mehatronika-predavanje

(1)

Tehnički fakultet Sveučilišta u Rijeci Zavod za tehničku mehaniku

Prof. dr. sc. Roberto Žigulić

Predavanje 1. Mehatronika Rijeka, 29.9.2014.

ŠTO JE MEHATRONIKA?

UVOD

ŠTO JE MEHATRONIKA?

(2)

AUTOMOBIL KAO PRIMJER MEHATRONIČKOG SUSTAVA

2009.

ABS

1960.

Automobil i njegovi podsustavi

ABS

ESP

Klimatizacijski podsustav

TCS

ABF

"Engine management" Ispušni podsustav

ABF

ACC

CS

management"

Podsustav ovjesa _{K či i} _d

ETC

ADR

Podsustav ovjesa

(prilagođavanje krutosti) Kočioni podsustav

LDW

HC

3

HC

“drive by wire”

(3)

ABS sustav primjer mehatroničkog sustava

ABS sustav – primjer mehatroničkog sustava

•

Konvencionalne komponente p kočionog sustava

Hidraulički sustav (glavni cilindar rezervoar hidrauličke cilindar, rezervoar hidrauličke tekućine, ventili, cijevi i

priključci), kočiona kliješta, l či / bl di k i pločice/obloge, diskovi.

•

Nove komponente

ABS kontroler (računalo), ABS kontroler (računalo), senzori brzine, ožičenje, konektori.

Napomena:

Put kočenja se ne skraćuje već se poboljšava upravljivost vozila

5 se poboljšava upravljivost vozila

u uvjetima u kojima bi inače došlo do proklizavanja.

DEFINICIJA POJMA MEHATRONIKA

Pojam MEHATRONIKA (MECHATRONICS)

MECHA

NISM –

MEHA

NIZAM

ELEC

TRONICS

– ELEK

TRONIKA

Tetsuro Mori 1969

Tetsuro Mori 1969.

YASKAWA ELECTRIC COMPANY (japanski proizvođač

l kt

t

i

t

k t l

ib j )

(4)

ŠTO JE MEHATRONIKA?

Harashima Tomizuka Fukada (1996):

Mehatronika je sinergijska*

i t

ij

t j

t

Harashima, Tomizuka, Fukada (1996):

integracija strojarstva,

elektronike, elektrotehnike,

računalne tehnologije i upravljanja

u projektiranju i izradi industrijskih

proizvoda i procesa.

sinergija* (grč. syn-ergos – zajednički rad, napor) = učinak uzajamno

komplementarnog djelovanja nekoliko faktora veći je od zbroja pojedinačnog

p

Mehatronika ne postoji kao samostalna tehnička disciplina ili

komplementarnog djelovanja nekoliko faktora veći je od zbroja pojedinačnog djelovanja svakog od njih

7

Mehatronika ne postoji kao samostalna tehnička disciplina ili

posebni industrijski sektor - nastala je objedinjavanjem više njih.

A l d

i K

f (1996)

Auslander i Kempf (1996):

“Mehatronika je način donošenja kompleksnih odluka u

dj l

j fi ičkih

t

”

djelovanju fizičkih sustava”

Shetly i Kolk (1997):

“Mehatronika je metodologija koja se koristi u

optimiranju konstrukcije mehatroničkih proizvoda”

optimiranju konstrukcije mehatroničkih proizvoda

W. Bolton (1999)

“Mehatronika nije samo brak električnih i mehaničkih

sustava, više je i od kontrole sustava – to je kompletna

i t

ij

t

”

integracija svega toga”

Definicije se razlikuju ovisno o vremenu nastanka i o području

8

Definicije se razlikuju ovisno o vremenu nastanka i o području

interesa i djelovanja njihovog/ih autora.

(5)

MEHATRONIKA

M h t

ik

d t lj

k i i

t d l ij

i t

ij

Mehatronika predstavlja okvir i metodologiju za integraciju

tehnologija (strojarstvo, elektronika i elektrotehnika, kontrola i

upravljanje informacijska i računalna tehnologija) koje su

upravljanje, informacijska i računalna tehnologija) koje su

tradicionalno bile razdvojene.

energetska elektronika _{teorija sustava}

energetska elektronika mikroelektronika senzori aktuatori teorija sustava modeliranje automatizacija software INFORMACIJSKA umjetna inteligencija MEHATRONIKA ELEKTROTEHNIKA ELEKTRONIKA INFORMACIJSKA TEHNOLOGIJA MEHATRONIKA STROJARSTVO 9 mehanički elementi, strojevi, precizna mehanika,…

MEHATRONIKA I MEHATRONIČKI SUSTAVI

ELEKTROMOTORI MEHANIČKI SUSTAVI MEHANIČKI SUSTAVI S

<1900

_{Pojava i povećanje} primjene električnih ELEKTROMOTORI (istosmjerni i izmjenični) MEHANIČKI SUSTAVI S ELEKTRIČNIM POGONOM MEHANIČKI SUSTAVI S

1920

1935

pogona Razvoj i povećanje primjene TRANZISTORI, MEHANIČKI SUSTAVI S AUTOMATSKOM KONTROLOM

1935

MEHANIČKI SUSTAVI S primjene automatskog upravljanja MIKROPROCESOR S O , TIRISTORI MEHANIČKI SUSTAVI S ELEKTRONIČKIM (ANALOGNIM) I

SEKVENCIJALNIM UPRAVLJANJEM

1955

Povećanje stupnja _{automatizacije,} primjena računala, Industrijski roboti MIKROPROCESOR, REAL-TIME SOFTWARE, MIKRORAČUNALO MEHANIČKI SUSTAVI S DIGITALNIM UPRAVLJANJEM

1975

p j , minijaturizacija Industrijski roboti, alatni strojevi, industrijska

postrojenja_{OSOBNA RAČUNALA,}MIKROKONTROLERI,

MEHATRONIČKI SUSTAVI

integracija mehanike i elektronike software definira funkciju

Povećanje stupnja integracije

1985

Mobilni roboti, CIM, magnetski ležajevi,

NOVI AKTUATORI I SENZORI, INTEGRACIJA

(6)

Razvoj automobilske kočnice kroz proteklih 120 godina St j Stupanj “mehatronizacije” Elektromehanička kočnica Pedale elektromehaničke elektromehaničke kočnice Kočiona pedala i

hidro-jedinica EHD kočnice jedinica EHD kočnice

Upravljačka jedinica elektrohidrauličke kočnice Pojačivač sile kočenja

Pojačivač sile kočenja

Mehanička (remenska) kočnica ABS hidroagregat (pumpa)

11

Vrijeme (god) Mehanička (remenska) kočnica

MEHATRONIČKI SUSTAVI

MEHATRONIČKI SUSTAV

AKTUATOR

SPREMNIK

ENERGIJE AKTUATOR PRETVARAČ REDUKTOR KORISNIK SNAGE

AKTUATOR

O

č jk

h t

ičk

t

( j d

i

lik

REGULATOR SENZOR

Osnovna značajka mehatroničkog sustava (ujedno i razlika

u odnosu na konvencionalne sustave):

i ič i

h

ički

ć

i j

i

i i

l

- tipični mehatronički sustav u mogućnosti je primati signale

iz okoline, obraditi ih te na osnovu njih i upravljačkog

algoritma generirati izlazne signale ili djelovanje (sila

12

algoritma generirati izlazne signale ili djelovanje (sila,

pokret, itsl.)

(7)

OSNOVNI ELEMENTI MEHATRONIČKOG SUSTAVA MEHANIČKI SUSTAV MEHATRONIČKI SUSTAV AKTUATORI solenoidi, DC motori, SENZORI sklopke, potenciometri, fotoelektrične PRIPREMA I PRIJENOS ULAZNIH , koračni motori, servo motori, hidraulika, pneumatika komponente, digitalni enkoderi, elektrootporne trake, termoparovi, akcelerometri SIGNALA

pojačala, filteri, A/D, D/D,… pneumatika,… akcelerometri,… GRAFIČKI PRIKAZ OBRADA i PRIJENOS IZLAZNIH SIGNALA DIGITALNO UPRAVLJANJE PRIKAZ LED, LCD, CRT, digitalni ekrani IZLAZNIH SIGNALA D/A, D/D, pojačala, PWM, tranzistori snage,

logički krugovi, mikrokontroleri, PLC, upravljačka logika i aritmetika, upravljački algoritmi,

k ik ij

13

power op pojačala komunikacija

Osnovna struktura mehatroničkog sustava

Obrada Komunikacijski sustav Obrada Sučelje čovjek-stroj Obrada informacija Obrada informacija Čovjek Okolina Senzori Aktuatori Energija Osnovni sustav sustav Legenda: Neophodna/kritična komponenta protok informacija Opcija protok energije protok tvari/materijala

(8)

Osnovna struktura mehatroničkog sustava

Vrste protoka u mehatroničkom sustavu: Vrste protoka u mehatroničkom sustavu:

•

protok informacija

i f ij k j i j j j i đ j di ih l t i j li

informacije koje se izmjenjuju između pojedinih elemenata i cjelina mehatroničkog sustava su primjerice, izmejerene veličine, upravljački signali i impulsi i/ili podaci

•

protok energije

pod energijom se u ovom slučaju podrazumijeva svaki oblik energije kao pod energijom se u ovom slučaju podrazumijeva svaki oblik energije kao što su primjerice, mehanička, toplinska ili električna energija, ali i veličine kao što su sila ili struja

•

protok tvari

primjeri tvari koje “teku” ili bolje rečeno koje se kreću između pojedinih primjeri tvari koje teku ili bolje rečeno koje se kreću između pojedinih dijelova mehatroničkog sustava su čvrsta tijela, predmeti, plinovi ili tekućine

15

Osnovna struktura mehatroničkog sustava – Primjer ESP*

CAN

Upravljački

Volan, pedale gasa i kočnice

Hidroagregat Upravljački _sklop Vozač

senzori broja okretaja

Značajke ceste motora, kuta zakretanja

volana, poprečnog ubrzanja,... Regulator protoka

zraka, ubrizgavanje goriva, pogon ventila Energija Vozilo, kočnice, motor motor Legenda: protok informacija protok energije protok tvari/materijala 16

(9)

ZNAČAJKE/PREDNOSTI MEHATRONIČKIH SUSTAVA

TRADICIONALNI SUSTAVI MEHATRONIČKI SUSTAVI

centralizirano procesiranje i upravljanje

hibridna kontrola, decentralizacija i distribucija

kontrola kvalitete na kraju proizvodnog procesa

automatska provjera kvalitete i točnosti proizvodnog tijekom procesa

p g p p g j p

veliki, višekomponentni

sustavi kompaktni integrirani sustavi sustavi

nedostatak točnosti, zračnost

precizna kontrola pomaka putem adaptivnih sustava provjere i servo

t motora

složeni mehanizmi

zamjena mehaničkih

komponenti/sustava elektroničkim,

složeni mehanizmi komponenti/sustava elektroničkim, računalnim, programskim

17

ZNAČAJKE/PREDNOSTI MEHATRONIČKIH SUSTAVA

TRADICIONALNI SUSTAVI MEHATRONIČKI SUSTAVI

ručna kontrola i prikupljanje podataka

automatizirana kontrola i prikupljanje podataka

p p

pogoni s konstantnom

brzinom pogoni s promjenjivom brzinom

brzinom p g p j j

mehanički sustavi mehanički/računalni/elektronički/progr_ki _{t i} _ž _{č lj} mehanički sustavi _{amski sustavi; mrežno sučelje;}

utjecanje na funkcioniranje sustava na

nepromjenjivi parametri rada

utjecanje na funkcioniranje sustava na osnovi podataka prikupljenih tijekom

(10)

MEHATRONIČKI SUSTAVI

Hijerarhijski strukturiran kompleksni automatizirani sustav

Mehatronički sustav općeg tipa

Hijerarhijski strukturiran kompleksni automatizirani sustav

fl k ibil i d t ij k Mehatronički sustav općeg tipa

(sačinjen od niza mehatroničkih proizvoda)

fleksibilna industrijska proizvodna linija Mehatronički proizvodi

(skupovi modula i komponenata industrijski robot, numerički (skupovi modula i komponenata

koji mogu obavljati zaokružene funkcije

j

upravljan obradni centar

Mehatronički podsustavi programabilni logički kontroler, _{regulator momenta}

Mehatroničke komponente

senzori, aktuatori s upravljačko-regulacijskom logikom,

j č l

19

pojačala,…

TRENDOVI U MEHATRONICI

•

prednosti mehatroničkih sustava su brojne

TRENDOVI ili ŠTO SLIJEDI?

•

prednosti mehatroničkih sustava su brojne

(jednostavnija konstrukcija, veća pouzdanost, veća isplativost, mogućnost prilagodbe) i prepoznate su u

ij l i i d t ij cijelom nizu industrija

•

trend zamjene postojećih čisto mehaničkih

mehanizama inteligentnim sustavima traje već oko 30 mehanizama inteligentnim sustavima traje već oko 30 godina i nastavlja se sve većim intenzitetom

•

ubrzani daljnji razvoj i sve šira primjena mehatroničkihubrzani daljnji razvoj i sve šira primjena mehatroničkih rješenja – sve veća potreba za interdisciplinarnim znajima i sposobnostima njihovog povezivanja

(11)

TEMELJNA PODJELA PRIJENOSNIKA MEHANIČKE ENERGIJE

Prijenosnici mehaničke energije dijele se na one koji

prenose:

 mehaničku energiju u vidu rotacijskog gibanja

 mehaničku energiju u vidu translacijskog gibanja

21

TEMELJNA PODJELA PRIJENOSNIKA MEHANIČKE ENERGIJE

Primjeri prijenosa energije

rotacijskim gibanjem

rotacijskim gibanjem translacijskim gibanjemtranslacijskim gibanjem rotacijskim gibanjem

(12)

VRATILA I OSOVINE

Vratila i osovine

Osovine nose na sebi mirujuće i rotirajuće strojne dijelove kao što su remenice, zupčanici, rotori itd. Mogu mirovati ili rotirati zajedno s dijelovima smještenim na njima. Osovine su opterećene samo na savijanje i ne prenose moment torzije!j j p j

Vratila na sebi nose strojne dijelove kao i osovine, ali se stalno okreću i uvijek prenose moment torzije (snagu). Vratila su opterećena na savijanje i uvijanje. VRATILA

23

ZUPČANICI

LEŽAJEVI

Ležaji

Osnovna je funkcija ležaja nošenje pomičnih dijelova

Ležaji

j

p

j

konstrukcija, prvenstveno vratila i osovina.

Oni

drže

vratila i

osovine

u određenom

položaju,

Oni

drže

vratila i

osovine

u određenom

položaju,

omogućavaju njihovo okretanje te prenošenje sila na

kućište i postolja.

(13)

LEŽAJEVI

TRENJE U LEŽAJIMA

Trenje je otpor koji se javlja između površina nalijeganja dvaju tijela i suprostavlja se međusobnom gibanju:

suprostavlja se međusobnom gibanju:

 klizanjem, kotrljanjem ili valjanjem (trenje gibanja)  onemogućuje gibanje (trenje mirovanja)

 onemogućuje gibanje (trenje mirovanja). Za ležaje ima značenje samo trenje gibanja.

L ž ji d j d bi bi i t j ti i ij j bili št j Ležaji se podmazuju da bi gubici trenja, a time i zagrijavanje, bili što manje.

Ležaji se dijele na dvije grupe:

 Valjne  Klizne

25

Valjni ležaj Klizni ležaj

LEŽAJEVI

VALJNI LEŽAJI

Dijelovi valjnog ležaja

Vanjska staza Kavez

Valjni element

(14)

LEŽAJEVI

OSNOVNE VRSTE VALJNIH LEŽAJEVA

Kuglični ležaj

Konični valjkasti ležaj

Valjkasti ležaj

Igličasti ležaj

Bačvasti ležaj

27

LEŽAJEVI

VALJNI LEŽAJI

Prednosti (usporedba s kliznim ležajima)



manji otpor trenja

 konstantan koeficijent trenja u radu i pri upućivanju  mala potrošnja maziva

 mala potrošnja maziva

 nije potrebno održavanje (oštećeni ležaj zamjenjuje se novim)  ne zahtijevaju vrijeme uhodavanjaj j j j

 visoko normirani, proizvode se u velikim serijama zbog čega su jeftiniji.

Nedostaci (usporedba s kliznim ležajima)

 osjetljivi na udarce

 brzina vrtnje im je ograničena  brzina vrtnje im je ograničena  osjetljivi na nečistoće

 kod većih brzina vrtnje pojavljuje se šum

28

 kod većih brzina vrtnje pojavljuje se šum

 trajnost im se smanjuje povećanjem brzine vrtnje

(15)

LEŽAJEVI

Proračun ekvivalentnog opterećenja na ležaju

F

Proračun ekvivalentnog opterećenja na ležaju

F_r

Ekvivalentno opterećenje P:

Kako su ležaji vrlo često opterećeni i

radijalnim F

_r

i aksijalnim

F_a

j

_r

j

opterećenjem F

_a

, kontrolu trajnosti

vrši se s ekvivalentnim opterećenjem

i

prema izrazu:

P = X F

_r

+ Y F

_a

[kN]

29

LEŽAJEVI

Proračun nominalne trajnosti ležaja

C

L

p

10

6









n

P

L

_h

60

10















gdje je:

L

_h10

[h] – trajnost ležaja u satima uz 10 % vjerojatnost da će

d ći d

št ć j l ž j

doći do oštećenja ležaja

C [kN] – dinamička nosivost ležaja (iz kataloga proizvođača)

P [kN] – ekvivalentno opterećenje ležaja

p eksponent jednadžbe vijeka trajanja

p – eksponent jednadžbe vijeka trajanja

(16)

LEŽAJEVI

KLIZNI LEŽAJI

) R dij l i l ž j a) Radijalni ležaj b) Aksijalni ležaj b - širina ležaja

h₀- minimalna debljina uljnog filma

F - opterećenje

1 vratilo promjera d

2 bl i i j D

2 blazinica promjera D

3 prsten aksijalnog ležaja s vanjskim promjerom d_a i unutarnjim promjerom d_i

31 4 pomični prsten

LEŽAJEVI

Prednosti kliznih ležaja (u odnosu na valjne ležaje)



Relativno jednostavne konstrukcije i izrade

 Uljni film ima veliku površinu, zbog čega prigušuju vibracije i udarce  Neosjetljivi na nečistoće u ulju

 Omogućuju velik raspon zračnosti

 Kod većih promjera su jeftiniji od valjnih ležaja  Kod većih promjera su jeftiniji od valjnih ležaja  Konstruktivno se lako prilagode stroju

Nedostaci kliznih ležaja (u odnosu na valjne ležaje)



Kod malih brzina pri pokretanju imaju velik koeficijent trenja



Kod malih brzina pri pokretanju imaju velik koeficijent trenja  Vrlo su osjetljivi na nedostatak ulja

 Konstrukcije s vertikalnim vratilom su kompliciranije nego li kod valjnih

32

j p j g j

(17)

LEŽAJEVI

Nosivost ležaja

Srednji tlak u ležaju:

p

F

p





d dop s s

p

d

b

p



₂



_,



F – opterećenje ležaja u

N

d – nazivni promjer ležaja u

mm

b – širina ležaja u

j

mm





P

_s,dop

– dopušteno specifično opterećenje

l ž j

N/

2

_

33

ležaja u N/mm

2

_

 = b/d = 0,2 ... 1 ... (1,5)

ZUPČANI PRIJENOSNICI

ZUPČANI PRIJENOSNICI

Zupčanici prenose okretno gibanje s jednog vratila na drugo pomoću Zupčanici prenose okretno gibanje s jednog vratila na drugo pomoću veze oblikom.

Pri tome se izravnim zahvatom izbočina (zuba) i udubljenja (uzubina) naizmjenično izrađenih na obodnim površinama para rotacijskih elemenata (zupčanika) prijenosni omjer održava konstantnim.

(18)

Izvedbe čelnika

Čelnici s ravnim zubima _{Čelnici s kosim zubima}

Čelnici s unutarnjim u u j m ozubljenjem (Smjer vrtnje

zupčanika je isti)

35

Planetni zupčanici

p

Zupčanik i ozubljena letva

upča

o ub je a e a

(19)

Pužni zupčani prijenosnici

Temeljni oblici zupčanika za prijenose s mimosmjernim vratilima je zupčanik s zavojnim mimosmjernim vratilima je zupčanik s zavojnim zubima i pužni vijak.

37

ZUPČASTI PRIJENOSI

Prednosti zupčastih prijenosnika:

-

Prijenos momenta dodirom (odvaljivanjem, oblikom) - Veliki raspon prijenosa snage – do 85 MW

Relativno male dimenzije u odnosu na prenesenu snagu - Relativno male dimenzije u odnosu na prenesenu snagu

- Veliki stupanj iskoristivosti od 0,98 do 0,99 po stupnju prijenosa

Nedostaci zupčastih prijenosnika

-

Kruti prijenos snage (potrebna je uporaba elastične spojke) - Zahvat zubiju izaziva vibracije i šumove

(20)

REMENSKI PRIJENOSI

REMENSKI PRIJENOSNICI

R

ki

ij

i

đ

til

Remenskim se prijenosima prenosi snaga između vratila

kojima su osi udaljene. Sila i gibanje se prenose trenjem

između remena i remenica

između remena i remenica.

REMEN POGONSKA 39 POGONSKA REMENICA REMENSKI PRIJENOSI

Teorijski prijenosni omjer remenskog prijenosa:

n₁– brzina vrtnje pogonske remenice

1 2 2 1

d

n

i





n₁ brzina vrtnje pogonske remenice

n₂– brzina vrtnje pogonjene remenice

d promjer pogonske remenice

1 2

d

n

_d₁_{– promjer pogonske remenice}

d₂– promjer pogonjene remenice

Stvarni prijenosni omjer remenskog prijenosa:









1

2 u

s

d

s

d

i

Su– debljina remena

 - faktor elastičnog klizanja remena





1

1 s

u

d

 faktor elastičnog klizanja remena

(21)

REMENSKI PRIJENOSI

Prednosti remenskih prijenosa:

- koriste se za prijenos srednjih momenata torzije kod velikih obodnihkoriste se za prijenos srednjih momenata torzije kod velikih obodnih brzina mogu pogoniti više vratila

- elastičan prijenos, miran rad bez buke

Nedostaci remenskih prijenosa:

- promjenjivi prijenosni omjer zbog utjecaja okoline na veličinu koeficijenta trenjaj

- zupčasti remenski prijenosi stvaraju buku kod velike brzine vrtnje i prijenosa većih snaga

41

LANČANI PRIJENOSI

LANČANI PRIJENOSI

Kod lančanog prijenosa, slično prijenosu s zupčastim remenom, prijenos se vrši zahvatom (veza oblikom).

LANČANI PRIJENOSI

( )

Koriste se u transportnim uređajima, u industriji motornih vozila i poljoprivrednih strojeva.

(22)

LANČANI PRIJENOSI

Prednosti lančanih prijenosa:j

- Koriste se tamo gdje remenski prijenos nije moguć (mali ugradni prostor, velik razmak osi)

velik razmak osi)

- Prenose znatno veće sile nego li remenski prijenos

- Općenito im nije potrebno predzatezanje pa zbog toga manje opterećuju - Općenito im nije potrebno predzatezanje pa zbog toga manje opterećuju

vratila

Nedostaci lančanih prijenosa

N d l ič k ki ij

- Ne rade elastično kao remenski prijenos

- Nužno je bolje održavanje (moraju se podmazivati, potrebna zaštita od prašine)

- Lanci i lančanici su skuplji od remena i remenica

43

- Nemiran rad i vibracije, osobito u pogonima s udarima (klipni strojevi)

VIJČANI PRIJENOSI

VIJČANI PRIJENOSI

Vijčanim se prijenosima prenosi gibanje uz pomoć vijčanog spoja

vretena i matice Pri tome se rotacijsko gibanje pretvara u

– vretena i matice. Pri tome se rotacijsko gibanje pretvara u

translacijsko i obrnuto.

(23)

BREGASTI PRIJENOSI

BREGASTI PRIJENOSI

Bregasti prijenosi su široko područje uređaja za specijalno brze i precizne k P ki čl j il b ij čiji j blik d fi i

pomake. Pogonski član je vratilo s brijegom čiji je oblik definiran prema zahtjevima gibanja izlaznog člana.

- ispunjavaju zahtjev za vrlo velikom točnošću gibanja izlaznog člana g j g - velike brzine gibanja izlaznog člana - njima je moguće ostvariti vrlonjima je moguće ostvariti vrlo komplicirana gibanja

- Jednostavna izrada krivulje na CNC strojevima izravno iz CAD modela

45

POLUŽNI PRIJENOSI

POLUŽNI PRIJENOSI

Polužni su prijenosi sastavljeni od poluga Polužni su prijenosi sastavljeni od poluga međusobno spojenih zglobovima. Kakva će biti pretvorba gibanja i sila ovisi o geometriji čl

(24)

SPOJKE

SPOJKE

Spojke su strojni elementi koji služe za stalno ili povremeno

p j

j

p

spajanje dvaju vratila radi prenošenja momenta torzije.

Osim ove osnovne funkcije pojedine vrste spojki mogu imati i

dodatnu funkciju:



prilagodbu odstupanja osi vratila nastalih netočnom

izradom, netočnom ugradnjom ili odstupanjima pod

dj l

j

t

ć j

djelovanjem opterećenja.



prigušenje torzionih vibracija



smanjenje oscilacija momenta torzije i udara pri pokretanju



smanjenje oscilacija momenta torzije i udara pri pokretanju

i u radu



uspostavljanje ili prekid prenosa momenta torzije

47

p

j j

p

j



osiguranje od preopterećenja.

SPOJKE

KRUTE SPOJKE

Krute spojke kruto povezuju dva vratila, te ostvaruju nepokretnu

p j

p

j

,

j

p

vezu spojenih vratila pri čemu se ona ponašaju kao jedna

cjelina.

Kolutne spojke

Školjkaste spojke

(25)

SPOJKE

KOMPENZACIJSKE SPOJKE

Kompenzacijske spojke omogućavaju međusobne pomake

KOMPENZACIJSKE SPOJKE

p

j

p j

g

j

p

vratila i to

:

Uzdužni pomak Poprečni pomak Kutni pomak

49

Kandžasta

spojka

Schmidtova

spojka

Kardanski

zglob

SPOJKE

ELASTIČNE SPOJKE

glavina

Elastične spojke sastavljene su od dvije glavine i elastičnih

g

od dvije glavine i elastičnih elemenata od gume, umjetnih masa, tekstila, metalnih opruga i l

i sl.

glavina elastični _element

Zadaci su elastičnih spojki sljedeći:

 prigušivanje vibracija smanjenjem oscilacija momenta torzije (pogona klipnih strojeva)p j )

 smanjenje udarnih opterećenja nastalih naglom promjenom brzine pogonskog i pogonjenog stroja

(26)

SPOJKE

Ublažavanje i prigušivanje udaraca

Spojke mogu akumulirati energiju udara, a nakon što se smanji

t ć j k j j i l d ć j čit ij t k jk

opterećenje koje je izazvalo udar, vraćaju čitavu energiju – takve spojke ublažavaju udarce

Spojke koje dio akumulirane energije pretvaraju u unutarnje trenje veznih elemenata – prigušuju udarce.

51

SPOJKE

IZVRSTIVE SPOJKE

Služe za spajanje ili razdvajanje vratila u toku rada stroja. U izvrstive spojke se ubrajaju:p j j j

 tarne spojke

 elektromagnetske spojke  hidrodinamičke spojke  hidrodinamičke spojke  centrifugalne spojke

 sigurnosne spojke Mehanički uključivana tarna spojka Tarna spojka

tarna spojka

(27)

SPOJKE Uključivanje elektromagnetom Hidrauličko uključivanje Pneumatsko uključivanje uključivanje 53