Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
KONCEPCIONA ANALIZA
Osnovni principi
Analiza uslova rada, zahteva i željenih svojstava mašinskog sistema
Dekompozicija mašinskog sistema
Struktura funkcija mašinskog sistema – opšta i parcijalne funkcije
Varijantna rešenja i kriterijumi za izbor mašinskog sistema
Osnovni principi
• Koncipiranje idejnog rešenja mašinske konstrukcije podrazumeva utvrđivanje globalnog razmeštaja sklopova, delova i komponenata radi ostvarivanja zadate funkcije.
• Razrađuju se principske blok-šeme na kojima se sklopovi, delovi i komponente prikazuju uprošćeno.
• Cilj: transformisanje ideje u strukturu – skup funkcionalno povezanih sklopova i komponenata.
• Iz skupa rešenja treba odabrati optimalno.
• Osnovni principi:
Analiza prirodnih rešenja,
Analiza poznatih rešenja,
Analogija i teorija sličnosti,
Intuicija i
Metode pronalaženja novih rešenja.
• Primenom teorije sličnosti razvijaju se redovi (nizovi) konstrukcionih rešenja sa različitim numeričkim vrednostima radnih karakteristika.
• Potpuna geometrijska sličnost – sve geometrijske mere članova niza se menjaju u jednakoj razmeri u sve tri dimenzije. Skladnost u proporcijama, može se uvek primeniti na osnovne elemente mašina, a ne i na sklopove mašinskih elemenata i cele mašine.
• Sistem delimične geometrijske sličnosti – razmera nije ista u sve tri dimenzije.
Analiza uslova rada, zahteva i
željenih svojstava mašinskog
sistema • Uslovi rada zavise u najvećoj meri od vrste
mašinskog sistema i okruženja u kome funkcioniše.
• Primer: delovi u toplotnim mašinskim sistemima izloženi su visokim temperaturama, rad mašina i mašinskih sistema uslovljen je okruženjem (temperatura, vlažnost vazduha, korozija, prašina...)..
• Toplotni mašinski sistemi: mašinski sistemi u kojima se pretvaranje jednog vida energije u drugi ostvaruje termodinamičkim procesom.
• Mašinski sistemi u kojima se tokom sagorevanja ostvaruju fizičko-hemijski, odnosno termodinamički procesi u kojima se dobija energija željenog vida odnosno neposredno ili posredno određena vrsta rada.
• Motori SUS – hemijska energija goriva se neposredno pretvara u mehaničku;
• Kotlovi – energija goriva se posredno koristi u vidu energije vrelih gasova preko razmenjivača toplote.
Šema klipnog motora: 1 – cilindar,
2 – klip,
3 – klipnjača,
4 – kolenasto vratilo,
5 – glava cilindra,
6 – usisni ventil,
7 – izduvni ventil,
8 - kućište
• Delovi toplotnih mašinskih sistema izloženi su ne samo mehaničkim opterećenjima, silama i spregovima već i izrazitim toplotnim i strukturnim opterećenjima.
• Stanja izazvana ovim opterećenjima predstavljaju radna opterećenja i moraju biti manja od kritičnih.
• Mehanička opterećenja nastaju usled pritiska radnog fluida na zidove elemenata (cilindri, cevi, komore za sagorevanje...) i izazivaju u njima naponska stanja na osnovu kojih se određuju mere delova – debljine zidova cevi, cilindara i komora za sagorevanje.
• Usled dinamičkog dejstva fluida površinski slojevi su izloženi razaranju i trošenju.
• Promenljivo toplotno opterećenje – puštanje sistema u rad, promenljiv toplotni proces, delovi menjaju mere, šire se ili skupljaju.
• Tabela 14.1, str. 202, Konstruisanje – zatezna čvrstoća, napon tečenja, vremenska zatezna čvrstoća i napon puzanja. Ovi naponi opadaju sa povišenjem temperature, a kod čelika naročito iznad 4000C.
• Za temperature iznad 4000C treba koristiti legirane čelike koji su povoljniji od ugljeničnih.
• Granica puzanja r – napon pri kome se
dostiže kritična veličina puzanja (pojava
trajnih plastičnih deformacija delova) posle
određenog vremena rada ako su
temperatura i napon iznad određene
granice.
• Granična temperatura iznad koje se
pojavljuje puzanje kod čelika: 300 – 4000C.
• Korozija delova izloženih visokim
temperaturama nastaje usled oksidacije
površinskih slojeva i hemijskih reakcija
drugih elemenata (S i Na).
• Poseban vid strukturnog opterećenja –
taloženje čvrstih čestica (komponenata
gasova ili tečnosti) na površiname delova.
Naslage materijala nastale taloženjem
menjaju mere i oblike delova, povećavaju
debljine zidova cevi i sudova i smanjuju
intenzitet prolaza toplote kroz zidove tako
da remete toplotni proces.
• Osnovni zahtevi koji se postavljaju pri
proračunu i konstruisanju delova izloženih
visokim temperaturama – radna stanja
izazvana navedenim opterećenjima ne treba
da pređu kritična.
• Razaranja delova – najznačajnija od svih kritičnih stanja.
• Pri proračunu debljina zidova cevi i cilindričnih sudova tankih zidova koji rade pod pritiskom određuje se prema najvećim naponima u pravcu tangente na kružni presek.
Sud pod pritiskom i naponi u
cevi, odnosno sudu
12 M
D ps C
pS
SRPS E2.253
D (mm) – unutrašnji prečnik cevi
ili suda,
p (N/mm2) – najveći pritisak fluida
u sudu,
M – kritični napon za radne
uslove,
1 – koeficijent vrste i kvaliteta
zavarenog šava,
S – stepen sigurnosti,
C – dodatak debljini zida cevi ili
suda
M – zavisi od radnih uslova
(prvenstveno od T); Smin = 1.5;
1 = 0.6....1; I klasa – 0.95...1,
II klasa – 0.8...0.95,
III klasa – 0.7...0.8,
IV klasa – 0.6...0.7
C = 1...3mm