UNIVERSITY OF KRAGUJEVAC

-

TECHNICAL FACULTY - AAK

Smer: Industrijski menadment Predmet: Uvod u tehnike sisteme

SEMINARSKI RAD

TEHNIKI SISTEM: ( Uopteno o mainama i alatima finalne obrade drveta)

Profesor: Prof. dr Dragan Golubovi

Student: Marija Suevi 720/2008

1

Sadraj: 1. OPTI POJMOVI O MAINAMA 2. OSNOVI TEORIJE REZANJA DRVETA 3. OSNOVNI KONSTRUKCIONI DELOVI MAINA ZA MEHANIKU OBRADU DRVETA Postolje maine Radni sto Suport alata Voice za elemente pravoliniskog kretanja Radno vreteno Ureaji za uvrivanje predmeta rada na mainama Ureaji za pomer predmeta rada Prenosnici Pogonski motor 4. RADNI ALAT ZA OBRADU DRVETA Osnovni pojmovi o alatima za obradu drveta Materijali za izradu alata Vrste alata Literatura:

2

OPTI POJMOVI O MAINAMADa bi se od polaznog materijala (sirovine ili poluproizvoda) dobio gotov proizvod, potrebno je obaviti veliki broj raznovrsnih radnih operacija. Ove radne operacije mogu najjednostavnije da se obave korienjem radne snage oveka uz upotrebu odgovarajueg alata. Ovakav rad zahteva veliku ovekovu bioenergiju i ima ogranieni proizvodni delokrug; zbog toga se danas uglovnom zadrao u zanatskoj proizvodnji. U osnovi razlikujemo dve vrste maina. Jedna vrsta maina slui za obavljanje odreenih radnih operacija na predmetu rada, pa se stoga nazivaju radne maine. Druge vrste maina, koje slue za pogon drugih radnih maina, nazvane su pogonske maine.Neke vrste pogonskih maina dobijaju naziv motori. Potrebno je napomenuti da se pogonske maine mogu koristiti i za neke druge svrhe, npr. za pogon vozila, brodova, aviona, za pogon elektrinih generatora, itd. Namena radnih maina je tano odreena i konstrukcija im je prilagoena za obavljanje radnih operacija. Poto postoji veliki broj raznovrsnih operacija koje se mogu obavljati na predmetu rada, veliki je i broj razliitih radnih maina. Prema novijoj podeli, sve maine se mogu klasifikovati u etiri grupe: proste, klasine, programske i kibernetske maine.Ovakva podela maina polazi od stepena razvoja orua za rad , angaovanja oveka u procesu rada, naina primanja informacija putem programera i mogunosit maina da primaju, uvaju i prerauju informaciju i da ih koriste za upravljanje i regulisanje procesa. Kod klasinih, programskih i kibernetskih maina pogonski deo maina je motor koji zavisno od vrste energije moe biti elektrini, hidraulini, pneumacki, motor sa unutranjim sagorevanjem. U drvnoj industriji koriste se raznovrsne maine i ureaji. Sve ove maine i ureaje moemo grupisati prema odreenim karakteristikama ili sledeim zajednikim osobinama: - prema vidu mehanike obrade predmeta rada, - prema stepenu obrade polaznog materijala, - prema nainu obrade pretmeta rada - prema konstrukcionim karakteristikama i - prema nameni

3

OSNOVI TEORIJE REZANJA DRVETAMehanika obrada drveta moe da se obavlja na dva naina: - sa skidanjem strugotine i - bez skidanja strugotine Pri mehanikoj obradi sa skidanjem strugotine javlja se otpadak koji moe biti u obliku strugotine, iverja ili drvne praine, zavisno od vrste alata koji se koristi. Zajednika karakteristika svih alata za obradu sa skidanjem strugotine je klinasti oblik reznog alata koji pri prodiranju u drvo odvaja delie drveta odreenog oblika i dimenzija. Proces rezanja na maini je veoma sloen. Da bi se ovaj proces lake objasnio, uvodimo pojam elementarnog seiva ( slika 1),oblik alata na oblik prostog klina a proces rezanja razlaemo na elementarne procese. Elementarno seivo ima sledee osnovne veliine: - prednju povrinu ( prsna povrina ) A B C D - zadnju povrinu ( lena povrina ) A B E F - bone povrine A D E i B C F Ugaone karakteristike seiva su: - zadnji ugao - ugao otrenja - prednji ugao - ugao rezanja

Sl. 1. Elementarno seivo

4

Pri prodiranju seiva u drvo skida se sloj drveta debljine h i irine b. Rezanje se obavlja pri brzini seiva V (osnovno kretanje) i pomeru predmeta rada U (pomono kretanje). Pri rezanju elementarnim seivom uzete su u obzir sledee predpostavke: - rezanje obavlja otrica AB, koja je dua od irine predmeta rada - prednja i zadnja povrina seiva je ravna a ugao rezanja () i zadnji ugao () su nepromenljivi - putanja seiva je pravoliniska - brzina rezanja je konstantna i - debljina sloja drveta je uvek jednaka. U odnosu na tok drvnih vlakanaca, razlikuju se tri osnovna vida rezanja: popreno uzduno i tangecijalno.

Sl. 2. Osnovni vidovi rezanja

Otrica elementarnog seiva naziva se idealna otrica. U praktinim uslovima idealna otrica ne postoji (slika 3), tj. prelazak izmedju prednje i zadje povrine je uvek manje ili vie zaobljen. Radijus zaobljenja () ima veliki uticaj na veliinu sile rezanja.

Sl. 3. Seivo sa realnom otricom 5

Otpor protiv rezanja rasporedjen je na povrini seiva i on nije jednake veliine. Najvei otpor se javlja na najisturenijem delu seiva pa se dalje smanjuje idui ka takama 2 i 3, kada otpor pada na vrednost 0. Sila rezanja F mora da savlada sve otpore rezanja, pa je zato za izbor snage elektromotora maine za obradu drveta znaajno tano utvrditi veliine sile rezanja. Snaga elektromotora se odreuje po jednaini:P=Fv/1000 Gde je: F periferna sila (N) v - periferna brzina (m/s)

OSNOVNI KONSTRUKCIONI DELOVI MAINA ZA MEHANIKU OBRADU DRVETA Maine za obradu drveta sastoje se od delova, sklopova i mehanizama koji su zajedniki za veinu maina. Ovi delovi, sklopovi i mehanizmi nazivaju se elementi maina. Elementi maina su: - postplje maine - radni sto - suport alata - voice - radno vreteno - ureaji za uvrivanje predmeta rada - ureaji za pomer predmeta rada - prenosnici - pogonski motor i - pomoni delovi i ureaji

6

Postolje mainePostolje maine nosi sve pokretne i nepokretne delove maine. Izrauje se od jednog ili vie delova koji su meusobno spojeni vijcima. Najee se izrauje od livenog gvoa ili elinog liva, jer mora da obezbedi stabilnost maine. Bolju stabilnost u pogledu vibracija imaju postolja izraena od livenog gvoa. Oblik postolja je razliit, ali se veoma esto izradjuje u obliku sanduka, stuba ili reetke.

Radni stoRadni sto ili radna ploa je deo maine koji slui za oslanjanje i voenje predmeta u toku obrade. Izrauje se najee od livenog gvoa ili elika ali moe da se kombinuje i sa drvetom. Maina moe da ima jedan, dva ili vie stolova, to zavisi od konstrukcije maine. Povrina radnog stola mora biti dobro obraena da bi se osiguralo lako kretanje predmeta rada. Na sto moe biti nepokretan ili pokretan, u jednoj ili vie ravni. Pored osnovnog stola maina moe da ima i dodatni radni sto. Dodatni radni sto se obino sastoji od ploe, konzole i voice. Kod nekih maina radni sto se izrauje u obliku kolica, vagoneta ili saonica.

Suport alataDeo maine koji nosi alat, vodi ga i prima optereenje naziva se suport. Suport moe biti nepokretan, ili pokretan. Kada je suport nepokretan, predmet rada pri obradi se kree, a radni alat izvodi osnovno kretanje. U sluaju kada se suport pomera, kretanje moe da bude pravolinisko, krivolinisko i kruno. Ovo kretanje moe da se izvodi runo, mehaniki ili automacki. Da bi se omoguila laka zamena alata i utedelo u vremenu, kod nekih maina suport je tako konstruisan da se moe zajedno sa alatom skidati iz svog leista. Maina moe da ima i vie suporta, to zavisi od broja alata kojim se istovremeno vri obrada.

7

Voice za elemente pravoliniskog kretanjaDelovi mine koji omoguavaju pravolinisko kretanje radnog stola, supotra i sl. Nazivaju se voice. To su precizno obraene klizne povrine razliitog profila. Od preciznosti obrade povrina zavisi kvalitet obrade na mainama; zbog toga se povrine tuiraju. Voice su izloene uglavnom optereenju na pritisak i pri kretanju pokretnih delova, povrine se troe a zazor poveava. Na taj nain dolazi do netanog voena. Veliina zazora izmeu kliznih povrina najbolje se regulie primenom raznih uloaka u obliku ploica ili aura, koje su redovno od mekeg materijala nego to su voice. Kompezacija zazora (slika 4) se vri na taj nain to se pomou vijaka pritee umetak uz pokretni deo ili, ukoliko se usled habanja zazor jako uveao, vri se zamena umetaka.

Sl. 4. Kompezacija zazora

Radno vretenoElementi maina koji slue za pokretanje odnosno obrtanje radnog alata nazivaju se radna vretena (slika 5).

Sl. 5. Radno vreteno 8

Njihova konstrukcija moe biti veoma razliita, to zavisi od od namene, tipa maine, oblika alata koji se postavlja, od vrste pogona i naina prenoenja pogonske energije. Vrlo esto je vratilo pogonskog motora istovremeno i radno vreteno maine. Radno vreteno je uleiteno u kotrljajuim leajevima. Kako u toku rada prima najvei deo optereenja, radno vreteno mora biti dobro dimenzionisano i precizno izraeno. Pored radnih vretena, koja se jo nazivaju i glavna vretena, na mainama se nalaze i druga vretena koja slue za pokretanje suporta, radnog stola ili za podeavanje pojedinih delova maina. Ova vretena nazivamo pomona vretena

Ureaji za uvrivanje predmeta rada na mainamaZa uvivanje predmeta rada na mainama koriste se stezai. Stezei mogu da deluju mehaniki; pomou zavojnice, opruge, ekscentra ili poluge. U novije vreme sve se vie koriste pneumacki, hidraulini i vakum stezai. Mehaniki stezai prikazani su na slici 6.1, 6.2,

Sl. 6.1 Mehaniki steza, na principu navojnog vretena i stezac sa ekscentrom

Sl. 6.2 Poluni steza I steza sa polugama i ekscentrom 9

Kod pneumatskih stezaa pritisak se ostvaruje posredstvom klipa koji pokree sabijeni vazduh. Da bi se smanjio pritisak na jedinicu povrine, a time spreilo oteenje predmeta rada, na kraju klipa nalazi se pritezna ploica nesto veeg prenika.

Ureaji za pomer predmeta radaUreaji za pomer predmeta rada mogu biti sastavni deo maine ali se mogu dodavati i kao poseban deo maine. Kada je ureaj za pomer odvojen od maine, naziva se aparat za pomer. Ureaji za pomer mogu biti neprekidnog i prekidnog dejstva. Ureaji neprekidnog dejstva imaju radni element u obliku valjka, toka, lanca i konvejera. Postoje i kombinacije ovih elemenata. Konvejeri se esto sreu na mainama za obradu drveta. Oni mogu biti u obliku beskonanog platna i lankoviti (slika 7).

Sl. 7. Tipovi konvejera na mainama za obradu drveta

10

PrenosniciPri radu maina za obradu drveta primenjuje se pojedinani pogon. U pojedinanom pogonu kao prenosnici koriste se zupanici, frikcioni tokovi, lanac i lananici, remen i remenica, a esto i elastino vratilo.

Pogonski motorU finalnoj obradi drveta koriste se uglavnom motori naizmenine struje asinhroni motori. Asinhroni motori se putaju u rad direktnim ukljuenjem na mreu, pomou prekidaa zvezda-trougao i pomou autotransformatora.

RADNI ALAT ZA OBRADU DRVETA

Osnovni pojmovi o alatima za obradu drvetaKvalitet obrade predmeta rada na mainama u uskoj je vezi sa alatom koji se pri tome koristi. Dobar izbor i pravilna primena alata utie kako na kvalitet obrade i iskorienje sirovine, tako i na ekonominost primene maine. U finalnoj obradi drveta koriste se razne vrste drveta i ploa, razliitih mehanikih svojstava, sa razliitim vidovima obrade. Visok kvalitet gotovog proizvoda, eljena istoa obrade i visoka produktivnost zahtevaju i alat odgovarajueg kvaliteta. Iz ovih razloga alatima za obradu drveta daje se vidno mesto u savremenoj proizvodnji. Pod alatima u tehnolokom smislu podrazumevaju se delovi maina koji neposredno menjaju oblik i dimenzije predmeta rada. S konstrukcionog gledita radni alat se mogu odvojiti od maine radi zamene, otrenja i podeavanja. Bez obzira na vrstu radnog alata, namenu i dimenzije, radni alat treba da zadovolje sledee uslove. - da relativno dugo zadravaju prvobitne geometriske parametre, - da pod odreenim uslovima eksploatacije to due zadre naotrenost, - da su konstrukciono dobro reeni, - da omogue lako otrenje i odravanje i - da pruaju potrebnu sigurnost pri radu.

11

Trajnost alata je jedna od vanijih osobina alata sa aspekta ekonomike. Osim ovoga, ukoliko radni alat due traje i ne menja prvobitne geomertiske parametre, utoliko vie kvalitet obrade ostaje nepromenjen a maina se manje optereuje. Trajnost alata direktno utie na produktivnost maine poto su zastoji maine radi zamene alata manji ako se alat ree otri. Konsrukcija alata za obradu drveta predstavlja ozbiljan i sloen zadatak. Racionalna konstrukcija alata prua veu sigurnost u radu ( spreava povratni udar pri runom pomeru ). Savremene maine za obradu drveta odlikuju se velikom proizvodnju. Izmedju ostalog, vea proizvodnost maine postie se poveanjem brzine pomera.

Materijali za izradu alataZa izradu alata za obradu drveta ranije se koristio alatni elik sa odraenom koliinom ugljenika, poznat u praksi po nazivu alatni ugljenini elik. Alat izraen od alatnog ugljeninog elika mogao je da zadovolji skromne uslove rada na mainama ( mala brzina pomera i mala brzina rezanja ). Ovakav alat nije mogao da udovolji uslovima obrade pri velikim brzinama a naroito nije odgovarao materijalima koji sadre znatne koliine lepila i smola. Danas se za izradu alata kotiste materijali kao: Legirani alatni elik sadri izvesne elemente koji poboljavaju svojstva elika. Kao legirajui elementi obino se dodaju: hrom (Cr), volfram (W), nikl (Ni), vanadijum (V), molibden (Mo) i kobalt (Co). Ovi elementi se odlikuju time to sa ugljenikom stvaraju karbide i zbog toga veoma slabo reaguju pri promenama strukture elika. Oni podpomau stavanje finozrnaste strukture elika, a spreavaju kristalisanje. Brzorezni elik koristi se za obradu drveta koje se u toku rada zagreva kao i za obradu materijala koji sadre lepilo. Brzorezni elici sadre visok procenat ( do 20% ) volframa. Otpornost protiv habanja brzorezni elik dobija od karbida onih elemenata koji ulaze u njegov sastav. Zbog visoke cene, alati izradjeni od brzoreznih elika imaju primenu samo u sluaju ekstremno velikih brzina obrade i kada se javljaju visoke tempetature pri obradi ( od 600 do 800o C ) . Tvrdi metali koriste se za obradu drvenih ploa, kao i za obradu masivnog drveta pri velikim brzinama obrade . Tvrdi metali (TM) su sinterovane legure od volframovog ili titanovog karbida. Kao cementirajua materija koristi se kobalt. Uee karbida u tvrdim metalima je vrlo visoko ( 80-94% ), a kobalt uestvuje sa 6 do 20%. Zbog velike tvrdoe jedna firma je nazvala ove metale widia ( wie diamant = kao dijamant ).

12

Vrste alataU finalnoj preradi gotovo svaka maina ima neki specifian alat u odnosu na druge maine. Tako da cemo navesti samo neke alate koji se najvise upotrebljavaju. - za uzduna i poprena rezanja koriste se krune testere

-

za izradu profila koriste se takozvana usadna i nasadna glodala

- za izradu raznih pravilnih i nepravilnih otvora koristimo razne vrste burgija lananih glodala - za davanje konane glatkoe predmeta koristimo razliite vrste brusnih traka odreene numeracije.

13

Literatura: Maine i ureaji za I, II, III razred drvnopreraivake i umarske kole.

14