike, remenice, lančanike itd.Vratila su, za razliku od osovina, u pravilu rotirajući element.Rukavci su dijelovi osovina i vratila koji se vrte u kliznim kležajima (ili se ležajevi vrte naosovinama). Oni mogu biti različito oblikovani (slika 2), a prije svega moraju imati glatkupovršinu koja se postiže finim tokarenjem, brušenjem ili poliranjem. Za ostale dijeloveosovine ili vratila obično nije potrebna tako fina obrada. Slika 2: Različite izvedbe rukavaca a) cilindrični rukavac b) konični rukavac c)okrugli rukavac
    • MATERIJALI I OBLIKOVANJE OSOVINA I VRATILAPri izboru materijala za osovine i vratila potrebno je, osim karakteristika čvrstoće, uzeti uobzir i otpornost materijala na koncentraciju naprezanja, te otpornost na koroziju.Posebno je karakteristično za čelike visoke čvrstoće da su osjetljivi na koncentracijunaprezanja koja nastaje uz prijelaze s jednog na drugi promjer, uz žljebove za pera i klinove,žljebove za uskočnike i slično. Za izradu osovina i vratila upotrebljavaju se konstrukcijskičelici, poboljšani čelici i čelici za cementiranje. Karakteristike čvrstoće spomenutih materijalanavedene su u tabeli 3.Sve osovine i vratila, a naročito ako su vučene i hladno vučene, a nisu normalizirane, imajuzaostala naprezanja: veliki tlak na površinskom sloju, a niski vlak u jezgri.Poslijerezanja, a naročito poslije izrade utora za klin, ravnoteža zaostalih naprezanja se naruši, ivratilo se savine bez djelovanja vanjskog opterećenja. Ovaj progib iznosi čak oko 1mm zavratilo promjera ∅ 50 na duljini utora od 1000 mm. Zato je obvezna završna obrada nakonrezanja utora za klin. Obično brušenje samo dosjednih ploha zadovoljava. Rukavci,prelazi,dosjedi, mjesta za brtvenice i sl. fino se tokare ili bruse, odnosno komprimiraju, lepujuili obraĎuju superfiniš postupkom. Ova završna obrada se bezuvjetno radi poslije termičkeobrade.Zbog naglih promjena presjeka uzrokovanih prijelazima s manjega na veći promjer i obrnuto,utorima za uskočnike, rupama itd. osovine i vratila u pravilu trpe veliku koncentracijunaprezanja. Pri cikličkom opterećenju ovo može dovesti do loma zbog zamora materijala.Odgovarajućim oblikovanjem, posebno oko kritičnih mjesta, ova opasnost se može znatno ilipotpuno ukloniti.Materijali za izraduMaterijali osovina i vratila ISO / DIN / HRN:- Najčešće: S275JR / St 44-2 / Č0451, E295 / St 50-2 / Č0545, za većaopterećenja E335 / St 60-2 / Č0645.- Kod većih zahtjeva se koriste čelici za poboljšanje: C35E / Ck 35 / Č1431,C45E / Ck45 / Č1531, 34Cr4 / 34Cr4 / Č4130, 41Cr4 / 41Cr4 / Č4131,42CrMo4 / 42CrMo4 / Č4732 i sl.- Za vratila vozila se koriste čelici za cementiranje: C15 / C15 / Č1220,16MnCr5 / 16MnCr5 / Č4320, 20MnCr5 / 20MnCr5 / Č4321, 18CrNi8/18CrNi8 / Č5421 i sl.Čelici za cementaciju su potrebni jer je na pojedinim mjestima (npr. na rukavcu uležaju) potrebno da vratilo ima tvrdu površinu, dok jezgra vratila ostaje mekana ižilava. Pri tome se koncentracija naprezanja na površini mora maksimalno smanjitijer su čelici visoke čvrstoće vrlo osjetljivi na zareze.Radi uštede se vratila mogu izraĎivati i zavarivanjem iz dva dijela od različitihmaterijala, npr. od jeftinog Č0545 i skupog Č5421 za zupčanike.
    • Tabela 3.
    • Izrada osovina i vratilaOsovine i vratila promjera do 80 mm mogu se dobiti izvlačenjem čeličnih šipki nahladno, pri čemu se postižu tolerancije h8...h11, tako da naknadno tokarenje višenije potrebno.Promjeri do 150 mm izraĎuju se od čeličnih šipki okruglog presjeka izvlačenjemna toplo, valjanjem na toplo ili tokarenjem.Deblje i složenije osovine i vratila izraĎuju se kovanjem, prešanjem ili lijevanjem.Rukavci, prijelazi s manjeg na veći promjer i bočni oslonci se prema postavljenimzahtjevima fino tokare, bruse, poliraju ili tlače.Preporuča se da promjeri osovina/vratila u (mm) budu standardni ili zaokruženibrojevi. Završeci vratila promjera do 28 mm izraĎuju se s tolerancijom j6, od 28 do50 s k6, a veći s m6. Često su završeci izraĎeni kao ožljebljeni. Promjeri rukavacasu odreĎeni promjerom ležaja. Oblik ostalog dijela osovine/vratila je osimčvrstoćom i krutošću odreĎen drugim konstrukcijskim zahtjevima, načinommontaže, izmjerama brtvi, uskočnika itd.Osovine i vratila za brzine vrtnje iznad 1500 min–1 moraju biti kruta, krutouležištena i izbalansirana.Oblikovanje osovina i vratilaPromjenljivo naprezanje pri savijanju izaziva na svim mjestima gdje postojikoncentracija naprezanja (utori, promjene presjeka, provrti) stalnu opasnost odloma usljed zamora materijala. Stoga oblikovati treba tako da skretanje silnica -zamišljenih linija po kojima se prenosi sila - bude što blaže. To će se postići ako naosovini/vratilu ne bude naglih promjena oblika.Opasnost od zamornog loma će se smanjiti ako površinska obrada na mjestimaskretanja sila bude što finija.Povećana naprezanja σk i τk na mjestu koncentracije naprezanja i tok sile kodpovoljnog i nepovoljnog oblikovanja:Ukoliko na promjenama promjera ne smije biti zaobljenje radi bočnog oslanjanjapojedinih elemenata (valjnog ležaja, zupčanika itd.), izraĎuju se žljebovi za izlazalata koji takoĎer smanjuju koncentraciju naprezanja.
    • U pojedinim se presjecima mogu pojaviti koncentrirana (nagomilana opterećenja). Do njih dolazi - Na mjestima promjene presjeka - Na mjestima sa zarezima - Na mjestima s utorima - Na mjestima s poprečnim provrtima - Na mjestima gdje je površina hrapava ili oštećenaZnačaj oblika zareza jednakih dubina na veličinu vlačnih naprezanja: