KONSTRUKTIVNO TEHNIKE KARAKTERISTIKE FRIKCIONIH PRENOSNIKA

KONSTRUKTIVNO TEHNIKE KARAKTERISTIKE FRIKCIONO PRENOSNIKA

S E M I N A R S K I R A D

TRANSPORTNA SREDSTVA I UREAJI

Predmetni nastavnik: Student:Jasmin KariProd.dr.Ibrahim Jusufrani Br.Indeksa:S-153/12

Travnik, mart 2015. God

SADRAJ1. UVOD32. FRIKCIONI PRENOSNICI42.1 KINEMATSKI FAKTORI FRIKCIONOG PARA42.2 KONUSNI KINEMATSKI PAROVI52.3 OPTEREENJE FRIKCIONOG PARA52.4 FRIKCIONI VARIJATORI62.5 NOSIVOST, KLIZANJE I HABANJE72.6 MATERIJALI FRIKCIONIH PAROVA82.7 PREDNOSTI I NEDOSTACI FRIKCIONIH PRENOSNIKA93. ZAKLJUAK104. LITERATURA11

1. UVOD

Prenosnik predstavlja skup funkcionalno povezanih mainskih elemenata iji je zadatak prenoenje i transformacija mehanike energije i ugaone brzine od izlaznog vratila pogonske maine do radne maine. Prema principu rada, prenosnici mogu biti: mehaniki, hidrauliki, pneumatski i elektrini.Mehaniki prenosnici prenose energiju pomou rotacionog kretanja.Podjela mehanikih prenosnika: Prema nainu prenoenja kretanja: mehaniki prenosnici kod kojih se kretanje prenosi trenjem: frikcioni prenosnici, kaini prenosnici, prenosnici uetom mehaniki prenosnici kod kojih je kretanje prenosi zahvatom: zupasti prenosnici, lanani prenosnici.Prema poloaju pogonskog i gonjenog vratila: prenosnici s neposrednim kontaktom izmeu pogonskog i gonjenog elementa: frikcioni prenosnici, zupasti prenosnici. Prenosnici s posrednom vezom izmeu pogonskog i gonjenog elementa: kaini prenosnici, lanani prenosnici, prenos uetomOsnovna veliina prenosnika je prenosni odnos I predstavlja odnos ugaonih brzina pogonskog i gonjenog elementa:

Ako je , onda je , a za prenosnik kaemo da je reduktor, jer smanjuje (redukuje) ugaonu brzinu.Ako je , onda je , a za prenosnik kaemo da je multiplikator, jer poveava (multiplicira) ugaonu brzinu.Ako je , onda za prenosnik kaemo da je varijator.

Dalje emo, u seminarskom radu, obraditi frikcione prenosnike.

2. FRIKCIONI PRENOSNICI KONSTRUKTIVNO TEHNIKE KARAKTERISTIKE FRIKCIONIH PRENOSNIKAFrikcioni prenosnici spadaju u grupu mehanikih prenosnika snage.Prenos obrtnog momenta i kretanja ostvaruje se neposrednim dodirom i trenjem dodirnih povrina pogonskog i gonjenog elementa. Zbog toga, kod frikcionih prenosnika, moe doi do proklizavanja i puzanja.Frikcioni prenosnici su najjednostavnije sredstvo za prenoenje kretanja i snage.Radne povrine frikcionih tokova moraju biti pritisnute jedna ka drugoj odreenom silom, u pravcu zajednike normale na ove povrine, tako da granina sila trenja bude vea od tangentne, obimne sile koja se prenosi sa pogonskog na gonjeni, savlaujui otpor koji se protivi njegovom obrtanju. Frikcioni prenosnici mogu se podijeliti u dvije osnovne grupe:1. prenosnici sa neregulisanim (konstantnim) prenosnim odnosom;2. prenosnici sa regulisanim (promenljivim) prenosnim odnosom ili varijatori,

2.1 KINEMATSKI FAKTORI FRIKCIONOG PARA

Osnovne veliine koje odreuju poloaj jedne ose obrtanja u odnosu na drugu su:- osno rastojanje,- osni ugao i- kinematski prenosni odnos.

Osno rastojanje (a) je najkrae rastojanje osa obrtanja.Osni ugao ( ) je ugao izmeu vektora i .Kinematski prenosni odnos (u) ili krae prenosni odnos je odnos intenziteta vektora ugaonih brzina i to uvijek intenziteta vee ugaone brzine prema intenzitetu manje ugaone brzine.

Kinematski prenosni odnos (u ) se koristi za odredjivanje dimenzija i napona, dok seradni prenosni odnos (i) koristi za odreivanje ugaonih brzina (brojeva obrtaja) i obrtnih momenata.

2.2 KONUSNI KINEMATSKI PAROVI

2.3 OPTEREENJE FRIKCIONOG PARA

Radne povrine treba pritisnuti normalnom , ime se ostvaruje dovoljno velika granine sile trenja F izmeu ovih dodirnih povrina, koja je uvijek vea od obimne sile koju treba prenijeti sa jednog frikcionog toka na drugi.Radno optereenje izraeno tangentnom silom iznosi:

gdje su: prenici kinematskih krunica posmatranog frikcionog para. Potrebna normalna sila kojom radne povrine para frikcionih tokova treba da budu pritisnute jedna ka drugoj, odreuju se iz uslova: slijedi gdje je: - stepen sigurnosti protiv klizanja, - keoficijent trenja, obimna sila koju treba prenijeti sa jednog toka na drugi.

Uvoenje stepena sigurnosti protiv klizanja neophodno je izmeu ostalog i zbog nedovoljnog poznavanja tanih vrijednosti keoficijenta trenja.

2.4 FRIKCIONI VARIJATORI

Ako prenosnik omoguava u toku rada kontinualnu promjenu prenosnog odnosa u odreenom intervalu regulisanja, onda se takav prenosnik naziva varijator.Frikcioni varijatori mogu biti razliitih konstrukcija. Najjednostavniji je ije se ose sijeku, sastoji se od frikcionih tokova cilindrinog oblika diskova (Sl. a).Frikcioni varijator moe se sastojati od dva konina toka sa paralelnim vratilima i jednog umetnutog diska, koji se moe aksijalno pomjerati (Sl. b).U novije vrijeme frikcioni varijatori se izvode sa radnim povrinama globoidnim i sfernim povrinama i sa umetnutim tokovima razliitog oblika. Primjena im je ograniena za manja optereenja, kod maina alatki gdje treba ostvariti najpovoljniju brzinu rezanja.

Slika 1. Razliite konstrukcije frikcionih varijatora

2.5 NOSIVOST, KLIZANJE I HABANJE

Na dodiru frikcionih povrina, pod dejstvom normalne sile Fn, ostvaraju se elastine deformacije tako da dodir nije u taki ili po liniji ve po odreenoj konanoj povrini. Pritisak na tom dodiru p je neravnomjerno rasporeen. Moe se odrediti pomou Hercovih obrazaca i mora biti manji od dozvoljene vrijednosti pdoz za odreeni materijal frikcionih diskova.

Prilikom kotrljanja, taka dodira se pomjera po obimu u odnosu na spregnute tokove frikcionog para i pri svakom obrtu nastupi jedna promjena pritiska. Uslijed ovih promjerna nastupa zamor povrinskog sloja i razaranje u vidu pitinga. Osim toga pri dodiru postoji stalno proklizavanje i odnoenje materijala povrinskog sloja. Ova razaranja ograniavaju nosivost i radni vijek frikcionog para. Za prenoenje odreene sile Ft, potrebna je sila Fn i irina dodira b tj:

Elastino klizanje je posljedica elastinih deformacija radnih povrina frikcionog para na mjestu dodira i to kako uslijed dejstva normale sile, tako i uslijed dejstva tangentne sile (Slika 2.)Normalna sila elastino deformie radne povrine, tako da se one ne dodiruju po liniji nego po maloj povrini. Dodirivanje poinje u taki A, a zavrava se u taki C. Dijelovi radne povrine gonjenog toka, uslijed dejstva obimne sile Ft2, koji se pribliavaju mjestu dodira u tangentnom pravcu napregnuti su na istezanje, a oni koji se udaljavaju na pritisak. Dijelovi radne povrine pogonskog toka ponaaju se obrnuto. Uslijed dejstva Ft1 dijelovi radne povrine pogonskog toka koji se pribliavaju mjestu dodira u tangentnom pravcu napregnuti su na pritiskivanje, a oni koji se udaljavaju na istezanje. Tako dolazi do promjene obimnih brzina na mjestu dodira njihova razlika predstavlja brzinu klizanja. Elastino klizanje poinje u taki B, a najvee je u taki C. Sa poveanjem obimne sile koja se predaje sa jednog toka na drugi, poveava se irina povrine na kojoj se odigrava elastino klizanje (BC); taka B pribliava se taki A.Na slici 2. dati su dijagrami promjene napona u pravcu tangente u zoni dodira kao i promjene brzine klizanja. U odnosu na obimnu brzinu v1, brzina klizanje se moe izraziti faktorom proklizavanja , . Proklizavanje dovodi i do poveanja kinematskog prenosnog odnosa:

Slika 2. Klizanje frikcionih parova: a) elastino, b) i c) kinematsko

Kinematsko klizanje nastaje kada se oblik radnih povrina frikcionog para razlikuje od obilka odgovarajuij kinematskih povrina. Kod cilindrinih radnih povrina stvarni i kinematski cilindar se poklapaju i kinematskog klizanja nema. Radi smanjenja potrebne sile pritiska jednog toka na drugi, dodirne povrine su u vidu lijebova (Slika 2.b). Tako se normalna sila na dodiru Fn, znaajno poveava u odnosu na manju radijalnu silu F. Take na zakoenim povrinama odstupaju od kinematske povrine definisane poluprenicima rw1 i rw2. Najvea razlika obimnih brzina je u taki koja je naudaljenija od kinematske povrine, tj:.Da bi se ovo klizanje smanjilo, dodir se moe ostvariti na ispupenim povrinama kao na slici 2 c) . Time se, osim klizanja, smanjuje i dodirna povrina pa je pritisak na dodiru uvean, a time i troenje radnih povrina.

2.6 MATERIJALI FRIKCIONIH PAROVA

Od pravilnog izbora materijala radnih povrina frikcionih tokova zavisi ispravan rad i vijekfrikcionog prenosnika. Od materijala za frikcione tokove zahtjevaju se sljedei uslovi: Velika otpornost u odnosu na dodirni pritisak i u odnosu na habanje, da bi bio obezbjeen dovoljan radni vijek prenosnika (to zadovoljava kaljen elik). Veliki koeficijent trenja, da bi za zadatu silu pritiska izmeu dodirnih povrina bila obezbjeena velika sila trenja (to se postie na primjer gumom). Veliki modul elastinosti, da bi se sprijeile elastine deformacije, a samim tim elastino klizanje i gubici energije bili mali (ovaj zahtev najbolje ispunjava elik).Primjeri kombinacija materija:

Kaljeni elik po kaljenom eliku: podmazivanje dodirnih povrina smanjeno habanje, vea izdrljivost (kod dodira u taki do p = 3000 N/mm2), mali koeficijent trenja (u prosjeku je = 0,03...0,05), visoka nosivost i zadovoljavajui radni vijek, mali gubici energije, bruene i po mogunosti polirane dodirne povrine, visoka tanost u pogledu tolerancija oblika, velike normalne sile - veliko optereenje vratila.

Sivi liv po eliku ili sivom livu: bez podmazivanja dodirnih povrina, koeficijent trenja kree se oko 0,1, manja izdrljivost u odnosu na dodirni pritisak i habanje u odnosu kaljeni elik po kaljenom eliku, visoka tanost izrade, ne smije doi do zaprljanja ili zamaivanja dodirnih povrina, sivi liv je pogodan za sloene oblike i velike dimenzije frikcionih tokova.

Presovani materijal po eliku ili sivom livu: bez podmazivanja dodirnih povrina, koeficijent trenja = 0,2, dobra otpornost na habanje, gubici energije manji u odnosu na kombinaciju guma/elik, beumni rad, ne zahtijevaju visoku tanost izrade dodirnih povrina.

Guma po eliku ili sivom livu: vrlo visok koeficijent trenja ( = 0,5...0,7), mali modul elastinosti, mala izdrljivost u odnosu na dodirni pritisak, znatni gubici energije, deformacije dovode do beumnog rada i do priguenja udarnih optereenja i vibracija, kod zamaivanja dodirnih povrina, dolazi do drastinog smanjenja koeficijenta trenja, proklizavanje moe dovesti do oteenja gumene obloge..

2.7 PREDNOSTI I NEDOSTACI FRIKCIONIH PRENOSNIKA

Prednosti: Jednostavna i tana izrada radnih povrina frikcionih tokova (cilindar, konus, kruni torus). Ravnomjeran rad bez promjene prenosnog odnosa, pa se koriste i kod velikih ugaonih brzina. Promjena smjera okretanja bez pojave zazora u prenosniku (za razliku od zupanika gdje postoji boni zazor). Beuman rad, naroito ako su dodirne povrine frikcionih tokova izraene od mekih materijala. Lako ukljuivanje i iskljuivanje u toku rada. Laka montaa i demontaa. Mogunost osiguranja sistema od preoptereenja. Kontinualna promjena prenosnog odnosa, odnosno mogunost primjene kao varijatora.

Nedostaci: Veliko optereenje vratila i oslonaca (zavisno od vrste materijala frikcionih tokova, normalna sila je 1,5...50 puta vea od obimne sile). Veliki pritisak izmeu dodirnih povrina (jer je normalna sila velika, a dodirna povrina mala), to ima za posljedicu znatno habanje. Nemogunost ostvarivanja tanog prenosnog odnosa zbog klizanja izmeu dodirnih povrina (0,2...10%), slabo priguenje udarnih optereenja. Potreba za ureajem za ostvarivanje odgovarajue normalne sile.

3. ZAKLJUAK

Frikcioni prenosnici spadaju u grupu mehanikih prenosnika snage.Prenos obrtnog momenta i kretanja ostvaruje se neposrednim dodirom i trenjem dodirnih povrina pogonskog i gonjenog elementa. Zbog toga, kod frikcionih prenosnika, moe doi do proklizavanja i puzanja.Frikcioni prenosnici su najjednostavnije sredstvo za prenoenje kretanja i snage.Oni nalaze primjenu kod mehanizama, mlinova, frikcionih presa i svih ureaja kod kojih nije bitna tanost prenosnog odnosa. U novije vreme frikcioni prenosnici nalaze sve iru primjenu u gradnji mjenjaa sa kontinualnom promjenom brzine.

4. LITERATURA

1. Mainski elementi II [osnovni udbenik], Stamboliev D., Univerzitet Sv. Kirli i Metodij, 19952. http://tehnika.page.tl/Ma%26%23353%3Binski-elementi.htm

11