Univerzitet u Niu, Mainski fakultet / Mainski elementi I / Predavanje 4

PRENOSNICI SNAGE

Pod prenosnikom u najirem smislu podrazumeva se mainska grupa ili cela maina iji je zadatak prenoenje mehanike energije od pogonske maine (elektromotor, SUS motor, parna turbina) ka radnoj maini. Pomou njih se takoe moe izvriti promena parametara, snage, veliine obrtnih momenata i ugaonih brzina ili sile i njenih brzina (sl. 1.a).

Prema principu i nainu prenoenja energije, prenosnici se dele na: mehanine, hidrauline, i pneumatske.

Sl. 1.a.

Uvoenje prenosnika kao posrednika izmeu pogonske i radne maine diktirano je uslovima rada kako radne tako i pogonske maine. Na prvom mestu, potrebna ugaona brzina radne maine vrlo retko odgovara najpogodnijoj ugaonoj brzini pogonske maine (obino je mnogo manja). est je sluaj da ugaonu brzinu glavnih delova radne maine treba menjati nezavisno od ugaone brzine pogonske maine, jer menjati ugaonu brzinu pogonske maine u irim granicama ili je vrlo neekonomino, ili ak i nemogue. Pogonske maine imaju obino konstantnu ili priblino konstantnu ugaonu brzinu, uz konstantan obrtni momenat. Vee smanjenje minutnog broja obrta kod pogonske maine u veini sluajeva dovodi i do smanjenja obrtnog momenta, to je vrlo nepovoljno za radnu mainu, jer ona zahteva velike obrtne momente pri malim brzinama.

Brojevi obrtaja pogonskih maina obino su veliki, a obrtni momenti mali, dakle odreena snaga postie se velikim ugaonim brzinama a malim obrtnim momentima.

Radna maina zahteva u veini sluajeva male brojeve obrtaja, a velike obrtne momente, i to bilo u toku reima rada, bilo samo u izvesnim periodima.

Prenosnici omoguuju graenje pogonskih maina sa velikim brojevima obrta a malim obrtnim momentima, jer oni vre poveanje obrtnog momenta na raun smanjenja ugaone brzine. Brzohoda pogonska maina zajedno sa prenosnikom ima manje dimenzije i manju teinu nego sporohodna pogonska maina upotrebljiva bez prenosnika.

Prenosnikom se u izvesnim sluajevima savlauje i rastojanje izmeu radne i pogonske maine, ako je iz nekih razloga potrebno radnu mainu udaljiti od pogonske.

Kod mehanikih prenosnika mehanika energija se prenosi preko mainskih delova, meusobnim dodirivanjem. Mehaniki prenosnici mogu prenositi energiju odnosno menjati obrtni moment i ugaonu brzinu bilo prianjanjem, bilo zupcima, i to ili neposrednim dodirivanjem pogonskog ili gonjenog elementa, bilo preko posrednika.

Glavni tipovi mehanikih prenosnika su: 1. frikcioni prenosnici, 2. remeni prenosnici,

Pogonska maina

Prenosnik Radna maina

Univerzitet u Niu, Mainski fakultet / Mainski elementi I / Predavanje 4

2

3. lanani prenosnici, 4. zupasti prenosnici.

Frikcioni i kaini prenosnici spadaju u grupu prenosnika koji optereenje prenose prianjanjem, a zupasti i lanani prenosnici u grupu prenosnika koji optereenje prenose zupcima.

Frikcioni i zupasti prenosnici spadaju u grupu prenosnika koji rade sa neposrednim dodirivanjem pogonskog i gornjeg dela, a remeni i lanani prenosnici u grupu prenosnika koji rade preko posrednika.

Kod prenosnika koji vre prenoenja snage odnosno obrtnog momenta i ugaone brzine pomou prianjanja, zavisi od veliine granine sile trenja, tako da kod njih neminovno dolazi do klizanja i oni stoga nisu u stanju da odre tano odreen i nepromenjen odnos ugaonih brzina. Frikcioni prenosnici upotrebljavaju se u sluaju manjih rastojanja izmeu pogonske i radne maine, a remeni u sluaju veih rastojanja.

Prenosnici koji rade pomou zubaca upotrebljavaju se u sluajevima kada se trai garantovan, taan odnos ugaonih brzina u toku rada i to zupasti prenosnici u sluaju manjih rastojanja izmeu pogonske i radne maine, a lanani u sluaju veih rastojanja.

Prenosnici mogu biti jednostepeni i viestepeni. Posmatrajui prenosnik kao celinu, razlikuju se pogonsko ili ulazno vratilo i gonjeno

ili izlazno vratilo. Pogonsko vratilo je ono vratilo preko koga je prenosnik vezan za pogonsku mainu. Gonjeno ili izlazno vratilo je ono vratilo preko koga je prenosnik vezan za radnu mainu.

Prema meusobnom poloaju osa ulaznog i izlaznog vratila, prenosnici mogu biti sa paralelnim, ukrtenim i mimoilaznim osama vratila. Paralelne ose ulaznog i izlaznog vratila prenosnika mogu biti u horizontalnoj i vertikalnoj ili kosoj ravni. Osim toga, pored prenosnika sa jednim ulaznim i jednim izlaznim vratilom, postoje i prenosnici sa vie ulaznih i vie izlaznih vratila.

Glavne karakteristike prenosnika S obzirom na funkciju prenosnika da prenose kretanje, kod prenosnika kod kojih se

prenosi obrtno kretanje, snaga se izraunava kao P=T. Na osnovu ovog izraza sledi da je

obrtni moment PT .

Ako se izrazi ugaona brzina preko minutnog broja obrtaja vratila 30

n s-1, a snagu

P u kW, dobija se izraz za odreivanje nominalnog obrtnog momenta nT u Nm:

nPTn 9549 Nm (1)

Kod prenosnika kod kojih se prenosi pravolinijsko kretanje, snaga se izraunava kao P=Fv.

Radni prenosni odnos prenosnika je odnos ugaone brzine pogonskog (ulaznog) vratila prema ugaonoj brzini gornjeg (izlaznog) vratila:

iz

ul

iz

ul

nni

(2)

Ako je radni prenosni odnos vei od jedinice 1i prenosnik vri smanjenje broja obrta a poveanje obrtnog momenta, idui od ulaznog ka izlaznom vratilu, takav prenosnik naziva se reduktor.

Univerzitet u Niu, Mainski fakultet / Mainski elementi I / Predavanje 4

3

Ako je radni prenosni odnos 1i prenosnik vri poveanje broja obrta a smanjivanje obrtnog momenta, idui od ulaznog ka izlaznom vratilu, takav prenosnik naziva se multiplikator.

Spajanjem izlaznog vratila jednog prenosnika sa ulaznim vratilom drugog prenosnika, prenosnici se mogu kombinovati. U tom sluaju ukupni radni prenosnici odnos kombinovanog prenosnika jednak je proizvodu radnih prenosnih odnosa pojedinih prenosnika:

212

2

1

1

2

1 iinn

nn

nn

i,izl

,ul

,izl

,ul

,izl

,ul (3)

poto je 2,1, ulizl nn .

Obino mehaniki prenosnici rade samo sa jednim odreenim radnim prenosnim odnosom, koji je za dati prenosnik nepromenljiv. Ako je prenosnik takve konstrukcije da omoguava rad sa nekoliko razliitih radnih prenosnih odnosa, koji se po elji mogu ukljuivati, onda se takav prenosnik naziva prenosnik sa stupnjevima brzina ili menja brzina. Ako prenosnik omoguava u toku rada kontinualnu promenu radnog prenosnog odnosa u odreenom intervalu regulisanja onda se takav prenosnik naziva varijator.

Sl. 1.b. Kombinacija dva prenosnika Pod stepenom iskorienja prenosnika podrazumeva se odnos izlazne snage prema

ulaznoj, odnos dobijenog rada prema uloenom:

10

0

PP

PP

PPPP

izl

izl

ul

ul

ul

izl (4)

Kako je TP to je:

iTT

TT

TT

ul

izl

izl

ulul

izl

ulul

izlizl

1 (5)

Izlazna snaga ravna je ulaznoj snazi umanjenoj za snagu koja se u prenosniku gubi na razne otpore (P0) i koja se najveim delom pretvara u toplotu. U sluaju kombinovanja dva ili vie prenosnika, ukupni stepen iskorienja jednak je proizvodu stepena iskorienja pojedinih prenosnika:

211,

1,

2,

2,

1,

2, ul

izl

ul

izl

ul

izl

PP

PP

PP

(6)

Poto je 2,1, ulizl PP

iTT

ul

izl (7)

Ovaj odnos najbolje karakterie sposobnost prenosnika da povea obrtni moment na raun smanjenja broja obrta. Prema tome, ako je glavna uloga reduktora da povea obrtni

Prenosnik 1

Prenosnik 2

Pul1

nul1

Piz1

niz1

Pul2

nul2

Piz2

niz2

Univerzitet u Niu, Mainski fakultet / Mainski elementi I / Predavanje 4

4

moment, onda pored toga to radni prenosni odnos treba da bude velik, treba i stepen iskorienja da bude dovoljno velik. Ova je karakteristika naroito vana kod planetnih i diferencijalnih reduktora, kod kojih se lako mogu postii veliki radni prenosni odnosi.

ELEMENTI ZA OBRTNO KRETANJE Obrtno kretanje postoji skoro kod svih vrsta maina. Kod svih pogonskih maina osnovno kretanje je obrtno. Sva transportna sredstva baziraju se na obrtnom kretanju. Zbog toga elementi za obrtno kretanje imaju vrlo vanu ulogu. Elementi obrtnog kretanja su vratila, osovine, leajevi i spojnice. Njihov zadatak je da omogue obrtno kretanje i prenoenje sila i obrtnih momenata. Zbog toga su ovi elementi u tesnoj vezi sa elementima za prenos snage. Vratila i osovine moraju uvek biti preko leajeva povezani sa noseom konstrukcijom - osnovom, a dva vratila meusobno se povezuju spojnicom. OSOVINE I VRATILA ZADATAK I PODELA

Osovine predstavljaju nosae obrtnih mainskih delova kao to su tokovi, doboi, zupanici, kainici itd. Pri radu osovine mogu da se obru zajedno sa obrtnim delovima, a mogu biti i nepokretne tako da se elementi obru ili osciluju oko njih (sl. 1. a,b).

Osovine su napregnute preteno na savijanje, a u manjoj meri i na smicanje, pritisak, odnosno zatezanje. Nalaze primenu kao nosai tokova vagona, transportnih sredstava (kolica), prikolica, doboa itd. Osovine prenose samo uzdune i poprene sile. Dakle, osovine ne prenose snagu, odnosno obrtni moment.

Vratila, takoe predstavljaju nosae mainskih delova, ali za raz