SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU ZAVRŠNI RAD. sveučilišnog preddiplomskog studija

Transcription

1 SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU ZAVRŠNI RAD sveučilišnog preddiplomskog studija Franka Babić Mentor završnog rada: prof.dr.sc. Željko Ivandić Slavonski Brod, 2016.

2 I. AUTOR Ime i prezime: Franka Babić Mjesto i datum rođenja: Livno(BIH), Adresa: Sisačka 42, Popovača STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU II. ZAVRŠNI RAD Naslov: Oblikovanje i proračun konstrukcijskih značajki remenskog prijenosa snage i gibanja Naslov na engleskom jeziku: Design and Calculation of Design Attributes of Belt-drive Power and Motion Ključne riječi: Remenski prijenos, remen, remenica, prijenos snage i gibanja Ključne riječi na engleskom jeziku: Belt-drive, Belt, Belt pulley, Transmission of Power and Motion Broj stranica : 69 slika: 59 tablica: 1 priloga: 23 bibliografskih izvora: 4 Ustanova i mjesto gdje je rad izrađen: STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU Stečen akademski naziv: Sveučilišni prvostupnik inženjer strojarstva Mentor rada: prof.dr.sc. Željko Ivandić Obranjeno na Strojarskom fakultetu u Slavonskom Brodu dana Oznaka i redni broj rada: 35/2016

3

4 I Z J A V A Izjavljujem da sam završni rad izradila samostalno, koristeći se vlastitim znanjem i literaturom. Veliku zahvalnost dugujem svom mentoru završnog rada prof.dr.sc. Željku Ivandiću, koji mi je omogućio potrebnu literaturu te pomagao svojim savjetima i uputama. Isto tako zahvaljujem roditeljima i svima koji su mi pružili moralnu i financijsku podršku u dosadašnjem školovanju. Vlastoručni potpis:

5 SAŽETAK Završni rad predstavlja analizu bibliografskih i literarnih radova koji obrađuju temu remenskih prijenosa snage i gibanja. U ovom radu su prikazane vrste remenskih prijenosa, njihovo oblikovanje, način izbora materijala i ostalih značajki, općenito te od različitih proizvođača. Posebno se obrađuje tema proračuna remenskog prijenosa snage i gibanja,koji je analiziran teorijski i praktično za sve tri vrste remenskog prijenosa koje su obrađene u radu.

6 ABSTRACT Thesis paper presents an analysis of bibliographical and literary works that deal with the topic of belt transmission of power and motion. In this paper are presented the belt-type transmission, their design, selection of materials and other features, in general, and from different manufacturers. Specially is dealt with topic analysis belt transmission of power and motion, which is analyzed theoretically and practically for all three types of belt transmission that are processed in the work.

7 SADRŽAJ PRIKAZ VELIČINA, OZNAKA I JEDINICA 1 UVOD U PRIJENOSNIKE SNAGE I GIBANJA OPIS REMENSKOG PRIJENOSA SNAGE I GIBANJA FUNKCIJA I DJELOVANJE Uloga i princip djelovanja VRSTE I OPIS REMENSKOG PRIJENOSA Remenski prijenos plosnatim remenom Izvedbe prijenosa plosnatim remenom Remenski prijenos klinastim remenom Vrste klinastog remenja Remenski prijenos zupčastim remenom OBLIKOVANJE REMENSKOG PRIJENOSA OBLIKOVANJE PRIJENOSA PLOSNATIM REMENOM Izbor materijala i oblikovanje remena Teorijeske osnove i geometrija plosnatog remenskog prijenosa Mogućnosti predzatezanja remene Remenice za prijenos plosnatim remenom Prijenos zateznom remenicom OBLIKOVANJE PRIJENOSA KLINASTIM REMENOM Izbor materijala Remenice Ostale izvedbe klinastih remena i prijenosa klinastim remenom OBLIKOVANJE PRIJENOSA ZUPČASTIM REMENOM Izbor materijala Oblikovanje zubi i izvedbe Remenice OSNOVE PRORAČUNA KOD REMENSKOG PRIJENOSA SNAGE I GIBANJA TEORIJSKE OSNOVE ZA PRORAČUN REMENSKOG PRIJENOSA PRAKTIČNI PRORAČUN REMENSKOG PRIJENOSA ZAKLJUČAK LITERATURA PRILOZI

8 POPIS VELIČINA, OZNAKA I JEDINICA ρ Gustoća materijala remena, kg/m 3 z Broj remenica preko kojih prelazi remen v Brzina remena, m/s v Brzina remena, m/s p podjela remena kod sinkronih remena m Odnos sila u ograncima k = f(β 1, μ) Faktor vrste remena e = 2,718 Baza prirodnog logaritma b Izvedena širina remena, mm a Debljina rebara, mm ψ Klizanje,mm t Debljina remena, mm µ, µ' Koeficijent trenja obuhvatnog luka remenice σ z zul dopušteno naprezanje remena, N/mm 2 ε 2 Dodatno istezanje zbog utjecaja centrifugalne sile, % ε 1 Potrebno istezanje remena u mirnom stanju, % z k Kod sinkronih remenskih prijenosa broj zubi male remenice z k Broj zubi male zupčaste remenice z e Broj zubi u zahvatu prema jednadžbi n 1, n 2 Brzina vrtnje male i velike remenice, min -1 k 1 Faktor uzimanja u obzir vrste remena f Bzul Dopuštena frekvencija savijanja, s -1 d dk,g d d d 1, d 2 c 2 c 1 T max P spez, T spez P n P N P, P nenn L d K A K A F z F t F R F N Promjer remenica (kod plosnatih remena d k,g ), kod zupčastih remena, mm Promjer remenice, mm Promjer male i velike remenice, mm Faktor duljine; Faktor kuta; Maksimalno okretni moment prenesen zupčastim remenom, Nm Spezifična snaga, odnosno spezifični okretni moment prenesen zupčastim remenom, Nm Spezifična nazivna snaga, W Prenesena snaga od jednog žlijeba jednog klina klinaste remenice, W Računska snaga, za prijenos, W Računska aktivna duljina remena, mm Faktor uporabe Faktor uporabe Centrifugalna sila, N Prijenosna sila remena, N Sila trenja, N Potrebna pritisna sila (normalna sila), N Vlačne sile remena, N F 1, F 2 E b idealni modul elasticiteta, N/mm 2 A s Presjek remena, mm 2 β 1 Obuhvatni kut male remenice, U Z Dodatak za prijenos za i > 1;

9 1 UVOD U PRIJENOSNIKE SNAGE I GIBANJA Pojava prijenosnika snage i gibanja potječe jos iz antičkih vremena. U drevnoj Kini, Mezopotamiji i Egiptu pronađeni su dijelovi i sklopovi uređaja za navodnjavanje s ozubljenim prijenosničkim elementima, koji se po kinematskom načelu susreću i u današnjim uređajima. Osim za poljoprivredu, takvi su uređaji razvijani za ratne svrhe te u građevinarstvu. Prvi pisani tragovi potječu iz stare Grčke i Rima, a to su vitla i satni mehanizmi. Slika 1.1 prikazuje Arhimedovo vitlo, gdje je u prvom stupnju upotrijebljen pužni prijenosnički par. Prve teoretske osnove o glavnim elementima zupčanih prijenosnika dali su Camus ( ) i Euler ( ). Početkom industrijske ere dolazi do naglog razvoja ovog područja. Pojava parnog stroja, potaknula je i pojavu velikog broja radnih strojeva, pa je prijenosnik postao prijeko potreban. Slika 1.1 Prijenosnik Arhimedovog vitla (287 p.n.e.) [4] Slika 1.2 Mlinski pogon (1st.)[4] Kada govorimo o tehničkom sustavu, razlikujemo tri velike grupe strojeva: pogonske, radne strojeve te prijenosnike snage i gibanja. Pogonski strojevi su takvi strojevi koji pretvaraju određeni oblik energije iz prirode u mehaničku energiju koja služi za pogon radnih strojeva. Primjeri pogonskih strojeva su motori s unutrašnjim izgaranjem, elektormotori, plinske, parne ili vodene turbine, vjetrenjače. Radni strojevi su strojevi koji snagu dobivenu od pogonskih strojeva pretvaraju u rad. Primjeri radnih strojeva su vozila, pumpe,alatni strojevi. Radnom stroju je potrebna neka snaga kako bi nekom brzinom obavio neki rad. Ta potrebna snaga je raspoloživa snaga pogonskog stroja, što je i karakteristika pogonskog stroja koji pri određenom okretnom momentu T i kutnoj brzini ω stvara snagu. Kod pogonskih strojeva je ograničeno područje veličina okretnog momenta i brzine vrtnje, bez obzira na maksimalno raspoloživu snagu pogonskog stroja. S druge strane, radni strojevi traže na raspolaganje okretni moment i brzinu vrtnje u širokim granicama, što im pogonski strojevi ili ne mogu omogućiti ili omogućuju u uskim granicama. Zaključuje se da je potreban neki uređaj između pogonskog i radnog stroja koji bi optimizirao predavanje snage tj. omogućio da pogonski stroj radi u uskim granicama momenta i brzina, a da radni stroj upravo te veličine prima u sirokim granicama. To nas dovodi do sljedeće vrste strojeva kojeg nazivamo prijenosnikom snage i gibanja.

10 Postoji više definicija prijenosnika snage i gibanja od kojih su neke općenite i prema kojima ne možemo jasno uvidjeti točnu funkciju, te neke uže definicije. Prema literaturi Prijenosnici snage i gibanja profesora M. Opalića [4] definicije glase: Prema (1) prijenosnici se uređaju za preobrazbu i prijenos gibanja i energije, a sastoje se od najmanje tri člana, od kojih je jedan mirujući. U ovoj općenitoj definiciji se može i neki dio pogonskog stroja smatrati kao prijenosnik snage i gibanja kao npr. klipnjača, koljenasto vratilo i kućište motora s unutarnjim izgaranjem. Prema (2) prijenosnici su strojni sklopovi između pogonskih i radnih strojeva na koje djeluju konačni okretni momenti. Prema (3) prijenosnici su uređaji koji pretvaraju zakretni moment i brzinu vrtnje pogonskog stroja i prilagođavaju ih radnom stroju. Ova definicija je konkretnija i bolje objašnjava ulogu prijenosnika jer je uloga prijenosnika preobrazba zakretnog momenta i brzine vrtnje. Ova definicija nam pokazuje da je i sam naziv prijenosnik nespretan, jer iako prenosi snagu i gibanje, u većini slučajeva ga i preobražava tj. pretvara. Strojni sklop koji samo prenosi snagu i gibanje savršeno odgovara definiciji spojke, koja se uvelike razlikuje od prijenosnika. Zaključno svim saznanjima i definicijama o prijenosnicima, možemo napisati da je prijenosnik snage i gibanja strojni sklop izmedu pogonskog i radnog stroja, sastavljen od najmanje tri člana koji obavljaju transformaciju gibanja i energije pogonskog stroja, prilagođen radnom stroju, a na čije sve glavne članove djeluju konačni okretni momenti. Prijenosnici se mogu podijeliti: 1. Prema načinu prijenosa okretnog momenta dobivamo grubu podjelu prijenosnika: Mehanički prijenosnici, kod kojih se okretni moment prenosi mehanički na dva osnovna načina, trenjem i oblikom s neposrednim i posrednim dodirom pogonskog i gonjenog člana. Hidraulički i pneumatski prijenosnici, kod kojih se okretni moment prenosi uz pomoć tekućina odnosno plinova. Elektronički prijenosnici, kod kojih se okretni moment prenosi električnim putem 2. Prema promjenjivosti prijenosnog omjera: Prijenosnici s konstantnim prijenosnim omjerom, koji su konstruirani za samo jedan prijenosni omjer Prijenosnici s promjenjivim prijenosnim omjerom, gdje se promjena prijenosnog omjera može obavljati stupnjevano ili kontinuirano. Postoji i jos više vrsta podjela kao npr. Prema tome dominira li prijenos snage i gibanja ili samo gibanja,prema standardnoj i planetarnoj izvedbi,s obzirom na geometriju osi itd. Vrsta prijenosnika koja je tema ovog rada i koja ce se dalje razmatrati je remenski prijenos snage i gibanja, a ono prema načinu prijenosa okretnog momenta spada u mehaničke prijenosnike, dok prema promjenjivosti prijenosnog omjera spada u prijenosnike s konstantnim prijenosnim omjerom.

11 2 OPIS REMENSKOG PRIJENOSA SNAGE I GIBANJA 2.1 FUNKCIJA I DJELOVANJE Uloga i princip djelovanja Prema [2] remenski prijenosnici su prijenosnici snage i gibanja, kod kojih elastično i savitljivo prijenosno sredstvo remen prenosi obodnu silu kao vlačnu silu pogonskog vratila na gonjeno vratilo, ili čisto trenjem kao kod npr. plosnatih i klinastih remenja ili oblikom kao kod zupčastih i sinkronih remena. Remenski prijenosnici omogućavaju prijenos i transformaciju gibanja i energije između vratila koja mogu biti postavljena paralelno ili pod željenim kutem na većim osnim razmacima, te je moguć razvod snage na više vratila s jednim pogonskim remenom. Prijenos je zbog njihove forme elastičan te dobro prigušuje udarce i vibracije koje bi se prenijele s jednog vratila na drugo, a svojim radom ne stvaraju opterećenja, buku i vibracije. Iako se pretežno koriste za prijenos snage, velika im je upotreba u prijenosu dobara gdje se postavljaju za prijenos rasutog i komadnog tereta. Neke od prednosti u odnosu na zupčane i lančane prijenosnike kao i njihove glavne karakteristike su da omogućuju elastični prijenos sila, tih rad i dobro prigušivanje udarnih opterećenja i vibracija. Premošćivanje velikih razmaka vratila, tj razmaka osi vratila je jedna od glavnih karakteristika,te su konstruktivno jednostavni i imaju mali broj elemenata što uvjetuje jeftinu izradu. Takvom prijenosu nije potrebno podmazivanje i troškovi održavanja prijenosa su niski. Isto tako,nizak im je odnos snaga/težina,a moguće su visoke obodne brzine uz miran rad. Nedostatci općenito i u odnosu na zupčane i lančane prijenosnike su sljedeće: veliko opterećenje vratila, potreban im je velik prostor za rad u odnosu na usporedivim funkcijama zupčanicima ili lančanicima, temperaturno područje rada im je ograničeno,a utjecaj okoliša kao npr. prašina, vlaga, ulje, imaju utjecaj na ponašanje trenja, kroz trljanje je moguce elektrostatsko trenje. 2.2 VRSTE I OPIS REMENSKOG PRIJENOSA S obzirom na vrstu prijenosa snage i gibanja remenske prijenosnike razlikujemo prema: - Trenjem (asinkroni prijenosi) o remenski prijenos plosnatim remenom o remenski prijenos klinastim remenom - Oblikom (sinkroni prijenosi) o Remenski prijenos sa zupčastim remenom Remenski prijenos plosnatim remenom Prema [1] remenski prijenos plosnatim remenom spada u vrstu remenskih prijenosa koji snagu i gibanje između dva vratila,ponajprije onih koji su na velikim osnim razmacima, prenose trenjem do kojeg dolazi prednatezanjem remena. Snaga koja se prenosi je najčešće do 75kW, ali iznimno i do 1500kW. Ističu se kroz svoj elasticitet, koji je zaslužan za dobro prigušivanje udarnih opterećenja i vibracija te miran i tih rad. Brzina remena se najčešće kreće izmedu 5 i 30m/s.

12 Pri većim brzinama se koristi specijalno tanko remenje, a zbog male mase remena centrifugalna sila je mala. Utjecaj savijanja je mali što omogućuje male promjere pogonske remenice te kompaktnu konstrukciju. Vratila na koja se prenosi snaga mogu biti paralelna ili mimosmjerna. Kod preopterećenja remenskog prijenosa dolazi do proklizavanja, sto sprječava da dođe do oštećenja stroja i štiti strojne dijelove, npr. pogonski motor od preopterećenja. Smjer gibanja na gonjenoj remenici može biti isti ili suprotan u odnosu na pogonsku remenicu (otvoreni i križni prijenos), promjena prijenosnog omjera je jednostavna te se isto tako lako isključuju iz rada. S druge strane, dimenzije su im prevelike u odnosu na zupčanike koji imaju sažetiju konstrukciju. Potreban im je dodatan mehanizam za ostvarivanje sile prednatezanja, koja utječe na na vratila i ležajeve i stvara veliko opterećenje. Faktor trenja je promjenjiv, a zbog materijala remena nastaju trajne deformacije ili zbog slučaja puzanja remena prijenosni omjer više nije konstantan. Remenski prijenosi s plosnatim remenom se mogu naći na alatnim i radnim strojevima, strojevima za tekstil,papir, na prešama, štancalicama, kompresorima,pilama,strojevima za izradu žica itd., te još služe kao transportne trake te su profilirane prema potrebi i vrsti upotrebe Izvedbe prijenosa plosnatim remenom Kako je u prethodnom poglavlju rečeno da je jedna od glavnih karakteristika remenskog prijenosa premošćivanje velikih udaljenosti osi vratila, te kako se remenskim prijenosima mogu povezati više vratila, bilo paralelna, bilo mimosmjerna ili pod nekim kutem, sada ćemo pokazati neke od izvedbi prijenosa s plosnatim remenjem. Za razne slučajeve pogona postoje (Slika 2.1): 1. Otvoreni remenski prijenos. Njegov najpogodniji položaj je vodoravni položaj sa vučnim ogrankom na donjoj strani, tako da bi slobodni ogranak s gornje strane svojom težinom stvorio provijes i povećao obuhvatni kut. Kod okomito postavljenog prijenosa težina remena djeluje preko gornje remenice kao sila prednatezanja,no ta se sila gubi na remenu donje remenice. 2. Križni remenski prijenos. Kod križnog remenskog prijenosa prijenos sila se odvija pri suprotnom okretanju vratila. Pogodnost križnog prijenosa je što se pri križanju remena povećava sveobuhvatni kut,tako da križni remen manje naginje klizanju. Negativni učinak ovog prijenosa je neizbježno dodirivanje kliznih ploha na mjestima križanja što dovodi do trošenja. 3. Polukrižni remenski prijenos. Ova izvedba se upotrebljava za prijenos snage između mimosmjernih vratila. Obuhvatni kut na manjoj remenici je obično veći od 180 stupnjeva. Prijenos se moze izvoditi samo sa cilindričnim remenicama, gdje je manja remenica dvostruko šira/deblja od velike, a udaljenost s prijenosnim omjerom od oko 2,5. Uski remeni bolje zadovoljavaju zahtjeve, jer nejednolikost duljine remena raste s njegovom širinom.

13 4. Prijenos sa skretajućim remenicama. Skretajuće remenice i remenice koje vode su potrebne za prijenos gdje se osi vratila sijeku pod određenim kutem (slika 2.1 d) ovdje prikazano pod 90 stupnjeva) tako da remen prelazi okomito preko remenice ali ne dolazi do iskakanja remena s remenice. 5. Prijenos sa više remenica. Upotrebljava se kada je potrebno grananje na više vratila. Remen se može u ovom slučaju kretati promjenjivo, ovisno o razmještaju remenica, bilo sa svoje gornje ili donje strane. Prijenos je tako oblikovan da su sve remenice dovoljno obuhvaćene. Samo bi remenice trebale biti zaobljene,preko kojih se ta strana remena kreće kako se remen ne bi obostrano presavio. Najčešće je dovoljna jedna zaobljena remenica. 6. Prijenos stupnjevanim remenicama, otvoreni ili križni. Koriste se za prijenos snage s promjenjivom brzinom vrtnje. Gonjeno vratilo ima mogućnost promjene prijenosnog omjera, odnosno brzine vrtnje tako da se remen premješta po stupnjevima. Poželjno je da su stupnjevi zaobljeni (bombirani) kako ne bi došlo do ribanja remena na rubovima remenice, tj. na rubovima čela remenice. 7. Prijenos stožastim remenicama. Služe za regulaciju brzine vrtnje. Remen se može u toku rada pomaknuti pomoću vilice. Obje remenice moraju biti istog oblika, tj. skošenja moraju biti izvedena pod istim kutem, kako bi duljina remenskog prijenosa ostala ista u svakoj poziciji. 8. Prijenos pomoću pogonske i slobodne (jalove) remenice, otvoreni ili križni Ova izvedba prijenosa omogućuje isključenje stroja pri daljnjem radu pogona. Za vrijeme rada remen se moze pomoću vilice prebaciti sa pogonske na slobodnu remenicu i obrnuto. Preporučeno je obje remenice izrađivati zaobljeno (bombirano), a slobodnu remenicu s nešto manjim promjerom od pogonske, kako bi u praznom hodu remen bio manje zategnut. 9. Remenski prijenos pomoću zatezne remenice. Prijenos pomoću zatezne remenice se upotrebljava pri malom razmaku osi i velikom prijenosnom odnosu kada otvoreni remenski prijenos zbog premalog obuhvata male remenice ne bi zadovoljio. Na slobodni ogranak remena stavlja se zatezna remenica koja svojom težinom, utezima ili oprugama zateže remen i povećava obuhvatni kut obiju remenica. U ovom slučaju se može odrediti veličina predzatezanja remena, a ona se ne mijenja ni nakon trajne deformacije remena, jer zatezna remenica slijedi produljenja. Dodatno naprezanje na savijanje u suprotnom smjeru zbog zatezne remenice skraćuje trajnost remena. Zbog toga zatezna remenica ne smije biti manja od male remenice.

14 Slika 2.1 Izvedbe prijenosa plosnatim remenom [2] a) otvoreni prijenos; b) križni prijenos; c) polukrižni prijenos; d) skretajući prijenos; e) prijenos sa više remenica; f) prijenos stupnjevitim remenicama; g) prijenos konusnim remenicama; h) prijenos zateznom remenicom Remenski prijenos klinastim remenom Prema [6] pojedini proizvodni strojevi pogone se preko čeličnih vratila, remenica i plosnatih prijenosnih remena od kože. Prva motorna vozila i motocikli također upotrebljavaju to načelo prijenosa snage. No, plosnati remeni na ovom području primjene ubrzo su zamijenjeni boljim klinastim remenom. Klinasti remen svojim trapeznim presjekom prenosi potrebnu snagu uz znatno manji prednapon i nameće se kao standard za pogon pomoćnih agregata. Daljnje poboljšanje klinastog remena javlja se u obliku kanalnog remena koji osvaja 1990-ih godina na području primjene u automobilima. Zahvaljujući svojim uzdužnim rebrima može prenijeti još veće snage. Zbog njegovog plosnatog oblika omogućeno je skretanje i istovremeni pogon većeg broja agregata. To pak daje veliki doprinos sve kompaktnijem načinu izvedbe motora. Prema [2] remenski prijenosi klinastim remenjem isto kao i remenski prijenosi plosnatim remenjem prenose silu i gibanja između dva ili više vratila trenjem. U odnosu na plosnato remenje, klinasto remenje ima pri istoj sili kojom remen tlači na remenicu, trostruku sposobnost prijenosa. Odlikuje ih blago puštanje u rad koje se odvija praktički bez ikakvog puzanja, te mogu raditi sa malim obuhvatnim kutom na manjoj remenici što omogućuje veliki prijenosni omjer.

15 Prostor koji zauzimaju je manji, te su također manja opterećenja na vratila i ležajeve nego kod prijenosa s plosnatim remenjem. Dodatna prednost se nalazi u mogućnosti da oko 16 klinastih remena radi istodobno jedno pored drugog na jednoj remenici, no nisu predviđeni za jako velike razmake osi vratila. Prijenosi klinastim remenjem su u puno većoj upotrebi nego prijenosi plosnatim remenjem zbog lakše izrade i gore navedenih karakteristika. Danas se u motornim vozilima i alatnim strojevima upotrebljavaju samo prijenosi klinastim remenjem. Kroz savijanje pri prijelazu klinastog remena preko remenice, remen će se s vanjske strane rastegnuti, a s unutarnje strane sabijati, tako da se kut profila prema ispruženom stanju remena smanjuje to više što su remenice manje. Buduci da bočne strane remena moraju potpuno nalijegati, kut utora remenice se mora odgovarajuće prilagoditi. Pogresno dimenzioniranje dovodi do smanjenja prijenosa snage i brzog trošenja remena Vrste klinastog remenja Razlikujemo tri vrste klinastih remena: 1. Konačno remenje Konačna remenja su prem DIN 2216 (pogledaj tablicu 20) probušena u pravilnim razmacima, tako da se mogu glatko odrezati na proizvoljnu duljinu i spojiti na krajevima posebnom spojnicom za klinasto remenje. Spojnica se sastoji od gornje pločice koja izgleda poput krova i od jedne donje pločice, te su obje zaobljenih čeonih rubova koji nasjedaju na remen. Pločice se čvrsto povezuju pomoću dva šarafa, a prednost im je da se konačno remenje bez pomicanja remenica brzo namontira i razmontira. Slika 2.2 Slika 2.2 Stezanje remena za konačno klinasto remenje [2] a) rastegnuti klinasti remen; b) savijeni; c) jako savijeni Normalni konačni klinasti remen se sastoji od spiralno smotanog gumiranog platna (Slika 2.3a) koje se vulkanizira u kalupima po duljini. Time je cijeli presjek ispunjen nosivom tkaninom čija je posljedica manja gipkost u odnosu na beskonačno klinasto remenje i zahtijevaju veći promjer za male remenice. Između ostalog je i njihova sposobnost nošenja smanjena za oko 15% u odnosu na beskonačno normalno klinasto remenje sa istim profilom, zbog čega su jako slabo korištene.

16 Slika 2.3 Presjeci klinastog remena [2] a) Konačni normalni klinasti remen; b) beskonačni normalni/klasični klinasti remen; c) beskonačni tanki klinasti remen; d) beskonačni široki klinasti remen 2. Beskonačno klinasto remenje Beskonačno normalno klinasto remenje ili klasično klinasto remenje (2.3 b)) prema DIN 2215 (tablica 20) imaju odnos širina-visina b 0 h 1,6 i sastoje se od uložaka napravljenih od upletenih visokootpornih niti od tekstila ili poliestera, koji djeluju kao vlačni element. Ulošci u obliku zavojnice s upletenim nitima uloženi su u kaučuku, a dobiveni profil je omotan impregniranom tkaninom, te se sila prenosi sa bokova na niti. Za prijenos sila trenja između remena i bokova utora služe bočne strane uloška koji je osobitno otporan na trenje. U današnje vrijeme u strojogradnji i industriji automobila, normalni beskonačni klinasti remen je zamijenjen uskim beskonačnim klinastim remenom. Beskonačno usko klinasto remenje (slika 2.3 c)) prema DIN 7753 sa b 0 h 1,2 spada u klinasto remenje sa osobito povoljnim profilom. Nit u uskom klinastom remenu leži kao vučno uže začepljujući s unutrašnje strane gornji dio remena. U odnosu na normalno beskonačno klinasto remenje, beskonačno usko klinasto remenje je značajno savitljivije te omogućavaju veće brzine i frekvencije savijanja na manjim remenicama. Ona također imaju veću sposobnost prijenosa snage kod iste utjecajne širine i danas su najčešće korištena vrsta remenja. 3. Nazubljeni klinasti/kanalni remen Kanalno remenje nastali su kao daljnji razvoj klinastih remena i imaju više uzdužnih rebara. Prijenos sile izvodi se temeljem statičkog trenja koje se javlja između bočnih stijenki pojedinih brazdi i užlijebljene remenice. Kanalni remen stoga imaju veću površinu trenja od klinastog remenja i time omogućuju bolji torzijski prijenos. Temeljem fleksibilne strukture mogu se realizirati i pogoni s obrnutim savijanjima i malim promjerima savijanja. Jedan remen može istovremeno pogoniti nekoliko agregata pa time zadovoljava zahtjeve kompaktne izvedbe motora. Nazubljeni klinasti remen (Slika 2.5) prema DIN 7867 sjedinjuju visoku fleksibilnost plosnatih remena sa dobrom mogućnošću prijenosa snage koju imaju klinasti remeni sve do brzine remena u iznosu od 60 m/s i frekevencije savijanja 120s 1. Otporna na habanje, gornja površina remena daje trajnu zaštitu vlačnim nitima unutar remena. Beskrajno duge vučne niti su građene od poliestera sa visokom vučnom čvrstoćom i malim rastezanjem. Klinasto formirani utori koji idu paralelno sa smjerom okretanja remena su građeni od elastomera i osiguravaju osobito dobru vuču i ravnomjerni prijenos sila preko cijele širine remena kao i vrlo miran rad bez vibracija. Njihova izvanredno visoka fleksibilnost omogućuje velike prijenose i to do 1:40 kod remenica malih promjera. Normirano je 5 profila sa oznakom PH (za specijalnu upotrebu), PK (ponajprije za

17 industriju motornih vozila) i PJ, PL, PM (za industrijske remenske prijenose). Kut remena iznosi 40, a dimenzije remena i najvažnije dimenzije remenica su prikazane u tablici 20. Elastično kanalno remenje montiraju se s prednaponon i ne zahtijevaju steznu napravu. Normirani prikaz remenica sadrži broj klinastih utora n, oznaku profila i aktivnu duljinu remena L b u mm, primjer: Klinasti remen DIN PK Slika 2.4 Široki klinasti remen [2] a) Puni profil; b) nazubljeni Slika 2.5 Nazubljeni klinasti remen [2] a- Pokrovni sloj; b- vučni sloj; c- temelj sa nazubljenim kanalima Slika 2.6 Vrste remena u usporedbi [6] Prema [6] za slučaj primjene u motornim vozilima, klinasto i kanalno remenje podložno je stalnim ciklusima savijanja i izloženi su utjecajima iz okoliša poput prašine, prljavštine i velikih temperaturnih razlika u prostoru motora. Iz tog razloga oni stare i troše se te ih treba zamijeniti nakon prijeđenih km. Zatezanje klinastih remena najčešće se izvodi preko podesivih/pomičnih osovina agregata. Samo u iznimnim situacijama upotrebljava se natezač. Kanalno remenje s druge strane zbog njihove velike duljine rade tako da se nekoliko puta omotavaju oko agregata uz primjenu natezača i klizača. Elastično kanalno remenje rade bez zatezne naprave. U pravilu se moraju montirati primjenom posebnog alata.

18 2.2.5 Remenski prijenos zupčastim remenom Prema [1] i [2] sinkrono ili zupčasto remenje je vrsta remenskog prijenosa koji snagu i gibanja prenose oblikom. Zupčasto (sinkrono) remenje je ozubljeno plosnato remenje, a može imati zube samo s donje ili i s gornje i donje strane remena. Princip prijenosa snage i gibanja između dva ili više vratila je zahvaćanje zubi remena u odgovarajuće nazubljenje remenice. U odnosu na njihovu dimenziju i težinu, mogu prenositi velike snage, pokreću se mirno i bez proklizavanja, stvaraju relativno mala opterećenja na vratila i ležajeve, te rade bez potrebe za održavanjem i ne trebaju se dodatno zatezati. Zupčasto (sinkrono) remenje se ističe kroz osobito povoljnu raspodjelu napetosti pod opterećenjem i posjeduju visoku sposobnost prijenosa snage kod istih dimezija remena u odnosu na izvorne(uobicajene) DIN 7721 zupčaste remene. Prednost zupčastih remena u odnosu na plosnate i klinaste remene je sinkroni hod (i=konst), visoki stupanj učinkovitosti ( ŋ=0,99), malo prednatezanje i time manja opterećenja na ležajeve. Kod prijenosa sa vise vratila kao i kod prijenosa kod kojih nastupa suprotno savijanje, je moguće izraditi na temelju visoke fleksibilnosti kao kutni prijenos sa uvrnutim remenjem. Nedostatci su u prvoj liniji skupa izrada, osobito remenica, osjetljivost prema stranim tijelima i jaka buka pri okretanju prouzrokovanja udarima glave zuba remenice u utor(donji dio) zuba remena. Zupčasto remenje je izrazito osjetljivo na prekoračenja opterećenja (glatko proklizavanje nije moguće). S druge strane, zubi nisu osjetljivi na ulje, benzin, alkohol, otporni su na starenje, utjecaj okoline i svjetla i mogu raditi pri temperaturama od -30 do +80, a kratkoročno i pri temperaturama od 120. Omogućuju brzine remena do 80m/s. Osim u tehnici finih mehanizama, mogu se pronaći u upotrebi u puno grana strojarstva kao npr. alatnim strojevima, injektorima, dugim blanjalicama, mlinovima, motorima s izgaranjem itd. Prema [6] zupčasto remenje osiguravaju kontinuiran i sinkroni prijenos snage u motorima osobnih vozila jer se temeljem zubaca ostvaruje čvrsti spoj između pogonskog kotača i remena. U motorima s unutarnjim izgaranjem upotrebljavaju se za pogon bregastog vratila, pumpe za ubrizgavanje, balansirajućeg vratila i pumpe za vodu. Zupčasti remen prenosi okret koljenastog vratila na bregasto vratilo. Grebeni bregastog vratila aktiviraju prijenosne elemente kao što su podizači, pokretne ili povlačne poluge koji potom pokret prenose dalje na ventile. Stoga se s pomoću bregastog vratila ventili otvaraju, a snagom opruga ventila se ponovno i zatvaraju. Taj postupak omogućuje razmjenu plinova u četverotaktnim motorima s unutarnjim izgaranjem. Kako bi se komora za izgaranje mogla u potpunosti napuniti plinom odnosno smjesom zraka i goriva te kako bi se ispušni plinovi mogli efektivno odvesti prema van, ventili se moraju otvarati i ponovno zatvarati u točno definiranom trenutku. Ako se oni pak u pogrešnom trenutku aktiviraju, motor neće osigurati željenu snagu, a kao posljedica toga može doći do oštećenja motora ako ventili i klipovi međusobno kolidiraju.

19 3 OBLIKOVANJE REMENSKOG PRIJENOSA 3.1 OBLIKOVANJE PRIJENOSA PLOSNATIM REMENOM Izbor materijala i oblikovanje remena Prema [1] i [2] kod tumačenja remenskog prijenosa izbor vrste remena kao i materijala remenena je važan dio konfiguracije, osobito kod plosnatih remena, kako bi se ispunili odgovarajući kriteriji potrebni za uporabu prijenosa, tako npr. velika čvrstoća na kidanje vlačnih sredstava (niti) za ostvarivanje većeg prednatezanja tj. za prijenos većih tangencijalnih sila. Dobro trenje između remena i remenice za ostvarivanje dobrog prijenosa sile kod malih sila prednatezanja. Neosjetljivost na utjecaje okoliša, kao npr. prašina, ulje i druge kemikalije,temperaturne razlike Velika elastičnost s malom trajnom deformacijom kako bi se zadržala mala naprezanja na savijanje i da bi se rijetko moralo zatezati remen. Današnji materijali i njihova konfiguracije su sastavljene tako da imaju široku primjenu i prilagodljivost. Materijali koji se koriste za izradu plosnatih remena su najčešće koža, tkanina i umjetne mase. Svaka od navedenih vrsta materijala ima svoja određena svojstva, no današnji proizvođači ne izrađuju remene samo od jedne vrste materijala, nego je to izvedeno tako da prema zahtjevima kupaca i željenim svojstvima nađu spoj više materijala kako bi svaka vrsta materijala dala svoja svojstva i time se dobila najpovoljnija konfiguracija za željenu vrstu rada. Nije strano naći remenje koje je napravljeno u različitm slojevima, što od kože, umjetnih plastičnih materijala i tkanina. Koža Koža ima koeficijente trenja koje nijedan drugi materijal nije u mogućnosti ispuniti. Upotrebljavaju se tzv. jezgrena (normalna) koža i kromova koža. Jezgrena koža se uzima s goveđeg hrpta (poleđine) i ona se stavi (konzervira) biljnim stavilima, dok se kromova koža stavi kromovom kiselinom i solima. Normalna tj. biljna koža se označava sa (L) (lohgares, njem.), a kromova koža sa (C) (chromgares). Ako je remenski prijenos manje opterećen, upotrebljava se obični kožni remen. Kromov kožni remen posjeduje višu vlačnu čvrstoću i može dobro raditi i u okolini (zraku) sa 60% vlage. Ovisno o sadržaju masti u koži razlikujemo standardnu kožu (S), gipku kožu (G) i vrlo gipku kožu (HG). Za veće zahtjeve na kožne remene, proizvođači preporučuju ojačanja kromove kože sa poliamidom, jednostrano sa plastičnom tkaninom ili obostrano s kožom. Tkanina Tkanine mogu biti napravljene od organskog ili sintetičkog materijala. U organske materijale spadaju pamuk, celulozna vuna, životinjske dlake poput devine i kozje dlake, konoplja, lan, prirodna svila, a u sintetičke materijale spadaju umjetna svila na celuloznoj bazi, najlon i perlon. Prednost tkanog remenja u odnosu na kožno je sto ima jednoliku strukturu i sto se moze izraditi u beskonačnim trakama što im daje svojstvo mirnog rada. Nedostatak remenja od tkanine je njihova

20 osjetljivost na rubovima te mala oštećenja mogu prouzročiti kidanje remena. Različite debljine remena se dobivaju slaganjem slojeva tkanine koji se spajaju ljepljenjem, šivanjem ili vulkaniziranjem s gumom. Umjetne mase Umjetne mase su poliamid (najlon, perlon) ili poliester. Rijetko se upotrebljava remenje samo od jedne umjetne mase zbog niskog koeficijenta trenja. U danasnje vrijeme se remenje izrađuje više slojeva, tako da se spajaju i koža i razne umjetne mase i tvore višeslojni remen. Koža u tom slučaju pruža visoki koeficijent trenja u dodiru s remenicom, a umjetne mase poput slojeva poliamida ili poliestera pružaju visoku vlačnu čvrstoću. Također se koriste i slojevi gume, elastomera ili kromove kože. Slika 2.7 prikazuje tipičnu izradu današnjih plosnatih extremultus remena firme Siegling te njihova svojstva. Već remenje sa dva sloja je prigodno za upotrebu u prijenosu sa više remenica. Remenje koje je izrađeno od takozvanog tipa 80 posjeduju vlačni sloj poliamida i lijepe se na proizvoljne duljine. Remenje tipa 81 posjeduje vlačni sloj od niti poliestera koje su beskonačno isprepletene i remenje se može isporučiti samo u standardnim duljinama. Slika 2.7 Presjek građe Extremultus višeslojnih remena (Siegling) [2] a) Tip 80; b) Tip 81 T- tekstilna tkanina sa pokrovnim slojem od plastike; L- kožni sloj u hodu; P- poliamidni vlačni sloj; E- poliester-niti korda vlačni sloj Prema firma Habasit [5] izrađuje se osim različitog višeslojnog remenja čiji su krajevi lijepljeni, i takozvano tangencijalno remenje u troslojnoj izvedbi (guma-umjetna masa-koža) koji sa gumiranim slojem (koji ima visoki koeficijent trenja) tangencijalno pogoni niz vratila, ponajprije u tektilnoj industriji. Višeslojno remenje je čvrsto i rade praktički bez proklizavanja, vrlo su savitljivi i otporni na razne okolišne utjecaje i kemikalije. Pružaju puno bolja svojstva potrebna za rad nego konvencionalno remenje i praktički ne zahtijevaju nikakvo zatezanje.

21 Tablica 3.1 prikazuje sastav plosnatog remena firme Habasit te njihova svojstva i upotrebu 1 GORNJI SLOJ Visokootporni na trošenje elastomer G 2 VLAČNI SLOJ Termoplastični vučni sloj sa visokim modulom miješane tkanine i Aramidlanaca 3 TROŠNI SLOJ /pogonska strana Karakteristika vučnog sloja A- RED E-RED P- RED Visokootporni na trošenje elastomer G ili miješana poliester tkanina T Visokootporni na trošenje elastomer G Prijenos velikih obodnih sila pri malom istezanju Termoplastični vučni sloj sa tkaninom poliestera u lancu Visokootporni na trošenje elastomer G ili visokootporni uretan Prijenos velikih obodnih sila pri srednjem istezanju Kromova koža, visokootporni na trošenje elastomer G ili poliamidna tkanina Visokoistezljiva poliamidna traka Kromova koža ili visokootporni na trošenje elastomer G Prijenos velikih obodnih sila Fleksibilnost Visoka Visoka Smanjena Mogućnost Slaba Dobra Odlična prigušenja Oblik spajanja Z-spoj 110 x 11,5mm, bez ljepila Z-spoj 110/70/35 x 11,5mm, bez ljepila Klinasti spoj sa ljepilom Upute za uporabu Remenski prijenos sa vučnim slojem od aramidne tkanine su koncipirani za prijenos velikih obodnih sila i kratku udaljenost naprezanja Pažljivo rukovanje kod aramid-reda je jedno od uvjeta za prijenos bez smetnji Remenski prijenos sa vučnim slojem od poliester tkanine može prenijeti jako velike specifične obodne sile Nude optimalno rješenje u gotovo svim uvjetima i primjenama Legenda: A - aramid E - poliester G - elastomer P - poliamid T - miješana ili poliamidna tkanina U - poliuretan Remenski prijenos sa vučnim slojem od aramidne trake je robusan i krut poprečno Iskazuju se kroz odlična svojstva prigušenja

22 1 AR - nesklizajuća struktura (Anti-Rutsch) 2 SG mrežasta struktura (Gitter- Struktur) 3 LG struktura s kanalima po duljini (Laengsrillen-struktur) 4 STR normalna struktura (struktur) Slika 2.8 Moguće izvedbe tj. Strukture plosnatog remena kod firme Habasit [5] Spajanje remena Krajevi remena se preklapaju i lijepe, remenje od umjetnih masa se zavaruje, kožno remenje se zašiva ili spaja spajalicama, kako bi se nakon trajne deformacije brze i lakše obavila demontaža i potrebno skraćivanje remena. Sljedeće slike su prikaz spajanja remena kod firme Habasit, te odgovarajućih strojeva za spajanje: Slika 2.9 Priprema za spajanje Z-spoja (A + E red) [5] Slika 2.10 Priprema za spajanje klinastog spoja (P red) [5]

23 E red Z spoj A + E red Z spoj Slika 2.11 Uređaji za grijanje remena [5] P red Klinasti spoj Flexproof spajanje, brzo i jednostavno i bez nanošenja ljepila: Slika 2.12 Prikaz Flexproof spajanja remena [5] Uređaji za pripremu spajanja Uređaji za prešanje Slika 2.13 Prikaz uređaja za pripremu spajanja remena i uređaja za prešanje remena [5] Termofix je spajanje remena vezivnim sredstvima. Mnoštvo postupaka i vezivnih sredstava se primjenjuje a izbor ovisi o vrsti remena koji se spaja.

24 Slika 2.14 Prikaz termofix spajanja remena [5] Uređaji za pripremu spajanja Uređaji za prešanje Slika 2.15 Prikaz uređaja za pripremu spajanja remena i uređaja za prešanje remena [5] Materijali prema [5]: Habasit proizvodi se sastoje gotovo isključivo od sintetičkih materijala (polimera).najvažniji materijali za pogonske remene su: Aramid (PTPA), Nitril-butadien guma (NBR), Poliamid (PA), Poliester (PET). Potrebno je uzeti u obzir da su polimeri ovisno o kemijskom spajanju i vrsti proizvodnog procesa raspoloživi u više izvedbi. Aramid (PTPA) Aramidna vlakna su jedna grupa temperaturno visoko otpornih, čvrstih sintetičkih vlakana. Primjenjuju se u zračnoj i vojnoj industriji, kao npr. Za tkaninu kod neprobojnih prsluka i povezni materijal sa otporom na metke, u gumama za bicikle kao i izmjena/nadoknada za azbest. Čvrstoća ovih kemijskih spojeva moze se iskoristiti tako da se lančane molekule aramidnih vlakana usmjere duž osi vlakna. Upotreba kod firme Habasit: Transportne i procesne trake, pogonsko remenje, zupčasto remenje, beskonačno remenje.

25 Svojstva koja posjeduju ti materijali su: izvanredno visoka vlačna čvrstoća, visoki modul elastičnosti, visoka otpornost na temperature, neosjetljivost na vlagu te da nema dobro svojstvo prijanjanja/ljepljenja, ne može se zavarivati (vrlo vioka točka taljenja), niti su osjetljive na udarce i udarna opterećenja, jako skup sirovi materijal Nitril-butadien guma (NBR) Nitril-kaučuk, isto poznat kao Buna-N, perbunan ili NBR, je sintetički kopolimer kaučuka od akrilnitrila (ACN) i butadiena. Nitril-Butadien-kaučuk pripada familiji nezasićenih kopolimera iz 2-propennitril i više butadienmonomera (1,2-butadien i 1,3-butadien). Iako se fizikalna i kemijska svojstva polimera razlikuju ovisno o spajanju s nitrilom, ova je vrsta sintetičkog kaučuka u pravilu otporna na ulje, goriva i ostale kemikalije (što je vise nitrila u sastavu, to je veća otpornost na ulja, a manja fleksibilnost materijala). Upotrebljava se u automobilskoj industriji kao i u zračnoj industriji te astronautici, za proizvodnju cijevi za ulje i goriva, brtvila i karika, kao i za proizvodnju zaštitnih rukavica u nuklearnoj industriji. Sposobnost NBR-a, na otpornost temperatura u području od -40 C bis +108 C ga čini idealnim za upotrebu u zrakoplovstvu. Nitril-butadien se koristi isto za proizvodnju kalupa, cipela, ljepila, spužvi, pjena, podnih prekrivala i ostalih pokrivnih slojeva. Njegova otpornost čini NBR jednim visokovrijednim materijalom za jednokratne radne rukavice, rukavice za čišćenje i pretrage. Nitril-kaučuk je otporan na ulja i kiseline kao prirodni kaučuk, ali ima manju čvrstoću i fleksibilnost. Ipak su Nitril-rukavice tri puta izdržljivije nego rukavice od prirodnog kaučuka. Upotreba kod firme Habasit : Transportne i procesne trake, pogonske remene, beskonačno remenje Svojstva : veliko temperaturno područje upotrebe, visoko i konstantno trenje, visoka otpornost na abraziju, i kod visokih temperatura, jako dobra dinamička svojstva, otpornost na ulja i kiseline, odlična antistatička svojstva crnog NBR-kaučuka ( sa pigmentom), zahtijeva radno i energetsko intensivnu obradu (Vulkanizacija, otvrđivanje) Poliamid (PA) Poliamid je polimer sa monomerima od amida koji su dio peptidnih veza. One mogu nastupati na način da budu prirodne ili isto umjetne. Na temelju njihove izvanredne održivosti i čvrstoći, poliamide nalazimo često u tekstilima, autima, tepisima i kao dio sportske odjeće. Upotreba kod firme Habasit : transportni lanci,transportne i procesne trake, zupčasto remenje Svojstva: visoka čvrstoća, visoka otpornost, visoka otpornost na abraziju, visoka otpornost na temperature, visoka otpornost na otapala, mijenjanje forme pri mijenjanju vlažnosti zraka

26 Poliester (PET) Poliesteri su grupa polimera sa ester funkcijom u njihovom glavnom lancu. Iako ima više tipova poliestera, najčešće se pojam poliester povezuje sa materijalom iz veze polietilentereftalat (PET). Ovisno o strukturi, poliester može biti termoplast ili duroplast, a najčešće se termoplasti. Upotreba kod firme Habasit: transportne i procesne trake, pogonsko remenje, beskonačno remenje Svojstva: uvažena čvrstoća, visoka postojanost oblikom (nemaju higroskopsko svojstvo), dobra otpornost prema većini kemikalija, manje otporni u odnosu na poliamide Poliester remenje Poliamid remenje Aramid remenje Slika 2.16 Prikaz različitih vrsta materijala remena u upotrebi [5] Poliester pogonsko remenje Habasit kroz dugogodišnje iskustvo sa proizvodima od poliestera daje na raspolaganje veliki broj upotreba u različitim branšama. Posljedica je sortiment sa izvanrednim odnosima cijena-usluga, što je danas da proizvođače tekstila prvi izbor. Slika 2.17 Prikaz upotrebe poliester pogonskog remena na strojevima [5]

27 Poliamid pogonsko remenje Opsežna ponuda firme Habasit pogonskih remenica od poliamida je poznata po svojoj pouzdanosti i dugotrajnosti kod visoko zahtjevnih upotreba, čak i kod teških uvjeta. Njihov vlačni sloj je visoko opteretiv i podnosi kratkotrajna preopterećenja, no zbog toga im je smanjena trajnost na razvlačenje.osim toga, ovi proizvodi uživaju visoko uvažavanje na temelju njihovih iskazanih učinaka kao procesne trake. Aramid pogonsko remenje Slika 2.18 Prikaz upotrebe poliamid pogonskog remena na strojevima [5] Remeni TF serije su prvi izbor za jako dugačke remene u situacijama u kojima se zahtijeva visoka preciznost i stalne brzine, npr. Uporaba u tekstilnoj industriji ili npr. U poštama za sortiranje pisama.prednostima ove vrste remena pripadaju visoki modul elastičnosti koji se brine za ravnomjerni broj okretaja, manji utrošak energije, duži vijek trajanja i da nije potrebno nikakvo zatezanje remena. Glavna svojstva: Simetrična konstrukcija remena, sposobna za dvostrani prijenos sila Manji utrošak energije Visoka fleksibilnost Izvanredno svojsvto promjene savijanja i otpornosti na umor materijala Vrlo visoko precizan broj okretaja zahvaljujući visokom modulu elastičnosti Vrlo kratak put zatezanja Ekstremno kompaktna konfiguracija pogona (pogon sa serpentinama) Prikladan za visoke okretaje Pouzdana NBR- gornja obloga sa visokom otpornošću na abraziju Jednostavno i brzo spajanje krajeva remena (Flexproof metodom bez ljepila)

28 Slika 2.19 Prikaz aramid pogonskog remena na strojevima [5] Teorijeske osnove i geometrija plosnatog remenskog prijenosa Prema [2] za prikaz odnosa sile i trenja (Slika 3.1), preko okretljive remenice prebačen je remen b, zategnut silama F 1 i F 2 (F 1 > F 2 ).Trenje između remena i remenice treba biti točno onog iznosa da remen ne prokliže preko remenice (granični slučaj). Graničnik c se suprotstavlja remenici silom F = F 1 F 2 tako da je suma momenata jednaka nuli. Ako se poveća sila F 1 ili smanji sila F 2, sila trenja više ne bi zadovoljavala uvjet graničnog slučaja i remen bi proklizao. Slika 3.1 Prikaz sila na remenu zategnutom preko remenice [2] a) Remenica a i remen b; b) diferencijalno mali presjek remena; c) poligon sila Na slici je prikazano kako remenica tlači sa normalnim reakcijskim silama F N na svaki dio remena i tako stvara silu trenja F N μ, pri čemu je μ koeficijent trenja. Suma ovih sila trenja je jednaka sili F, pa je tako ( F N μ) = F = F 1 F 2. Slika 3.1b) prikazuje jedan proizvoljno odrezani dio remena.

29 Kako se vlačna sila remena povećava sa F 2 na F 1, na gornji dio presječene površine remena djeluje sila F i > F 2,a na donju presječenu površinu nešto veća sila F i + F i < F 1. Zbog malog kuta delta beta je porast sile F i malen. S obzirom da prevladava ravnoteža, poligon sila se mora zatvoriti (Slika 3.1 c)). Posto je kut β vrlo malen, može se postaviti : F i = F N μ i F N = F i β Iz toga slijedi: F i = F i β μ Suma svih F i F i između F 1 i F 2 jer F i = (μ β), je nastala iz prirodnog rasta od F N i F i izračunava se prema integralnom računu ln F 1 ln F 2 = ln F 1 F 2 = μ β ili kao obrnuta funkcija: Eytelweinova jednadžba: F 1 F 2 = e μβ (3.1) Jednostavnosti radi je omjer sila u ograncima tada : m = e μβ (3.2) Prema tome vrijedi da je velika zatezna sila remena F 1 = F 2 m (3.3) Jednadžba (3.1) pokazuje da sila F 1 pri jednakoj sili F 2 smije biti toliko veća koliko je veći obuhvatni kut β i faktor trenja μ. Razlika sila F 1 F 2 će se iskorisiti za prijenos snage u remenskom prijenosu. Jedna remenica pogoni preko zatvorenog remena drugu remenicu i mora njihov pogonski okretni moment savladati pogonski moment stroja. Slika 3.2 Obodna sila F = F 1 F 2 remenice odgovara tangencijalnoj sili F prema slici 3.1 u izračunava se kao iskoristiva sila. Omjer F 1 = F 1 F 2 = 1 F 1 = 1 1 = m 1 F 2 F 2 F 2 m m je dobiveno k = F F 1 = m 1 m (3.4) Slika 3.2 Tok sila na remenskom prijenosu tijekom rada [2]

30 Gornji dio remena između dvije remenice se naziva slobodni ogranak remena,a donji dio remena se naziva vučni ogranak remena. Kako remen prelazi preko pogonske remenice, smanjuuje se zatezna sila sa F 1 na F 2 i nastaje rasterećenje a remen se skraćuje.. Isto tako, vrijedi i obrnuto,pri prijelazu remena preko gonjene remenice povećava se zatezna sila sa F 2 na F 1 i remen se produljuje. Neprekidno skraćivanje i produljenje remena dovodi do malog pužanja remena, elastičnog puzanja koje se očituje kao razlika obodne brzine obiju remenica. Puzanje iznosi i do 1 do 2% i najčešće se može zanemariti u proračunima. Zbog puzanja remena površine remenica moraju biti glatke, kako bi habanje remena ostalo u snošljivim granicama. Ako je sila F koja se prenosi veća od otpora trenja, onda dolazi do klizanja remena po manjoj remenici Mogućnosti predzatezanja remena Postoji nekoliko načina prema kojima se vrši predzatezanje remena prema [2]: 1. Vlastitom težinom remena u vodoravnom položaju. Zbog provijesa od vlastite težine pojedini dijelovi remena svojom težinom stvaraju komponente sila u uzdužnom smjeru remena koji prouzrokuju predzatezanje. Zbog toga remen mora biti dovoljno dugačak, te razmak osi vratila mora biti a ili e > 5m. Vučni ogranak se nalazi na donjoj strani, kako bi se obuhvatni kut povećao. 2. Elastičnom deformacijom remena. Zategnuta duljina remena je manja od pogonske duljine, što znači da se remen rasteže, a time predzateže pri navlačenju. Budući da se svaki remen s vremenom trajno rasteže, potrebno ga je povremeno naknadno zatezati. 3. Zatezanjem remena pomicanjem pogonskog motora priteznicama. Pogonski motor se nalazi na zateznicama i pomiče se zatezanjem vijka na zateznici. 4. Zateznom remenicom. Kod malih osnih razmaka i velikih prijenosa. Kada se otovoreni remenski prijenos (Slika 2.1) zbog premalog obuhvatnog kuta remenice ne zadovoljava. Na slobodnom ogranku se postavlja remenica koja će svojom vlastitm težinom, zateznim utegom i silom opruge zategnuti remen i povećati obuhvatni kut kod obje remenice. U odnosu na druge metode, ovom metodom se može točno izmjeriti zatezna sila remena. Remen neće olabaviti nakon trajnih deformacija remena jer zatezna remenica prati produljenje remena i tako uvijek napinje remen potrebnom zateznom silom. Zbog dodatnog suprotnog natezanja i opterećenja remena, skraćen mu je životni vijek. Zbog toga zatezna remenica ne bi trebala biti manja od najmanje remenice u remenskom prijenosu. Svakako je za uzeti u obzir da je prijenos zateznom remenicom skuplji nego normalni otvoreni remenski prijenos. 5. Samozateznim uređajima (Sespa). Na slici 3.3e) je prikazan samozatezni uređaj čiji se motor nalazi na okretnom postolju.reakcijski momentum rotora motora na kućište i težinom motora zakreće se postolje u smjeru strijelice kako je prikazano na slici i ostvaruje se prednatezanje. Promjene opterećenja djeluju nepovoljno i mogu dovesti do neželjenih vibracija. Prema izvedbi koja je prikazana na slici motor je opremljen okretnim zupčastim prijenosnikom. Remenica s drugim zupčanikom čini jednu cjelinu i može se okretati oko osovine motora. Remen se zateže zbog reaktivne sile na zubu, jer ona okreće zakretnu polugu u suprotnom smjeru od smjera okretanja remenice.

31 Slika 3.3 Principi zatezanja remenskog prijenosa [2] Remenice za prijenos plosnatim remenom Prema [1] i [2] glavne dimenzije remenica, kao promjer remenice, širina vijenca, mjere za profile remenica i djelomično za glavinu su dalekosežno normirani. Nasuprot tome, mjere i izvedbe pojedinih jedinica kao rebra su prepuštena proizvođaču. Površina remenica na koju nasjeda remen ne smije biti prevučena nikakvim zastitnim sredstvima. Remenice se najčešće izrađuju od lijeva, i to npr. Sivog lijeva, čeličnog lijeva, lijeva od lakih metala ili od čeličnih poluproizvoda sastavljenih u čeličnu konstrukciju. Kod čeličnih konstrukcija je važno uzeti u obzir da kod velikih obuhvatnih kuteva remenice poprečna rebra povećavaju otpor zraka.zbog toga dolazi do neugodno bučnog rada. Slika 3.4

32 Slika 3.4 Remenice sa rebrima [2] a) Simetrično stanje glavine; b) Nesimetrično stanje glavine; c) Zaobljena izvedba površine; d) Zavarena izvedba Glavne dimenzije remenica su normirane prema DIN 111 (tablica 19). Zbog nejednolikih duljina rubova remena on nastoji uslijed centrifugalne sile bočno sići s remenice slika b. Ako obje remenice tj. vijence remenica izradimo zaobljeno (bombirano) ili cilindrično, centrifugalna sila će tjerati remen prema najvećem promjeru, tj. Prema sredini remenice. (Slika 3.5) Slika 3.5 Utjecaji sila na remenu u toku rada [2] a) Ispadanje remena sa cilindrične remenice; b) Utjecaj zaobljene remenice B širina vijenca b širina remena h visina zaobljenja Ako su remenice zaobljene, remen se mora dodatno prilagoditi zaobljenju. Zaobljenje ne smije prelaziti normirane vrijednosti (tablica 19) i mora biti jednakomjerno preko cijele remenice. U pravilu se predviđa jedna cilindrična remenica i jedna zaobljena remenica. Za remenje izrađeno od umjetnih materijala i tkanine se predviđa cilindrična remenica jer se bočne duljine ovih vrsta remena točno podudaraju sa remenicom.

33 Kod kožnog remena se u pravilu za pogonsku remenicu uzima cilindrična izvedba, a za gonjenu zaobljena. Važno je da se pri okretanju remenice ne zanose. Pri brzini remena preko 30m/s uzimaju se obje remenice zaobljene. Pri brzinama do 25 m/s obodne brzine moraju zadovoljavati statičku ravnotežu (Ravnoteža u jednoj ravnini, težište se nalazi u osi vrtnje), dok se pri brzinama preko 25 m/s mora izvesti tako da zadovoljava dinamičku ravnotežu ( ravnoteža u dvije ravnine, centrifugalni momenti se zanemaruju). Remenice izrađene od EN-GJL-200 (GG-20) zadovoljavaju prijenos pri brzinama do 35 m/s, remenice od EN-GJS (GGG-70) do 50 m/s, od GS-52 do 55 m/s, nepodijeljene remenice od EN-GL-200 do 26 m/s, od EN-GJS do 35 m/s, od GS-52 do 55 m/s, podijeljene remenice od En-GJL-200 do 15 m/s. Ako su potrebne zamašne mase, upotrebljavaju se remenice s velikom težinom vijenca. Različite vrste i izvedbe remenica su prikazane na slikama od 3.4 do 3.7. Manje remenice (Slika 3.4) dobivaju poprečna rebra koja povezuju vijenac i glavinu, dok veće dobivaju 4 8 rebara (Slika 3.6). Slika 3.6 Velika remenica izrađena od sivog lijeva [2] a) Nepodijeljena; b) podijeljena Slika 3.7 Podijeljena remenica sa dvostrukim rebrima [2]

34 Za gore navedeni broj rebara vrijedi: z 0,023mm 1 d d Promjer remenice Eliptični presjek rebra sa odnosom a 1 a 2 = 2 2,5 (Slika 3.6) je povoljan i smanjuje otpor zraka. Taj opasni presjek se mora pri proračunu provjeriti na savijanje. Prema iskustvu se pretpostavlja da z/3 rebra nose, a da obodna sila F stvara moment savijanja. Smještaj rebara je obično u sredini širine remenice,osim kod konzolno uležištenih remenica kako bi se smanjio moment savijanja vratila. Zbog transportnih i montažnih razloga, remenice promjera preko d=2m se izrađuju podijeljeno. Polovice remenice, koje se nakon lijevanja cijele remenice lome na dva dijela, se stavljaju između dvostrukih rebara (prikaz na slici 3.6b) kako bi se mogle zavrnuti. Debljina rebara je oko a 3 = 0,6a 1, a širina površine koja se nakon lijevanja lomi je negdje oko e=5mm. Ako je promjer remenice B > 0,1d + 200mm, onda se izrađuju sa dvostrukim rebrima (Slika 3.7). Uobičajena duljina glavine kod remenica je Ln=1,2 do 1,5d Prijenos zateznom remenicom U odnosu na otvorni remenski prijenos, prijenos zateznom remenicom prema [2] nudi sljedeće prednosti: Malo predzatezanje, samostalno izjednačavanje duljine remena, veliku obuhvatni kut na manjoj remenici, manja opterećenja na remenicu u pogonu i u stanju mirovanja, osobito kada se zatezna remenica u stanju mirovanja odigne. Nedostaci prijenosa zateznom remenicom su brzi zamor materijala zbog izmjeničnog savijanja remena zbog visoke frekvencije savijanja kroz zateznu remenicu i često zbog malog razmaka osi vratila. Dok otvoreni remenski prijenos dopušta prijenos i ili 1/i do 6, sa zateznom remenicom on može biti povećan do 15. Slika 3.8 pokazuje shematski remenski prijenos sa zateznom remenicom. Za proračun ovog prijenosa vrijede presjeci od 3.4 do 3.7. Promjer zatezne remenice treba biti što veći kako remen ne bi bio prejako savijen, te ne bi trebao biti manji od promjera manje (najmanje) remenice. Zatezna remenica se izvodi cilindrično da se izbjegnu savijanja remena po rubovima. Iznimka se može napraviti samo u slučaju ako su obje remenice izvedene cilindrično. Slika 3.8 Remenski prijenos sa zateznom remenicom [2]

35 Zatezna remenica se postavlja na slobodni ogranak jer je manje opterećen/nategnut nego vučni ogranak. Osim toga, zatezna remenica ne smije biti preblizu ostalim remenicama, kako bi se remen mogao oporaviti od jednog savijanja do savijanja u suprotnom smjeru. Za remenice do promjera D=500mm uzima se razmak a 1 = mm. Duljina remena se bira tako da obuhvatni kut beta bude dovoljno velik ( pretezno 180 ) i da zatezna remenica može pokrenuti remen (uobicajeno 2φ 120 ). Kod velikih kuteva φ već i malo rastezanje remena zahtijeva povećanje zatezne sile. Kako je remen postavljen bez ikakvog natezanja, zatezna sila F 3 remenice mora biti dimenzionirana tako da sa sigurnošću u pogonu ostvari potrebnu silu F 2 u slobodnom ogranku. Sila u slobodnom ogranku: F 2 = P n b (m 1)v P n b m v Spezifična nazivna sila Izvedena širina remena Odnos sila u ograncima Brzina remena Zatezna sila/tlačna sila zatezne remenice formula F 3 = 2F 2 cosφ Utezi zatezne remenice trebaju biti tako postavljeni da održavaju konstantnu silu u povratnom ogranku F 2 i to pri svakoj promjeni položaja zbog produljenja remena. Slika 3.9 pokazuje izvedbu i uređenje zatezne remenice opterećene oprugom. Slika 3.9 Zatezna remenica opterećena oprugom [2]

36 3.2 OBLIKOVANJE PRIJENOSA KLINASTIM REMENOM Izbor materijala Klinasto remenje se razlikuje od plosnatog remenja kroz svoj trapezni oblik (klinasta forma) u presjeku. Prema [1] i [2] klinasto remenje se sastoji od jednog vlačnog sloja ( jedna ili vise beskonačno isprepletenih niti od poliestera), od jezgre (najčešće visokovrijedne mješavine kaučuka) i od omota koji je napravljen od gumirane tkanine pamuka ili sintetičke tkanine. Prema svrsi upotrebe i odgovarajućim tehničkim zahtjevima, zadnjih godina su se razvile različite forme klinastog remenja. Razlikuju se normalno, usko, široko, dvostruko i spojeno klinasto remenje (Slika 3.10). Slika 3.10 Izvedbe klinastog remena [1] a) Normalno klinasto remenje; b) usko klinasto remenje; c) usko klinasto remenje otvorenih bokova, nazubljeno; d) široko klinasto remenje; e) dvostruko klinasto remenje; f) Povezano klinasto remenje; g) nazubljeno klinasto remenje Kako bi se postigla visoka fleksibilnost remenja, klinasto remenje se izvodi u većini slučajeva nazubljene forme zbog čega su mogući manji promjeri remenica d. Pri opterećenju, klinasti remen se uvlači u trapezno formirane odgovarajuće utore remenice (kut klina , kod nazubljenih do 40 ) i time stvara potrebna samokočnost na oba ruba remena (slika 3.11). Slika 3.11 Prikaz sila na klinastoj remenici [1]

37 Sam klinasti remen ne smije nalijegati na dno utora remenice. Kroz to, da već kod malih sila prednatezanja dolazi do velikih normalnih sila između remena i remenice i tako i velikog trenja za prijenos, pokazuju se prednosti klinastog remenja kao manje opterećenje ležajeva u odnosu na plosnato remenje i sigurni pogon i kod malih obuhvatnih kuteva. Uvjetovano velikim natezanjima i prolazima kroz više remenica, dolazi do velikog zagrijavanja remena zbog čega je faktor učinka manji nego kod prijenosa plosnatim remenom. Klinasto remenje se proizvodi u beskonačnim izvedbama(sa manjim iznimkama) i najčešće se isporučuje u normiranim duljinama.kod postavljanja remenskog prijenosa klinastim remenjem, razmak vratila se ne bira slobodno, te se isto tako zbog montaže moraju ispuniti određene konstruktivne pripreme. Spojeno klinasto remenje se sastoji od pet paralelno postavljenih klinastih remena (normalne ili uske izvedbe), te su povezani svi zajedno jednim gornjim slojem. Prema tome je nasuprot jedinicnim izvedbama klinastog remenja moguće reduciranje (koje često nije moguće zbog zaostalih vibracija/njihanja remena), što dovodi do boljeg ponašanja u pogonu. Tipična svojstva i područja upotrebe klinastih remena je navedno u tablici 2. Slika 3.12 Građa klinaste remenice sa otvorenim bokovima [2] a) Sa punim profilom; b) nazubljena (visokoprijenosna Contitech) a- Pokrovna tkanina; b- vlačne niti; c- mješavina za ulaganje; d- mješavina elastomera i vlakna Slika 3.12 prikazuje građu klinastog remena sa otvorenim bočnim stranama, koje se napinju kroz izvanredno rastezljiv vučni sloj. Unutarnja građa remena se sastoji od mješavine elastomera i vlakana, a vlakna su postavljeno poprečnon u odnosu na smjer okretanja remena, što daje visoku poprečnu krutost remena kada djeluju savijanja u smjeru okretanja remena. Nasuprot punom profilu (Slika 3.12 a), mogućnost savijanja je još bolja kod nazubljenih remena. Zbog toga je i moguća upotreba remenica sa manjim promjerom Remenice Prema DIN 2217 su normirani utori za normalne remenice, a prema DIN 2211 (tablica 20) za uske klinaste remenice, koje su također primjerene za neke normalne klinaste remenice. Prema [2] postoji više načina izrade remenica, ovisno o uporabi i zahtjevima, a najčešće se liju, zavaruju ili se prešaju od lima što je uobičajen postupak u automobilskoje industriji. Slika 3.13 pokazuje neke od izvedbi remenica. Za dimenzije glavina i rebara vrijedi sve kao i za remenice kod plosnatih remene sto je rečeno u poglavlju 3.1.4

38 Slika 3.13 Remenice za klinasto remenje [2] a)izliveno,s jednim utorom; b) s jednim utorom, zalemljeni lim; c) s jednim utorom, iz lima zavareno točkasto; d) sa više utora, izliveno; e) sa više utora, izliveno, za vratila sa stožastim završetkom; f) sa više utora, savijeni lim Za normalne slučajeve promjer male remenice ne bi smio biti manji od najmanjeg dopuštenog promjera. Ako se izuzetno mora smanjiti promjer remenice ispod minimalnog, smanjuje se i snaga koja se može prenositi. Osim toga su prikladne i nazubljene remenice. Kako bi se osigurao dug vijek trajanja remena, bočne površine utora remenice moraju biti glatke i čiste. Za obodne brzine do 35m/s zadovoljava materijal sivi lijev, a za veće brzine moraju biti izvedene od čvrstih materijala poput čeličnog lijeva, čelika ili lijev od lakih metala zbog manjih naprezanja uslijed centrifugalnih sila. Nadalje, u pravilu za brzine do 25 m/s dovoljno je statičko uravnotežavanje, a za vece brzine je potrebno dinamičko uravnotežavanje. Slika 3.14 Klinasta remenica od dva materijala [2] Slika 3.15 Klinasti remen na velikoj remenici bez utora [2] Sika 3.16 Klinasta remenica zategnuta Taper zateznom čahurom [2] Slika 3.14 pokazuje remenicu izradenu od dva materijala, izlivena u kokili, kojoj je remenica izrađena od lijeva lakih metala, a glavina od sivog lijeva. Remenice ove vrste se mogu kretati velikim obodnim brzinama, jer nasjedaju čvrsto na vratilo sa glavinom. Legure lakih metala su ekstremno otporne na habanje. Remenice od dva materijala su pogodne za serijsku proizvodnju, jer se utori ne moraju dodatno obradivati. Velika remenica nekog remenskog prijenosa sa klinastim remenjem može biti cilindrična bez utora (slika 3.15), kada prijenos ( prijenosni omjer) iznosi minimalno 3, a razmak osi vratila najmanje toliko velik koliko je promjer veće remenice i kada je remen s donje strane minimalno 13mm širok.

39 Slika prikazuje klinastu remenicu sa Taper-zateznom čahurom, koja je u ponudi od različitih proizvođača. Konusna zatezna čahura je prorezana dužinom, posjeduje više osno paralelnih glatkih slijepih utora, koji samo do polovice leže u čahuri. Druga polovica utora ima dugački navoj i nalazi se u glavini. U njih se umeću cilindrični vijci, koji pomiču glavinu remenice aksijalno na konus čahure, stežu i tako remenicu preko čahure stežu na vratilo. Prijenos snage se ostvaruje samo kroz trenje. Prednosti su joj brza montaža, jer spoj ne zahtijeva nikakvo aksijalno osiguranje. Klinaste remenice se moraju natezati s vremena na vrijeme. Slika 3.17 pokazuje dvodijelne pomične klinaste remenice. Okretanjem matice ili vađenjem uložnih pločica povećava se radni promjer. Osim toga, malo se mijenja i prijenosni omjer. Prijenosi s više remena zatežu se naknadno promjenom razmaka osi vratila, ako to nije pogon sa zateznom remenicom. Kao zatezna remenica služi glatka cilindrična remenica, koja iznutra ili izvana pritišće na povratni ogranak remena. Sa zateznom remenicom s unutarnje strane smanjuje se obuhvatni kut, ali se remen ne savija u suprotnom smjeru i njegova trajnost je time veća. Slika 3.17 Rastavljiva klinasta remenica [2] a) Pomoću navoja; b) pomoću skidanja dodatne remenice Ostale izvedbe klinastih remena i prijenosa klinastim remenom Prema [2] za križni prijenos sa protusmjernim okretanjem pogonske i gonjene remenice je razvijen takozvani dvostruki klinasti remen. (Slika 3.18b), koji je izveden prema normi DIN 7722 kao beskonačni heksagonalni remen za poljoprivredne strojeve. Kreću se izmjenično sa gornjom i donjom stranom/polovicom uležištenima u utorima remenica. Kako se remeni ne bi oštećivali na mjestima križanja, postavlja se zatezna remenica nešto udaljenija od drugih dviju remenica (Slika 3.18a). Ovu vrstu remena možemo vidjeti kod kombajna, vrtnih uređaja i kod strojeva za čišćenje. Normirani su sljedeći profili sa nazivnom širinom W i nazivnom visinom H u mm: Kratica profila HAA HBB HCC HDD W x H 13x10 17x13 22x17 32x25 Sa referentnom duljinom od 1250mm kod HAA do mm kod HDD Normirana oznaka: Heksagonalni remen DIN 7722 HAA 1400

40 Slika 3.18 Beskonačni heksagonalni remen DIN 7722 [2] a) Križni remenski prijenos sa zateznom remenicom; b) presjek profila Slika 3.19 pokazuje spojene remene, kod kojih je više klinastih remena povezano jednim gornjim slojem od neoprena (sintetički kaučuk). Ova vrsta remena je osobito povoljna u nekoliko situacija: kod relativno velikih razmaka osi vratila i kada okretni moment snažno pulsira, kada su vratila postavljena okomito ili kad je velika remenica izvedena cilindrično bez utora. Ova vrste remena je dodatno razvijena u klinaste zupčaste remene i zbog toga više nije u velikoj upotrebi. Slika 3.19 Povezani klinasti remen [2] Slika 3.20 Okrugli remen sa vlačnom jezgrom od vlakana korda [2] Okruglo remenje prema slici 3.20 sa vlačnim slojem od niti postavljenih u sredinu u smjeru okretanja remena (kut klina α k =60 ) se ponajprije ugrađuju u pogone sa prostornim preusmjeravanjem. Vlačni sloj se sastoji od niti korda, koje su obložene tkaninom vrlo otpornom na habanje i vulkanizirani sa kaučukom (kao klinasto remenje). Okruglo remenje bez vlačnog sloja izvedeno iz polikloropen-kaučuk mješavine su visoko elastični, otporni na abraziju i starenje materijala. Primjenjuju se u preciznim uređajima sa visokom točnosti kretanja kao gramofoni, magnetofoni, video snimaci. Kut klina utora remenice iznosi α k =90. Kožno okruglo remenje, prije uobičajeno kod šivaćih strojeva su danas jedva u upotrebi.

41 Slika 3.21 Remenica za široko remenje [2] a) Fiksna remenica; b) Rastezljiva remenica Za široko klinasto remenje pokazuje slika 3.21a) čvrstu klinastu remenicu, dok slika 3.21b) pokazuje pomičnu remenicu ( remenicu sa razoporom). Polovice remenice su aksijalno pomične i stoje pod silom opruge. Kontinuirano regulirani pogon se sastoji od obje remenice izvedene prema slici Reguliranje broja okretaja se dobiva kroz mijenjanje razmaka osi uz pomoć motornog klizača tijekom pogona. Pritisak na bočnice remena se samostalno prilagođava ovisno o broju okretaja. Opseg premještaja obično iznosi 1:3.

42 3.3 OBLIKOVANJE PRIJENOSA ZUPČASTIM REMENOM Izbor materijala Prema [1] i [2] zupčasto remenje je element remenskog prijenosa koji snagu i gibanje prenosi svojom formom tj. zubima. Odgovarajuće predviđenom rasporedu p, zupčasto remenje ima izrađene zube u jednakim razmacima, koje nasjedaju u odgovarajuće utore na remenicama i tako proizvode prijenos snage i gibanja oblikom. U pravilu se zupčasto remenje izrađuje kao beskonačno koje preko cijele svoje širine ima raspoređene vlačne elemente tj. niti od čelika ili staklenih vlakana. Tijelo remena je izrađeno od mješavine gume ili elastomera koji također obuhvaćaju i zube, te su zubi također često obloženi tkaninom od poliamida koja im pruža dugotrajnu zaštitu. Slika 3.22 Zupčasti remen sa trapeznim profilom zubi [1] a) Jednostrano nazubljen; b) dvostrano nazubljen; c) Prijenos zupčastim remenom sa remenicom sa utorom Sastav zupčastog remena Zupčasti remen u osnovi se sastoji od četiri temeljne komponente: poliamidne tkanine, tijela od elastomera, vlačne užadi, tkanine na stražnjoj strani remena (ovisno o izvedbi) Osim toga postoje i posebne izvedbe, primjerice sljedeće: zupčasto remenje koji rade u ulju i omogućuju uži oblik motora. Komponente takvih zupčastih remena posebno su prilagođene okruženju primjene i otporne su na ulje i onečišćenja u ulju kao npr. na čestice čađe, gorivo,kondenzat i glikol. Dvostruko zupčasto remenje koje omogućuje dvostruki kontinuirani pogon (npr. za balansirajuća vratila). Zupčasto remenje s rebrastom poleđinom služi za pogon pomoćnih agregata Oblikovanje zubi i izvedbe Prema [6] prvi zupčasti remeni imali su zupce u obliku trapeza koji su se upotrebljavali i u industriji (L-profili). Kako su zahtjevi za prigušenjem buke i prijenosom sve većeg opterećenja rasli iz dana u dan, počeli su se koristiti zupci u obliku luka (profili HTD i STD)(slika 3.23). Oblik luka omogućuje ujednačenu raspodjelu snage koja djeluje na zubac i smanjuje vršna opterećenja. Podjela (t) predstavlja razmak između dva zupca, a u slučaju remena s bregastim vratilima iznosi u pravilu 8 mm ili 9,525 mm.

43 Slika 3.23 Oblici zubi za zupčasti remen i njihove karakteristike [6] Prema [1] zupčasti remeni su ozubljeni ili samo na donjoj strani remena ili na donjoj i gornjoj strani i normirani su različito ovisno o proizvođaču. Zupčaste remene razlikujemo prema različitim izvedbama proizvođača, pa su rasprostranjene sljedeće izvedbe remena: Syncroflex-zupčasto remenje (WTH), Power Grip HTD remenje (WF), Conti Syncroforce CXP-visokoprijenosno zupčasto remenje, Conti Syncrobelt HTD zupčasto remenje. Standardna izvedba ima trapezno formirane zube. Slika 3.24 Podjela naprezanja u zupčastom remenu [1] a) Trapezni zub; b) Polukružni HTD profil Pored izvedbe zupčastih remena sa trapeznim profilom zubi prema DIN 7721 je razvijen poluokrugli profil zubi HTD- remena (High Torque Drive) (Slika 16.5.) za prijenos velikih okretnih momenata kod malih obodnih brzina. Ova vrsta zupčastog remenja se iskazuje kroz osobito povoljnu podjelu naprezanja pod opterećenjem, te posjeduje kod istih dimenzija za oko 30% veću sposobnost prijenosa snage nego kod izvornih zupčastih remena prema DIN Prema tablici 23 su dane dimenzije Power Grip zupčastih remena. [2] navodi da za prijenos sa zupčastim remenjem se predviđaju barem 2 remenice sa izbočinama koje se izmjenično izvode na obje remenice ili s obje strane na manjoj remenici (Slika 3.22).

44 Slika 3.25 Remenice za zupčasto remenje [2] Svojstva i primjene tablica 3. Slika 3.26 prikazuje jedan red mogućnosti izvođenja remenskog prijenosa sa zupčastim remenom. Slika 3.27 prikazuje pomični pogon brusilice pomoću zupčastog remena. Vučnu silu će preuzeti pletene niti stakla ili čelika koje su utaknute u remen izraden od poliuretana ili polikloropena (Slika 3.28) Ove pletenice služe kao jezgra i daju remenu izvanrednu elastičnu savitljivost i veliki otpor prema dužinskih razvlačenjima. Jedna žilava i otporna na habanje tkanina od poliamida prekriva nazubljenu stranu remena. Slika 3.26 Primjeri prijenosa zupčastim remenom [2] a) Otvoreni prijenos i = 1; b) otvoreni prijenos i > 1 ; c) unutarnja zatezna remenica; d) zatezna remenica izvan; e) prekretni prijenos; f) prijenos sa više vratila; g) četverokutasti prijenos; h) trokutasti prijenos; i) prijenos sa više vratila; k) skretajući prijenos; l) transportni remen sa odjeljcima; m) kutni prijenos; n) kutni prijenos

45 Slika 3.27 Pomični prijenos ravne brusilice sa zupčastim remenom [1] Slika 3.28 Prikaz zupčastog remena i zupčaste remenice [1] a) Jednostrani zupčasti remen; b) dvostrani zupčasti remen 1-Vlačno uže; 2- Tijelo od plastike Dimenzioniranje Syncroflex remena jednostranim ili obostranim ozubljenjem je normirano prema DIN 7721 (tablica 22). Ova norma također sadrži i mjere odgovarajućih utora remenica. U tablici je prikazano i dimenzioniranje Syncroflex zupčastih remena prema 4 standardne podjele koje odgovaraju prema normi DIN Za posebne slučajeve postoji i mogućnost dobiti konačno remenje u željenoj duljini i zavariti krajeve. Zbog toga je jezgra od niti na mjestu spajanja puknuta, te se sposobnost prijenosa smanjuje za nekih 50%. Zupčasto remenje ne trebaju se održavati, odnosno ne trebaju se pritezati. Zbog utjecaja visokih temperatura u prostoru motora i stalnog savijanja jako su opterećeni te podliježu procesu starenja i stalnog trošenja. U okviru servisnih radnji trebalo bi provjeriti u kakvom su oni stanju i odgovaraju li odredbama proizvođača. Na taj se način mogu pravodobno utvrditi nepravilnosti. Kod zamjene zupčastog remena treba izvesti sve radne korake prema odredbama proizvođača. Pritom se obavezno treba koristiti propisanim posebnim alatom. Zupčasti remen ni u kojem se slučaju ne smije montirati na ozupčane kotače upotrebom sile ili primjenom alata za dizanje. Nije potrebno paziti na smjer hoda, osim ako je on označen strelicom.

46 3.3.3 Remenice Prema [2] remenice se sastoje od AlMgPbCu legure, ali isto tako i od čelika ili lijevanog čelika. Isto tako je uobičajeno koristiti termoplastične materijale kao poliamid. Za serijsku proizvodnju remenice se izrađuju od preciznog tlačnog lijeva ili plastičnog špricanog lijeva, a zubi ostaju neobrađeni. Slika 3.30a prikazuje zateznu remenicu. Najmanji dopušteni promjer zatezne remenice je dan u tablici 22. Zbog velikih obuhvatnih kuteva na velikoj remenici kod prijenosnih omjera većih od 3,5 ova remenica ne treba biti nazubljena, što znači da je dovoljna cilindrična remenica. Za ovu vrstu remenica su odgovarajući samo remeni sa trapeznim zubima. Slika 3.30 Zupčasti remenski prijenos [2] a) Sa zateznom remenicom; b) sa velikom ravnom remenicom

47 4 OSNOVE PRORAČUNA KOD REMENSKOG PRIJENOSA SNAGE I GIBANJA 4.1 TEORIJSKE OSNOVE ZA PRORAČUN REMENSKOG PRIJENOSA Prema literaturi [1] vrijedi: 1. Sile na remenskom prijenosu Remenski prijenos može obavljati prijenos samo onda kada je sila trenja FR između remena i remenice najmanje jednak ili veća od obodne sile Ft F R = μ F N F t F R = μ F N F t (4.1) µ, µ' Koeficijent trenja obuhvatnog luka remenice, ovisan o vrsti remena, površini remenice i brzini remena(uzima se prema tablici 1); za klinaste remenice je μ = μ [sin(α 2) ], gdje se α koji je kut utora remenice, uzima prema vrijednostima tablice 11 i 12 Potrebna pritisna sila (normalna sila) F N Ako se pogonska remenica d1 pogoni kroz okretni moment T, tada je obodna sila (slika 16-15) F t = T (d 1 2) = 2 T 1 d 1 Slika 4.1 Sile na otvorenom remenskom prijenosu [1] Kako se pogonjena remenica d2 pokreće pomoću sile trenja, za granični slučaj FR = Ft kod jednolikog sporog kretanja za točku M1 vrijedi: F t (d 1 2) + F 2 (d 1 2) F 1 (d 1 2) = 0, a obodna sila se izračunava iz F t = F 1 F 2 (4.2) Prema tome, remenski prijenos može prenositi snagu samo kada je zatezna sila u vučnom ogranku remena F 1 (> F t ) veća od one u slobodnom ogranku remena F 2 (< F t ). Ovo rasterećenje slobodnog ogranka se pokazuje kroz provjes (iscrtkana linija na slici 4.1). Ako se uzme da je remen preko cijelog obuhvatnog luka β1 potpuno na prijenos sile podijeljen, onda se može odnos sila na ograncima, odnosno, naprezanja na ograncima iskazati preko jednadžbe :

48 F 1 F 2 = σ 1 σ 2 = e μβ 1 = m (4.3) e = 2,718 μ β 1 = π β m Baza prirodnog logaritma (srednja) vrijednost koeficijenta trenja između remena i remenice; prema tablici 16-1 Obuhvatni kut male remenice Omjer sila na ograncima Ako se u jednadžbu (4.2) za F 2 = F 1 m, prenosiva sila se izračunava prema: F t = F 1 F 1 m = F 1 m 1 m = F 1 κ (4.4) κ = (m 1) m Kod okretanja remena djeluju centrifugalne sile, koje jos jače naprežu remen, tako da se sila pritiskanja na remenicu i mogućnost prijenosa nepovoljno promijene. Ova dodatna opterećenja remena se ne smiju pustiti iz pažnje pri velikim brzinama. Dio centrifugalne sile F z se izračunava iz opće jednadžbe: A s Presjek remena ρ Gustoća materijala remena; vrijednosti prema tablici 1 v Brzina remena F z = A s ρ v 2 (4.5) Kako bi se zagarantiralo da je prema jednadžbi (4.1) potrebni uvjet F R F t ispunjen, za svako stanje pogona mora biti raspoloživa dovoljno visoka sila pritiskanja, koja se postiže kroz odgovarajuće istezanje(predzatezanje) remena. Ove sile predzatezanja moraju se preuzeti kao radijalno utjecajne sile sa osovine i ležajeva, te ne smiju biti suvišno velike. Ovo opterećenje osovine F w se prikazuje shematski kao na slici 4.2 ili se izračunava.

49 Slika 4.2 Određivanje opterećenja vratila F w [1] Prema kosinusovom poučku je: F w = F t m m cos β 1 m 1 F t m = e μβ 1 β 1 k = f(β 1, μ) Prijenosna sila remena Omjer sila na ograncima sa e, μ, β 1 kao u jednadžbi (4.3) Obuhvatni kut male remenice Vrijednosti prema tablici 5 = k F t (4.6) Ova opterećenja osovine osiguravaju u pogonu potrebni pritisni tlak između remena i remenice za prijenos obodnih sila. Opterećenja remena u mirnom stanju je za iznos centrifugalne sile koja pokušava podići remen od remenice,prema jednadžbi (4.5),veći, tako da teorijsko opterećenje osovine u mirnom stanju iznosi: k, F t Kao u jednadžbi (4.6) F z Centrifugalna sila prema jednadžbi (4.5) F w0 = F w + F y = k F t + F z (4.7) 2.Proklizavanje i prijenos Na temelju različitih sila na ograncima remenica dolazi do različitih naprezanja pri okretanju preko remenice i do različito velikih istezanja. Izjednačenje istezanja uzrokuje relativno pomicanje remena sa remenice. To izjednačenje istezanja (pri jakom natezanju remena preko remenica, remen puza ponovo prema nazad) se označava kao istezno klizanje, čija veličina ovisi o svojstvima remena i o rezlici sila natezanja ogranaka. Ako je za vrijeme pogona, obuhvatna sila veća od sile trenja (F t > F R ), remen počinje klizati sa remenice. Proklizavanje ima osobito razoran utjecaj na remen i smije se dopustiti samo kratkoročno.

50 Ovisno o elastičnim svojstvima pojedinih vrsta remena, istezno klizanje će manje utjecati na prijenosni omjer i. Brzina gonjene remenice v 2 = d 2 π n 2 će zaostati za iznos isteznog klizanja u odnosu na brzinu pogonske remenice v 1 = d 1 π n 1. Klizanje se označuje kao ψ = (v 1 v 2 ) 100% v 2 (4.8) Prema tome se u obzir uzima i najčešće zanemarena debljina remena t (kod klinastih i zupčastih remena visina profila h) i izračunava stvarni prijensni omjer i = n 1 n 2 = d 2+t d 1 +t 100% 100% ψ (4.9) n 1, n 2 d 1, d 2 t ψ Brzina vrtnje male i velike remenice Promjer male i velike remenice Debljina remena Klizanje Ako je za praktični slučaj potrebno držati se točno određenog prijenosnog omjera (npr. Pogon bregaste osovine kod motora s unutarnjim izagranjem), tada ravni i klinasti remeni nisu preporučljivi za uporabu zbog gore objašnjenog razloga. U svim ostalim slučajevima se prijenosni omjer izračunava kao n 1, n 2 te d 1, d 2 kao u jednadžbi (4.9) i n 1 n 2 = d 2 d 1 (4.10) 3. Naprezanja Najveće opterećenje remena dolazi na mjestu A1 na vučnom ogranku remena i na manjoj remenici (Slika 4.3). prema tome se izlaže presjek remena maksimalnom naprezanju σges iz zbrojenih zajedno više pojedinačnih naprezanja koje se preklapaju. Slika 4.3 Naprezanja na otvorenom remenskom prijenosu [1]

51 Vučno naprezanje Nastupajuća sila u vučnom ogranku se prikazuje kao čista vlačna sila iz formule: F 1 vlačna sila u vučnom ogranku A s = b t presjek remena F t obodna sila κ dobivena količina, isto kao u jednadžbi (4.4) σ 1 = F 1 = F t (4.11) A s κ A s Naprezanje na savijanje U području između mjesta nadolaska i odlaska sa remenica 1 i 2 će se kroz savijanje remena proizvesti naprezanje na savijanje σb, koje je veće tim više što je manji promjer remenice i veća debljina remena t. Prema pravilima o elascitetu,naprezanje na savijanje se izračunava prema: σ b = E b ε b E b (t d) (4.12) E b idealni modul elasticiteta, vrijednost iy tablice 1 t d omjer debljina remena t i manje remenice d prema tablici 1 Naprezanje centrifugalne sile Zbog skretanja remenske mase preko remenica, u obzir se mora uzeti i centrifugalna sila F z prema jednadžbi (4.5), koja se osobito pri višim brzinama remena ne smije ispustiti iz vida. Prema tome, centrifugalno naprezanje u presjeku remena se izračunava preko sljedećih formula: A s, ρ, v Kao u jednadžbi (4.5) σ f = F z A s = ρ v 2 (4.13) Ukupno naprezanje u vučnom ogranku na mjestu A 1 manje remenice je tada σ ges = σ 1 + σ b + σ f σ z zul (4.14) σ z zul dopušteno naprezanje remena, vrijednost prema tablici 1

52 Kod skraćenih remenskih prijenosa, povećava se ukupno naprezanje za iznos naprezanja skraćenja σ S, koje se pokazuje kroz dodatno istezanje rubnih niti. Ta vrijednost se određuje približno prema σ S E (b e 2 ) za križne prijenose i prema σ S E b d 2 (2 e 2 ) za polukrižne remene sa razmakom između osovina e u mm. Zajedno sa silama F 1 i F 2 u vučnom ogranku nakon preobrazbe jednadžbi (4.2), (4.4) i (4.11) dobivamo korisno naprezanje: κ Kao u jednadžbi (4.4) σ N = σ 1 σ 2 = σ 1 κ (4.15) Kroz uvrštavanje jednadžbe (4.14) u jednadžbu (4.15) dobiva se mjerodavno korisno naprezanje iz kojeg se izračunava prijenosna korisna snaga σ N = σ 1 κ = (σ z zul σ b σ f ) κ (4.16) 4.Prijenosna snaga, optimalna brzina remena Iz općeg izraza P = F v izračunava se korisna prijenosna snaga preko F = σ A s = σ b t. Ako se uvrsti prema jednadžbi (4.16) umjesto σ, korisno naprezanje σ N = (σ z zul σ b σ f ) κ i u tom pogledu prema jednadžbama (4.12) i (4.13) za σ b = E b (t d 1 ), odnosno σ f = ρ v 2, prijenosna snaga će iznositi: P = [σ z zul E b (t d 1 ) ρ v ] κ b t v 10 3 (4.17) P σ z zul, E b t, d 1 ρ v κ kw N/mm 2 mm kg/dm 3 m/s 1 σ z zul Dopušteno naprezanje remena prema tablici 1 odnosno 6 E b Modul elasticiteta za savijanje prema tablici 1 t Debljina remena d 1 Promjer male remenice ρ Gustoća materijala remena, vrijednosti prema tablici 1 κ Izračun, pogledaj jednadžbu (4.4), vrijednosti prema tablici 4 b Širina remena v Brzina remena Kod malih brzina remena je utjecaj centrifugalnog naprezanja σ f relativno malen, tako da se prijenosna snaga P povećava do maksimalnog iznosa P max kako se povećava brzina remena i onda opet opada na nulu. Od jedne određene granične brzine remena će se tako iznos dopuštenog

53 naprezanja σ z zul pretežno kroz centrifugalno naprezanje σ f potrošiti, tako da više neće biti mogić prijenos snage. Optimalna brzina remena (P P max = 1) se može izračunati iz v opt = 103 [σ z zul E b (t d 1 )] = 103 (σ z zul σ b ) 3 ρ 3 ρ (4.18) v opt σ z zul, σ b, E b t, d 1 ρ m/s N/mm 2 mm kg/dm 3 σ z zul, E b, t, d 1, ρ kao i u jednadžbi (4.17)

54 4.2 PRAKTIČNI PRORAČUN REMENSKOG PRIJENOSA Nadolazeći postupak proračuna pogonskog remena je ograničen na remene s dva (otvorena) diska sa i 1 (d 1 = d k d 2 = d g ; z 1 = z k z 2 = z g ) kao i plosnate i klinaste remene i nazubljene klinaste remene i zupčaste. Općenito bi za postizanje optimalnih uvjeta konstrukcija za određeni praktični slučaj trebala uslijediti na temelju proračuna proizvođača jer vrijednosti navedene u priloženim tablicama ne vrijede za sve proizvođače i na osnovu normi postoje velike razlike u podacima o snazi. Podaci iz normi se odnose samo na mjere remena i remenica, dok su podaci o snazi i kvaliteti samo ograničeni. Dosadašnje različite oznake za klinaste remene, nazubljene klinaste remene i zupčaste remene će u nadolazećim formulama će zbog standardizacije (izjednačavnja) biti preuzete iz aktualnih normi. Proračun se za sve vrste remena može općenito provesti prema planu prikazanom na slici 4.4 Slika 4.4 Dijagram toka proračuna remenskog prijenosa [1]

55 Koraci proračuna: 1. Odabir remena Za odluku koju vrstu remena odabrati (plosnati, klinasti ili sinkroni) su između ostalog uz razmatranje cjelokupnog konstrukcijskog okruženja ključni uvjeti primjene (upotrebe), očekivani utjecaji na okoliš, eventualno i razlozi montaže (beskonačni remeni zahtijevaju znatno složeniju konstrukciju) i visina troškova. Dotična veličina profila (kod Extremultus-plosnatog remena je to tip remena) se određuje na osnovu prenesene snage uz razmatranje fakora primjene P = K A P nenn i broja okretaja n 1 (vidi tablicu 16), tj. kod plosnatog remena prema tablici 7 je tip remena=f(β 1, d 1 ). U graničnom slučaju između dviju mogućih veličina profila se za konačnu odluku o veličini profila preporučuje proračun obiju veličina. 2. Geometrijski i kinematski odnosi Slika 4.5 Geometrijske veze na remenskom prijenosu [1] Prijenosni omjer i Odnos prijenosnog omjera je veličina propisana prema zahtjevima zadatka i koja ne može uvijek biti ispoštovana (zadržana) s normiranim promjerima diska. Točan prijevod nije nužno niti potreban tako da se uz zanemarivanje uvjetovanih malih odstupanja zbog isteznog klizanja (izuzev sinkronih remena), vidi 4.1 za i 1, prijenosni omjer se dobiva kao: i = n an n ab ; i d ab d an = d dg d dk odnosno i = z ab z an = z g z k (4.19) Promjer remenice Granične vrijednosti promjera remenice ovise o vrsti remena i veličini profila. Čak i ako se zahtijeva kompaktni način gradnje konstukcijskog okruženja, samo bi se u iznimnim slučajevima za malu remenicu trebao odabrati najmanji promjer remenice d dk iz tablica za pojedini tip remena.

56 Iako bi male promjere remenica valjalo zaobići jer se tada u pravilu pogonski remeni zbog većih opterećenja na vratilo i u skladu s time i upotrebe većih ležajeva prave s većim troškovima. Također su zbog veće snage u vučnom ogranku potrebni širi plosnati i sinkroni remeni i veći broj klinova i žlijebova kod klinastih remena. Prema izboru promjera male remenice d k (d dk ), tj. kod sinkronog remena broja zubi z k, dobiva se promjer velike remenice prema: d g = i d dk odnosno d dg = i d dk odnosno i p π z k (4.20) p Kod sinkronih remena podjela remena; vrijednosti prema tablici 17 z k Kod sinkronih remenskih prijenosa broj zubi male remenice Razmak vratila Približni razmak vratila e': razmak je u puno slučajeva zadan konstrukcijski. Ovdje se,kao i kod slobodnog izbora razmaka među vratilima, pažnja posvećuje smislenom odabiru graničnih vrijednosti. Razmak s jedne strane mora biti toliko velik da se remenice ne dodiruju, a s druge strane su kod prevelikih razmaka moguća neželjena njihanja/zamasi/oscilacije kod kojih amplitude zamaha mogu dodirnuti susjedne strojarske dijelove. Ukoliko ne postoje konstrukcijski zahtjevi, trebalo bi ispoštovati sljedeće granične vrijednosti: Kod plosnatih remena: 0,7 (d g + d k ) e 2 (d g + d k ) Kod klinastih remena: 0,7 (d dg + d dk ) e 2 (d dg + d dk ) Kod zupčastih remena: 0,5 (d dg + d dk ) + 15mm e 2 (d dg + d dk ) Konačni razmak vratila e: tek s utvrđenom duljinom remena, vidi jednadžbu (4.23), određuje se konačni srednji razmak vratila: e L d π (d 4 8 dg + d dk ) + [ L d π (d 4 8 dg + d dk )] 2 (d 2 dg d dk ) 8 (4.22) L d Računska aktivna duljina remena (kod ravno remena L) d dk,g Promjer remenica (kod plosnatih remena d k,g ), kod zupčastih remena d dk,g = (p π) z k,g

57 Duljina remena S dosad utvrđenim konstrukcijskim podacima se može odrediti teorijska duljina remena (L',L d '), ali ona se u pravilu ne može smatrati konačnom duljinom (L, L d ) jer su remeni, s iznimkom na plosnate remene, na zalihama kao beskonačni remeni s određenim stupnjevanim duljinama. Teorijska duljina remena se računa prema: Plosnati remen: Ostali remeni: Utvrđivanje duljine remena L, L d : L = 2 e + π 2 (d g + d k ) + (d g d k ) 2 4 e L d = 2 e + π 2 (d dg + d dk ) + (d dg d dk ) 2 4 e (4.23) Plosnati remeni se izrađuju iz metražne robe. L = L je pak moguće, ali bi se i ovdje trebala odabrati smislena vrijednost za L. Kod čvrstih (konačnih) razmaka vratila se za postizanje potrebnog istezanja duljina remena kao duljina naručivanja treba skratiti na duljinu L = L (100 ε 1 ) 100 sa ε 1 prema tablici 7. Klinasti remeni: ovdje se za L d predviđa najbliža normirana duljina (red R40), tj. prema navodima proizvođača (u odnosu na norme, jedna znatno mekanija (ljepša) gradacija). Kod remena mjerenih prema unutarnjoj duljini L i (normalni klinasti remeni) treba razmotriti faktor korekcije: L i = L d L s razlikom u duljini L prema tablici 10. Zupčasti remeni: duljina se utvrđuje prema broju zubaca z R z R = L d p i prema podjeli p (tablica 17) Obuhvatni kut na maloj remenici Obuhvatni kut β k zajedno s faktorom trenja µ (µ') određuje korisnost i korisnu snagu remenskog pogona, vidi formulu (4.4). Veliki obuhvatni kutevi prema tome zahtijevaju manju pritisnu snagu i time manje opterećenje na vratilo. Kod unaprijed zadanih promjera remenica i razmaka vratila dobiva se obuhvatni kut iz: β k = 2 arc cos ( d g d k 2 e 3. Izračunavanje korisnosti ) = 2 arc cos (d dg d dk ) = 2 arc cos ( 2 e p π (z g z k) 2 e ) (4.24) Nakon utvrđivanja geometrijskih veličina remenskog prijenosa slijedi proračun korisnosti. Kod plosnatih i zupčastih remena se za odabrani tip remena mora odrediti potrebna širina remena, a kod klinastih potrebni broj utora klinova koji odgovaraju s jedne strane maksimalnoj obodnoj sili koja se prenosi, a s druge strane dopuštenoj specifičnoj obodnoj sili. Dopuštena specifična opterećenja koja su određena za pojedine remene se temelje na rezultatima pokusa pod određenim uvjetima (d d, L d, β), tako da se te dopuštene vrijednosti moraju korigirati odgovarajućim faktorima za priložene konstrukcijske zahtjeve.

58 Slika 4.6 Prikaz sila, momenata i prijenosnih veličina remenskog prijenosa [1] Teško je obuhvatiti i odrediti stvarne predviđene pogonske uvjete koji se između ostalog određuju prema fakotru upotrebe KA. Obuhvatna sila F t Uz razmatranje dinamičkih pogonskih odnosa, najveća obuhvatna sila koja se prenosi se računa kao: F t = P = K A P nenn = KA T nenn (4.25) v v (d d 2) P, P nenn Računska snaga, za prijenos K A Faktor uporabe d d Promjer remenice v Brzina remena iz v = d d π n Širine remena, broj remena Plosnati remeni: za višeslojne plosnate remene Extremultus se računska širina remena dobiva s podacima o specifičnoj obuhvatnoj sili F t = f (d 1, β 1, vrsta remena) iz tablice 7 prema formuli: b = F t F t (4.26) Prema tablici 8 se za računsku vrijednost b odabire sljedeća po veličini širina remena b i pripadajuća širina remenice B. Klinasti remeni: za sigurni prijenos računska snaga P = K A P nenn se nakon utvrđivanja profila remena treba odrediti potrebni broj klinova, tj. podrebni broj žlijebova prema: K A P nenn P N z P (P N +U Z ) c 1 c 2 = K A P nenn (P N +U Z ) c 1 c 2 (4.26) Faktor uporabe Nazivna snaga prenesena klinastim remenom Prenesena snaga od jednog žlijeba jednog klina klinaste remenice; vrijednosti prema tablici 13 U Z Dodatak za prijenos za i > 1; vrijednosti prema tablici 14 c 1 Faktor kuta; vrijednosti za β prema tablici 15 c 2 Faktor duljine; vrijednosti prema tablici 15

59 Ukoliko proračun rezultira s većim brojem žlijebova (z > 1), tada bi zbog troškova, montaže, zamjene i opterećenja trebalo razmisliti o spojenim klinastim remenima (trake koje se sastoje od više klinastih remena spojene pokrovnom pločom) i razmisliti o klinastim remenima sa žlijebom Zupčasti remeni: kod zupčastih se remena prijenos snage odvija oblikom. Mjerodavan podatak za iznos prenesene snage je dopušteno naprezanje (površine) na zupcima kao i broj zubaca z e koji su u zahvatu. Zbog neizbježnih pogrešaka podjele se maksimalno može razmatrati samo 12 zubaca za prenošenje. Broj zubaca u zahvatu se određuje iz: z e = z k β k (4.27) Sa z e 12 i iz pokusa određenom specifičnom snagom koja se prenosi Pspez (po mm širine remena i zubu) se prema tablici 18 iz izračunate snage P kod nazivnog broja okretaja za zupčasti remen može dobiti zahtjevana minimalna širina: b P P spez z k z e = K A P nenn P spez z k z e (4.28) tj. sa iz pokusa određenim specifičnim okretnim momentom koji se prenosi T spez (po mm širine remena i zubu) prema tablici 18 iz najvećeg okretnog momenta pri odgovarajuće pripisanom broju okretaja b T max T spez z k z e (4.29) b K A, z e, z k P nenn P spez T max T spez mm 1 kw kw/mm Nm Nm/mm K A Faktor uporabe P nenn, T max Nazivna snaga, odnosno maksimalno okretni moment prenesen zupčastim remenom P spez, T spez Spezifična snaga, odnosno spezifični okretni moment prenesen zupčastim remenom z k Broj zubi male zupčaste remenice z e Broj zubi u zahvatu prema jednadžbi 4.27 Mjerodavna (ona koja se odabire) je iz jednadžbi (4.28) i (4.29) ona koja je veća širina remena b. 4. Prednaprezanje: opterećenje vratila Za ostvarenje zahtjevanog prijenosa trenjem remen se mora nategnuti. Sila prednaprezanja Fv postaje s F1 i F2 za stanje mirovanja (n = 0) Fv = (F 1 + F 2 ) 2, te potom teorijska sila F W = F 1 + F 2 koju preuzima vratilo.

60 Kako je navedeno pod 4.1-1, centrifugalne sile Fz u pogonu pokušavaju skinuti remene sa remenice. Ali budući da tada i dalje potrebni pritisak (dodirni) mora biti prisutan, kod n = 0 potrebna je,za iznos centrifugalne sile, veća sila prednaprezanja u remenskom pojasu F v = [(F 1 + F z 2) + (F 2 + F z 2)]/2 = (F z + F 1 + F 2 ) 2, tj. s poprečnim presjekom remena A s, modulom elastičnosti E i istezanjem ε ges (uključujući istezanje centrifugalne sile) se ta potrebna sila prednaprezanja dobije iz izraza F v = A s E ε ges (pretpostavljen homogen materijal remena). Opterećenje vratila u stanju mirovanja je dakle veće nego u pogonu! Za opterećenje vratila u pogonu vrijedi općenito: F w = F F F 1 F 2 cosβ k k F t (4.30) k Odnos sila, vrijednosti prema tablici 5 F 1, F 2 Sile u ograncima β k Obuhvatni kut na maloj remenici u stupnjevima Opterećenje vratila u stanju mirovanja se dobije analogno sa, za iznos centrifugalne sile F z (iz jednadžbe 4.5), povećanom silom u ogranku iz jednadžbe (4.7) Za Extremultus višeslojne remene se opterećenje vratila dobije prema navodima proizvođača iz: F W0 = ε ges k b = (ε 1 + ε 2 ) k 1 b (4.31) F W0 ε ges, ε 1, ε 2 k 1 b N % 1 mm ε 1 Potrebno istezanje remena u mirnom stanju, tablici prema tablici 7 ε 2 Dodatno istezanje zbog utjecaja centrifugalne sile, vrijednosti prema tablici 9 k 1 Faktor uzimanja u obzir vrste remena, prema tablici 6 b Širina remena prema jednadžbi 4.26 Kako su prijenosna obodna sila F t = F 1 F 2 i odnos sila F 1 F 2 = e μβ k, jasno je da će koeficijent trenja μ(μ) te obuhvatni kut β suodlučivati u određivanju visine opterećenja vratila F w. Točan proračun za opterećenje vratila je u praktičnom slučaju skoro nemoguć. Prema slobodnoj procjeni može se izračunati opterećenje vratila prema sljedećim izrazima: Kod plosnatih remena: F w0 = k F t (1,5 2,0) F t Kod klinastih remena: F w0 = k F t (1,3 1,5) F t (4.32) Kod zupčastih remena: F w0 = k F t 1,1 F t

61 Pritom su kod plosnatih i klinastih remena manje vrijednosti k za veći obuhvatni kut β i veću vrijednost μ(μ) i obrnuto. U kritičnim slučajevima se vrijednost k još povisuje! Slika 4.7 Namještanje sile predzatezanja pomoću dubine utiskivanja ogranka [1] Kontrola, da li potrebna zatezna sila pri opterećenju vratila zadovoljava, se može provjeriti kroz mjerenje istezanja remena L = L ε ges ili kroz mjerenje dubinu utiska t od sile F p (slika 4.27) koja sa F v predzategnutog ogranka slijedi prema proračunima proizvođača. 5.Kontrolna pitanja Nakon konstrukcijskog tumačenja remenskog prijenosa može se dokazati ako treba, da dopuštene vrijednosti s obzirom na brzinu remena, frekvenciju savijanja i vlačnu silu remena ne mogu biti prekoračene: Brzina remena: Kako povećana brzina remena na temelju udjela centrifugalne sile znatno smanjuje prijenosnu silu(pogledaj sliku 16-6)uvrštavanje vrijednosti P P max = 1 nije smisleno.svaki proizvođač daje za svaki tip i veličinu remena granične vrijednosti dopusštene brzine. U svakom drugom slučaju uzima se maksimalna brzina prema tablicama 1,2, 3. Brzina remena u odnosu na utjecajni promjer remenice iznosi: v = d w π n v max (4.33) d w Utjecajni promjer d w = d + t za plosnato remenje d w = d d za klinasto i zupčasto remenje d w = d d + 2h b za klinasto kanalno remenje n Brzina vrtnje v max Maksimalna brzina remena, vrijednosti prema tablicama 1, 2, 3 Frekvencija savijanja: Na životni vijek remena utječe i frekvencija savijanja. Visoke frekvencije dovode prije svega kod manjih promjera remenica do povišenja temperatura, zbog čega se smanjuje životni vijek remena te isto tako smanjuje stupanj korisnosti remenskog prijenosa.

62 Ovo se osobito mora uzeti u obzir kod promjenjivog savijanja remena. Frekvencija savijanja se izračunava prema: f B = v z L d f Bzul (4.34) v Brzina remena z Broj remenica preko kojih prelazi remen L d Konačna duljina remena f Bzul Dopuštena frekvencija savijanja, vrijednosti prema tablicama 1, 2, 3 Vlačna sila remena: Kod mogućeg preopterećenja remenskog prijenosa mora se osigurati da se remen ne oštećuje. Dok kod plosnatih i klinastih remena pod preopterećenjem dolazi do klizanja, kod zupčastih remena povećano opterećenje moraju preuzeti vlačne niti. Kod zupčastih remena se mora uzeti u obzir da ukoliko je F max = T max (d d 2), da jednadžba F max F zul ima uvrštene dopuštene vrijednosti F zul prema tablici 17c.

63 5 ZAKLJUČAK Od antičkih vremena do danas ne prestaje upotreba i razvoj prijenosa i remenja. Kako se sve modernizira i usavršava, tako se usavršavaju i remenski prijenosnici snage i gibanja, da bi se postigli što manji gubitci te osigurao što dulji životni vijek. Nezamislivo je funkcioniranje u proizvodnji hrane, automobilskoj industriji, pri pogonu strojeva i u raznim drugim djelatnostima, bez remenskog prijenosa. Ovisno o potrebama tržišta razvijeni su razni oblici, duljine i materijali iz kojih su izrađeni. Tehnološkim napretkom u svim granama industrije ukazuje se potreba za specifičnim remenima, te se tako razvija i tehnologija izrade materijala za njihovu proizvodnju i oblici u kojima se proizvode. To uvelike olakšava svakoj pojedinoj grani industrije kvalitetan izbor remena koji odgovara zahtjevima kupca. Upravo zbog novih tehnologija izrade remena kojima se konstantno poboljšavaju svojstva remena i time osigurava velik broj rješenja za različite zahtjeve, svaki proizvođač remena daje i odgovarajući proračun remena, remenica i prijenosa. Iako je u svakom trenu moguće napraviti općeniti teorijski proračun remena i remenskog prijenosa, preporuka svakog od proizvođača je pregled i uzimanje u obzir njihovih podataka, karakteristika, odgovarajućih dijagrama i proračuna kako bi se dobio točniji i sigurniji proračun prijenosa.

64 6 LITERATURA [1] H. Wittel, D. Muhs, D. Jannasch, J. Voßiek: Roloff/Matek Maschinenelemente, Normung, Berechnung, Gestaltung; 21., vollstaendig ueberbearbeitete Auflage, Muenchen, Springer Vieweg, [2] Bearbeitet von K. Kabus, F. Rieg, F. Wiederemann, G. Engelken, R. Hackenschmidt: Decker, Maschinenelemente, Funktion, Gestaltung und Berechnung; 18., aktualisierte Auflage, Muenchen, Carl Hanser Verlag, [3] Karl-Heinz Decker: Elementi strojeva; treće izmijenjeno i dopunjeno izdanje, Zagreb, Golden marketing,tehnička knjiga, [4] Opalić, Milan: Prijenosnici snage i gibanja, Zagreb, HDESK, [5] Službena stranica Tvrtka Habasit URL: [6] Službena stranica Tvrtka Continental URL:

65 7 PRILOZI Tablica 1 Tehnički podaci plosnatih remena Tablica 2 Svojstva i primjene klinastih remena

66 Tablica 3 Svojstva i primjene zupčastih remena Tablica 4 Graf odnosa sila u ograncima Tablica 5 Faktor k za izračunavanje opterećenja vratila

67 Tablica 6 Izvedbe i svojstva višeslojnih Extremultus remena Tablica 8 Glavne dimenzije remenica za plosnati remen

68 Tablica 9 Vrijednosti odnosa centrifugalna sila-istezanje za Extremultus remen

69 Tablica 10 Dimenzije klinastih remena brzina vrtnje n male remenice u min 1 Normalno klinasto remenje DIN ISO 4184 Y Z A B C D E b₀ bd 5,3 8, h hd 1,6 2,5 3,3 4,2 5,7 8,1 12 ddmin Li 185 do do do do do do do ʄB max 80 ʋmax 30 Usko klinasto remenje - SPZ SPA SPB SPC - - b₀ - 9,7 12,7 16, bd - 8, h hd - 2 2,8 3,5 4,8 - - ddmin Ld do do do do

70 Tablica 11 Dimenzije remenica za klinasto remenje Tablica 12 Vrijednost za klinasti kanalni remen i remenice prema DIN 7867

71 Tablica 13 Nazivna snaga za klinasti remen

72 Tablica 14 Prijenos- dodatak prijenosu u kw

73 Tablica 15 Faktori korekcije za proračun klinastog remena Tablica 16 Izbor profila za zupčasti remen

74 Tablica 17 Vrijednosti i podaci za Synchroflex zupčasti remen prema radnoj normi

75 Tablica 18 Nosivost zuba- specifična opteretivost zuba kod zupčastih remena Tablica 19 Glavne dimenzije remenica u mm

76 Tablica 20 Dimenzije normalnih i uskih klinastih remena Tablica 21 Dimenzije i podaci za klinasti kanalni remen i remenice

77 Tablica 22 Dimenzije i podaci za zupčasti remen Tablica 23 Faktori i dodaci za Power Grip zupčasti remen