5 - tribomehanicki sistemi - zupcasti prenosnici.pdf

8/10/2019 5 - Tribomehanicki sistemi - Zupcasti prenosnici.pdf

1/51

Tr ibomehaniki

s is temi


2/51

Tribologi ja

ZUPASTIHPRENOSNIKA


3/51


4/51

TRENJEZUPASTIH PRENOSNIKA

Otpor koji se javlja pri relativnom pomeranju dva

tela u dodiru ili tela u sredini koja ga okruuje,a

koji nazivamo trenjem, prati i rad zupastihprenosnika. Osnovne posledice trenja u

zupanicima surasipanje energije, razliitistepeni iskorienja, habanjei povrede

zupanika. Parametri kojima se najeekvantificira trenje u zupanicima su: koeficijenttrenjai gubici energije u sprezi.


5/51

KOEFICIJENT TRENJA

Analiza kinematike sprezanja, kao i uslova kojezupanici u sprezi moraju da ispune, pokazujeda

komponente trenutnih brzina neke take dodira u pravcu

zajednike tangente na bokove spregnutihzubaca, nisu

niti moraju biti jednake. To znai da bokovi zubacaklizaju jedan po drugom, a jedino kada se bokovi zubaca

dodiruju u centralnoj taki nema klizanja i nastaje

kotrljanje. Trenje koje se javlja pri radu zupanika je u

principu zbir trenja klizanja i trenja kotrljanja. Kako se

pravci i intenziteti brzine klizanja i brzine kotrljanja

menjaju u periodu sprezanja, odnosno u intervalu

vremena od ulaska zuba u spregu do njegovog izlaska iz

sprege, logino je da se i trenjemenja u tom istom

intervalu.


6/51

Uobiajeno je da se kontakt dva spregnuta zupca

cilindrinih zupanika svodi narazmatranje kontakta dva

valjka, poto se moe uzeti da povrine bokova

predstavljaju delove povrinedva zamiljena valjka sapoluprenicima ravnim polu-prenicima krivina na mestu

dodira. Izmeu valjaka postoje uzajamni tangencijalni

kontakti, uslovljeni delovanjem normalne sile. Ako su

ugaone brzine valjka 1i 2, obimne brzine 1r1i 2r2se mogu smatrati brzinama krivih u taki kontakta dva

spregnuta zuba. Brzina klizanja je tada:


7/51

Kombinovanjem ovakvih teorijskih razmatranja i

eksperimentalnih ispitivanja, dobija se empirijska formula

za izraunavanja srednjeg koeficijenta trenja

zbir ugaonih brzina:

Kkonstanta

konstanta

konstante sa vrednostima manjim od 1.


8/51

SILE TRENJA I GUBICI ENERGIJE U

SPREZI

Gubici energije ili gubici snage u zupastom prenosu, a

koji se iskazuju preko stepena iskorienjaprenosnika, variraju od 0,5% do preko 80%, u

zavisnosti od tipa zupanika, leita, tanosti izrade,topografije kontaktnih povrina, optereenja,podmazivanjai dr. faktora. Kako apsolutni stepen

iskorienja (100%) ne moe egzistirati ni u teorijskim

razmatranjima i s obzirom na sve veu vrednost iznaajenergije, zadatak je konstruktora da uini sve kako bi

gubitke energije u prenosu minimizirao do granice

mogueg.


9/51

Za brze analize stepena iskorienja ili ako se ne

raspolae dovoljnim podacima za priblina

izraunavanja gubitaka u sprezi, opravdano je koristiti i

tabelu:

TIP ZUPANIKA

OPSEG

GUBITAKA

U SPREZI

| % |

Cilindrinihelikoidni

(spoljnjeozubljenje)

0,5 - 3

Cilindrini

helikoidni

(unutranje

ozubljenje)

0,5 - 3

Konini 0,5 - 3

Puni 2-50

Spiroidni 2-50

Hipoidni 2-50

Cilindrini helikoidni sa vratilima

koja se mimoilaze

5-50


10/51

NOMENKLATURA VRSTA HABANJAI

POVREDA ZUBA ZUPANIKA

NORMALNO HABANJE (POLIRANJE)

To je sporo odvoenje metala sa kontaktnih povrina.

Normalno habanje ne utie na radprenosnika u

intervalu vremena za koji je prenosnik konstruisan.

UMERENO HABANJE

je bre odvoenje metala sa kontaktnih

povrina. Vek zupanika se ne smanjuje.

RAZORNO HABANJE

je povreda, razaranje ili izmena oblika povrine

zuba zupanika usled habanja. Pri ovakvom

habanju znatno se skrauje vek i naruava

ravnomernost rada zupanika.


11/51

ABRAZIVNO HABANJE

je vrsta razornog habanje koje se karakteriepovredama

kontaktnih povrina usleddelovanja prljavtine,

mehanikih primesa uulju ili produkata habanja

zupanika i leita.

SCRATCHING

je tea forma abrazivnog habanja koje se

karakterie ogrebotinama i kratkim zarezima

u pravcu klizanja.

SCORING

je brzo odvoenje metala, izazvano kidanjemmalih

delova, zavarenih pri neposrednom dodiru kontaktnih

povrina, Karakterie sedubokim brazdama u pravcu

klizanja.

PODSECANJE ZUBA

se javlja usled nepravilnog ili netanogsprezanja.

Najee se javlja u obliku uskihtraka na kojima je

primetno intenzivnije habanje. Ova mesta su ponekad

prekrivena ijamicama. U teim sluajevima javljaju se i

izraene brazde


12/51

KOROZIONO HABANJE

je povreda zuba usled hemijskog dejstva kiselih

materijala, vlage ili primesa sadranih u ulju. Najee

se karakterie sitnim jamicama koje se gube tokom

vremena, ali je pri tome habanje vrlo intenzivno.

LJUSPANJE

Je vrsta habanja pri kome se sa povrine odvaja metal u

obliku vrlo tankih ljuspica, a na kontaktnim povrinama

ostaje mala, mutna i hrapava povrina

PREGREVANJE

nastaje kao rezultat dejstva vrlo visokih temperatura. Kao

posledica ove pojave mogu nastati razni oblici

intenzivnog habanja.

INICIJALNI PITING

se ispoljava u obliku sitnih jamica na dodirnici ili neto

ispod nje. Ovaj piting nije posebno opasan budui

da ga je lako odstraniti, a osim toga praktino je

neprogresivan.


13/51

RAZORNI PITING

se obino javlja ispod dodirnice.Broj jamica, kao i njihove

dimenzije se neprekidno uveavaju, tokonano dovodi

do povlaenjazupanika iz upotrebe.

TALASANJE

se ispoljava u obrazovanju talasastih grebena pod pravim

uglom na pravac klizanja. Javlja se uglavnom kod

cementiranih, hipoidnih pogonskih zupanika

VALJANJE I OJAANJEse skoro uvek javljaju istovremeno. Karakteriu se

pojavom grebena na vrhu i bonim ivicama zuba,

deformisanjem zaobljenja vrha zuba, obrazovanjem

udubljenja na pogonskom i grebena u zoni dodiragonjenog zupanika

SPALLING

se karakterie ljuspanjem vrha ibokova ivica zupanika.

Obrazovane prskotine su vee idublje od jamica

razornog pitinga.


14/51

OBRAZOVANJE GREBENA (BRAZDANJE)

je esti sluaj plastinog teenja.Karakterie se pojavom

grebena rasporeenih po dijagonalikontaktne povrine.

U nekim sluajevima povrede imaju strelasti

oblik u pravcu klizanja.

LOM USLED PREOPTEREENJAnajee nastaje pri delovanjuiznenadnih, veoma visokih

optereenja. Kod tvrdih i krtih metala,lom ima izgled

svilaste niti, a za ilavemetale izgled pokidanih vlakana.

LOM USLED PREVELIKOG HABANJA

moe nastati kao rezultat intenzivnogpitinga, ljuspanja ili

abrazije.

ZAMORNI LOM

je najrasprostranjeniji vid loma zuba. Ispoljava se u vidu

pukotine na optereenoj strani zuba, obino u oblasti

ivice poprenog preseka.Pukotina se iri du noge zuba

po dijagonali, sve do potpunog loma.


15/51

KALJENA PUKOTINA

nastaje kao rezultat koncentracije unutranjih napona pri

termikojobradi. Obino su izgleda kapilarnihpukotina

koje presecaju glavu zuba ili su smetene po radijusu

zaobljenja noge zuba.

PUKOTINE USLED BRUENJAnastaju usled nepravilne tehnologije bruenja ili

naruenog reimatermoobrade pukotine su uzrok

razornog loma, a u nekim sluajevimaprouzrokujurazaranje samo kontaktne povrine praeno ljuspanjem.

Napomena:

PLASTINO TEENJE - Deformacije povrinskog metalausled velikog optereenjaLOM- Pod lomom se podrazumeva potpuni prelom zuba ili

prelom njegovog veeg dela


16/51

NAJEE VRSTE HABANJAZUPANIKA

Nomenklatura vrsta habanja i povreda zuba zupanika

prua mogunost za identifikaciju brojnihmoguih vrsta

habanja koje se mogu pojaviti pri eksperimentalnim

ispitivanjima ili u eksploataciji. Analiza brojnih informacijapokazuje da se u normalnim uslovima eksploatacije

javljaju uglavnom odreene vrste habanja.

Lako je uoiti da je najea vrsta habanja koja se javlja

kod zupastih prenosnika piting, a da seostale vrstehabanja i povreda javljaju ree i pod odreenim

uslovima.


17/51

ZAMORNO HABANJE (PITING)

Piting je najea a istovremeno i najkarakteristinijavrsta habanja zupastih prenosnika.Internacionalni

naziv piting potie od engleske reci: pit-jamica i danas se

pod tim imenom pojavljuje u brojnoj svetskoj literaturi.

Fenomen pitinga privlai panju velikog broja naunika idanas. Pa ipak, brojni rezultati i brojne informacije

pokazuju da ova pojava ni do danas nema potpunih

odgovora, zato dalja izuavanja iz ove oblasti

predstavljaju aktuelnu i veoma interesantnuproblematiku.

U zavisnosti od naina nastajanja, razvoja, oblika i

uticaja na vek trajanja i pouzdanost zupastih

prenosnika, razlikujemo inicijalnii razornipiting.


18/51

INICIJALNI PITING se javlja u periodu uhodavanja,

najee kod zupanika od mekih materijala itermiki

neobraenih. Ispoljava se u obliku pojave malog brojajamica na dodirnici ili ispod nje. Uzrok nastajanja

inicijalnog pitinga je koncentracija naprezanja na

mestima izrazitijih povrinskihneravnina. Broj jamica

raste sve dotle dok se vrhovi izrazitih neravnina neodstrane, lokalna preoptereenja aktivnih povrina ne

smanje, a stvarna povrina dodira postane dovoljno

velika da moepreneti optereenje bez povreda.

Porastom stvarne povrine dodira dolazi do

ravnomernije raspodele optereenja i do prestankapojave novih jamica. Nastanak inicijalnog pitinga nije

mogue uvek spreiti,ali se zato moe znatno smanjiti

korekcijom sprezanja i tanijom izradom zupanika.


19/51

Proces RAZORNOG PITINGA moe se opisati na sledei

nain:U poetku, na nozi zuba zupanika oko podeonog

kruga, pojavljuju se male jamice, veliine glaveiode,

ponekad i krupnije. Broj jamica ne prekidno raste pri

istovremenom poveanju nekih od njih,usled ega se

neprekidno smanjuje stvarna povrina dodira.

Smanjenjem kontaktne povrine, rastukontaktni naponi

koji po dostizanju kritinih, vrednosti izazivaju plastine

deformacije ili intenzivno habanje.

Brojna ispitivanja vrena u ovoj oblasti pokazuju da se

razvoj razornog pitinga moe podeliti unekoliko faza:


20/51

I - U prvoj fazi nastaje izvesno razvlaenje materijalapovrine oblika klinai znatno vee od povrineinicijalnih

jamica koje e se pojaviti neto kasnije.

II- U drugoj fazi nastaje poveanje broja jamica.Novoformirane jamice zauzimaju mesto u nizu sa

prvoformiranim jamicama i priblino su istih dimenzija.

III- Pojava novih jamica koje sa ve postojeimformiraju povrinu oblika klinaje karakteristika treefaze. Karakteristino je za ovu fazu da se novoformirane

jamice javljaju na mestima blieoblasti pola, odnosno da se

razaranje zuba premeta ka polu i glavi prenosnika.

IV- U daljem stadijumu razvoja razornog pitinga, formiranejamice poveavaju svoje dimenzije svedok se neuklone granice izmeu jamica i sve jamice se ne spojeu jednu povrinu oblika klina. Dubina ovako razorene

povrine moe biti relativno mala.


21/51

V- Potpunom razaranju veeg dela aktivne povrine

prethodi pojava jamica veih dimenzija koje seformiraju uglavnom izvan oblasti ve obuhvaene

pitingom. Najee je to oblast kinematskogkruga.Novonastale jamice su kosog poloaja u odnosu na

aktivnu povrinu, pravilnog su oblika i

podseaju na oteenja nastala mehanikim putem.

VI- Kao konani stadijum razornog pitinga je razaranjeveeg dela aktivne povrine. Formiraju se prskotine,vee i dublje nego u ranijim fazama.Razorena povrina se

moe sastojati iz manjeg brojameusobno povezanih

razorenih povrina koje imaju formu veih rupa.

Oigledno je da pojava razornog pitinga, po zahvatanju

znatnog dela aktivne povrine zuba,naruava normalan

rad zupanika koji dovodi do povlaenja zupanika iz

upotrebe ili konano dozamornog loma.


22/51

Jasno se moe uoiti da su tangencijalni naponi smicanja

glavni uzrok nastajanju inicijalnih pukotinaiz kojih e u

narednim fazama i posle odreenog broja ciklusa nastati

piting. Aktivne povrine zuba su tokom celog procesasprezanja viekratno naizmenino podvrgnutenormalnim i

tangencijalnim naponima, a piting nastaje kad ovi naponi

preu vrednost granine izdrljivosti materijala.

Na ovom mestu valja napomenuti da nastajanju inicijalne

pukotine kao prvog stadijuma pitinga potpomae

raznorodnost strukture elika, u kojoj obino ima nemetalnih

ukljuaka, karbida.Napomenimo i to da je povrinski sloj

metala oslabljen spoljnim, mehanikim delovanjima (trenje,habanje, oksidacija, plastino teenje metala i dr.). Sve to

pokazuje da inicijalna pukotina kao prvi stadijum razvoja

pitinga moe nastati i na aktivnoj povrini zuba, a ne samo

ispod povrine, na mestumaksimalnih napona.


23/51

Rezultati velikog broja ispitivanja u eksploatacijskim i

laboratorijskim uslovima, mogu se svesti na nekoliko

osnovnih zakljuaka:

1. Piting zahvata povrinski sloj, najee do dubine 15 25 m .

2. Za razvoj pitinga neophodno je podmazivanje zupanika.

3. Piting se razvija u prvom redu na onim delovima aktivnih

povrina zuba na kojima dolazi dokoncentracije naprezanja.

4. Piting se javlja obino na nozi zuba, ree na glavi.

5. Pri podmazivanju uljima vee viskoznosti, oteana je pojava irazvoj pitinga.

6. Tvrdoa povrinskog sloja utie na razvoj pitinga.

7. Piting ne nastaje ili se ne razvija pri intenzivnom habanju (na pr.

pri prisustvu abrazivnih estica u ulju).

8. Piting nastaje najee kod cilindrinih zupanika sa pravim ikosim zubima, ree kodkoninih i skoro nikada kod hipoidnih.

Ovo se objanjava razliitim uslovima klizanja napovrini zuba.

9. Piting se ne javlja kod otvorenih prenosnika, prenosnika koji rade

bez podmazivanja ili se podmazuju kozistentnim mazivima.


24/51

HABANJE KAO POSLEDICA

RAZARANJA MAZIVOG SLOJA

Pri veim optereenjima, na kontaktnim povrinama aktivnih

povrina zuba, nastaju posebni uslovipodmazivanja. U

slojevima maziva nastaju veoma visoki pritisci usled ega

viskoznost ulja naglo poraste. Optereenje se jednim delom

prenosi preko hidrodinamikog sloja, a drugim delom prekoneravnina povrinskog sloja. Istraivanja pokazuju da pri

ovakvom optereenju, debljina maziva moebiti manja od

zbira visina neravnina spregnutih povrina zato to pod

optereenjem neravnine seelastino deformiu.

Izmeu hidrodinamikogpodmazivanja, kada su spregnutepovrine u normalnim uslovimarazdeljene relativno debelim

slojem ulja i graninogpodmazivanja kada su povrinerazdeljene adsorbovanim slojem (iz jednog ili nekoliko redova

orijentisanih molekula) postoji niz prelaznih faza.


25/51

Mesno razaranje celovitosti graninogmazivog sloja dovodi do

neposrednog dodira aktivnih povrinazuba zupanika, a kao

rezultat takvog sprezanja nastaju razliitepovrede zuba, razliite

po intenzitetu, ispoljavanju i uticaju na dalji rad zupanika. Razliitisu uzroci naruavanjacelovitosti mazivog sloja, a

osnovni bi bili:

visoko zagrevanje ulja u njegovom povrinskojsloju

primena nepogodnih ulja (na pr. nedovoljnog viskoziteta) nedovoljna koliinaulja pri podmazivanju

nedovoljni kvalitet radnih povrinazuba

velika optereenja.

Kao posledica razaranja sloja maziva mogu nastati razliitevrstehabanja, od kojih je najkarakteristinijaa istovremeno i

najopasnija scoring. Scoring se moepojaviti u vierazliitih

oblika koji su u literaturi engleskogjezikogpodrujapoznati pod

imenom: cold welding, scuffing, seizing, galling, itd.


26/51

SCORING

Scoring je veoma brzo odvoenje metala sa aktivnepovrine zuba i karakterie se znatnimpovredamazuba u obliku pruga, brazda, kidanja metala, itd.,

orjentisanih u pravcu klizanja.U poetnomstadijumu

scoring ima formu manjih riseva koji prelaze u ogrebotine,a u daljem stadijumu u brazde, pruge, kidanje metala.

Nastale povrede pokrivaju celu aktivnu povrinu ili

pojedine delove ove povrine.Scoring se moe

stabilizovati u svom poetnom obliku, ukoliko seblagovremeno i uspelo eliminiuuzroci nastajanja

scoringa, u protivnom postaje progresivan.

U zavisnosti od radnih uslova, a prema mehanizmu

nastajanja i razvoja, scoring moe biti:athezionii reui.


27/51

Athezioni scoring

Scoring athezionog tipa se moe podeliti u dve grupe:

1. U sluaju malih brzina klizanja i relativno niskihtemperatura, scoring nosi karakter iskidanih dubokih

brazda. Ova vrsta scoringa poznata je u literaturi i kao

hladni scoringili cold welding.

2. Pri srednjim i viim brzinama, praenim relativno visokim

temperaturama aktivnih povrina, javlja se scoring uobliku ravnomernih malih brazda, esto sa tragovima

otapanja metala. U literaturi engleskog jezikog podruja,

ovakav scoring se naziva i scuffing.


28/51

Razvoj athezionog scoringa prolazi kroz tri faze:

1.U prvoj fazi nastaju tangencijalne plastine deformacije povrinskogsloja. Te deformacije moraju biti dovoljno intenzivne da bi razorile

celovitost sloja maziva i na mestima razaranja ogolile spregnute povrine.

Razaranje mazivog sloja stimulie porast optereenja, a takoe i porasttemperature spregnutih povrina, tako to se pri tom smanjuje granica

teenja metala.

2.U drugoj fazi dolazi do nastajanja mesnih frikcionih veza izmeuatoma metala na mestima ogolelih povrina. Vezivanje nastaje kao

rezultat zbliavanja povrina i to onda kada rastojanje izmeuspregnutihpovrina bude dovoljno malo da omogui nastajanje metalnih veza.Do

uzajamne athezije spregnutih povrina moe doi i usled dejstva Wan der

Waals-ovih sila, mada su te sile same po sebi isuvie slabe da obezbede

vrste metalne veze koje bi dovele do pojave scoringa.Oigledno da za

pojavu metalnih veza neophodno je razaranje uljnih i svih drugih filmova.

3.U treoj fazi dolazi do raskidanja mesnih metalnih veza usled

relativnog kretanja spregnutih povrina. Pri tome se sa povrinaotkidaju estice metala, od kojih se neke lepe po povrini, ubrzavajui i

same dalji razvoj habanja.


29/51


30/51

PREGREVANJE

Pregrevanje moe dovesti do veoma intenzivnoghabanja i povreda aktivnih povrina zuba, usled

smanjenja tvrdoe pod dejstvom visokihtemperatura. Do pregrevanja dolazi usled delovanja

veoma visokih temperatura od spoljanjih izvorazagrevanja ili povienog trenja usled preoptereenja,

rada pri veoma visokim brzinama klizanja ili usled

podmazivanja nedovoljnom koliinom ulja i uljem,

neodgovarajueg kvaliteta.

Pri pregrevanju dolazi do promene boje aktivnih povrina

zuba slino kao kod bruenjaneodgovarajuim

reimima. Osim toga, u zavisnosti od stepena i mesta

pregrevanja, ono se moeodraziti i na prevremenu

pojavu zamornog habanja.


31/51


32/51

ABRAZIVNO HABANJE

Veliki broj otvorenih i zatvorenih zupastih prenosnika, rade uuslovima abrazivnog habanja. Abrazivno habanje, se

ispoljava u zarezivanju i delimino u rezanju aktivnihpovrina, tvrdim esticamaabrazivima.Abrazivne estice,estice blata, praine, peska, dospevaju na povrinu zuba,

mazivom ili iz vazduha, mada mogu biti i produkti drugih vrstahabanja.

Abrazivno habanje je tipino za otvorene prenosnike, mada se

u manjem broju javlja i kod zatvorenih prenosnika koji rade u

atmosferi punoj praine (prenosnici poljoprivrednih, rudarskih,

graevinskih, putnih i drugih maina).

Intenzitet abrazivnog habanja zavisi od koliine, dimenzija,

oblika, tvrdoe i svojstva esticaabraziva, tvrdoe i svojstva

materijala spregnutih povrina, specifinog pritiska, brzina

klizanja, karaktera podmazivanja i dr.


33/51

FAKTORI KOJI UTIU NA HABANJEZUPASTIH PRENOSNIKA

Habanje zupastih prenosnika zavisi od velikog broja

razliitih faktora: fizikih, hemijskihi mehanikihsvojstava samog materijala, hemijsko-termikeobrade, karakteristika podmazivanja, agresivnosti

sredine, temperature, topografije kontaktnihpovrina, radnih uslova (brzine i optereenja),tipaprenosnika, mehanike obrade (prethodne i zavrne) idr.

Veliki broj faktora kao i njihova kompleksna povezanostoteavaju kvantificiranje njihovih uticaja.Veoma esto

promena i samo jednog parametra izaziva lananu

promenu i mnogih drugih.


34/51

UTICAJ MATERIJALA

Metali su bili i ostaju osnovni materijali za sklopove ielemente u dodiru. Stvaraju se novi metalni sistemi,

razraeni na osnovu elika, gvoa,bakra, aluminijuma i

drugih legura.

Otpornost na habanje metala u velikoj meri zavisi odnjihove strukture, tipa sastava, koliine,morfologije i

njihovog uzajamnog poloaja. Sa poveanjem sastava

ugljenika raste tvrdoa i otpornostna habanje.

Svaka od strukturnih komponenata poseduje razliita isamo svoja svojstva, koja svakako treba uzeti u obzir pri

izboru tehnologije obrade metala za razliite reime rada

trenja. Veliki uticaj na otpornost na habanje pokazuje tip

kristalne reetke i orijentacija pravca klizanja pritrenju.


35/51

UTICAJ HEMIJSKO-TERMIKE OBRADE

Hemijsko-termike obrade se ostvaruju u tvrdim, tenim i

gasnim sredinama. Hemijsko-termike obrade metala dele se

na dve osnovne grupe:

1. Grupa hemijsko-termikih obrada kojima se na raunpoveanja tvrdoe kontaktnih povrina poveava i

otpornost na habanje. U ovu grupu spadaju irokoprimenjivani procesi: cementacija, azotiranje, nitrocementacija,

cijaniranje, boriranje.

2. U drugu grupu spadaju hemijsko-termike obrade koje stvaraju

tanak povrinski sloj metala, obogauju hemijskajedinjenja sa aktivnim elementima, poboljavaju protivzadirna svojstva i spreavaju mesna vezivanja i zadiranjapri trenju. U ovu grupu spadaju: sulfidiranje, sulfacijaniranje,

seleniranje, teluriranje... Njihovo delovanje se ogleda u

smanjenom koeficijentu trenja i lokalizaciji poetnog zadiranja


36/51

PODMAZIVANJE ZUPASTIHPRENOSNIKA

Osnovni cilj i zadatak podmazivanja zupanika je

smanjenje habanja, pa je zato uloga i uticaj maziva

veoma vana i odgovorna. Dobro odabrani zupanici pri

postojanom podmazivanju mogu raditi vie godina bez

izrazitijeg habanja i obrnuto, pri nedovoljnom inepravilnom podmazivanju, zupanici ve posle 0.5-1.0

asa rada mogu izai iz upotrebe.

Podmazivanje zupanika ima i druge funkcije:

smanjenje gubitaka trenja, hlaenje, smanjenjeuma, itd. Sve ovo govori o veoma vanoj uloziodmazivanja, pa se reavanju ovog problema u razvoju

tribolokih procesa mora posvetiti puna panja.


37/51

U zavisnosti od geometrijskih

karakteristika, eksploatacionih uslova,

nainapodmazivanja i dr., razlikujemo

sledeeosnovne reimepodmazivanja

zupastihprenosnika;

hidrodinamikopodmazivanje

meovitopodmazivanje

graninopodmazivanje elastohidrodinamikopodmazivanje


38/51


39/51

Pri graninom podmazivanju, optereenje prenose mono-

ili u veini sluajeva multi-molekularni slojevi sredstva zapodmazivanje. Ulogu sredstva za podmazivanje igraju ne

samo ulje ili pojedine njegove komponente ve i oksidni

slojevi i druga hemijska jedinjenja na spregnutim

povrinama zuba.

Na radnim profilima zuba klizanje je jednako nuli u polu

sprezanja i raste u pravcu korena i vrha zuba. Teoretski, u

polu je isto kotrljanje sa najizraenijim hidrodinamikim

efektom. Pomeranje take dodira od pola sve vei je uticaj

temperature koji dovodi do smanjenja viskoznosti i

smanjenja debljine sloja maziva izmeu zuba.


40/51


41/51

Za analizu fiziko-hemijskih osnova obrazovanjamazivog sloja izmeu spregnutih povrina,

posmatraemo par spregnutih zupanika sa pravim

zupcima. Umesto stvarnih evolventnih cilindara,

promenljivih u periodu sprezanja.

N i i l j i


42/51

Na nosivost mazivog sloja utie:

1. Kriva povrina zuba; to je manji radijus krivine to je iua zona sa malim zazorima u kojoj nastaju veliki pritisci

u mazivom sloju koji intenzivno opadaju na krajevimaklina usled naglog narastanja visine h. Ovo rezultira

smanjenjem nosivosti mazivog sloja.

2. Viskoznost maziva: Sa porastom viskoznosti raste sila

unutranjeg trenja, a time i nosivost mazivog sloja.

3. Brzina povrina zuba: Sa porastom ukupne brzineVu=V1+V2raste kinetika energija maziva, sabijenog u

suavajui kanal, pa zato i naglo raste rasklinjavajue

dejstvo maziva.

4. Veliina zazora hmin

: Smanjenjem hmin , raste veliinarelativnog suavanja kanala pri jednako krivim

povrinama, a time i nadpritisak. Nedopustivo je

smanjivati hminispod neke kritine vrednosti,jer

smanjenjem zazora raste habanje i uveava se opasnost

zadiranja.


43/51


44/51

Krive habanja zupanika podmazivanih sa razliitim

vrstama ulja


45/51

UTICAJ ULJA NA PITING ZUPANIKA

Svojim fiziko-hemijskim svojstvima i osobinama ulja

nesumljivo utiu na pojavu i razvoj pitinga. Uticaj ulja se

ispoljava u smanjenju kontaktnog pritiska na povrini,

odnosno u smanjenju napona u zubu. Pri zadatom

optereenju, ovo se ostvaruje poveanjem delahidrodinamikog ili jo bolje, elastohidrodinamikog

trenja, a to nesumljivo zavisi od viskoznosti ulja u zoni

dodira.

Produavanje veka trajanja zupanika do pojaveinicijalnih pukotina postie se smanjenjem trenja klizanja,

ovo se postiepoveanjem viskoznosti ulja u zoni

dodira.

Po pojavi inicijalnih pukotina ulje svojim delovanjem


46/51

Po pojavi inicijalnih pukotina, ulje svojim delovanjem

ubrzava proces razvoja pitinga. Pri sprezanju profila, ulje

se "zatvara" u pukotine i provodi izvesno vreme pod

veoma visokim pritiskom. Iznenadni pad pritiska stvara

efekat "eksplozije", praen upanjem estica materijala

sa povrine. Ulja sa visokom viskoznou pogoduju

smanjenju "eksplozivnog efekta.

Pri veim obimnim brzinama obrazuje se deblji mazivni

sloj.

Pri malim procentima sadraja vode u ulju, zupanici od

nerajueg elika, znatno su manjepodvrgnuti pitingu

nego zupanici od obinog elika.

Antikorozivni dodaci (na pr. aminohromat) , smanjujuopasnost od pitinga.

Dodaci protiv skoringa (na pr. na bazi hlora), smanjuju

verovatnou pojave korozije i mogu takoedoprineti

smanjenju opasnosti od pitinga.

S t d ij j b i i t j


47/51

Savremene tendencije poveanja brzine i optereenja

zupastih prenosnika, zahtevaju i nova ulja poveanog

kvaliteta. To se uspeno postie primenom sintetikih

ulja ija je proizvodnja znatno sloenija i skuplja negonaftnih ulja, u poslednje vreme najvei praktini znaaj

imaju sledee grupe sintetikih ulja:

sloeni etar (estar)

poliglikoli polisiloksani(silikoni).

Poveanje dinamike vrstoe bokova i konano

nosivosti zupanika, postie se korienjem sintetikih

ulja umesto naftnih (mineralnih). Sintetika uljaobezbeuju manje vrednosti koeficijentatrenja i manje

gubitke snage do kojih dolazi u sprezanju. Oigledno da

se pri korienju sintetikih ulja postie vea otpornost

na piting.


48/51

UTICAJ PODMAZIVANJA NA SKORING

Veliina optereenja pri kojoj dolazi do skoringa na

aktivnim povrinama zupanika, najveim delom zavisi

od:

1. brzine klizanja ili proporcionalno od brzine obrtanja

zupanika,

2. parametara ulja: nominalne i radne viskoznosti,

hemijskog sastava, temperature, koliine,

3. parametara zupanika: materijala, tvrdoe,mikrostrukture i hrapavosti radnih povrina.

Skoring poinje na krajnjim delovima profila zuba, gde je

i klizanje najvee. Obino ne nastaje u polu gde je

klizanje minimalno ili sasvim odsustvuje.


49/51

PREPORUKE ZA IZBOR ULJA

1. Primena ulja veih viskoznosti je sasvim opravdana jer ovakva

ulja pogoduju stvaranju hidrodinamikog podmazivanja ilipoveavaju hidrodinamiki deo u meovitom podmazivanju.

Istovremeno, sa porastom viskoznosti smanjuje se habanje,

poveava se otpornost na pojavu i razvoj pitinga i skoringa.

2. Ali primenom ulja visoke viskoznosti poveava se gubitak

snage (usled otezanog mukanja i istiskivanja iz zazora meu

zubima), posloava podmazivanje u cirkulacionim sistemima,

pogoravaodvoenje toplote.

3. Izbor ulja u veini sluajeva treba vriti

kompromisno.Teoretski, najbolja reenja bi se postizalaprimenom isto naftnih ulja, maksimalne viskoznosti pri

strujnom podmazivanju. Meutim,u praksi tonije uvek mogue,

pa se esto pribegava primenjivanju ulja manje viskoznosti ija

se nosivost poveava dodavanjem antiskoring aditiva.


50/51

NAINI PODMAZIVANJA


51/51

5 - tribomehanicki sistemi - zupcasti prenosnici.pdf

Documents