spojke ekii 2014 web

88
Sveučilište u Zagrebu Fakultet strojarstva i brodogradnje Zavod za konstruiranje - Katedra za elemente strojeva i konstrukcija ELEMENTI KONSTRUKCIJA II nositelji kolegija: prof. dr. sc. Milan Opalić i doc. dr. sc. Krešimir Vučković izvođač: doc. dr. sc. Krešimir Vučković ak. g. 2014. Spojke (podloge uz predavanja - za internu upotrebu)

Upload: ivan-marijanovic

Post on 23-Dec-2015

230 views

Category:

Documents


16 download

DESCRIPTION

glupost

TRANSCRIPT

Page 1: Spojke Ekii 2014 Web

Sveučilište u Zagrebu

Fakultet strojarstva i brodogradnje

Zavod za konstruiranje - Katedra za elemente strojeva i konstrukcija

ELEMENTI KONSTRUKCIJA II nositelji kolegija: prof. dr. sc. Milan Opalić i doc. dr. sc. Krešimir Vučković

izvođač: doc. dr. sc. Krešimir Vučković

ak. g. 2014.

Spojke

(podloge uz predavanja - za internu upotrebu)

Page 2: Spojke Ekii 2014 Web

2

SPOJKE su strojni elementi koji se upotrebljavaju za stalno ili povremeno

spajanje dvaju vratila u svrhu prijenosa momenta torzije ili za spajanje vratila sa

strojnim dijelom koji se na njemu može okretati (npr. remenica, zupčanik i sl.).

UVOD

EK II – Spojke – Uvod

Shematski prikaz funkcije spojke

Sastoje se od najmanje dva člana (primarnog vezanog za

pogonsko vratilo i sekundarnog vezanog za gonjeno vratilo). Moguće

kućište ne sudjeluje u prijenosu snage i gibanja.

Za razliku od prijenosnika, spojka ne mijenja gibanje (spojke

s proklizavanjem mogu u manjoj mjeri odstupiti od ovog pravila) [1].

Page 3: Spojke Ekii 2014 Web

3

Pored osnovnog zadatka (prijenos momenta torzije trenjem, oblikom ili

njihovom kombinacijom), pojedine vrste spojki mogu imati i dodatne zadatke:

EK II – Spojke – Uvod

Zadaci spojki

prigušenje torzijskih vibracija,

zaštita strojeva od preopterećenja,

uspostavljanje ili prekid prijenosa momenta torzije,

olakšavanje montaže i transporta,

prilagodbu odstupanja osi vratila (zbog opterećenja, netočne ugradnje ili izrade).

Konstrukcijski zahtjevi

Po obliku spojka mora biti rotacijsko tijelo što manje

težine, dobro uravnotežena (osobito važno kod velikih brzina vrtnje)

te smještena po mogućnosti što bliže ležajnim osloncima vratila.

Također, mora biti konstrukcijski što jednostavnija da se

omogući brža montaža i demontaža.

Page 4: Spojke Ekii 2014 Web

4

PODJELA SPOJKI

EK II – Spojke – Uvod

Spojke se dijele na 5 osnovnih grupa

1. Neelastične spojke

2. Elastične spojke

3. Uključno-isključne (izvrstive) spojke

4. Specijalne spojke

5. Hidrodinamičke spojke*

*Napomena

Hidrodinamičke spojke su po nekim autorima

podvrsta specijalnih spojki.

Page 5: Spojke Ekii 2014 Web

5

IZBOR VELIČINE SPOJKE

EK II – Spojke – Izbor veličine spojke

Spojka treba prenijeti radni moment torzije, T0 s pogonskog na gonjeno vratilo. Kod

pokretanja, za ubrzanje masa pogonske i gonjene strane potreban je još i moment

ubrzanja masa, Tε,

Iz kataloga proizvođača spojki se prema veličini

ukupnog momenta torzije, Tuk odabire odgovarajuća spojka

tako da je

εT J

pa je ukupni moment torzije, Tuk koji spojka treba prenijeti jednak

uk 0T T T

gdje je, TNS nazivni (kataloški) torzijski moment spojke.

uk NST T

Page 6: Spojke Ekii 2014 Web

6

1. NEELASTIČNE SPOJKE

EK II – Spojke – Neelastične spojke

Zajedničko svojstvo svih neelastičnih spojki je da s pogonske na gonjenu stranu

prenose potpuno isto kolebanje torzijskog momenta.

Prijenos torzijskog momenta je krut, što znači da je prisutan nagli udar

te nema prigušenja.

Page 7: Spojke Ekii 2014 Web

EK II – Spojke – Neelastične spojke

1.1 Krute (čvrste) spojke

1.1.1 Čahurasta (cijevna) spojka

1.1.2 Školjkasta (oklopna) spojka

1.1.3 Kolutna (tanjurasta) spojke

1.1.4 Prirubna spojka

1.1.5 Hirthova spojka

1.2 Kompenzacijske spojke

1.2.1 Kandžasta spojka

1.2.2 Oldham spojka

1.2.3 Schmidtova spojka

1.2.4 Zglobna spojka

1.2.5 Zupčasta spojka

1.2.6 Spojka s čeličnim prstenima

1.1.7 Lančana spojka

1. Podjela NEELASTIČNIH spojki

7

Page 8: Spojke Ekii 2014 Web

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Krute spojke

1.1 KRUTE SPOJKE

Krute spojke kruto povezuju dva vratila, te

ostvaruju nepokretnu vezu spojenih vratila pri čemu se ona

ponašaju kao jedna cjelina. Krute spojke se upotrebljavaju

kada je moguće osigurati međusobnu suosnost vratila koje

spajaju.

- Nisu izložene trošenju.

- Ne zahtijevaju održavanje.

- Prenose torzijski moment u oba smjera vrtnje.

- Imaju jednostavnu konstrukciju i male dimenzije.

- Vezu između vratila ostvaruju oblikom i/ili trenjem

- Potrebna je velika točnost pri montaži i izradi.

- Koriste se, najčešće, za spajanje dugih i elastičnih

vratila

Kolutna spojka [W1]

8

Page 9: Spojke Ekii 2014 Web

9 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Krute spojke – Čahurasta spojka

1.1.1 Čahurasta spojka

Čahurasta spojka s perima kao spojnim elementima

Čahurasta spojka s koničnim zaticima kao spojnim elementima prema [2]

Čahurasta spojka s utorom za pero [W2]

Page 10: Spojke Ekii 2014 Web

Školjkasta spojka - rastavljena prema REEL antriebstechnik [3]

10 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Krute spojke – Školjkasta spojka

1.1.2 Školjkasta spojka

Školjkasta spojka DIN 115 [5]

Školjkasta spojka DIN 115

zaštitni limeni prsten

školjka

Page 11: Spojke Ekii 2014 Web

11 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Krute spojke – Kolutna spojka

1.1.4 Kolutna spojka

Kolutna spojka s PROLAZNIM vijcima i zaštitnim vijencem

Kolutna spojka s DOSJEDNIM vijcima i zaštitnim vijencem

Page 12: Spojke Ekii 2014 Web

12

Kolutna spojka - nastavak

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Krute spojke – Kolutna spojka

Kolutna spojka s međupločom (umjesto naslona za centriranje) [5]

Kolutna spojka s prolaznim vijcima i dodirnom plohom izmaknutom prema obodu da se odbije veći radijus sile trenja,

a time, za istu silu trenja, i veći moment trenja [4]

Page 13: Spojke Ekii 2014 Web

13 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Krute (čvrste) spojke – Prirubna spojka

1.1.4 Prirubna spojka

Prirubna spojka s naslonom za centriranje i iskovanim prirubnicama DIN 760 prema [5]

Za razliku od kolutne spojke,

prirubnica na pribruboj spojci čini sastavni dio

vratila.

Razlikuju se dvije osnovne izvedbe.

Kod prve se prirubnica izrađuje iskivanjem

kraja vratila, a kod druge se prirubnica

zavaruje za kraj vratila.

Prijenos torzijskog momenta

obavlja se na identičan način kao i kod

kolutne spojke, dakle oblikom i/ili trenjem,

dok naslon služi za centriranje osi.

Page 14: Spojke Ekii 2014 Web

14 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Krute (čvrste) spojke – Hirthova spojka

1.1.5 Hirthova spojka

Hirthova spojka (čeono ozubljenje): a) stožnik spojen s vratilom i b) oblik zubi na vanjskom obodu [8]

Hirthova spojka ima radijalno ozubljenje čeone ploče na obje strane koje se “uzube” i

kruto prenose torzijski moment.

Prednosti su joj brza i lagana montaža te lagano isključivanje iz rada. Budući nema klinove

nema ni oslabljujući spoj, tako da može prenositi udarna i promjenljiva opterećenja. Prikladne su za

spojeve u ograničenom prostoru, a istovremeno centriraju dijelove u spoju.

Nedostatak joj je kompleksan i dugačak, a samim time i skup proizvodni proces.

Page 15: Spojke Ekii 2014 Web

15

Hirtova spojka - nastavak

Primjer Hirthove spojke [W4]

Primjer Hirthove spojke [W5]

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Krute spojke – Hirthova spojka

Page 16: Spojke Ekii 2014 Web

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke

1.2 KOMPENZACIJSKE SPOJKE

Kompenzacijske (pomične ili dilatacijske) spojke su

torzijski krute spojke koje se upotrebljavaju kada osi vratila nisu

suosne zbog pogrešaka prilikom izrade i montaže, posljedica

rada, temperaturne dilatacije ili projektiranih pomaka vratila.

aksijalni (uzdužni) pomaci

16

radijalni (poprečni) pomaci

kutni pomaci mješoviti pomaci

Mogući pomaci kod kompenzacijskih spojki [5]

Page 17: Spojke Ekii 2014 Web

17

1.2.1 Kandžasta spojka

Kandžasta spojka s 3 kandže kod koje je centriranje osigurano montažom obaju vratila u jednoj (lijevoj) polovici

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Kandžasta spojka

Kandžasta spojka se upotrebljava za

kompenzaciju aksijalnih pomaka. Prenosi velike okretne

momente. Zahtjeva vrlo točnu izradu i montažu, u protivnom

najčešće prenose opterećenje samo jednom kandžom.

Podmazuju se radi smanjenja trenja na bokovima.

Aksijalno centriranje se osigurava montažom

obaju vratila u jednoj polovici spojke ili posebnim prstenom za

centriranje.

Kandžasta spojka s 3 kandže kod koje je centriranje osigurano pomoću prstena za centriranje - c

Kandžasta spojka s 3 kandže [7]

Page 18: Spojke Ekii 2014 Web

18

1.2.2 Oldham spojka

Sastavni dijelovi (gore) i princip rada Oldham spojke (dolje) [W12]

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Oldham spojka

Oldham spojka se upotrebljava za

kompenzaciju radijalnih pomaka. Zbog klizanja između

dodirnih površina praćenog trošenjem, pogodna je za

manje brzine i manje okretne momente.

Sastoji se od pogonske i gonjene strane s

međusobno okomitim žljebovima te centralne ploče s

međusobno okomitim klinovima.

Animacija s principom rada ove spojke može se pogledati na

internetskoj stranici http://www.mekanizmalar.com/oldham.html

[2]

Klikn

ite z

a lin

k n

a v

ideo

an

imaciju

Page 19: Spojke Ekii 2014 Web

19

1.2.3 Schmidtova spojka

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Schmidtova spojka

Schmidtova spojka se upotrebljava za

kompenzaciju velikih radijalnih pomaka, a ima i

svojstvo da dobro prigušuje radijalne vibracije.

[7]

[W6]

Animacija principa djelovanja Schmidtove spojke [W13]

Kliknite za link na video animaciju

Page 20: Spojke Ekii 2014 Web

20

1.2.4 Zglobne spojke

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Zglobne spojke

Zglobne spojke se koriste za kompenzaciju kutnih pomaka

Kardanski zglob

koristi se za prijenos rotacijskog

gibanja između dvaju vratila pod većim kutom

(obično do 15°).

glavina

glavina

križ

osovina

ležaj

Sastavni dijelovi kardanskog zgloba [7]

[W21]

[7]

Kliknite za link na video animaciju

Page 21: Spojke Ekii 2014 Web

21 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Zglobne spojke

Kardanski zglob - nastavak

Kardanski zglob se samostalno ne upotrebljava za prijenos snage, nego samo za

podređene svrhe, jer se gonjeno vratilo, pri konstantnoj brzini vrtnje pogonskog vratila, vrti

nejednoliko što znači da je kardanski zglob ASINKRON.

12max

cos

2min 1 cos

[5]

Page 22: Spojke Ekii 2014 Web

22 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Zglobne spojke

Izraz za promjenu omjera kutnih brzina

dobiven je kinematskom analizom, a glasi

Kardanski zglob - nastavak

2 1 2 2

1

cos

1 sin sin

gdje je

ω1 - kutna brzina pogonskog vratila

ω2 - kutna brzina gonjenog vratila

φ1 - kut rotacije pogonskog vratila

α - oštri kut između pogonskog i gonjenog vratila

[2]

Page 23: Spojke Ekii 2014 Web

23 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Zglobne spojke

Da bi se izbjegla asinkronost vrtnje između pogonskog (1) i gonjenog vratila

(3), kombiniraju se dva kardanska zgloba između kojih se umeće međuvratilo (2). Pri

tom se moraju poštivati dva uvjeta:

1. Sva tri vratila (pogonsko, među- i gonjeno vratilo moraju biti u istoj ravnini.

2. Kutovi između osi međuvratila i svakog od vratila moraju biti jednaki.

3. Vilice međuvratila moraju biti u istoj ravnini

Zglobna spojka s dva kardanska zgloba (kardanski prijenos)

Razlikujemo dva rasporeda kod kojih su navedeni uvjeti ispunjeni:

Z raspored

W raspored

12 23

12 23

[5]

[5]

Page 24: Spojke Ekii 2014 Web

24 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Zglobne spojke

Zglobna spojka s dva kardanska zgloba (kardanski prijenos) - nastavak

Sinkrono – Z raspored [W14]

Sinkrono – W raspored [W14]

Asinkrono – Z raspored [W14]

Asinkrono – W raspored [W14]

Page 25: Spojke Ekii 2014 Web

25 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Zglobne spojke

Ako se duljina međuvratila smanji na konstrukcijski minimum dobiva

se dvostruki kardanski zglob.

Kardanski zglob - dvostruki

Dvostruki kardanski zglob [2] Animacija rada dvostrukog kardanskog zgloba [W11]

Kliknite za link na video animaciju

Page 26: Spojke Ekii 2014 Web

26 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Zglobne spojke

Koristi se za kompenzaciju radijalnih pomaka u toku rada.

Zglobna spojka s dva kardanska zgloba i teleskopskim međuvratilom

Zglobna spojka s dva kardanska zgloba i teleskopskim međuvratilom [W15]

Page 27: Spojke Ekii 2014 Web

27 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Zglobne spojke

Sinkroni zglobovi prenose jednoliko okretno gibanje što znači da je

kutna brzina pogonskog vratila jednaka kutnoj brzini gonjenog vratila.

Sinkroni (homokinetički) zglobovi

Sinkroni zglob s kuglicama [9] Animacija rada sinkronog homokoninetičkog zgloba s kuglicama, tzv. Rzeppa zglob [W11]

Vanjska

glavina Unutarnja

glavina

kuglice

kavez

Gumeni

mijeh

Kliknite za link na video animaciju

Page 28: Spojke Ekii 2014 Web

28

1.2.5 Zupčasta spojka

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Zupčasta spojka

Zupčasta spojka se upotrebljava za kompenzaciju kutnih

(najviše 2°) i aksijalnih pomaka (do 10 mm).

Zupčasta spojka se sastoji od cilindričnog zupčanog para s

unutarnjim ozubljenjem čiji su zupčanici preko glavina kruto vezani sa

svojim vratilima. Zupčanik s vanjskim ozubljenjem ima lučne zube.

[2]

Page 29: Spojke Ekii 2014 Web

29

Zupčasta spojka - dvostruka

Dvostruka zupčasta spojka osim

kutnih i aksijalnih pomaka omogućuje i znatne

radijalne pomake vratila.

[W7]

Kompenzacija kutnih pomaka [7]

Kompenzacija radijalnih pomaka [7]

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Zupčasta spojka

Page 30: Spojke Ekii 2014 Web

30

Zupčasta spojka - nastavak

Zupčasta spojka (u kombinaciji s kolutnom spojkom) a) jednostavna – jednostruka; b) dvostruka; c) način djelovanja s prikazom lučnih zubi [8]

a) c)

b)

Lučni zubi (prikaz u tlocrtnoj ravnini)

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Zupčasta spojka

Page 31: Spojke Ekii 2014 Web

31

1.2.6 Spojka s elastičnim čeličnim prstenima

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Spojka s elastičnim čeličnim prstenima

Jednostavna (jednostruka) tip ROBA-DS [13] Dvostruka tip ROBA-DS [13]

Oblik čeličnog prstena [13]

Elastični dio koji je izložen deformaciji, kod ove spojke

je u obliku prstena izrađenog iz čelika koji je naizmjenično

povezan s pogonskom odnosno gonjenom stranom spojke.

Jednostavna jednostruka spojka s čeličnim prstenima

se koristi za kompenzaciju aksijalnih i kutnih pomaka, a dvostruka

uz navedeno i za kompenzaciju radijalnih pomaka

Page 32: Spojke Ekii 2014 Web

32

Spojka s elastičnim čeličnim prstenima - nastavak

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Spojka s elastičnim čeličnim prstenima

Dvostruka spojka s elastičnim prstenom tip ARPEX proizvođača Flender [W18]

Page 33: Spojke Ekii 2014 Web

33

Spojka s elastičnim čeličnim prstenima - nastavak

Animacija principa djelovanja spojke s čeličnim prstenima [W17]

EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Spojka s elastičnim čeličnim prstenima

Kompenzacija kutnih pomaka [13]

Kompenzacija aksijalnih pomaka [13]

Kompenzacija radijalnih pomaka [13]

Kliknite za link na video animaciju

Page 34: Spojke Ekii 2014 Web

34 EK II – Spojke – Neelastične spojke – Kompenzacijske spojke – Lančana spojka

1.2.7 Lančana spojka

Lančana spojka se koristi za kompenzaciju

radijalnih (do 2 % koraka lanca) i kutnih pomaka (do 1°).

Sastoji se od pogonskog i gonjenog lančanika koji su

međusobno povezani lancem oko kojeg se radi zaštite

postavlja oklop.

[W8]

[W9]

[W10]

ΔKr

ΔKw

Page 35: Spojke Ekii 2014 Web

35

2. ELASTIČNE SPOJKE

EK II – Spojke – Elastične spojke

Elastične spojke se upotrebljavaju kod pogona koji se odlikuju

udarima i velikim kolebanjima torzijskih (okretnih) momenata.

Zadaci elastičnih spojki su da:

1. Ublažavaju udare te prigušuju vibracije

2. Omoguće mijenjanje vlastite frekvencije sustava (promjena

kritične brzine vrtnje)

3. Omoguće aksijalno, radijalno i kutno pomicanje izazvano

netočnostima montaže i toplinskom dilatacijom

Nedostatak elastičnih spojki je

utjecaj sila kojima spojka djeluje na vratila nastojeći kompenzirati njihove pomake

uslijed čega mogu nastati radijalna, a ponekad i aksijalna opterećenja vratila i ležajeva.

Page 36: Spojke Ekii 2014 Web

2.1 Akumulacijske elastične spojke

2.1.1 Bibby spojka

2.1.2 Spojka sa zavojnim oprugama

2.2 Elastične spojke za prigušivanje

2.2.1 Spojka s gumenim prstenima

2.2.2 Spojke s nemetalnim (gumenim) umetcima

2.2.3 Spojka s gumenim pojasom

2. Podjela ELASTIČNIH spojki

36 EK II – Spojke – Elastične spojke

Page 37: Spojke Ekii 2014 Web

2.1 AKUMULACIJSKE ELASTIČNE SPOJKE

37

Ublažavaju udarce koji su posljedica udarnih opterećenja

pri pokretanju i zaustavljanju stroja.

Povećaju vremenski interval elastičnog rasterećenja.

EK II – Spojke – Elastične spojke – Akumulacijske elastične spojke

Page 38: Spojke Ekii 2014 Web

Opterećenje i rasterećenje akumulacijske elastične spojke s linearnom karakteristikom

AKUMULACIJSKE ELASTIČNE SPOJKE - nastavak

38

Vezni elementi, izrađeni iz čelika za opruge,

elastičnom deformacijom akumuliraju energiju

udarnog opterećenja te ju nakon prestanka

djelovanja u cijelosti vračaju u obliku

mehaničkog rada. Znači da je rad utrošen pri

opterećenju Wopter. jednak mehaničkom radu

ostvarenom pri rasterećenju Wraster..

Obzirom da je vremenski interval elastičnog

rasterećenja veznih elemenata pri tom duži

nego kod krute spojke (vidi slajd prije), najveći

moment koji opterećuje vratilo je razmjerno

manji [2].

EK II – Spojke – Elastične spojke – Akumulacijske elastične spojke

Page 39: Spojke Ekii 2014 Web

Sastavljena je od dva zupčanika s vanjskim ozubljenjem međusobno povezana čeličnom

trakom. Spojka je okružena poklopcem kako čelična traka, uslijed centrifugalne sile, ne bi ispala iz

žljebova. Zubi obaju zupčanika su suženi u smjeru prema sredini kako pri deformaciji trake ne bi

došlo do njenog oštećenja.

Spojka je visoke elastičnosti (do 1,2° torzijskog zakretanja vratila), a namijenjena je za

prenošenje teških opterećenja u teškim uvjetima rada kao što su mlinovi za rudaču, teški bageri i sl.

39 EK II – Spojke – Elastične spojke – Akumulacijske elastične spojke – Bibby spojka

2.1.1 Bibby spojka

[W16] [8]

kolut (zupčanik)

poklopac

čelična traka

kolut (zupčanik)

Page 40: Spojke Ekii 2014 Web

40 EK II – Spojke – Elastične spojke – Akumulacijske elastične spojke – Bibby spojka

Princip rada Bibby spojke [W16]

Normalno opterećenje Preopterećenje Udarno opterećenje

Kompenzacija radijalnih, aksijalnih i kutnih pomaka kod Bibby spojke [W16]

Radijalni pomaci do 3 mm Kutni pomaci do 1,3 ° Aksijalni pomaci do 20 mm

Page 41: Spojke Ekii 2014 Web

Opruge se deformiraju ovisno o

opterećenju (okretnom momentu), čime se postiže

elastičnost spojke. ove spojke mogu prenositi okretne

momente do 18 kN te kompenzirati male radijalne

pomake (najviše do 1% vanjskog promjera), kutne

pomake vratila do 2° i zakretanje vratila do 5°.

41 EK II – Spojke – Elastične spojke – Akumulacijske elastične spojke – Spojka sa zavojnim oprugama

2.1.2 Spojka sa zavojnim oprugama

[7]

4 – zavojna opruga

1- kolut 1 - kolut

2 - zatik

Spojka sa zavojnim oprugama (Cardeflex) [2] i [11]

3 – vodilica

Page 42: Spojke Ekii 2014 Web

2.2 ELASTIČNE SPOJKE ZA PRIGUŠIVANJE

42

Ublažavaju udarce te istovremeno prigušuju vibracije koje

nastaju kada se vlastita frekvencija vibriranja elastičnih

elemenata ili čitavog sustava prijenosa snage poklopi s

frekvencijom kolebanja torzijskog (okretnog) momenta [2].

EK II – Spojke – Elastične spojke – Elastične spojke za prigušivanje

Page 43: Spojke Ekii 2014 Web

Opterećenje i rasterećenje elastične spojke za prigušivanje s progresivnom karakteristikom

ELASTIČNE SPOJKE ZA PRIGUŠIVANJE -nastavak

43

Vezni elementi od gume ili umjetnih masa

akumuliraju energiju elastičnom deformacijom,

pri čemu se dio akumulirane energije preko

unutarnjeg trenja u materijalu veznog elementa

pretvara u toplinu pa se zbog toga spoj grije.

Nakon prestanka djelovanja udara, vezni

element vraća preostalu akumuliranu energiju u

obliku mehaničkog rada koji je manji od

utrošene energije zbog pretvorbe jednog njenog

dijela u toplinu. Zbog toga je, unatoč kratkom

vremenskom intervalu pretvorbe energije,

najveći moment koji opterećuje gonjeno vratilo

odgovarajuće manji (vidi slajd prije) [2].

EK II – Spojke – Elastične spojke – Elastične spojke za prigušivanje

Page 44: Spojke Ekii 2014 Web

44

2.2.1 Spojke s gumenim prstenima

kolut kolut

gumeni prsten

zatik

Spojka s gumenim prstenima [8]

EK II – Spojke – Elastične spojke – Elastične spojke za prigušivanje – Spojke s gumenim prstenima

Page 45: Spojke Ekii 2014 Web

45 EK II – Spojke – Elastične spojke – Elastične spojke za prigušivanje – Spojke s gumenim prstenima

Spojke s gumenim prstenima - nastavak

Spojka s gumenim prstenima tip RUPEX proizvođača Flender [W18]

Sastavljena je iz dva koluta međusobno povezana svornjacima. Svornjaci su u jednom

kolutu kruto spojeni a u drugome su slobodno umetnuti, a mogu biti obloženi i čahurom. Gumeni

prsteni se pri preopterećenju odgovarajuće deformiraju i time ublažavaju udarna opterećenja, te

prigušuju vibracije.

Može prenositi okretne momente do 540 kNm, kompenzirati uzdužne pomake vratila do

3 mm, male radijalne i kutne pomake do 3° [2].

Spojka s gumenim prstenima tip PENCOflex proizvođača Rexnord [W19]

Page 46: Spojke Ekii 2014 Web

46

2.2.2 Spojke s nemetalnim (gumenim) umetcima

Gumeni element [W18]

EK II – Spojke – Elastične spojke – Elastične spojke za prigušivanje – Spojke s nemetalnim (gumenim) umetcima

Ovaj oblik spojke s gumenim umetcima

osigurava veću krutost i veću nosivost jer su gumeni

elementi izloženi tlačnom opterećenju.

Spojka s gumenim umetcima tip N-EUPEX proizvođača Flender [W18]

Spojka s gumenim umetcima tip N-EUPEX proizvođača Flender [W18]

Page 47: Spojke Ekii 2014 Web

Gumeni element [W18]

47

2.2.2 Spojke s nemetalnim (gumenim) umetcima

EK II – Spojke – Elastične spojke – Elastične spojke za prigušivanje – Spojke s nemetalnim (gumenim) umetcima

Ovaj oblik spojke s gumenim umetcima

osigurava veću elastičnost jer su gumeni umetci

izloženi savojnom opterećenju.

Spojka s gumenim umetcima tip N-EUPEX-DS proizvođača Flender [W18]

Spojka s gumenim umetcima tip N-EUPEX proizvođača Flender [W18]

Page 48: Spojke Ekii 2014 Web

48

Kandžasta spojka s nemetalnim umetcima

EK II – Spojke – Elastične spojke – Elastične spojke za prigušivanje – Spojke s nemetalnim (gumenim) umetcima

Kandžasta spojka s poliuretanskim umetkom u obliku zvijezde proizvođača KTR [W20]

Kandžasta spojka s razdvojenim poliuretanskim umetcima za velike okretne momente proizvođača KTR [W20]

Kandžasta spojka s poliuretanskim umetkom u obliku zvijezde proizvođača KTR [W20]

Kandžasta spojka s gumenim umetkom u obliku zvijezde proizvođača Flender [W18]

Page 49: Spojke Ekii 2014 Web

49 EK II – Spojke – Elastične spojke – Elastične spojke za prigušivanje – Spojka s gumenim obručem (Periflex)

2.2.3 Spojka s gumenim pojasom - Periflex

Spojka tip ELPEX B proizvođača Flender [W17]

Spojke ove vrste mogu prenositi

okretne momente do 34 kNm omogućavajući

elastično zakretanje vratila do 12°.

Kompenziraju aksijalne pomake vratila do

8 mm, radijalne do 4 mm te kutne do 4°. [2]

gumeni pojas

vijak

kolut

stezni prsten

kolut

Spojka s gumenim pojasom tip ELPEX B proizvođača Flender [W17]

Page 50: Spojke Ekii 2014 Web

50 EK II – Spojke – Elastične spojke – Elastične spojke za prigušivanje – Spojka s gumenim pojasom

Spojka s gumenim pojasom

Spojka s gumenim pojasom tip ELPEX ENG (gore) i ENGS (dolje) proizvođača Flender [W17]

Spojka s gumenim pojasom tip ELPEX proizvođača Flender [W17]

Page 51: Spojke Ekii 2014 Web

EK II – Spojke –Elastične spojke – Proračun elastičnih spojki

PRORAČUN ELASTIČNIH SPOJKI

51

Za dimenzioniranje elastičnih spojki mjerodavan je najveći okretni

moment Tmax, koji se javlja u pogonu, a određuje se iskustveno [2]:

max 1 2 dop( )T c c T T

gdje je

c1 - faktor udara za pogonski stroj

c1 = 0,5 (elektromotori) do 2,8 (jednocilindrični motor)

c2 - faktor udara za gonjeni stroj

c2 = 1,0 (generatori) do 3,2 (jednocilindrični klipni kompresori)

T [Nm] - okretni moment koji se prenosi

Tdop [Nm] - dopušteni okretni moment spojke

(obično naveden u katalogu proizvođača spojke)

Page 52: Spojke Ekii 2014 Web

52

3. UKLJUČNO – ISKLJUČNE SPOJKE

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke

Uključno – isključne spojke služe za povremeno uključivanje i isključivanje

veze pogonskog i gonjenog vratila (odnosno pogonskog i gonjenog stroja ili njegovih

dijelova), ali uz neprekidan rad pogonskog stroja. Dijele se na:

3.1 Tarne spojke

3.1.1 Lamelne tarne spojke

3.1.2 Konična tarna spojka

3.2 Oblikovne spojke

3.2.1 Čeona zupčasta spojka

3.2.2 Uključna zupčasta spojka

3.2.3 Zupčasta spojka sa sinkronim uključivanjem

Page 53: Spojke Ekii 2014 Web

53

3.1 TARNE SPOJKE

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Tarne spojke

prenose okretni moment trenjem, pri čemu dolazi do klizanja između tarnih

površina uslijed čega se gubi snaga

izgubljena snaga pretvara se u toplinu (točnije: toplinski tok), a manifestira se

zagrijavanjem i trošenjem tarnih ploha što su i osnovni nedostatci ovih spojki.

Tarne površine mogu biti

suhe ili

podmazane

te izrađene od

metalnih ili

nemetalnih materijala.

Prema obliku tarne površine mogu biti

lamelne (pločaste) ili

konične.

Page 54: Spojke Ekii 2014 Web

54

3.1.1 Lamelne tarne spojke

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Tarne spojke – Lamelne tarne spojke

Lamelne tarne spojke prenose okretni

moment s pogonskog na gonjeno vratilo preko

jedne ili više lamela pa se s obzirom na to dijele na

jednolamelne tarne spojke kojima su

tarne površine obično suhe, a primjerene

su samo za prijenos manjih momenata

višelamelne tarne spojke kojima su tarne

površine obično podmazivane, a

primjerene su za prijenos većih okretnih

momenata

Lamele imaju oblik ploče koja na unutarnjem ili

vanjskom rubu može imati grebene ili zube. Ako su

zubi na unutarnjem rubu riječ je o unutarnjoj

lameli a ako su na vanjskom riječ je o vanjskoj

lameli.

Oblici lamela [W28]: Lijevo – vanjska lamela s grebenima i oblogom

Desno – unutarnja lamela sa zubima, bez obloge

Page 55: Spojke Ekii 2014 Web

55

Jednolamelna tarna spojka s mehaničkim uključivanjem

Jednolamalena tarna spojka s mehaničkim uključivanjem proizvođača Ortlinghaus [W28]

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Tarne spojke – Lamelne tarne spojke

glavina na

pogonskoj strani

prsten za

uključivanje

dvostruka matica

za regulaciju

potisna ploča s krilcima

za hlađenje

lamela (vanjska) remenica

na gonjenoj strani

poluga

Page 56: Spojke Ekii 2014 Web

56

Višelamelna tarna spojka s mehaničkim uključivanjem

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Tarne spojke – Lamelne tarne spojke

SINUS (valovite)

unutarnje lamele

kad je spojka uključena

SINUS (valovite)

unutarnje lamele

kad je spojka isključena

Višelamelna tarna spojka s mehaničkim uključivanjem proizvođača Ortlinghaus [W28]

(prikazana u isključenom položaju)

Page 57: Spojke Ekii 2014 Web

57

Višelamelna tarna spojka s mehaničkim uključivanjem

Višelamelna tarna spojka s mehaničkim uključivanjem proizvođača Ortlinghaus [W28]

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Tarne spojke – Lamelne tarne spojke

Page 58: Spojke Ekii 2014 Web

58

Višelamelna tarna spojka s mehaničkim uključivanjem nastavak

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Tarne spojke – Lamelne tarne spojke

Zbog gubitka aksijalne sile uključivanja uslijed

aksijalne sile trenja na grebenima lamele (ili zubima ovisno o

izvedbi), lamelne spojke prema praktičnim podacima nemaju

više od 15 lamela (kad se uključuju pod opterećenjem), dok u

iznimnim slučajevima imaju 21 lamelu.

Sile na prvoj unutarnjoj lameli [4] Sile na prvoj vanjskoj lameli [4]

Page 59: Spojke Ekii 2014 Web

59

Jednolamelna tarna spojka s elektromagnetskim uključivanjem

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Tarne spojke – Lamelne tarne spojke

kotva s unutarnjim

ozubljenjem

pogonski dio spojke

lamela tarna obloga

klizni prsteni

za dovođenje struje

magnetno polje

elektromagnet

opruga

gonjeni dio spojke

glavina s vanjskim ozubljenjem

Jednolamelna tarna spojka s elektromagnetskim uključivanjem proizvođača Stromag [5]

Page 60: Spojke Ekii 2014 Web

60

Višelamelna tarna spojka s hidrauličkim uključivanjem

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Tarne spojke – Lamelne tarne spojke

Višelamelna tarna spojka s hidrauličkim uključivanjem proizvođača Ortlinghaus [5]

tlačna komora

aksijalno pomični klip

unutarnja lamela

vanjska lamela gonjeni dio spojke

pogonski dio spojke

tlačna opruga

Page 61: Spojke Ekii 2014 Web

61

Moment trenja, Ttr kod tarne spojke s čeonim naliježućim površinama (s aksijalnim uključivanjem)

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Tarne spojke

Kod novih još neistrošenih spojki (što ujedno odgovara malom broju uključivanja)

3 3

v utr u 2 2

v u

2

3

r rT F n

r r

Kod djelomično istrošenih spojki (što odgovara velikom broju uključivanja)

u vtr u

2

r rT F n

gdje je

rv vanjski, a ru unutarnji radijus tarne plohe

Fu je sila uključivanja, a μ faktor trenja, dok je

n broj tarnih površina

Page 62: Spojke Ekii 2014 Web

62

Radijus sile trenja rtr

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Tarne spojke

Iz izraza za momente trenja Ttr na prethodnom slajdu, a uz pretpostavku da je

sila trenja Ftr = Fu·μ možemo izvesti izraze za izračun radijusa sile trenja rtr koji glase

kod djelomično istrošenih spojki

gdje je

rsr - srednji radijus tarne plohe

u vtr

2

r rr

3 3

v utr 2 2

v u

2

3

r rr

r r

kod novih još neistrošenih spojki

Budući da se tarne spojke uglavnom izvode s omjerom ru/rv za koji vrijedi

0,6 < ru/rv < 1, a razlika između radijusa trenja izračunanih pomoću gore navedenih

formula za najgori slučaj ru/rv = 0,6 iznosi prema Shigleyu [10] svega 2,1 %,

opravdano je pisati

3 3

u v v utr sr 2 2

v u

2

2 3

r r r rr r

r r

Page 63: Spojke Ekii 2014 Web

63

3.1.2 Konična tarna spojka

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Tarne spojke – Konična tarna spojka

Konična tarna spojka se upotrebljava za

prijenos velikih okretnih momenata.

U odnosu na tarnu spojku s čeonim

naliježućim površinama, sličnih dimenzija,

omogućava smanjenje sile uključivanja. Odnosno,

ako je sila uključivanja ista, konična tarna spojka

omogućava prijenos većeg okretnog momenta.

Konična tarna spojka s tlačnom oprugom [10]

Page 64: Spojke Ekii 2014 Web

64

3.2 OBLIKOVNE SPOJKE

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Oblikovne spojke

prenose okretni moment oblikom

uključuju se samo kada oba dijela spojke miruju ili

rotiraju jednakom brzinom

omogućuju brzo uspostavljanje i prekidanje veze

između pogonskog i gonjenog stroja

Uključivanje i isključivanje se može izvršiti

neposredno (preko odgovarajućih mehaničkih

elemenata kao što su poluge ili klizni prsteni)

posredno (preko hidrauličkih, pneumatskih, ili

elektromagnetskih naprava koje osiguravaju silu

potrebni za aksijalni pomak dijelova spojke.

Page 65: Spojke Ekii 2014 Web

65

3.2.1 Čeona zupčasta spojka

Čeona zupčasta spojka djeluje na sličan

način kao i kandžasta spojka samo što je kolut na

pogonskoj strani aksijalno pomičan.

S obzirom na namjenu, zubi mogu biti

različitih profila: a) trapezni, b) pilasti, c) pravokutni i d)

korigirano trokutasti (vidi sliku desno).

uključivanje isključivanje

gonjeni kolut pogonski kolut

utor za prsten

za uključivanje

Čeona zupčasta spojka [4] Čeona zupčasta spojka [5]

Profili zubi zupčaste spojke [5]

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Oblikovne spojke – Čeljusna zupčana spojka

Page 66: Spojke Ekii 2014 Web

66

3.2.2 Uključna zupčasta spojka

Uključna zupčasta spojka, prenosi okretni

moment preko cilindričnih zupčanika s evolventnim

ozubljenjem koji imaju jednak modul i jednak broj

zubi.

Ovakva spojka uključuje se u mirovanju.

zupčanik s

unutarnjim ozubljenjem

na pogonskoj strani

žlijeb

opruga

kuglica

glavina

zupčanik s vanjskim ozubljenjem

na gonjenoj strani

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Oblikovne spojke – Uključna zupčasta spojka

Uključna zupčasta spojka prema [2]

Page 67: Spojke Ekii 2014 Web

67

3.2.3 Zupčasta spojka sa sinkronim uključivanjem

Osnovni nedostatak uključne zupčaste spojke,

nemogućnost uključivanje u radu, prevladava se dodavanjem

sinkronizacijske naprave (obično konična tarna spojka) koja prije

uključivanja osigurava jednake brzine vrtnje na pogonskoj i

gonjenoj strani spojke.

EK II – Spojke – Uključno - isključne spojke – Oblikovne spojke – Zupčasta spojka sa sinkronim uključivanjem

isključena

sinkronizacija uključena

pogonska

strana

gonjena

strana

pogonska

strana

gonjena

strana

Zupčasta spojka sa sinkronim uključivanjem prema [14]

Zupčasta spojka sa sinkronim uključivanjem prema [4]

Page 68: Spojke Ekii 2014 Web

68

4. SPECIJALNE SPOJKE

EK II – Spojke – Hidrodinamičke spojke

Specijalne spojke pored osnovne namjene, a to je stalno ili povremeno

spajanje dvaju vratila u svrhu prijenosa momenta torzije, imaju i dodatnu namjenu po

kojoj se vrši njihova podjela na:

4.1 Spojke za automatsko upuštanje u rad

4.1.1 Čeljusna centrifugalna spojka

4.1.2 Spojka s čeličnim kuglicama

4.2 Sigurnosne spojke

4.2.1 Oblikovne sigurnosne spojke

4.2.2 Tarne sigurnosne spojke

4.3 Jednosmjerne spojke

Page 69: Spojke Ekii 2014 Web

69

4.1 SPOJKE ZA AUTOMATSKO UPUŠTANJE U RAD

EK II – Spojke – Specijalne spojke – Spojke za automatsko upuštanje u rad

Kod svih vrsta spojki, osim hidrodinamičkih,

okretni moment, T i kutna brzina, ω u stacionarnom

stanju definirani su radnom točkom (slika desno gore).

Kod krutih i neelastičnih spojki, nakon upućivanja, do te

točke dolazi se zajedničkim ubrzavanja masa pogonskog

i radnog stroja [2].

Problem nastaje kada se velike mase radnog

stroja moraju ubrzati u kratkom vremenu.

Predimenzioniranje pogonskog stroja bi bilo skupo pa se

u tu svrhu koriste posebne spojke za upuštanje u rad.

Njihova upotreba posebno je opravdana kada

je u trenutku uključivanja moment pogonskog stroja

manji od momenta radnog stroja (primjer asinkronog

elektromotora i alatnog stroja) – slika desno dolje.

pogonski stroj

radni stroj

radna

točka

Radna točka spojke u stacionarnom pogonu [2]

Momentne karakteristike asinkronog EM-a i alatnog stroja[2]

alatni stroj

asinkroni EM

Page 70: Spojke Ekii 2014 Web

70

4.1.1 Čeljusna centrifugalna spojka

EK II – Spojke – Specijalne spojke – Spojke za automatsko upuštanje u rad - Čeljusna centrifugalna spojka

Čeljusti centrifugalne spojke tlače se oprugama uz pogonski dio (glavinu). Kada brzina

vrtnje dostigne određenu vrijednost, centrifugalna sila čeljusti svladava silu u oprugama, pa čeljusti

svojim tarnim oblogama tlače gonjeni bubanj gonjenog dijela spojke. Na taj način, ostvaruje se veza

silom te prenosi okretni moment. Spojka se u potpunosti uključuje obično pri nm > 650 min-1.

pogonski dio

(glavina)

čeljusti

vlačna opruga

tarna obloga

gonjeni dio

(bubanj)

Čeljusna centrifugalna spojka tip F proizvođača SUCO [W27]

Osnovni dijelovi čeljusna centrifugalne spojke tip F proizvođača SUCO [W27]

Page 71: Spojke Ekii 2014 Web

71

Čeljusna centrifugalna spojka - nastavak

EK II – Spojke – Specijalne spojke – Spojke za automatsko upuštanje u rad - Čeljusna centrifugalna spojka

Čeljusna centrifugalna spojka proizvođača Hilliard Corporation [10]

Različite izvedbe čeljusti [W29]

Page 72: Spojke Ekii 2014 Web

72

4.1.2 Spojka s čeličnim kuglicama

Spojka s čeličnim kuglicama

EK II – Spojke – Specijalne spojke – Spojke za automatsko upuštanje u rad – Spojka s čeličnim kuglicama

čelične kuglice

pogonski dio

limeni obruč,

valovit po obodu

gonjeni dio

bubanj

brtva

Čelične kuglice u mirovanja leže u donjem dijelu bubnja. Pri pokretanju, a uslijed

centrifugalne sile, dolazi do potiskivanja kuglica prema vanjskoj strani bubnja i njihovog dodira s

limenim prstenom, a što dovodi do prijenosa okretnog momenta.

Moment spojke se može regulirati količinom i granulacijom čeličnih kuglica.

Page 73: Spojke Ekii 2014 Web

73

Pulvis - spojka s čeličnim kuglicama

Pulvis spojka punjena je čeličnim kalibriranim kuglicama. Pogonska strana ima oblik

dvaju krilaca, dok gonjena ima zvonast oblik s rebrima po cijelom unutarnjem obodu.

Centrifugalne sile tlače čelične kuglice uz zvono pa se ispred krilaca stvaraju naslage

(nanosi) kuglica koje ostvaruju vezu silom što dovodi do prijenosa okretnog momenta.

pogonska

strana

gonjena

strana

u mirovanju u pogonu kod pokretanja /

preopterećenja

EK II – Spojke – Specijalne spojke – Spojke za automatsko upuštanje u rad – Spojka s čeličnim kuglicama

Page 74: Spojke Ekii 2014 Web

74

4.2 SIGURNOSNE SPOJKE

osiguravaju strojne dijelove od trenutačnih opterećenja koja nastaju prilikom

pokretanja ili tijekom rada spoja, a

djeluju tako da prekidaju spoj između pogonskog i gonjenog dijela spojke u

trenutku preopterećenja.

S obzirom na način prenošenja okretnog momenta dijele se na:

oblikovne sigurnosne spojke

okretni moment prenose oblikom i

najčešće ne omogućavaju regulaciju okretnog momenta kod kojeg se spojka

isključuje

tarne sigurnosne spojke

okretni moment prenose trenjem i

omogućavaju regulaciju okretnog momenta kod kojeg se spojka isključuje

EK II – Spojke – Specijalne spojke – Sigurnosne spojke – Oblikovne sigurnosne spojke

Page 75: Spojke Ekii 2014 Web

75

4.2.1 Oblikovne sigurnosne spojke

Kod oblikovne sigurnosne spojke s prekidnim svornjacima pri preopterećenju dolazi do

loma svornjaka čime se prekida prijenos okretnog momenta s pogonske na gonjenu stranu spojke.

Dimenzije i broj svornjaka ovise o okretnom momentu pri kojem mora doći do njihovog loma.

Nedostatak ove spojke je što se pri svakom preopterećenju pogon mora zaustaviti kao

bi se zamijenili prekidni svornjaci

pogonski dio

prekidni svornjak

gonjeni dio kaljena čahura

Oblikovna sigurnosna spojka s prekidnim svornjacima prema [8]

EK II – Spojke – Specijalne spojke – Sigurnosne spojke – Oblikovne sigurnosne spojke

uvrtni vijak za

osiguranje od ispadanja

Page 76: Spojke Ekii 2014 Web

76

Oblikovne sigurnosne spojke - nastavak

Kod oblikovne sigurnosne spojke s oprugom i kuglicama pri preopterećenju dolazi do

izmicanja kuglica iz udubljenja pri čemu se opruga sabija. Na taj način prekida se veza između

pogonskog i gonjenog dijela spojke.

Ponovni prijenos okretnog momenta osigurava se potiskivanjem kuglica od strane

opruge u udubljenje kad stvarni okretni moment postane manji od namještenog u spojci.

pogonski dio opruga gonjeni dio

kuglica

Oblikovna sigurnosna spojka s kuglicama i oprugom prema [2 ]

EK II – Spojke – Specijalne spojke – Sigurnosne spojke – Oblikovne sigurnosne spojke

Page 77: Spojke Ekii 2014 Web

77

Oblikovne sigurnosne spojke - nastavak

EK II – Spojke – Specijalne spojke – Sigurnosne spojke – Oblikovne sigurnosne spojke

Oblikovna sigurnosna spojka s ozubljenjem prenosi

okretni moment pomoću čeonog ozubljenja. Regulacija okretnog

momenta vrši se pomoću matice za regulaciju koja preko

zavojnih opruga potiskuje čeono ozubljenu ploču na pogonskoj

prema čeono ozubljenoj ploči na gonjenoj strani spojke.

U slučaju preopterećenja dolazi do aksijalnog

pomaka gonjene ozubljene ploče te njenog izlaska iz zahvata s

pogonskom. Smanjenjem okretnog momenta ploče ponovno

ulaze u zahvat čime se uspostavlja veza između gonjene i

pogonske strane spojke.

Oblikovna sigurnosna spojka s ozubljenjem tip SIKUMAT proizvođača Ringspann [W24]

Princip rada oblikovne sigurnosne spojke s ozubljenjem [W24]

Page 78: Spojke Ekii 2014 Web

78

4.2.2 Tarne sigurnosne spojke

EK II – Spojke – Specijalne spojke – Sigurnosne spojke – Tarne sigurnosne spojke

Tarna sigurnosna spojka radi na principu proklizavanja

u slučaju preopterećenja (tj. kad je okretni moment na pogonskoj

strani veći od momenta trenja na tarnim pločama). Veličina

momenta trenja može se regulirati pomoću matice za regulaciju.

Tarna sigurnosna spojka RIMOSTAT proizvođača Ringspann – starija izvedba [W24]

matica za

regulaciju

opruga gonjeni dio (lančanik)

tarne ploče

pogonski dio

Tarna sigurnosna spojka RIMOSTAT proizvođača Ringspann – novija izvedba [W24]

Page 79: Spojke Ekii 2014 Web

79

4.3 JEDNOSMJERNE SPOJKE

su spojke koje prenose okretni moment samo u jednom smjeru,

dok u suprotnom smjeru prekidaju vezu između pogonskog i

gonjenog vratila te na taj način osiguravaju da se torzijski moment

s radnog stroja ne prenosi na pogonski.

Jednosmjerna spojka s uklinjavajućim valjcima [W25]

Princip rada jednosmjerne spojke s uklinjavajućim valjcima [W26]

(uz pretpostavku da je vratilo pogonskog stroja unutarnje vratilo, a vratilo radnog

stroja vanjsko vratilo)

PRIJENOS BEZ PRIJENOSA

EK II – Spojke – Specijalne spojke – Jednosmjerne spojke

vratilo radnog stroja

valjak

vratilo pogonskog stroja

opruga

Kliknite za link na video animaciju

Page 80: Spojke Ekii 2014 Web

80 EK II – Spojke – Specijalne spojke – Jednosmjerne spojke

Jednosmjerna spojka s uklinjavajućim valjcima tip FGR proizvođača Ringspann [W24]

Jednosmjerna spojka s uklinjavajućim valjcima tip FGR proizvođača Ringspann [W24]

Page 81: Spojke Ekii 2014 Web

81

5. HIDRODINAMIČKE SPOJKE

EK II – Spojke – Hidrodinamičke spojke

Hidrodinamička spojka rješava problem relativno dugog vremena za uključivanja

tarne spojke.

PUMPNO i TURBINSKO kolo su međusobno povezani samo slojem fluida. Kućište ne

sudjeluje u prijenosu okretnog momenta (najčešće je spojeno s pogonskim kolom), a zadatak mu

je da spriječi istjecanje fluida iz spojke zbog čega mora biti prikladno zabrtvljeno.

POGONSKA STRANA

pumpno kolo

s lopaticama

GONJENA STRANA

turbinsko kolo

s lopaticama

cirkulacija

fluida

Pojednostavljeni prikaz hidrodinamičke spojke [W22] Hidrodinamička spojka FLUDEX proizvođača Flender [W17]

kućište

Page 82: Spojke Ekii 2014 Web

Hidrodinamičke spojke – princip rada

82 EK II – Spojke – Hidrodinamičke spojke

U hidrodinamičkoj spojci mehanička

energija pogonskog stroja pretvara se u kinetičku

energiju strujanja fluida u POGONSKOM kolu, da bi

se ona potom u TURBINSKOM kolu ponovno

pretvorila u mehanički rad.

Kako je zbroj torzijskih momenata u

zatvorenom sustavu jednak nuli, to je torzijski

moment pumpnog kola, T2 jednak momentu

pogonskog kola, T1.

Cirkulacija fluida kod hidrauličke spojke prema [15]

turbinsko

kolo (2)

pumpno

kolo (1)

1 2T T T

Page 83: Spojke Ekii 2014 Web

Hidrodinamičke spojke – princip rada

83 EK II – Spojke – Hidrodinamičke spojke

Princip rada hidrauličke spojke [W23]

Klikn

ite

z

a lin

k n

a v

ide

o

Page 84: Spojke Ekii 2014 Web

84 EK II – Spojke – Hidrodinamičke spojke

Hidrodinamička spojka može prenositi okretni moment samo ako je brzina vrtnje

pogonske strane, n1 veća od brzine vrtnje gonjene strane, n2.

Razlika brzina vrtnje pogonske i gonjene strane naziva se klizanje, a njegov omjer s

brzinom vrtnje pogonske strane koeficijent klizanja, s.

1 2

1

n ns

n

Gubici snage su posljedica smanjene brzine vrtnje gonjene strane pa je faktor

iskoristivosti (stupanj djelovanja) hidrauličke spojke

12 2 2

1 1 1 1

1gP PP n

sP P n

gdje je P1, snaga na pogonskoj, a P2 snaga na gonjenoj strani, dok je Pg, snaga gubitaka u spojci

koji se mogu izraziti i kao

1 2( )gP T

0,97...0,98

Page 85: Spojke Ekii 2014 Web

Hidrodinamičke spojke s dodatnom komorom za mekanije upuštanje u rad - INFORAMATIVNO

85 EK II – Spojke – Hidrodinamičke spojke

dodatna

komora

Princip rada hidrauličke spojke s dodatnom komorom prema [15]

Page 86: Spojke Ekii 2014 Web

Prednosti hidrodinamičkih spojki u odnosu na mehaničke - prema [2]

86 EK II – Spojke – Hidrodinamičke spojke

1. Velika elastičnost veze pogonskog i gonjenog stroja.

2. Zbog odsustva neposrednog kontakta pogonskih i gonjenih

dijelova, nema habanja, pa im je i vijek trajanja znatno veći.

3. Pogonski stroj je u trenutku upućivanja neopterećen, što vodi

brzoj uspostavi stacionarnih uvjeta pogona.

4. Pogonski stroj je zaštićen od iznenadnih preopterećenja i udara

koji se mogu javljati na radnom stroju.

5. Prigušuju vibracije koje mogu nastati bilo kod pogonskog ili radnog

stroja.

6. Imaju visok stupanja djelovanja, η = 0,97 … 0,98.

Page 87: Spojke Ekii 2014 Web

87

Literatura

EK II – Spojke - Literatura

1. M. Opalić, Prijenosnici snage i gibanja, Sveučilište u Zagrebu, FSB, Zagreb,1998.

2. D. Jelaska, Elementi strojeva, Sveučilište u Splitu, FESB, Split 2005.

3. W. Steinhilper, B Sauer, Konstruktionselemente des Maschinenbaus 2, Springer, Berlin Heidelberg, 2008.

4. M. Ognjenović, Mašinski elementi, Naučna knjiga, Beograd, 1999.

5. K.H. Decker, K. Kabus, Maschinenelemente, 18. Auflage, Carl Hanser Verlag München, 2011.

6. K.H. Grote, E.K. Antonsson, Handbook of Mechanical Engineering, Springer, Würzburg, 2008.

7. D. Muhs, H. Wittel, D. Jannasch, J. Vossiek, Roloff / Matek Maschinenelementen, Vieweg, Wiesbaden, 2007.

8. K.H. Decker, Elementi strojeva, Golden marketing – Tehnička knjiga, Zagreb, 2006.

9. Elementi strojeva II – Materijali uz predavanja – Spojke, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet, 2009.

10. J.E. Shigley, C.R. Mischke, Mechanical Engineering Design, McGraw-Hill, New-York, 1989.

11. K.H. Grote, J. Feldhusen, Dubbel – Taschenbuch für Maschinenbau, 22. Auflage, Springer, Würzburg, 2007.

12. J . Flašker, S. Pehan, Prenosniki moči, Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo, Maribor, 2005.

13. Mayr, Roba-DS – Torsionally rigid shaft couplings Catalogue.

14. Z. Ren, Strojni elementi I – Gredne vezi in sklopke, Fakulteta za strojništvo, Maribor

15. Siemens AG, Flender Standard Couplings – Catalogue, 2011.

Page 88: Spojke Ekii 2014 Web

Dio slika preuzet je s internetskih stranica (ili iz kataloga dostupnih na njima):

W1. http://www.forconstructionpros.com/company/10075791/lovejoy-inc

W2. http://www.monelcomponents.com/

W3. http://www.tradepressrelations.com/en/file/presse/presse1359.php

W4. http://www.excelcycle.com/fulcrum-racing-torq-rrs-crankset.html

W5. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hirth_joint.jpg

W6. http://www.orbit-antriebstechnik.de/power-transmission/ausgleichskupplungen/

W7. http://www.lonne.com/index.php?mapping=43

W8. http:/www.did-coltd.com

W9. http://www.comintec.it/giunti-elastici-giunti-rigidi-senza-gioco_prd_idc3_it.aspx

W10. http://www.mytractorforum.com/showthread.php?t=159615

W11. http://en.wikipedia.org/wiki/Constant-velocity_joint

W12. http://www.oepcouplings.com/content/oldham_couplings/oldham_couplings.asp

W13. http://www.youtube.com/watch?v=G2DU1s2ukHQ

W14. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cardan-joint_intermediate-shaft_contrasting_de.png

W15. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cardan-joint_spline-shaft_topview_outline.png

W16. http://www.bibbytransmissions.co.uk/Products_Industrial_Grid.asp

W17. http://www.youtube.com/watch?v=0T8u5tyCMVQ

W18. https://eb.automation.siemens.com

W19. http://rexnord.eu/index.php?id=263&L=0%2F%25&MP=207-524

W20. http://www.ktr.com/uk/index/home.htm

W21. http://en.wikipedia.org/wiki/Universal_joint

W22. http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/fluid+coupling

W23. http://www.youtube.com/watch?v=xm8EHTTNPEg

W24. http://www.ringspann.de

W25. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Roue_libre2.svg

W26. http://www.tractordata.com/articles/technical/overrunning-pto-clutch.html

W27. http://www.suco-pressureswitches.com/antriebstechnik/fliehkraft_kupplungen_und_bremsen/f-typ.php

W28. http://www.ortlinghaus.com/nc/en/download/general-downloads.html

W29. http://clutchshoe.com/Clutch.htm

88 EK II – Spojke - Literatura