Prof. dr Predrag V. Popovic

MASINE ZA OBRADU

DEFORMISANJEM

KLASIX:::.'IKACI.]"SICA. KONCEPCIJSKA I

EKSPLOATACIJSKA ANALIZA

I DEG>

NlS. 1991.

DR PREDHAG POPOVIC

"MASINE ZA OlJH.ADU DEFOHMISANJEM - IDEO"

Izd(tva(~

Izdnvacka jedinica Univct'7.itetn 1.1 Ni.su

Ng, Trg bratstvil j ,wdinstv;:; ill'. 2

J\.eep'lentj

cir Vhdo Vujiovi(, fed. TWoi'. Fakulteta te!mickih nal1ka 11 Novom Sadu

elr Dranislav Dcvedzk:, red. prof. Ma.sinskog fakulteta u kragujovcu

Glavni i odgovorni urednik

Prof ell' Dt'agol.iuh DJordjev_i('

Na nSllol'tl Odlukn Nastavno··mlllcnog ,'ce',;:; :\lasinskog fakulteta u

Nisu br. 219/[ od 19,0<1.1991. gndine, rukopis je odobrcll Z<l

£;-tarnpll kilo udzbenik

Tchni(:i;.o 111'n(lji"D.lljl:' 1 SUUHJkl

D1GP "Pl'osvdn" J\i:~

YU ISBN B()~ 71BJ-OOJ-7

Narlezdi j Ye:,ni

PREDGOVOR

Predmet "Masine za obradu deformisanjem", po najnoYijem nastavnom planu ""MaSine alatke II", predaje se na Masinskom fakultetu Univerziteta u Nisu u VIn i IX sernestru nn proizvodnom srueru.

Udzhenik za ovaj predmet predvidjen je u cetTi dela. Prvi deo Ob11h­vata klasifikacijsku. koncepcijskui i eksploatacijsku analizu masina za obradu deformisanjem. U ostalim delovima bice ohradjeni osnovni elemonti oyih rnasi­na: naseea struktura. pogonski sistemi. izvrsni cleo, upravljacki sistemi i sisierni podmazivanja, kao i pomo6ni sislemi.

Udzbenik je taka koncipiran, da odgovara nastavnom programu do­dip.lomskih studija. Medjutim. korisno co posluzitL kako studentima Da posle­diplomskirn studijama, taka i dip!omiranim masinskim incenjerima u praksi.

Ovom prilikom se zahvaljujem recezentima ovog udibonika, kolegama: dr Vladi Vujovi(;u, redovnom profesoru Fakulteta tehnickih nauka u Novom Sadu i dr Branislavu DevedZi6u, redovnom profesoru Masinskog fakulteta u Kragujevcu na primedbama i sugestijama i definitivnoj redakciji ove knjige,

Korlstim ovu priliku da se najlepse zahvalim syom saradniku Temelj­kovski dr Draganu, docentu Masinskog fakulteta u Nisu na svesrdnoj i nese­bienoj pomoci prilikom priprema ovog dela udzbenika "Masine za obradu de­formisanjem",

Kolegi mI' Miodragu Cojbasicu, dipl.mas,ing. se najlepse zahvaljujem na pregledu rukopisa i daUm sugestijama.

Isto tako se najlepse zahvaljujem Slobodanu Miti6u na pomo(;i u teh­nickoj obradi slika

U Nisu, aprila'1991. Predrag V. Popovic

1. OSNOVNE POSTAVKE

1.01. UVOD

Pod obradom materijala deformisanjem (OMD) podrazumevaju S8

metode abrade pri. kojima se materijalu daju ieljeni oblik i dimenzije na taj na6in, sto se on plastic no deformise ili razdvaja.

Da hi se ostvarilo preoblikovanje materijala - od pripremka do izrad­ka - nekom od metoda abrade deformisanjem, neophodno je da:

materijal obradka ima odredjena svojstva i da 5e obezbedi - na odgovarajuci nacin - unosenje neophodne koliCine energije u materijal koji se obradjuje. odnosno neap hod no je da se materijal clovede u stanje plasti6nog teeenja iIi razcivajanja pod dejstvom spolja.snjeg opterecenja izazvanog odgovarajucim rad­nim telom.

Pr-vi usiav za primenu metoda obrade deformisanjem u procesu pro­izvoclnje nekog elementa se ispunjava utvrdjivanjem svojstava materijala od koga se isH izradjuje, a ona zav,ise od vrste materijala i od njegovog stanja

Sa aspekta abrade deformisanjem, hana svojstva materijala izrai.ena 8U zavisnoscu:

E (k) (L01)

gde su: - relativna dilatacija i k - stvarni, odnosno efektivni napon iIi kako se JOB naziya specifieni

deformacioni otpor.

il. koja iZl'azava zavisnost promene oblika i dimenzija cvrstog tela sa promena­rna naponskog stanja 11 njemu izazvanog spolja§njim opterecenjem.

Tablica T-1.01. Klasifikacija idealnih cvrstih materijala

SYojstvo materijala f---~-"-,---

OSflOYflO Dopunsko

K c'

Elaslicao

P\aslicofl

Elosticno­plosticun

Ideoloo

S, ojocavoojem

Model ~"------~--------i

Mehaoicki Malematicki

20 x> Xl

"" F • F~-=--,,:_",-lQ O:SX<Kj

F_ (c,+c,)x 10 x~XI

F- C1XI+C2 X

Kako, 11 zavisnosti od oblika zakonitosti (1.01), idealni evrsti materijali mogu biti: hti. elasHeni, plasHen! i elastieno-plastieni, sto je detaljno prikaza­no u tablici 1'-1.0l., to se i svi realni masinski materijali mogu, sa prakticno malim odstupanjima (zakon ojacavanja materijala u plastienom podrueju 'la re­alDe materijale .le uglavnom eksponendjalna funkcija), podeliti kao i idealni, 1z eega jasno proizlazi da su Sarno materijali, koji imaju plasticna i elasticno-pla_ sHena svojstva, pogodni u praksi za preoblikovanje metodama obrade dcfoI'mi­sanjem,

Pri ovome treba imati nu umu da je stanje materijala funkcija, sa jedne strane predistorije njegove obrade (kaljen, zaren, deformisan, i dr.), a sa druge visine temperature na kojoj se obradjuje. posta 5e materijal veoma cesto zagreva sa ciljern povecanja njegovih plasiicnih svojstaya, pa tako predmet obrade za vrurne njegovog preoblikuvanja moze btu u:

2

hladnorn stanju (obradak ima temperaturu To) i vrucem stanju (obradak je na temperaturi Tv),

gde su: T 0- temperature prostorije (obi6no To'" 288 K) u kojoj se oblikuje ma-terijal i . temperatura na kojoj se zagl'eva materijal neposrcdno pre de­formisanja, pri cernU je Tv» To. i zavisl od vrste materijllia (npr. za celike Tv '" 1073 + 1473 K).

DrUg! usIov, unosenJe energlJe - na odredJelll nacin i pod odredjenim 11slovlma - obezbedJuJu sredstva rada (SR). kOJa u toku preoblikovanja materi­JaIa posredno iIi neposredno dcjstvuju na njega

Shematski prikaz unosenja energije 11 materijal odredjenih svojstava _ odnosno shematskf prikaz procesa obrade deformisanjem - u toku oblikovanja materijala od pripremka do izradka, priknzan na slici lOL predstavlja osnovnu shemu ucesnika u procesima obrade materijala def ormisanjem .

• Kako se mehanicka energija, koja se koristi za deforrnisanje obradka. javl,ia u civa oblika, i kako se u opstem i'Zt'ilzava sa:

gde su: rnehanicka enel'gija: potencijalna, odnosno staticka energija j

- -kinetlcka, oallosno dinami6ka energija,

Slika LOt

PROCES ",-,~ OBRADE

DEFORMISANJEM --@I] L-~S~R~+~M~o __ J--~

~ ~

M

EN

Shematski prikaz procesa obrade materijala de­fOl'rnisanjem. gde Sli: SR - sredstva rada; Mo -obradak; Mp - pl'ipremak; AIi. - i1.I'adak; Mv -viSak matenj:;!ia, odnosno oLpadak; Wd - ukupno dovedena eriergija u ,iednom radnom ciklusu; Wn - novodovedena energija: W" - VfaC8ni deo ener­gije iz predhodnog radno&" ciklusa; Wi - izgublje­ni deo energije i Wk - deo energije utrosen na preoblikovanje predmeta obrade,

(102)

to zavisnu od toga materijala, i metode

koji se vid rnehanicke energije koristi 2a p1'8obHkovanje obrade deformisanjem S8 clele u tri g1'upe, ito:

3

- B1ati~ke metode, tj. metode abrade usled dejst.J.k potencijaine ener­gije, sto znaci da je W s » W d, odnoshO da se moze smatrati da je Wd ~ 0,

dinami~ke metode, tj. metode obrade usled dejstva kineticke ener­gije. sto znaci da je Ws« Wd, odnosno da se moze smatrati da je Ws'" 0 i

statiliko-dinamilike metoda, tj. metode obrade materijala usled dejstva i potencijalne i kineti6ke energije, sto Zhaci da su i poten­cijalna i kineticka energija velicine istog iIi priblizno istog reda.

Zavisno od ovoga, i zavisno od predhodno iznetog, sve metode obrade materijala deformisanjem se - sa aspekta koriscenja mehanicke i toplotne energije u procesima oblikovanja materijala deformisanjem _ svrstavaju u;

- stati6ke metode u hladnom stanju (SH); - staticke metode U YT'ucem stanju (SV); - dinamicke metode u hIadnom stanju (DB); - dinamicke metode u vrucem stanju (DV); - staticko-dinamicke metode u hladnom stanju (SDH) i

staticko-dinamicke metode u vrucem stanju (SDV), sto je prikazano na slid 1.02.

Stika 1.02. Klasifikacija metoda obrade tnaterijala defor­misanjem po mehanickoj i toplotnoj energiji.

Medjutim, bez obzira na vrstu mehanicke energije koja se koristi za preoblikovanje materijala, i bez obzira na toplotno stanje materijala, da bi se ostvarilo t.zv. spoljaSnje opterecenje na obradak, i time unela neophodna kolic­ina energije u njega, materijal koji S8 obradjuje '- obradak _ i radno tela _ nosilac energije i kretanja - moraju se dovesti u neposredan kontakt j medju­dejstvo.

Prema tome, sagledavajuCi ucesnike u procesima abrade materijala deformisanjern, dolazi se do toga da u njima ucestvuju;

4

materijaJ od koga se izradjuju zeljeni elementi i sredstva rada,

1.02. SREDSI'V A RADA

Na osnovu izlozenog u predhodnom poglavlju se vidi da sredst:~ rada situe za uhooenje neophodne kolicine energije u materijal. a pod cIJlm se dejstvom predmet abrade trajno deformise,

Analizom uloge sastavnih elemenata sredstava rada (S~), d,olazi se do toga, da se ona sastoje od tri osnovna dela, kako je shematski prlkazana na shci 1 03 i to od,

Slika 1.03. Shematski prikaz sredstava rada, ~.de. su; M - rnaSj.n)a, (~r. resa); A - alat (npr. alat za problJru:;tJ~ 1 proseca.nJe 1 -

~om06ni deo sredstva rada (npr. uredJaJ za kretanJe trake li­ma kroz radni prostor).

ma§ine (M), odnosno aktivnog deia sredstva rad~, cija obezbedi potrebnu energiju i kretanje po utvrdJenom posrednom radnom telu - alatu;

je uloga da zakonu ne-

alata (A), odnosno pasivnog deia sredstav~ rada, koji direktno dejstvuje na predmet abrade dolazeci sa njtm u neposredan kon­takt i

- pomocnog dela (P), cija je uloga da poboljsa uslove r:r.~c,esa ?~ralde i omogU(~i kontinuitet njegovog odvijanja (to su: uredJ~Jl z~ cnku sa­dju materijala kroz radni prostor, sredstv3 za podmazlvanJe, sred_ t­va za zagrevanje i hladjenje, itd.).

5

1.03. MA5INA ZA OBRADU MATERIJALA DEFORMISANJEM

Masina za obradu materijala deformisanjem (MOD) predstavlja aktiv­ni deo sredstva racla koji ima sledece funkcije, ito:

- da transformise izvornu Cdovedenu} onergiju (elektricnu, hemijsku i dr.) u mehanicku, i 1stu preko alata preda predmetu obrade i

da obezbedi radnim delovima alata - koji neposredno dejstvuju na predmet obrade - relativno medjusobno kretanje po utvrdjenim zakonima.

Slika 1.04. Shematski prikaz mas-ine za obradu materijala deformisanjem, gde su: NS - noseca struktura; PS - pogonski sistem: ID - izvrsni deo; US -uprayljacki sistem; PO - sistem za podmazi­vanje i PI, PlI, PIlI i PIV - pomo6ni delovi 9d prve do 6etvrte vrste. .

Strukturnom analizom ruaSina za ohradu materijala deformisanjem dolazi se do konstatacije da se one sastoje od velikog hroja zasebnih celina - razlicitih po funkciji i razllcitih po principu dejstva - odnosno zasehnih delova, a koji se mogu svrstati u dye grupe, ito:

- osnovne delove rnasine i - pomocne delove maSine,

kako je to shematski prikazano na slici 1.04.

Kada ma§inu cine sarno osnovni delovi, izvUceno punijom linijom na slici 1.04., naziva se prosta masina za obradu mateTijala deformisanjem, a kada pored osnovnih postoje i pomo6ni delovi ma§ina izvuceno tanjom linijom Da sHei 1.04., tada se zove slozena ffiMina

Grupu osnovnih elemenata cine ani delovi svake masine, bez kojih masina nije u stanju da obavlja svoju osnovnu funkciju, i u nju spadaju:

6

- noseca atruktura (NS), ciji je zadaiak da poveze sve ostale elemente masine u jedinstvenu celinu, odrzava njihov medjusobni odnos i konfiguraciju U pTostoru pri svim radnim uslovima i da primi i uravnoiezi SYa radna opterecenja;

_ pogonskJ sistem (PS)' koji ima zadatak da po utvrdjenom zakonu obezbedi potrebnu koliCinu energije i kretanje izvrsnom delu maSi­ne;

_ izvrsm deo (ID), koji sluZi 7.8 pricvrsdvanje i nosenje alata',

sistem za komandovanje i upravljanje (US), koji sluzi za pustanje muSine urad, njeno zaustavljanje i upravljanje Tezimom rada i

sistem za poclmazivanje (PO), ciji je zadatak da obezbedi podmazi­vanje na svim mesUma gde se javlja klizanje i kotrljanje pokre­tnih elemenata maSine.

Grupu pomocnih elemenata, pak. Cine oni delovi kOji su neobavezni. odnosno bez kojih je maSina sposohna da obavlja samo osnovnu funkciju, a cija je uloga da poboljsaju njene konstrukcijsko-tehnicke i tehnoloske karak­teristike.

BroJ oVlh elemenata Je veoma vehkl 1 svabm danom se - sa' opstim razvuJem, kako U ovoJ oblastl, tako 1 uopste tehmke - taJ broJ povecava, pa nJIhovo nabraJanJe ne hi lmalo smlsla MedJutim, moguce Ih Je prema njihovoj funkciji svrstati u sledece ceUri grupe, ito:

prvu grupu (Pr), koju cine elementi koji utieu na performanse masine (npr. promena braja radnih ciklusa u jedinici vremena, promena hoda izvrsnog dela maSine, promena raspolozive energije maSine, itd.);

drugu grupu (Pn), kojU Cine delovi koji mehanizuju i automatizuju rad ma§ine;

_ trecu grupu (P III), koju cine elementi zastite, i to sa jedne strane elementi koji imaju zadatak zastite opsluzioca maSine od povrede, a sa clruge elementi zastite masine od preopterecenja i ostecenja i

cetvrtu grupu (PlY, koju cine delovi masine kombinovanih funk­dja predhodne' tri grupe, odnosno delovi kOj! obavljaju istovremeno dye ili tri navedene funkcije.

Kako, sa jedne strane broj pomocnih deloya mMine po vrstama nije ogranicen i varira u sirokim granicama, a sa druge, isto tak~: je ve~iki hro~ konstruktivnih. i koncepcijskih resenja osnovnih elemenata masme, to Je i broJ mogu<:ih resenja slozenih. maSina prakticno neogranicen, sto je rezultiralo u tome, da danas postoji vrIo siroka lepeza vrsta i tipova masina za obradu ma­te1'1jala deformisanjem.

Konacno, masina se - u ops-tem slucaju - moze definisati matematic­kim izrazom:

7

Pli

gde BU; M - ffiMina; o - osnovni deo ma.sina 1 P - pomocni deo maSine,

hr bm

+ k~1 Pnlk + brl PIVl (1.03)

pri cemu je davoljna da egzistira sarno jedan pomocni element pa da se mMi­na smatra slozenom.

Iz opsteg metematickog izraza slozene masine se dahlja i izraz za osnovnu - prostu - masinu:

(1.04)

8

2. PRINCIPI RADA I PODELA MASINA

Covekova delatnost je od uvek hila usmerena ka uskladjivanju njego­vih zelja i potreba sa mogucnostima, pa se i pitanje resavanja problema ispunj­avanja proizyodnih zadataka u savremenaj industrijskoj proizvodnji sarno po sebi imperath'no namece, gde se sa jedne strane nameCli proizvodni zadaci. a sa druge se nalaze prolzvodne mogucnosti industrijskih pogana i proizvodne apreme u njima.

Kako stepen uskladjenosti izmedju proizvodnih potreba i zadataka sa jedne strane, i proizyodnih mogucnosti savremene industrije sa druge, zavisi od stepena uskladjenosti zadataka i mogucnosti na svakom radnom mestu, odnos­no na svakoj operaciji abrade elemenata proizvoda u procesu njegove izrade, to je sagledavanje ove problematike na svakoj rnaSini za obradu materijala od izuzetne vaznosti.

Prema tome, jasno je, da ce i maSine za obradu materijala defarmi­sanjem uspesno ostvariti adredjeni, unapred definisani proizvodni zadatak aka se ohezhedi sto veci stepen usaglasenosti izmedju elemenata obrade i masine u procesu obrade materijala, odnosno ostvari visok stepen usaglaSenosti izmedju proizvodnih potreba i proizvodnih mogucnosti.

Zato se. pre nega ::ito se pristupi postavljanju koncepcijskog resenja odredjene masine, moraju sio precizruje sagledati i definisati:

- proizvodni zadatak{u vezi sa namenOID mMine); - proizvodne mogucnosti proizvodjaca masine i

asortiman gotove opreme i materijala kOji se mogu koristiti pri izra­di lUaSine,

jer prvenstveno od ovih uslova zav:tsi, posmatrano cepcijsko resenje mMine za obradu materijala.

u ceHni i u detaljima, kon-

9

Sasvim je razumljivo da ce karakteristike buduce masine 'lavisHi od gore navedenih uslova, koji se ad slucaja do slucaja razllkuju. Medjutim, po­stoje 6etiri asnovna, opstevazeca uslova koje svaka masina za obradu materijala mora da ispunjava, a to su:

- tacnost; - proizvodnost;

ekonomicnost i - da ne ugrozava, posredno ili neposredno, coveka.

Pri tome je jasno, da ce pHanje prloriteta cetiri OSllovna uslova, pri resavanju opste koncepcije masine, diktirati prvenstveno proizvodni zadatak.

Obzirom na tendencije industrijkog razvoja savremenog sveta, pa s tim u vezi i tendencije razvoja ma.sina za odradu materijala, pored navedena 6etiri osnovna uslova. mogu se postaviti i drugi uslovi. MedJutim, ako se sire sagledaju, svi se oni nu neki nacin uklapaju u navedene osnoyne uslove.

Iz, u najkracim crtama iznetog, proizlaze jasru razlozi kojt su doveli do postojanja i razvoja veoma sir'oke Iepeze kon(!epcijskih i konstruktfvnih resenja maSina za obradu_ materijala_ deformisanjem, sto je, sasvim razumljivo, dovelo i do njihove podele i klasifikacije po razlicitim osnovama, pa se danas u strucnoj literaturi mogu naci mnoge klasifikacije ovih ma.sina u zavisnosti od prilaza ovom problemu autora koji su se oVom problematikom bavtI!.

Pri ovome, koncepcijskom resenju ma.sine se priJazi sa- .c;lva aspekta, i to:

- projektovanja nove savremene maSine i - eksploatacije postojece,

a fundamentalne koncepcijske varijante se mogu sagledati analizom mogu6ih \'rsta ovih maSina svrstanih prema razlicitim osnovama, i to po:

10

zakonu promene opterecenja na izvrsnom delu rna§ine u toku jed­nog radnog ciklusa;

- po vrsti mehanicke energije koja se koristi za deformisanje pred­meta obrade,

- po nameni, odnosno po vrsti tehnoloskog postupka koji maSina mo­ie da obavi;

- po perf ormansama;

- po vrsti pogonskog mehanizma, tj. po principu prenosa energije i kretanja kroz pogonski sistem;

po broju praYaca dejstva na predmet radi;

- po zakonu promene brz~ne deformisanja;

_ po mogucnosti pristupa radnom prostoru maSine;

_ po konstruktivnom iIi koncepcijskom resenju elemena.ta masine~ k~o napr.: resenju nosece strukture, poloiajU pogonskog sIstema, resenJU hidraulickog sistema u hidraulickih maSina, principu koriscenja energije zamajca u mehanickih masina, broju tacaka vesa?ja izvrs­nag dela musine, obliku glavnog vraBla u krivajnih presa, ltd.

2.01 PODELA PO ZAKONU PROMENE OPTERECENJA

Zavisno od zakona promene opterecenja na izyrsnom delu masine za obradu deformisanjem (MOD) u toku jednog radnog ciklusa, sto je gra~i6~ prikazano na slici 2.01. na primeru sahijanja cilindrienog elementa na k~lyat: noj presi i primeru valjanja profila, ove ma1;ine se dele na dye vrste masma, 1

to:

_ masine periodicnog dejstva (MPD) i _ ma.sine kontinuiranog dejstva (MKD).

Kako se vreme jednog radnog ciklusa (t c ) moze, u opstem slueaju, izrazi ti sa:

to

gde su: tob -

tob + tph

vreme obrade, odnosno vreme u kome se deformiSe obrade pod dejstvom sredstava rada na njega i

(2.01)

predmet

tph - vreme, tzv. praznog hoda izvrsnog dela masine, tj. neme u ka­me se ne obradjuje materijal,

to uvodjenjem parametra:

f t :::

se dobija da su:

tob

tc

_ maSlne periodMnog dejstva one masine, u kojih je:

ft < 1

odnosno:

to > tob

_ i maSine konUnuJranog dejstva, u kojih je:

(202)

(2.03)

(2.04)

11

MOD M P D M K D

F F-cons! ;:!:kF F.F(t) WIIIIIIIIIII +~ r~ ~, 'r:~~

tc=tob t _ .. _--. ..c: 1- I oblpoPrto~pL - (+ .. F= F(t)

t lliilllllill ~, , ,,-'ph.

2, ~_.,_ .~~ Ie = lob t ... --""-

2.01. Podela masina za obradu deformisanjem (MOD) po zak °atere~eMl~Dna njeU?ffi izvr~no.m delu u toku jednog rail~~gP~ikl~~: g ej s!1. d' - masme perlodH'3nog dejstva i MKD - rnasine konti~ nu ranog eJstva

f t ' 1 (205)

odnosno:

(206)

Struktuiranjem vrernena praznog hoda dolazi S8 do izraza.:

tph '" tpr + tpo (2.07)

gde su: t pr - neme pr.ibliz.ava~ja, koje predstavlJa vreme od polaska izvrsnog dela .masme l~ nJegovog pocetnog poloiaja do trenutka u kome ?OlaZI do dod Ira predmeta obrade i dela alata koji se nalazi na lzvrsnom delu masine i

tpo - neme pOVl'atka izvl'snog dela masine u pocetni poloiaj,

pa se izraz (2.00 moze napisati u obliku:

ic '" tob + t pr + tpo

odnosno izraz (2.02) U obliku:

f t tob + tpr + tpo

12

(208)

(209)

2.02. PODELA PO VRSTI ENERGUE

Prema nacinu dejstva radnog tela nn predrnet abrade, odnosno prema vrsti mehanicke energije - potencijalne iIi kineticke - kOja se koristi za de­formisanje materijala koji se obradjuje. dele se i masine' za obradu deformi­sanjem - kao aktivni deo sredstava rada - na:

- m8Aine statiOkog deJstva ili prese; .. ma.Mne dinaml~kog dejstva iIi ~ekice i .. ma.Mne statl~ko-dinaml~kog dejstva .

Bitna razlika izmedju prva dva tipa masina ZR obradu deformisanjem (presa i cekica) je u tome, sto se u maSina statickog ,dejstva kretanje alata, odnosno kretanje izvrsnog deia mMine obavlja relativno malom brzinom u svim fazama abrade predmeta rada, dok je u ma.sina dinamiCkog dejstva brzi.na kretanja izvrsnog dela maSine, u rnornentu njegovog dodira sa predrnetam abrade, relativno velika,

Ustvari, razlika izmedju navedenih vrsta rna.sina za ohradu deformi­sanjem moie se sagledati aka se posmatra sabijanje cilindricnog elementa pocetne visine (ho) na visini (hi), prikazanog na slici 2,02" i ako se posmatra­ju zakoni promene staticke i dinarnicke sile u zavisnosti od pl'edjenog puta izvrsnog deia ma.Sine za vreme sabijanja, sto je data na slid 2.02 za sva trt u­pn masina.

Respektujuci cinjenicu da je mehanicka energija obradnog sistema, odnosno parcijalno posmatrano masine, zbir pot.encijalne i kineticke energije, i da se ona koristi za deformisanje obradka. moze se napisati:

h",hob h=hob

f Fs(h) dh + f Fd(h) dh (Fsm + Fdm ). hob (2.10)

h"o h",o

gde su: Fs{h) - zakon promene staticke deformacione sile u funkciji puta;

Fd(h) - zakon promene dinamicke deformacione sile u zavisnosti od predjenog puta:

F sm - sl'ednja- vrednost staticke sile svedene na putanju abrade (hob);

F dm - srednja vrednosi dinami6ke sile svedena na istu putanju izvr­snag dela ma§ine i

hob - putanja abrade, tj. putanja koju predje izvrsru den mas-ine dok se predmet obrade deformise.

Uvodjenjem parametra:

13

.--t------

-.--f----:;.,

14

I

I

Ws fw"'--

W

dolazi se do toga, da su:

Ws (2.11)

maMne s!atlc5kog dejstva one ma~'iine, u kojih je vrednost parametra:

fw - 1 (2.12)

posta je Ws f> Wd, odnosno prakticno Wd '" 0;

maMne dinamiCkog dejstv8 one ma~ine. U kojih je:

fw '" 0 (2.13)

posta je Ws« W d. tj. prakticno W s " 0

- maSine staticko-dinamickog dejstva. u kojih je:

o < fw < 1 (2.14)

posta su staticka (W s) dinallli6ka energija (W d) velicine istog ili priblizno istog reda

2.03. PODELA PO VRSfI TEHNOLOSKOG PROCESA

Posmatrano sa stanovista namene, odnosno sa stanovista koje se vrsts tehnoloskih postupaka mogu obaviti u masini za obradu materijala def ormi­sanjem, postoje dye vrste ovih masina, ito:

1. Uruverzalne mMine, odnosno masine u kojih se mogu obavljati razlicite tehnoloske ope1'8cije, a sto zavisi - skora iskljucivo _ od vrste postavljenog alata u njihovom radnom prostoru. Tako npr. u istoj krivajnoj -univerzalnoj presi se moze predmet rada oblikovati procesima : sahijanjem. savijanjem. prosecanjem i dr .. sto za-visi od TIste postavljenog alata, a ne tipa masine.

2. Specijalne maSine. odnosno maSine koje se koriste iskljucivo za odredjenu tehnolosku operaciju. U ovu grupu spadaju napr.: malii­ne za hutno savijanje limova, masine za zaklvanje, itd.

Pri ovome je neophoclno imati na umu cia je vecina maSina za obradu materijala deformisanjem periodicnog dejst .... a - u sadaSnjem vremenskom tre­nutku - univ8rzalnog Hpa, odnosno da je izrazeno mali broj specijalizovanih. dok je u maS-ina kontinuiranog dejstva oornut sluGaj. odnosno tu su. uglavnom. zastupljene specijalne masine.

15

2.04. PODELA PO PERFORMANSAMA

Sa tehnoloskog stanovista, odnosno sa stanoyista razresavanja proble­ma usaglaSenosti potreba procesa i mogucnosti abrade sistema. ova podela masina za obradu deformisanjem je jedna od najznacajnijih,

Analizom meritornih performansi masina za obradu deformisanjem dalazi se do tri njihove osnovne karakteristike, ito:

- deklarisane norninalne sile (F nl. tj. maksimalne sile koju moie mas­ina da ostvari na predmet abrade;

raspolo:uve energije masine (Wr ) tj. maksimalne energije koju moze da ostvari masina u jednom radnom ciklusu i

- deklarisanog -:'hoda izvrsnog ciela masine (H).

U idealnolU slucaju, a to znaN pod predpostavkom da se energija lUaSine isklNcivo koristi za deformisanje predmeta obrade (zanemaruju se gubici energije zbog postojanja sile trenja, elasticnih deformacija elemenata ohradnog sistema, itd.), moie se postaviti sledeca relacija izmedju utrosene energije masine u jednom l'adnom ciklusu potrebne cnergije za izvrsenje pro­cesa obrade predmeta racia, deformacione sile i puta ·izvrsnog dela masine:

hob

r F(h) dh

" kOja uvodjenjem sredl1je deformacione sile:

Fsr

i parametra:

fF

clobija ciplik

16

hob

f F(h) dh o

hob

F"r

Fn

hob --~

H

(2.15 )

(2.16)

(2.17)

(2.18)

gde su; WM Wp

F(h)

H

utrosena energija masine u jed nom radnom ciklusu; potrebna energija za iZYrsenje procesa abrade predmeta iIi korisno utrosena energija: zakon promene deformacione sile 1 .

- hod izvrsnog dela ffiaiiine.

I ALAT FiN)

do : t + , ,J RADNI STO

PERFORMAN5b. DtMENZUA TIP l~i~li~ill·

F N ",~~~st 4consl icons! r·~~·- --_ .. -

;."",,' w Nm -+ coos! 'Icons! r·-~ ·ccc-

H m "" cons! <Fconsi ,;".const

Slika 2.03. Linearizovan zakon pronlene deformacione sile od puta pri sabijanju.

Pri ekstremnom - optimalnom - slueaju koriscenja mesine je:

fp· fH' Fn . H

(2.19)

rada

(2.20)

pa je time uspostavljena perf ormansi.

korelaciona veza izmedju njeuih navedenih osnovuih

Radi pojedl1ostavljenja rasmatranja, a da se pri tome sustinski niSia ne mel1ja, moze se linearizovati zakol1 promene deformaeione sile od puta izvrsnog dela masine pri sabijanju cilindricnog elementa, sto je prikazano na slici 2.03., cirne se d.obija relacija:

(221)

Analizom pomenutih merHornth perfol'mansi (Fn , Wr i H) i njihovo­yom odgovarajucom pl'imenom u izrazima (2.19), (220) i (2.21) se dolazi do po-dele ovih masiua na tri tipa. •

17

18

11

8

;:I--~-.~ :::>1 ~Z=H

2.04.01. Masine sa garantovanom silum

OYU grupu masina cine one rnasine u. kojih je u procesu oblikovanja predmeta rada zagarantovana deklarisana nominalna sila (Fn), dok izvI'seni rad (W p), odnosno kolicina energije uzeta od masin8 u jednom radnom ciklu­su (WM) i stvarni hod izvrsnog dela masine (Hi) mogu da variraju. odnosno to Stl masine u kojih BU:

F Fn (2.22)

o < Wp (223)

o hpri + hobi H (224)

sto se jasno vidi iz stike 2.04. pod I, gde su prikazani idealizovani zakoni pro­mene deformacione sile u zavisnosti od hacla iz-vrsnog dela masine:

Fi '" ai' h (i"1.2,. "i..."n) (225)

gde je: at - konstanta, cija vrednost zavisi ad svojstava materijala.

Oni su dobijeni pri sabijanju dimenzionalno identicnih cilindricnih elemenata (pd o xho), izradjenih od materijala razlicitih plasticnih svojstava, sto se pri sabijanju isiom silom (F '" Fn) manifesiuje razlicitim stepenom sabi­janja elemenata zbog razlicitih otpora def ormisanju materijala od kojih su iz­radjeni cilindricni elementi.

Tipicni predstavnik OVe grupe masina je hidraullcka presa, jer se njen pritiskivac zaustavlja u hila kOffi po}ozaju kada otpor deformisanju pred­meta obrade postane jednak nominalnoj sili prese,

2,04,02, Masine sa garantovanom energijom

Ovu grupu masina sacinjavaju ffiaSine u kojih je zagarantovana kolic­ina deformacionog rada, dok ostaJe velicine, deformaciona sila i hod izvrsnog dela masine, variraju i zavise od zakona promene otpora koji pruza materijal za vreme njegovog preoblikovanja,

Prema tome, li ovu grupu spadaju ffia1;ine u kojih su:

Wp Wr (2.26)

0 < F , Fn (2.27)

0 < HI hpr • hob! H (2.28)

sto se jasno vidi iz slike 2.04. pod II, na kojoj su prikazani idealizovani zakoni prornene def ormacione sile u funkciji puta izvrsnog dela ffia§ine pri sahijanju

19

cilindriCnih elemenata izradjenih od razlicitih materijala u maSini sa garanto­vanom energijom.

Tipicni predstavnik ove grupe masina za obradu deformisanjem je slobodnopadajuci eekie, jer u trenutku dodira padajueih delava cekica i pred­meta obrade raspolo:!iva energija iznosi:

Wr = 0,5' mc·v{:.2 '" O,9'mc 'g'hpr (2.29 )

gde su: me - masa padajucih delova cekiea i

v{:. - brzina kretanja padajueih delova cekiea u trenutku njihovog dodira sa predmetom obrade.

U ideal nom slucaju, koji se razmatra. celokupna raspoloiiva energija cekica se utrosi na deformisanje predmeta obrade, pa tada va:!!:

Wr ::: Wp '" 0,5 . Fi . hoi (i " 1. 2, ... , i, ... , n) (2.30)

2.04.03 Masine sa garantovanim hod om

Ovu grupu maSlna sacinjavaju ffi8Sine u kojih je zagarantovan hod njihovog izvrsnog dela, dok BU deformaciona sila i deformacioni rad, varijabil­ne i zavise ad svojstava materijala predmeta rada

Prema t.ome, ovu grupu sacinjavaju ruMine za obradu materijala de­formisanjem, u kojih su:

H

o

o (

canst. (2.31)

(2.32)

(233)

sto se jasno vidl iz slike 2.04. pod III. na kojoj su pl'ikazani idealizovani zako­ni promene deformacione sile u funkciji puta izvrsnog deia masine pri sab1-janju cilindricnih elemenata, izradjenih od razlicitih materijala, u masini sa garantovanim hod om.

Tipicni preds1avnik ove grupe masina za oLradll materijala deformi­sanjem je rnehanicka krivajna presa, jer kod nje izvrsni deo masine preclstav­Ija krajnju tacku pogonskog mehanizma krivaje, koja ilTla oscila1orno pravo­linijsko kretanje izrnedju dveju definisanih kl'ajnjih taeaks, 1zy. mrtyih tacaka - unutrasnje mrtve tacke (UMT) i spoljasnje mr1ve tacke (SMT) _ 1e time njihovo ras10janje predstavlja put.anju izvrsnog dela rnasine koja mora biii predjena pri radu krivajnog mehanizma bez obzira na spoljasnje opterecenje Da izvrsDom delu masine, odnosno bez oLzira na otpare.

20

Ova podela po performansama. koja je. izv.rsena u ~aSina periodicnog dejstva, ne maze se sprovesti na masinama kontmmranog deJstva.

2.05. PODELA PO VRSTI POGONSKOG SISfEMA

Do odele maSina za obradu materijala deformisanjem, i perio?icnog i kontinUirano~ dejstva, po principu dejstva pog?l1Bkog ,sistema se dolaz, stfuk~ tuiranjem pogonskog mehanizma i rasmatranJem nacma prenosa energ Je kretanja kroz njega.

Polazeci od toga da pogonski mehanizam Cine nje.govi. osnovni delo.n: ito' ener etski, vezni i kinematieki deo, kako je shematskl prlkazano na ShCl

. z::'a 'uci da se energija i kretanje prenose u smeru od. e~ergets~og d~la ~25ki~emaii6kom, to se zavisno od principa prenos~ kr~tallia I' en~rglje kioz pogonski sistem, masine za obradu materijala deformlsanJem e e na:

I'-POGONSKI-r.1EHA~

~. ED I I.Vfl I :::I~ Slika 2.05. Shematski prikaz osnovnih elemenat~ po.gonskcig

mehanizma masina za obradu d~~ormlsanJe~, g e su: ED - energetski, VD - vezm 1 KD - kmema­tield deo.

· mehan!~kB (ME): · hidrauli~ke (HI); · pneumatsk. (PN) i · komblnovane (KO).

2.05.01. Mehanicke mMine

U mehanickih se rnasina kretanje i energij~ obezbedjuju njihovom izvI'snom de]u zahvaljujuci pogonskom mehanizmu kOJl je neki kruti mehani-

_4 -f"':]'~ ...• /·'J'H 5J"",I:;JJ . I ~ _..lZC:'U,j"m'> I I I ,/'---

6 1 r 1 I' 1...-'.. --+ .. - I. 1 • -I 1 1 1 ,;;;., 1 I I I I L_._ . ..L..l ___ .J

Slika 2.06. Shematski prikaz pogonskog mehanizma t:nehani­eke krivalne prese, gde su: 1 - ~ogonskl mO.to!, 2 - prenosnik k.retanja, 3 - zarnaJac, ,! - SPOJTI.l-; ea i koeniea, G - glavno vratilo {kolenasto III ekscentarsko} i 6 - klipnjaea.

21

zam - kinematicki lanac, stirn. sto se prema vrsti mehanizma, ave mastne dele na razlicite tipove iste ili razlicite namene.

Radi ilustracije. na slid 2.06., dat je shematski prikaz pogonskog meharuzma rnehanicke krivajne prese, gde su: ED - energetski deo, kOji se

. sastoji od pogonskog motora (poz.1), prenosnika kretanja i snage (poz.2) i za­majca (poz.3}, VD - vezni deo, knji cine spojnica i ko6nica (poz.4) i KD - kine­maticki deo. kojt cine prost mehanizam krivaje - glavno vratilo (kolenasto iIi ekscentarsko) (poz.5) i khpnjaca (poz.6).

2.05.02. Hidraulicke ma.sine

U hidraulickih masina se prenos kretanja i energije obezbedjuje posI'edstvom radnog tela, loje je u ovom slueaju nestisIjiv fluid (ulje, voda, raz­ne emulzije, i dr.). Delovi pogonskog mehanizma su hidraulicki elementi (pum­pe, hidraulicki cihndri, cevovodt razvodnici, ventil!, i td.), a rad ovih masina zasniva S8 na principu Paskalovog zakona

Stika 2.07. Shematski prikaz hidraulicke prese, gde su: 1 _ pogonski motor, 2 - prenosnik od Inotora do pumpe, 3 - hidraulicka pumpa, 4 - hidraulicka instalacija, 5 - radni hidraulicki cilindar i 6 _ klip sa klipnjacom hidraulickog cill.ndra

Na slici 2.07., radi ilnstracije dat je shematski prikaz poganskog me­hanizma, hidraulicke prese, koji se sastoji od: ED - energetskog deIa, kOji Cine pogons~l ~otor. ~pozJ), prenosnik kretanja i energije ad motora do pumpe (poz.2) 1 hldraUlhcka pumpa (poz,3]; od VD - veznog dela koji cine cevovod, razni ventili, zatvaraci, razvodnici i drugi elementi hidraulicke instalacije (poz,4) i ad KD - bnematickog deIa, kOji je U ovom sIu6aju hidraulicki cHin­dar (pozS) sa klipom (poz.6).

2.05,03. Pneumatske masine

. U pn:~~atskih. maSina se prenos energije i kretanja obezbedjuje POSI eclstvom StIS'JIVOg fJUlda, odnosno vazduha pod pritiskom i pneumatskih elemenata i uredjaja.

22

Na slict 2.08., radi uvida dat je shematski prikaz pogonskog meha­nizma vazdusnog .cekiea koji Cine: ED - energetski deo, koji se sastoji od po­gonskog motora (pod), prenosnika kretanja i energije od motora do kompreso­I'a (poz.2) i kompI'esoI'a (poz.3}, VD - vezni deo, koji je pneumatska instalacija (paul) i KD - kinematicki deo, koji cine pneumatski radni cilindar (poz.5) i klip za kUpnjacom (poz.6).

Slika 2.08.

fK!I -! riD __ - E6l 3

I····· ." . ,~.-~I' ·.1 \" I 2 ~ .-6 I r 1

Shematski prikaz pogonskog mehanizma eeki6a, gde su: 1 - pogonsKi motor, '2 - prenosnik snage i kretanja motor-kmnpresor, 3 - kompresor, 4 -pneumatska instalaeija, 5 - pneumatsKi cilindar i 6 - klip sa klipnjacom radnog cilindra

2.05.04. Kombinovane masine

Najzad, u kombinovanih maSina za prenos energioje i kretanja se ko­riste kombinovani pogonski mehanizmi, tj. pogonski sistemi cija koncepcijska resenja baziraju na dva iIi vise izneuh principa, kao sto su: mehanicko-hi­draulicki, hidraulicko-pneumatski. elektro-mehani6ki, ltd.

Slika 2.09. ShematsId prikaz pogonskog sistema elektro-za­vojne prese, gde su: 1 - stator pogonskog elek­tromotora, 2 - rotor pogonskog moiara i istovre­meno zamajac, 3 - zavojno vreteno i 4 - navrtka

Ilustracije radi, na slici 2.09. dat je shematski prikaz pogonskog me­haruzma elektro-zavojne prese, gde su: ED - energetski deo. koji se sastoji od statora elektromotora (pod) i rotora koji je istovremeno i zarnajac (poz.2) i KD - kinematickog dela. koji cine zavojno Yfeteno (poz.3) i navrtka u izvrsnom delu masine (poz.4). KlasiCni vezni deo, cija je uloga da po zelji opsluzioce rastavlja kinematicki deo od enel'getskog dela ne postoji u ovog tipa rnaSina jer izmedju energetskog i kinematickog dela ne postoji rastavljiva veza

2,

2.06. PODELA PO PRAveu DEJSfVA

Aka se posmatra neko ro,aterijalno te10, primera radi cilindricni ele­ment 0 do x ho mase (m), kako je prikazano na slici 2.10., tada so na njega maze dejstvovati spoljasnjim opterecenjem na dva nacina, ito:

- I nacin, da u pravcu i smeru dejstva rezultujuce sile (F) ne postajl atpor kretanju tela i

II nacin, da postoji atpor kr(ltanju posmatranog tela, i to Dtpor istog pravea, suprotnog smera i odredjenog intenziteta (Fr ).

U prvom slucaju S8 telo clovodi u stanje kretanja, bez promene na­ponskog stanja u njemu, pa je ovaj slucaj od inteI'esa sarno sa stanovista kine­matike i dinamike kretanja materijalnog tela.

Slika 2.10. Klasifikacija dejstva spoljasnjeg opterecenja na materijalizQvano tela.

U drugom slucaju se 11 posmatranom telu stval'aju odgovarajuca na­'ponska stanja koja ga dovode do elasticnog iii plasticnog def ormisanja, i pri tome mogu nastati sledece varijante, ito:

24

- I varijanta. da su:

F > Fr

o < Cl 4· F,_ --·<RE

gde je: RE - granicni napon elasticnosti.

(2.34)

(2.35) .

sto znaci da ca· se posmatrano talo elasticno deformisati i dovesti u stanje kretanja pod dejstvom sile;

Fi '" F - FI' '" m' a (2.36)

gde je: a - ubl'zanje;

- II varijanta, da je:

F • F, (2.37)

i da vati zkonitost definisana izrazom (2.35), a to znaci da <Se se posmatrano tela elasticno deformisati, nalazeci se pri tome u stanju mirovanja;

III varijanta, da vaii zakonitost (2.34J. ali da je:

Cl (238)

gde su: Rv - graniea velikih izduienja - tecenja materijala - i Rm- cvrstoca na istezanje,

Sto 'lll8Ci da 6e se telo plasticno def6rmisati i dovesti u stanje kre­tanja pod dejstvom sile date izrazom (2.36) i

IV varijanta. da vaie zakonitosti definisane izrazima (2,37) i (2.38), a to znaci da posmatrano tela miruje i pri tome se trajno plasticno deformise.

Prve dye varijante dru€pg naeina predstav}jaju problem konstruisanja ffiaSinskih elemenata i sistema, i to: I varijant". pokretnih. a II varijanta nepo­kretnih delova

Treea i cetvrta varijanta predstavljaju problem obrade materijala de­formisanjem. gde su m'aSine aktivni cleo obradnog sistema, pa je veoma znacaj­'10 znati da Ii 5e obl'adak preoblikuje - uslovno posmatrano - u statickom iIi linamickom stanju, tj. da Ii u stanju njegovog mirovanja iii kretanja

lz-vrsena klasifikacija je graficki prikazana na slici 2.10.

Daljom analizom mogucnosti dejstva radnog tela - alata, cije je dejst­'0 u funkciji masine - na predmet rada. sto je ilustrovano nekim primerima 1a slikama 2.11. i 2.12,. dola'll do toga da SYU dejstva. posmatrano sa stanovista )l'avca dejstva, mogu biti:

- istog pl'aVca, sto je prikazano nR slici 2.11. i - razlicitih pravaea, kako je ilustrovano na slid 2.12.

25

Ako se pri tome nepokretni oslonac (radni sto ffiaSine, nakovanj, ! s1.) treUra kao pasivru ucesnik u tehnologijama plasti6nog preoblikovanja materl­jaIa, tada se, respektujuci sve izneto u ovom poglavlju, masine za obradu de­formisanjem mogu podeliti na:

Stika 2.11. Dejstva istog pravca

masine jednostrukog dejstva; - masine dvostrukog dejstva; - masine trostrukog dejstv.a i

Stika 2.12. Dejstva razlicitih pravaca.

- masine visestrukog dejstva iIi n-tostrukog dejstva

2.07. PODELA PO ZAKONU PROMENE BRZlNE DEFORMISANJA

Kako izmedju brzine deformisanja (v) - pri cemu J~ brzina deformi­sanja brzina kretanja izvrsnog dela masine - i brzine deformacije (~) _ koja iskazuje brzinu medjusobnog pomeranja cestiea materije pri njegovom plastic­nom deformisanju - postoji funkcionalana zavisnost, to je - S obzirom na veo­rna znacajan ttticaj zakona promene brzine deformadje na proces preobliko­vanja materijala odredjenom tehnoloskom metod om - ad izuzetnog znacaja zakon promene brzine deformisanja na:

- ispravnost odvijanja procesa preoblikovanja obradka i - na kvalitet dobijenog izradka.

Imajuci pri tome u vidu da postoji Yeoma yebki bro] razlicitih meto­da abrade materijala deformisanjem i yeoma veliki broj Vl'sta materijala od ko­jih 5e izradjuju elementi, i da svakoj metodi i svakoj vrsti materijala odgovara odredjeni, tzv. optimalni zakon promene b1'zine deformacije pri kame se dabija najkvalitetniji izradak. tad a je sasvim razumljivo sto su ostvarene veoma razlic­ite vrste ovih masina S obzirom na zakon promene brzine njihovog izvrsnog dela.

Analizom ovih zakona, a sa aspekta ko definise zakon promene brzi­ne deformisanja, masine za obradu materijala defol'misanjem se mogu podeliti u dve grupe, ito:

- mustne u kojih ovaj zakon definise njihov kinematicki cleo pogon-

26

1

I

I I,

skog sistema, pa su to masioe sa garantovarum zakonom promene brzine: deformisanja i

- masine u kojih zakon promene brzine kretanja njihovog izvrsnog dela definise obradak i vrsta tehnoloskog procesa, pa 5U to ma..sine sa negarantovanim zakonom promene brzine deformisanja.

2.07,01. Masine sa garantovarum zakonom promene brzine

Tipicru predstavruk prve grupe masina je mehanicka krivajna presa, ciji je kinematicki deo pogonskog sistema prikazan na slici 2.13., i u koje je za odredjene vrednosti parametara:

R - duzine krivaje; L - duzine klipnjace i (jJ. - ugaone brzine rotacije kolenastog- vratHa,

zakon promene brzine tatke B (koja ustvari predstavlja pritiskivac prese):

v '" v{h) (2.39)

definisane zavisno od:

- ugaone brzine (Ll) i :.. konstruktivnih i dimenzionalnih karakteristika krivajnog meha­

nizma (R, L i fd

Slika 2.13. Kinemati6ki deo Rogonskog sistema kri­vajne prese sa z8konom promene brzine kfetanja pritiskivaca,

Imajuci u vidu da se U ovih vrsta masina putanja njihovog izvl'snog dela u jed nom radnom ciklusu moze. sto se jasno vidi iz slike 2.14., lzraziti sa:

he '" hpr + hob + hpo '" hob + hph '" 2 . H (2.40)

gde su: he - put koji predje izvrsni deo masine u toku jednog radnog ciklusa:

27

hpr - hod prlblizavanja; hob - hod abrade; hpo - povralni hod i hph- prazan hod,

I"

1-'--t -~~IIJI{T

. ~m~;,,: Slika 2.14. ~Iodovi izvrsnog dela IDnsine periodi6nog dejstva i

Idealizirani z8Koni promene Erzine deformisanja

to se maze sprovesti analIza varlJanu moguclh zakona promene brzine kretanja njlhovlh izvrsnih delova, i to

- U periodu obrade (hob) i - u periodu praznog hoda (hpb).

Analizom zakona promene brzine deformisanja u periodu abrade predmeta rada, tj. na putu obrade (hob) j njihoyom lineaI'izacijom, radi sagle­davanja trenda promene brzine deformisanja, dolazi se do toga da se ove mas­ine mogu svrstati u cetiri pod grupe, ito:

- mMine sa konstantnom brzinorn deformisanja; - masine sa usporavajucim kretanjem njihovog izvrsnog dela; - maSine sa ubrzavajucim kretanjem i - masine sa proInenljivim trendom zakona promene bzine deformisa-

nja, tj. po zakonu koji predstavlja kombinaciju predhodna tri zako­na, sto je ilustrovano na slid 2.14.

Sto se tice zakona promene brzine kretanja izvfsnog dela masine u periodu praznog hoda, on nije od interEOsa za proces obrade predmeta rada, vee sa aspekta:

28

- skracenja ciklusnog vremena. S obzirom da je broj radnih ciklusa (no) u jedinici vremena:

no =-1 to tob + tph

a u teznji povecanja proclukUvnosti masine i

(2.41)

- smanjenja intenziteta ubrzanja, odnosno usporenja, sa ciljem smanj­enja inercijalnih si1a. i to - naroel to - od elemenata masina cije su ma'le znacajne.

Ilustracije radi, na slici 2.15. su dati shematski prikazi kinematickog dela pogonskog sistema nekih mehanickih presa razli6itih zakona promene brzine deformisanja. i to pod: a univerzalnog tipa sa krivolinijskim (po kruz­lloj putanji) kretanjem izvrsnog dela IDa.§ine; b - univerzalnog tipa sa pravoli-. nijskim oscilatornim kretanjem; c - pravolinijskim oscilatornim kretanjem smanjenih brzina i uvecanih sila i d - sa 'pravolinijskim oscilatol'nim kreta­njem uz mogucnost regulisanja velicine hod a i brzine kretanja izvrsnog dela masina

a b c d

Slika 2.15. Sh~rnatski prikazi kinematickog deia pogonskog sistema mehanickih presa sa: a - kruznom pu­tanjom izvrsnog dela; b - pravolinijski oscilator­nim kretanjem; c - pravolinijski oscilatornim kretanjem smanjenim brzinama i d - sa moguc­noseu regulacije had a i brzine.

Izneti primer mehanicke krivajne prese predstavlja rna.sine sa garan­tovanim zakonom promene brzine u kojih se ne maze uticati na karakter te zakonitosti. Medjutim, pored ovih vrsta masina postoje ma.sine sa garantovanim zakonom promene brzine, ali se taj zakon moze menjati i programirati. Tipican predstavnjk ovlh masina je hidraulicka presa, Ciji je kinematicki cleo - radni cilindar prese - shematski prikazan na slid 2.16.

Silka 2.16. Kinematicki cleo pogonskog sistema hidraulicke prBse.

Analizirajuci rad radnog cilindra hidraulicke prese, prikazanog na slici 2.16., i respektujuct zakonitost:

29

v • _0-Ac

4 0 (2.42)

gde Sll: Q - koliCina tecnosti koja se ubaci.u radni cilindar prese u jedinici vremena i

Ac- povrsina eela klipa

. proizilazi jasan zakljucak da se regulacijom promene koliCine tecnosti kOja se ubacuje u radni cilindar maze po zelji dobiti zakoD promene brzine deformi­sanja v :0 v (h).

2.07.01. MaSine sa negarantovanim .zakonom brzine

Tipicni predstavnik druge grupe masina za obradu materijala defor­misanjem je slobodnopadajuCi eekie, shematski prikazan Da slici 2.17., u koga zakoD promene brzine definisu:

- proces. abrade i - predmet rada, odnosna njegova konfiguracija i materijal od koga se

izradjuje.

Slika 2.17. Shematski prikaz slohodnopadajuceg cekiCa sa grafickim prikazom zakona promene brzine njegovog kretanja.

2.08. PODELA PO MOGUl:NOSTI PRILAZA RADNOM PROSTORU

Radni prostor rnasina za obradu deformisanjem periodicnog clejstva lefinisan je povrsinom radnog stoIa (Ars), hodom izvrsnog 4e1a ma§ine (H) minimalnim rastojanjem od radnog stoIa do izvrsnog dele (hmin), kada je izv­

'sui deo u svom krajnjern spoljasnjem polozaju, ~to je prikazano na slid 2.18., pa je:

30

Vrp ,'" Ar-s' ( H + hmin) " a' b . ( H + hmin )

gde su: a - sirina radnog stoIa i b - duzina radnog stoIa

(2.43)

Sa aspekta mogucih kombinacija manipulisanja opsluzioca u radnom prostoru maSina za obradu materijala deformisanjem (postavljanje a1ata, ubaci­vanje priprernka, man~pulisanje obradkom u procesu preoblikovanja, iznosenje izradka, itd.) od fundamentalnog znacaja je mogu6nost prilaza tom prostofu, sto se - uglavnom - svodi na mogucnost prilaza radnom stolu mruiine .

S obzlrom da radni sto masina za obradu deformisanjem moze biti:

- stabilan, odnosno nepokretan i - pokretan.

to se posebno i analiziraju.

Stika 2.18. Shematski prikaz l'adnog prostora masine za obradu deformisanjem periodicnog dejstva

Osnovni ogranicavajuci faktor prilaza radnom prostoru maSina, od­nDsno radnom sto1u u slucaju stabilnih stolova je noseea struktura, pa se za­visno ad njenog koncepcijskog re.senja, (vidi poglavlje 2.09.01.), ave masine mogu podeliti u tri grupe, sto je shematski prikazano na slici 2.19., ito:

- maSine sa dVQstranim prilazom (slika 2.19., pod a); - masine sa trostranim prilazom (slika 2.19., pod b.) i

masine sa cetvorostranim prilazom {stika 2.19., pod c.J.

I I

-0- -0 -O-t f

a b c

Slika 2.19. Shematski prikaz prilaza radnom st01u u masina sa stabilnim radnun slto}om, i to a - dvo8"traru, b - trostrani i c - cetvorostrani prllaz

31

Pokl'etni l'adni stolovi, vredru pomena sa ovog aspekta. mogu bitt:

- rotacioni i izvlaceci. odnosno stolovi koji se translatorno izvlace iz noseee strukture maSine.

U slueaju rotacionog radnog stoIa prilaz l'adnom prostoru se maze srnatrati jednostranim. ali je sa aspekta manipulisanja ustvari svestran, dok je u drugom slueaju prilaz svestran. sto ilustruje i slika 2.20.

a b

Slika 2.20. Shematski prikaz pokretnih l'adnih sto­lova, i to: a - rotacioni i b - izvlaceei.

2.09. PODELA PO KONSTRUKCIJSKOJ KONFIGURACIJI ELEMENATA

2.09.01. Nose6a struktura

U maSina za obradu deformisanjem postoje - po svojoj konfiguraciji _ dva osnovna tipa nosecih sb'uktura, ito:

otvorena nose6a struktura. prikazana na slid 2.21. i zatvorena noseea struktUTa, prikazana na slici 2.22.

SItka 2.21. Otvorena noseea struktura,

./' /'

SIika 2.22. Zatvorena noseea struktura.

Strukturiranjem nosace stfukture 0ba tipa nezaviSl10 od toga da 11 su . jednodelne ilj visedelne, dolazi do sledeeih sastavnih celina:

32

- postolja sa radnim stolom; - stubova i

konzole u otvorenog tipa ili tl'averze u zatvol'enog tipa, a u kojima je - uglavnom - smesten pogonski sistem,

Dalja klasifikacija ovih nosecih struktuta data je tl tablici T-2.01., i to po preseku A-A:

1. Otvorena noseea struktura maze biti:

- jednostubna (pod 1.); - dvostubna (pod 2.); - trostubna (pod 3.) i - cetvorostubna (pod 4,) iIi visestubna, odnosno n-tostubna, gde (n)

maze bitt neparan ili pal'an broj.

2. Zatvorena noseea stl'uktul'a:

- dvostubna "(pod 5.); - cetvol'ostubna (pod 6,); - sestostubna (pod 7.) i - osmostubna (pod 8.) iii n-stubna, gde je (n) obavezno paran broj.

Tablica T -201 Klasifikacija nosece strukture

NOS EAST RU K TURA OTYORENA ZATYORENA

PRESEK A-A

33

Prema nacinu izvodjenja S8 dele:

1. Otvorena nose6a struktura na:

- jednodelne (pod 1.): - jednodelne sa prednapregnutim elementima (pod 2.), ciji je zada-

tak da smanje elasticne deformacije noseee strukture pri radnim opterecenjima i

- visedelne sa prednapregnutim elementima (pod 3.) kao veznim elementima.

2. Zatvorena noseca struktura na:

- jednodelne (pod 4.): - visedelne sa prednapregnutim elementima (pod 5.) kao veznim

elementima i - jednodelne sa prednapregnutim elementima (pod 6.), (,,iji je zada­

tak da povecaju njenu krutost.

Po polozaju, i jedna i druga noseea struktura, moze biti:

- vertikalna (pod 1., odnosno 4.); - nagnuta (pod2., odnosno 5.) i - horizontalna (pod 3., odnosno 6,),

Slika 2.23. Livena jednodelna noseea struktura otvorenog tipa.

Slika 2.24. Zavarena celicna jednodelna noseea struktura otvorenog tipa.

34

Materijali od kOjih se izradjuju su: sivi !iv, celieni liv i celid, pa mo-gu hi ti dobijene:

llvenjem (sivi liv); zavarivanjem (celicO i kombinacijom - livenjem i zuvurivunjem (celieni liv i celici).

!lustradje radi na slici 2.23. data je hyena jednodelna llaseea struk­tura otvorenog tipa i na slici 2.24. zavarena celi6na jednodelna naseea struk­tura istog tipa.

sanjem

2.09.02. Glavno vratHo lUchanickih krivajnih pres(t

Mehanicke krivujne prese su maSine za obradu materijaia deformi­u kojih je kinematicki deo pogonskog mehanizma prost mehanizam

-~··w:~ ~-~~ _ .. __ ~ __ 1 ~ .. ;;:~ - - w . . - .

Slika 2.25. GIavno vratilo krivajnih presa: a - kolenaste i b - ekscentarske.

krivaje Hi ovaj mehanlzam kombinovan sa jos nekim drugim klnematickim ele­mentima.

Prost mehanizam kriyaJ~ Cine sledeci spregnuti elementi, ito:

- glavno vraUlo, prikazano kao krivaja OA na shematskom pri.kazu krivajnog mehanizma na slici 2.'25 .. koje moie bitt kolenasto, slika 2.25., pod ~ ekscentarsko, stika 2.25., pod b i

- klipnjaca, AB na slici 2.25.

Zavisno ad prikazanog oblika glavnog vranIa, mehanicke krivajne prese se dele na:

- kolenaste i - ekscentarske.

Kolenaste prese su, uglavnom, prese sa relativno velikim hodom izv­rsnog dela, koji se naj6esce ne moze menja~j (H '" 2 . R "" const.), dok je u ekscentarskih hod relativno mali i najCes6e se moze regulisati, odnosno menja­ti po potrebi u nekom dijapazonu:

35

H '" Hmin + Hronx (2.44)

zahvaljujuci ekscentarskoj cauri - umetnutom elementu izmedju klipnjace i rukavca glavnog vratila, kako je prikazano na slid 2.26., pa se izmenom poloz-.

3 2 3

Slika 2.26. Ekscentarska caura (poz.2) u sklopu glavnog vratila (poz.i) i klipnjace (poz.3).

aja ek.s~e~tarske caw.:e U odnosu na rukavac glavnog watila koji definise ugao 0: na shc! 2.27., postlze promena veliCine hoda izvrsnog deia masine (H) po zakonu:

H= 2' R '" 2 ./ e!-+ e~ - 2'ev'ec'cosO:

B

Stika 2.27. Krivajni mehanizam sa ekscentarskom caurorn.

odnosno, za a '" 0 se dobija njegova maksimalna vrednost:

Hmax" 2· (ev+ ee)

i za: IX '" 1r njegova minimalna vrednost:

Hmin " 2 . (av - ee)

gde su: ev - ekscentricitet rukavca glavnog vrat.ila i

36

(2.45)

(2.46)

(247)

e~ - ekscentricitet obora u ekscentarskoj cauri.

a sto je ilustrovano shematski na slici 2.28.

Slika 2.28. Krivajni mehanizam sa ekscentarskom caurom za polotaj pri (X '" 0 (Hmax) i polofaj f:( '" 'Jl' (Hmln ).

2.10. PODELA PO MEDJUSOBNOM POLOZAJU OSNOVNIH ELEMENATA

2.10.01. Polozaj pogonskog sistema

Pogonski sistem u noseeoj strukturi masina moze biU smesten na razlicitim mestima sto se odrazava na njihove' tehnicko-tehnoloske karakteri­stike.

Shodno s tim u vezi, post.oje i odredjena koncepcijska resenja rnnSina za obradu deformisanjem, kako je prikazano na slici 2.29., ito:

masine sa gornjim pogonorn (pod a); ffia.sine sa donjirn pogonom (pod b); m8Sine sa bocnim pogonom (pod c) i ffinSine sa pogonskim sistemom smestenim pod nagibom U odnosu na noseeu strukturu (pod d na slici 2.29.).

----+- ----r--

W ": ~ wr;!

tl~tf ·-r-'11

I I lu W

a b c d

Slika 2.29. Polozaji pogonskog sistema u nosecoj strukturi: a - gornji pogon, b - donji pogon, c - hoem pogan i d - pogan pod nagiborn.

37

2,10.02. Broj tacaka vesanja izvrsnog deia ma1;ine

Radni prostor maSine, odnosno njcgove dimenzije kOje ga definisu, su u funkeionalnoj zavisnosti od dimenzija obradka u svim fazama njegovog pre­ohlikovanja od pripremka do izradka. Prema tome, sasvim je jasno da se radne povrsine radnog stoIa i iZVI'snog dela ffiaSine krecu u sirokom dijapazonu - od nekoliko desetina em' do desetinu i vise rn', S tim u vezi proizlazi sasvim logieno , da se, U zavisnosti od dimenzija izvrsnog dela, njegovo povezivanje sa njiro pogonskim sistemom ostvaruje u jednoj iIi vise tacaka pri cernU su to tacke vesanja iIi taeke oslanjanja - zavisno od polozaja pogonskog sistema u odnosu na izvrsni deo masine.

Taka. uglavnom zavisno od dimenzija izvrsnog deia masina za obrad u deformisanjem, njegovo vezivanje (vesanje iii osIanjanje) za pogonski sistem moze biti ostvareno:

- u jednoj tacci, kako je shematski prikazano na sibi 2.30., pod a na primeru krivajne prese i

- u (N) taeaka, pri eemu je:

(i·l.2.3 ..... n) (2.48 )

Broj tacaka ves-anja iIi oslanjanja je - uglavnom paran, sto je ilustro­vano i slikom 2.30., Izuzetno je taj broj neparan.

ShIm 2.30. Tacke vesanja izvrsnog dala maSine: a - u jednoj tacci, b - u dye tacke i c - u 6etiri tacke

2.11. PODELA PO PRINCIPU OBEZBEDJEN,lA RASPOLOZIVE ENERGlJE

U ffiaSina periodicnog dejstva se njen izvrsni deo krece pravolinijski i oscilatorno izmedjn dveju krajnjih tacaka. ito: unutrasnje krajnje tacke (UKT) i spoljaSnje krajnje tacke (SKT). kako je pl'ikazano no. slid 2.31., pri cemu u jednom mdnom ciklusu predje put (hu) definisan izrazom (2.40).

pasivne

38

Kako izvrsni deo meSine - zanemarujuCi alat 'ZDOg njegove energetski uloge - neposredno dejstvuje nn predmet rflda na putanji abrade

(hob), to je neophodno da mu pogonski sistem obezhedi dovoljno energije za izvrsenje procesa preoblikovanja obradka

Slika 2.31. Sabijanje ciltnd:dcnog elementa na masini periodicnog dejstva

KoliCina neophodne energije za izvrsenje procesa deformisanja pred­meta rada - od pripremka do izradka - pralstavlja potrebnu energiju (W p), a kolicina energije koju maksimalno moze da ostvari mnSina u jednom radnom ciklusu je raspoloiiva energija masine (Wr ). Imajuci u vidu ove definicije. da hi se odredjeni deo obradio odredjenom tehnologijom u odredjenoj masini, mora da bude ispunjen sledeci usloy:

(2.49)

S druge stranB. zavisno ad hrzine kretanja izvrsnog dela maSine u trenutku njegovog dodira sa predmetom abrade, tj. momentu kada poNnje proces deformisanja obradka. zayisi i vrsta mehanicke enel'gije koja se u njega uuosi (vidi poglavlje 2.02.).

U vezi sa izlozenim, nadalje se tretiraju aeki osnovni principi obez­bedjenja raspoloiive energije u mnSina za obradu materijaia deformisanjem.

2.11.01. Princip' koriscenja energije zatpajca

Energetski deo pogonskog sistema meharuckih rnaSina za obradu de­formisanjem. prikazan na slici 2.32. na jednom prirneru moguceg resenja, se najcesce sastoji od pogonskog motora spregnutog frikcionim. kaisrum i11 zupc­asUm prenosnikom sa zamajcem - rotirajucim elementom relativno velikog momenta inercije - pri cemu je zamajac ustvari akumulator kineticke energije kOja se u periodu obrade koristi za preo-bhkovanje predmeta rada. Zaviso od koncepcijskog resenja maIiine. akumulirana energija u zamajcu se koristi:

_ potpuno, odnosno 100% i!.i delimicno, najcesce 30 + 40% i to pri relativno malim padovima

39

ugaone brzine rotacije zamajca, sto se ilustratiyno yidi iz slike 2.33.

Slika 2.32. Energetski den pogonskog sistema masina sa zamajcem gde su: 1 - pogonski motor; 2 - prenosnik snage i kretanja i 3 - zamajac.

Ustvari, kineticka energija zamajca (W .. J. cilindricnog rotirajuceg ele­menta, je:

W 1. '" 0.5 . Jz . W; (2.50)

gde su: J1. - moment inercije zamajca i ttlz - njegova ugaona hrzina rotacije,

sto je prikazano i graficki na slid 2.33. za primer zamajca momenta ·inercije J '" 1 Nml. kOji se doyodi u stanje rotacije ad W '" 0 do W "'. 10 S-1. Iz slike 2.33. se jasno uocaya da pri istoj razlici ugaonih brzina I\(il l "" AW

2 koliCina

energije koju preda zamajac pri zaustavljanju nije ista 11 W 1.2 > A W 1.1. sto je znacajno za masine sa delimicnim koris6enjem kineticke energije zamajca

40

w, ( Nm)

50

30

20

10

Shka 2.33. Graficki prikaz zavisnosti W1. '" fC(1))

I 1

Zanemarivanjem energije pogonskog motora, radi uproscenja rasma­tranja moze se uspostaviti relacija:

gde su;

Wr ' 0,5 . J,' (w:" - wl), fw' W, (2.50

fw - parametar cija se yrednost heee u granicama fw '" 0 + 1; ttln - nominalna ugaona brzina rotacije zamajca i ttlt - minimalno dozvoljena ugaona brzina rotacije.

Najzad, analizom moguCih vrednosti parametra fw. odnDsnD analizom Ddnosa izmedju ukupne energije zamajca (W z) i raspD}ozive energije ruaSine (W r) mogu se Dye maSine generalno podeliti u dye grupe, ito:

- maSine sa delimicnim kOric§enjem kineti~ke energije zamajca u to­ku jednog radnog ciklusa"tj. masine sa:

W, ) 0 (2.52)

fw ( (2.53)

- i ms§ine sa kortMenjem celokupne kinetiOke energije zamajca za yreme procesa obrade predmeta rada, tj. masine sa:

w, ' 0 (2.54)

fw' (2.55)

W, (Nm)

W, (Nm)

Slika 2.34. Shematski prikaz zavojne prese kao predstavnika masina kaje koriste celokupnu energiju zamajca i krivajne prese koja koristi delimicno energiju zamajca u procesu obrade.

41

Na sHe! 2.34. su na primeru zavojne prese pl'ezentirane matine tipa fw'" 1. i na primeru kolenaste prese masine tipa fw ( 1.

Pri ovome treba imati u vidu da BU ffiMine sa f w 1 obicno masine staticko-dinamickog, a masine sa fw ( 1 statickog dejstva

2.11.02. Princip rada hidraulickih ma!iina

Hidraulicke ffia!iine za obradu deformisanjem rade na principu Pa­skalovog zakona, po kome se svaka izazvana promena pritiska u bilo kojoj tac­ci iIi na bilo kome mestu u nestisljivom fluidu zatvorenOln u nekom hidrauli­ckom sistemu prenosi na sve strane podjednako. Time se omogucuje visestruko multipliciranje inicijalne sile koja je izazvala promenu pritiska u nestisljivom fluidu i ostvarenje znatnih sila na iZYrSnom delu hidraulicke ma'§ine,

Slika 2.35. Shematski prikaz hidralllicke prese: 1- klip khp­no.g kompresora, 2 - cilindar kompl'esora, 3 kItp radnog cilindl'a maliine i 4. - radni cilindar

. r:a ~lici ~.35. ilust:?vana je primena iznetog principa u shematskoj pnkazano~ hl~ra,:hckoj masmi za obradu deformisanjem. Ako se na klip (pod) deJstvuJe sllom F I , u tecnosti (ulje, emulzija, voda i sf.) dolazi do odgo­varajuceg povecanja pritiska:

J·~L. p.-A,

gde su: PI - sila na klipu kompresora; d l - preenik klipa kompresora i AI - povrsina cela klipa kompresol'a

(256)

.. Ova} prit:sak se svestrano pl'enosi kroz celu masu nestisljivog fluida kOJl se nalazl u hldrauliekom sistemu, pa ce i na klip (poz.3) radnog cihndra prese (poz.4) dejstvovati postignuti pritisak, eime se ostvaI'uje .'Oila pritiska izvrsnog dela masine na pl'edmet rada:

d ' F • P . Ac • F, . (-dC

) (257) " ,

42

gde su: Ac - povrsina cela klipa radnog cilindra i 9.c - precnik klipa radnog cilindra

Iz jednacine (2.57) se vidi da se relativno maloffi pogonskom silom (Ft ) mogu ostvariti znatne sile na izvrsnorn delu rnasine (F), jer sila na priti­skivacu je direktno srazmerna kvadratu odnosa precnika posmatrana dva hi­draulicka cililldra.

Pri ovome, treba irnati na umu, da je primena Paskalovog zakona ide­alizirano sprovedena. uz zanemarivanje gubitaka koji nastaju tl hiodraulickom sistemu pri proticanju tecnosti, sto se pri- korektnijirn inzenjerskim proracuni-ma ne Cini. ". '

U hidraulickih maSina radno .telo je nestisljiv fluid povisenog priti­ska, koji obezbedjuju hidraulicke pumpe razhcitih tipova (klipne, rotacione i dr.).

Medjutim, sa aspekta njihove primene u hidraullckim maliinama za obradu deformisanjem najhitnije sledece dve nji~ove karakteristike, su:

- pritisak (p), zbog sile na izvrs-nom delu mas-ine i - kapacitet (Q), zbog brzine kretanja izvrsnog deIa,

a s obzil'om da izmedju ovih karakteristika postoji poznata relacija da sa po­rastom pritiska opada kapacitet i obrnuto sa smanjenjem pI'itiska isti raste, sto u principu (jini pumpe visokog pritiska pumpama niskog kapaciteta, od­nosno pumpe niskog pritiska pumpama velikog kapaciteta, dovelo je do formi­ranja dva tipa hidraulickih pogonskih sistema, po kojima se eisto hidraUlleke maffi.:ine za obl'adu deformisanjem dele, i to na:

- hidrauHeke masine za obradu deformisanjem sa akumulatorom i - na hidraulicke maSine sa dye pumpe, i to jednom pumpom visokog

i drugom pumpom niskog pritiska.

Prvi tip sa akumulatorom je shematski prikazan na sHei 2.36.

ka presi

Silka 2,36. Sbematski Rrikaz hidraulicke maSine za obradu deformi­sanjem sa akumulatorom: 1 - pumpa i 2 - akumulator.

U ovom slueaju je - pored poznatih fu~kcija koje imaju akumulatori

43

tecnosti pod pritiskom u hidraulickim inst~lacijama ta - da omoguci. povecanJ: kolicine tecnosti koja se unosi u racini cilmdar masine za vreme n~en.og :-ad U odnosu na kapacitet pumpe, time se postizu vece brzine kretanJa lz,:"snog dela, odnosno smanjuje ciklusno Yl'eme i sa tim u yezi povecava produktlvnost rnasine, jer se lako pastiie:

O~ • f •. Op

gde su: Q - kolicina tecnosti u jedinici vremena koju obezbedjuje 8. maSini, uslovno receno "kapacitet akumulatora";

Qp - kapacitet pumpe i fa - faktor uvecanja ~apaciteta (fa> 0.

(2.58)

akumulator

U siucaju radnog cilindra sa dlferencIJalmffi klipom. she~atski pri­kazanog na shei 2.37" lako se doblJaju Idealm zakom promene brzme u rad­nom i povratnom hodu izvrsnog dela maSme, ito:

Slika 2.37. Shematski prikaz radnog 'cili~dra sa diferencij.al­nim klipom i idealnim zakomma promene brzma izvrsnog deia masine. ~:

u maAina bez akumuiatora, tj. za slucaj direktnog povezivanja pum­pe sa radnim cilinclram masine:

- i u maAina sa akumulatorom:

.. Oa Voh "'­

An

(2.59)

(2.60)

(2.61)

Va (2.62)

gde je: Ak - povrsina poprecnog preseka klipnjace.

Osnovni nedostatak ovakvog resenja je potrosnja teenosti visokog pri­tiska i u periodu praznog hocla. a kOji je uvek veei od perioda abrade, sto eini ovakav sistem nerentabilnim u procesu proizvodnje.

Drug! tip sa dye pumpe - pumpom niskog i pumpom Yisokog pritiska - obzirom da je:

pv'" fp . p~

Ov' fo . On

gde su: Pv(Pn) - pritisak koji ostvaruje pumpa visokog (niskog) pritiska; Q~(Qn)- kapacitet pumpe visokog (niskog) pritiska i fp (fo) - parametri uvecanja (fp > 1 i fO > 1),

(2.63)

(2.64)

omogucuje ostvarenje potrebne sile na izvrsnom delu maSine u periodu obrade (hob) uz istovremeno njegovo kretanje relativno malom brzinom. jer se u to periodu koristi pumpa visokog pritiska. dok se u periodu praznog hoda (hph) koristi niski pritisak, pa su brzine priblizavanja i povratka relativno velike. ito je ilustrovano na slici 2.38. grafickim prikazdm idealiziranih brzina kretanja izvrsnog deia maSine.

fir -Y 0 V (m_s-l)

l ~ °1..;" Vpr -Qn

o ~ at J.u A,

~-rF II 0

Q, ;: Yob A,

..§ ~

SHka 2.38. Idealizirani zakoni promene brzina kretanja izvrsnog deia masine u sistemu sa dye pumpe.

Poredjenjem sarno zakona promene brzina kretaI1ja izvrsnog dela roa­sine ova dva tipa hidrauliCkih masina za obradu clef ormisanjem, sagledavaju se mnoge prednosti .(kompaktnost obradnog sistema, rentabilnost u eksploataciji i dr.) sistema sa dye hidraulicke pumpe - pumpom niskog i pumpom visokog pritiska - u odnosu lla ma1;ine sa akumulatorom.

Najzad, se napominje da su hidraulicke masine izrazito maSine stati­ckog dejstva.

45

2.11.03. Princip racla masina dinamickog dejstva

Princip rada masina za obradu materijala deformisanjem dinamiekog dejstva se zasniva na koriscenju kineticke energije radnog tela, tj. materijalnog tela koje se u momentu dodira sa oslonjenim predmetam abrade krece velikom brzinom.

Na opisani naein, ostvarenim neposrednim kontaktorn radnog tela i predrneta abrade dolazi do prenoscnja energije sa radnog tela na obradak. ei­me nastaje njegovo trajno plasticno def ormisanje.

Kako kineticka energija pokretnog tela odredjene mase direktno za­visi od njegove rnase i kvadrata brzine, vidi jednacinu (2.29), to je prakticno u ma.sina dinamickog dejstva radno tela - telo relativno male mase a velike brzi­ne i naziva se malj cekica, dok se oslonac na kame se nalazi predmet abrade naziva nakovanj.

Analizom utroska l'aspolozive energije realnih illuSina dinamiockog dejstva dolazi se do izraza:

gde su: W d - deo energije koji se korisno utrosi 11a plasticno preoblikovanje materijala i

Wi - izgubljeni deo enel'gije, a to je deo energije kojt se utrosi na ela­stieno deformisanje obrudnog sistema i predmeta abrade, izazi­vanje vibracija nakovnja, t.emelja i zemljista i dr.

Kako je deo energije utrosen na preoblikovanje materijala daleko veci od dela tzv. izgubljene energije (W d » Wi) i kako je osnovna funkcija masina obezbedjenje obavljanja procesa obrade materijala, to je najvaznije odrediti deo kinetieke energije (W d), Posta je dejstvo malja cekiCa na predmet

PERIOD PERIOD

Slika 2.39, Model sudara dye pokretne mase.

46

abrade i nakovanj identiena dejstvu sudara dva tela to se U od d" . . " "re JlvanJu pomenut.e energIJ: p,olazl od proucavanja opsteg modela sudara dye pokretne mase kOJe se krecu Jedna drugoj u susret, sto je shematski prikazano na slid 2.39.

Prema modelu sudara se malj mase mj krece brzinom v prj'" . k . . . d 1, ",emu Je

smer r~tanJa pozltlvan 0 ozgo nadale. kako je oznaeena na slid 2,39., i ako se nakovanJ sa predmetom obrade m2 :

(2.66)

gde su: mna - masa nakovnja i mob - masa predmeta obrade,

suprotnosmerno krece brzinolu V2, pri 6emu je: VI ) V2, 'uocavaju dva perioda sudara ito:

I period sudara. Prvi period sudara predstavlja vrernenski interval (6. t1 '" . t j - 0 '" tl ~ od ~rvog dodira masa rut }- m1 do izjedna6avanja njihovih kreta~Ja u kretanJ8 brzmom Vu. U tom periodu nastalo je odgovarajuce defor­misanJ~ predmeta rada (.elasticno i plasticno), i rnalja i nakovnja (elasticno). Posledlca sudal'a na kraJu prvog perioda je smanjenJ'e brzine v mase m b . .<. ' b ! I na r~m':l VI2. a pove",anJe rzine V2 mase m2 na V12. Kako je sila (F), kojom dejst-

vUJe ~edna masa ,na drugu. funkcija VI'emena [F:=F(t)] to se prema stavu 0

kvanbtetu kretanJa mase mt maze napisati:

Vl2 tt

fill! dv '" - fFCt) dt v,

(2.67)

obzirom da je prirastaJ kolicme kretanJa za konacni mterval Vl'emena Jcdnak impulsu sile koja deJstvuJe na matefl,lalnu tacku u Istoro mtervaJu vremena, I posle integriranja:

gde je,

t,

ml ' VI2 - ffil VI '" - J FC"/.) dt (2.68) o

H t - impu!s si~e (~), 1?l'i cernu lrna u ovorn slueuJu negatlVan plodznak zato sto s11a (F) Ima suprotan sIne! deJstva fla masu m1 od smera njenog kretanja

Analogno se dobija i za masu ffi2:

Vu

Im2 dv -';'2

(2.69)

odnosno pasle integriranja:

47

t,

f F(t) dt H, (2.70) ,

Brzina V2 ima negativan znak jer joj je smer suprotan usvojenom smeru kretanja.

lz izloienog se vidi da je masa fit izgubila od kvantiteta kretanja, a da je rnasa ffi:l dahiia

Sabiranjem, jednacuna (2.68) i (2.70). dahlja se:

(2.71)

Analizom jednacine (2.71) se vidi da njena leva strana predstavlja kvantitet kretanja na kraju prvog perioda sudara, a desna strana kvantitet kretanja pre sudara Resavanjem ove jednacine po Vl1 se dphija zajednicka hrzina kretanja posmatranog sistema na kraju prvog perioda sudara:

ill, . VI - m" . V2

rot + m1 (2.72)

II period sudara. Pod predpostavkom elasticnog sudara, elasticno deformisane mase teze da zauzmu svoj prvohitni ohlik i dimenzije, i ovo vrac­anje se desava u drllgom periodu sudara (6tu '" t2 - tJ.

Na pocetku ovog perioda hrzina caIog sistema (malja, nakovnja i obradka) je Vll, a na njegovom kraju vj roase ml, i v; mase ml, pa 6e stay 0 kvantitetu kretanja za masu ml glasiti:

vi 12

Jm! dv:: - Jp(t) dt '" -fh VI2 tl

odnosno:

i za masu m::

iii:

vi

fro: dv '" v"

t,

f F'(t) cit t,

H,

(2.73)

(274)

(2.75)

(2.76)

Sabiranjem jednacina (2J4) i (2.76) i s ohzirom na jedna6inu (2.71) se dobija:

48

(2.77)

U realnim uslovima dolazi do elasticno-plasticnog sudara, pa izmedju irnpulsa Ht za prvi period sudal'a i impulsa H2 za drugi period postoji korela­cija, koja se moze analiUcki izraziti sa:

H,o k . H, (2.78)

gde je: k- koeficijent sudara, cija je vrednost k=l za patpuno elastican, k"O za cisto plastican i 0 < k < 1 za elasticno-plastican sudar, sto je prikazano i graficki na slid 2.40., gde je data zavisnost izmedju impulsa. odnosno dejstva sila u funkciji vremena.

,

Stika 2.40. Zakon promene dejsLvujuce sile u prvom i drugom periodu sudara.

Zamenom vrednosti za H, iz izraza (2.78) u izraze (2.74) i (2.76), i ob­zirom na izraze (2.68) i (2.70) se dabija:

ml . v; - rol . Vl2 "" - k . HI (2.79)

(2.80)

Ako se u jednacine (2.79) i (2.80) uhaci vrednost za brzinu v,: iz jedna6ine (2.72) i iste rese po vj V2; dobijaju se brzine masa na kraju druge periode, ito:

(k'!)· m, 'Vt- m: 'v,

- k· (2.81) v, 0 v, ml + ill:

(k ' 1) . m, 'Vt - fi2 . v,

+ k . Vt2 (2.82) v 2 '" fit + m1

Na osnovi nadjenih vrednosti za brzine v j i v ~ posmatranih !nasa posle sudara moze se na(~t deo korisno utrosene kineticke energije, a ana 5e dobije oduzi!llanjem kineticke energije sistema posle sudara od energije siste­ma pre sudara:

49

(2.83)

Zamenom vrednosti za v; i v; iz iztaza (2.81) i (2.82) u izraz (2.83) i sredjivanja se dahija;

1I fil'mll Wd • (1 - Ii) . --- . (284)

2

Maguei sIucajevi su:

- potpuno elastican; - potpuno plastican i - elasticno-plastican sudar.

Potpuno elasti~an sudar. U slucaju potpuno elasticnog sudara je k=1. pa je W d" 0, sto sa aspekta abrade materijala deforrnisanjem i masina za obradu deformisanjem nema prakticnog znacaja

pa je: Potpuno plasUcan sudar. U slucaju patpuno plasti6nog sudara je k=O,

l!!L. + 1 ro,

(2.85)

tada su moguce dye prakti6ne varijante, ito:

50

- I varijanta clasu illl " fill i VI " VlI (ceki6i dvostrukog dejstva) pa se tada dobija:

(286)

sto istoyretneno odgovara raspolozivoj energiji (W r '" illl . v: ) u ce­ki6a dvostrukog dejstva, jer u njih je abieno rot '" fi,l i VI :::: V2. Pre­rna tome, zanemarivanjem trenja i elasticnih deformacija elemenata cekiea dvostrukog dejstva i predmeta obrade, koje su relativno illa­Ie, celokupna raspoloziva energija cekiea dvostrukog dejstva se korisno upotrebi za plasticno deformisanje predmeta obrade,

- II variJanta da su m" » ml i v" '"' 0 i tada je:

Wd= O,5'ml'v~ . !!L + 1 m,

Posto je u ovoj varijanti raspoloziva eneI'gija:

Wr '"' 0,5 ' mt . v~

(2.87)

(2.88)

I to je izgubljena kineticka energija:

W, ,

0.5' illt· Vt

!EL+1 ro,

(2.89)

Iz iuaza (2,87) se vidi, a to je za cekite jednostrukog dejstva, da ee koristan rad W d biti tim veel sto je odnos masa mt/m" manji. Ovo znaci da stepen iskoriscenja rasopolozive energije raste sa porastom udarene mase - nakovnja - u odnosu na udarajucu masU - malj. Ovo je razlog da je masa nakovnja u cekica jednostrukog dejstva 12 + 20 puta veca ad mase malja, sto odgovara gubitku energije od cca 8 + 5%.

Elasti~no-plastican sudat'. U ovoJ?- slueaju je 0 < k < 1. Nairne, u stvarnosti sudar nije potpuno plastic an. Razlog ovom lezi u elasticnosti ele­menata obradnog sistema, a narocito malja i nakovnja, kao elasticnog vracanja obradka, sto je ilustrovano na slici 2.41.

Slika 2.41. Model elasticno-plasticnog sudara

Koeficijent sudal'a pri tome moze da dostigne i vrednast od k'" 0,5. Pri ispravnom koriscenju cekica i plasticnom deformisanju predmeta obrade, zagrejanom na odgovarajucoj t.emperaturi. maze se posti6i Vl'ednost koeficijenta sudara k~ 0,3, pa je:

- u cekica dvostrukog dejstva:

W d = (1 - ll)· mt· v1 = 0,91 . mt· v1 (2.90)

- i u ceki6a jednostl'ukog (prostog) dejstva:

W d. (1 - k ) . 0,5 0,455 . ro, . v:. __ 1_ (2.91) _1EL + 1 m,

51

3.0SNOVNE KONCEPCIJSKE VARIJANTE

Pitanje koncepcijskog resenja rnaSina za obradu deformisanjem je os-' navna pitanje u tehnologijama abrade materijala deformisanjem i predstavlja mnogodimenzionalni problem. Razresavanju ovog problema maze se prici sa razlii5itih aspekata, pri cernu S8 svi oni svrstavaju u dye grupe. ito:

_ sa stanovista ostvarenja optimalnih potreba procesa (energija, opte­re6enja, brzina deformacije, temperatura itd.) i sa stanovista proizvodnosti i ekonomicnosti proizyodnje (vreme iz­rade i cena proizvoda).

Slozenost ovog pitanja maze S8 sagledati preko kompleksnog modela obradnog sistema - masine, shematski prikazanog na slici 3.01.

~ - izradak ~ ~ otpadak

- energiJa t - iz.gublJena - flaterijill predi"leta a energija

rada PI 0,""" SISTEM ' O1ASIIIA lA OIlRADU I!la! - radno telo - alat

DEfDRHISAIIJEH) ~ p - pDI'IOttli - ponDttli I'laterijal o naterijal

- InforMac.lJe r- - - - -- ~ ~ ~ - radno telo,- alat , ~ - poYratna energija

n _ infornac.lje

Slika 3.01. Kompleksni model obradnog sistema.

Kako se iz slike 3.01. vidi, ulaz U obradni sistem su:

53

--

- energija; - materijal; - radno tela - alat; - pomocni materijal i - inf ormacija,

a izlaz su:

- izradak; - otpadak; - izgubljeni deo energije; - radno tela - alat; - pomocni materijal; - dec energije koji se vraca sistemu i

inf ormacija

Pri ovome lz1az1 ohradnog sistema su:

konacni ·(izradak, otpadak i izgubljeni dec energije) i povratni - spregnuti sa ulaznim (alat, pomocni materijal. deo ener­gije koji se vraca f:.istemu i informacija).

Sasvim je razumljivo, da svaki ad navedenih ulaza i izlaza zahteva posebnu svestranu analizu i razresenje koje se ogleda u koncepcijskom resenju masine za odredjene uslove koje narnecu vrst<l tehnoloskog procesa i predmet obrade.

Svaku realnu masinu 1.a abradu deformisanjem, aka se ana posmatra kao obradni sistem - teorijski posmatrano - cine po svojoj ulozi dye grupe podsistema, kako je shematski prikazano na slici 3.02., ito:

funkcionalni podsistemi i poremecajni podsistemi.

Stika 3.02. Shematski prikaz funkcionalne strukture obradnog sistema

U pojedinacnom rasmatranju, navedeni podsistemi, mogu se smatrati kao sistemi, pa se nadalje tako i tretiraju.

54

Na osnovi definicije masine, koja je data u prvom poglavlju, i svega do sada iznetog. u sleclecim poglavljima se za predstavruke maSina: statickog (prese), stati6ko-dinamickog i dinamICkog dejstva (6ekiCe) iznose primed ras­matranja problema njihovih koncepcija

3.01. MEHANICKE KRIVAJNE PRESE

Analizom koncepcijskih resenja meharuckih krivajnih presa prostog dejstva i analizom njihovih osnovnih performansi. dolazi se do vrlo siroke le­peze ovih mMina za obradu materijala deformisanjem.

Analizom univerzalnog moclela pogonskog mehanizma oyih masina, shematski prikazanog ua shei 3.03. (gde su: 1 - klipnjaca, 2 - ekscentarska cama. 3 - kolenasto, odnosno ekscentarsko vratilo. 4 ,.. 'prenosnik snage i kre­tanja, 5 -; spojnica i kocnica. 6 - zamajac, 7 - prenosnik snage i kretanja i 8 _ pogonski motor), ne ulaze6i. pri tome. u konstruktivna resenja pojedinih nje­govih sastamih delovn, moze se izvrsiU identifikacija mogucih koncepcijskih varijanti i sprovesti njihova klasifikacija

Rasmatranje problema se sproyodi analizom zakona promene putanje analizom broja radnih ciklusa izvrsnog dela masine, s obzirom da su ova dva

parametra veoma tesno poYezana sa koncepcijskim resenjem pogon-skog meha­nizma.

3 4 5 6

A _ _.A

~l ' Stika 3.03. Univerzalni model pogonskog sistema mehani6ke

krivajne prese: 1 - Klipnjaca. 2 - ekscentarska 6aura, 3 - kolenasto, odnosno ekscentarsko vra­tilo, 4 - prenosnik snage i kretanja. 5 - spojnica i kocnica, 6 - zamajac, 7 - prenosnik snage i kretauja i 8 - pogonski motor.

3.01.01. Putanja izvrsnog deia masine

Na slici 3.04. prikazan je ekscentricno postavljen krivajni mehanizam - kinemati6ki cleo pogonskog sistema mehani6kih krivajnih masina za obradu

55

deformisanjem. U tacci B vezan je izvrsni deo masme, pa se problem iznalaz­enja zakona njegovog kretanja svodi na iznalazenje zakona kretanja tacke R

Pri iznaiaZenju idealnih zakona kretanja cine se dye pretpostavke, ito:

- da je glavno vratilo (kolenasto ili ekscentarsko), koje ':::ini krfvaju OA. ulezisteno u apsolutno krutu noseeli struktuI'u, eime se osa I'otacije. tacka 0 u prostoru ne pomera bez obzira na optereeenja krivajnog mehanizma i

- da je Illv '" const" tj. ugaona brzina rot.acije glavnog vratila konstantna

Sa iznetim pretpostavkama dolazi se do izraza za idealnu putanju ta­eke B (hpi ) izvI'snog deia maSine:

]0,.

hpi" CD - BD" [(R + L)'- e'M) - (R' cos~ + L· cos~)

Slika 3.04. Ekscentricno postavljen krivajni mehanizam.

Uvodjenjem bezdimenzionalnih parametara:

fo

R L

L

i dobijanjem iz l'elacije:

EA '" R . sin!p '" eM + L . sin~

da je . [ '] 0,' COS~" 1 - (fR · sin~ - fo)

(3.01)

(3.02)

(303)

(3.04)

(305)

izraz (3.01), koji predstavlja zakon promene puta- pritiskiv<lca prese) prelazi u oblUe

56

odnosno,'s obzirom na relacijU:

!p '" Wv . t

posle zamene u jednacinu (3.06), dobija se:

gde su: Wv - ugaona brzina rotacije kolenastog vrattla, odnosno krivaje i t - vreme.

(3.07)

(3.08)

Medjutim, ako se u krivajni mehanizam ugradi sistem za pl'omenu duzine krivaje (R) u vidu ekscentarske eaure. kako je prikazano na slid 3.05., tada se iz trougla O,AO ll dobija:

R '" I e~ + e2.e + 2 . ev . ee . coset (3.09)

odnosno, posle zamene ugla «(t) sa :

(3.10)

u jednacinu (3.09), izraz za izracunavanje dUZine krivaje (R) krtvajnog meha­nizma, kada je ona funkcija vremena (t), glasi:

B ,8

Slika 3.05. Ekscentdcno postavljen krivajni mehanizam sa ekscentarskom caurom.

57

-

R = Ie;' + 2· 8y· 8.3· COSW.3·t (3.11)

gde su: ee - ekscentricitet ekscentarske caure i We - ugaona brzina rotacije ekscentarske taure oko rukavca kolena

kolenastog vratila, tacke 0, na slici 3.05.

Najzad, zamenom Yl'ednosti za (R) iz jednaCine (3.11) u izraz (3.08) doblja se u najopstijem obliku zakon promene hoda izvrsnog dela ffiMine:

(3.12)

3.01.02. Broj r.druh ciklus.

Iz slike 3.03. proizlazi da je broj radnih ciklusa iZYl'snog dela masine u jedinici vremena:

(3.13)

gde Stl nM - broj obrtaja pogonskog motora u jedinici vrem,ena; iMz - prenosni odnos pogonski motor - zamajac:

nM iMZ ""-n, (3.14)

izp - prenosni odnos zamajac - kolenasto vratilo:

(3.1Sf

n z - broj ohrtaja zamajca u jedinici vremena i ny'" np - broj obrtaja kolenastog vratila u jedinici vremena, odnosno

broj radnih ciklusa izvrsnog dela masine u jedinici vremena.

Kako broj obrtaja motora moze btti: nM '" canst. i nM :: nM (t) (dve moguce kombinacije) a prenosni odnosi: iMz ~ 1. IMZ *" 1 '" const. i 1M2 '"

'" iMz(t), odnosno izp '" 1. izp *" 1 '" const. i izp '" izp(t) (dva parametra n sa tri moguce kambinacije k) to se s obzirom na izraz (3.13) dobija matematicki broj moguCih kombinacija (Ki):

(3.16)

Isto taka analizom mogudh varijacija. za ekscentricitet ekscentarske eaure: ee '" 0, ee '" const. > ° i ee '" et! (t), a s obzirom na izraz (3.12) dobija se broj mogu6ih kombinacija za hod izvrsnog dela masine (Kj '" 3), pa je, s obzi-

58

rom na izraz (3.16). ukupni broj mogucih koncepcijskih resenja (Kij ):

(3.17)

Tablica T -301 Varijante koncepcijskih resenja e6j

1M, izp 1 3 2 1 nM

• 1 01 • 1 . canst. 02

'" izp (t) 03

• 1 04 '" canst '" const. '" const. 05

:: izp(t) 06 • 1 07

'" canst: 08

'" 8 e (t) '" canst. . 0 '" iMz(t) • !,p(t) 09

• 1 10 '" const. 11 '" izp(t) 12

• 1 13 '" nM(t) '" canst '" const. 14

'" izp (t) 15 • 1 16

• 1 '" const. 17 '" i zp (t) 18

Sprovedena klasifikacija varijanti koncepcijskih resenja pogonskog sistema mehanickih krivajnih presa prostog dejstva sa aspekta zakona pro~e­ne putanje izvrsnog deia maS-ine i broja radnih cikIusa prikazana je i tabelar­no u T-3.01.

Na slici 3.06 je prikazana ekscentarska presa otvorenog tipa sa pro­menljivim hodom pritiskivaca, gde su, sa aspekta gaharita predmeta rada, oz­nacene neke meritorne karakteristike. ito:

- D - dohvat. odnosno rastojanje od ose putanje pritiskivaca do st­uha nosece strukture;

- E - mera regulacije duzine klipnjace, koja je bitna za fino pod­esavanje rastojanja izmedju radnih delova alata i

- Lm - maksimalno rastojanje od radnog stoIa do pritiskivaea.

U tablici T -3.02. data su sistematizovano najpoznatija resenja e l.:;.scen­tarskih presa otvorenog tipa.

skih hneti primeri ukazuju na slozenost pitanja razresavanja koncepcij­

resenja u maS-ina statiekog dejstva i stroke mogucnosti kreiranja kon-

59

struktora, sio je sasvim razumljivo i dovelo do ostvarenja vearna siroke lepeze tipova i vrsta ovih masina

Slika 3.06. Ekscentarska presa otvorenog tipa sa promenljivim hadom pritiskivaca.

Tablica T -3.02. Klasifikacija tipova ekscentarskih presa

broj

Telo prese

Pogonsko vratilo

Slika

Presek u rQvni rodnog stola

Jednostubno

C cono

3.02. ZA VOJNE MASINE

Zavojne masine za obradu materijall:i defo.rmisanjem 5U masine u ko­jih je kinematicki deo pogonskog sistema kinematicki par vijak i navrtka, a

60

61ja je funkcija da rotaciono kretanje zamajca pretvori u pravolinijsko kreta­je izvrsnog dela maSine.

Za deformisanje predmeta rada koristi se ukupna kolicina kineti6ke energije zamajca. Rad ovID muSina ilustrovan je principijelnom shemom pogon­skog sistema prikazanog na slici 3.07., pri cemu vazi osnovna jednactna da je:

Wz = 0.5 . Jz . wi = Wk (3.18)

aka se zanemare kineti6ke energije pritiskivaca i zavojnog vretana kao male veli6ine drugog reda U odnosu na energiju zamajca

Slika 3.07. Shematski prikaz pogonskog mehanizma zavojnih maSina

3.02.01. Kompleksni model

Polazeci od jednacine (3.18) i rasmatrajuci moguce varijante vrednosti pojedinih parametara. dolazi se do toga da moment inercije. posmatrano eisto matematicki, moie imat! sledece vrednosti. ito:

Jz = 0

J.z = canst.

Jz = Jz(t)

(3.19)

(3.20)

(3.21)

odnosno Jz *' canst .. tj. da je moment inercije varijabilna vrednost zavisna ad vremena (t), i cia. isto taka. i ugaona brzina moze imati vrednosti:

Wz '" canst.

(3.22)

(3.23)

(3.24)

odnosno Wz 1:- const..tj. da je ugaona brzina promenljiva veliCina u' zavisnosti ad vremena {t}.

61

Kako kineti6ka energija, definisana jednacinom (3.18), zavisi od dva parametra, odnosno elementa (k=2) - momenta inercije (Jz) i ugaone brzine (Wz) - koji mogu imati tri razlicite vrednosti (n=3), sto pokazuju jednaCine od (3.19) do (3.24), to je broj moguCih varijanU,

Slika 3.08. Kompleksni model zavojne maSine.

k k ' K n "'n"'3=g (3.25)

Kako je energija kOja se troSi na izvrsenje procesa abrade materijala deformisanjem definisaria izrazom (3.18), to se analizom doslo do grafickog prikaza mogucih varijanti, koji je ilustrovan na slici 3.08., a kojt genel'aino predstavlja kompleksni model prakticno realnih i prakticno nerealnih varijan­ti.

Jednostavnom daljom analizom se dolazi do mogucih realnih varijanti, koje su srafirane tackicama na slid 3.08., a do kojih se doslo ad postavke da u realnosti mora da postoji energija kojom raspolaze ma!'iina i da postoji os1va­renje procesa abrade materijala, tj. da su i Wk ;t 0 i Wr ;t O.

Nadalje, aka se nastavi sa rasclanjivanjem i padje od toga da je mo­ment inerdje funkcija mase zamajca (m)' i njegovog precnika (D). uZ pretpo-

62

stavku da je rna'38 rasporedjena po krugu precnika D, tj. da je:

Jz - m . (0,5 ' D)' (326)

to se jednacina (3.18) maze naplsati i U obliku:

Jz '" 0.125 . m . D2. w! (3.27)

Primenom istog postupka, koji je vee 1znet, dobija se broj elemenata (k=3) - precnik (D), masa (m) i ugaona hrzina (Wz) - i broj raspolozivih vred­nosti (n=3) - za sve parametre (0, canst. i 'I- canst,), pa se dobija maguct broj varijacija vrednosti kineticke energije:

k k • Kn -n-3-27 (3.28)

Tablica T-3.03. Klasifikacija varijanti koncepcijskih resenja

]((1MPT TI](~I\TT VATlTTANT D Jz IW, IW, m Wz

0

~ D 0 j- consi

l-e ! 0 \;t canst Q - -

m W4f~ m 0

c' ~

, canst f" const " canst " :

< ? l;t const I- + :-

i>- t; + + < i> ~ 0 0 1- -

j;t canst j'" const L+ --. i canst L±. ~':.. 1,,1: const ~L=- -:c:

I + '+

¥. • Izneta rasmatranja pokazuju da se moze formirati veliki broj razli­Cltlh modela, pa S8 ana.lizom i sintezom svih mogucih varijanti dolazi do tabele T -3.03. i kompleksnog modela prikazanog u njo].

. ~u~?m linijom u tablici T -3.03. su uokvirene realne varijante, a na osnov! krlterlJuma da su obe energije razlicite od nule, tj. da su:

63

(3.29)

(3.30)

Na ovaj nacin od 27 teorijskih varijanti, dolazi se do 7 realnih. Aka se jos uzme U obzir, da reaina ugaona brzina rotacije zamajca ne maze biti konstantna, S obzirom na povezanost kretanja izvrs-nog dela maliine i zamajca, to se dohijaju sarno 4 realne varijante, SiD jo dato u tablici T -3.04.

Tablica T -3.04. Realne varijante.

0

I 2 2 ,r-~1

mm WF2(JnWn-J1t.l1 ) w,

hob il .. fD_ v .' , W

k= IFlh)dh "uH, ~l~ ~~)~

'1ARIJANTA 0 m J, W, w, W. I C{)!lsl "" tons! = cOllsl r""--... , ~ ~ I~ " conSI I "I cons!

'" const 0 ;; , . ~ # const

4 - con51 I .

Pregledom do danas izvedenih koncepcijskih resenja pogonskog si­stema zavojnih maSina, dolazi se do zakljucka da sva poznata resenja spadaju u varijantu (15). Medjutim, ostale realne varijante (18, 24 i 27) omogucile hi osetnije povecanje energetskog stepena iskoris6enja u ovih vrsta masina, sto je stvar buducnosti.

Izvl'sena analiza i sprovedena klasifikacija ukazuju da su veoma skromno iskoriscene mogucnosti prakticnog realizovanja pogollskog sistema za­vojnih masina u smislu iznalazenja koncepcijskih l'esenja koja hi obezbedila veei energetski stepen iskoriscenja i veei stepen usaglasenosti mo"gucnosti maSine sa potrebama proeesa jer Stl. razvijeni sarno sistemi sa zamajcem ne­promenljivog momenta inercije, koji je ustyari giayni izyor izrazenih energet­skih gubitaka u ovih staticko-dinamickih masina.

Formirani kompleksni model neosporno namece razmiSljanja u praveu iznaluzenja konee pcijski sasvim novih resenja pogonskog sistema zavojnih mas­ina, sto treba da dovede do pove6anja njihovog energetskog iskoriscenja. i uopste pove6anja kvaliteta ovih vrsta maSina.

Kako nova kocepcijska resenja iziskuju nnu regulacjju variranja mo­menta inercije zamajca, a da hi se postigli ocekivani ef ekU, to je ova pitanje usko povezano sa problemom primene programskog upravljanja u maS-ina za obradu materijala deformisanjem.

64

3.03. CEKICI

Kako je izneto u podlavlju 2.11.03., rad ceki6a se zasniva na principu sud81'a dva radna tela masa ml i m2, pri cemu se predmet abrade nalazi iz­medju njih. Na osnovu ovoga formiran je kompleksni model prikazan na slid 3.09.

Slika 3.09 kompleksni model cekie'a.

Posmatrano teorijski, sa eisto matematicke tacke gledista, mase ill! i m:., mogu biti:

ffil'" 0 (3.31)

m2 "- 0 (3.32)

mit:. 0 (3.33)

m.: .;! 0 (334)

Medjutim, sa aspekta obrade, moraju da postoja realna radna tela, odnosno moraju bitt: i ro, ) 0 i m: > O. Daljom analizom, dalazi se do toga, da postoje tri moguce varijante medjusobnog odnosa masa fit i rn!!, ito: mt '" m), lit < ml i ffi, > m2. Isto taka, irelevantno je da Ii je: rot < m!! ill m, > ffi2, jer se problem svodi na pitanje konvencije smera posmatranja Prema tome, praktlc­no - sto se tice masa m, i m2 - postoje dva realno rnoguca slucaja, ito:

(3.35)

(3.36)

lata taka, aka se teorijskom analizom dolazi do sazllanja cia hrzina VI

moze biti:

(337)

(3.38)

(3.39)

65

to 811 - iz relativno8ti . vtednosti -bizi'rie ;,{,~:

;~(= d-V2 '" VI

V2 ( Vt

v,,) VI

.. ' .;" -

pOSqlatl'anja kl',e,t.anja. maE';<;t ml i m2 - varij~:n~e mogucih ,- . - - - I •

(34q) (3.41i (3.42)

(3.43)

R 1 t ( 0 nero~ sooisla, a z10g simetrije u relativnosti posmatranja e no, varlJan a VI . - -, 1 e kretanJa masa 001 1 m: TIl Vt " 0 P~e~~ __ t~.m,~' s obZlrom ~a re,a ne mogu.e medjusobne odnose Inas~ In!:i m:J i mo~u6e ~arIJan~e, v:t:ed?c0stl brzme V.2, dobl­ja se 8 oooguCih koncepGijskih resenj~ ceIqca, stq 'Je ~ pnkaza,no shematski na slid 3.09., kompleksnim· tIlOdelorn i pre_gledno data p ta,blin T-3,05, gde 311

naznacent tipovi fekica i stanje kretanja pFeq.m~ta ol;}fad,~'

-v, m, v, CEKli:- KREl'ANJE YAH.

OBRATKA

0 jednostrukog nadole 1 V2 '" VI dvostrukog miruje 2

~1"'OO2 V", (Vt 'dvostrukog . liadole 3 V2 ) Vt dvostrukog nagorfl 4 ) 0

0 jednostrukog miruje (nadQle) 5 V2 '" VI dvostrukog nagore 6 ml (m2 V.2 (Vt dvostrukoR !poinetan (miruie) 7

'--- -V2 ) Vt dvostrukog pokretan (miruje) 8

66

4. FUNKCIONALNI SISTEMI

Obezbedjenje izvrsenja zahtevanih funkcija masine - obradnog siste­ma - ostvaruje se projektovanjem i realizacijom funkcionalnih podsistema, ito:

geometl'ijskog (OE); kinematickog (KI); energetskog (EN); materijala (MA) i upravljacko-informacijskog (UI 11a slid 3.02.J.

4 01. GEOMETRIJSKI SISTEM

Ostvarenje osnovnog pitanja kvaltteta predmeta rada, pri cernu je njegova geometrijska tacnost najmeritorniji pokazatelj kvaliteta, namece impe­rativno neophodnost ostvarenja geometrijske tacnosti u polozaju radnih eleme­nata masine i time obezbedjenja izvrsenja ove njene veoma znacajne funkcije.

Skup svih mera - dimenzija i tolerancija - elemenata masine i masine posmatrano u cehnL predstavlja geometrijski sistem. Pitanje dlmenzija eleme-­nata masine se resava metodama proracuna masinskih konstrukcija sa aspekta njihove evrstoce iii krutosti, zavisno od toga sta se nameee kao imperativ, a pitanje tolerancija je problem tacnosti kl'etanja i problem mel'itornih polo:z.aja radnih delova maSine, odnosno problem, posmairHno u celini, ukupne tacnosti masine koji se resava teorijom tolerancija i teorijom mernih lanaca

Oeena kvaliteta ostvarene masine za obradu deformisanjem sa aspek­ta geometrijske konfiguracije se Vl'si identifikacijom njene geometrijske tacno­sti u svim reZimima racla i mogu{':ih opterecenja, pri cernu se to ostva:ruje ispi­tivanjem i merenjem geometriskih veli'Cina, te njthoviom uporedjenjem sa doz­voljenim maksirnalnim oc!stupanjirea, koja zavlse od' 'tipa ma§ine sa jedene

strane, a sa druge tolerancijskog polja izrade predrneta rada, odnosno namene ma.~ine sa aspekta kvaliteta izradka

p,

Slika 4.01. Shematski prikaz jzvrsnog dela masine i alata za prosecanje i probijanje: 1 - pritiskivac, 2 - yodj­ice pritiskivaca, 4 - probojac i 4. - rezua ploca

Primera radi, aka je dozvoljeno odstupanje radnih delova alata za prosecanJe i probijanje u horizontalnom Pl'8VCU ± Xl. kako je prikazano na slici 4.01., tada odstupanja izvl'snog deia masine (pod) od pravca teorijske putanje (osa simetrije), bilo zbog procepa pv u vodjicama, bilo zbog clasticnog defol'­misanja elemenata masine i musine u celini. iii bilo kojih drugih razloga (tem­peratura, koaksijalnost, ovainost i s1.) mOl'aju biti manja ad doz<voljenih.

4.02. KII\'EMATSKI SISTEM

Kinematski sistem ima zildatak da obezbedi medjusobno kretanje aJata i predmeta obrade u svim fazama preoblikovanja pripremka u izradak. sto znaci da obezbedi njihovo kretanje po utvrdjenom zakonu, definisanom oblikoro putanje i zakonima promene brzina i ubrzanja (usporenja).

Ovl zakoni su od izuzetne vaznosti. i to pna elva (putanja i brzina) za proees preoblikovanja, Ii tred (ubrzanje~usporenje) za poznavanje radnih opterecenja ma§ine.

Naime, poznavanjem pUianje powaju Sf'. stepeni def ormacije materi­jaIa koji se obradjuje, a poznavanjern zakona promene brzine defol'misanja zna S8 i zakon njegoye brzine clefoI'roacije, ij. znaj1.1 se dva najrnel'itornija faktora u oblasti iehnologije pllLc,:1.icnog deformisanja materijala.

S druge strane, poznava.njem zakona promene ubrzanja (usporenja). i to narocito elemenata masine velikih masa (kao Sto su zamajac u mehanickih presa, pritiskivac i elI'')' dolazi S8 do intenziteta inercijalnih sila, Cije vl'ednosti, cesto U o1'1h rnasina nisu male i efekti njihovog dejstva mogu imati neieljene posledice ako se zanemare.

68

4.02.0t Idealni zakoni kretanja

Na slid 4.02. prikazan je centrii'::no postavljen krivajni uwhanizam -kinematicki deo pogonskog sistema mehanickih krivajnih maSina za obradu deformisanjem i za njega idealni put tatke B (hpi) biee:

i da je:

hpi' L + R - (DC + eE) "L + R - (R·cos~ + L· cos~)

v u

~~-r-. ..

. ,~ ..

h h

Slika 4.02. Krivajni mehanizam i idealni zakoni promene brzine i ubrzanj<l.

Kako iz trougiova OAC i ABC sledi:

sina'" fR' sinl{)

(l ~ ,;t 1},5 cosa:: (1- sill a) , '" (1- fa' sin!f!)

f~ 4

sin'I{} il$ 0

(4.01)

(4.02.)

(403)

(4.04)

ier su: sinif' s: 1 i fn ~ 0,2, to se posie njihovih zamena u jednacinu (4.0i) i ·sreeljivanja dobija:

fR 1 ( ) hpi " R·[(1- cosw·t) + ·T· (1- cos2·w·tl 4.05

Diferenciranjem putn po vremenu dobija se idealni zakon proroene brzine:

Vpi'" _dhpi ",R·W·(sinttl't + _f_R_·sin2·W·t) dt 2

(4.06)

Daljitn diferenciranjem izraza (4.06) po vremenu dobija se idealni za­kon promene ubrzanja:

d Vi., ) Upi '" _.....R_ '" R· flJ' (cosw't + fIt· cos 2'W'l

dt (407)

Ovi idealni zakoni u fnnkciji puta su prikazani graficki na slid 4.02,

69

4.03. ENERGETSKI SISIEM

MaSina za obradu materijala deformisanjem predstavlja jedinstven i veoma kompleksan fizicki objekat. Njeno fi1.icko stanje (u periodu mirovanja) 1 njene promene stanja (u periodu rada) definisu njene fi1.icke velicine izraiene kvantitativnim merama.

Analizom pokazatelja fi1.ickog stanja, kao i promena stanja masine kao fizltkog objekta, doIaz! se do toga da se svi oni mogu svrstati u dye grupe, ito:

prvu grupu pokazatelja, koji izrazavaju promenu stanja i cije se kvantitativne mere menjaju u obredjenom dijapazonu velitinn sa vremenom i drugu gl'UpU pokazatelja cije sU vrednosti nepromenljive i nezavis­ne od re7jma rada masine, pa time izrazavaju stanje musine koje ni­je funkcija vremena.

Prvu grupu cine tZY. pel'formanse ma§ine, koje i1.razayaju njene teh­noloske mogucnosti, kao sto su: defol'maciona sila, deformacioni rad, hod izvrs­nog dela masine, broj radnih ciklusa u jedinici vremen&, itd.

Dl'ugu grupu cine karakteristike bitne sa opst.eg tehnickog stallovi§ta kao sio su: masa ma§ine zbog utemeljenja, iIi gabal'itne mere rnasine zbog de­finisanja prostora u kome se moze stnestiti masina u proizyodnim halama, i sf.

4.03.01. Elementi promeue stanja

Promenu stanja - primera radi, kretanje izvrsnog dela ma~lne i ost­varenje dejstva alata na predmet obrade - izaziva dovedena energija tnaslni. Nairne, funkcionisunje masine bazira nn definiciji energije, pl'i cernu SA pod pojmom energija podrazumeva sposobnost za obayJjunje rada sa ciljem promene stanja odredjenog fizitkog objekta

S tim u vezi, vaine su pojmovno jos dve kategorije, odnosno definici­je fizickih pokazatelja, kako bi .se korektno ra:rrnatrali enel'getski ~istemi, a to su:

rad, koji je po definiciji kolicina energije uneta u fizicki objekat a koja izaziva odredjenu promenu njeguvog stanja i ' snaga, koja pl'edstavlja kolicinu llnete enel'gije U jedinici vremena za izYl'senje odredJene promene stanja

Iz !znetog se vidi da su i1. Qsnovne kategorije - energije - i1.vedene druge d ve - rad i snaga

Da hi se pratio tok energije kro1. ffiaSinu j odrazavanje njenog dejstva na fi1.icke veheine kojima se izraiava promena stanja masine kao obradnog si­stema, koji fi1.idd nlenja stanje predmeta abrade plasticno ga deformiSud, de­finisu se generflino energetski uredjaji kao i vrste energije, kojl S8 kOl'iste u

70

~~sin~ za,oBradu, d~Formisar~.jem.

Masin~e ia 'obradti ~efor'Iriisahjem' kOrlste'· uglavnom ~l~d'ec~ vrs~e energije, ito:

;.' - ~el;anicku; elektricnu, i. 'toplotnu, ,

a ad energetskih uredjaja:

- konyertore; prenosnike i akumulatore ..

Konvertori enerfp.j'e vrse pretvaranje jednog vida energiJe -u" drugi vid. Prirnera radio elektromotor je konvertor .:koji'- pretvata elektricnu energiju u mehanitku, i on se danas, uglavnorn, koristi kao"pogonski element u masina za obradu defol'misanjem, jer u poroojenju sa drugim konvertorima {motori SUS, turbina i dl'J ima sledece nezamenljive prednosti, ito:

yisok stepen iskoris6enja'dovedene energije u' procesu pretvaranja elektricne u mehanicku: jednostavan doyocl elektl'icne eriergije do rnotora:

- visoka pouzdanost u radu: ne zagadjuje zivotnu sredinu; bezsuman rad i td:

Konvel'tori energije su osnovni sastavni cleo energetskog deia pogon­skog sistema syih masina 1.a obl'adu materijala deformisanjem.

Prenosnici energija Stl elementi -koji prenose enel'giju i1. -jedne tacke u drugu tacku, a u maaina za obraJu deformi8anjem se koriste:

mehauicki - poluge, natila, zupcanid i s1.; - elektl'icni - elektricn:i provodnicl, tni'nsformatori i 81. i - fluldni - stis-!jiv i np-sHsljiv fluid (vazduh,_gasovi i 81.. odnosno vo-

£la. ulja, emulzije 1 s1.).

Akumulatori energije su elementi koje odlikuje sposobnost da u odredjenom vretnellskoIn intervalu prime odredjenu kolicinu· energije i da istu u nekom drugom zeIjenom VI'omenskom intervalu u nei1.menjenom vidu preda­ju. U masina za obradu deformisanjem se koriste uglavnom:

- mehanicki akumulatori - zatnajci - ciIindricni elementi relatlvno velikih momenata inercije, kOji akumuliraju energiju na taj naein sto 1m se povecava broj obrtaja u jedinici vremena, odnosno raste ugaona brzina i

- akumulatori fluid a povi§enog potencijala su elementi koji akumuli­l'aju odredjenu koliCinu potencijalnft energije akumuliranjem odgo'· varaju6e kolicine fluida odl'edjenog povisenog priti~ka.

71

Kanacno, ns osnovu izlozenog moze se zakljuciti da masina za obradu deformisanjem predstavlja koncepcijski sklop elemenata sledecih funkcija: konverzije energije, njenog prenosa i njene akumulacjje, pa se kao fizicki objekat maze iskazati shematski. kao sto je to u6injeno na stiei 4.03., sa elsto energetskog aspekta, imajuci pri tome u vidu da ne postajl U cituvom tom

. sklopu mesio gde ne dolazi do disipacije energije. odnosno do pretv8ranja jed­nog vida energije u nezdjeni vid, jer on predstavlja gubitak sa aspekta kori­stenja energije za plastic no preoblikoyanje materijala

Slika 4.03. Kompleksni model rnasine kao energetskog sist.ema.

Analizom kompleksnog modela, prikazanog na slid 4.03., mogu se po­staviti osnovne relacije kOje iskazuju;

72

- kvantitativrlO protok energije kroz rnasinu;

(408)

- i relativno - preko stepena iskoris6enja - pararnetra kOji predstav­Ija 'veoma ilustrativan pokazatelj Sflvrsenosti musine sa energetskog stanovjsta.

Slika 4.04.

~ B ~ . J-f£" ... ~-.. -~

.2'! ;=--!'ik::~

,1,1,0,.,. f~j Shem3.tski prikaz krivajne prase: 1 - konvertor (elek­trornotor), 2 - akufflulator energije (zamajac) i 3 _ prenosnik (krivajni lnehanizam sa pritiskivacem).

(4.09)

Prate6i tok energije u toku jednog radnog ciklusa, od ulaza do izlaza na primeru krivajne prose u kojoj se sabija cilindricni elemenat, sto je prika­zano shematsb U8 slici 4.04., gde BU: 1 - konvertor (elektromotor), 2 - akumu­lator energije (zamajac) i 3 - prenosnik (krivajni mehanizam sa prltiskivacem), maze se sagledati dinamicko-energetski bilans preko grafika na slid 4.05., gde Stl na ordinati oznacena snaga (P), odnosno ugaona brzina (W) i apscisi vreme (t).

Na slici 4.05., puna izyucena linija ABeDE predstavlja zakon promene snage fiotora [Pm'" Prn(t)] u toku jednog radnog ciklusa (tJ, a isprekidana lcriva linija BC zakon promene snage zamajca [Pz '" Pz(t)] u peridu obrade (tab). Linjja FGHJI predstavlja zakon promene ugaone hrzine motora [W m '" " Wm(t)] u toku jednog radnog ciklusa (tc ), a linija tacka crta zakon prome­ne ugaone brzine rotacije zamajca [Ulz " Wz(t)] u 1stom vremenskom intel'valu (tc).

PrecipostavljajuGi da se sva raspo}oziva energija ffia§ine (Wr ) utro§i na .plasticno deformisallje predmeta rada (Wk), tj. zanemarujuci gubitke ener­gije koji nastaju nu relaci.Ji alat - predmet abrade, na osnovi dike 4.04., se clo-bija: hob

W, .• Wk • J F(h) dh (4.10) o

S dl'uge strane (vtdi slike 4..04. i 4.05.)u periodu obrade predmet ra­da, prot!veci se clef ormisanju, dejstvuje na pogonski sistem mai;ine tako, cia ze­li da ga zaustavi, sto dovodi do pada ugaone brzme rotucije motora i zama~ca ka.o spregnutih elemenata. 01'0 dovodi do porasta njihove snage, odnosno m-

p -- Pm= Pm( t)

Pz=Pz(j)

Wm= tJ m{ t )

__ ,w,~ w,1 t)

Slika 4.05. Dijagram promene snage pogonskog sistema Ina.§ine.

73

tenziynijeg predayanja energije predmetu obrade, sto ima za posledicu poveca­vanje opterecenja na obradak i povecavanje napona u njemu, Cija je posledica povecavanje njegoyog stepena deformisanja Prema tome, iz iznetog i slike 4.05. sledi da je raspoloziva energija:

gde sU:

tp:r+tob

W:r :: Wz + W~ = 0,5' Jz' (W;t - w;':d + J PIllet) dt - Pph' tob (4.10) tpr

Pph - snaga motora pri praznom hodu ma§ine; PIllet) - zakon promene snage motora za yreme obrade Cod tacke A do

tacke C ua slid 4.05); _ deo energije zamajca utrosene na deformisanje pl'edmeta rada

(horizoutaluo srafirana povrsina na slid 4.05); W~ - deo energije motora utrosen u periodu obrade na deformisanje

predmeta rada (vertikalno srafiraua povrsina na slid 4.05); W~ - deo energije motora utrosen u periodu obrade na savladjivanje

otpora kretanju pogonskog sistema; _ ugaona brzina rotora motora koja odgovara snazi praznog hoda; - ugaona brzina rotora motora na kraju procesa sabijanja; • - prenosni odnos motor - zamajac:

nomiualna ugaona brzina rotacije zamajca.:

Wm, WZI '" -.-­

lmz (411)

Wtl ugaona brzina rotacije zamajca na kraju p~ocesa sabijanja:

Wrn2 Wzz '" --;--

1mz

Kako je izgubljeni deo energije:

(4.12)

(4.13)

to S8 dovedena energija dobija sahiranjem energija izrazenih jednaMnama (4.10) i (4.13)

tpr+tob

W d "' 0,5' J.z· (W;I - W!2) + f Pm(t) dt + Pph' (tc - tob) (4.Lt) (pr

Do dovedene energije se moze doel i preko izraza.:

te

Wd'" f Pm(t)dt , s obzirom da je:

74

tpr+tob +tpe

Wz " 0,5' Jz' (W;t- Ul;2) + f Ptn(t)dt::: Wmpe tpr+tob

(4.15)

(4.16)

gde su: Wrnpe - euergija motora kOja se utrosila na dovodjenje zamajca na no­minalnu ugaonu brzinu rotacije (koso srafirana povrsina na slid 4.05.) i

tpe - ¥reme vracanja energije zamajcu od strane motora, tj. po pres-tanku dejstva predmeta rada ua masinu, motor visak snage trosi na ubrzanje zamajca i to na taj naNn sto mu nado­knadjuje izgubljenu euergiju u periodu abrade.

Uhacivanjem vrednosti iz izraza (4JO)i (4.14) u izraz (4.09), dobija S8

stepen iskoriscenja:

tpr+tob

0,5' J.(.. (W~I - W~2) + J Pm(t) dt - Pph' tob t.pr

tpr+tob

0,5' Jz' (W!,- W!2) + f PIll(t}dt + Pph' (tc - tob) t pl'

iii vrednosti iz izraza (4.13) i (4.15) u izraz (4.09):

Pph' tc

te

f PmCddt ,

(4.17)

(4.18)

Iz svega izlozenog u ovom poglavlju, s obzirom na povezanost energet­skog i kinematskog sistema u jedinstvenu funkcionalnu celinu, kakva je maS-i­na za obl'adu deformisanjem, a zavisno od koncepcijskih i konstrukcijskih 1'e­senja syih njenih elemenata, analizama toka ene1'gije i kretanja pokretnth deloya, dolazi se do definisanja svih relevantnih energetsko-dinamicko-kine­matskih parametara kOji izrazavaju kvantitativno i kvalitativno mogucnosti mailine kao ohradnog sistema, tj. dalazl se do njenih peri'ormansi koje omedju­ju clomen primene svake odredjene ma.sine.

4.04. MATERlJAL

Materijali koji se koriste u izradi masina za obradu deformisanjem su veoma sil'okog spektra i predstavljaju osetljivo i slozeno pitanje, jer funkcije sa jedne straue i uslovi rada sa druge strane elemenata masine su, ne sarno vrlo razllciti, vee cesto i oprecni. sto komplikuje problem izbora materijala.

Kako svaki podsistem u ma§ini (noseea struktura, energetski deo, ki­nematski itd.) predstavlja posehnu p1'oblematiku. to je i problematika izbora materijala od kOjih se izradjuju njihovi elementi posebna i specificna, pa ce 0

materijalima biU vise re6i u poglavljima gde ce se posebno tretirati osnovni

75

podsistemi maSina za obradu deformisanjem.

4.05. UPEA VLJACKO-INFOEMACIJSKI SISTEM

Dpravljanje radom m8sine za obradu deformisanjem, odnosno njenim l'ezimima se ostvaruje:

- klasicnim upravljai':kim sistemima i - prograrnskim upravljackim sistomima.

Klasicni upravljacki sistemi dominiraju U ovih masina, i danas postoji veoma siroka lepeza oyih sistema raz!icitih, kako po koncepcijskom, tako i po konstrukcijskom 1'8Senju, pa Sli tako razvijeni: mehanicki. elektricni. pneumat­ski. hidraulicki, opticki i najcesce kombinovani. ·sto je dato na slid 4.06.

Slika 4.06. Klasifikacija upravljackih sistema

U programskog upraYljacko informacijskog sistema se razlikuju uglavnom dva Upa, odnosna trl tipa. s obzirom da je treCi jos tendencija:

spoljasnji sistem. koji se nalazi izvan obradnog sistema - ma.sine. i koji obuhvata razl'adu tehnoloskog postupka i busenje traka koje direktno upravljaju maSinom·,

- unutrasnji sistern je u samoj masini i preclstavlja ustyari neki unu­t.raSnji komunikaciono-informacijski sistem kOji prenosi signale iz­medju elemenata masine sa ciljern izvrsenja odredjenih njihovih funkcija i

- jedinstven sisiem. kOji tl"eba da poveze spoljasnji i unutl'aSnji 81-stem u jedinstvenu ceHnu izgradnjom programske podrske (softwa­re) i oclgoV31'ajucih fizickih jedinica (hardware).

Ilustracije radi, daju se elementi upl'avljackog sistema bazil'anog na mikt'0pl'ocesoru, pri cernu je 11 drju sistematizovanja resursa potrebnih za savremeno upravljanje obl'adnim sistemima u tehnologijama abrade deformi-

76

sanjem, izdvojeno osam tipava resul'sa, sto je shematski pl'ikazano na slici 4.0?, ito:

- centralni procesor sa memorijom; - clayaei; - prijemnici; - izvrsni organi; - izlazni stepen;

organizacija sistema i - zastita.

Slika 4.07. Elementi upravljackog sistema baziranog na mikroprocesoru.

Za pravilno funkcionisanje uprvljanja obradnim sistemom neophodno je postiCi odgovarajuci izbor resursa i obezbediti zastupljenost svih tipova l'esursa.

Centralnt procesor sa memorijom. Izbor centralnog procesora upray­ljackih sistema masina za obradu deformisanjern n~ maze bazir.Bt.i na br.zi~i mikroprocesora (taktu) broju bitova koji se paratelno ohradJuJu .. (8-bltm. 16·-bitni. 32-bitni), pa S obzirom na problem. vise paznje treba posveHt1:

- bogatstvu ulazna/izlaznih naredbi; - broju prekida; - braju raspoIoZivih nivoa prekida;

mogucnosti pI'ikljucenja ulaznolizlaznih kola; . - tehnologiji izrade mikroprocesol'a i pratece elektromke; - alatima za razvoj soff-vera (jezik "C", UNIX"); - raspolozivoj Iiteraturi i

ceni razvojnog alata i kompletnog upravljanja u buducoj masovnoj eksploataciji.

Kako se pitanje izbora najboljeg mikl'opl'ocesal'a egzaktno ne maze

77

dokazati, to bitnu ulogu pri njegovom izboru ima raspolozlvost (mogucnost na­bavke) S jedne strane, a s druge iskustvo projektanta

Davacl Pod davacirna se podrazumevaju svi tipovi pretvaraca ne­elektricnih veliCina u elektricne veliCine, a koji se koriste da bi 5e sa obrad­nog sistema dobili relevantni podaci za upravljanje.

Dayaci se mogu podeliti u dve velike grupe na osnovu karaktera elektricIle ve1l6ine koja odrazava realnu fizicku pojavu. i to na:

analogne i na digitalne.

Analogni davaci fizicku veli6inu pretvaraju u analognu elektricnu veli6inu, a digitalni dayaN fizieku veliCinu predstavljaju, na razli6ite naeine, diskretizovanim elektri6nim veliCinama.

Prijemnici su elektronska kola koja su neposredno povezana sa da­vaCima. Zavisno od tipa davaca i prirode procesa mogu se izdvojiti tri qrupe prijemnika, i t.o:

analogno! digitalni konvertort broja6i i digi talni ulazi.

Izvdni organ! su elektromehanicki uredjaji kojima se neposredno upravlja obradnim sistemom. Tu spadaju elektromagnet.ne spojnice i venUli, motoTi, pneumatski venUli, oilindri i slieno.

Konvencionalni izvrsni organi mogu se podeliti u dye velike grupe prema zahtevu za upravljanje, i to na:

analogne i na digitalne.

Analogni izvrsni organi zahtevaju analogno uprHvljanje kao npr. neki tipovi rnotora Digitalnim izvrsnim organima moguce je upravljati digitalno.

Razvoj upravljanja dovesce, verOYatno, i do potl'ebe cia se pojedinim izvrsnim organirna, kojima se sada upravlja digitalno, upravlja analogno.

Izlaznt stepen predstaylja skup elektronskih kola kojima 5e nepos­redno upravlja izvrsnim organom. Zavisno od tipa. izvrsnog organa i potreba upravljanja mogu se izdvojiti sledece grupe izlaznih stepena ito:

njegov

78

digitalnol analogni konvertori: digitalni izlazi (Iecevi) i brojaci.

Algorltam odlu~ivanja je stozer celokupnog uprav1jackog sisteriia i konacan izgled presudno zavisi od- sposohnosti sporazume-vanja, specija-

I1~ticij~z~~nja-'i kreativnosti multidisciplinarnog Hma koji resava upl'avljanje. Nil' algoritam odlucivanja bitno uticu i izabrani elementi upravljanja 0 kOjima je "rec. ~ OVOID: pogIa~lju,.:

Organizacija Sistema u mllOgome zavisi od konacnih ciljeva projekto­vanog upravljackog sistema. S obzirom na brzine i paralelnost (nruzmenicnost) procesa u: o;,,;oj faxi, razvol<L. upr~vljanja rnogu6e je sistem organizovati centrali­zovano - sa jednirn mikropl'ocesorom kao iskljucivim centrorn odlucivanja -slika 4.08. pod a

a) Centralizovani sistem upravljarija,

I !1IKROPRO!:ESOR lA UPRAVLJRHJE I RElI!1011 RADA ------_ .. ~ ,-,

b) Dece~~ralizovani sistem upravljanJa.

Shka 4.08. Moguci tipo-vi organi:ladje sistem3. upr,~vljanja ..

79

Dalji rai\'oj upravljanja i povecanje slozenosti zahteva na pojeclinim tackama upI'avljanja i fleksibilnost uprBvljanja, odnosno zahtevace autonomno ocllucivanje na nivo'll pojedinih segmenata upravljanja i fJovezanost u jedinst­veni sistem - sto predstavlja distrihuirani sistem upravljanja - slika 4-.08. pod b. Veza izmedju centl'alnog racunara (HOST) i pojedinih. centara odlucivanja odrazavala bi 5e preko komunik_ucionih linija.

Za.sllta Kada se gu\'ori 0 :wstiti na ovom mestu se podrazumeva;

zaStita od nepravilnog rada i zastita od neovlascenog koriscenja.

Zastiia od nepravilnog rada obuhvata zastitu od ~umova na ulaznom slElpenu kao i galvansku zaStitu upravljacke elektronike (uPI'. optocupler) od naglih promena i velikih siruja kOje karakterisu izlazne organe i uopste jednu industrijsku sredinu.

Za§tita od neovlaScenog koriscenja bi obuhvatila mere Upa lozinki za sprBcavanje neov}ascenog koris6enja i korake kOji so mogu preduzeti u cilju sprecavanja kopiranja hardverskih rMenja u slucaju masovnog koriscenja u inciustriji.

Ne ulaze6i dublje 118 O1'om mestu u rasmatranje upravl.jacko-infoI'ma­cijskih sistema, jer ce tome bitt posvecena posebna paznja u cetyrtom delu ove knjige. od vaznosti je na oyom mestu ista6i da pojava j razvoj ra6unill'a treba da dovccie do znacajnih promena u upraY]jackom sistemu i u masinn za obra­du deformisanjem.

MedJutim, problem raz-voja programskih upravljackih sistema na ovim vrstarna masina je, sa jedne strane, 11:

- specificnostima njihovih koncepcijskih resenja i - u uslovima njihovog l"ada,

a sa dl'uge, neophodnosti l'azresenja problema autornatizacije ovih mMina, 0

cernu se vise govori u poglavlju modernizacija matina.

Polazeci od poznatih zahteva. koji se postavljaju za obradne sist.eme na koJima se primenjuje programsko upravljanje, a to su;

krutost sistema; pouzdanost i taenost, odnosno ncpromenljivost u yremenu kine mat­sklb zakona i veliCina kretanja elemenata maS!ne i neophodna osetlji"vost prenosnog sistema,

maze se konstatovati, da bas ovi osnavni uslovi nisu ispunjeni Da rnasinama za obradu doformisanjem.

Nairne, spec:ificnosti masina 9.a obradu deformisanjern se ogledaju U

sledBcem, i t.o:

80

1. Izrazito visokim spoljaSnjim optere6enjima najrazlicitijeg karaktera, sto se odrazava na:

- ve!iiSine elasticnih deformacija, kako elemenata masine, t.ako i maSine posmatrano u colini; na pojavu inercijalnih sila razliiSitog intenziteta, pravca i smera; na pojavu vibracija i na promenu rnedjusobnog polozaja deloya alata u procesu obliko­vanja predmeta rada.

2. Znacajnirn termickirn opterecenjima prf obradi u vrucem stanju, sa oStrim gradijentolll protnene temperaturskih polja, ito:

unutar same maSine, odnosno sire sredstava rada i u prostoru ako njih.

3. Nepouzdanosti zakona kretanja elemenata maSine, ito:

- i po karakteru i - po intenzitetu,

sto je oCigledno na primeru promene hoda pritiskivaca u hidrauli­ckih presa sa prornenom intenziteta otpora deformisanja, ili prime­ru promene zakona kretanja izvrsnog deIa krivajne prese ("idi po­glavlje 6.).

4-. Otezani usloYi izmene alata u radnom prostoru ma.§ine zbog njiho­Yih dimenzija i masa.

5. Ra1.novrsnosti tehnologija obrade materijala koje se mogu ostvariti u istoj maiiini.

U vezi klasicnih uprav1jackih sistema, ne ulazeci na o-vom mestu u sira rasmatranja i analize njihovih koncepcijskih i konstrucijskih resenja, neo­phodno je naglasiti, da svi oni - zbog za.stite opslufioca - obavezno imaju tro­sistemsku komandu, ito:

- noznu; - jednorucnu i

dvorucnu, odnosno u slucaju vise opsluzioca: ceiyororucnu, sestol'u­cnu ltd., zaviSllO od broja ops!uzioca.

Navedene komande su tako resene da jedna komanda druge koman­de iskljucuje, i direktni opsluZioc masine ne moze pre6i iz jedne - napr. dvo­ruene, na bilo koju drugu - nofnu iii jednoI'ucnu,

Prva dva naCina upravljanja. se koriste samo u s}ucajevima kada po­sioje zas-titni sistemi koji sprecavaju prisustvo ruku ops!uzioca u radnom pro­storu masine za Vl'eme odvijanja procesa. iii aka je koncepcijsko resenje alata tako (tzv. zatvoreni alat) da prsti i ruka opslu'i.ioca ne mogu doci u opasnu zonu.

81

eni:

5. OPTERECENJA MA8INE

Kako su elementi IfIasine i masina U ceiini, kao fizicki objekti, izloz-

dejstvu optere6enja kOja se javljaju kao posledica preoblikovanja materijala (deformaciona sila) i dejstvu dl'ugih poremecajnih sila, kao sto su inercijalne sile,

to je sa stanoviSta - sagledavanja dejstva poremecajruh sistema, a narocito sa aspekta problema staticke i dinamicke krutosti. koji se tretiraju u poglav}ju 6. - neophodno poznavanje meritornih opterecenja

U zaviSIlosti od vrste Ina.sine: statickog. staticko-dinamickog iii dina­mickog dej.s:tva, opterecenja mogu hiti:

- staticka i - dinamicka.

Kao staticka opterecenja se tretiraju:

- opterecenja od masa njenih elemenata i ukupne mase masine; - od mase predmeta racia; - od mase alata i

od optere6enja koja su posledica suprostavljanja materijala promeni oblika u masina statickog dejstva, S ohzirom da su brzine kretanja izvrsnog dela ovih maSina relativno male,

a dinamicka:

- periodic no promenljiva - impu}sna - optere6enja; - inercijalne sile i

- druge spoljasnje pohudne sile, kao sto su napr. pobudne sile izaz-vane vibracijama okoline.

83

U masina statickog dejstva 8U od interesa sarno poslednja staticka optere(~enja (opterecenja ad deformacione sile), jer Sll ana takvog intenziteta da su sva druga neznatna u odnosu na njih, pa se kao male veHcine drugog reda zanemaruju.

Zakon promene def ormacione sile u toku abrade predmeta rada predstu.vlja za maSinu spoljasnje opterecenje merodavno za dimenzionisanje njenih elemenata Medjutim, zakon promene deformacione sile, a to znaci i zakon promene opterecenja mruiine, prvenstveno zavisi od vrste obrade materi­jaia deformisanjern, odnosno metode kojom se oblikuje predmet rada.

Po usvojenoj klasifikaciji sve metode obrade materijala deformisan­jem se svrstavaju u tri vrste, ito:

- obradu odvajanjem materijala: - obradu plasticnim deformisanjem j

- kombinovanu obradu.

U prvu vrstu spadaju one metode pri kojima 5e materijal optere6uje do graniee pri kojoj dolazi do razdyajanja cestica materijala i time do odvaja­nja predmeta rada od ostalog dela materijala. U ovu vrstu spadaju: prosecanje, probijanje, sec-enje itd.

U drugu vrstu obI'ade spadaju one metode pri kojima se materijal opterecuje iznad graniee razvlacenja, ali ispoel graniee kidanja. sto znaci da se obrada vrsi kada je materijaI doveden u stanje plastienog te6enja, tako da se trujno deformise. U OYU yrstu spadaju: savijanje, duLoko izvlacenje, istiskivan­je, kovanje ttd.

U trecu vrstu spaclaju one metode prl kOjima se lstoVTemeno obavlja odvajanje materijala i njegoyo plasticno deformisanje.

Sve nayedene metode imaju podvarijante, medjutim, sve te podvari­jante spadaju u jednll od navedenih obrada i njihovi zakoni promene defor­mad one sile u t.oku izrade precimeta !'ada su isti ili slicni. pa se radi toga na­dalje analiziraju sarno pl"edstavnici obrada sa svojim karakteristienim zakonima promene sileo

5.01. srVARNI ZAKONI PROMENE OPTERECENJA

Na slid 5.01. su grafl.cki prikazani karakteristicni zakoni promene sile deformisanja za pojedine vrste obrada, ito: 1 - staticko sabija~je, 2 -izylacenje, 3 - savijanje, 4, - istiskivanje, 5 - odvajanje i 6 - fazonsko saYijanje sa poravnjayanjem dna

Da bi se mogli uporedjivatl i analizirati pojedini zakoni promene de­formacione sile po yrstama obrade, pretpostavljen je za sye met.ode isH hod

84

obrade (hob) izvrsnog dela maSine, a pri izradi elemenata odvajanjem: hob '" = S, gde S predstavlja debljinu materijala. Takodje je pretpostavljeno da 8U u svim slucajevima maksimalne sile deformisanja iste, tj.: Flmax '" F:tmax = F3max=

'" Funax '" Flimax::: F,max.

Medjutim, analize ukazuju da za probleme 11 vezi sa elasticnim de­formisanjem, odnosno oseiloyanjem obradnog sistema i njegoyih elemenata, taenost zakona promene opterecenja nije bUna, vee da je od presudnog znaca­ja karakter te prom ene, pa su stoga. radi uproscenja rasmatranja i proracuna definisani karakteristicni - idealni - zakoni promene opterecenja. koji pred­stavljaju ustvari merodavne zakone u pr01'8cunima ffiaSina za obradu deformi­sanjem.

-)(--

2

5

6

Slika 5.01. Stvarni zakoni promene opt.erecenja: 1 - staticko sabijanje, 2 - iz~la~enJe, 3 - savijanje, 4 -:. ist.iski­vanje, 5 - odvaJanJe I 6 - fazonsko SaYIJanJe sa poravnjavanjem dna

502. IDEALNI (lvlERODA VNI) ZAKQNI PROMENE OPTERECENJA \

Analizom stvarnih zakona promene optel'ecenja se dolazi do toga da se svi ani mogu svrstati u tri idealizirana zakonq, ito:

- trenutno rasterecujuc.i zakon:

F '" Fol ' h :; tg ell . h(t) zaO~h~hob (5.0])

prikazan na slici 5.02. pod a., a u koje se mogu svrstati skoro svi zakoni promene sile pri obradama mat.erijala odvajanjem;

- rasterecujuci zakon 11 povratnom hodu:

F '" F01 . h '" tg Ch' hCt) za 0 ~ h ~ hob (5.02)

F, Fa,· (h - h,), tg a,· [h(t) - h.l za hob ~ h ~ h, (5.03)

85

prikazan na slici 5.02. pod b., a u koji. spadaju mnogi zakoni pro­mene sile deformisanja pri plasticnoj obradi materijala, kao sto je obrada sabijanjem, prikazana na slid 5.01. pod 1. i

- l'asterecujuci zakon u l'adnom hodu:

F '" Fo , . h '" tg ~" h(t) za 0 < h < h, (5.04)

F '" Fn '" canst. za h, < h < h, (5.05)

F '" - Fos' h '" tg 0:6 . h(t) za h, < h < hob (5.06)

prikazan na slid 5.02. pod c., a u kOji, takodje, spadaju mnogi zako­ill promene sile, kao sto je obrada saYijanjem prikazana na she! 5.01. pod 3.

Slika 5.02. Idealni zakoni promene opterecenja.

Sva dosadaSnja teorijska i eksperimenmtalna istrazivanja ukazuju da unearizadjom definisani idealni zakoni spoljasnjih optereeenja, dati jednaci­nama (5.01) do (5.06), predstavljaju, ustvart merodavne zakone opterecenja svih masina za obradu deformisanjem, pa svi proracuni bazirani na njima, a kojima se dimenzionalno definise maSina, garantuju ostvarenje masine zeljenih performansi u eksploataciji.

86

6. POREMECAJNI SISTEMI

Ostvarenje idealnog dejstva i rada funkcionalnog sistema spre6avaju poremecajni sistemi, u koje. spadaju:

- nemogucnost ostvarenja patpune staticke krutosti. odnosno elasti6-no defol'misanje elemenata masine pod dejstvom statii5kih sila (SD);

- nemogucnost ostvarenja potpune dinamicke krutosti iii nestabilnost izazvana periodicnim dejstvom opterecenja (DN); temperaturske deformacije (TD); hahanje (HA);

- pouzdanost (PO) i - buka (BU na slici 3.02.).

6.01. STATICK.A KRUTOST

Na slici 6.01., pOZ. 1.. prikazan je uprose en izgled prese otvorenog tipa sa alatom (poz. 2.) i predmetom obrade (paz. 3.) na koju dejstvuje deformacio­na sila (F) - sila kojom se materijal suprostavlja promeni oblika:

(600

gde je: Ak - kontaktna povrsina alata i predmeta rada,

i koja predstavlja spoljaSnje optereeenje masine.

Ova sila iZazjva stati6ko elasticno deformisanje prese u pravcu dejst­va sile, pa se povezivanjem uzrocni!~u njenog elasticnog deformisanja - defor­madone sile (F) i posledice - velicine deformacije (YM), dolazi do staticke krutosti masine:

F YM (6.02)

87

Reciprocna vrednost krutosti naziva se popustljivost:

Slika 6.01. Presa otvorenog tipn (poz. 1.) sa alatom (poz.2.) i predmetom abrade (paz. 3J.

Kako su ffia§ina, alat i predmet obrade u medjudejstvu, i ju jedinstven sistem; to se uvodjenjem pojma krutost alata: .

F YA

i pojma krutost predmeta obrade:

Ko F yo

(6.03)

predstavlja-

(6.04)

(6.05)

maze iZl'aziti krutost sistema (Ks ), masina - alat - obradak sabiranjem velicina elasticnih deformacija:

ys '" YM + YA + yo

i unosenjem vrednosti iz izraza (6.02). (6.04) i (6.05) popustljivosti:

1

Ks

(6.06)

u izraz (6.06) preko sume

(6.07)

gde su: YA - veliana elasticne deformacije alata u pravcu dejstva sile i

88

yo - velicina elasticne deformacije predmeta obrade u istom pravcu, jer se deo pored plasticnog deformisanja i elasticno deformise.

Medjutim, kako su alaU za obradu nmaterijala deformisanjem veorna stabilni, to je i njihovo elasticno deformisanje yeama malo u odnosu na elasti­cno deformisanje masine, pa se, osim u retldm slucajevima, maze zanemariti.

lsto vaii i za predmet abrade. 6ije 5e elasticna deformisanje, kao neznatno. maze, isto tako, zanemariti u svim inzenjerskim anauzama i proracu­nima.

Da bi se odredila ukupna staticka krutost cele rnasine, potrebno je identifikoyati one njene sastavne elemente ciji je nivo uticaja najznacajniji. kao sto su, na primeru prese, noseea struktura i elementi kinematickog dela pogonskog sistema, prikazane na slici 6.01.

Pri ovome. treba imati u vidu, da je u skoro sYih ffia.slna stat1ckog dejstva pitanje krutosti noseee strukture od primarnog znacaja, pa je s toga, na slid 6.02. poz. a., prikazana otvorena nnseea struktura koja 5e moze syesti na:

- otvoreni okvir ABeD, prikazan 11a slici 6.02. poz. b. i - konzola ABC na slid 6.02. poz. c.

A,

"-'Lr :~~B' XA

~ I ~l---n--r> / \

Li::-, I \ '1/ I I I I

r-=.::..:l I I o \ -- C I

l=====-_-d.

a h C.

Slika 6.02. Modeli noseee strukture otvorenog tipa

Iz silke 6.02. se vidi da pri elasticnom deformisanju noseGe strukture dolan do pomeranja tacke A i u vertikalnom (YA) i u horizontalnom pravcu (XA).

Na ovim modelima nosece strukture razvijene su mnoge metode inz­enjerskih prorac'Una nosece strukture ovog tipa, 0 cemu ce biti vise govora u clrui;om delu o· .... e knjige.

Na sHei 6.03, prikazana je otvol'ena noseea struktura sa dye karakte­risticne tacke (tacka 1 i tacka 2), koje ukazuju na nejednakost elasticnih po­meranja pri variranju opterecenja zhog nesimetl'.icnosti noseee strukture. Sas­vim je razumljivo da ee se ova nejednakost razli6ito odraziti i na elemente ve-

89

zane na razlicitim mesUma za nosecu strukturu.

Slika 6.03. Prikaz elasticnog deformisanja otvorene nosece strukture u dye razlicite tacke.

Kako je pogonski sistem sa izvrsnim delom smesten u oose60j struk­turi, s.to ~e vi?i ~z slike 3.06., kao posledica ovih deformacija osa oko koje roti­ra kn:aJ~ krlv~J~og mehanizma se. pomeI'a, odnosno tacka 0 u toku trajanja opterecenJa oSCllira od nekog dOllJeg po}ozaja Od {maSina neopterecena} do krajn~eg gornjeg p~lozaja Og definisanog veli6inom deformacije, koja odgovara m.akslmalno dozvolJenom opterecenju odredjene masine, sto je prikazano na shei 6.04.

Slika 6.04. Elasticno oslonjen krivajni mehanizam.

Neosporno je da se pomeranja tacke 0 odrazavaju na kine~atske ve-

90

Ui~ine kretanja izvrsnog dela maSine (tacka B), pa je:

(6.08)

gde su: hpe - hod izvrsnog dela maSine kada je uzeto u obzir njeno elasticno def ormisanje ;

skivac: menom.

Ahe - elasticno pomeranje tacke 0 usled dejstva deformacione sile F i hpi - idealIia putanja definisana izrazima (3.08) i (3.12) za ekscentric­

no postavljeni krivajni mehanizam iii (4.05) za centricno postav­Ijen krivajni mehanizam.

Znak (+) ili (-) zavisi od zakona promene sile koja dejstvuje na priti­F '" F(t). Znak (+) je kada sila F opada, a znak (-) kada raste sa vre-

Kako je zakon promene elasticnog deformisanja masine u funkciji si­la koje je opterecuju obicno poznat, a daje se u vidu dijagrama prikazanog na slid 6.05., i kako naponi u nosecoj strukturi i svim ostalim delovima masine ne prelaze granicu propordonalnosti, odnosno dozvoljena opterecenja su takva da se sve promene desavaju u domenu gde vail Hukov zakon. to je zakon promene elasticnog deformisanja maSine u funkciji opterecenja izraien li­nearnom funkcijom defirusanom matematickim izrazom:

F

Slika 6.05. Elasticne deformacije mas-ine u funkciji optere6enja.

gde je: eM - ukupna popustljivost masine (vidi izraz 6.03),

pa izraz (6.08) poprima oblik:

(6.09)

(6.10)

Diferenciranjem izraza (6.10) po vremenu dobij~ se zakon promene brzine deformisanja za slucaj elasticno oslonjenog krivajnog mehanizma:

dhpe vpe'" ---

dt Vpi ± (6,11)

91

kao i ubrzanja:

Upe '" Upi ± (6.12)

Na slikama (6.06) i (6.07) prikazanl Sil graficki zakoni ne i uhrzanja za elasticno oslonjen krivajni meharuzam.

promene hrzi-

F ln~ --Vpo Lt

~'\l\_-

/" /

h

H-2R

Stika 6.06. Zakon promene brzine elasticno oslonjenog kr­ivajnog mehanizma.

u

h

h

hob

___ H_",:~ __ _

Slika 6.07. Zakon promene ubrzanja elasticno oslonjenog kriv­ajnog mehanizma.

Na sliel 6.0B. su prikazane otvorena i zatvorena noseea struktura sa elasti6nim linijama, sto i.lustruje oCiglednu razliku pri deformisanju simetricne noseee strukture (zatvorenog tip a) u odnosu na nesimetrucnu noseeu struktu­ru (otvorenog tipa), a sto neminovno dovodi i do razliCitih posledica, 0 kOjima se govori u sledeeem poglavlju 7.

~·-----r---l!. L __ ~ SItka 6.08. Otvorena i zatvorena noseea struktura sa

elasticnim linijama.

Na slici 6.09. prikazana je oh'orena noseca struktura (pod a.) i otvo­rena noseea struktura sa prednil-pregnutim vijcima (pod b,), clme se ilustruje preko elasticnih linija nedovoljno krutu nnseea struktura (pod a.) u odnosu na noseeu strukturu poveeane krutosti (pod b.). Ovim se zeh is1.aei uUcaj

92

koncepcijskog resenja jed nag elementa, kao sto je noseea struktura, na njego­vu staticku krutost, a time i krutost masine u celini,

A'

"--+""~ " , I ')6

6 I A

I _./

I I f

a b. Slika 6.09. Otvorena noseea struktura bez prednapregnutih vijaka

(pod a.) i sa prednapregnutim vijcima lpod bJ

Najzad, teorijske analize i eksperimentalna ispitivanja ukazuju da i u presa - masina statickog dejstva - u specijalnim slu6ajevima abrade maze doCi do dinami6kih efekata, kojt se manifestuju pojavom znatnih inercijalnih sila sa negativnim posledicama, kao i nepozeljnog oscilovanja prese, iako se radi 0

ma<3inama cisto staUckog dejstva

Kriticni zakon promene optereeenja, koji dovodi do iznetih pojava, je prvi idealni zakon definisan u poglavlju 5., jer bez obzira koliko sporo raste opter-ecenje, momenat trenutnog rastereeenja, prethodno elasticno deformisan8 prese - a narocito njene nosece strukture - dovodi do dinamic1r.ih efekata

0 ~

r--- ~j

r-X-X

_.

h

F

Coil < cot1<c.: otJ

I I I , I I

Slika 6.10. Stvarni zakoni promene deformacione sile za tri razlicitu . materijala i razlicite relativne dubine otsecanja

U prak.:si, definisanom prvom merodavnom zakonu su najblizi zakoni promene deformacione sile pri tehnoloskim metodama. abrade koje spadaju u metode razdvajanja materijala (secenje, prosecanje, prohijanje i dr.), i u to u slucajevima obrade onih materijala, cija su svojstva najbliza svojstvima krtih

93

•

materijala u kojih je relativna dubina otsecanja (E ot):

hot

gde su;

s

hot - apsolutna dubina otsecanja i s - debljina materijala,

(6.13)

mala vencina Nairne, sto je relativna dubina otsecanja manja, to je stvarni za­kon promene deformacione 8i1e buti idealnom, sto jasno proizlazi 1z slike 6.10., pa Sll i dinamicki efekti intenzivniji.

Ovo ukazuje na potrebu da se i masine statickog dejstva moraju anali7jrati i proracunati na dinamicka opterecenja, cemu je posveceno nesto vise painje u sledecem poglavlju, a narocHo u drugom delu knjige.

6.02. DINAMICKA KRUTOsr

Stabilnost, odnosno otpornost maSine prema oscilovanju pri dejstvu periodicno promenljivog opterecenja predstavlja njenu dinamicku krutost.

U zavisnosti od uzrocnika kOji dovode do oscilovanja ma§ine iu osci­lovanja nekog njenog osnOTIlog noseeeg dela, kakva je napr. noseca struktura, oscilacije se mogu podeliti u dye vrste, ito:

- oscilacije izazvane spoljasnjim uzrocnidma i - samoizazvane oscilacije iii samopobudne oscilacije.

Prvu vrstu cine oscilacije izazvane neuravnotezenoscu obrtnih masa, kao napr. neuravnotecenoscu zamajca ili usled dejstva periodicno - oscilator­nog kretanja elemenata maSine, alata in predmeta rada, kao napr. pri kretanju pritiskivaca sa alatom u krivajnih maSina za obradu deformisanjem.

Drugu vrstu oscilacija cine oscilacije izazvane dejstvom periodicno promenljivih optereeenja u maSina periodicnog dejstva iii od neravnomernosti opterecenja U IDa§ina kontinuiranog dejstva izazvanih nehomogenoscu materi­jala i yarijacijom uslova obrade u toku radnog ciklusa (vidi poglavlje 2.01.1

Sa koncepcijskog stanovista, samoizazvane oscilacije su od daleko veceg interesa od oscilacija prve vrste, jer oblikovanjem elemenata masine i masine u celini, rasporedom masa, izhorom materijala od kog se izradjuju de­lovi i s1., direktno se utice na stabilnost rna1;ine.

Isto taka, i sa eksploatacijskog stanovista, druga vrsta oscilacija ima veei znacaj ad prvih (problem utemeljenja, odredjivanje rezima rada i sl.).

Razlog oyome len u tome, sto se problem prve vrste osciiacija veoma

94

laka i uspesno resava uravnotezavanjem, kao napr. uravlloteienje zamajca do­davanjem 'masa iii uravnotezavanje pritiskivaca pneumatskim uravnotezivacima

Analogno statickoj krutosti, definise se i dinamicka krutost (!C.i) ocl­DaSaID dinamicke sile, cija je amplituda:

(6.14)

i njaj odgovarajuce deformacije:

Yd ' Yd(O) (6.15)

pa je: (6.16)

odnosno dinamicka popustljivost (Cd)

YdCO) (6.17)

gde su: 0 - ucestanost odnosno frekvencija izazvane oscilacije; Fd CO) - amplituda dinamiCke sile, koja je data kao funkcija ucestan­

osti i YdCO) - amplituda oscilovanja kao funkcija Ucestanosti.

Iz izraza 6.17 se vidi da je dinamicka krutost promenljiva velicina i da je f unkcija ucestanosti.

Radi dobijanja ukupne statiiSko-dinamicke slike 0 maSini, i da bi se u analizu masine kao sistema, pored krutosti, uvele i rnase, neophodno je izv­rsiti funkcionalno povezivanje dinamicke krutosti sa statickom, sto se postize polazeci od uslova da je:

pri cemu ce izazvana deformacija od dinamicke sile (Y d) biU veca od madje koju je izazyala statii5ka sila (y), tj.:

YeI > Y

Uvodjenjem parametra:

fu '" 1:4 Y

(6.18)

defor-

(6.19)

(6.20)

koji predstavlja dinamicki fahor uvecanja, te zamenom vl'ednosti iz jednacina (6.02) i (6.16) u izraz (6.20) a s obzirom na relaciju (6.18), uspostavlja se veza izmedju staticke i dinamicke krutosti:

95

(6.21)

. U slueaju kada je pobudna sila izazvana neuravnotezenoscu deloya, tada zaVlsi od frekvencije. M,edjutim, u slueaju samo.izazvanih oscilacija, ampli­t~da ~~h:udne sile je neZaVlSna od frekvencije izazvane oscilacije (O), pa se din~lcb faktor uvecanja, kao sio je poznato iz teorije oscilacija izrazava J"ed-naCIIlOm: •

fu '" [(1- '1")' + (2· 'I' dl'"

gde 8U: - C - faktor prigusenja:

c· -! w

lJ' - parametar koji izraZava odnos frekvencija:

7 = -"-W

- S - koeficijent gusenja i - Ul - frekvencija sopstvenih oscilacija

fu 4

J

Slika 6 .. 11. Dijagram promene dinamickog faktora (fu) u zavisno­sti ad odnosa frekvencija (q,) i faK:tora prigusenja (e).

(6.22)

(6.23)

(624)

Na slid 6.11. data je z~visnost promene dinamickog faktora (fu) u

96

funkciji od odnosa frekvencija ('1') i faktora prigusenja (t;:), odakle se Yidi da dinamicka krutost (Kd) dostize svoju minimalnu vrednost pri fu max za 0/ :0 1, odnosno za:

o. w (625)

sto predstavlja slucaj rezonance, a to znaci kada je faktar uvecanja:

1 fll " -

2,( (6.26)

Iz jedna6ine (6.26) se vidi:

za C '" 0, odnosno slucaj neprigusenih oscilacija rezonantna frek­vencija je jednaka frekvenciji koja odgovara maksimalnoj amplitudi oscilovanja, a koja je beskonacna;

za C > 0, tj. za slucajeve da postoji prigusi"vanje, sto odgovara reaI­nosH, maksimalna vrednost faktora uvecanja (fumax ) opada sa po­rastom priguSivanja, a time opada i maksimum. amplitude oscilo­vanja i

- sa povecanjem sopstvene frekvencije (W), smanjuje so parametar lJ' i faktor ftl tezl jeciinici, sto znaci da se dinamicka krut.ost priblizava staHckoj, odnosno dinamicka krutost postaje velika.

U vezi sa ovim, a kako je poznato da je sopstvena frekvencija sraz­merna (K' lU-I)°'~ to sopstvena frekvencija raste sa povecanjem staticke kruto­sti (K) i sa smanjenjem mase (m), sto znaci da realizacijom lakih konstrukcija velike siatiee kruiosti se povecava i njihova dinamicka krutost.

AnaJiticko rasmairanje staticke i dinamiCke krutosti nose6ih elome­nata masina za obradu materijala deformisanjem omogucuje samo kval1i.ati-vno ocenjivanje uticajnih faktora, pa, s tim u vezi, i resavanje problema krutosti noseceg sistema preko njegovih koncepcijskih resenja.

Medjutim, do pouzdanih kvantitativrrlh mera utlcajnih faktora se moze doCi iskljucivo eksperimentalnim putem, a cilj ovih ispitivanja je da se dodje do:

ampli tud no-frek'vcntnih zavistiosti; - fazno-fl'ekventnih zavisnosti i - konacno amplitudno-faznih zavisnosti, koje se dohijaju povezivanjetn

prvih dveju.

Ustvari, krajnji cilj dobijanja oblika oscilovanja i utvrdjivanja di­namicke stabilnosti noseceg elernenta masine ,le, sa ,ledne strane, iznalazenje optimalnih konfiguracija. sa aspekta oblika, dimenzija"i masa, a sa druge stra­ne, u realizovanih masina idenufikovanja kriticnih reiima abrade.

97

!

Primera radi, noseca struktura presa otvorenog tipa, prikazana na slid 6.02., izlozena je kratkotrajnim periodicnim opterecenjima znaeajnih in­tenziteta. Uvodjenje energije na oyaj naein u ascilatorni sistem - naseeu strukturu kao elastodeformahilna tela - u kratkim vremenskim intervalima (fob) u odnosu na period slobodnog oscilovanja (tphl doyodi do odgovarajuceg njenog ponaSanj~.

Na osnoyl rezultata lstl aiivanja, koji ukazuju da je osnovni harmonik oscilovanja realne noseee strukture dominantan, dinamicko ponal3anje nosece strukture se maZe rasmatrati preko oscilatornog modela sa jednlm stepenom slobode kretanja, prikazanog na slici 6.12, pri cemu je za kOl'ektno sprovodj­jenje teorijsko-eksperimentalnog ispitivanja neophodno identifikovati:

7117 ~~

Stika 6.12. Oscilatorni model sa jednim stepenom slob ode kretanja

odgovarajuci meritoran zakon promene deformacione sile (stvaran iIi ideahu); .

uticajne faktore procesa abrade (napr.: s - debljinu materijala, tot­

- relativnu dubinu otsecanja, Fmax - maksimalnu vrednost staticke sile ltd,);

- uticajne faktore pogonskog sistema sa izvl'snim delom masine (napr.: vp - brzina deformisanja, H - hod pritiskivaca, n - broj radnih ciklusa u jedinici vremena, ltd.) i

- uticajne faktore nosece strukture (napr.: C - faktor prigusenja, ens - staticku krutost nosece strukture, ttl - sopstvenu ucestanost no-sece strukture, itd.).

Sa druge strane, prva istrai.ivanja u domenu nosecih struktura maSi­a statickog dejstva, optereeenih po prvom idealnom zakonu koje definise j6dnacina (5.01), rezultirala su u konstataciji da ovaj specijalni slucaj static­kog opterecenja dovodi do oscilovanja prese, pa su postavljena dva rnodela sa jednom koncetrisanom masom, prikazana na slid 6.13. pod a. i b.

Za prikazane modele, postavijena je inzenjerska metoda proracuna ?.nacajnih inerci.ja}nih sila teskih elemenata prese, koje dejstvuju u pravcu ose glavnog vratila krivajne prese, cime su mnogi Lmomeni, koji se desavaju u eksploataciji ovih masina, dobHi verodostojnija i egzaktnija tumacenja.

98

y

A ... :l-,e m I

I I I

a

B

b. Slika 6.13. Modeli nosece struktul'e presa otvofeDog !ipa.

Slika 6.14. Nomogram za odredjivanje inercijalne sHe elemenata prese.

Konacni izraz za lzracunavanje inercijalnih sila (Fd elemenata .masine zbog elasticnog deformisanja nosece strukture, dobijen preko navedenlh mo­dela, je:

.lm·(ft·IIl f)' (I) • 2' 11)

. Fn (6.21)

99

gde su: fl ],

(628)

fm'" m, (6.29) m

f, 0 (630) ],

Fn - nominalna sila prese: ffii - masa odgovarajuceg elementa; m - masa nosece strukture i svih elemenata ffiaiiine iznad stuba

nose6e strukture i - moment inercije poprecnih preseka odgovarajuCih elemena­

ta nose6e ;:;trukture.

Na slici 6.14. dat je nomogram iz koga se lako ocitavaju vrednosti in­ercijalnih sila 7.a razlicite konfiguracije nosece stl'ukture i masine.

Kako pHanje staticke i dinamicke kl'utosti masina za obl'adu materi­jala deformisanjem i pitanje njihove stabilnosti primarno zavisi od staticko-di­namickih karakteristika njihovih noseCih struktura, to se avo pHanje detaljnije obradjuje 11 drugom delu knjige.

6.02.01. Prigusivanje

Sa problemom dinamicke krutosti i oscilovanjem noseceg sistema tos­no je po,'ezano i pitanje prigusivanja Ostvarenje prigusenja moze se postiei na razlicite naCine, ito:

- izborom materijala nose6eg elernenta: - ostvarenjem trenja nq. spojevima noseCih elemenata;

dodavanjem masa; posebnim uredjajima - priguSivaCima, amortizerima oscilacija i izborom nacina postavljanja filaSine.

PrigUSivanje u materijalu je osnovni vid prigusivanja. a intenzitet prigusivanja zavisi od Vl'ste materijala. Tako je, vredno i8ta6i s obzirom da je u II1aSina za obradu deformisanjem pitanje krutosti nosece strukture od prvo­razrednog znacaja sa aspekta pOl1aSanja cele masine kao oScllatornog sistema -da Hveno gvozdje ima vecu sposobnost prigusivanja od celika

\{edjutim, t!·eba imati u vidu, da zavar-ena noseea struktura moze imati vecu sposobnost prigusivanja od livene, jer zavareni spojevi povecavaju intezivnost prigu§ivanja, s1.o je ad znacaja pri koncipiranju resenja nosece strukture.

Iako prigusivanje u mater'ijalu predstavlja osnoyni 'vid prigusivanja, njegovo dejstvo je U odnosu na druge vidove relativno malo. Ilustracije raJi,

100

[aktor priguSivanja od materijala se krece u vrednostima od Cp '" 10-' + 10-3 .

Prigu§ivanje trenjem. Na mestima gde se javlja klizanje iIi kotrljanje, a narocito izrazeno na mestima CVfstOg- spoja, trenje dejstvuje prigusujuee, jer na .kontaktmm povrsinama elemenata u spoju vladaju sile trenja, i to u cvr­stirn spojevima znacajnih intenziteta, pa bez obzira na zanemarljivo relativno pomeranje elementa u slueaju cvrstog spoja, deo energije oscilovanja se tl'osi na rad sila trenja. Ilustracije radt, faktor prigusenja se u ovom slueaju krece od (p 0 10-' + 5· 10-.'

Iz ovog proizlazi vazan zakljucak da prigusenje raste sa povecanjem broja elemenata u sklopu.

PriguSivanje masotn. Princip prigusivanja dodatnom masom (m~) zas­niva se na stvaranju dodatnog kompenzacijskog oscilatornog sistema. Prl tome se, u principu, razlikuju trl natina vezivanja dodaine mase (m!!) za osnovnu oscilujucu masu (mt), sto je prikazano na slid 6.15, ito:

-'-'"

C,

ffi, m, ffi,

ffi2 ffi2 ffi2

a. b. c.

Slika 6.15. Modeli osnoynih tipova priguSivaca

prigusivac sa elastic nom vezom izmedju masa fil i m2, prikazanog na slici 6.15. pod a, kojt pl'edstavlja nepriguseni dinami6ki prigusivac;

- prigusivac sa prigusnom vezom izmedju masa m! i m!!, prikazan na slid 6.15. pod b., poznat kao Lencesterov prigusivac i

prigusiv8c sa elasticnom i ptigusnoIIl ve7.OIIl izmedju masa III, i III!!, prikazan na slid 6.15. pod c., koji se naziva prigusni dinamicki prigusivac.

PriguMV8Ci. Pojava nepozeljnog oscilovanja maiiina za obradu defor­misa,njem, odnosno pojava njihove dinami6ke nestabilnosti, moze se ublaziti iii sasvim otkloniti primenorn prigusivaca, ito:

- apsolutnih prigusivaea, koji su veoma jednostavnt jer predstavljaju podmetace od: drvet.a, gume, razruh plasticnih materijala i s1. i

relativnih prigusivaca, kOji se postavljaju izmedju dva elementa koji znatnije osciluju, a koji se zasnivaju: iii na principu trenja, iIi na

101

principu potiskivanja tecnosti kroz kalibrisane otvore i proeepe.

Oslond i temelji. Problem postavljanja rnaSine na podlogu je dvojak. i to: s jedne strane neophodno je spreciti prenosenje vibracija Sa masine na okolinu i druge maSine u proizvodnim halama, a sa druge zastititi masinu od vibracija okoline, <?dnosno okruzenja. Medjutim, od znacaja je, naroCito za maS­ine statickog dejstva - prese, da se ukrucenjem veze masine sa podlogom po­vecavaju sopstvene frekvencije, a da se elasticnom vezom sman)uju.Problem utemeljenja masina dinamickog dejstYa - ceki6a predstavlja zasebno i specific­no pitanje.

6.03. TEMPERATURSKE DEFORMACIJE

Slo:[,enost problema stanja i promene stanja ma§ine za obradu defor­misanjem - kao slozenog, veoma kompleksnog fizickog objekta - izlozenog pro­menljivim termickim opterel~enjima se moze sagledati ako se imaju u vidu, s jedene strane, dva osnovna fizicka zakona, ito:

da se sva materijalna tela promenom topiote - adnosno promenom temperature kao kvantitativnog pokazatelja primljene iIi odate to­plate - Sire iii skupljaju i

da velicina dimenzionalnih promena tela u funkciji promene tem­perature zavisi ad nste maferijala ad koga je tela izrad,Jeno,

a sa druge:

da je meSina sloien fizitki objekot sastavljen od citavog niza kon­figuracijski i dimenzionalno l'adicitih elemennta, izradjenih od naj­razlicitijih vrsta materijaIa i

da se toplotni uslovi u eksploataciji, veorna {:esto, ostra menjaju, a narocHo pri obradama materijala u vrUcetn stanju.

Kako su termicka opterecenja funkclje vremena, Ii posledlce promena termickih opterecenja dovode do poremecaja:

dimenzija elemenata: njihovog oblika zbog neravnomernosti temperaturskog polja u njima; naponskog stanja u elementu;

- mehanickih svojs1ava materijala i - svojstava sredstava za podmazivanje,

to dolazi i do poreme(~aja:

102

zazora i procepa 11 leiistima i na kliznim stazama; naponskog stanja u skloj)ovima i masi.ni 11 celini; otpornosti na habanje;

podmazivanja i kinematickih odnosa u kinematickim sistemima,

sto sve doyodi do toga da su funkcije vramena:

geometrijska i kinematicka .silka mMine; - naponsko stanje ruaSine i

energetski bilans radnog ciklusa.

Prema tome, za resavanje o'Vog veoma kompleksnog problema, narocHo u masina visoke taenosH, neophodno je za omedjeno temperatursko podrucje, u kame ce se naCi mnSina u toku njene eksploatacije, analizom izvora, odnosno panora topIote i nacina njenog prenosenja (kondukcija. konvekcija, zracenje) odrediti ekstremna temperaturska polja meritornih elemenata mMine, pa kan­cepcijskim i konstrukcijskim resenjima abezbediti normalno funkcionisanje masine kao aktiynog Cinioca' u procesu obrade materijala.

6.04. HABANJE

Problem habanja se javlja na mestima gde se elementi masine nalaze u dodiru i medjusobnom kretanju odredjenom brzinom, a to Stl:

- lezista (klizna i kotrljajuca); - prenosnici snage i kretanja (zup6aruci, spojnice, kocnice itd.) i - klizne staze - vodjice lzvrsnog dela ma§ine.

Proees habanja je posledica trenja na kontaktnim povrsinama kliznih (kotrljajuCih) elemenata, i direktno zavisi od:

- intenziteta sile trenja, koje su funkcija spoljasnjih opteree'enja; - vrste materijala khznih elemenata; - svojstava sredstava za podmazivanje; - duzine puta; - hrapavosti kliznih povrsina i - Cistocc medjuprostora kliznih povrsina.

U ffia§ina za obradu deformisanjem spoljaSnja opterecenja su u peri­odu abrade znacajna, a u cekica jos i dinamickog dejstva, sto dovodi do pel'io­dicnog karaktera promena sila lrenja visokih amplituda. sa negativnim posle­dicama na uslove klizanja, pa time i izraienog habanja u tim periodima vreme­na.

Posledica habanja 8U: promene zazora i procepa izmedju kliznih parova, sa svitn negativnim efektima koje oyakve promene izazivaju, a 0 kojima se govori u poglavlju 7.

6.05. BUKA

MaSine za" obradu deformisanjem se mogu rasvrstati u tri kategorije

103

masilla sa aspekta buke, ito:

_ bezsumne (napr. hidraulicke prese); _ 8umne (napr. mehanicke krivajne prese) i - buene (ceki6i).

Buka negativllo utice na coveka i njegovo zdravstveno stanje, pa je neophodno spreciti njen stetan uticaj.

Sve mefe koje se preduzimaju u cilju eliminisanja huke mogu se svrstati u dye grupe, ito:

- ativne i - pasivne.

Aktivne mere su mere u srnislu rekonstrukcije onih koncepcijskih i konstrukcijskih resenja sklopova masina koji Sll izvori buke.

Pasivne mere su primena izolacionih tehnika, bilo ma§ine ili pogona sa udaljavanjem opsluzioca iz lzo1ovane zone.

6.06. POUZDANOsr

Pod pojmom pouzdanost, u najsirem smislu te reci, podl'Bzurneva se sposobnost nekog fizickog objekta da ostvaruje svoju funkciju U omedjenim uslovima 1 odredjenom vremenu.

Prema tome, problem pouzdanosti masina za obradu deformisanjem je opsti problem masinskih sistema i syodi se na verovatnocu kvara elemenata masine, i s tim u ve'lL verovatnocu poremecaja u izvrsenju njenih funkcija. Pri nvom se uvodi i pojam efikasnost ma."iiue, pod kojim se podrazumeva verovat­noea ispravnog njenog funkcionisanja u odredjenom vremenu, pod odredjenim uslovima i uz odl'edjenu cenu kostanja.

Taka, ako se matematicki veroyatno6a izrazi sa:

i cena kostanja sa:

gde su: tl - vreme pocetka rada i At - unapred odl'edjeni vremenski interval posmatranjrA,

tada je efikasnost rnasine:

104

Vo EM'" -­

Ck

Ve(t,.At}

ek(t" At}

(6.31)

(6.32)

(633)

Isto tako, i pouzdanost se moze izraziU, Da osnoyu njene definicije, sa:

Po " BL J'l.t (At) " Po (At) Np Np (6.34)

gde Sli: Ni - broj ispravnih elemenata U Vl'emeDli i Np - broj posmatarnih elemenata,

pa se problem pouzdanosti svodi Da utvrdjivanje zakon njene promene, a to Sll abieno funkcije verovatnoce.

I ]I

Slika 6.16. Ideal1zirani 'lakon promene br'lina pojava neispravnosti u radu masine.

. Ilus~racije radi, na slici 6.16., dat je ideali'lirani 'lakon promene brzi­n.n .poJava nel.spr~vnosti u radu masine u toku njene eksploatacije, iz koje se vldl da postOJ0 tTl perioda. ito:

I period to je period rane neispravnosti, koja je prou'lrokovana konstrukcijsko proizyodnim greskama i predstav!ja ust­vart period razrade.

II period - period normalizovanja rada masine. Javljaju se sarno slucajni kvarovi. To je period normalne upotrebe maSine.

III period - per~od slabljenja, istl'osenja i zamora matel'ijala, i s tim u vezl porast pojav~ neispravnosti elemenata masine.

105

•

7. REZIMI RADA

Analizom principa rada kinematickog dela pogonskog sistema masina pel'iodicnog dejstva i njihove podele na masine sa garantovanim i negarantova­nim hodom izvrsnog dela (vidi poglavlje 2.04.). mogu se definisati njihovi 1'ezi­mi rada.

7.01. MASINE SA GARANTOV ANIM RaDOM

U masina sa garantovarum hodom (H) deklarisani nominalni broj radnih ciklusa (npn) predstavlja najveCi mogu6i broj ciklusa koji moze masina da ostv81'i u jedinici vremena, tj. kada izmedju radnih ciklusa (to) nema zasto­ja kako je prikazano ua slid 7.01. Medjutim, V80ma cesto, posle svakog izvl'se­nog radnog ciklusa iZYl'sni deo masine se zaustavlja u svom pocetnom polozaju za odredjeni interval vremena (tz), da hi opsluzioc muSine izvadio gatov komad iz radnog prostora i ubacio novi pripremak. U ovom slucaju se u posmatranoj jedinici vremena ostvari stvarni broj radnih ciklusa (nps).

[_ntc __ J_~1 te t2" [;

[_~Cul __ t,1 __ to_11<:_ t

Slika 7.01: Graficki prikaz vremena rada masine sa zastojem i bez zastoja izmedju radnih ciklusa.

Uvodjenjem parametra:

(7 oil

107

koji pl'edstavlja odnos stvarno Dstvareng i nominalnog broja radnih ciklusa u jedinici vremena, mogu se - u zavisnosti od njegovih vrednosti - definisati dva rezima rada ovih masina, ito:

- rafalni refim rada, kada je fn'" 1. odnosna ups" npn i tz " 0 (vidi sliku 7.01.), pa je:

m tc

npn (7.02)

gde je: t~ - ciklusno vreme u masina sa garantovanim hodom izvl'­snog deia maSine.

- pojedinacni refim rada, kada je: 0 < fn < 1, odnoslla kada su: 0 < < ups < npn i tz > .0, pa je vreme jednog stvarnog radnog ciklusa:

(7.03)

odnosna sr~dnja vrednost stvarnog radnog ciklusa:

m 1 tcs '"

Ups

gde je: tzi

> t~ (7.04)

vreme zastoja izmedju dva radna ciklusa varijabilna velicina, pa je i ¥feme jednog stvarnog l'adnog ciklusa (t~tl posmatrano pojedinacno yarijabilD~a veliCina.

7.01.01. Radni dijagram

Za izhor masine i definisanje rezima rada pri obradi odredjenog predmeta rada (odredjenog oblika i dimenzija i odredjenog materijala od koga se izradjuje) odredjenom tehnoloskom metodom (sabijanje, savijanje, prohijanje i s1.). neophodno je po:mavati podrucje dozvoljenih opterecenja masine, sto se izrazava tzv. njenim radnim dijagramom.

Radni dijagram za mehanicku krivajnu presu, pl'ikazan na slid 7.02., se dobija, zanemarivanjem otpora kretanju pogonskog sistema, iz uslova da je elementarni rad (clWF ) aktivne sile (F) na beskonacno malom putu (dy) jed-' nak radu (dWT ) tangencijalne sHe (T) na putu (ds):

dWF " F· dy " T· cis " dWT

Kako sU:

cis " R . d~ " R . W· dt

M" T' R

(7.05)

(7.06)

(7.07)

to zamenom vroonosti iz izraza (7.06) i (7.07) u izraz (7.05) i sredjivanja, 5e

108

dobija:

Slika 7.02. Radni dijagram mehanicke krivajne pl'8se.

odnosno, S ohzil'om na jednacinu (4.06) i uvodjenjem relacije:

1'(1jJ) '" sinifl + 0,5' f n · sin2rp

dobija se:

<il' dt

R· w . r(~)

pa jednaCina (7.08) doblja ohIck

F" ~!!--R· r(~)

(7.08)

(7.09)

(7.10)

(7.11)

Grafickom interpretacijom ovog izraza (7.11) dobija se radni dijagram pl'ese kada se stavi da je:

(7.12)

gde je: Mn - nominalni obl'tni moment po kome je dimenzionisano glavnu vru­Hlo na torziji,

pa je:

109

gde je:

F doz = R' r(~)

(7.13)

Fdoz - dozvoljena sila na pritiskivacu prese, tj. opterecenje pri kome ne dalazi do prekoracenja nominalnog obrtnog momenta (Mn ),

i kada se povuce praya Fn '" const., eime je dobijena graniena linija ENM na slid 7.02., jer sigurnosni ul'edjaj od preoptel'ecenja obezbedjuje Fn '" canst.

Posmatranjem dobijenog radnog dijagrama moze se konstatovati da su elementi prese zasticeni od event.ualnog preoptere(;enja sarno u slueaju kada 5e strogo vodi l'aeuna da se radne operadje (prosecanje, probijanje, izvlacenje i dr.) vrse u domenll 0 < 'P !: !Pn, kao sto je prikazano na slid 7.03., ucrtavanj­em dijagrama opterecenja ad procesa obrade.

F

Slika 7.03. Radni dijagram prese i dijagram opterecenja od procesa obrade.

Velicina ugla !Pn direktno zavisi (ako se prctpostavi da je R "'" const.) od veli6ine obl'tnog momenta, tj. od dimenzija, bo]je l"eceno od moei pogonskog mehanizma. Sto je dozvoljeni maksimalni obI'mi moment veci, veei je i I.{)n, i obrnllto, sio je maksimalni dozvoljE:ni obrtni moment manji - I{ln je manjt sto se najbolje vidi iz slike 7.04.

110

Iz slike 7.04. se vidi da je: M1l.1 > Mn2 > MIl3 , pa je i ifln! > !.()hl > !Pn3.

Velieina llgla!.pn zavisi od proizvodjaca i namene prese. Tako je napr.:

- u presa za prosecanje i probijanje - u kovackih presa - u presa za istiskivanje - u presa za duboko izvlacenje

!pn '" 10 0 + 35°; I.{)n '" 10°;

!fln- "" 45° i !.pn '" 75 0

Treba troat] na umu da je oyaj ugao 7..8 prese sa promenljiyim hadom pritiskivaca oJredjen za najveci poluprecnik krivaje (Rma:xJ, adnosno najveci hod pritiskivaca (Hmcu.J

F

'" '" F-Fn\\\

Mnl" const

___ ---- Mf12 .. cons! ..- MflJ" cons!

Slika 7.04. Radni dijagl'am prese u funkciji velicine obrtnog momenta

Mecljutim, logi6kim rasmatranjem faktora koji dovode do pojave pre­aptere(:enja pI'ese, maze se oeekivati pojava povisenih optere(;enja i u domenu !.()n < !p s: 90~ kao i u domenu 0 < <P < !.()n, jer iz hilo kOJih raz10ga moze se desHi da radni proees pocne daleko pre no sto krivaja dostigne ugao 1.{)1l, od­nosna pri I.{)p ) !.()n i da se dostizanje makslmalne Bile radnog procesa CFp ma...,,;:) obavi u domenu izmedju !Pn ;. 90°. U tom slueaju, vidi sliku 7.05., pogonski mehanizam prose bice opterecen momentom (Md koji je veCi od prol'acunskog nominalnog (MIl), i to i pri manjoj maksimalnoj sih radnog procesa (Fp max) od nominalne :;,i1e prese (Fn)

F Mn

- R'r(r)

Slika 7.05. Nedozvoljeni slucaj opterel~enja.

111

Naravuo, taj mom.ent je tim yeei, sto je ugaa dostizanja maksimalnog optere6enja radnog pl'ocesa (lflp) blizi 90° i sto je sila Fpmax po svojoj velicini bliza nominalnoj sili (Pn). Najzad, on dastiie Syoju maksimalnu vrednost pri: Fpmax '" Fn i lfJp '" 90~

Kako je R '" const. za odredjenu presH, a r(l{J) '" r(!p. fs), to se ua 08-

uovu jednacine:

M ' r(~) . R . F (7.14)

moze napisati:

odnosno:

gde su:

M, Mn

r(~p)

r(!fln)

Fpmax -

r(!fJp)' Fpmax

r(~n)' Pn

r(ipp)' Fpmax

r(lj)n) , Fn

(7.15 )

(7.16)

obrtni moment kame je izloien pogonski mehanizam prese aka S8 radni proces vrsi u domeDu !fln ..:: <pp 590 0

;

vrednost funkcije za lj)n < !.fJp s: 90°: vrednost funkcije za I{J n i maksimalna sila procesa abrade koja dejstyuje ua izvl'sai cleo prase u domenu !j)n < (jlp s: 90~ Il cija se velicina na.la7.i u i·· ntervalu Fdaz < Fprnax s: Fn (vidi sliku 7.05/).

Pomocu izraza (7.16) maze se lako izraCllDati velicina prekomernog optere6enja pogonskag mehanizrna od dejstva obrtnog momenta ialw nije 110310 do prekoracenja nominalne sile na pritiskivacu prese.

Stepen preoptel'ecenja (fp ), 11 ovom slueaju, ua asnovi jednacine (7.16) hio hi,

r(q'Jp)· Fprnax

rCI{Jn)· Fn (7.17)

Za FpIllax " Pn, stepen preopteff~cenja dabija maksirr:alnu vrednost:'

fp max" (7.1H)

Za vrednost f R '" 0.01 + 0,60 (u ovih presa se vrednost.i izvan ovih granica za fR ne primenjuju) date sU u dijagramu na slid 7.06., vrednosti maksimalnog stepena pl'eoptel'ecenja (fpmax).

Analiza dijagrama na sU.ci 7.06. pokazuje da je u svih presa kriU6no podrucje rpn < rpp s: 90 0

S obzirom na mogucnost prokoracenja nominalnog ob-

112

rtnog momenta (Mu) i u s!ucajevima kada ne dalazi do prekoracenja nominal­ne sile (F nl

,u fnlD"

I I '0 0 60 '0 'f" 9

1'030"

Slika 7.06. Dijagram zavisnosti stepena preopterecenja od ugla krivaje krivajnog mehanizma

kriticno za prese u kojih se vrednosti ugla 1.pn krecu aka 1O~ a to su uglavnom k~vacke prese i prese za prosecanje-probijanje.

7.0t02. Rezimi iskoriS6enja snage

Linearizacijom zakona promene snage pogonskog sistema maSine, da­tog oa slici 4.05., 1'adi uproscenja teorijskih rasmat1'anja dobija se idealizirani zakon promene snage, prikazan na slici 7.07.

Analizom dijagrama na slid 7.07. se dolazi do toga da postoje tri rez­ima koriscenja ovih masina u eksploataciji sa aspekta iskoriscenja snage maSi­ne, ito:

Prvi refim, U ovom slueaju je 1'aspol02iva energija maSine veca od potrebne energije za izvrsenje procesa abrade materijala, pa je vreme nado­knadjivanja energije zamajcu od strane motora (energije koju je zamajac pre­dao predmetu rada u periodu obrade) manje od vremena praznog hoda, tj.:

tpel < tph (7.19)

113

U oVom slueaju mogucnosti masine i potrehe procesa su ne, tj. masina radi u rezimu nepotpunog energetskog iskoriscenja.

neuskladje-

(K~) L I' , I r­

I

---

t ( ,)

Stika 7.07. Ideauzirani dijagram promene snage pogonskog sistema mas-ine,

Drug! re:Utn. Ovaj reiim koriMenja masine predstavlja optimalni re1;­im jer motor nadoknadi odatu energiju zamajca u procesu abrade materijala u trenutku kada pocinje sledeci radni ciklus:

(7.20)

U ovom slucaju mogucnosti mas-ine i potrebe procesa obrade su identicne, sto znaci da se maSina optimalno koristi sa energetske tacke gledis­ta

Trec! reti:rn. U ovom slucaju je deklarisana raspoloziva energija masine ruanja od enel'gije procesa abrade materijala, pa pogonski motor nije u stanju da nadoknadi zamajcu predatu energiju predmetu rada u periodu obrade, tj,:

114

tpe' > tph (7.21)

Ovaj reZim koriscenja masine je nedozvoljen, i to narocito pri rafal­nom reZimu racla, jer pri ovom rezimu nastaje sve yeei pad braja obrtaja za­majca, iz ciklusa u ciklus, sto moze da dovede do nezeljenih posledica - pre­gorevanja pogonskog motora ili zaglavljivanja alata.

Ustvari, U ovom ·slueaju EU potrebe procesa vece od mogucnosti mas­ine, a to je znak da masina nije ispravno odabrana

7.02. MASlNE SA NEGARANTOVANIM HODOM

U ffiaSina sa negarantovanim hodom napr. hidraulickih presa, stvarni hod je:

(7.22)

Aka se racii upros6enja rasmatranja pretpostavi da je kolicina dove­dene teenasti radnom cilindru Q '" canst., i pri radnorn i pri povratnom hodu, i da je precnik klipnjace radnog cilindra, vidi sliku 2.16., jednak nuli, tada je:

Q vp'" - '" canst.

Ac

pa je nominalno ciklusno vreme hidraulicke prese:

t~ '" _~'H vp

a stvarno - uslovno receno - nominalno ciklusno vreme:

h 2·H h ten'" --- '" tc (Hs) < tc

Vp

cija se vrednost pri rafalnom reiimu rada menja u granicama:

o < t~n s: tg

(7.23)

(724)

(7.25)

(7.26 )

U slucaju zastoja izmedju radnih ciklusa, tj. u slucaju da je tz > 0, stvarno ciklusno vreme (t~s) je:

mena:

(7.27)

Kako je generalno broj radnih cikusa (np ) u funkciji ciklusnog vre-

1 up "'­

tc (7.23)

to se vidi "da U ovih maSiua defiuisani nominalni broj radnih ciklusa, s obzirom

115

na jedna6inu (7.24):

1 npn"'h

to (7.29)

nije istovremeno i maksimalno moguci broj radnih ciklusa u jedinici vremena, pa je u ovih masina:

- rafalni reiim rada pri tz '" 0 i - pojedinacni reiim rada pri tz > O.

7.02.01. Radni dijagram

Na slid 7.08. prikazan je radni dijagram ovih masina, dobijen iz re-Iadje:

Fn'" pn' Ac

gde je: Pn - nominalni, odnosno maksimalni pritisak u te6nosti.

r:c~=~

Slika 7.08. Radni dijagram hidr8uli6ke prese.

116

(7.30 )

8. TACNOST

PUanje taenosti obrade materijala deformisanjem do skora se, takore­ci, nije postavljalo, jer su ove tehnologije, uglavnom, bile pripremne, tj. sluzile su za izradu delovn koji su odlazili na dalju masinsku preradu i zavrsnu obradu.

Medjuum. danas je sve vece ucesce elemenata u ma§inskim sistemima kOji BU zavrsno oblikovani tehnologijama plasti6nog deformisanja materijala. Samim tim, 1 S obzirorn da se pitanje kvaliteta masinskih elemenata sve ostrije namece, a sa tim u vezi direktno pitanje tacnosti njihovih dimenzija. to se i pitanje tacnosti masine, kao najznacajnijeg cinioca u sklopu predmet obrade -- alat - ma~ina. sve ozbiljnije postavlja

Generalno posmat1'ano, pod pojmom tacnost se podrazumeva veliCina odstupanja medjusobnog polozaja alata i predmeta rada u fazi abrade, a sto pri posmatranju same masine se moze definisati kao odstupanje stvarnog za­kona kretanja izvrsnog dela masine od idealnog.

Uzrocnici netacnosti maSine su mnogobrojni i pitanje njene tacnosti rada je kompleksno i delikatno pitanje. Analizom porekla uzrocnika netacnosti, dolazi se do 6et1'1 osnovna izvorista, pa se tako mogu podeliti u ceti1'i v1'ste, i to:

- koncepcijski; - konst1'ukcijski; - pl'oizvodni i - eksploatacijski uzrocnici.

8.01. KONCEPCIJSKI UZROCNICI

Osnovni poremecajni uz~'ocnid pojave neta6nosti u maSina za obradu defo1'misanjem sil elasticne deformacije njenih nosecih elemenata, sto znaci da

117

je pHanje njihove staticke i dinamieke evrstoce primarno. Medjutim, koncepci­skim resenjima je moguce uhlaZiti ili eliminisati odstupanja od geometrijske i kinematicke tacnosti alata, odnosna izvrsnog deia rnasine u odnosu na predmet ahrade.

Analizom problema netacnosti se dolazi do toga da:

- koncepcijsko resenje moze bitt izvor netacnosti i - da se koncepcijskim resenjem smanjuje ili eliminise netacnost.

8.01.01. Koncepcijsko resenje kao uzrocnik netacnosti

Mehanicke krivajne prese koriste energetski dec pogonskog sistema na principu variranja ugaone brzine rotacije zamajca. Pri izvocljenju zakona kretanja izvrsnog deia masine u poglavlju 4.02.01. tretiran je idealni zakon kretanja izvrsnog deia masine, a U poglavlju 6.01. elasticno oslonjen krivajni mehanizam, pri cemu je uzet uticaj elasticnog def ormisanja nose6e strukture na zakone kretanja izvrsnog deia maSine, ali ne i princip rada energetskog de­la pogonkog sistema (W '" const.).

Medjutim, ugaona hrzina nije konstanta vee je promenljiva i funkcija je vrem8na. sto je prikazano na slici B.01., tj.:

W = (uet) (8.01)

Stvarni zakoni kretanja. Ako se zanemari energija pogonskog motora u periodu obrade koja se trosi na deformisanje predmeta racla, oclnosno pred­postavi da svu energiju obezbedjuje zamajac, tada je:

118

_U!..-const

Stika 8.01. Krivajni mehanizam sa promenljivim zakonom ugaone brzine

(8.02)

sto znaei da koIiCina deformacionog rada i zakon promene deformacione sile F '" F{t) odredjuju zakon promene ugaone brzine (8.0n pa su stvarni zakoni kretanja - put, hrzina i ubrzanje - dati izrazima:

gde su:

hpsoR.[[l-COSWC,J.t]+ f: .[1-cos2.W(t).tJ} ,Co·F(tJ (8.03)

_ Rd[W('J-t] [ . "( J·t + vps - Slnw t dt

sinL)(t)-t + sin2·W(t)·t

fR

2

. d2F(t) , Co

dt'

t\J'(t) i &\t} - prvi izvodi funkcija (B.06) i (B.07).

(B05)

(8.06)

(8.07)

Na slikama 8.02. i 8.03. prikazani su ovi zakoni graficki za elasticno oslanjanje krivajnog mehanizma i za til : W(t).

, -.- Vpe ::. FU~· -- 'ps

I h

" /

'{i-- -/

Stika 8.02. Stvarni zakon promene brzine.

U

~h; " ,

F

, -.- upe

ups

h

.0

hob

Slika 8.03. Stvarni zakon promene uhrzanja

Izneti primer ocigledno ilustruje, pored krutosti, uticaj koncepcijskog resenja. na pojavu ndacnosti kretanja izvrsnog dela masine, odnosno odstu­panja od idealnih zakona.

119

8.01.02. Koncepcijska resenja kOja smanjuju netacnost

Vodjenje iZV1'~nog deIa tndine. Na ma§inama za obradu materijala deformisanjem postoji niz koncepcijskih resenja vodjenja njihovog izvrsnog deIa, sa razlicitim duZinama vodjenja, tj. razlicitim odnosima duzina vodjenja u odnosu na ukupnu duZinu izvrsnog deIa, i razllcitim velicinama zazora, tacnije l'eceno pl'ocepa izmedju kliznih povrs-ina

Odstupanja polozaja pritiskivaca od optimalnog zavise, izmedju osta­log i od koncepcijskog resenja i ad naCina vodjenja, pa se radi korektnosti rasmatranja daje podela vodjenja pritiskivaca po ovim pararnetrima.

Po koncepcijskom resenju vodjenja pritiskivaca, odnosno po osnovi poloiaja njegovih vodjica, izvrsni delovi masina mogu se podeliti u dve grupe, i to:

120

- pritiskivaci u kojih se pravac dejstva sile otpora deformisanju predmeta rada nalazi izvan ravni vodjenja, kao sto je shernatski prikazano na slici 8.04., pod a i b., gde je: e - rastojanje pravca dejstva sile pritiska od ravni vodjenja i

a ~ Slika 8.04. Ekseentricno vodjen pritiskivac.

pritiskivaci u kOjih se pravac dejstva sile nalazi u ravru vodjenja, kako je shematski prikazano na slici 8.05. pod a i h .. gde je kao sto se vidi, e = O.

j t

a ~

Slika 8.05. Centricno vodjen pritiskivac.

Na slikama 8.04. i 8.05. zazor (z) je prikazan jednostrano kao suma svih procepa, radi lakseg rasrnatranja

Po nacinu vodjenja-pritiskivaca postoje, takodje, dve grupe ito:

pritiskivaci u kojih se dUlina vodjenja u toku rada maSine ne menja, kao sto je prikazano shematski na shei 8.06., odnosno priti­skivaci u kojih je bez obzira na njegoy polozaj duzina vodjenja uvek konstantna, tj. Iv '" const i

I . I

I > -r-

12 '/2 ~ 1'---

,

Slika 8.06. Pritiskivac sa konstantnom duzinom vodjenja

- pritiskivaci u kojih sa duzina vodjenja u periodu obrade predmeta rada menja u nekom intervalu veliCina od Ivi '" l-v + Ivmin , kao sto je prikazano shematski na slici 8.07. pod a. za maSine sa nepro­menljivirn hodom i pod h. za filaSine sa promenljivim hodoIn.

I

x

=---' r-=-t-" E x

~ -" E

1 I ..':

r i ~

> ,~ -

[~.::r--

a. h. Slika 8.07. Pritiskivac sa promenljivolll

duzinom vodjenja.

1z slike 8.07. se vidi da u slu{~aju (Iva = Iv b) razlika minimalnoj velicini vodjenja (lvlnin), koja za slucaj:

- H "- canst .. iznosi:

lvmin = Iv - H

postaji sarno u

(8.08)

121

a za: - H 'I- COIlS., postoji onoliko vrednosti (lvmink koliko ima stupnjeva

promene hoda pritiskivaca Cod i '" 1 + n, gde je: n - broj stupnjeva promene hocla pritiskivaca), i sve se one kreeu izmedju ekstremnih vrednosti:

(lvrninh '" lvrninmax :::: Iv - Hmin

(Ivmin)n'" Ivminmin '" Iv - Hmax

(8.09)

(8.10)

U opstem slucaju, prema slid 8.08" moguei ugao zakosenja pritiski­vaca U odnosu na osU koja predstavlja pravac kretanja izvrsnog deia maSine, dat je izrazom:

>

Slika 8.08. Zakosenje pritiskivaca u vodjicama.

tgll '" ~_-;z:;-_-o. Iv - (h - x) (8.11)

gde je: x '" 0,5 . b . sinIX (8.12)

veli6ina ciji je uticaj na vrednost ugla (IX) zanemarljivo mali, pa se izra'l (8,11) moze napisati u obliku:

odnosno:

gde su:

122

z tg~' ---­

Iv - h

z (';(::: arc tg Iv - h

z - zazor izmedju kliznih povrsina; h - predjeni put pritiskivaca i Iv - maksimalna dUZina vodjenja pritiskivaca

(8.13)

(8.14)

U slucaju koncefJcijskog resenja u koga je vodjenje ostvareno celom

duzinom vodjica na pritiskiYacu, kako je prikazano na slid 8.06., ugao Il dat je izrazom:

odnosno:

IX=arctg Z

Iv

(8.15)

(8.16)

5to se dobija iz jednacina (8.13) i (8.14) za h • O.

Usvajanjem parametra:

fl '" h h (8.17)

izraz (8.13) dobija oblik

(8.18)

ill:

(8.19)

Aka se jos uvede pojam minimalnog ugla, odnosno nultog ugla (IX o), koji se dobija pri h '" 0, tJ:

tgIXo :::~ Iv

tada se izraz (8.19) moze napisati u obliku:

Iz izlozenog se dobija:

(8.20)

(8.21)

1. U pritiskivaca sa konstantnom duzinom vodjenja (~di sliku 8.06.) ugao zakosenja IX je konstantan i ne zavisi od polozaja pritiskivaca, vee sarno od ve!icine 'lazore (z) i duzine vodjenja (Iv).

2. U pritiskivaca sa promenljivom duzinom vodjenja, u zavisnosti od njegovog polozaja, maze se konstatovati:

- za h = 0, ugao zakosenja izvrsnog dela je najmanje moguci. od­nosno 0: = (';(0 '" IX min;

- za h '" H. taj ugao je najveei tj. IX ::: IXmax i

123

_ najzad, kada h --) 0, ft --) 00, pa tgIY. --) tg eta, odnosno IY. --) !Xo '"

"; !Xmin·

Uvadjenjem parametra:

II fc·-­

fl - 1

izraz (8.21) doblja oblik

tgIX '" fr . tgCi.o

(8.22)

(8.23)

grafickom interpretacijom izraza (8.22)

11

dabija se grafik prikazan na slici 8.09.

6

5

3

2

--

\ \ ,

1 1- . 1 1 o I 2 3 4 5 6 7 8 fl

Stika 8.09. Graficki prikaz zavisnosU parametra fr od parametra ft.

Analizom zakona promene parametra ff u funkciji ft, kO.nsta.tuj.: se ri orastu arametra fI vrednosti parametra ff se asimptotskt p:lbh~ava

~al'p .. p d sn~ kada fl --) 00, tada fr --) 1. Odavde proizlazi cia u slueajevlma, r~~:l~~' ~u~tna vodjenja (Iy) znatno ve6a od hocia i~vrsnog. del~> (II). p~o~~n~ ugla (Ix) je za vreme kretanja pritiskiY8Ca neznatna. nalme prl Iv H Je 0

"" canst.

Tabl iea T 801 P - roce ntu Ina promena ugla 11 a

II fc IX max > et o za:

2 2 100.00 %

3 3/2 50,00 %

4 413 33,33 %

5 5/4 25,00 %

6 6/5 20,00 %

7 7/6 16,67 %

8 817 14,28 %

9 9/8 12,50 %

10 10/9 11,11 %

124

U tablici T-8.01. date su vrednosti za parametar fr. odnosno procen­tualna promena ugla IXmax U odnosu na ugao !X O za vrednosti parametra fl '" 2 do fl • 10.

Na kraju, iz vrednosti pl'ocentualne razlike izmedju ugloya Ci.o i !Xmax. za razllcite vrednosti fL se Yidi da neOla smisla poveeavati ugao Ci iznad vred­nosti Ci :: 10 0

, je-.r znatnim poyecanjem d uZina yodjenja yrlo malo se dobija u promeni ugla zakosenja izvrsnog deia ma .. ~ine ct, dok se konstrukcija pritiski­vaca sllvise komplikuje.

Za iznalazenje ukupnog maksimalnog zakosenja maSine. moraju se posebno tretirati pojedina koncepcijska resenja vodjenja pritiskiYaca, sto ce biti dato u treeem delu knjige.

Uticaj tipa nosece strukture. Na sid 8.10. su prikazana dye noseee strukture sa alatima u nedeformisanom i elasticno deformisanom stanju, i to pod a - noseea struktura otvorenog tipa i pod b. - zatvorenog tipa.

Shematski prikaz medjusobnog polo.zaja radnih delova ala,ta u jednoj i drugoj noseeoj strukturi doyoljno ilustruju da se koncepcijskim resenjem noseee strukture (otvorenog iii zatvoren<?2 tipa) direktno utice na tacn4st.

a. h. Slika 8.10. Shematski prikaz noseeih struktura:

a - otvorene i b - zatvorene.

Eliminisanje uticaja elasti6nog deformisanja nosaee strukture. Noseca struktura otvorenog Upa moze se syesti na konzolu iIi otvoreni okvir, kako je vee izneto u poglavlju 6.

Ako se pri proracunu elasticnih deformacija ovako uproscene nosece struktme zanemare def ormacije radnog stoIa i njenog gornjeg deia kao male velicine drugog reda u odnosu na deformacije stuba, tada se dobijaju isti

125

rezultati, hila da se noseea struktura tretira kao konzola. hila kao otvoreni okvir.

Ovo upros6enje i svodjenje nosece strukture na ko~zolu, od~o~no ot­voreni ok-vir maze se sprovesti, tim pre, sto se svi d?Sa~aSnJl rezulta~l lzmere­nih de"rormacija realnih nose6ih struktura pod statlckim opte~ece~jlma i re­zultati dobijeni inzenjerskim metodama proracuna neznatno razhkuJlL

B

I

t ?j" A

~_)(eo

•

Stika 8.11. Shematski prikaz elasticnog deformjiSanja otvorene nosece strukture svedene na konzo u.

/

Na slici 8.11. prikazana je konzol& u dva polozaja. i to opterecenom i neopterecenom stanju, i naznacena osa koja predstavlja osu pritiskivaca i dvela alata vezanog za njega. Tacka A na osi predstavlja krajnju ta6ku alata, a tacka B izlaz pritiskivaca iz vodjica

1z shke 811. sledl, da Je pomeranJe kraJllje tacke A alata (Axe) na prltiskivacu, usled elastlcnih deformaclJa nosece struktUle pri nekom spolja­snjem opterecenju:

gde SU:

126

AXe'" (In + Is + h), sinet - u - Ax' (8.24)

la - visina deia alata vezanog za pritiskivac: Is - slobodna dufina pritiskivaca (izvan vodjica pri h '" 0); h - hod pritiskivaca u posmatranom trenutku; . . ex - ugao nagiha tangente u krajnjoj tacki slobodnog kraJa deformlsa­

ne konzole; u - ugib konzole na siohodnom kraju pri nekom spoljasnjem optere­

cenju i

Ax'", e· (1- cosll) '" e· [1- (1- sirfo:)o.S] (8.25)

Aka se uyeda parametar:

It"'la+ls+h

i posta se rudi 0 malim uglovima, to se maze napisati:

sinl'.( '" C(

tada izraz (8.24) dobija oblik:

AXe'" It· et: - u

Aka se uvede parametar:

. It fl • -j-

(8.26)

(8.27)

(8.28)

(8.29)

(830)

i aka ,se u izraz (8.29) UVTste vrednost i ugaa (ct) i ugib (u) konzole, tada se dohija:

F· j'

2·E·1 (8.31)

gde su: F - sila koja izaziva elasticnu deformaciju konzole (nosece strukture); I - duZina konzole; I - moment inercije poprecnog preseka stuha nosece strukture i E - modul elasticnosti materijala ad kogaje izradjena noseea struktura

Analizom izraza (8.31) dalazi se do sledeeih zakljucaka:

1. Na veliCinu i smer pomeranja krajnje taiSke alata (tatka A) nikak­vog uticaja nemaju: intenzitet optere6enja, dimenzije nosece struk­ture, kao ill vrsta materijala ad koga je izradjena noseca strutura.

2. VeliCina i smer pomeranja krajnje tacke alata (tacka A) koji je ve­zan za pritiskivac, iskljuCivo zavisi od vrednosti parametra ft', koji predstavlja odnos duzine siobodnog dela pritiskivaca sa alatom i dUZine stuba nosece strukture. Pri tome se razlikUjU tri slucaja. to:

- AXe'" 0 pri fl' '" 2/3. U ovom slucaju delovi alata stoje kao sto je prikazano na slici 8.12. pod a.;

- AXe < 0 za fl' < 2/3. U ovom slucaju delovi alata medjusobno sto­je kao sto je prikazano na slici 8.12. pod b.; i

- AXe> 0 pri fl' > 2/3. U oVom slucaju polozaj alata je prikazan na slici 8.12. pod c.

127

3. Zakosenje alata, izrazeno uglom ('i uvek je istog smora, odnosno una­pred, bez obzira na smer pomeranja (Axe) vrha alata, kOji moze bitt unapred iIi unazad, odnosno u oba smera

a h. c. Slika 8.12. Odstupanja delova alata od idealnog polozaja

usled eiasticnog clef ormisanja nosece strukture

8.02. KONSTRUKC]JSKI UZROCNICI

Greske koje se jayljaju pri konstruisanju mogu uticati na kinematic­ku i geometrijsku tacnost, pa cak i na funkcionalnost maSine.

Konstruktorske greske proizlaze iz:

pogresnog izbora materijala; - nedovoljno tacnog proracuna elemenata sa aspekta cvrstoce, odnos­

no njihove staticke i dinamicke stabilnosti; - pogresnog oblikovanja i dimenzionisanja elemenata, a narocHa tole­

l'ancijskih polja izrade vitalnih elemenata; - pogresnom definisanju procepa i zazora na mestima gde se elemen­

ti naJaze u medjusobnom kretanju, itd.

Pri ovome, treba imati na umu da je pitanje umesnosti konstl'uisanja i pri tome neophodnih znanja i iskustva. pHanje od pl'yor8zrednog 7..nacaja, jer i najbolje odabrano konc&pcijsko resenje, neodgovaraju6im konstruisanjem, moze da se doyede u pitanje.

8.03. PROIZVODNI UZROCNICI

Proizvodni uzrocnici pojaye gresaka su:

- nizak nivo tehnologija primenjenih u procesu izrade deloya maSine;

128

- nekvalitetna izrada elementa masine u procesu njihove obrade (ma­. sinska, termicka i dr.) i

- neodgovarajuca njihova montaza i sklapanje.

Resavan,ie prvog problema iziskuje prvenstveno podizanje nivoa stru­cnog kadra u proizyodnji. a sa druge strane ulaganja u opreman,ie i moderni­zaciju proizyodnih pogona, odnosno podizanje njihovog nivoa kvaliteta obrade.

Druga dva uzrocnika se najlakse i najbezbolnije otklanjaju, sio so postL'te dobrom organizacijom procesa proizvodnje i odgoval'ajucom kontrolom.

8.04. EKSPLOATACIJSKI UZROCNICI

Osnovn.i eksploa~acijski uzrocnici rada masine 8U:

- rezimski uZl'Ocnici i - habanje.

Pitanje l'ezimskih uzrocnika je dyojako i to ad:

- nestrucnog izbora masine u funkciji predmeta rada i vrste tehna­Joske metode abrade, naime neuskladjenosti mogucnosti lUaSine i potreba procesa obrade (Fmax > Fn. Wk > Wl' i dd i od neodgovaraju6eg postavljanja alata u radni prost or maSine, sto je ilustrovano na slid 8.13. na primeI'll krivajne prese za sIucaj da je ma''iina ispravno odabrana sa aspekta usagJa,senostl njenih moguc­nosH sa potrebama procesa (Frnax ~ F n , Wr: l: WkJ.

Slika 8.13. Ispravno i neispravno postuvljen alat u masini, gde su: 1 - pritiskivac,2 - probojac, 3 - obradak, .1, - rezna ploe,a i 5 - oslona ploca

Kao sto se iz slike 8.13. vidl, previsoko postavljena rezna ploca alata za prosecanje (hA2 :;, hAl) aovodi do preopterecenja masine vidi poglavlje 7,

Pri ovome, vazno je istaci da se i koncepcijskim rosenjima alata mogu u eksploataciji postiCi zoljeni efekti u pogledu eliminisanja negativnih posle-

129

dica od elasticnog deformisanja ma.sine, prvenstveno njene nosece strukiure, kao SiD je ilustrovano na slici 8.14.

Stika 8.14. Alat za prosecanje sa pravorn (poz. 1) zakosenom ( poz. 2) reznom ivicOffi.

Kao sto se vidi iz slike 8.14., alai za probijanje i prosecanje sa zak08-enom r0znOm ivicom prosekaca (probojca) smanjuje po intenzitetu vrsna opte­recenja (F2 max < Ftma:x:) pri istom utrusku ::nergije (Wkl '" Wkz) sa jedne strane, a sa druge povoljniji je zakon prolllene opterecenja u funkciji hoda pritiskivaca prese, sto se povoljno odrazava na staticku i din:.ilni6ku krutost ma.sine, a to sve dovodi i do smanjenja odstupanja u kretanju izvrsnog dela od idealnog zakona.

Habanje, odnosno istrosenje pokretnih elemenata dovodi do povecaIl­ja za1.ora i procepa sa svirn nezeljenim posledicama u vezi sa tim, koje nisu sarna kinematicke prirode, vee i dinamicke u maSina za obradu deformisanjem. Pri ovome, neophodno je istaei, da habanje nije samo eksploatacijski faktol', vee istovremeno i konstrukcijski, jet' povoljnim izborom maierijala osetno se maze smanjiti habanje, a tim produziti i vek maSine.

130

9. PROIZVODNOST

Jedna od osnovnih performansi masina za obradu mat81'ijala je nji­hova protzvodnost, i predstavlja karakteristiku koja je pored ta6nosti i ekono­micnosti odlucuju~a pri izboru lnuSine za odredjenu ohradu mat.etiiala, i to prvenstvcno sa aspekta tipa proizvodnje (mnloseriska, visokoseriska, m'asovna).

Proi1.vodnost masina za abradu materijala se maze izraziti na r8zlicite nacine. Tako se u ma.sina za obradu rezanjem zapreminska proizvodnost 1zraz­nva kolicinom odrezanih strugotina u nekom vremenu, tj. kolicinom proizvede­nog otpadnog maierijala, jer pri ovoj obradi se energija unosi u deo materi.jala koji je suviSan. Medjutim, pri obradi materijala deformisanjem enorglja se un­osi u sam elemenat koji se deformisanjern preoblikuje. Pr'ema tome, kako S8

pri obradi materijala deformisanjem razl.lkujU:

- obrada materljala plasticnim deformisanjem i - ohrada materijala od vajanjem,

to shodno tome - zavisno od TI'ste abrade - u ma.sina za obradu materijala de­formisanjem se definiSu sledece proizvodnosti, ito:

- komadna; - zapreminska;

tezinska i - povl'sinska proizvodnost.

pri cemu svaka od njih maze biti:

- idealna: teorijska i

- efekiivna ili stvarna proizvodnost.

9.01. KOMADNA PROIZVODNOST

Komadna proizvodnost predstavlja broj i1.radjenih elernen~ta u pos-

131

matranom intervalu vremena (T), ciji analiticki izrazi za idealni, toorijski mo­gud i stvarni slucaj glase, ito:

Idealna. komadna proizvodnost. Aka se u periodu obrade (tob) izradi (N) elemenata, tad a je idealna kQmadna proizyodnost u posmatranom vremel1-skarn intervalu (T);

N O,d· -- T tob

odnosno, spec1ficna idealna komadna proizvodnost:

O,d N qid '" T- '" tab

koja je za inzenjerska -,:asmatl'anja pogodnija i ad veeeg interesa.

(901)

(9.02)

Teorijska komadna proizvodnost. Analogno 5e definise teorijska ko­madna proizvodnost predpostav}jaju6i da se u svakom radnorn ciklusu, bez za­stoja izradi (N) elemenata:

OT.-.l:L. T • N T lc tob + t.ph

(9.03)

odnosno, specifi6na teorijska komadna proizvorinost:

N (9.04)

tab + tph

Efektivna ill stvarn.a. komadn.a proizvodnost. Po istoj analogiji defini­se se i efektivna komadlla proizyodnost, sarno se llzima u oLzir Yreme za..gtoja (tz) i pripremno Yreme ('E til, koje predstavlja potrebno vreme za zamenu ala­ta, regla:z.u masine i druge prekide II njenom radu, koji su izvan vremena (t,J:

O. N. T (9.05) e tc+iz+.'Eti

odnosno, specificna efektivna komadna proizvodnost:

N (906)

Po analogiji, Eve 08talo proiozyodnosti (zapreminska, teiinska i POVl'S­inska) se definWu 1-::.<10 i komadna, prj cemu ce teZinska i povf§inska biti de­taljruje rasmatrane zbog iV'azene interesantnosti Zil praksu.

9.02. ZAPREMINSKA PROIZYODNOST

U oyom poglavlju se defiuiSe teorijska zaprelDiuska proizvodnost. ko­ja predstavJja" yolumetrijski izrazenu kolicinu obradjenog materijala plasticnim deformisanjem u intervalu vremena (T) 6i.ji analiticki izraz u najopstijem obli-

132

ku gIas!:

bI{ QVT :::: Ilpn' T . L V pi

io'l (907)

gde su: QVT - zapreminska proizyodnost izrazena u 'jedinlc3ma valumena i Vpi - zapremina svakog pojedinacnog pripl'emka kOji se obradi.

. Izr~z (9',07) je dobijen pod pretpostavkom da se za vreme,svakog rad-nog Clklusa lZVI'Sl obrada vise pripl'emaka razlicitih dimenzija, odnosno zapl'e­mina.

I5to taka je specificua teorijska zaprelninska proizYociuost:

bN qn 0> llpn·.2: Vpi

1",1 (908)

Analogno se mogu definisati izrazi za idealnu i efektivnu zapl'emin­sku proizvodnost.

9.03. TEZINSKA PROIZVODNOSr

Teorijska tezinska proizvodnosi precist<lvjja tezinski izraienu koli6inu obradjenog materijala plasticnim deformisanjem 1.1 int.ervalu vremena (T), Ciji analiticki izraz proizlazi iz njene definicije i glasi:

1",N OOT '" r· QVT:: y. npn . T ·.L Vpi

1",1 (9.09)

gde su: QOT - teoT"ijska tezim:ka proizvonnost izro.zena u jedinlcama tezine i y - specifi6na tczina matel'ijala

U OVOID poglavlju se tretil'a teiinska pl'OlzYodnost kao lllteresantmJa velicina za praksu, a iz kOje se, S obzirom na izraz (909), laka dobl.la zapre­minska proizvocinost.

Kako su raspoJozivi rad (Wr ), deklarisuna nominalna sila (Fn) i uo­minalni broj radmh ciklusa izyrsnog deia musine u jedinici v.remenu (npn) performanse masine koje karakterisu radne mogucnosti, to 6e i njena proiz­vodn~st biti maksimalno mogu(~a pri punom iskoriscenju ovih njenih perfor­manSl u procesu obrade materijala Ova prozvodnost predstavlja ustvari _ teo­rijsku proizyodnost - pa se za rafaini rezim racia, odnosno:

ups'" npn (910)

mogu definisati.

- teorijska teiinska proizyodnost s obzirom na iskoI'iscenje raspolozt­ve energije i

133

- teorijska tezinska proizvodnost s ohzirom na iskoriscenje nominalne sile maSine.

9.03.01. Tezinska proizvodnost pri iskoriscenju raspolozive .energije

Aka se zapremina pripremka, koji se obradi za vreme jednog radnog ciklusa, izrazi kao zapremina izradaka i otpadaka, tada se moze napisati:

gde su: Vpi - zapl'cmina i-tog priprelnka; Vii - zapremina i-tog izradka i Voi - zapl'emina otpadka i-tog pripremka,

i uvede parametar:

Vii fVi "'­

Vpi

tada izraz (9.09) dohija obUk

bN .:Y.:!L QG'f '" '( . npn . T . :r,

id fVi

(9.11)

(912)

(9.13)

iii kada se istovrerneno obradjuje (N) istovetnih premka (V pi), tada je:

eiemenata zaprcmine pri-

Q T N V . l' . NT . Va GT ::; npn . r· . . pi '" npn' Y f vi

('l.H)

j konacno za N '" 1:

(9JS) Q ,1' V 'r·~ GT '" npl1 . "( . p '" nlln' y. ' fv

!viedjutim. za analiza i uporedjenja p-rolzyodnosii raz!icitih rnnsina. kao i rasmatranje stepena uskladjenosti i usaglasenosti izrnedju proizvoa.nog zadatka i proizvodnih mogucnosti masino, oj ve6eg je interesa poznllvanje spo­clficne tezinske prolzvochlOsti:

2£!.. qOT'" T (Y.l6)

tj. kollcina obl'adjenog :aalorijala u jedinici \T21IHma

Ako 5e ana1izira obrada sabljanjem, kao karakteristicna nbrada pla­sti6nim doforrnisanjem, tada se deformacioni "<1d {Wkl, potrelwn da bi se deo pocetne visine (ho) sabio nil visinu (ll), sto j,; pr"ikazatlO na slid 9.01.. maze odreditt pomocu obrasca:

134

gde su: kUl - srednja vrednost specificnog deformacionog otpora: Vis - istisnuta zapremina i ~ - logaritamska clef ormacija:

1 ho ~. n h

Resava.njem izraza (9.17) po Vp dobija se:

Wk V·--

p km ' I{>

ili ako se uvede parametar zapremine (f vp):

1 fvp "'---

km ' ~

Stika 9.01. Sabijanje cilindricnog elementa.

(917)

(9.18)

(919)

(9.20)

koji predstavlja zapreminu materijala odredjenih s-vojstava 7.a ciju obradu ,te potrebna jedinica rada. tada se izraz (9.19) moze napisati U obliku:

(9.21)

Aka se jos livede i parametar teorijsklfl specificne proizvodnosti (f;YT):

fw Ilpn - f qT '" k~~ - vp Iipn (922)

i zamene oye Yl'ednosti 11 izraze (9.13), (9.14) iIi (9.15), odnosno (9.16), dobija .. ju se izrazi za odredjivanje specificne tezinske Pl'oizvodnosti U obliku:

hN Wkj Y' l: "'--

hI krlli·!.pi qOT'" npn'

(923)

135

npn . y . N . fvp . Wk

(9.24)

i konacno, za N =. 1:

Kada se iz izraza (9.19) umesto potrebnog deformacionog rada (WJJ uvrsti raspolozivi rad ma§ine (Wr), tad~ S8 dobije izraz za odredjivanje maksi­maIne zapremine pripremka, koji se - s ohzil'om na raspolozivu energiju masi­ne - - moze obl'aditi u njoj:

fvp' Wr (9.26)

Analogno se dobija pri rafalnom rezimu rada i maksimalna specificna tezinska proizvodnost s obzirom na raspoloZivu energiju masine:

W qOT

w qGT '"

"

"'N npn' y i~

fWi . Wr

kIlli' !fIi

Wr npn' y .--

k m ' ~

y f:T ' W,.

fVpi ' fWi . Wr

(9.27)

llpn' y fvp . WI'

(928)

gde je: fWi - parametar koji odredjuje odnos izmedju utrosenog rada za def­ormisanje svakog elementa obrade i raspolazive energije masine:

(9.29)

Prema tome, izrazi (9.26), (9.27) i (9.28) predstavljaju numericko izra­zavanje teorijskih specificnih proizvodnosti odnosno teorijske tezine pripremka koji se maze U odredjenoj masini obraditi S obzirom na raspolozivu energiju­masine.

. Kako je deformaciona sila pri sabijanju (silka 9.00 odredjena izrazom:

(930)

136

gde je: A - povrsina preclmeta racia na koju dejstvuje ruat,

to se uvodjenjem parametara:

fp '" !~~ Fn

ho - h ----h.n

dobija prf rafalnom rezimu racla:

, '0

fvp

,., 10'10

o

5· !D ,'1-'

o

Slika 9.02. Nomogram za odredjivanje parametal'a f vp , f~r.:r i f~~,.

(9.31)

(9.32)

137

fF . fh . Fn . h'Pn

k n · ~ (9.33)

iIt za pojedinacni reiim rada:

jer je:

gde su:

W qGS y

w fqs . Wr (9.34)

(9.35)

Fm srednja vrednost deformacione sile; h'Pn - radni hod izyrsnog deIa masine pri kome se dozyoljava njeno

opterecenje nominalnom sHom i ... . .. , r-:s - parametar stval'ne specificne proizvodnostI, kOJl Je deflrusan 1Z­

razom:

w [[w (936) fqs '" fF · h' qT

Na slid 9.02. dat je nomogram za odl'edjlvanje parametarfl f Vp, r qT i r;:s, koji moze korisno posluiiti za brze prakticne proracune.

Analizom izraza (9.33) se vidi da 6e pri fF . fh '" 1, biti i: q'6s '" q~T' a to se desava u slucajeYima:

138

1. Kada su; fF " 1 i fh'" 1 odnosno: Fm '" Fn i ho - h '" h,p;~. sto pl'e­dstavlja sarno teol'ijsku mogucnost, jer 8: nij~dan stV3.l'ni, proces obrade materijala deformisanjem ne obavl,la prl konstantnoJ defor-macionoj silt a vrlo je retko i da je: ho - 11. '" h'Pn'

-I-__ ~fm=ox __ ,_.

f Fmox

h ---_£!!_-- .. " ,. ~f..n ___

h

Shka 9.03. Radni dijagraml krivajne.1 hidr~ulien? prose sa zakonima prornene def OI'maCIOlle sIleo

J ] f

2. Kada jo fro < 1. odnosno Fm < F n ali kaua je fh ) 1, odnosno (ho . - h) > hlfln, i to tako da je proizvod pal'ametara (fF ) i (fh) jednak jedinici, tada je Wk " Wr, odnosno:

(9.37)

eime je postignuta usaglasenost izmedju potreba i mogucnosti. sto se vidi i na slici 9.03., na kojoj je dat radni dijagram jedne meha­nicke kriyajne prese i zakon promene def ormacione sile jednog stYarnog procesa.

9.03.02. Tezinska proizvodnost pri iskoris6enju nominalne sile

Na 08noYi izraza (9.30), maksimalna deformaciona sila procesa sabi­janja, kojt se i U oYom slueaju rasmatra, je:

gde Sli:

Fmax " AI' kl (938)

AI - povrsina na koju dejstvuje alat na haju sabijanja predmeta rada (vidi sliku 9.01.) i

kl - specificni deformacioni otpor u momentu zavrsetka sabijanja pl'e­dmeta racla, a kOji pri obradi matel'ijala u hladnom stanju. u slu-6aju da se sabijanje obavlja SYe do po1.punog iskol'iscenja plasti­enih svojstava materijala (!f!:max), .if" kl '" k max.

Posto je:

(9.39)

to Sb' res'avanjem jednacine (9.38) po (AI) i ubacivanj01ll njene vrednosti u izl'az (939). doblj:<

pn s ohzirom na iZI'az (9.18), dobija se da je:

ho h "'-~ , eO

Uvodjenjem parametra:

(940)

(9.4!)

(942)

SA dohija pri Fmax < Fn i Ups < npn, da je stvarna specif'icna tezinska proiz­vodnost:

Daljim uyodjenjem parametal'a:

Fmax fFF '" Fn ~

(9.43)

(9.44)

139

(9.45)

izraz (9.43), dobija oblik:

F nps y . fFqs . Fn . ho qos '" npn (9.46)

odnosno pri rafalnorn reiirnu rada:

(9.47)

pa se pri: Fmax '" F n, odnosno fPF '" 1. dohija teorijska specificna tezinska pr~izv s obzirorn na iskoriMenje deklarjsane nominalne sile masine:

140

1 0--. F qos

Analizom izraza (9.46), (9.47) i (9.48) se vidi

(948)

1. Da teorijska specificna tezinska proizyodnost, S ohzirorn na iskori­scenje nomina1ne sile, raste sa njenim porastoin i porastom visille pripremka (ho), a opada sa porastom specificnog deformacionog otpol'a (k) i stepena sabijanja (tp) pri istom broju radnih ciklusa izvrsnog cleia masine u jedinici Yremena

0 0

"' 10 v-,

0.' 10'"

" 10'-'

"' 10'"

"' 10'"

-1---- r~T I

Slika 9,04. Nomogram za odreViVanje vrednosti paI'ameta-ra f1;s i fqT

2. Da' stvarna specificna teZinska proizvoclnost opada pri pojedinac­nom reZimu rada i pM vecoj razliei v1'ednasti deklarisane nominal­ne sile maSine i maksimalne deformacione sile procesa abrade.

Na slid 9.04. dat je nomogram za od1'edjivanje vrednosti parametara f~s i f~T' koji se maze ko1'istiti za b1'ze prakticne ~proracune.

~

Analogno obl'adi matertjaia sabijanjem, mogu se postaviti analiticki iz1'azi za izracunavanje tezinske proizvodnosti za ostule v1'ste tehnoJOgija obra­de materijnIa plasticnim deformisanjem.

1sto tako, ,<,,"Ve izneto vaZi i za hila koju drugu masinu, koja ima dru­gaciji l'ucini dijagram, kao napr. u hidrauliokih pl'esa, gde je:

h!flu" H

H

9.04. POvnSINSKA PROIZVODNOST

(949)

(950)

Teo1'ijska povrsinska proizvodnost se izruzava kao velicina odseeene povrsine U intervalu vremena (T), a eiji analitieki izraz u opstem obliku glasi:

j"N

OpT'" npn . T . L Ai i",1 (951)

gde SU: OpT - pOYl"sinska praizvodnost izrazena u jedinicama za povrsinu i Ai - povrsina svake pojedinacno posmatrane presecne kantme ko­

ja se otsece u jed nom radnom ciklusu izvrsnog dela maSine.

Analogno tezinskoj proizvodnosti, i u ovom slueaju S8 definiSu:

- teol'ijska pov1'sinska proizvodnost p1'i iskoriScenju raspoloi.ive enel'­gije i

teorijska povrsinska proizvodnost pri iskoriscenju nominalne sile masine.

9.04.01. Povrsinska proizvodnost pri iskoriscenju raspolo:lIve energije

Ako se posmatra tehnoloska operacija prosecanje, sto jo prikazano na slid 9.05, tada se moze napisati poznati izraz za iz1'acunavanje potrebnog cle­f oJ'macionog rada:

EDt

WId '" AI. . S . J 'ts . dE '" Ai . S . w, (9.52) o

ge 81.1: Ai - povr.'iina po kojoj je obavljeno prosecanje i-tog elementa;

141

1: oS - napon smicanja i WI - jedinicni rad (za Ai '"

terijala 1 is'" l), elja vrednost zavisi od vrste ma-

--r- - F

Slika 9.05. Shematsk.1 prikaz l?rosec~nja sa zakonom promene deformaclOne sIleo

Aka se dobija se:

izraz (9.52) resi po (Ad i dobijena vrednost uvrsti u izraz (9.51),

(953)

leoriJ'ske specificne pOYI'sinske proizyodnosti, Uvodjenjem parametra s ob7jrom na raspolozivi rad masine:

w~~ fPT -s· WI

i parametra: t",N ~ Wi

fw '" _i_' ___ _

Wr

dobija se pal'ametar stYarne, specificne povrsinske proizvodnosti:

f;s" fw . f::r pa je sharna specificna povrsinska proizvodnost:

i maksimalno IDoguca, odnosno teorijska povrsinska proizvodnost pri:

142

i",N

~ Wi" Wr id

(9.54)

(9.55)

(9.56)

(9.57)

(958)

odnosno, za fw 1 i pri rafalnom rezimu rada ma~ine:

0 5· 10 , f~. 10, 1O~

10'

2 10'

3 10'

10'

5 10'

f~,;

10 •• 1

Slika 9.06. Nomogram za odredjivilflje parametaI'a r:T i f~s

(9.59)

Na slici 9.06. dat je nomogram za odredjivanje parametara specificne povrsinske proizyodnosti fPT i fps, kOji moze korisno puslu:hU za Lrze inze­njerske proracune.

9.01,02. Povrsinska proizvodnost pri iskoris6enju nomiualne sile

PolazeCi od prihliznog izraza za maksimalnu silu prosecanja, i uzima­juei u ohzil' relacijU (9.44), dobija se:

(9.60)

Aka se Uyede parametar teorijske specificne povrsinske proizvodnosti S obzirom na iskoriscenje nOIninalne sile masine:

fF _ nlJn p'l' --~

(9.61)

parametar stvurne specificne povrsinske proizvodnosti:

(9.62)

tada je teorijska specificna povrsinska proizvodnost U OYom slucaju:

143

q~T '" f~T . Fn (963)

odnosno sivarna spccificlla poYrsinska proizyodnost:

F Ilps qps =--­

npn (9.64)

Analizom pal'ametara: f FF i fwo izraza za specificne povrsinske proiz­vodnostt S obzirom na iskoriscenje raspoloZive enel'gije i iskoriscenje nominal­ne sile, kao i poznavanje stvarnih zakona proroene deformacione sile u proce­sima odvajanja materijala. dalazi se do zakljucka da ce prj pravilnom izboru masine uvek biti:

F ) VI qps qps

a 2 3 4 5

10 Y+>

lOy. 1 -"

10 10'

Slika 9.07. Nomogram za odredjivf;l.nje paramei.ara f~T i ff,s.

(965)

Na slid 9.07. dat_je nomogram za odredjivanje parametara specificne pOYr§iDSke proizvodnosti f~~T i f~s. -

144

Na svega izlozenog U ovom poglavlju se zaklju6uje:

1. Karakter zakona promene deformacione sile }Jri obradi materijala deformisanjem je ad pres1..ldnog uticaja na step en uskladjenosti proizvodnih mogucnosti masine t proizvodnog zadatka, odnusno uslova obrade. !:ito znaci da odlucujuCi upliv ima nsta ob-rade (sabijanje, savijanje, secenje itd.).

2. Posto je:

fF · fh > fw (9.66)

to je i:

w < w qps qos (9.67)

SiD znaci da je stepen uskladjenosti maSina - predtnet rada. pri tehnologijama abrade odvajanjem materijala, manji od stepena us­kladjenosii u tehnologijama abrade materijala plasticnim deformi­sanjem.

9.05. TEHNOLOSKA NEPREKIDNOST

Kada su poznate Pl'oizvodnosti definisane izrazima (9.00, (9.03) i (9.95), tad a se izmedju njih mogu uspostaviti - generalno - sledece relacije:

Qe '" fJe' Or '" 11e lln' Old

gde su: lln - stepen tehnoloske neprekidnosti i lie - efektivni stepen iskoriscenja.

(9.68)

(9.69)

Na osnovi svega iznetag u ovom poglavlju. mogu se izvuci sledeci zakljucci:

Da su i idealna i teorijska proizvodnost dil'ektno proporcionalne bro­ju radnih ciklusa izvrsnog dela masine u jedinici vrem6na i broju elemenata koji se istovremena abrade u svakom radnom ciklusu.

Zatim, "da je razlika izmedju idealrre i teorijske proizvodnosti tim veea, €Ito je vreme abrade manje U odno.su na vreme praznog had a izvrsog dela ma§ine, tj. stepen tehnoloske neprekidnosti teii nuh pri izl'a.zeno malim vred­nostima peMada abrade. Ovaj pokazatelj najl'ecitije ukazuje na koncepdjsku nesavrsenost masina u kojih izvsni deo u proceS"ll abrade materijala se pravolF nijsld i oscilatorno krece, a to su uglavnom mehanicke i hidraulicke ma.§ine periodicnog dejstva

. Nadalje, da je relativno mali uticaj deklarisanog nominalnog bl'oja. radruh ciklusa izvrsnog deia mai:iine u jedinici vremena na efektivllu proiz­vodnost, odnosllo da je z:latan uticaj pripremnog vremena na nju, i da se efektivna proizvodnost priblizava teorijskoj kada pripremno 'vreme tezi nuli. Iz

145

ovog proizlazi. da u maSina sa izrazeno velikim brojem radnih ciklusa u jedi­nici vremena odnosno visokoproduktivnih maaina, velicina pripremnog vreme­na je ad presudnog uticaja na stepen iskoriscenja ovih maSina Stoga, ave masine treba koristiti sto vise u rafalnom rezimu rada, odnosno maksimalno izbegavati pojedinacni reiim.

Konacno, pl'imena automatizacije i programskog upravljanja na ovim maliinama se postavlja kao impel'ativno pitanje u smislu povecavanja njihove produktivnosti i ekonomicnosti.

146

10. STEPENI ISKORISCENJA

U eksploataciji masina za obradu materijala postavlja se osnovni za­datak da se postigne sto veei stepen uskladjenosti izmedju proizvodnih mo­gucnosti maSine, odnosno njenih perf ormansi, i proizvodl'log zadatka, odnosno karakteristika predrneta racla i uslova njegove abrade.

Kao numeri6ko izrazavanje pri ocenjivanju postignute uskladjenosti u eksploataciji masine, definisu se stepen! iskol'iseenja, ito:

- eksploatacijski stepen iskol'iscenja i ukupni tehnicko-tehnoloski stepen iskorlscenja.

Medjutim, radi sagledavanja savrsenosti masine kao sredstva rada sa aspekta isk::n'jscenja ukupno dovedene energije masini - sto je od funclamen­talnog znac.1.ja sa koncepcijsko-konstrukcijskog aspekta - neophodno je odre­diti:

- energetski stepen iskoriscenja masine.

10.01. EKSPLOATACIJSKI STEPENI ISKORISCENJA

U masina za obradu deformisanjem glavru uticajni faktori, odnosno performanse masine, koje svojim nepotpunim iskoriscenjem mogu izazvati pro­izvodne gubitke, smatraju se:

rezim rada muSine; nominalna 8ila i raspolozivi rad maSine.

10.01.01. Rl:'zimski stepen iskoriscenja

U maSina za obradu deformisanjem, kako je vee hneto U poglavlju 7.,

147

postoje dva mogUl'.:a rezima racla, koje definise parametar (fo ) dat izrazom (7.01), koji ustvari predstavlja faktor iskoriMenja hraja mogucih radnih ciklusa masine, pa se shodno tome maze definisati proizvodni stepen rezimskog isko­riscenja.

Medjutim, aka se ceo problem malo dublje i detaljnije analizira sa aspekta kakav - generalno - l'ezim rada obezbedjuje maliina odredjenog kon­cepcijskog resenja tada se maze doCi do ukupnog rezimskog stepena iskorisc­enja, 6ije se vrednosti izrazito razlikuju od elsto rezimskog stepena iskorisc­enja, odnosno proizvodnog stepena rezimskog iskoriscenja, jer ukupni rezim­ski stepen obuhvata i uticaj koncepcijskog resenja rnasine.

Prolzvodnt stepen refimskog iskori.§cenja. Kao sto je vee receno, za ovu vrstu maSina, u toku jednog radnog ciklusa izvrsi se obrada jednog iIi vi­se (N) elemenata - sto zavisi od koncepcijskog resenja alata - pa je vreme njihove obrade u rafalnom rezimu (te ). Na osnovi ovoga teorijska komadna proizvodnost, definisana izrazom (9.03), moze se u ovom slucaju izraziti sa:

r N OT' -

te (10.01)

a pri pojedinacnom rezimu sa:

gde su:

enja:

O~

O~

N (10.02)

- teorijska komadna projzyodnost. odnosno 1'afalno. rezimska teo1'-ijska proizvodnost i .

- periodicno rezimska teorijska proizvodnost, koja se dobija uzim­anjem i v1'ernena zastoja (tz) kao nekog nemena koje pred­stavlja sa ciklusnirn vrernenom neko fiktivno nominaino ci­klusno vreme, zbog neophodnosti vadjenja izradka i postavljan­je pripremka u alat od strane opsluiioca masine.

Na osnovi iznetog se definise Pl'oizvodni stepen rezimskog isko1'isc-

O~ IJrp = --r-

OT (1003)

Kaleo je:

(1004)

to izraz (10.03) postaje:

(10.05)

Ukupni retimski stepan 1skort§Cenja. Utroseno vreffie za obradu (N

148

elemenata}, u jednom radnom ciklusu, U opstem slucaju se maze ras61anjeno izraziti sa:

(10.06)

pa se efekUvna proizvodnost moze, na osnovi izraza (9.05) i (10.06) izraziti sa:

0 •• ___ .:..:N __ (10.07)

Kako je idealna proizvodnost data izrazom ski, odnosno efektivni stepen iskoriscenja.:

(9.00. to je ukupni rezim-

(10.07)

11 • Oe r Oid

Isto tako se, ohzirom na izraze (9.00 mogu uspostavit"j i sledece relacije:

tob

tob + tph

tob + tph + tz

tob + tph + tz + L ti

(10.08)

I (10.01), kao I Izraxe (10.03) i

(10.09)

(10.10 )

gde su: 11 tl - stepen tehnoloske neprekidnosti i Yip - stepen pripreme sredstava rada,

pa se ukupni l'eZimski stepen iskoriscenja moze napisati i u obliku:

odnosno:

l1r Oe O¥

of O~

l1r' l1p' l1rp l1n

(1011)

(10.12)

koji je vrlo pogodan za analizu, i na osnovi koga se mogu izvu6i sledeei zaklj­ueci, ito:

na stepen prip1'eme sredstava rada utiee organizacija pripreme alata i masine, pa se dobrom organizacijom u proizvodnji moze znacajno smanjiti vreme (~ til, cime se vl'ednost ovog stepena pri­bliiava jedinici, tj.: Tl p "" 1;

obezbecljenjem ko1'iscenja maSina u eksploataciji na rafalnom ;'ez­imu racla, proizvodni stepen rezimskog iskoriscenja je jednak jedi­nici, sto se vidi iz jednacine (10.05);

149

- st.epen tehnoloske neprekidnosti u masina za obradu materijala deformisanjem periodicnog dejstva je veoma mali, i na njegovu vrednost je vrIo tesko uticati. Ilustracije radi, u mehanickih kri­vajnih presa stepen tehnoloske neprekidnosti se kre6e u granica­rna:

- ad "rl n min'" 0,008 pri prosec!lnju i probijanju - do "rlnmax '" 0,208 pri dubokom izvlacenju,

iz cega se Yidi da su mu Yredno~ti veoma male, sto ukazuje na ne­savrsenost ovih masina i

konacno. na stepene YIp i Ylrp se moie uticati u eksploatacionim usiovima, a na step en YIn sarno pri koncepcijskam resavanju maSi­ne u procvesu njenog projektovanja.'

1O.01.02. Proizvodni stepen iskoris6enja sile

Pri obradi materijala deformisanjem maksimalna deformaciona sila se maze izraziti kao funkcija niza uticajnih faktora, kao sto su: dimenzije pred­meta rada, svojstva materijala, temperatura predmeta rada pri obradi. brzina deformacije, itd., pa je:

F " F(f, , f, , .. , f, , .. , fm)

gde su: F - maksimalna deformaciona sila i fi - uticajni faktori.

(10.13)

Kada je vrednost def ormacione sile jednaka nominalnoj sib maSine (F '" Fnl tada i uticajni faktori ft • f2' .. fi. ,fm, imaju tacna odredjene vrednosti ftn , f1n ,. ,fin, .. , fmn.

Aka se uvedu faktori iskoriscenja utkajnih pal'ametara:

f . '" JL. . f _ fm Ul fin .. ' Ulll - fmn

(10.14)

tada je faktor iskoriscenja sile u slucaju abrade predmeta rada, koji stvara at­pOl' F < Fn:

150

F fF '" Fn '" f{ful , fill , .. , fUi , .. , fun) (10.15)

S obzirom na deklarisanu nominalnu 5i1 u ma.sine mogu nastati dva

U prvom slucaju se izradjuje (N) elernenata, i to taka, da je:

i=N Fe'" Fmax "':E Fmaxi " Fn

1::'1 (10.16)

gde je: Fe - deformaciona sila ekvivalentnog elementa za navedeni slucaj ab­rade (N) deloya u jednom radnom ciklustl

Drugi siucaj, da se obradjuje sarno jedan elemenat, kako je prikazano na slid W.Ot., pri ceffiu je: ,

Fmaxf < Fn

Na osnovi iznetog moze se napisati da je:

F" Nz = _._-Fmax1

(10.17)

(10.18)

gde je: Nz - ekvi valentni broj elemenata, odnosno broj elemenata kojt bi se mogaa obraditi u jednom radnom dklusu pri iskoriscenju de­klarisane nominalne sile maSine.

Slika 10.01. Sabijanje cilindricnog elementa.

1z ovog proizlazi da bi Yreme obrade ekvivalentnog broja predmeta rada pri nepotpunom iskoriscenju raspolozive nominalne sile masine bila:

ts '" Nz . tc (10.19)

i odgovarajuca proizvodnost:

N N QTS '" - " ---

ts Nz·tc (10.20)

pa ce proizvodni stepen iskaris6enja sile, s obzirom na izraze (W.Ol) biti:

• fF N,

10.01.03. Praizvodni stepen energetskog iskoriscenja ,

(10.21)

Faktor energetskog iskoriscenja moze se defini-sati odnosom utrose­nog rada pri nepotpunom i potpunom iskoriscenju raspolozive energije masine,

151

kako je shematski prikazano na slici 10.02., za slucaj abrade u mehanickoj krivajnoj presi i na slici 10.03. za slucaj abrade u hidraulickoj presi:

hob

Wk f F(hl dh

Fm' htpn Fm fw'" •

Wr Fn'h IPn Fn'hlj)n Fn (1022)

gde Eli: hIPn - norninalni hod lzYI'snog deia masine i

- srednja vrednost deformacione sile kada se svede na nominalni hod izvrsnog dela ffiaSine.

SMT F

h

Slika 10.02. Radni dijagram mehanicke krivajne prese i zakon promene deformacione sileo

Aka se pretpostavi ohrada predmeta rada u koga je specifi6ni def or­macioni otpor konstantan za Vl'eme abrade materijala, tj. k :::: const; tada se moze za slucaj sahijanja napisati:

Fm :::: A· k' V

hOn k (10.23)

Fn An· k· Vn

h. k (1024)

gde su: A i An - odgovarajuce povrsine predmeta rada na koje dejstvuje alat prf sabijanju i

V i V n - odgovarajuce zapremine predmeta 0brnde.

Re.savanjem jednacina (1023) i (10.24) po V i Vn • i zamenom njiho­vih vrednosti u izraze za odgovarajuce zapreminske proizvodnosti u posmatra­nom intervalu vremena obrade (T), dobija se:

152

Q • Vn · p. T" Fn' h'Pn

k

gde je: p - spec~ficna masa,

. p. T

. p. T

F

Slika 10.03" Radni dijagram hidraulicke prese 1 zakon promene deformacione sileo

pa je proizvodni stepen energetskog iskoriS6enja:

• fw

9.01.04. Ukupni eksploatacijski stepen iskoriscenja

(10.25)

(10.26)

(10.27)

Ukupni eksploatacijski stepen iskoriscenja, kao ukupni proizvodni stepen iskoriscenja pri nepotpunom iskoriscenju nominalne sile i nepotpunom rezimskom i energetskom iskoris6enju, dobija se kao proizvod parcijalnih ste- , pena iskoriscenja

(10.28)

Zamenom vrednosti :z;a parcijalne stepene iskoriscenja iz jednacina (10.12). (10.21) I (10.27) u jedna61nu (10.28). dohlja se,

116 . fr' fp 'fw (10.29)

ill

11. nps . F~ax' Fro

npn' F;' (10.30)

153

gde su: Fmax - maksimalna vrednost deformacione sile pri obradi predmeta rada

hob

f FCh) dh

Fm , (10.31)

z'"

(10.32)

nacrtan je zakon promene eksploatacijskog stepena iskoriScenja u minalne sile prese i prikazan na slid 10.04.

funkciji no-

l'O~ 0,5

~;n--[JJ-o 2345676910

Slika 10.04. Zakon promene eksploataeijskog stepena iskoriscenja u funkciji nominalne sile masine.

Iz izlozenog se vidi:

Da je stepen. eksploaiacljskog iskoris6enja ma§ina za obradu mate­rijala deformisanjem reciprocno proporcionalan kvadratu nominalne sileo

Takodje, da je pri izboru ma§ine od izuzetne vaznosti obratiti paznju na sledece:

154

_ da razlika izmedju nominalne sile masine i maksimalne deforma­eione sile bllde sto manja;

- da hod abrade, S obzirom da ne post.oji proces sa konstantnom deformacionom silom, bude veei od nominalnag had a u mehani6-kih krivajnih presa (hob ) hrpn), jet' time raste srednja vrednost defol.'macione sile (Fm) svedena na nominalni hod i

- da se izbegava pojedinacni rezim racia rna§ine.

1O.Q2. UKUPNI TEHNICKO-TEHNOLOSKr STEPEN ISKORISCENJA

Kaka je step en usaglaSenosti proizvodnih mogucnosti i proizvodnih potreba jedno od - fundamentalnih merlia - racionalnosti i ekonornicnosti proizvodnje, to dobijeni eksploatacijski stepen iskoris6enja masina za obradu deformisanjem ne daje - ni blizu - davoljna preciznu i meritornu sliku usa­glasenosti masine i procesa, jer i rna.sinu i proces definise daleko veei broj raktora, nega sto Sll rezim rafalnog iii pojedinacnog rada i intenziteti sila i energije.

Za dobijanje meritornije ocene 0 masini, definisan je ukupru tehnic­ko-tehnoloski step en iskoriscenja, do koga se dosla sveobuhvatnijom analizom tehnicko-tehnoloskih karakteristika meSina za obradu deformisanjem i procesa obrade, odnosno njihovih performansi koje ih globalnije definisu:

(10.32)

gde su: lIu - ukupni tehnicko-tehnoloski stepen iskoriscenja; 11 e eksploatacijski stepen iskoriscenja; YlD dimenziski stepen iskoriscenja; TIT temperaturski stepen iskoriscenja; llv brzinski step en iskoriscenja i td.

Iz izraza (10.32) se vidi da je ukupni tehnicko-tehnoloski stepen iskoriScenja jednak proizvodu parcijalnih stepena iskoriscenja, koji izrazavaju odshlpanja mogucnosti masine od optimalnih cinioca procesa.

Primera radi, pod dimenzijskim stepenom iskoris6enja podrazumeva se stepen iskoriScenjll raspoloZivog radnog prostora masine s obzirom na po­treban prostor za preoblikovanje predmeta rada

Raspoloiivi radni prostor masina za obradu deformisanjem je defini­san: povrsinom radnog stoIa, radnim hodom izvrsnog deia i minimalnim rasto­janjem ad radnog stoIa do izvrsnog deIa, sto je iskazano sa:

gde su: Vrp A, h min

(10.33)

- zapremina raspolozivog rad;lOg prostom masine; - povrsina radnog stoIa i - minimalno rastojanje od radnog stoIa do pritiskiva6£

Potrebni radni prostori je minimalni prostor u kome se moze preo­blikovati predmet rada od pripremka do gotovog izradka, tj. prostor u kome predmet obrade prolazi kroz sve faze izmena oblika i izmena dimenzija

Prema tome, dimenzijski stepen iskoriscenja, kao pokazatelj iskori§c­enja raspoloZivog l'adnog prostora meSine, a time - sa aspekta prostora - i stepena usaglasenosti proizvodnih mogucnosti i proizvodnih potreba iZl'a2ava se sa:

155

As . (H + hmin) (1034)

gde je: V pp - potreban radni prostor, kojt je ilustracije radt prikazan na sli­ci 10.05. na primeru sabijanja cilindricnog elementa precnika do i visine ho na visinu h t i precnik d t •

Slika 10.05. Potreban radni prostor pri sabijanju' cilindricnog elementa

Polazed od osnovne podele maSina za obradu materijala deformisa­njem po nameni Da: specijalne i na univerzalne masine, tada je jasna perma­nentna zelja za iznalazenje koncepcijskih resenja oyih maSina sa ciljem posti­zanja sto veceg stepena usaglasenosti njihovih mogucnosti sa potrebama pro­casa

Ako S8 usvoji tehnicko-tehnoloski stepen iskoriscenja. kao numericko merilo te usaglaSenosti, tada 58 mogu uoeiti razlike u koncepcijsko-konstruk­tivno-tehnoJoskom resavanju ovih maSina, zavisno od vrste.

Specijalne maSine. Pri resavanju specijalnih masina, poznavanjem tehnoloskog procesa obrade materijala. a time i potreba, tezi se da mogucnosti masine sto vise odgovaraju tim potrehama, t1.:

1'j" ... 1 (10.35)

Univeu.alne maMne. Pri koncipiranju konstruktivno-tehnoloskog res­cnja univerzalnih mMina postoje dva pristupa u resavanju, ito:

Prvi naein. Ovaj pristup se sastoji u tome, da se izabere kao repre­zentant stvarni proces iz grupe procesa koji ce se -obav}jati u masini u toku njene eksploatacije, pa se na osnovu njega projektuje maSina koja treba da obezbedi sto vecu vrednost tehnicko-tehnoloskog stepena iskoriscenja Ovo znaGi, da ce u svih ostalih procesa ovaj stepen po vrednosti bit! manji pri ko­riscenju projektovane mMine.

U OVom slucaju se, teorijski, mogu ostvariti sledec!Ol trl v.arijante:

- varijanta A:

156

1lur = TJu (10.36)

odnosno:

'Tlumax "" Tlt1r 'Tltt > 'Tlu > .. > llt n-t > Yjt n (10.37)

- varijanta B:

(10.38)

odnosno:

TIt! > ... > Yjti-I > llur > fJti+1 > '" > Tltn (1039)

- varijanta C:

Yjur '" fltn (10.40)

odnosno:

fltt > > l1ti-t > flu > T1ti+t > > 1'jur (10.41)

Drugi naCin. Po ovom natinu S8 izabere fiktivni reprezentant grupe procesa kao srednji, pa je u tom slucaju:

medju

- varijanta D:

f Yjur t. Tlu (10.4<12)

odnosno:

"flu > > l1ti > /jur > flu +1 > . > lltn (10.43)

gde su: 111.11' - tehnicko-tehnoloski stepen iskoriScenja maSine za re­prezentativni proces abrade materijala. odnosno pro­ces za kOji se projektuje masina;

I1U1' - tehnicko-tehnoloski stepen iskoriscenja masine za fi­ktivni proces abrade materijala, a koji sluzi kao re­prezentant grupe procesa i

Iju - tehnicko-tehnoloski stepen iskoris6enja ma§ine bilo kog procesa od t4 do i"'n, kOji eSe biti koris6eni u to­ku eksploatacije ma.s-ine.

1z izlozenog S8 vidi, aka se predpostavi isH dijapazon odstupanja iz­I] tt i 1') tn. da je:

- generalno govore6i, najpovoljnija varijanta B, a - varijanta C je elsto teorijska.

Medjutim, sasvim je razumljivo da llaein koncepcijskog resavanja

157

odredjene univerzalne maSine, po izlozenim varijantama, zavisi prvenstveno ad predvidjanja procentualnog vremenskog ucesca pojedinih tehnoloskih procesa u periodu njene eksploatacije, pa s toga buduci eksploatacioni uslovi - iskaza­ni preko vrernenskog ucesca svih procesa pojedinacno - imaju odlucujUc1 karakter na izbor varijante po kojoj ce se iznalaziti njeno koncepcijsko resenje.

10.03. ENERGETSKI STEPEN ISKORlSr:ENJA

Da hi se sagledao stepen savrsenosti obradnog sistema, neophodno je, izmedJu ostalog, poznavati i njegdv stepen energetskog iskoriscenja.

Medjutim, poznavanje ukupnog stepena energetskog iskoriScenja, pruzajuci rnogucn0l!lt uporedjenja izmedju dva iIi vise razlicitih sistema, ne da­je odgovor gde se u obradnom sistemu javljaju razlike u intenzitetima energet­skih gubitaka, adnosno ne daje odgovor koji deo ohradnog sistema je nepo­voljno konstl'uktivno resen. Prema tome, nije dovoljno sarno poznavati ukupni stepen iskoriScenja sistema, vee je neaphodno poznavati i sto tacnije distri­buciju energije koja mu se dovodi, kako bi se blagovremeno magle preduzeti eventualne konstruktivne intervencije jos u f azi projektovanja i ispitivanja prototipa.

Da bi se avo postiglo, neophodno je identifikovati uzrocnike i mesta potrosnje energije obradnih sistema. Na primeru mehamcke krivajne prese de­finisu se stepeni iskoriscenja delova obradnog sistema, cime se daje osnova'­prilaza u resavanju ovih problema.

Ohraclni sistem za preoblikovanje matel'ijala clef ormisanjem cine dva osnovna elementa, ito:

masina za obradu materijala deformisanjem i alat kojim se oblikuje predmet rada.

Medjutim, za problematiku koja se tretira, od najve6eg je interesa radni den obradnog sistema, koji se sastoji od alata i od radnog deia mMine, a u kojt spadaju pogon~ki sistem i njen izvrsni deo.

Kako se pogonski mehanizam sastoji od: energetskog dela. od veznog dela i ad kinematickog dela. to je rasclanj ena blok shema radnog deia obrad­nag sistema data na slid 10.06.

Prenosenje kretanja i energije vrsi se u smeru ma§ina - alat - pred­met rada, odnosno od energetskog deIa, preko veznog, kinematickog t, izvrsnog dela maSine na alat i sa njega na predmet rada.

Za ovako utrosak energije na kog njegovog dela

158

ras61anjen radni cleo obradnog pojedinim mestima i time dobiti

sistema moze se traiiti stepen iskoriscenja sya-

Posle iznalazenja parcijalnih stepena iskoriscenja delova ohradnog si­stema, dobijanje njegovog ukupnog stepena korisnog deJstva ne predstavlja te­skocu.

Slika 10.06. Blok shema radnog dela obradnog sistema.

Medjutim, ova metodologija iznalazenja stepena iskoriscenja obradnog sistema pruza mogucnost dubljih analiza, kao i njegovog optimiranja sa asp~k­ta utroska energije.

Tako, rasmatrajuCi pogonski sistem krivajne prese, dolazi se do toga da se proees abrade predmeta rada izvrsi dok krivaja krivajnog mehanizma prebrise ugao !{lob. Predpostavljajuci da je ugaona brzina'l'otaeije krivaje kon­stantna, Cime se prakticno, u ovorn slucaju, cini zanemarljivo mala greska. moze napisati da je:

tc + !{lph_

W 'ob + tph (10M)

U ovim se periodima vremena (tab i tph) opterecenja obradnog si­stema izrazito razlikuju, a to znaci da se znatno razlikuju i gubici energije u tim ~eriodima Ova promena opterecenja je graneki prikazana na slid to.07.

uje

p

{kWI

SItka 10.07. Stvarni zakon promene snage energetskog deia masine u toku njenog rada

Radi lakseg tretiranja problema stvarni dijagram opterecenja zamenj­se ideruiziranim, koji je prikazan na slid 10.03.

159

Analizom zakona promene optel'e6enja obradnog sistema na slikama 10.07. i 10.08" i rada sistema ciju masinu cini mehanicka krivajna presa. dola­zi se do toga, da se ukupno dovedena energija (W d) obradnom sistemu, maze ~p1'edstaviti izrazom:

p

I'WI D

c

E

G H

Slika 10.08. Idealizirani zakon promene snage maSine.

Aka se napi5e da je:

(10.45)

(10.46)

gde su: Wij - deo energije koji se izgubi pri transformaciji elektricne energi­je u mehanicku u elektromotoru;

Wi2 - deo energije kOji se utrosi na sav!adjivanje otpora i,zazvane tre­njem i

Wi 3. - dec energlje kOji se utrosi na savladjivanje inercijalnih sila.

Deo energije (Wy) predstavlja onaj deo ukupne energije kOji se utro-5i na elasticno deformisanje elemenata sistema. Sastoji se iz dva dela, i to dela energije kOji se nepovratno izgubi (WVl ) i dela energije koji se vrati sistemu i korisno utroSi u narednom cikIusu (WY1 ) pri obradi predmeta rada, tj.:

(10.47)

Njegova veliCina zavisi od elasticnih karakteristika obradnog sistema i od zakona promene njegovog oplerecenja, a koliki se deo energije CWv} ne­povratno izguhi (WVl) zavisi ad Yrste procesa obrade predmeta racia (sabijanje, savijanje, prosecanje. itd.).

Deo energlje (\i/ il) je paznat, posto se elektromotor ugradjuje u

160

obradni sistem ka.o gotov i ispitan agregat, 61je se karakteristlke - pa time i stepen korisnog dejstva motora - znaju.

Dea energije (Wi!a. knji se utrosi na savladjivanje otpora trenja u obradnom sistemu je od najveceg i.nteresa, jer eim najvec! deo nepovratno iz­gubljene energije. Medjutim. ovaj deo energije je vrlo tesko odrediti, posta njegova veliCina zavisi od: konstruktivnog resenja obradnog sistema, od fetima njegovog rada i od zakona promene optere6enja koje dejstvuje na sistem u toku obrade materijala, odnosno jednog radnog ciklusa, a za cije dobijanje parcijalnih stepena iskoriscenja delova obradnog sistema ne postoje dovoljno prikladne i sigurne metode prol'acuna i eksperimentalne verifikacije, sto je razlog da se ovom pitanju U ovom poglavlju posvecuje posebna painja

gde su:

Ova energija moze se predstaviti kao:­

o k Wi:! " Wu + Wu (10.48)

energija utrosena na savladjivanje otpora trenja U obradnom sistemu i energija utrosena na savlacljivanje otpora trenja na kontaktn­im povrsinama alata i predmeta racla

k Deo energlje (W i2) se da1je ne tretira jer iz1azi iz domena maSina.

Na osnovi iznetog i slike 10.06 .. moze se napisati da je:

000

Wi:! '" Wi2m + Wba

W~m '" WE + Wv + WI{ + WI o

(10.49)

(10.50)

gde su: "Wi,2ffi - energija utrosena na savladjivanje otpora trenja u masini; W12a - u alatu; WE u energetskom delu; Wv u veznam delu; WK - u kinematickom delu pogonskog sistema i WI - izvrsnom delu maSine.

pa se konacno dabija na osnovu izraza (10.49) i (10.50):

(10.51)

Ako pojedini clanovi u izrazu (lO.S!) predstavljaju utrosenu energiju u toku jed nag raclnog ciklusa. to se primenjujuci je na rafalni rezim rada si­stema dobija:

Da je Wv '" O. jer vezni deo masine, za sve vreme cipracle materijala .. cvrsto povezuje energetski sa kinematickim delom. Pojave sila tr~n~~ u ve~!lom delu, u periodu rafalnog reiima rada sistema,nema Utrosak ene~gIJe, kojl/na­staje u veznom de1u na poc(,tku i zavrsetku rafalnog rezima rit9-u., to)ik.o je

161

mali U odnosu na ukupno UtJ'osenu energiju u periodu obrade oyim rezimom. da ga nema smisla uzlmati u ahz!r.

Ostali clanov! sastoje se iz dva deIa, i to jednog deia energije koji se gubi u periodu praznog hoda i drugog koji nastaje u periodu abrade predme­ta rada Sile trenja u periodu (tab) znatno su vece na svim mestima gde se javljaju U ohradnom sistemu, pa su i gubici energije u tom periodu znatno iznad gubitaka energije u praznom hodu. Razlog ovome lezi u tome, sta su opterecenja kojima je izIoten sistem za obradu materijala deformisanjem u periodu abrade znatno veea od opterecenja u peridu praznog hoda, lito se neminovno odrazuva i na sile trenja, koje SEI po zakonu KuIona definisu sa:

gde su: sila trenja; koeJ'icijent trenja i

(1052)

nominalna sila na povrsinu po kojoj se obav}ja klizanje iii kotr­Ijanje.

Deo energije (Wi,,), koji se trosi na savladjivanje inercijalnih sila u rafalnom rezimu rada sistema za obradu materijala deformisanjem, zavisi od zakona kretanja elemenata sistema i njihovih masa. U mehanickih krivajnih presa, pod vee iznetom pred postavkom da pogonski sistem foUra konstantnom ugaonom brzinom, Cime se cini vrIo mala greska. glavni utrosak energije se javlja pri savladjivanju sila inercije izvrsnog dela masine i alata koji je yezan za njega, jer se ovaj deo jedini krec'e pravolinijski i oscilatorno sa izrazeno promenljivim ubrzanjem.

Ako se deo enel'gije (Wu ), U opstem slueaju' izrazi sa'.

gde su pojedini iSlanovi sa desne strane jednaeine (10.53) delovi energije utro­sem na savladjivanje 1nercijalnih sila alata (Wsa) i delova masine: energetskog (Wm ), veznog (Wsv ), kinematickog (Wn:J i izvrsnog {Wsrl. to se na osnovi iz10-zenog za rafalni reZim rada dobija:

(10.54)

jet' su ostali clanovi jednaki nuli.

Na osnovi sprovedene identifikacije pojedinacnih uzrocnika gubitaka energije pri pojedinacnom i rafalnom rezimu rada na primeru mehanicke kri­vajne prese, stvorene su mogw:nosti analiziranja svakog pojedinacno i trazenje ff;senja da se u svakom od podsistema optimalnlm konstruktivnim resenjima smanje gubici energije.

sistema,

162

Ako raspoloziva ei].ergija predstavlja tada se moze napisati da je;

energlju na izlazu iz obrlldnog

(1055)

gde je: I1s - ukupni energetski stepen korisnog dejstva sisiema.

Medjutim, ako 5e sistem rasclani na njegove sastavne delove, kao sto je to ucinjeno, i posmatra gubitak energije u svakom njegovom delu, tj. posma­traju parcijalno gubici energije kojt nastaju u njegovirn elementima, tada se ukupni energetski stepen korisnog dejstva sistema maze iZl'aziti sa:

(10.56)

gde su: Tji - parcijalni energetski stepeni korisnog dejstva delova sistema.

Parcijalni energetsld step en korisnog dejstva bilo kog od navedenih delova sistema (1)1), za i",l do i"'n, moze se uad koriscenjem sledeceg izraza:

w, - ----,----Wd - 2:WH ,

gde je: Wi - energija koja Be gubi u poswatrarwm delu sistema.

(1057)

Zbog veoma izraienih promena opterecenja u masina za ohradu ma­terijala defol'misanjem periodicnog dejstva u toku jednog radoog ciklusa, izra­zene BU i promene parcijalnih gubitaka energije koje prouzrokuje trenje u elemenl1ma sIstema, pored ostahh negal1vmh efekata, kao sto je neI'avnomerno habanje i druge nezeljene posledice.

Ovakav metod odredjivanja ukupnog stepena iskoriscenja obradnog sistema, uz l':lzvijanje metoda za odredjivanj0 parcijalnih stepena iskoriscenja elemenata sistema otvara mogucnosti optimizacije sistema za obradu materijala deformisanjem jos u fazi njegovog projektovanja, za sta danas primena Ta6una­ra stvara neslucene mogucnosti.

163

11 ISPITIVANJA

Ostvarenje optimalnog konepcijsko-konstruktivno-tehnoloskog resenja maSine za obradu deformisanjem, kaD fizickog objekta kOji ueba da ohezbedi optimalne lls10ve odvijanja odl'edjenog (specijalne m8sine) ili odredjenih (mM­ine urllverzalnog tipa) tehnoloskih proeesa, nemoguce je ostvariti bez sproyod­jenja niza ispitivanja, koja se po redosledu rnogu podeliti na:

- ispitivanja proeesa abrade materijala deformisanjem; - ispitivanja elemenata i komponenti maSine; - ispitivanja laboratorijskih modela; - ispitivanja prototipll; - ispitivanja serijski proizvedenih masina i - ispitivanja IDaf;ina u eksploataciji.

Po Yl'sti ispitivanja ista se mogu podeliti iii svrstati u ceUri grupe, i to:

Analiti6ke metoda ispitivanja. Ovo su eisto teorijske metode koje pruzaju mogucnost kvantitativnog ocenjivanja uticajnih faktora. njihovih kore­lacionih odnosa. a time i mogucnost predvidjanja ponasanja odgovarajucih koncepcijskih i konstruktivnih resenja Prednost ovih metoda je sto se pre ikakvih realnih zahvata mogu unapred eliminisati resenja koja ne bi dala ace­kivane rezultate s jedne strane. a sa dl'uge omogucuju simuliranje i optimiran-je zamisljenog koncepcijskog i konstrukcijskog resenja. "

Teorijsko-eksperimentalne metode. Ovu grupu metoda cine metode koje baziraju na ispitivanju fundamentalnih svojstava i karakteristika: materi­jala od koga se izradjuju elementi. konfiguracije elemenata i sklopova i njiho­vog ponasanja u razlicitim uslovima omedjenog teorijsko-eksperimentalnog pro­stora. Ove metode pruzaju najvece mogucnosti u opstem. generalnom razre§a­vanju problema. i to narocito kada je u pitanju izrada geometriski nepravilnih i slozenih elemenata i sklopova

TehnolMko-laboratorijske metode. Ovu grupu metoda Cine metode l.spitivanja. koje baziraju - dobrim delom - na empirijskim kriterijumima, ali

165

Sll upotpunjene podrobnije izrazenom povezanoscu rezultata l;;tboratorijskih opUa i rezultata dobijenih u eksploatacijL

Eksploatacione metoda. Ovu grupu ispitivanja Cine metode koje ba­ziraju na tista empirijskom postupku, a kojima se direktno ustanovljavaju po­kazatelji ponaSanja masine kao fizickog objekta u neposrednim proizvodnim uslo .... i.ma. .

KonaiSno, po wsti parametara koji se ispituju, ispitiavanja se mogu podeliti u dye grupe, ito:

- ispitivanje CVTstoce i elasto-dinarnickih karakteristika maSine i nje­nih elemenata i ispitivanja pel'formansi, odnosno njenih tehllicko-tehnoloskih poka­zatelja

Ova podela, iako je izvrsena, nije sasvim korektna, jet su neosporni interakcijski uticaji izmedju elasto-dinamiiSkih karakteristika mai!;ine, odnosno elasto-dinamickih svojstava njenih elemenata i performansi masine, 0 cemu je bilo govora u ranijim poglavljima.. pa se ispitivanja jednih pokazatelja u najve­cem broju slucajeva, ne mogu obavljati nezavisno od d::;ugih.

11.01. ISPITIVANJA PROCESA OBRADE MATERIJALA

Ispitivanja process abrade materijala deformisanjem se ·ovde pominju sarno s toga, sto proces preoblikovanja predmeta rada, odnosno njcgovl odredj­eni meritorni parametri predstavljaju ulazne veliNne za masinu.

Danas postoje mnoge analiticke, eksperimentaine i komLinovane, analiticko-eksperimentalne metode ispitivanja procesa abrade rnateri,iala de­formisanjem. Svima njima je zajednicko da ispitujuci zakone prolll8ne odredje­nag parametra ill grupe pararnetara, iznalaze optimalne uslove preobiikovanja materijala odredjenom metod om obrade, i to kako sa aspekta dobijanja eleme­nata 8tO taiSnijeg oblika i dimenzija. tako i sto pribliinije zahtevanog kvaliteta materijala od koga se izradjuju elementi.

Meejutim, posmatrano sa aspekta danasnjeg stanja razvijenosti sred­stava rada, kao i nacina preoblikovanja materijala deformisanjem u procesu proizvodnje, moie se konstatovati da je za koncipiranje konstruktivno-tdmolo­sIwg ·resenja maSine, kao aktivnog deia sredstava rada, najbitnije poznavanje sledeCih zakonitosti iz procesa obrade, ito:

166

zakona promene otpora deforrnisanju rnatel'ijala u svim njegovim fazama preoblikovanja, od ptipremka do izradka, odnosno zakona:

F' F(O (1101)

i zakona promene najpovoljnije brzine deformisanja materijala pri

tom preoblikovanju, odnosno:

y '" Y (E) (11.02)

Do ove konstatacije se laka dolazi strukturnom analizorn ffiai;ina za obradu materijala deformisanjem i analizom funkcija pojedinih njenih eleme­

nata

1z tih analiza pl'oizlazi, da je za koncepcijsko-konstruktivno resenje i proracun nosece strukure i energetskog del a p ogonskog sistema neophodno poznavanje zakona promene otpora deformisanju materijala, a. za razres~nje kinematickog dela. poznavanje optimalnog zakona promene brzme deformlsa­

nja

U poglavlju 5., dat je osvrt na stvarne zakone promene opter~~enja po vrstama tehnoloskih procesa i definisana su trl idealna zakona nJlhove promene, koji predstavljaju merodavne zakone optere~enja ~a ~asinu.: pa sva ispitivanja u yezi sa optere6enjima IDaSine neophodno Je bazu·atl na nJ1ffia.

Kinematicki mehanizam iu sistem kinematickih mehanizama poveza­nih u kinematski lanae - koji cini kinemflticki deo pogonskog mehanizma mil.Sine _ obezbedjuje zakone kretanja izvrsnog dela masine, odnosllo zakon promene brzine deformisanja, sto je prikazano na slid 11.01., zakonitos6u:

vp '" vp(E)

Slika 11.03. Zakon promene brzine iz~rsn~g dela ~~asine i optimalni zakon deformlsanJa matel'lJala

(1103)

Maksimalno odstupanje b1'7.ine kretanja iZYI'snog deia masine ad op­timaIne brzine defol'misanja pl'edrnet.a racla odredjuje step en usaglasenosti b1'zina (vidi poglavlje 10.02.):

gde Stl:

v - IAvl "fly'" ---­y

(1104)

llv - slepen usuglasenosti brzina i Av maksimalna vrednost odstupanja brzine kretanja izvrsnog dela

masine od optimalne brzino deformisanja matel'ijala koji de ob­radjuje.

167

Kako se do zakona promene optimalne brzine deformisanja materijala dolazi ispitivanjem procesa abrade, a do zakona promene brzine kretanja izv­rsnog dela maSine analiticki, poznavanjem resenja kinematickog deia pogon­skog mehanizma, to se usagIa.savanje postiie, sa aspekta ma.sine. analitickim metodama

11.02. ISPrrIV ANJE MASINE

Ispitivanja kojima se podvrgavaju masine i njihovi elementi, u svim fazama od model a do maSine u eksplataciji. su veorna raznovrsna i mnogobroj­na. kao i metode i sredstva kojima se obavljaju. pa se s toga na oVom mestu ne ulazi dubIje u ovu materiju, vee se daje sarno pl'ikaz jednog simulatora op­terecenja.

11.02.01. Simulator optereeenja

Na slid 11.02. je shematski prikazan simulator opterecenja, koji se sastoji iz sleeih elemenata ito: cilindra (paz. 1) zavarenog za ploeu (poz. 2), koja leii na raclnom stolu masine (poz. 3); klipa (poz. 4) na kome je postavlje­na podesljiva kapa (poz. 5) sa plocom od tekstolita (poz. 6) na koju dejstvuje pritiskivac mMine (poz. 7); venUla za ispustanje vazduha (pOz. 8); nosaca po­kazivaea puta (pz. 9); pumpe (poz. 10) sa elektromotorom (poz. 11); akumulatora (poz. 12); rezervoara akumulator8 (poz. 13); boce za azot pod pritiskom (poz. 14); hladnjaka (poz. 15) i ostalih elemenata kao sto su cevovod, ventili, slavine i dr.

Slika.1O.02. Simulator optere(;enja

Rad prezentiranog simulatora je vrio jednostavan, i njime se mogu si­mulirati sva tri meritorna opterecenja, data u poglavlju 5.

Za ispitivanje masina pri stati6kim opterecenjima, simulator se kori-

168

sti na taj nacin sto se zatvori slavina (poz. 17), a regulaciom ventil (poz..· 25) se podesi na ieljeni pritisak, pa se posredstvom pumpe. odnosno ulja pod priti­sko~ ,podiie klip simulatora, kOji dejstvuje na pritiskivac masine. Registrovanje zakona 'promene optereeenja maSine se postiie manometrom koji. l'egistruje promenu pritiska ulja u cilindru.

Za ispitivanja pri dinamickim opterecenjima postavi se iZYrsni den masine u krajnji spoljnji poloiaj. a klip sa simulatora sa kapom neposredno do njega Zatim se pusti maSina urad, a klip simulatora podiZe posredstvom pumpe. eime dolazi do periodienog dejstva pl'itiskivaca ma.sine na simulator optel'eeenja Pri tome se zakon promene opterecenja na iZVl'snom delu maSine registruje posredstvom uredjaja za tenzometrijska merenja iii na neki drugi naein. Za vreme ovih ispitivanja, simulator je zasticen od osteeenja regulacio­nim ventilom (poz. 25), a manometar nepovrafnim ventilom (poz.20).

Simuliranje prvog ide81nog zakona Dpterecenja. Za simuliranje prvog idealnog zakona opterecenja, definisanog izraiom (5.01) i prikazanog na slici 5.02., potrebno je zatvoriti slavine (poz. 17 i 20, a regulacioni ventil (poz. 25) podesiti na pritisak kOji odgovara 'i.eljenom maksimalnom opterecenju. Pri dejstvu pritiskivaca na klip simulatora, dolazi do porasta pritiska fluida u njemu Kada pritiskivac ostvari maksimalnu vrednost pritiska na simulator, posredstvom regulacionog venUla, dolazi do naglog propustanja ulja u rezervo­ar. Zahvaljujuci ovome, postiie se brzi porast opterecenja do maksimalne vred­nosH i naglo rastereeenje. odnosno simuliranje optere6enja po prvom zakonu

Silnuliranje drugog idealnog zakona opterecenja. Za avo opterecenje uredjaj se priprema na isH nacin kao i za optereeenje po prvom zakonu, sarno se regulacioni ventil podesava na veei pritisak od onog koji odgovara maksi­malnoj sill. Time se izbegava trenutni rastereeenje mMine. odnosno obezbedju­je se dobijanje opterecenja po drugom idealnom zakonu. definisanom izrazima (5.02) i (5.03) i prikazanog na slici 5.02.

Simuliranje trel:eg idealnog zakona opter~enja. Ova optereeenje se simulira na taj naein, sto se otvaranjem slavine (poz. 17) omogueuje ulazak ulja u akumulator stisljivog fluida (poz. 12), u kome je predhodno podesen pritisak posredstvom slavina (poz. 22 i 24). Kako je zapremina akumulatora zuatno veea od zapremine ulja koje dospeva u njega, to je prirastaj pritiska u njemu prakHeno neznatan, eime se odrzava opterec.enje na pritiskivacu konstantnim.

Za vece hodove izvrsnog dela lUMine ukljucuju se dodatni cilindri, eime se povecava zapremina stisljivog fluida i smanjuje priraStaj pritiska.

Podesavanjem regulatora (poz. 25) omogueuje se simuUranje rasteree­enja posle prelaska odredjenog puta izvrsnog dela mMine. Ovim je obezbedje­no dobijanje opterecenja na pritiskivaeu po prvom idealnom zakonu, definisa­nom izrazima (5.04), (5.05) i (5.06).

Da hi se spreeio nepozeljan porast temperature nestisljivog fluida. sastavni deo akumulatora eini hladnjak (paz. 15).

Dimenzionisanje akumulatora i dodatnih rezervoata, odnosno. pozna-

169

vanje velicine priraStaja sile oa izvrsnom delu maSine, u oVom slucaju, maze se clobiti putem proracuna

Sila na klipu simulatora u pocetku je:

n'· 1t Fo '" po . A '" po . 4 (IL05)

gde su: po - pocetoi pritisak stisljivog fluicla u akumulatoru; A - povrsina poprecnog preseka klipa simulatora i D - precnik klipa simulatora.

Predpostavljajuci da se zbog brzine obavljanja dejstva pritiskivaca na simulator desava adijahatska promena stanja stisljivog fluida u akumulatoru, to ce pritisak u njemu nakon hocla izvrsnog deia maS-ine (h) biti:

p '" po . (_yyO)X (1106)

gde su: Vo - pocetna zapremina stisljivog fluida (obi6no azof.a) u akumulatoru i rezervoaru;

170

V - zapremina stisljivog fluida u akumulatoru i rezervoarima posh~ predjenog puta (h) izvrsnog deia ffiaSine;

p - pritisak u stisljivom flidu nakon predjenog puta (h) pritiskivaca masine i

X - eksponent adiabate.

o q2

I

q, u , (VQ'i'V,,) 10 [m] 1,0

"--1--1-+-l-l-+-+rC+--l.L-+-+-

o 0,2

Slika 11.03. Nomogram za odredjiYanje parametr&. Ct.

Kako su:

Vo=Va+Vr (1107)

V'" Vo - A . h '" Va +'Vr - A· h

to je sila na pritiskivacu posle predjenog puta (h);

odnosno:

gcle SU:

F'" Fo' 1 X

( 1 - C, h )

F=C"Fo

Va - zaprernina akumulatora; VI' - zapremina rezervoara;

1 X C" (~h)

(1108)

(11.09)

(lUO)

(11.11)

(11.12)

Analizom iuaza (11.09), odnosno (11.10) se vidi, da se prirastaj porasta si1e na izvrsnom delu masine:

AF • F - Fo (11.13)

maze regulisati po zelji dimenzionisanjem akumulatora i rezervoara.

o 02 0 •• 0.6 C, [rr,,) ~o

Siika 11.04. Nomogram za odredjivanje parametra C2.

Za bl'zo odrcdjivanje vrednosti .parametara (e l ) i (C 2 ), 11 time j izra(':­unavanje pril'astaja sile L~F), na slikama 11.03. i 11.04. dati su nomogrami iz­radjeni na osnovi izraza (11.11) i (11.12).

Simuliranje opterecenja po tri idealizirana zakona aptere(~enja, prika-

171

zanirn simulatorom omogucuje ispitivanje masina u zadoyoljavajucim granicama tacnosti.

Ovakav simulator obezbedjuje staticka i dinarnicka ispitivanja masina razliCitih deklarisanih nominalruh sila, kao i razlicitih zakona promene njiho­vih opterecenja, pa je yeorna pogodan za sve vrste laboratorijskih i eksploata­cionih uslova ispitivanja.

Detaljnije 0 metodama ispitiYanja i sredstvima koja se pri tome kOl'i­ste, bice dato u sestom delu knjige.

172

12. 0 D R Z A V A N J E

Oclrzavanje maSina za obradu deformisanjem u toku njihove eksploa­tacije je veorna znacajan faktor, jer ad stanja maSine zavisi, na pryom "mestu

'tacnost njihovog rada, zatim proizvodnost i ekonomicnost, a u krajnjem i nji­hova funkcionalnost.

Nairne, u procesu eksploatacije maSine dolazi do kontinualnog ha­banja i istrosenja njenih elemenata, eime se menjaju, odnosno smanjuju njene proizyodne performanse, pa je cilj odrtavanja, vracanje karakteristika masine na nivo nove maiiine. i to potpuno iii delimicno, time se ostvaruje odrzavanje zeljenog iIi propisanog tehnicko-tehnoloskog nivoa proizvodnje.

Smanjenje tacnosti rada masine, sa svim nezeljenim posledicama, ima uglavnom kontinualan tok, osim u slucaju kvata kOji clovodi do gubljenja mo­gucnosti njenog funkcionisanja. Taj kontinualru tok se moze linearizovati, kako je prikazano na slici 12.01., iako je on ustvari neka eksponencijalna funkcija.

100"1. ~

~

a 50% z

.u

"' ~ 0

Slika 12.01. Linearizovani zakon pada tacnosti masine sa vremenom.

Medjutim, intervencije sa ciljem odrzavanja deklarisanog nivoa.nove masine vrse se periodicno. Ova dovodi do toga, da proizvodne performanse masine osciliraju.

173

Ako je definisan i poznat maksimalni nivo taiSnosti masine, tada se zavisno od zahtevanog nivoa kvaliteta proizvodnje - moze definisati i dozyolje­ni minimalni nivo njene taiSnosti kako je prikazano na slici 12.02.

~ 1"- ._ .. __ .-

t-" n min.doz

II ", ", . i " , OPMPSPMPSPG G

Slika 12.02. Maksimalni i minimalni nivo tacnosti masine u funkciji remontnih intervencija

Kako ~"'Vaka remontna intervencija nije 1.1 stanju da povrati upotpu-· nosti izgubljene sposobnosti masine, to se gustina remontnih intervencija sa vremenom povecava, sve dok se ne postavi pitanje isplativosti daljih remont­skih intervencija, sto se jasno 'lidi 1z slike 12.02.

Remontne intervencije zavise od: kvaliteta masine, od proteklog peri­oda eksploatacije i ad uslova i rezima njenog rada, sto se sve manifestuje nje­nim stanjem u posmatranom tren1.1tk1.1 vremena. One mogu biti:

planske i neplanske.

Planske remontne intervencije su:

- preventivni pregledi (P); - mali remont (M):

srednji remont (S)i generalni remont (G na slid 12.02.).

Detaljnije 0 odrzavanju biee govora u jed nom od posebnih narednih delova kn'jige.

174

13. MOD ERN I Z A C I J A

Pitanje modernizacije masina za obradu materijala moze se tretirati dvojako, odnosno ovom pitanju se moie prici sa dva aspekta, ito:

pred1.1zimanja interventnih zahvata na postojeCim masinama sa cilj­em podizanja njihovog kvalitativnog iii kvantitativnog nivo3., i time njihovog prilagodjavanja novim izmenjenim 1.1slovima proizvodnje i

razvijanja i osvajanja novih savremenih masina, masina izmenjenih koncepcijskih i konstrukcijskih resenja.

Osnovni zah'lati i intervencije na postojecim maSinama za obradu de­formisanjem su:

kvalitati'lni zah'lati, koji do'lode po povecanja elasto-dinami6kih ka­rakteristika nose6ih elemenata i kvalitetnijih uslova kretanja izvrs­nog dela masine sa ciljem povecanja taiSnosti medjusobnog odnosa i kretanja alat - predmet obrade i

kvantitativni zahvati, koji dovode do promena intenziteta osnovnih meritornih performansi ma.sine, sa eiljem: povecanja produktivnosti (povecanje broja radnih eiklusa u jedinici vremena), iii sa ciljem izmene moGi mastne {,nominalne sile, raspolozive energije i sn

Pitanje razvijanja i osvajanja novih sanemenih masina za obradu de­formisanjem je pitanje stvaranja pouzdanih teorijsko-eksperimentalnih podloga za kreiranje masina izmenjenih koneepcijskih i konstrukcijskih resenja Ovo pitanje obuhvata prvenstveno probleme vezane za podizanje nivoa a1.1tomatiza­cije i podizanje stepena fleksibilnosti ovih masina

13.0!. POVECANJE ELASTO,DINAMICKIH KARAKTERlSTIKA

U poglavlju 2.09.01. su nosece strukture masina za obradu deformi-

17£

sanjem podeljene na nosece strukture otvorenog i nose6e strukture zatvore­nog tipa, a u poglavlju 6., prikazan je uticaj prednapregnutih elemenata na karakter i intenzitet elasticnog deformisanja otYOrene nosece strukture.

B

slAB r F u r ..!;' u wi

'" 1 }CD1F

.,

I lco C i

o

Slika 13.01. Otvoren okvir ~­terecen silom (F).

. 7 .. itL ~ i I

~

Slika 13.02. Odstupanja osa 1'a-• dnih delova alata.

Svodjenjem otvorene nosece strukture na otvoren okvir ABeD, prika­zan na she! 13.01.. opterecen deformacionom sHom (F), svodi se nn poznati problem tz mehanike, te iznalazennje karaktera i intenziteta njegovog elastic­nog def ormisanja ne predstavlja problem.

Medjutim, ove elasticne deformacije ce izazvati izvodjetlja osa radnih delova alata iz medjusobne podudarnosti, jer sU radni elementi alata vezani: jedan za radni sto, a drugi za izvrsni deo maSine, pa ce njihove ose, kada je masina opterecena i elastic no deformisana. zaklapati ugao (IX), kako je prikaza­no na slid 13.02.

Slika 13.03. Otvoren okvir opter­eeen sHama (F) i (Fv).

Silka 13.04. Odstupanja osa ra­dnih aelova alata.

Ugradnjom prednapregnutih vijaka u postojeeu noseGU strukturu, ot­voreni okvir ABeD se. svodi na slui':aj opterecenja prikazan na sHei 13.03., gde

176

je (Fv) sila prednapregnutih vijaka kOja opterecuje okvir, pa ce zhog izmenje­nag karaktera i intenziteta njegovog elasticnog deformisanja ose radnih delova alata zaklapati ugao ({tv), sto je prikazano na slici 13.04., pri cemu je:

tt > IXv (13.01)

a to znaci povecanje tacnosti maSine, odnosno kvalitativno povecanje njenog nivoa.

D 13.02. POVECANJE PROIZVONllI PERFORMANSI

Na primeru mehanicke krivajne prese rasmatra se i analizira pitanje povecanja broja radnih cildusa u jedinici vremena i pUanje promene l'aspoloz­ive energije, kao primeri promena performansi kOje izrazavaju kvanti1ativllu promenu masina za obradu deformisanjem, a sto se moze sprovesti za bilo koji tip ovih masina. Rasmatranje i analiza se sprovod! na krivajnim presama sa re­duktorom i bez reduktora

13.02.01. Krivajne prese bez recluktora

Pogonski mehanizam ovih maSina prikazan je shematski oa slid 13.05., a sastojl se ad: elektromotora (pOz. 0, kaisnog pl'enosa (poz. 2), zamajca (poz. 3), spojnice i kocnlee (poz. 4) i glavnog vratila (poz. 5).

Slika 13.05. Pogonski mehanizam krivajne prese bez reduktora

Povecanje - rekonstrukcijom - braja hadova pritiskivaca sa (np) na moze se iZYI'siti na tri naeina:

- ugradnjom elektromotora povecanog broja obrtaja (nm1 > nm) IMe snage (Pmt = Pm);

- ugradnjom elektromotora poveCanog broja obr~a.ia (nml > flm) pro­menjene snage (Pml '/. Pm) i smanjenjem prenosnog odnosa m0tor-zamajac (imzl < imz).

I DaCin. Obelezi Ii se sa (in) odnos broja obrtaja novog (nma prema

177

braju obrtaja starog (nm) elektromotora. tj.:

(13.02)

onda 6e i navi broj hodova pritiskivaca biU dat izrazom:

npl'" in' TIp (13.03)

Medjutim, rninimalni dozvoljeni precnik kaisnika na vratilu motora. za istu njegovu snagu, opacia sa smanjenjem braja polova motora. odnosno sa povecanjem brzine obrtanja njegovog rotora (vidi kataloge za elektromotore). Pod predp ostavkom cia je na postojecem, starom elektromotoru postavljen mi­nimalni dozvoljeni kaisnik, a za ovo ima punog opravdanja S obzirom cia se pri konstruisanju uvek teZ! stq zbijenijoj konstrukciji. to ce odnos novog i starog kaisnika hiti dat izrazom:

Dk. ik' Dk ~ (13.04)

l-':-ema tome, vodeCi rae una 0 izmeni dimenzija kaisnika na vI'atilu motora. prenosni odnos motor-zamajac (tmz) ce se promeniti na:

. i mz Imzt '" ik (13.05)

pa lzraz (13.03) dobija oblik,

Dpt = in . ik . Dp '" i . np (13.06)

gde je: i - broj koji oznacava ukupnu prornenu broja hod ova pritiskivaca, ob­uhvataju6i u sebi promene koje izazivaju izmene elektromotora i kaisnika

Pri ovome mogu da nastupe slededi slucajevi.

Prvi siucaj, Zadrzava se isti zamajac i isH pad braja obrtaja zamajca (v) u periodu obrade (tob), tJ.'

gde je:

(13.07)

'(13.08)

m· n! - zamajni moment odredjen masom i preiSnikom zamajca.

Kako je vee u poglavlju 4_ objasnjeno, za vreme procesa obrade ener­gija utrosena na deformisanje materijala sastoji se iz energije elektl'omotora i energije zamajca, pa shodno tome:

178

1. Energija koju oda novi elektronlOtor za vreme abrade predmeta ra­da (W mt) (vidi ideu1izirani radni dijagram na slici 13.06), maze da se izrazi sa:

2.

Wml '" 0.5 ' (1 + frnJ . Pph . tobl (13.09)

gde SU: fm - koeficijent preoptere6enja elektromotora u periodu abrade i

tobl - vreme trajanja racine operacije rekonstruisane masine.

Kako je vreme abrade dato izrazom:

~ob tab'" 2. 1t . TIp

to se na osnovu izraza (13.06) dobija:

tob tobt = -1-

pa je,

Wmt '" ~m 1

(13.10)

(13.11)

(13.12)

Energija koju preda zamajac predmetu racia u periodu obrade posle ugradnje novog motora, po pribliinom izrazu b16e:

, , W m . Dz . npl . \)

zt ~ 360 m' n!

odnosno:

, . np

360 (13.13)

(3.14)

N.ljzad, ukupna raspoloziva energija rekonstruisane masine, pri ra­falnom radu, je:

(3.15)

odnosno moment merodavan za proracun spajnice i glavnog vI'atila:

(13.16)

Medjutim, ako se zna odnos Ow) energije koju ada zamajac prema energiji motora mMine pre rekonstrukcije, tada zamenom njihovih vrednosti posle rekonstrukcije u obrascima (13.15) i (13.16) izrazima (13.12) 1 (13.14), posta je:

dobija se:

iw=~ Wm

1 Wrt '" Wm . (i1 . iw + T L'" fi . Wm

(13.17)

(13.18)

179

~ob £1' Wm ~ob

(13.19)

Drugi sluesj U felji zadrzavanja 1ste spojnice i glavnog vratila usvaja se da je obrtni moment na vrattlu neizmenjen posle rekonstrukcije. a pad braja obrtaja zamajca u periodu abrade izmenjen, odnosno da je manji ad pa­da braja obrtaja zamajca polazne maSine, tj.:

M, M (13.20)

(13.21)

Kako je postavljen uslov izrazom (13.20), to se Da osnovu izraza (13.02), (13.05) i (13.11) dobija da je,

Uvodjenjern parametra na osnovu jednacine (13.09):

fpph " 0,5· (1 + fm) . Pph

i parametra:

fmn 360 . tob ---,--,-

m'Dz'np

po analogiji predhodnog slucaja, dahlja se:

VI '" ..11'2 . [V + fpph' fIllD . (1 - ~)]

i

(13.22)

(13.23)

(13.24)

(13.25)

Trect slueaj Vrsi se izmena zamajca, tj. menja se zamajni moment, s tim da se zadrzi isH pad broja obrtaja u periodu obrade pri odrzavanju ne­promenjene raspolozive energije, odnosno:

dobija se:

180

\II '" \)

Na osnovi uslova (13.28), obelezivsi sa:

360 . lob -n~' -U-

. [m . D; + fpph . f\) . (1 _ _1_)] i

(13.26)

(1327)

(1328)

(1329)

(13.30)

II nafin. I ovcle postoje t1'i slucaja, kao i u I nacina Oni se dohijaju kada se na uslove iznete u slucajevima I naciua doda jos da je:

Pmt ¢. Pm (13.31)

Slika 13.06. Idealni dijagram promene snage u periodu' jednog ciklusa.

PrY} sluca) ObeleZi 11 se odnos snaga novog (Pml) i starog (Pm) elek­tromotora sa:

tada izraz (13.12) prelazi u,

ip Wm1 " i 'Wm

pa izrazi (13.18) i (13.19) U OVOID slucaju glase:

(13.32)

(13.33)

181

w . (ill. iw + ~ m , (13.34)

Wm · (j2 . iw +

M, ~ob

(13.35)

Analizom izraza (13.12). (13.14). (13.34) i (13.35) sa vidi da promena suage elektromotora numa uticaja na velicinu energije zamajca. tj. na deo energije i2. Wz• odnosr~o momenta 1'. Wz/ljJob. pa kako je 12. Wz » Wm/i, to je njen uticaj na raspoloZivu energiju maSine (W 1't), odnosno moment (MI), mali.

Medjutim, promena snage elektromotora utice na:

- brzinu regeneracije izgubljene hergije zamajca u periodu obrade (vidi idealizirani dijagom na slid 13.06.). sto je pri ip > 1, odnosno zameni starog elektromutora novirn - jacim - povoljno, kada se po­y:cava broj hod ova prWskivaca; i obrnuto pri i p < 1, taj uticaj je nepovoljan;

- velicinu dozvoljenog zamajnog momenta zamajca redukovanog na vratilo elektromotora [(m' Di)mdozv.l ito:

pri ip > 1, (m' Dz)mdozv. raste,

- pri ip < 1, (m . Dz)mdozv. opada i

potrosnju elektricne energije u jedinici Yreffiena pri radu masine, tj. utrosak ulozene. pogonske enrgije.

Dugi slucaj S obzirom na izraze (13.32) i (13.33) jednacina (13.25) u ovom slucaju dohija oblik:

~, • -,t, . [~ + [pph' fmn . (1 - ~)] i

(13.36)

Treed s]ucaj Najzad. U OVOID slucaju jednaCina (13,30), s obzirom na izraze (13.32) i (13.33) glasi:

,1 , m . DZI '" 7' Un . Doz + fpph . f\l (1 _ JE.)]

i (13.37)

Analizom do,' sada iznetog. dolazi se do toga. da se promena radnih ciklusa izvrsnog dela masine moze vfsiti sarno skokovito.

broja

Nadalje sa povecanjem broja radnih ciklusa skracuje se vreme praz­nog ~oda (tph) u kom se periodu vrsi regeneracija odate kineticke energije zamaJca, sto se jasno vidi iz slike 13.06, kao i iz izraza:

182

30· hh 'TC' np

:::! 10. !Pph np

(13.38)

Prema tome. treba voditi racuna da u slucajevima kada energija osta­je neizmenjena i posle rekonstrukcije (II i III slucaj aha nacina) duzina vre­mena (tpht) hude tolika da elektromotor nadoknadi zamajcu izgubljenu ener­giju, tj, dovede ga na nominaIni broj obraja. U suprotnom. s obzirom na W z "" '" Wnz i uslov Wrt ;; Wr. dolazi se do toga da je An < Ant < An2 < .... , odnos­no, postepenog - brzeg iIi sporijeg - zaustavljanja prese u rafalnom radu, sto nemiovno doyodi do nezeljenih posledica.

Stepen iskoriscenja deklarisane raspolozive energije zamajca opada, tj. zamajac je predimenzionisan (II slucaj oba naNna). Zavisnost iskoriscenja energije zamajca u procentima od procentualp.og pada broja obrtaja data je ua dijagramu slika 2.33. Iz dijagrama se vidi da je njen gradijent veliki za male. i obrnuto. mali za velike procente pada broja obrtaja zamajca, sto treba imati u vidu, pri cernu se mora voditi racuna da se ne prekoraci dozvoljeni zamajni moment zamajca redukovan na vratHo elektromotora.

Isto tako. dohijaju se:

mMine sa povecanirn rnomentorn nn glavnom vratilu (I slucajevi aba naCina) i masine sa neizmenjenim momentom (II i III slucajevi oba naCina).

Pri svemu tome, te'lina prese se:

- smanjuje (III slucaj); ostaje ista (II slucaj) iii

- povecava (I slucaj),

a pored promeue motora, menjaju se:

spojnica i glavno vrattlo i sve sto je vezano za njih (I slucaj) i - zamajac i svi elementi vezani za njega (III slucaj).

Konacno, neophodno je izvrsiti analizu pove6anja inercijalnih sila pritiskivaca, i eventualno predvtdeti ugradnju uravnotezivaca, kao i proveriti lezajeve zhog povecanog broja obrtaja

ill nal5!n. Prenosni odnos motor-zamajac (imzi) dat je izrazom:

Dzi imz! '" Dki

pa je braj radnih ciklusa u jedinici vremena izvrsnog deia prese:

(13.39)

npi '" 1mz!' nm (13.40)

Analizom izraza (13.39) j. (13.40) se dolazi do slede6ih slucajeva.

183

Prvj siucaj Povecanjem precnika kaisnika na vratilu elektromotora;

(13.41)

Tretman problema povecanja braja hadova pritiskivaca rekonstrukci­jom postojece krivaJne prese, iznet u prva dva slucaja prethodna dva naeina, vazi i za ovaj slucaj, s tim sto se adnos (iktl starag (im:z) i novog (imn) pre­nosnog odnosa maze kontinualno da menja, i sto ovaj naein bazira na tome da se elektromotor ne menja. pa je in '" 1. odnosno i = iki. Prema tome. Izrazi (13.18), (13.19) i (13.25), kao i izrazi (13.34), (13.35) i (13.36) vate j u ovom slue­aju.

Drug] slu6aj Smanjenjem precnika zamajca:

Du- < Dz (13.42)

Ovaj slucaj izmene zahteva izradu novog zamajca, pri cemu se moze postiCi da bude:

m' D~i iIi

m . D~:I • m

m

. D~

. D! (13.43)

(13.44)

Prema tome, ovaj slucaj rekonstrukcije. pruza daleko veee mogucnosti kombinovanja pri usaglaSavanju poveeanja broja hodava pritiskivaca u jedinici vremena sa ostalim radnim karakteristikama maSine.

Pri ovome mogu se posUei sledece varijante:

1. Wri > Wr

2. Wri Wr M

3. Wrt < Wr

(13.45)

(13.46)

(13.47)

Svaka od ovih val'ijanti ima praktienog smisla. a koja ce se usvojiti zavisi od konkretnog slueaja ZaSta se i za kakvu proizvodnju predvidja rekon­struisana masina.

Treei slucaj. Ovaj slueaj predstavlja prethodna dva slucaja.

Iz iznetog. za ovaj naein rekonstrukci,ie krivajnih presa. proizlazi da elektromotor ostaje nepromenjen, dok se smanjenje prenosnog odnosa motor­- zamajac. a time i povecanje broja radnlh ciklusa pritiskiva6a u jedinici vre­mena vrsi kontinualno, za razliku ad I i II naeina rekontrukcije. u kojih se te promene vrse skokovito. a sto daje prednost ovom nacinu rekonstrukcije.

Takodje. sa smanjenjem prenasnog odnosa maze se iei sve dok redu­kovani zamajni moment zamajca Da osovinu elektromotora ne prekora6i dozvolj­eni, tj. dok je ispunjen uslov:

184

(m . D!)mi = (13.48)

a u slucajevima kada je Mi > M, mora se vrsiti izmena spoJruce. glavnog vratila j elemenata oiju izmenu povlaci za sabom promena ta dva elementa.

Na kraju tretmana problema povecanja braja radnih ciklusa pritiski­vaea u jedinici nemena krivajnih presa bez reduktora maze se laka zakljuciti. da se izrazito povecavaju mogucnosti postizanja unapred postavljenih i defini­sanih zahteva, koje mora da zadovoljava rekonstruisana presa, aka se kombi­nuju I i III, odnosno II i III naein sprovodjenja rekonstrukcije.

13.02.02. Krivajne prese sa reduktoram

Pogonski mehanizam krivajne prese sa reduktorom prikazan je she­matski na slici 13.07.. i sa')taji se ad: elektromotora (poz, 1), kaisnog prenosa (paz. 2). zamajca (paz. 3), spojnice i kocnice (paz. 4). reduktora (poz. 5) i od glavnog vratila (poz. 6).

Slika 13.07. Pogonski mehanizam krivajne prese sa reduktorom.

Kako je broj ciklusa u jedinici vremena (npi) u ovih presa definisan izrazom:

npi nmi (13.49)

im:zi . iRi

gde je: iru - prenosni adnos reduktora,

to se njegovo povecanje posH ze:

smanjenjem prenosnog odnosa reduktora (iRi): . - smanjrmjem prenosnog odnosa motor-zamajac (im:zJ); - pove(anjem broja ohrtaja elektromotora (nm) iIi - komhinacijom predhodna tri na6ina.

185

I na~in. Prenasni adnos reduktora definisan je izrazom:

Dt m' Zl

im '" I.5;- m . z, (13.50)

gde Stl: Dt (D,) - podeoni precnik veceg (manjeg) zupcaruka; Zt (22) - broj zuba veceg (manjeg) zupcanika i m - madul zupcanika

Smanjenjem braja zuba veeeg zupcanika za (a), i istovremenim po­vecanjem broja zuba manjeg zupcanika za isti broj (a) (gde a '" 1. 2, 3, .... , hila koji ceo brojl, zadrfavaju6i pri tome isti modul (m '" const.), rastajanje asa l1ratila na kojima se nalaze zupcanici ostaje nepromenjeno, dak se pastize smanjenje prenosnog odnosa (iRi), sto se i zE!:lelo.

Medjutim, smanjenje~ prenosnog odnosa reduktora smanjuje se obrt­ni moment na glavnom vratilu, sto znaci da s~ mora lei na smanjenje iskorisc­enja energije zamajca u periadu abrade, tj,. smanjenju pada braja obrtaja za­majca

Konacno, iz izlozenog se vidi. da se povecanje braja ciklusa pri-tiski­vaca postiie zamenom sarno para zupcanika. sta iziskuje relativno mala ulaganja

0staU naeini. Oni su izneti u prvom delu ovog poglavlja, s tim sto se u pl'esa sa lJoganskim mehanizmom koji ima i reduktor pruzaju jos vece rno­gucnosti iznalazenja najpovoljnijih rescnja rekonstrukcije.

Ra"Jmatrani primer ilustruje kvantitativno pove6anje nlvoa mehanicke krivajne pr·ese, koje se manifestuje u povecanju njene produktivnosti, i to promenom sledecih meritornih proizvodnjih performansi:

povecanjern broja radnih ciklusa izvrsnog dela masine u jedinici vrCfficna, sto se direktno odraZava na broj iZl'adjenih elemenata i

povecanjem raspolozive energije masine, sto se odl'azava na zapre­minsku odnosno teiinsku proizvodnost, jer se mogu obradjivati ekmen.ti vece muse koji za preobliko-vanje iziskuju ve6u kOllcinu defarmacionog rada

13.03. AUTOMATIZACIJA

Stukturnom analizom procesa i sredstava rada obrade materijala de­formisanjem, mogu se sistemi automatizacije svrstati u sledece grupe, kOje pro­izlaze iz slicnosti iIi istovetnosti zadataka, a to su:

186

- sistemi za upravljanje tokom materijala; - sistemi za upra-vljanje uslovima obrade (temperatura, uslovi hladj-

enja, podmazivanje, skidanje ogoretine, i dt,); - sistemi upravljanja rezimom rada masine;

- sis~enii za izmenu i regulaciju alata u radnom prostoru masine i - sJstemi kontrole (materijala, procesa, rada maSine, kvaliteta alata.

jzradka. ltd.).

Na onovi iznetog. na slici 13.08., je shematski prikazana klasifikacija sistema mehanizacije i automatizacije (SA).

@fK

A SA U

S

Slika 13.08. Klasifikacija sistema mehani­zacije i automatizacije.

Sprovedena klasifikacija omogucuje lakse i sveobuhvatnije parcijalno rasmatranje pojedinih sistema, njihovo optimiranje za date uslove, odnosno un­apred definisan i ogranicen prostor, kao i lakse koncepcijsko razresavanje celokupnog sistema automatizacije ohradnog sistema za oblikovanje materijala def ormisanjem.

13.03.01. Mater!jal

Polazeci od oblika matcl'ijala, nacina njegovog kretanja i oblika pu­tanje, kao i prostora kroz koji prolazi, sistemi automatiozovanog kretanja mate­rijala se mogu podeliti, kako je prikazano na sliei 13.09., na:

Silka 13.09 .. Klasifikacija materijala.

- sistemi oblika materijala (Mob);

181

- sistemi natina kretanja (Mkr); - sistemi oblika putanje po kojoj se krecu (Mpu) i - sistemi prostora kroz kOji se krece materijal (Mpr).

Daljom podelom mogu se navedeni sistemi pobliie i' preciznije karak­terizirati, ito:

Sistemi oblika materijaia. Kako se procesi obrade materijala defol'mi­sanjem dele na:

- proeese pM ravanskom naponskom stanju. odnosno procese obrade limova i

- proeese pri zapreminskom naponskom stanju, odnosno proeese obrade tela,

to se sistemi oblika materijala mogu podeliti u dye vrste, ito:

gde su:

- sistemi za lim (M ~b) i . - sistemi za prostorna tela (M~b)'

Potpunija podela sistema oblika rnaterijala prikazana je na slici 13.10"

Slika 13.10. Klasifikacija oblika materijala.

(M~b)tr - sistemi za trake lima: - (M~b)ta - sistemi za table lima; - (M~b)ko - sistemi za pripremke ad lima; - (M~b lSi - sistemi za sipke; - (M~b )ee - sistemi za cevi: - (M~b )Pl' - sistemi za pronale i - (M~b)ko - sistemi za komade.

Sasvim je 'razumljivo da je moguca dalja klasifikacija ovih sistema prema dimenzijama, vrsti materiJala i drugim parametrima, sto bi predstavljalo suvise detaljisanje na ovom mestu.

Sisemi na6ina kretanja. Posmatrajuci radni prostor~ (RP) u kome se obavlja preoblikovanje materijala, tada se kretanje materijala do radnog pro­stora i od radnog prostora mai:ine maze obavljati sledeCim nacinima, ito:

188

- kontinuirano, odnosno neprekidnim kretanjem (Miir); - prekidno. odnosno periodicno (Mkr) i - kombinovano (M~),

sto je shematski prikazano na shei 13.11.

Slika 13.11. Nacini kretanja materijala

Simbolicno predstavljena navedena kretanja materijala u odnosu na radni prostor mai:ine, data BU na slici 13.12.

Shka 13.12. Simboli nacina kretanja.

Sistemi oblika putanje. Prema obliku putanje materijala, sistemi se mogu podeliti na:

- linijske (M~u); - ravanske (M ~u) i - prostorne {M~u}.

Slia 13.13. Oblici putanje materijala.

Izneta padela shematski je prikazana na slici 13.13.

Takodje, na primeru kombinacije tri radna proslora, ilustracije ra.dt na slici 13.14., prikazana je data TJodela

189

L-fno(J-----Iw-;!

Stika 13.14. Kombinacije kretanja matcrijala kroz tri radna prostora

Ststami pro~tora. Prema okruzenju radnog prvstora, sistemi automati-zacije mogu se podellti na:

- uvodnike (M~r); - odvodnike (Mgr); K

_ kombinovane, uvodno-odviodne (Mpr ) i

_ manipulatore u radnom prostoru (M~r).

sto je shematski p1'ikazano na slici 13.15.

Slika 13.15. Sistemi okolnog prosto1'a.

13.03.02. Alat

Sistemi automatizacije manipulisanja alatom u radnom prostoru mas:i-

190

ne, obzirom na funkciju koju treba da obavljaju mogu se podeliti u dye vrste, ito:

- sisteroi za izmenu alata (Ai:l:) i - sistemi. za podesavanje alata (Apo),

pri cemu je ova podela data na shei 13.16.

Slik 13.16. Sistemi automatizacije manipulisanja alatima

13.03.03. Masina

Kako je maSina definisana performansama i zastitnim sistemima, to se podela sistema automatizacije moze svrstati u dye grupe, ito:

- sistemi za upravljanje rczimom rada masine (Spe) i - sistemi zastite (SzaJ.

sto je shematski p1'ikazano na slici 13.17.

Slika 13.17. Sistemi automatizacije roasine.

S1stemi reZima. U pe1'formanse masine spadaju: nominalna sHa, 1'a­spoloZiva enel'gija, b1'zina kretanja izvrsnog deia maSine, hod, i druge velicine, pa se dalja podela moze izvrsiti na:

uredjej

- sisteme automatizovanog upravljanja deformacionom Rilom (S£e); - sistema automatizovanog upravljanja raspo}ozivom energijom tS:e); - sisteme automatizovanog upravljanja brzinom (S~e); - sisteme automatizovanog upravljanja hodom (S~e), itd.

Sisteml zaSUte, Nfl ffiaSinama postoje dye vrste zastitnih uredjaja, i to~ za zastitu opsluzioca i uredjaj za zaStitu masine od preopterecenja i

191

ostecenja Shodno ovome se i sistemi automatizacije mogu podeliti na:

- sistemi zastite opslutioca (S~a) i - sistemi zalitite rna-sine (S~J.

13.03.04. Uslovi

Cinioce llslova obrade materijala deforrnisanjem sacinjavaju parametri koji zavise od sredstava rada. ito: masine, alata i pomo6nih sredstava. Kako Sll uslovi, koji proizlaze od maliine i alata obuhvaceni u poglavljima 13.03.02. i 13.03.03., to se u OVOID poglavlju tretiraju. sarno, uslovi koji odredjuju pomocna sredstva rada, a to su: temperatura, podmazivanje, skidanje ogoretine, i sl.

Prema tome sistemi automatizacije se dele na:

- sisteme temperature (Ute); - sisteme podmazivanmja (Upo);

- sisteme za skjdanje ogoretine.(Uog ), itd.,

sto je shematski prikazano na slid 13.18.

Slika 13.18. Sistemi automatizacije uslova.

13.03.05. Kontrola

Sistemi automatske kontrole se - generalno - mogu svrstati U cetri grupe ito:

Slika 13.19. Sistemi automatske kontl'oie.

- sistem( kontrole mater'ijala (KM );

192

- sistemi kontrole alata (KA); - sistemi kontrole mMine (Ks) i - sistemi kontrole uslova (Ku).

sto je shematski prikazano na slici 13.19.

Dalja podela ovih sistema moze se analogno sprovesti prema klasifi­kacijama iznetirn u predhodnim poglavIjima.

Na osnovi iznetog maze se silka 13.08. prosiriti, kako je to prikazano na slici 13.20" sto ukazuje na mogucnosti rasclanjavanja sistema automatizacije maSine i obradnog sistema do njihovih elemenata

Slika 13.20. Shematski prikaz prosirenog sistema automatizacije obradnog sistema.

Ova klasikacija omogucuje definisanje. kako parcijalnih taka i defi­nisanje ukupnog stepena automatizacije.

13.03.06. Stepen automatizacije

Aka se struktuira ukupno werne procesa obrade materijala deformi­sanjem, tada se dobija:

bn tu'" t, + t2 + t2 + .•• + tn '" I: tt

1=1

_. 'gde je: t1 - vreme i-te operacije u procesu- obrade,

Parcijalno vreme (tt) se moze iZl'aziti kao:

(13.51)

(13.52)

193

gde su: tSI - vreme u6esca sredstava rada i toi - Yl'eme uiSesca opslufioca

Na osnovi izlozenog moze se definisati parcijalni st~pen automatizaci-je sa:

toi lli" 1- 4 (13.53)

Ako se podje od klasifikacije sistema automatizacije, tada se mogu definisati parcijalni stepeni automatizacije: materijala (11M), masine (TIs), alata (IlA), uslova (llu) i kontrole (11K) - analogno izrazu (13.53) odnosno (13.51) posrnatrano u odredjenom domenu (materijal, mai;ina, itd.).

Kada se znaju parcijalni stepeni automatizacije, tada se ukupni ste­pen moze izraz.iti sa:

odnosno:

1 llu '" ";;-. ( 11M + 11 A + lis + 'llu + 11Kl

o

13.04. FLEKSIBILNI SI5TEMI

(13.54)

(13.55)

Pri tretiranju problema fleksibilnosti obradnih sistema u tehnologi­jama abrade materijala deformisanjern, mora se poci od nekih ci.njenica U ovoj oblasti.

Prvo, da se u masma za obradu deformisanjem periodicnog dejstva, slobodno se moie reci, u koncepcijskom smislu nista bitnije nije izmenilo od njihovog postanka. jer bez ohzira na vrstu pogonskog sistema (mehani6ki, hi­draulieki, itd.), 0 eemu je detaljnije govoreno u ranijim poglavljima, izvrsni deo masille ima pravolinijsko i oscilatorno kretanje, pri cernu je putanja izvrsnog dela masine u jed nom radnom ciklusu deflnisana izrazom (2.40).

Drugo, iako je poznato, sa jedne strane, da od zako~a promene brzi­ne deformacije [~ '" ~ (d). u toku procesa obrade odredjenog materijala, odredj­enom tehnoloskom metodom zavisi kvahtet gotovog elementa, a sa druge da na zakon promene brzine deformacije direktno utice zakon promene brzine de­formisanja [v " v(t)1. to se, na zalost mora konstatovati sledece:

194

- da su optimalni zakoni promene brzine deformacije u funkciji teh· noloskih metoda i karakteristika materijala prakti6no neistraieni i nepoznati i

- da su dosadasnje masine za obradu deformisanjem, maSine sa ne-

promenljivim i neprilagodljivim zakonima promene brzina njihovih iZYrsnih delova,

sto rezultira u konstataciji da izmedju nekog optimalnog zakona promene brzi­ne deformisanja i stvarnog postoji razhka i neusaglasenost [vidi sliku lt03. i jednacinu (11.04)]. .

Trece, aIati za obradu materijala def ormisanjem su - uglavnom - od cvrste materije i odredjene konfiguracije, zavisno od vrste tehnoloske operacije i zavisno od oblika. dimenzija, i vrste maSinskog elementa, a to znaei da je za svaki elemenat i za svaku tehnolosku opseraciju obavezan zaseban alat.

13.04.01 Parametri fleksibilnosti

U analizi i rasmatranju problema fleksibilnosti masina i obradnih si­stema u tehnologijama plasticnog deformisanja materijala, moze se poct od dva parametra

Prvog parametr,a. koji je definisan kao odnos cene masine (em) ne kostanja svih alata (Ca ) koje je koristila masina u toku njenog veka:

Cm

i ce-

f, Ca (13.56)

Graficka interpretacija funkcije (13.56) data je na slid 13.21.

_______ C ml,

.--~~:~

Co

Slika 13.21. Graficki prikaz zakona promene parameira ft.

Veoma jednostavnom analizom se dolazi do toga da je u nefleksibil_ nim obrudnim sistemima vrednost ovog parametea veoma mala i, slobodno se moze reci, da f\ ~ 0, sto govori da je relativno malo. ulaganje pri nabavd mas­ine u odnosu na ulaganja u alate u toku njene eksploatacije.

195

Prema tome, posmatrajuei zajednitki masinu i alat kaD sredstvo racla, ovakv8 njihova koncepcijska resenja, koja danas dorniniraju u sVetu, su skupa u eksploataciji.

Drugi parametar je deflrusan pod predp ostavkom da svakoj seriji istih elemenata odgovara odredjeni broj alata, kojt se mogu eventualno upo­trebiti i za izradu drugih elemenata, a kao odnos ukupne cene svih alata za sve elemente koji se izradjuju deformisanjem nekog proizvoda prema broju tih elemenata:

f, j",ms

(13.57)

~ Nj

J=t

gdesu: eai - cena i-tog alata;

[,

196

Nj - broj elemenata serlje j: na - broj razliCitih alata i ms - broj serija elementa

GrafiCka interpretacija funkcije (13.56) data je na slici 13.22.

--------------::::=:::::- -

Slika 13.22. Graf.iCki p,rikaz zakona promene parametra f 2 _

Analizom izraza (13,57) se dolazi do sledeCih sIucajeva, ito:

- da je fis < na, tj. slutaj da za svaki element postoji odredjena gru­pa alata;

- da je IDs "" ila, tj. slutaj da svakom elementu odgovara jedan zase­ban alat;

da je ms > na, tj. da se j~dnim alatom mogu izradjivati dva iIi vise razli6itih elemenata i

- da je na '" 1, tj. idealan slucaj, da se jednirn istim alatom<'izradjuju svi elementi nekog proizvoda koji se oblikuju tehnologijanr'a defor­misanja materijala.

Polazeei od toga da fleksibilni obradni sistem treba - izmedju ostalog - da obewedi i jeftiniju proizvodnju, to navedeni parametri izrazavaju na: in­direktan nacin stepen flekstbilnosti sistema

Primenom izraza (13,56) na postojece obradne sisteme, odnosno mMi­ne za obradu deformisanjem, u tehnologijama plasticnog preoblikovanja mate­rijaIa, uocava se da su vrednosti parametra (fd veoma male, odnosno bliske nuli.

Ovo ukazuje da su se dosadaSnja istraZivanja i razvoj kretali daleko intenzivnije u pravcu razvoja i osvajanja alata - kalupa - za eije su kretanje koriseene - mahom - masine kruto definisanih zakona kretanja njihovih izvrs­nih delova, sto je razvilo tehnologije u kojih su utrosena materijalna sredstva na alate visestruko premasivala materijalna sredstva za nabavku mMine -posmatrano U odnosu na eksploatacioni vek masine.

Sa druge strane, parametar (fa ), definisan izrazom (13.57). po vred­nost! raste sa smanjenjem broja elemenata u seriji. Ovo cini tehnologije plasti­cnosti primenljivim sarno U visokoserijskoj i masovnoj proizvodnji.

Da hi se povecala vrednost parametra (ft ), a smanjila vrednost para­metra (fa ), sto znaei da hi se obezbedila tehnologija proizvodnje elemenata deformisanjem jeftina i racionalna u eksploatacionim uslovima, neophodno je stvoriti fleksihilne obradne sisteme. Ovo ce dovesti do:

pojave novih koncepcijskih resenja masina za obradu materijala deformisanjem slozenije konfiguracije i

- jednostavnijih, pa time i jeftinijih alata za vise operacija

Prema tome, u domenu daljeg razvoja i osvajanja musina pravci istra­zivanja bi se kretali u:

- istrazivanju u domenu iznalazenja optimalnih brzina deformacije, odnosno brzina deformisanja, koja su do danas bila vise nego skromna, a koja ce nemlnOVIlO dovesti do razvoja pogonskih sistema izmenjenih kretanja izvrsnog dela meSine, odnosno razvoja pogon­skih sistema sa novim resenjima njihovih kinematickih delova -- mehanizama izmenjenih i znacajnije prilagodjenih zakona prome­ne kinematickih veJicina kretanja potrebama procesa obrade mate­rijala deformisanjem, SiO ce se neminovno odraziti na povecanje steperia -usaglasenosti potreba procesa i mogucnosti maSine;

istraiivanju i osvajanju fleksihilnih proizvodnih sistema u ohradi materijala deformisanjem treba da dovede do promene pravca istrazivanja u ovoj oblasti, tj. istrazivanja i osvajanja hi hila usmc-

197

rena u domenu mafiina u kojih hi se programiranom promenom zakona kretanja materijala koji se obradjuje i programiranom pro­menom zakona kretanja jednostavnog - i jednog te istog - alata. izradjivali elementi l'szli6itih oblika i dimenzija, sto ce dovesti do toga da ce se finansijska ulaganja ti eksploataciji drastieno smanji­ii. obzirom d.a de se koristiti jednostavni i veoma jeftini alaU za odredjeni asortiman proizvoda;

razvoju komandi, odnosno sistemu upravljanja. i to naroeiti pro­gramskog upravljanja koje dozivljava znaeajan razvoj u smislu po­vedanja mogucnosti. sigurnosti i pouzdanosti sistema zahvaljujuci opstem razvoju elektrotehnike i elektronike, zatim fluidike uopste. sio je od izuzetne vainosti s obzirom na specifienosti maliina za obradu deformisanjem i

konacno. pri sagledavanju ovog problema. treba imati na umu. da de razvoj tehnologija plasticnosti dovesti i do sustinskih izmena koncepcijskih resenja ma.sine. jer polazeci od toga da radno telo -do skora klasican alat izradjen od cvrstog materijala - savremenim sagledavanjima rnoze biti hilo koja materija (teenost. gas, i so. do·· Inti 5e do toga da se ostvaruju neslucene mogucnosti razvoja novih tehnologija plasticnosti, gde ce rnusina i alat izgubiti svoju klasicnu fizionomiju.

Prema tome, u domenu masina se sa sigurnoscu mogu prognozirati znacajniji zahvati u kinematickom delu pogonskog sistema i sistem\i komandi i upravljanja rezimima rada maSine, Jer bez ozbiljnijih zahvata na tim elemell.ti­rna maSine neostvarivo je znacajnije ostval'enje njene fleksibilnosti.

Isto tako. za ocekivati je da Ctl povecanje fleksibilnosti maSine dove­sti do pojednostavljenja i uproscenja alata za obradu materijala deformisanjem. a time zamene sadaSnjih skupih i slozenih alata, alatima jednostavnije konfi­gtiracije i manje cene kostanja

Konacno. za oeekivati je da u bliskoj buducnosti parametar (fl ) raste, a parametar (f2) opada

13.04.02. Stepen fleksibilnosti

Pitanje kvantitativnog ocenjivanja i iZl'azavanja fleksibilnosti masine za obradu deformisanjem. kao obradnog sistema. je vearna vaino pHanje, kako sa aspekta realnog sagledavanja njene prilagodljivosti promenama u proizvod­nji. tako i radi mogucnosti kompariranja sa drugim obradnim sistemima.

Polazeci od poznatih defl.nicija: proizvodnog, iehnoloskog i obradnog sistema, i njihovog mesta u podrucju proizvodnog mas-instva, kao i poznate klasifikacije, prikazane na sJi.ci 13.23 .. a radi omogllcer..ja kvantitativnog oce­njivanja fleksibilnosti masin", za obradu defol'misanjem. polazi se od definicije ukupnog stepena fleksibilnosti proizvodnog sistema:

198

(13,58)

gde su: liT! - parcijalni stepeniJleksibtinosti tehnoloskih sistema- od -i '" 1 do i '" nt i ;

nt - broj tehnoloSkih ·sistema u proizvodnom sistemu.

Analogno se svaki parcijalri stepen fleksibilnosti tehnoloskih si­stema moze izraziti sa;

!]rnt

j",ml

E 'I oj ~-

m,

J",mi E 'I oj

~"--mi

J",mnt

E 'Ioj J:::I

(13,59)

gde su: 1I0j - parcijalni stepeni fleksibilnosti obradnih sistema u odredjenim tehnoloskim sistemima i

mi - broj ohradnih sistema U svakom od tehnoloskih sisteme.

Iz izlozenog se vidi da se vrlo lako moze uporedjivati fleksibilnost raz!icitih proizvodnih i tehnoloskih sistema preko stepena fleksibilnosti ako se zna stepe.n fleksibilnosti svakog obradnog sistema.

PolazeCi ad predrneta rada definisanog: oblikom, dimenzijama i vrstom matertjaIa od koga se izradjuje sa jedne strane, a sa druge da postoji citav ill:t tehnoloskih operacija razlicitih po metodama obrade, uvodjenjem parametara za jedan obradni sistem, ito:

BI - broj moguCih tehnoloskih operacija koje maze posmatrani obrad­ni sistem da ostvari:

199

Slika 13.23. Proizvodni sistem.

B2 - broj oblika predmeta rada ostvarljivih na istom obradnom 81-stemu;

Bl - hroj mogucih dimenzija i B, - broj VTsta materijala obl'adka,

tada se moze definisati stepen fleksihilnosti obradnog sistema izrazom:

200

"!los 1 -4

Graficka interpretacija izraza (13.60) data je na slici 13.24.

-------:::.. :::.--..:..-,-,-,,-,,-=--=---

Slika 13.24. Zavisnost stepena fleksibilnosti obradnog sistema od vrste tehnoloskog procesa i predmeta obrade.

(13.60 )

LITERATURA

STANKOVIC P.: Masine alatke i industrijska. proizyodnja maSina II, Naucna Knjiga, Beograd 1975_

POPOVIC P.: lzbor nekih velicina prj projektovanju ekscentarskth preSa, Teh­nika (MaSinstvo), 8, Beograd, 1965.

LANSKOJ A. N. - BANKETOV A. N.: Elementi rasceta detalej i uzlov krivo6'1p­nih presov, MaSinostroenie, Moskva, 1966.

POPOVIC P.: Utica} svojstava. materijala. prj deformacionoj ohradi na elasti6no pODa..sanje tela mehanickih krb'l1jnJh pI'esa otvorenog tipa u vezi stetnog delo­vanja Jnerdjalnih sila. Doktorska disertacija, MaSinski fakultet u Nisu, Nis, 1972.

POPOVIC P.: Oscilovanje ohradnog sistema prj ohradi materijala deformacijom i njegol' odraz Da njegove konstruktivno tehnoloske karakteristike. Naucno­-strucni skup "Masinstvo 1873-1973", Beograd, 1973.

POPOVIC P.: Prilog rasmatranju efikasnosti primenjivanih sistema osiguranja mehani6kih krivajnih presa od preopterecenja, Tehnika (Masinstvo), 3, Beo-grad, 1971. '

MARCINIJAK Z.: Konstrukcja wykrojnikow PWT. Warszawa, 1959.

CELIKOV A. 1.: Mehanizmi prokatnih stanoy, Masgiz, Moskva, 1946.

POPOVIC P.: Prilog resavanju probJema. mogudnosti povecanja hro)a hodova pritiskivaca postoJeCih ekscentarskih presa, Tehnika CMaSinstvo), 5, Beograd, 1966.

POPOVIC P.: Neka rasmatranja uticl1jfl. zazora i uslova vodjenja izvrsnog organa masina 7.a ohradu maierijala deformaci)om nB njegova odstupanja. od optimal­nog poloiaja u toku procesa obl'ade, Tehnika CMasinstvo) 1. Beograd, 1974.

201

POPOVIC P.: Promena procepa u aJata za obradu materijala deformacijolIl u presama otvorenog tipa, Tehnika (Masinstvo), 2, Beograd, 1974.

RASKOVIC D.: Teorija osciJacija, Naucna knjiga, Beograd 1965.

RASKOVIC D.: Otpornost materijaia, Naucna knjiga. Beograd, 1955.

TIMOSENKO S.: Teorija elasticnosti, Gradjevinska knjiga, Beograd, 1962.

SALJNJEV V. G.: Mehaniceskie prest, MaSgiz. Moskva, 1946.

POPOVIC P.: Prilog izracunavanju sile prednaprezanja vijaka presa otvareno konstrukcije, Strojniskt vestnik, 3, Ljubljana, 1967.

POPOVIC P.: Prednapregnuti vijsci mehanickih presa ot}>'orene konstrukcije i njihov proracun, Zhornik radava IV savetovanja proizvodnog masinstva, Saraje­vo, 1968.

OSTROVKI V. P.: Spral'Ocnik konstruktora po holodnoi stampovke, Masgiz, Moskya, 1957.

POPOVIC P.: Stepen energetskog iskoriscenja mehanickih krivajnih presa pri rafalnom retimu rada, Tehnika (Ma.sinstyo), 11, Beograd, 1974.

POPOVIC P.: Prilog rasmatranju prohlema proizyodnosti po koliCinI obradjenih elemenata j stepena iskoris6enja u mehani6kih krirajn1h presE, Tehnika (Mas­instvo), 2, Beograd, 1975.

POPOVIC P.: Ukupni stepen tehnicko-tehnoloskog iskoriscenja. masina. za obradu materijala deformisanjem kao pokazatelj stanja i perspektive razvoja sredstava rada za ohradu materijala deformisanjem, Zbornik radova Medjuna­rodnog seminara BIAM-78, Zagreb, 1978.

MAKELT H.: Die Mechanischen Pressen. Munchen, 1961.

MEHANIK V. P.: Rascet mahovicnogo privoda kuznjecno-presovih masin, Kuznj­ecno-starnpovocnoe proizvodstvo, 5, Moskva, 1959.

ROMANOVSKI V. P.: Spravocnik po holodnoj stampovke, Moskva, 1965.

STOROZEV M. V. - POPOV E. A.: Teorija ohrabotki metalov davlenijem, Mosk­va, 1971.

SCHLESLl\l"GER G.: Die Wel'kzeugmaschinen, Berlin, 1936.

MALOV A. N.: Tehnogia holodnoj stampovki, Moskva, 1949.

ISACENKOV 1. E.: Stampovka rezinoi i iidkostju, Masinostroenie, Moskva 1967.

202

POPOVIC P.: Razvoj abrade deformisanjem i njen uticaj na trend razvaja mas­ina za obradu deformisanjem, Zhornik radova Medjunarodnog seminara BI­AM-82, Zagreb, 1982,

POPOVIC P.: Razvoj i pravci istrativanja u oblasti obrade materijaJa deformi­sanjem u nas, Zborni radova XVI savetovanja proizvodnog rnaSinstva Jugoslavi­,ie, Mostar, 1982.

POPOVIC P.: PriJog rasmatranju problema automatizacije i programskog upravljanja na masinama za ohradu deformisanjem, Obrada deformisanjem u maSinstvu, 7, Fakultet tehnickih nauka, Novi Sad, 1981.

POPOVIC P.: Stanje i perspektive razvoja ohrade materijala defol'misanjem, SIMOD, Ill, 2, MaSinski fakultet, N!s, 1976,

POPOVIC P.: Eksploatacijski stepen iskoriScenja masina za obl'adll materijala deformisanjem statickog dejstva Zbornik radova masinskog fakulteta u Nisu, Nis, 1975,

POPOVIC P.: Kritici zakoni opterecenja pri ohradi materijala deformacJjom, SIMOD, I, 1, MaSinski fakultet, Nis, 1975,

BOCAROV Lj. A: Vintovie prest, Ma.sinostroenie, Moskva, 1976.

BOCAROV Lj. A. - VLASOV A. V.: Vlianie zazOl'OV na dinamiku vintovogo presi, Tryd! MVIT, 389, Moskva, 1983,

REIHLE M.: Spindelschlagpressen zum Schmieden von Turhenenschaufeln, In­dustrie-Anzeinger, 99, 1977.

POPOVIC P. TEMELJKOVSKI D.: Prilog rasmatranju koncepcijskog resenja za­vojnih presa, Obrada materijala u masinstvu, XIV, 1-2, Fakultet tehnickih nau­ko, Nov! Sad, 1989,

POPOVIC P. TEMELJKOVSKI D.: New Conception of Screw press, Proceeding of the First International Conference on Research and Design of Metal For­ming Machines, Beijing, China, 1989.

POPOVIC P. DOMAZET D.: Oredjivanje hitnih svojst8va mehanickih presa ek­sperimentalnim ispitivanjima Zbornik radova XVIII savetovanja proizvodnog masinstva Jugoslavije, Nis, 1984.

TEMELJKOVSKI D.: Zavojne prese sa varijahilnim momentom inerc~ie zamajca, Doktorska disertacija, Masi'nski fakultet u Nisu, NiS, 1990.

POPOVIC P. - TEMELJKOVSKI D. - RISTIC J,: Microcomputer Control System for Screw Press with the Flywheel Inertia Variahle Moment, International Conference on CAD of Machinery 91. Beijing, China, 1991.

203

POPOVIC P. - TEMELJKOVSKI D., The Impact of the Flexible Working Sy­stems Development Upon the Conceptual Solution of the Metal Working Ma-', chines and Tools. International Conference on CAD of Machinery 91. Beijing, China, 1991.

POPOVIC P. - TEMELJKOVSKI D. - RISTIC J.: Contribution to Solving the Prohlem of the Program Control of the Screw Press with the Flywheel Inertia Variable Moment, Eight World Congress on the Theory of Machines and Me­chanisms, Prag, 1991.

DjUKIC H. - POPOVIC P.: Ohrada defol'misanjem - teorijske osnove, Masinski fakultet u Mostaru. Mostat'. 1988.

RISTIC J. - TEMELJKOVSKI D. - POPOVIC P.' Upravljanje zakonom promene raspo1ozive energije zavojne prese, XXXV jugoslovenska konferencija ETAN, Ohrid. 1991.

POPOVIC P.: SEHOVIC E.: Prilog rasmatraIlja problema ispitivanje masina za ohradu deformisanjem, Obrada deformisanjem u ma.sinstvu, 5, Masinski fakul-tet u Nisu. Nis. 1978. .

POPOVIC P.: Prilog rasmatranju modela nosece strukture masina za obradu materijala deformisanjem otvorenog tipa, Obrada deformisanjem u masinstvu, 3, MaSinski fakultet u Nisu, Nis, 1977.

DOMAZET D.: Staticka 1 dinamicka identifikacija. nosece strukture mehani{:ke krivajne prese otvorenog tipa, MagistaI·ska teza, Masinski fakultet u Nisu, NiS, 1976.

DEN HARTOG 1. P.: Vibracije u masinstvu, Gradjevinska knjiga, Beograd, 1972.

POPOVIC p, - POPOVIC v.: Prilog analizi koncepcijskog resenja pogonskog mehl1nizma mehaIliCkih krivajnih presa, Obrada deformisanjem u masinstvu, VIII, 1-2. Fakultet tehnickih nauka, Novi Sad. 1983.

POPOVIC P.: Uticaj vrsie ohrade materija1a deformacijom na ela.9Ucne defor­(macije ohradnog sistema, Zborllik radova Medjunarodnog seminara BIAM-73, Zagreb. 1973.

POPOVIC P.: Prilog ra..<::matranju problema proizvodnosti maSina za obradu ma­ter1ja1a deformisanjem, Zbornik radova naucno-strucnog skupa "Obrada defor­misanjem", Banja Luka, 1977.

POPOVIC P. - STOILJKOVIC v.: Uticaj elasticnih deformacija. noseGe strukture mehanickih krivajnih presa na kinelJ18ticke veliCine kretanja pritiskivaca, SI­MOD. I. 1, Masinski fakultet. Nis. 1975.

POPOVIC p,; Prilog koncepcijskoj analizi masina za ohradu mater~;ala deformi­sanjem static/wg dejstva., Obrada .deformisanjem u masinstvu, 1. Fakultet teh­nickih nauka, NoYi Sad, 1975.

204

TODOROVIC J.: Pouzdanost maSinskih sistema. Mamnskl 18KUn.et,neograu, 1"71 (.

BADzAK 1: [strativanje uticaja koncepcijskog resenja izvl'Snog mehanizma nB. stepen usagiaSenostJ mogucnosti mehanicke prese i potreha. proceS,8. duhokog izvlacenja Doktorska disertacija, MaSinski fakultet u Beogradu, Beograd, 1988.

DOMAZET D.: Iznalaienje optimrune nosece strukture zatvorenog tipa htdrau­}ii5ke prese i postav1janje metoda njenog proracuna. Doktorska disertacija, Ma­s-inski fakultet u Nis-u, Nis-, 1981.

PAVLOVIC A.: Idetifikacija i optimizacija mona kretanja pokretne mase pneumatskog cekiCa sa eksper1mentalnom proverom, MaSinski fakultet u Nisu, Nis. 1974.

TEMELJKOVSKI D.: Razvoj metoda. analize energetskog h11ansa pogonskih si­stema elektrozavojnih presa. Magistarski rad, Ma.sinski fakultet u Nisu, Nis-, 1987.

DjORDjEVIC Lj.: Razvoj metoda za proracun i projektovanje lemelja. maSina udarnag dejstva. Doktorska disertacija, MaSinsk( fakultet u Nisu, Nis, 1990.

MYLLER E.. Hidraulische Pressen, Berlin/Heilderberg/New York, 1962.

MRKIC M.: Prilog istraZivanju pogonskog mehanizma hidrauJi6kJh presa visa­kih nODlina.lnih slla., Doktorska disertacija. MaSinski fakultet u Nisu, NiSi, 1990.

POPOVIC P.: Savremena resenja i tendencije razvoja maSina za ohradu defor­misanjem, Zbornik radova seminara "Nivo i tendencije u oblasti maSinograd­je", Igman. 1987.

e JURKOVIC M. - POPOVIC p,: Primene iehnologija u flesibilnJm obradnim si­stemima za izradu profila. Zbornik radova I naucno-strucnog skupa FOSIP-88, Blhac. 1988.

POPOVIC P.: Stepen fleksihilnosti u tehnoJogijama pJasticnosti, Obrada mate­rijala u ma.sinstvu, XVI, 1-2, FakuItet tehnickih nauka, NoYi Sad, 1991.

205

SADRZAJ

t OSNOVNE POSTAVKE 1.01. UVOD. 1.02. SREDSTV A RADA ........ . 1.03. MASINA ZA OBRADU MATERIJALA DEFORMISANJEM

2. PRINCIPI RADA I PODELA MASINA 2.01 PODELA PO ZAKONU PROMENll OPTERECENJA . 2.02. PODELA PO VRSTI ENERGIJE .......... . 2.03. PODELA PO VRSTI TEHNOLOSKOG PROCESA . 2.04. PODELA PO PERFORMANSAMA

2.04.01. MaSine sa garantovanom silom 2.04.02. Masine sa garantovanom energijom. 2.04.03. Ma§ine sa garantovanim hodom

2.05. PODELA PO VRSTI POGONSKOG SISTEMA 2.05.01. Mehanicke mai3ine ... 2.05:02. Hidraulicke masine . '2.05.03. Pneumatske masine

1

5 6

9 11 13 15 16 19 19 20 21 21 22 22

2.05.04. Kombinovane rnaSine . . . . . . . . 23 2.06. PODELA PO PRA VCU DEJSTV A . . 24 2.07. PODELA PO ZAKONU PROMENE BRZINE DEFORMISANJA 26

2.01.01. Masine sa garanto)'anim zakonom promene brzine 27 2.07.01. Masine sa negarantovanim zakonom brzine 30

2.08. PODELA PO MOGUCNOSTI PRiLAZA RADNOM PROSTORU 30 2.09. PODELA PO KONSTRUKCIJSKOJ KONFIGURACIJI ELEMENATA. 32

2.09.01. Noseca struktura . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.09.02. Glavno vratilo mehanickih krivajnih presa 35

207

2.10. PODELA PO MEDJUSOBNOM POLOZAJU OSNOVNIH ELEMENATA. 37

2.10.01. Polozaj pogonskog sistema .. 2.10.02. Broj tacaka vesanja izvrsnog dela masine .

37 .. ...... 38

2.11. PODELA PO PRINCIPU OBEZBEDJENJA . RASPOLOZIVE ENERGIJE ............ . 2.11.01. Princip koriMenja energije zamajca .. 2.11.02. Princip rada hidraulickih ma~';ina . 2.11.03. Princip rada rnasioa dinamickog dejstva

3.0SNOVNE KONCEPCIJSKE VARIJANTE. 3.01. MEHANICKE KRIV AJNE PRESE .

3.01.01.. Putanja izvrsnog dela masine , 3.01.02. Broj radnih ciklusa .

3.02. ZAVOJNE MASINE 3,02.01. Kompleksni model ..

3.03. CEKICI ..

4.FUNKCIONALNI SISTEMI. 4.01. GEOMETR]JSKI SISTEM 4.02. KINEMATSKI SISTEM . . . . . . . .. . ....... .

4.02.01. Idealni zakoni kretanja .. 4.03. ENERGETSKI SISTEM ..

4.03.01. Elementi promene stanja . 4.04. MATERIJAL ........ .

4.05. UPRAVLJACKO-INFORMACIJSKI SISTEM

5. OPTERECENJA MA~INE 5.01. STY ARNI ZAKONI PROMENE OPTERECENJA ... 5.02. IDEALNI (MERODA VNI) ZAKONI PROMEl'.'E OPTERECENJA

6. POREMECAJNI SISTEMI.. .. .... . 6.01. STATICKA KRUTOST .................... . 6.02. DINAMICKA KRUTOST .... .

6.02.01. Prigusivanje. 6.03. TEMPERATURSKE DEFORMACIJE 6.04. HABANJE ........ . 6.05. BURA ........... . 6.06. POUZDANOST ..... .

7. REZIMI RADA. .. .......... . 7.01. MASINE SA GARANTOY ANIM HODOM ..... .

208

38 39 42 46

53 55 55 58 60 61 65

67 67 68 69 70 70 75

76

B3 84 85

B7 87 94

.100

.102

.103

.103

.104

. .. 107 .107

7.01.01. Radni dijagram ................ ,. ; .......•.... '· ... 10B . 7.01.02. ReDmi iskoriS6enJa snag •........... '.' ...... " : ... 113 7.02: MASINE SA NEGARANTOYANIM HODOM .................. 115

7.02.01. Radni dijagram ................................. 116

B. TACNOST ................................... ;.; .. · ... 117 .' B.01. KONCEPCIJSKI UZROCNrCI ............................ 117

. ,8.01.01. Koncepcijsko resimje kao uzrocnik netacnosti ..... ." ... :118 .8.0102. Konce:pcijska resenja koja smanjuju netacnost ...... , .. 120

8.02. KONSTRUKCIJSKI UZROCNICI ............ , ............. 128 8.04. EKSPLOATAClJSKl UZROCNrCl .......................... 129

9. PRO I Z V 0 D NOS T .... , .............................. 131 9.01. KOMADNA PROIZYODNOST ...... , ...................... 131 9.02. ZAPREMINSKA PROIZVODNOsr .......................... 132 9.D3: TEZINSKA PROIZVODNOsr ........................... , .133

9.03.01. TeZinska proizvodnost pri iskoris{~e.nju ~n.spolozive energije 134 9.03.02. TeZinska proizvodnost pri iskoriscenju nominalne 'sile ... 139

9.04. POVRSINSKA PROlZVODNOsr ..................... , ..... 141 . 9.04.01. Povrsinska proizYodnost pri iskoriscenju raspolozive enel'gije 141

, 9.04.02. Povrsinska proizvodnost pri iskoriscenju nominalne sHe .. 143 9.05. TEHNOLOSKA NEPREKIDNOsr ............. ' ............. 145

10. S T E PEN I IS K 0 R I SeE N J A ........ '" .... ; ....... 147 10.01.EKSPLOATACIJSKI STEPENl ISKORISCENJA ................ 147

10.01.01. Rezimski stepen iskoriscenja ............. ',' ....... 147 10.01.02. P roizvodni stepen iskoriscenja sHe .. ' ...... : ......... 150 1O.01.03.Proizvodni stepen energetskog iskol'iscenja "., .... ' .... ' .. 151 10.01.04. Ukupni eksploatacijski stepen iskorlScenja ............ ' .153

1O.02.UKUPNITEHNICKO-TEHNOLOSKI STEPEN ISKORfficENJA .... 155 10.03. ENERGETSKI srEPEN ISKORISCENJA ..................... 158

11. IS PIT IV A N J A· .. : ............... : ................ ".165 11.01. ISPITIVANJA PROCESA OBRADE MATERIJALA ... >; ......... 166 11.02. ISPITIVANJE MASINE .. : ...........•.... ; .............. :'.168

11.02.01. Simulator opterece"nja . ~ : .:,. : ...... ' ...... , ....... :: .... 168

12.0 D R Z A V A N J E ..... ;.: ...... ;....... . ........•.... 173

13. MOD ERN I Z A C I J A ........................ , ........ 175 13.01. POVECANJE ELAsrO-DINAMICKlH KARAKTERlsrIKA ........ 175 13.02 POVECANJE PROIZVODNlH PERFORMANSI ........ , ...... , .177

·209

13.02.01. Krivajne prese bez reduktora , -. ...... , .... , ... , -, . .. ; 177 13.02,02.Krivajne prese sa reduktorom . , .. ' , . , . , .. , .... ~ .... .. 185

13.03 AUTOMATlZAClJA .................... , ...... , . , .... , .186' 13.03.01. Materijal ............................ ,., •..•.... 187 13.03.02.Alat .................. , ................ -.: ...... 190 13.03.03.MaSina .. : ........................ , ....... , ... 191 13.03.04.UsloYJ ........ ' ......... ', . ' ... '" ..... , :. , .... , .192 13.03.05.Kontrola ... , , ........................ , .. , , ' .... 192 13.03.06.Stepen automatizacije . -, , . , .... , .... '.' : ... ~ : ........ 193

13.04.FLEKSIBILNI SISfEMI' ...... '. : .....• , ............ ; .. , .. " .194 13.04.01. Parametri f1eksibilnosti .... : .... , ........ :" .•.... 195 13.04.02. Step en fIeksibilnosti ............ :." ............... 198

tIT ER kTUiu, ............... , .... : .... ,., .... , , ...... 201

210

I ).