MAŠINSKI ELEMENTI - NASTAVNE PREZENTACIJE - MAŠINSKI SPOJEVI

Transcript

1 - NASTAVNE PREZENTACIJE -

2 Fizičko hemijsko spajanje (zavarivanje, lemljenje, lijepljenje); Trenje (presovani spojevi, stezni spojevi); Oblik (ožljebljeni spojevi, klin bez nagiba, zglobne veze..); Kombinovano - trenje i oblik (klin sa nagibom) Međusobni odnos: kruti i elastični; Mogućnost razdvajanja: Razdvojive veze, (navojni, stezni, žlebni, klinom, čivijama, prstenovima, zglobni, elastični); Nerazdvojive veze, (zavareni, zakovani, zalepljeni, zalemljeni); Vrste, podjela

3 NAVOJNI SPOJEVI Prednosti: Relativno kretanje mašinskih dijelova, pretvaranje obrtnog momenta, spajanje, međusobno pritiskivanje, zaptivanje, precizno pomjeranje, podešavanje mjernih instrumenata Podjela (prema pokretljivosti): Pokretni navojni spojevi (navojni prenosnici) Nepokretni navojni spojevi (zavrtanjske veze) - Neposredni - Posredni Navojni spojevi, prednosti, podjela

4 z tan y d L y L y y d y d y b) y x a) Dobijanje zavojnice (a) i navoja (b)

5 Spoljašnji (a) i unutrašnji (b) navoj

6 Navojni par

7 DIN 13T1 JUS M.B0.012 d = mm Dva stepena prioriteta P = 0, mm Označava se slovom M i nazivnim prečnikom d (Md) M20 standardni profili Metrički navoj krupnog koraka- M

8 DIN 13T2 JUS M.B0.013 d = mm P = 0,2...8 mm Najčešće d = mm, P = 1-6 mm Označava se slovom M i nazivnim prečnikom i korakom P: M d P M20 1,5 standardni profili Metrički navoj sitnog koraka- M

9 Označava se slovom G i nazivnim prečnikom u colovima: G 1/4". Cilindrični spoljašnji i unutrašnji navoj za cevi i armaturu standardom je propisan za prečnike G 1/16"...G 1/4" mm). Ranije je korišćen Vitvortov (Whithworth) cevni navoj i on je sličnih dimenzija tako da se u novim konstrukcijama zamenjuje navojem prema ISO 228 standardni profili cevni navoj (G)

10 JUS M.B0.062 odnosno DIN 103 Oznaka: Trd P na primer: Tr jednohodi trapezni navoj nazivnog prečnika 36 mm i koraka 6mm; Tr 36 12P6 -dvohodi trapezni navoj nazivnog prečnika 36 mm sa hodom L=12mm i korakom P = 6mm. Standardizovan je za prečnike mm i to za svaki prečnik do 20 mm sa dve, a preko 20 mm sa tri različite veličine koraka (sitni, normalni i krupni korak). Može biti jednohodi i višehodi. - standardni profili Trapezni navoj- Tr

11 Kosi navoj je standardizovan (DIN 513) za područje prečnika mm i korake mm. Oznaka S d P S 48 8 (normalni korak), S 48 3 (sitni korak), S (krupni korak). Može biti jednohodi i višehodi navoj. Namenjen je za prenošenje velikih jednosmerno promenljivih opterećenja. - standardni profili Kosi navoj- S

12 Oznaka Rd d P na primer Rd48 1/6". Nominalni prečnik navoja izražen je u mm a korak u colovima (inčima). Obli navoj je standardizovan za područje nazivnih prečnika mm sa korakom P = 1/10"...1/4"(DIN 405). Za pokretne navojne parove, na primer kod železničkih vozila primenjuje se obli navoj JUS M.B d = mm. - standardni profili Obli navoj- Rd

13 Obli navoj- Rd

14 a) navoj za drvo; b) navoj za lim; v) elektro-navoj; g) navoj za oklopne cevi Posebne vrste navoja

15 Oznaka tolerancija: - za metrički navoj krupnog koraka M20-4H/3h, - za metrički navoj sitnog koraka M20 1,5-4H/3h - gde je odstupanje prečnika unutrašnjeg navoja (D1, D2) u tolerancijskom polju H i kvalitetu 4, - odstupanje prečnika spoljašnjeg navoja (d, d2, d3) u tolerancijskom polju h i kvalitetu 3 Tolerancija navoja

16 unutrašnji navoj G H m p D d d 2 = D 2 e g h spoljašnji navoj d 3 D 1 d 2 = D 2 Naleganja u navojnim parovima razvrstana su u tri klase: A - fina - za navoje u preciznom mašinstvu; B - srednja - za navoje u opštem mašinstvu; C - gruba - za navoje bez posebnih zahteva Tolerancija navoja

17 D d d 2 = D 2 unutrašnji navoj spoljašnji navoj d 3 D 1 d 2 = D 2 e G g H m p H/m čvrsto naleganje sa malim preklopom; H/p čvrsto naleganje sa velikim preklopom; H/h labavo naleganje sa malim zazorom; H/g; G/h labavo naleganje sa srednjim zazorom; H/e labavo naleganje sa velikim zazorom h Tolerancija navoja

18 a) б) в) Fini, srednji i grubi navoj

19 MATERIJALI ZA IZRADU NAVOJA Prema EN ili DIN EN 898 Oznaka metarijala napr. 6.8 Rm = 6 x 100 = 600 N/mm2 Re = 6 x 8 x 10 = 480 N/mm2 DIN EN ISO 3506 nerđajući zavrtnji: A - austenitni čelici, primer A3-80, sa zateznom čvrstoćom većom od 800 N/mm2 B - martenzitni čelici C - feritni čelici Materijali

20 IZRADA NAVOJA I ZAŠTITA OD KOROZIJE Skidanejm strugotine, čelik za automate Bez skidanja strugotine, valjanje, na toplo preko M24, inače na hladno Zaštitne prevlake: nemetalne galvanski nanešene metalne zaštitne prevlake toplo pocinkovanje antikorozioni materijali Materijali

21 Nasilni lom navojnog spoja

22 Vrste - Zavrtnjevi sa šestougaonom glavom EN 24014

23 Zavrtnjevi sa šestougaonom glavom

24 EN najčešće primenjeni, 5.6, 8.8, 10.9 Zavrtnjevi sa šestougaonom glavom

25 DIN EN ISO 4762 visoka nosivost, kompaktne konstrukcije, 8.8, 10.9 i 12.9 Zavrtnjevi sa cilindričnom glavom

26 DIN 835 i DIN , kućišta prenosnika, turbina, motora, ležaja, 5.6, 8.8, 10.9 Usadni (svorni) zavrtnjevi

27 ISO 7435, 7434, 4026 obezbeđenje međusobnog položaja delova Uvrtni zavrtnjevi

28 Zavrtnjevi za lim (a) i drvo (b), temeljni zavrtnjevi (v), elastični zavrtnjevi (g), navojni čep (d). Posebne vrste zavrtnjeva

29 Облици навртки: а,б) висока и ниска шестоугаона навртка; в,г) висока и ниска четвороугаона навртка; д,ђ) висока и ниска шестоугаона крунаста навртка; е) навртка са жлебовима по ободу; ж) криласта навртка; з) нарецкана навртка; и,ј,к,л) висока и ниска крунаста навртка; љ) навртка са чеоним урезима; м) навртка са чеоним рупама; н) навртка са рупама по ободу; Navrtke

30 OPTEREĆENJE I NAPREZANJE POKRETNIH NAVOJNIH SPOJEVA Va aksijalna brzina; Vt obimna brzina, Vkl rezultujuća brzina klizanja v a v t tan v kl v 2 t v 2 a v a n L Kinematika navojnih parova

31 T T n T Tn otpor trenja na dodirnim površinama navojnog spoja; Tμ otpor trenja na dodirnoj površini pritiskivača i glave navojnog vretena I-I - SAMO NA UVIJANJE II-II- UVIJANJE Tμ I AKSIJALNA SILA F Opterećenje pokretnog navojnog spoja

32 F F tan d t 2 d T F F 2 tan F aksijalna sila (pritisna sila prese); Ft obimna sila (redukovana sila obrtnog momenta) ; Fn normalna sila na dodirnoj površini navojnog spoja; Fμ sila trenja Tn moment otpora trenja na dodirnoj površini navojnog spoja n t 2 2 Sile u navojnom paru pritezanje prese

33 Za trouglasti profil, FN =F/cos(α/2) F F N cos 2 F n F / cos tan 2 n n Sile u navojnom paru pritezanje prese

34 F t F tan n T n F d 2 2 tan n > n Nesamokočeći navoj, Ft ne menja smer, samo sila trenja Sile u navojnom paru otpuštanje prese

35 F T t n F tan F d 2 2 n tan n n > Samokočeći navoj, suprotan obrtni momenat, promena smera Ft Sile u navojnom paru otpuštanje prese

36 Sile u navojnom paru 2 d F T T T T n u s u s d d d d d Pritezanje prese 2 2 tan 2 d d d F T T T n t n 2 2 tan 2 d d d F T T T n t n Otpuštanje prese Srednji prečnik prstenaste dodirne površine

37 P k v a F d F 2 tan 2 P d T F d d 2 tan n 2 d 2 P P k d tan tan d n d 2 Pk korisna snaga Pd dovedena snaga η stepen iskorištenja kod samokočećih navoja η<0,5 P P k d tan tan Za slučaj da je Tμ=0 Stepen iskorišćenja u navojnom paru n

38 Vrste zavrtanjskih veza: Nepritegnute zavrtanj nije prethodno pritegnut (pre delovanja spoljašnje radne sile) Prethodno pritegnute pre delovanja radne sile Fr, veza opterećena silom Fp Po pravcu delovanja radne sile: Uzdužno opterećene zavrtanjske veze Poprečno opterećene zavrtanjske veze Ostvarivanje zavrtanjskih veza

39 F p c z z c b b Pre pritezanja Posle pritezanja tan tan z b c c z b F F p z p b C- krutost λ deformacija Tp- moment pritezanja Opterećenje zvrtanjske veze u toku pritezanja

40 T p T n T F p d d 2 tan n 2 d 2 Raspodela opterećenja kod pritezanja

41 Pre pritezanja Posle pritezanja Delovanje radne sile Sile i deformacije kod zavrtanjske veze

42 Određivanje krutosti zavrtnja i i z z A l E c 1 ' ' A l A l A l A l A l A l g g i i

43 c b Fp b A b l b E b A b d 4 a l a 2 D Ako je lb 8d i DA 3 da b 2 0 Krutost spojenih dijelova b)- uticajni konus

44 Силе и деформације код завртањске везе: а) стање на крају монтаже; б) стање код деловања радне силе; в) деформациони дијаграм код деловања радне силе. Sile i deformacije kod zavrtanjske veze, statičko opterećenje

45 c c c F F F F F F c c b z b r z b z z z z 1 1 Fz Fb c c z b Fb Fz c z z c F F r z b cz F z F r Fr ' c c z b Fz cz ' F c c r z b Sile i deformacije kod zavrtanjske veze

46 Fb Fr Fz Fr 1 Fb Fp Fb Fp Fr 1 Fz Fp Fz Fb Fr Sile i deformacije kod zavrtanjske veze

47 F a F F F F z max z min r max r min 2 2 F zsr F rmax rmin Fp 2 F Dinamički opterećena zavrtanjska veza

48 Fsr ukupna poprečna radna sila z- broj zavrtnjeva popr. opt. zavrtanjske veze μ - koef. trenja između dodirnih površina spojenih delova Fp - potrebna sila prethodnog pritezanja F p F F sr n z 0 Frikciona popr. opter. zavrtanjska veza

49 Деформациони дијаграми зависно од нападне тачке радне силе: а) упрошћен случај; б) стварно стање. q ' ' l c z c z q c b l b b Deformacioni dijagrami

50 а) попречно оптерећена фрикциона завртањска веза б) веза поклопца са удаљеном нападном тачком радне силе у односу на раван додира спојених делова (неповољни случај); в) и г) исто као претходни случај али је нападна тачка радне силе ближе радни додира спојених делова. Položaj (faktor) napadne tačke radne sile

51 Plastične def.zavise od: vrste i veličine naprezanja, čvrstoće spojenih delova, hrapavosti dod. površina, broja dodirnih površina Fp Fp p z b Pad sile pritezanja cz cb F ' c c c p p p b z b Plastične deformacije na dod.površ.

52 F F F F 1 F b r z r p F - Kritična radna sila p Fr 1 F F 1 Sr stepen sigurnosti protiv razdvajanja S r r p > 1 F F 1 r r Plastične deformacije na dod.površ.

53 a F a A A a 1,1 A 3 a S Provera dinamičke izdržljivosti zavrtanjske veze

54 а) Радна сила код завртањске везе без претходног притезања; б,в) Деформациони дијаграми претходно притегнуте завртањске везе: б) веза са крутим завртњевима и еластичним деловима z < b в) веза са еластичним завртњевима и крутим деловима z > b Mere za povećanje dinamičke nosivosti

55 Elastični zavrtnjevi konstrukciono izvođenje

56 Elastični zavrtnjevi ugradnja

57 Расподела оптерећења дуж навојног споја: a) притиснута навртка; б) еластична навртка; в) затегнута навртка Raspodela opterećenja u navojnom spoju

58 ξp- faktor pritezanja FPM potrebna sila pritezanja F p max p > F p min 1 F F F PM p max p p min F PM p Fp min p Fb Fr 1 F p F 1 PM p F b Sr F r Montaža i sila pritezanje zavrtanjskih veza

59 Samoodvrtanje zbog pojave mikroklizanja u navojnom spoju. Navojci zavrtnja i navrtke imaju suprotne smerove deformacije. Pojava - disanja navrtke, mogućnost potpunog labavljenja veze Proces samoodvrtanja zavrtanjske veze

60 Кинематички сигурносни елементи: а) крунаста навртка DIN 935; б) сигурносна подложна плочица од лима DIN 432, 1804; в) осигурање помоћу жице. Sigurnosni elementi

61 U toku montaže, max ekv napon na kraju pritezanja 3 0,9 R 2 2 i PM PM zdoz p0,2 Maksimalna sila u zavrtnju F PM F F F F Fgr z max gr z 0,2 F F 0,1 F σpm- normalni napon zatezanja u toku montaže; z τpm- tangentni napon usled uvijanja u toku pritezanja; Fpm sila pritezanja; Fgr - granična sila; Fzmax max. Sila u zavrtnju, ako još nije došlo do trajnih deformacija; ΔFz dodatna sila u zavrtnju; Fo,2 sila koja u zavrtnju izaziva napon koji odgovara granici tečenja; r 0,2 Max.opterećenja i naprezanja zav.veza

62 Četiri moguće grupe: Opšti slučaj, promenjiva uzdužna radna sila Fr, zahteva se obezbeđenje garantovane sile između spojenih delova Promenjiva radna sila Fr, ne zahteva se garantovana sila između spojenih delova Ne deluje radna sila Fr, ali se zahteva garantovana sila imeđu spojenih delova (zbog zaptivanja ili ostvarivanja preklopa) Deluje poprečna radna sila Fs, prenosi se trenjem između spojenih delova Prethodno pritegnute zavrtanjske veze

63 Proračun sadrži sledeće korake: Prethodni izbor veličine zavrtnja i kvaliteta materijala Provera sile pritezanja u toku montaže Provera momenta pritezanja u toku montaže Provera nosivosti zavrtanjske veze (statičke i dinamičke) Provera provršinskog pritiska između zavrtnja i spojenih delova PRILOG П24-16 Preth pritegnute zavrtanjske veze -proračun

64 Deformacioni dijagram zavrtanjske veze

65 p F s i A 2 Fs D sdoz p doz P doz = 1,2 Re statičko opt ili P doz = 0,9 Re - dinamičko opt Popr. opter. smicajna zavrtanjska veza

66 Kod grupne zavrtanjske veze treba biti ispunjeno sledeće: svi zavrtnjevi treba da budu istog oblika i dimenzija, dimenzionisanje zavrtnjeva izvodi se prema najopterećenijem zavrtnju, po mogućnosti zavrtnjevi trebaju biti simetrično raspoređeni (po krugu, kvadratu ili pravougaoniku) i pritegnuti istom silom, bolje je grupnu zavrtanjsku vezu izvesti sa većim brojem zavrtnjeva manjih dimenzija, nego sa manjim brojem zavrtnjeva većih dimenzija, pritezanje zavrtnjeva pri montaži vršiti postepeno i po tačno određenom redosledu. Grupne zavrtanjske veze

67 1. Uzdužno opterećena zavrtanjska veza sa simetričnim rasporedom zavrtnjeva F r F r F r F z R F R FR rezultujuće opterećenje z broj zavrtnjeva Fr radna sila po jednom zavrnju Grupne zavrtanjske veze karakteristični slučajevi

68 2. Poprečno opterećena grupna zavrtanjska veza F s F sr r s1 ξr - Faktor neravnomjerne raspodjele opterećenja r r 1 - kod frikcionih zavrtanjskih veza 1,3...1,5 - kod smicajnih zavrtanjskih veza z F 2T r z D Grupne zavrtanjske veze

69 3. Složeno opterećena grupna zavrtanjska veza Smicajna zavrtanjska veza F max F R z l l 2 1 l 1 l 2 2 z = 2 zn = 6 Frikciona zavrtanjska veza F max FR l z l 2 1 l 1 l 2 2 FR z 0 n Grupne zavrtanjske veze

70 Pokretni navojni spojevi pretvaraju obrtno kretanje u translatorno Navojno vreteno i navrtka Ručne dizalice, stege, prese, svlakači, fina pomernja kod instrumenata i alatnih mašina Pokretni navojni spojevi

71 Pokretni navojni spojevi

72 Pokretni navojni spojevi

73 Prethodno usvajanje dimenzija A 3 z( p) doz F z( p) doz Stepen sigurnosti S iznosi S = 1, kod statičkog opterećenja; S= kod dinamičkog opterećenja S Pokretni navojni spojevi

74 Prethodno usvajanje dimenzija Prečnik jezgra navoja d F S lk E 2 Pokretni navojni spojevi

75 Provera čvrstoće navojnog vretena Poprečni presek I - I uvijanje t T W p S t Stepen sigurnosti S iznosi S = 1,5 - kod statičkog opterećenja; S = 2 - kod dinamičkog opterećenja Pokretni navojni spojevi

76 Poprečni presek II- II - pritisak - p S F A 3 p Pokretni navojni spojevi

77 Poprečni presek II- II - uvijanje - t T W p S t Pokretni navojni spojevi

78 Poprečni presek II- II - ukupni stepen sigurnosti - S S S S S 2 2 Stepen sigurnosti S iznosi S = 1,5 - kod statičkog opterećenja; S = 2 - kod dinamičkog opterećenja Pokretni navojni spojevi

79 Poprečni presek II- II Vitkost vretena - izvijanje - S i k mp 4l k d 3 Pokretni navojni spojevi

80 Poprečni presek II- II - izvijanje - S i Si = Euler; Si = Tetmajer k mp Pokretni navojni spojevi

81 Proračun navrtke p F F P A l d H uk n 2 1 p doz Pokretni navojni spojevi

82 Pokretni navojni spojevi

83 Pokretni navojni spojevi

84 Pokretni navojni spojevi