Read Masinski elementi uloga i podjela masinskih elemenata text version

IT

SKI FAKU AN LT ER

ET

UNIVERZITET "DZEMAL BIJEDI"- MOSTAR AGROMEDITERANSKI FAKULTET

AGROMED

STAR MO

MATERIJALI

1

1. Masinski materijali, 2. Graevinski materijali i 3. Elektrotehnicki materijali.

Masinski materijali su dominantni materijali poljoprivredne tehnike (traktor, kombajn, susara, muzni ureaj i sl.)

Mehanizacija u poljoprivredi

2

METALNI MATERIJALI

Metalni materijali su najzastupljeniji masinski materijali. Ovi materijali su tehnicki cisti metali (hemijski elementi) ili, najcese, smjese metala, njihovih jedinjenja i nekih nemetalnih materijala. Metali su kristalne grae, dobri su provodnici toplote i elektricne struje, mogu se plasticno deformisati (kovati, gnjeciti i sl.) i neprozirni su. Metali se prakticno u prirodi ne nalaze u elementarnom obliku. Hemijska jedinjenja metala koji se ekonomicno mogu eksploatisati iz prirode i naknadno preraivati nazivaju se metalne rude. U metalurskim postrojenjima rude se prerauju sa ciljem da se dobiju metalni materijali upotrebljivi za izradu dijelova raznih masina i ureaja. U metalurskim pogonima najcese se proizvode poluproizvodi koji odlaze u fabrike i radionice na dalju preradu u konacne proizvode. Metali se najcese koriste kao smjese. U smjesi ucestvuju metali, ali mogu biti zastupljena metalna jedinjenja ili nemetalni materijali. Ovakve smjese nazivaju se legure. Legure se daleko vise koriste u praksi u odnosu na tehnicki ciste metale.

Mehanizacija u poljoprivredi

3

Zeljezo i legure zeljeza

Tehnicki cisto zeljezo se ne koristi kao materijal. Zeljezo je najvaznija komponenta legura zeljeza. Rude iz kojih se dobijaju zeljezni materijali su: magnetit, hematit, limonit, siderit i pirit. Ove rude se prerauju u visokim peima, gdje se pored njih, dodaje krecnjak i koks. Pri vrlo visokim temperaturama dolazi do hemijskih reakcija, koje, prije svega, redukuju zeljezne okside, tako da se konacno dobija sirovo gvoze, koje, pored zeljeza, u sebi sadrzi ugljenik, silicijum, managan i primjese (sumpor, fosfor...). Sirovo gvoze je osnova za proizvodnju legura zeljeza. Legure zeljeza su: · celik, · liveno gvoze.

Mehanizacija u poljoprivredi

4

Celik se dobija preradom sirovog gvoza u Simens-Martinovim peima, konvertorima ili elektricnim peima. Koji postupak e se koristiti zavisi od vrste celika koje zeli da se proizvede. Liveno gvoze se dobija od sirovog livenog gvoza. Prerada se, najcese,obavlja u kupolnim ili elektricnim peima. Sirovo gvoze se dijeli prema formi ugljenika, koji se nalazi u njemu, na: 1. Bijelo sirovo gvoze, 2. Sivo sirovo gvoze i 3. Polusivo sirovo gvoze. Bijelo sirovo gvoze se karakterise po tome sto je ugljenik, koji ulazi u njegov sastav, u formi jedinjenja zeljeza i ugljenika. To jedinjenje se naziva cementit (Fe3C). Cementit je bijele boje, te se ovo sirovo gvoze zbog toga tako i naziva. Bijelo sirovo gvoze je sirovina za dobijanje celika i bijelog livenog gvoza. U sivom sirovom gvozu ugljenik se nalazi u elementarnoj formi ­ grafitu, sto mu u prelomu daje sivu boju. Ono je sirovina za dobijanje sivog livenog gvoza. Polusivo sirovo gvoze u sebi sadrzi ugljenik u obje forme (cementit i grafit). Sluzi za dobijanje nekih vrsta celika i livenih gvoza.

Mehanizacija u poljoprivredi

5

Celik je legura zeljeza koja sadrzi manje od 2,14% ugljenika. Ugljenik se u celiku moze nai u elementarnoj formi (grafit) i u formi cementita. Pored ugljenika u celiku su redovno prisutni i drugi elementi. Fosfor, sumpor, azot i kiseonik lose uticu na osobine i zbog toga se nazivaju stetnim primjesama. Mangan i silicijum su, takoer, uvijek prisutni u celiku, ali nisu stetni. Ako u celiku pored stetnih elemenata ima manje od 0,6% mangana i manje od 0,6% silicijuma, a nema drugih namjerno dodatih (legirajuih) elemenata tada je rec o ugljenicnom celiku. Ugljenicni celici su najcese koristena vrsta celika zbog njihove nize cijene. Oni se dijele na: - konstrukcione celike ­ ako je sadrzaj ugljenika manji od 0,8% i - alatne celike ­ ako je sadrzaj ugljenika vei od 0,8%. Konstrukcioni celici su meksi i lakse se prerauju. Ovo su najjeftniji celici i koriste se za opste konstrukcione namjene. Alatni celici su cvrsi i tvri, pa im ove osobine odreuju namjenu. Treba napomenutu da na osobine ugljenicnih celika, pored sadrzaja ugljenika, znacajno uticu nacini termicke i mehanicke obrade.

Mehanizacija u poljoprivredi

6

Ako se celiku namjerno dodaju elementi, da bi se poboljsale njegove osobine, dobijaju se legirani celici. Elementi, koji se dodaju, nazivaju se legirajui lementi. U zavisnosti od toga kakve se osobine od celike zele dobiti, dodaju se slijedei elementi: silicijum - Si, mangan ­ Mn, hrom ­ Cr, nikl ­ Ni, volfram ­ W, molibden ­ Mo, vanadijum ­ V, kobalt - Co, titan ­ Ti itd. Svaki od ovih elemenata utice na odreene mehanicke, hemijske ili druge osobine. U zavisnosti od kolicine i vrste legirajuih elemenata dobijaju se slijedei legirani celici: celici za opruge, celici otporni na habanje (celici otporni ne velike povrsinske pritiske), vatrootporni celici (celici predvieni za rad na visokim temperaturama), celici za povisene temperature, nehrajui celici, alatni legirani celici, magnetni celici, celici za mjerne instrumente itd.

Legirani celici se dijele na: - niskolegirane (manje od 5% legirajuih elemenata) i - viskolegirane (vise od 5% legirajuih elemeneta).

Mehanizacija u poljoprivredi

7

Liveno gvoze je legura zeljeza koja sadrzi vise od 2,14% ugljenika. Ova legura se iskljucivo oblikuje livenjem. Liveno gvoze se dijeli na: bijelo liveno gvoze, sivo liveno gvoze, temperovani liv i nodularni liv.

Bijelo i sivo liveno gvoze se razlikuju po tome u kakvoj formi je ugljenik u njemu (cementit ili grafit). Temperovani i nodularni liv se karakterisu po tome sto su specijalnim postupcima postignuti posebni rasporedi ugljenika u strukturi materijala. Liveno gvoze moze biti legirano. Najcese se legiranje obavlja manganom i silicijumom. Liveno gvoze je znatno jeftiniji materijal od celika. Zbog ove osobine, ali i zbog toga sto ovaj materijal ima odreenu cvrstou i tvrdou liveno gvoze je najrasprostranjeniji masinski materijal. Pored navedenih osobina treba istai da su livena gvoza otpornija na koroziona dejstva od celika. Veoma vazna osobina sivog livenog gvoza je dobro amortizovanje vibracija. Ova osobina i niska cijena odredili su da se veina postolja masina, blokovi motora i sl, izrauju od ovog materijala. Npr., traktor je sacinjen od 60-70% livenog gvoza, a ostatak su ostali masinski materijali.

Mehanizacija u poljoprivredi

8

OBOJENI METALI I NJIHOVE LEGURE

U obojene metale svrstavaju se svi metali koji se upotrebljavaju u tehnici osim zeljeza. U danasnje vrijeme upotrebljava se veoma veliki broj razlicitih metala. Meutim, veoma malo obojenih metala se upotrebljavaju kao cisti (tehnicki). Uglavnom se upotrebljavaju smjese ovih metala (legure). Metali koji se upotrebljavaju u tehnici kao tehnicki cisti su: bakar, aluminijum, kalaj, olovo i cink.

Ima jos metala koji se upotrebljavaju kao cisti, ali u veoma specificnim slucajevima. Bakar (Cu) je jedan od nastarijih metala koje je covjek upotrebio. Meutim njegova mala cvrstoa je u sadasnjem vremenu veoma ogranicila njegovu upotrebu. Ali, njegova izuzetno dobra provodljivost elektricne struje i veoma dobra otpornost na koroziju su odredili da se ovaj metal neprikosnoveno upotrebljava kao elektricni provodnik (elektrotehnicki materijal). Bakar je veoma vazan metal za izradu velikog broja raznih legura.

Mehanizacija u poljoprivredi

9

OBOJENI METALI I NJIHOVE LEGURE

Aluminijum (Al) je metal koji se, posle zeljeznih materijala najvise upotrebljava. Njegova vazna osobina je mala gustina. Konstrukcije od aluminijuma ili njegovih legura su mnogo lakse od celicnih konstrukcija. Ocekivalo se da e cijene aluminijuma opadati tokom vremena, te tako ugroziti celik, ali se to nije desilo. Aluminijum se, kao tehnicki cist metal, upotrebljava za razne konstrukcije i druge namjene, gde je osnovni uslov sto manja masa. Aluminijum ima i dobru otpornost na koroziju, a solidan je provodnik elektricne struje. U nekim slucajevima se upotrebljava i za elektricne provodnike. Aluminijum se veoma mnogo upotrebljava kao osnovni materijal za izradu aluminijumskih legura. Kalaj (Sn) se retko upotrebljava kao tehnicki cist metal. On se upotrebljava kao dodatni materijal za meko lemljenje. Meutim, treba imati u vidu da se kalaj cesto upotrebljava kao komponenta za legure. Olovo (Pb) je ranije imalo cesu primjenu kao tehnicki cist metal. Njegove osobine su: veoma dobra plasticnost, otpornost na koroziju i velika masa. Ove osobine mu i odreuju primjenu. Kao tehnicki cist metal ranije se cesto upotrebljavao za kanalizacione cevi. U danjasnje vreme se upotrebljava u akumulatorima, tegovima, protivtegovima itd. Koristi se kao komponenta za izradu legura. Cink (Zn) se prakticno ne upotrebljava kao cist metal. Izuzetak je slucaj kada se ovaj metal koristi za galvansko presvlacenje drugih materijala, najcese celika, jer ima veoma dobru otpornost na koroziju. Pocinkovani celicni lim je upravo ovakav materijal. Njegova povrsina je prekrivena tankim slojem cinka u svrhu zastite od korozije. Cink se cesto upotrebljava kao legirajui element.

Mehanizacija u poljoprivredi

10

Mesing je legura bakra u kojoj je glavni legirajui element cink. U mesingu, moze biti i drugih legirajuih elemenata, ali manje nego cinka. Postoje razne vrste mesinga, ali se svi oni odlikuju dobrom korozionom postojanosu i solidnom cvrstoom i tvrdoom. Mesing se u tehnici upotrebljava za cijevne armature, puzne prenosnike i druge dijelove gdje su njegove osobine bitne. Bronza je legura bakra i legirajuih elemeneta, s tim sto cink nije glavni legirajui element. U tehnici se upotrebljava veliki broj raznih vrsta bronzi. Ove legure su takoe otporne na koroziju, lako se liju i mogu se plasticno deformisati. Bronze se koriste za izradu kliznih lezajeva, cijevi i za druge namjene. Prema glavnom legirajuem elementu bronze se dijele na: kalajne bronze, olovne bronze, aluminijumove bronze, berilijumove bronze itd.

Mehanizacija u poljoprivredi

11

Aluminijumove legure se odlikuju malom gustinom, odnosno malom masom dijelova izraenih od ovih legura. Savremene letjilice su nezamislive bez ovih legura. Pored toga legure alumijuma se koriste za graevinske konstrukcije, klipove motora, razne dijelove komplikovanog oblika itd. Generalno, aluminijumove legure se razvrstavaju u dve grupe: - legure namenjene za obradu livenjem i - legure namenjene za obradu deformisanjem. O legura nemjenjnih za obradu livenjem treba istai poznatu leguru silumin, a od legura namjenjenih za obradu deformisanjem opstepoznat je duralumnijum. Veliki je broj ostalih legura koji se koriste u tehnici: legure za lezajeve, lake legure na bazi titana, lako topljive legure, tesko topljive legure, litografske legure, tvrde legure, niklove legure, super legure itd.

Mehanizacija u poljoprivredi

12

NEMETALNI MATERIJALI

· KERAMICKI MATERIJALI · POLIMERNI MATERIJALI · KOMPOZITNI MATERIJALI · OSTALI MATERIJALI (STAKLO, DRVO, ZAPTIVNI MATERIJALI, TEKSTIL, KOZA I DR)

Mehanizacija u poljoprivredi

13

KERAMICKI MATERIJALI

· KERAMICKI MATERIJALI SU NEORGANSKI MATERIJALI KOJI SE SASTOJE OD NEMETALNIH I METALNIH ELEMENATA VEZANIH PRETEZNO JONSKIM I (ILI) KOVALENTNIM VEZAMA. · KERAMICKI MATERIJALI SU U OPSTEM SLUCAJU TVRDI I KRTI SA MALOM ZILAVOSU I PLASTICNISU. · DOBRI TOPLOTNI I ELEKTRICNI IZOLATORI. · VISOKE TEMPERATURE TOPLJENJA. · DOBRA HEMIJSKA STABILNOST. · TRADICIONALNI KERAMICKI MATERIJALI - GRAEVINARSTVO. · TEHNICKI KERAMICKI MATERIJALI (TEHNICKA KERAMIKA) ­ MASINSTVO I OSTALE TEHNICKE PRIMJENE

PODJELA 1. KONSTRUKCIONI MATERIJALI, 2. VATROSTALNI KERAMICKI MATERIJALI, 3. KERAMICKI ABRAZIVNI MATERIJALI, 4. TVRDI METALI ZA REZNE ALATE, 5. ALATNA KERAMIKA 6. SUPERTVRDI MATERIJALI

Mehanizacija u poljoprivredi

14

KERAMICKI MATERIJALI

KONSTRUKCIONI MATERIJALI IZRAUJU SE NA BAZI: ALUMINIJUM-OKSIDA, CIRKONIJUM-OKSIDA l SILICIJUM-KARBIDA, VISOKA TVRDOA I CVRSTOA, NISKA ZILAVOST, PROBLEM OBRADE I SPAJANJA SA METALOM. UPOTREBA: DIJELOVI MOTORA, RADNA KOLA SPECIJALNIH KOMPRESORA, VASIONSKA TEHNIKA...

Mehanizacija u poljoprivredi

15

KERAMICKI MATERIJALI

VATROSTALNI KERAMICKI MATERIJALI VATROSTALNI KERAMICKI MATERIJALI DIJELE SE NA: KISELE (SiO2, AI2O3) I BAZNE (MgO, CaO I Cr2O3). NISKA TOPLOTNA PROVODNOST, DOBRE MEHANICKE OSOBINE NA VISOKIM TEMPERATURAMA. OBLIK PROIZVODA: OPEKE, MASA ZA NABIJANJE I BRASNO UPOTREBA: IZOLACONI l VATROSTALNI MATERIJAL ZA LOZISTA KOTLOVA I PEI,VASIONSKA TEHNIKA

Mehanizacija u poljoprivredi

16

KERAMICKI MATERIJALI

KERAMICKI ABRAZIVNI MATERIJALI TOPLJENI ALUMINIJUMOKSID I SILICIJUM-KARBID. CESTICE KERAMIKE GRUPISU SE POMOU VEZIVNIH SREDSTAVA. VEZIVNA SREDSTVA: PECENA KERAMIKA, ORGANSKE SMOLE, GUMA... CESTICE IMAJU VEOMA OSTRU I TVRDU IVICU (MIKROTVRDOA) TEMPERATURA UPOTREBE 900 - 2000 °C. OBLICI PROIZVODA: BRUSNI PAPIR, BRUSNE TRAKE I BRUSNI KAMEN. NAMJENA: ALATI ZA BRUSENJE I POLIRANJE.

Mehanizacija u poljoprivredi

17

KERAMICKI MATERIJALI

TVRDI METALI ZA REZNE ALATE IZRAUJU SE OD FINO USITNJENIH TVRDIH CESTICA (PRAHA) METALNIH KARBIDA VISOKE TEMPERATURE TOPLJENJA. KAO VEZIVNO SREDSTVO NAJCESE SE KORISTI KOBALT (Co), A RIJETKO Ni I Fe. OSNOVNI JE VOLFRAM-KARBID (WC), A PONEKAD SE DODAJU U MANJIM KOLICINAMA KARBIDI TITANA, TANTALA I NIOBIJUMA. OBLIKUJU SE SINTEROVANJEM. KOBALT SE PRAKTICNO NE RASTVARA U VOLFRAM-KARBIDU, RASTVORLJIVOST DO 1%. KOBALT POPUNJAVA MEUPROSTOR. Fe i Ni SE RASTVARAJU U VEOJ MERI U WC. 1) TVRDI METALI WC-Co - REZNI ALAT ZA LIVENA GVOZA I NEMETALE. 2) TVRDI METALI: WC, TITAN-KARBID, TANTAL-KARBID ­ REZNI ALAT ZA CELIK. TVRDOA DO 93 HRA. TVRDOA NA POVISENIM TEMPERATURAMA ZAVISI OD KOLICINE VEZIVA (Co) ­ STO MANJE Co TO JE TVRDOA VEA. VISE Co VEA SAVOJNA, A MANJA PRITISNA CVRSTOA. TiC SA VEZIVOM Ni IMA MANJU TVRDUU ALI DOBU DINAMICKU OTPORNOST, OTPORNOST NA KOROZIJU I OTPORNOST NA UDAR. PORED UPOTREBE ZA ALATE KORISTI SE I ZA DRUGE NAMJENE GDJE SE TRAZI DOBRA OTPORNOST NA HABANJE. OBLICI PROIZVODA: PLOCICE SA VE FORMIRANOM REZNOM IVICIOM. PLOCICE SE PRICVRSUJU TVRDIM LEMLJENJEM ILI MEHANICKOM VEZOM.

Mehanizacija u poljoprivredi

18

KERAMICKI MATERIJALI

ALATNA KERAMIKA VEOMA FINI PRAH ALUMINIJUM-OKSIDA. SINTEROVANJE. DODAVANJE DRUGIH KERAMICKIH MATERIJALA VEOMA MALO. VISOKA TVRDOA, HEMIJSKA OTPORNOST, OTPORNOST NA HABANJE. OBLIK PROIZVODA: PLOCICE (KAO KOD TVRDIH METALA).

SUPERTVRDI MATERIJALI 1) DIJAMANT: PRIRODNI I VJESTACKI NAJTVRI REZNI ALAT. 2) KUBNI BOR-NITRID - NAJTVRI POSLIJE DIJAMANTA. OBICNO SE NANOSI NA PLOCICE TVRDOG METALA, POSTUPKOM SINTEROVANJA. VISOKA TVRDOA, VISOKA OTPORNOST NA HABANJE, DOBRE OSOBINE NA VISOKIM TEMPERATURAMA (DO 1300°). OVIM ALATIMA MOZE SE ZAMJENITI OPERACIJA BRUSENJA.

Mehanizacija u poljoprivredi

19

POLIMERNI MATERIJALI

,,POLIMER,, - MNOGO DIJELOVA ORGANSKI MATERIJALI - VELIKI BROJ HEMIJSKI VEZANIH ORGANSKIH GRUPA. PODJELA: 1)PLASTIKE 2)ELASTOMERI (GUME) PLASTIKE 1)TERMOPLASTI - ZAGRIJVANJE RADI OBLIKOVANJA. MOGUE JE PONOVNO ZAGRIJVANJE I OBLIKOVANJE BEZ BITNIJIH PROMJENA OSOBINA. 2)TERM0REAKTIVNE PLASTIKE - OBLIKOVANE U TRAJNI OBLIK HEMIJSKOM REAKCIJOM. NE MOGU SE PONOVO OBLIKOVATI.

Mehanizacija u poljoprivredi

20

POLIMERNI MATERIJALI

TERMOPLASTI OPSTE NAMENE: POLIETILEN (PE) - REZERVOARI, BOCE, FOLIJE ITD. POLIVINILHLORID (PVC) - NAMESTAJ, UNUTRASNJE OBLAGANJE VOZILA, OBLAGANJE EL. PROVODNIKA, NEPROMOCIVA OBUA I ODEA ITD. POLIPROPILEN, POLISTIROL ITD.

Mehanizacija u poljoprivredi

21

POLIMERNI MATERIJALI

TERMOPLASTI ZA TEHNICKE NAMJENE: POLIAMID (NAJLON) - ZUPCANICI BEZ PODMAZIVANJA, LEZISTA, ITD. TERMOPLASTICNI POLIESTRI ­ REZERVOARI, KOMORE, ROTORI PUMPI, ELEKTROTEHNIKA I ELEKTRONIKA ITD. TERMOPLASTI SE MOGU DEFORMACIONO OJACAVATI - HEMIJSKA REAKCIJA

Mehanizacija u poljoprivredi

22

POLIMERNI MATERIJALI

TERMOREAKTIVNE PLASTIKE: -FENOLNE SMOLE - PRVI GLAVNI PLASTICNI MATERIJAL KOJI JE NASAO PRIMJENU U INDUSTRIJI - BAKELIT. NISKA CIJENA. DOBRA ELEKTRICNA I TERMICKA SVOJSTVA (IZOLATOR). OTPORNOST NA POVISENIM TEMPERATURAMA. PRIMJENA: ELEKTROTEHNIKA, KOMPONENTE ZA KOCENJE NEMETALNI MATERIJALI -EPOKSIDNE SMOLE DOBRA OTPORNOST PREMA HEMIKALIJAMA, DOBRO PRIJANJANJE ZA DRUGE MATERIJALE. DOBRE MEHANICKE OSOBINE, DOBRA ELEKTRICNA IZOLACIONA SVOJSTVA. PRIMJENA: PREVLACENJE DRUGIH MATERIJALA RADI HEMIJSKE ZASTITE, ELEKTROTEHNIKA, KOMPOZITNI MATERIJALI.

Mehanizacija u poljoprivredi

23

POLIMERNI MATERIJALI

ELASTOMERI (GUMA) GLAVNA OSOBINA ELASTICNOST. PRIRODNA GUMA MANJE OD 30% UKUPNE POTROSNJE GUME. DOBIJA SE OD DRVETA HEVEA. ZASJECA SE DRVO I SKUPLJA SE MLIJECNI SOK LATEKS. OVAJ SOK OCVRSNE I DOBIJE SE SIROVA GUMA (TVRD I NEELASTICAN MATERIJAL). VULKANIZACIJA (1839, Charles Goodyear) - DOBIJANJE GUME OD SIROVE GUME (KORISTI SE SUMPOR I OLOVOKARBONAT). SINTETICKE GUME -STIREN-BUTADIJEN GUMA. JEFTINIJA OD PRIRODNE GUME ZA PNEUMATIKE. NEDOSTATAK: APSORBOVANJE ORGANSKIH RASTVARACA (BENZIN, ULJE I SL.) I BUBRENJE. - NEOPREN. POVEANA OTPORNOST NA HEMIKALIJE, TOPLOTNI IZOLATOR, SLABIJA ELASTICNOST NA NIZIM TEMPERATURAMA. - SILIKONSKE GUME (SILIKON). SIROK TEMPERATURSKI INTERVAL UPOTREBE (-100 DO 250°C). U TEHNICI ZA ZAPTIVANJE I SL.

Mehanizacija u poljoprivredi

24

KOMPOZITNI MATERIJALI SU MATERIJALI KOJl SE SASTOJE OD SMJESE ILI KOMBINACIJE DVA ILI VISE KONSTITUENATA KOJI SE RAZLIKUJU PO OBLIKU I HEMIJSKOM SASTAVU I KOJI SU PRAKTICNO NERASTVORLJIVI JEDAN U DRUGOM. DOMINANTNI SLUCAJ KOMPOZITNOG MATERIJALA JE KOMBINACIJA VLAKANA I OSNOVNOG MATERIJALA (OSNOVE ILI MATRICE). VLAKNA 1. STAKLENA VLAKNA ZA OJACAVANJE PLASTICNIH SMOLA OSOBINE: DOBRE MEHANICKE OSOBINE, OTPORNOST PREMA KOROZIJI I PROMJENAMA TEMPERATURE. JEFTIN MATERIJAL OBLIK: KONCI, SNOPOVI, TKANINE 2. UGLJENICNA VLAKNA ZA OJACAVANJE PLASTIKE IZRAUJU SE IZ TESKIH UGLJOVODONIKA KARBONIZACIJOM (1000 -1500 °C) I GRAFITIZACIJOM (1800 °C). OSOBINE: VISOKA ZATEZNA CVRSTOA I MODUL ELASTICNOSTI. OBLIK: VLAKNA 7 -10 m, UZAD - NEKOLIKO HILJADA VLAKANA. 3. ARMIDNA VLAKNA ZA OJACAVANJE PLASTICNIH SMOLA AROMATCNA POLIAMIDNA VLAKNA. KEVLAR - TRGOVACKI NAZIV. OSOBINE: NAJVISA ZATEZNA CVRSTOA. VISOK MODUL ELASTICNOSTI. UPOREDNA SVOJSTVA U STANJU KONCA ZA VLAKNASTE OJACIVACE PLASTIKA

Mehanizacija u poljoprivredi

25

MATRICE - OSNOVE 1. POLIESTERSKE SMOLE OJACANE STAKLENIM VLAKNIMA VISOK ODNOS CVRSTOE PREMA GUSTINI, DOBRA DIMENZIONALNA STABILNOST, DOBRA OTPORNOST NA PROMJENE TEMPERATURE I KORZIJU, VODONEPROPUSNOST PRIMENA: REZERVOARI, GRAEVINARSTVO, CAMCI... 2. EPOKSIDNE SMOLE OJACANE UGLJENICNIM VLAKNIMA PRIMENA: LAKI NOSACI VISOKE CVRSTOE, VASIONSKA TEHNIKA. 3. PLASTIKE OJACANE ARMlDNIM VLAKNIMA UPOTREBA: SLICNO KAO PRETHODNI KOMPOZIT

OBLIKOVANJE OTVORENI KALUPI: 1. RUCNO OBLIKOVANJE - POSTAVE SE TKANINE PA SE PREMAZUJU ILI NALIVAJU SMOLOM. 2. PRSKANJEM - POSTAVE SE VLAKNA ILI TKANINA PA SE POMOU SPECIJALNOG PISTOLJA PRSKANJEM NANOSI SMOLA. 3. POSTUPAK NAMOTAVANJA - IZRADA CIJEVASTIH PROIZVODA. NAMOCENA VLAKNA SE NAMOTAVAJU NA CILINDAR-KALUP. ZATVORENI KALUPI: 1. PRESOVANJE I BRIZGANJE - SLICNO KAO KOD TERMOPLASTA S TIM STO SE VLAKNA POSTAVE U KALUP PRE PRESOVANJA ILI BRIZGANJA. OSTALI SPECIFlCNI POSTUPCI ZA IZRADU TRAKA I PROFILA

Mehanizacija u poljoprivredi

26

STAKLO KERAMICKI PROIZVOD. STAKLO JE PROIZVOD KOJI SE DOBIJA OCVRSAVANJEM BEZ KRISTALIZACIJE SiO2. MREZASTA STRUKTURA TETRAEDARA KVARCA. DODAVANJEM DRUGIH OKSIDA KORIGUJU SE OSOBINE. GLAVNE OSOBINE: PROZIRNOST, OTPORNOST NA KOROZIJU, VISOKA TVRDOA NA SOBNOJ TEMPERATURI.

Mehanizacija u poljoprivredi

27

DRVO DRVO JE JEDAN OD NAJZNACAJNIH TEHNICKIH MATERIJALA. U MASINSTVU SE MANJE UPOTREBLJAVA. ANIZOTROPNOST OSOBINA. VELIKI BROJ VRSTA DRVETA. SIROVO DRVO: IZNAD w = 40% ZA OPSTU UPOTREBU: w = 13% ZA UPOTREBU PRI KOJOJ NE TREBA DA DOE DO PROMJENA DIMENZIJA I DEFORMACIJA (NAMESTAJ I SL.) w = 8-9%. PROIZVODI (ZA UPOTREBU U MASINSTVU): REZANA GRAA LISTOVI (DO 11 mm), DASKE (DO 47 mm) I FOSNE (IZNAD 47 mm) a/b < 2: LETVICE, GREDICE I GREDE. FURNIR 0,65-2 mm - ZA OBLAGANJE I IZRADU SPERPLOCA SPERPLOCE I PANEL PLOCE - SMANJENJE ANIZOTROPNOSTI. LESONIT PLOCE - PRESOVANJEM DRVENIH VLAKANACA. LIGNOSTON (PRESOVANO DRVO) OBICNO BUKOVINA. VISOKA TEMPERATURA I VISOKI PRITISAK. DOBRE OSOBINE (ZUPCANICI, LEZAJEVI ITD). PLOCE-IVERICE SLIJEPLJIVANJEM KOMADIA DRVETA, STRUGOTINE I SL. SLOJEVITO DRVO - FURNIR SLEPLJEN POMOU BAKELTA ILI SL. AVIONSKE ELISE, ZUCANICI I DRUGE NAMENE. DRVO SE STITI UGLJENISANJEM, PARENJEM PREMAZIMA I BOJAMA. SPECIJALNI PREMAZ PROTIV POZARA

Mehanizacija u poljoprivredi

28

Koza se koristi za izradu kaiseva, kopci, luksuzno opremanje automobila i sl. Zaptivaci se izrauju od plastike, gume, platna, papira, bakra, azbestnih materijala i dr. Za zaptivanje se koriste i namazi koji naknadno ovrsavaju (silikonska guma i razni hermetici).

Tekstil za tehnicke potrebe izrauje se od lana, konoplje i vjestackih materijala. Tekstilne tkanine koriste se za izradu traka za transportere, ojacavanje kaisa, plastificirana platna za prekrivanje i sl.

Mehanizacija u poljoprivredi

29

OSOBINE MATERIJALA

FIZICKE OSOBINE (gustina materijala, temperatura topljenja, koeficijent toplotnog sirenja, elektricna i toplotna provodljivost, magnetne osobine i dr. ) HEMIJSKE OSOBINE (hemijska otpornost prema dejstvu korozije i hemijski afinitet prema drugima materijalima) MEHANICKE TEHNOLOSKE

Mehanizacija u poljoprivredi

30

MEHANICKE OSOBINE MATERIJALA

Cvrstoa materijala je otpor koji pruza materijal pri djelovanju spoljnih sila. Zavisno od nacina i smjera djelovanja vanjskih sila cvrstoa moze biti: na zatezanje, pritisak, na savijanje, smicanje, uvijanje i izvijanje. U strucnim prirucnicima i svakodnevnoj praksi kao karakteristika materijala najcese se navodi njegova zatezna cvrstoa. Zatezna cvrstoa je maksimalno optereenje, po jedinici povrsine prvobitnog presjeka normalnog na silu zatezanja, koje materijal moze da izdrzi.

Mehanizacija u poljoprivredi

31

Elasticnost je osobina materijala da nakon prestanka djelovanja spoljasnih sila koje su izazvale odreenu promjenu oblika i dimenzija primi ponovo svoj prvobitni oblik i dimenzije. Deformacija u materijalu koja nestaje kada prestanu da djeluju sile koje su je izazvale naziva se elasticna deformacija. Deformacija koja ostaje u materijalu i nakon prestanka optereenja naziva se plasticna deformacija. Naprezanje koje lezi na granici elasticnosti i plasticnosti naziva se granica elasticnosti.

Mehanizacija u poljoprivredi

32

Plasticnost je svojstvo materijala da pod se dejstvom spoljnih sila trajno deformise, a da pri tome ne nastupi kidanje ili lom materijala Zilavost materijala je otpor koji materijal pruza pri udarnom optereenju. Za materijale koji ne posjeduju zilavost, tj. kod kojih se prelom javlja skoro bez plasticnih deformacija, kazemo da su krti Tvrdoa materijala je otpor kojim se jedno tijelo suprostavlja prodiranju drugog tijela kroz njegovu povrsinu Koeficijent trenja. Na dodirnoj povrsini izmeu dva tijela koja se relativno kreu jedno prema drugome javlja se sila trenja ili otpor trenja. Smjer joj je uvijek suprotan smjeru kretanja tijela. Eksperimentalni putem je utvreno da je sila trenja proporcionalna normalnoj sili i koeficijentu trenja. Koeficijent trenja je neimenovan broj i kree se od 0 do 1 Otpornost na habanje je sposobnost materijala da se opire habanju, razrusavanju povrsine ili promjeni dimenzije pod dejstvom sile trenja

Mehanizacija u poljoprivredi

33

TEHNOLOSKE OSOBINE MATERIJALA

Livkost podrazumijeva sposobnost metala i legura da u rastopljenom stanju pri livenju ispune supljinu u kalupu, a nakon ocvrsavanja da na povrsini odlivka obezbijede ostre konture reljefa kalupa Kovnost je osobina metala i legura da se mogu, u veoj ili manjoj mjeri, oblikovati platicnom deformacijom Zavarljivost je sposobnost materijala da podvrgnut postupku zavarivanja ostvari takav spoj zavarenih dijelova, da bude obezbijeen njihov kontinuitet, a da pri tome zavareni dijelovi zadovoljavaju uslove postavljene za taj stepen zavarljivosti Obrada rezanjem strugotine je osobina materijala da se moze obraivati rezanjem strugotine na alatnim masinama uz minimalne troskove i dobar izgled povrsine

Mehanizacija u poljoprivredi

34

VRSTE TERMICKE OBRADE

Termickom obradom mijenjamo materijalu mehanicke, fizicke i hemijske, osobine, kao i olaksavanje obradivost i(li) smanjivanje unutrasnjih napona nastalih predhodnom obradom. Ovo mozemo postii na dva nacina: bez promjene hemijskog sastava i sa promjenom hemijskog sastava povrsinskog sloja, tj. termicku obradu mozemo podijeliti na: - cistu termicku obradu - termo-hemijsku obradu Kod ciste termicke obrade zagrijavanjem i hlaenjem dajemo materijalu zeljene osobine. Cistu termicku obradu mozemo podijeliti na: - kaljenje - otpustanje - poboljsanje - normalizovanje - zarenje - starenje Kod termo-hemijske obrade difuzijom uvodimo metale ili nemetale u povrsinski sloj cime postizemo zeljene osobine. Termo-hemijsku obradu mozemo podijeliti prema elementu, koji uvodimo difuzijom u povrsinski sloj na: - cementaciju - nitriranje - karbonitriranje-cijanizaciju - hromiranje

Mehanizacija u poljoprivredi

35

ISPITIVANJE MATERIJALA

Prema osobinama koja se utvruju, sva ispitivanja mozemo podijeliti na: Hemijska Fizicka Mehanicka Tehnoloska Strukturna Defektoskopska Prema nacinu djelovanja optereenja u toku ispitivanja sva ispitivanja mozemo podijeliti na: Staticka ispitivanja Dinamicka ispitivanja

Mehanizacija u poljoprivredi

36

Zavisno od vrste naprezanja koje izaziva optereenje, staticka ispitivanja mogu biti: Ispitivanje na zatezanje Ispitivanje na pritisak Ispitivanje na smicanje Ispitivanje na savijanje Ispitivanje na torziju U grupu statickih ispitivanja spadaju i najvaznije metode ispitivanja tvrdoe: Ispitivanje tvrdoe po Brinelu Ispitivanje tvrdoe po Rokvelu Ispitivanje tvrdoe po Vikersu

Mehanizacija u poljoprivredi

37

ISPITIVANJE MATERIJALA ZATEZANJEM

Epruveta za ispitivanje (standardna)

Masina za ispitivanje zatezanjem-kidalica

Mehanizacija u poljoprivredi

38

Dijagram naprezanje-izduzenje

Granica proporcionalnosti pr Granica elasticnosti e Modul elasticnosti E Granica razvlacenja v Zatezna cvrstoa m

Mehanizacija u poljoprivredi

39

ISPITIVANJE TVRDOE Ispitivanje tvrdoe po Brinelu Za ispitivanje tvrdoe po Brinelu koristimo se utiskivacem u obliku celicne kuglice, koja se utiskuje odreenom silom u povrsinu predmeta. Mjerilo tvrdoe je velicina otiska koji ostavi kuglica u povrsini ispitivanog materijala. Tvrdoa po Brinelu se moze izraziti:

HB =

F kN Dh cm 2

Mehanizacija u poljoprivredi

40

Ispitivanje tvrdoe po Rokvell-u Po Rokvelu mjerilo tvrdoe je dubina otiska koji ostavi specijalni utiskivac na koji djeluje odreena sila. Kao utiskivac sluze celicne kuglice odgovarajueg precnika ili dijamanstski konus sa uglom konusa 1200 i poluprecnikom zaobljenja r=0,2 mm. Po JUS-u standardizovana su dva postupka mjerenja tvrdoe po skali B (kuglica) i C (konus-na slici).

HRC = 100 -

h3 - h1 0,002

Mehanizacija u poljoprivredi

41

Ispitivanje tvrdoe po Vikersu Ova metoda odlikuje se nizom preimustava: mogu se ispitivati i najtvri materijali, osteenje povrsine je minimalno, moze se odrediti tvrdoa tankih slojeva (cementirani, nitrirani, hromirani), moze se odrediti tvrdoa pojedinih mikro-struktura koje ulaze u sastav legure

HV =

F 2 sin / 2 F =1,8544 2 d2 d

Mehanizacija u poljoprivredi

42

Mehanizacija u poljoprivredi

43

DINAMICKO DEJSTVO SILE

Mnogi masinski dijelovi u toku rada su izlozeni promijenljivom optereenju (npr. elementi klipnog mehanizma) Ispitivanja pokazuju da pri promjenljivim naprezanjima, poslije izvjesnog broja promjena optereenja, dolazi do loma, iako pri statickom dejstvu istog takvog naprezanja ne bi doslo do bilo kakvih trajnih deformacija Broj promjena pri kome dolazi do loma zavisi od velicine napona i mijenja se u veoma sirokim granicama. Ako su naprezanja velika, dolazi poslije 5 do 10 promjena napona do loma. Sa smanjenjem naprezanja poveava se broj promjena Na ponasanje materijala pri dinamickom optereenju utice i dejstvo sile. Prema nacinu dejstva, sva dinamicka optereenja mozemo podijeliti na:

Promjenljiva Udarna

Promjenljivo optereenje je prikazano sinusoidom. Pri tome se naponi sa nekom ucestalosu mijenjaju izmeu maksimuma i minimuma. Ispitivanje materijala pod dejstvom promjenljivog optereenja naziva se ispitivanje zamarenjem Ispitivanje promjenljivim optereenjem moze da se izvodi zatezanjem, pritiskivanjem, savijanjem, uvijanjem ili kombinovano

44

Mehanizacija u poljoprivredi

ZAMOR MATERIJALA

Posmatranjem preloma uslijed zamora mogu se uociti dvije zone: zona nasilnog loma i zona uslijed zamora. Zona nasilnog loma je hrapava i ima sjajnu boju, dok zona uslijed zamora ima glatku povrsinu mat boje Uzroci preloma uslijed zamora mogu biti vidljivi i nevidljivi. Vidljivi uzroci su greske u materijalu (gasni mjehurovi, zaostala sljaka, pore, mikro pukotine) i povrsinske greske nastale u procesu obrade ili eksploatacije (zarezi, koorodirana mjesta, udarena mjesta...). Konstruktivni detalji (otvori, ostri prelazi, zljebovi, zavojnice...) mogu biti uzroci preloma uslijed zamora. Sve ove greske i konstruktivni detalji su uzroci koji izazivaju koncentraciju naprezanja, a ova potpomaze prelom uslijed zamora Nevidljivi uzroci preloma uslijed zamora su posljedica unutrasnjih napona koji su uneseni u materijal prilikom livenja, kovanja, termicke obrade, zavarivanja... Ovi naponi poticu od heterogenosti strukture materijala Naponi izazvani od spoljnih sila slazu se sa unutrasnjim naponima u pojedinim metalnim zrnima. U metalnim zrnima koja imaju visoke unutrasnje napone spoljasnji naponi mogu izazvati takva naprezanja koja prelaze granicu jacine materijala na kidanja. Uslijed toga javlja se pukotina koja se postepeno siri u metalnom zrnu i napada susjedno zrno. Spajanjem pukotina u susjednim zrnima dolazi do sirenja pukotine. U trenutku kada pukotina, uslijed zamora, oslabi povrsinu poprecnog presjeka u tolikoj mjeri da u preostalom dijelu naponi porastu preko jacine materijala, dolazi do nasilnog loma

Mehanizacija u poljoprivredi

45

ISPITIVANJE I PRIKAZIVANJE DINAMICKE CVRSTOE MATERIJALA

Dinamicka jacina materijala zavisi samo od gornjeg i donjeg napona, a ne zavisi od zakona promjene napona unutar toga intervala Naponi, isti po velicini pri statickom optereenju izazvali bi neznatne deformacije, dok bi pri dinamickom optereenju, poslije izvjesnog broja promjena, izazvali zamor i prelom usljed zamora materijala Ispitivanja su pokazala da se odnos izmeu dinamicke cvrstoe materijala D i zatezne cvrstoe M kree u granicama od 0,4 do 0,6 za celik, dok se kod drugih materijala kree od 0,25 do 0,35 Dinamicka cvrstoa odreuje se ispitivanjem zamarenjem silama promjenljive vrijednosti. Ispitivanje se izvodi na standardnim epruvetama. Broj epruveta zavisi od zeljene tacnosti. Svaka epruveta izlaze se razlicitom promjenljivom optereenju i utvruje se broj promjena optereenja do preloma. Pri slijedeem ispitivanju smanjuje se optereenje. Smanjenjem optereenja poveava se broj promjena do preloma. Rezultati ispitivanja unose se u koordinatni sistem kod koga se na ordinatu nanosi napon a na apcisu broj promjena optereenja. Unosenjem podataka u dijagram dobijamo tacke cijim spajanjem dobijamo kontinualnu liniju koja se zove Velerova kriva

Mehanizacija u poljoprivredi

46

Na Velerovoj krivoj razlikujemo dva dijela: u prvom dijelu, koji se odnosi na vise napone, prelomi dolaze pri manjem broju promjena. Sto je vei napon to je broj promjena optereenja do preloma manji Drugi dio dijagrama predstavlja pravu liniju koja se asimptotski priblizava jednom naponu. Napon koji odgovara horizontalnom dijelu krive zove se dinamicka cvrstoa materijala Dinamicka cvrstoa materijala je najvei promjenljivi napon koji jedan materijal moze da izdrzi bez preloma i bez pojave nedozvoljenih deformacija

Mehanizacija u poljoprivredi

47

Na osnovu odreene dinamicke cvrstoe konstruisu se dijagrami cvrstoe koji daju podatke o gornjem i donjem granicnom naponu, pri kome ne dolazi do preloma ni poslije velikog broja promjena optereenja. Najpoznatiji dijagram dinamicke cvrstoe je Smitov dijagram Na apcisi i na pravoj liniji povucenoj kroz koordinatni pocetak pod uglom od 450, nanesene su vrijednosti srednjeg napona sr Linija a-b-c zove se linija gornjeg granicnog napona, a linija c-d-e-f linija donjeg granicnog napona. Ako naponi ostaju u podrucju ogranicenom linijama granicnih napona, do preloma nee doi ni poslije beskonacnog broja promjena optereenja Smitov dijagram ima primjenu samo do granice razvlacenja o,2 .. Zbog toga je povucena linija granice razvlacenja o,2 i dobijena tacka c. Isprekidane linije do tacke b' odgovaraju stvarnim naponima do preloma. Linija c-d konstruise se na osnovu simetricnosti u odnosu na liniju b-c i pravu pod ugloma od 450 koja prolazi kroz koordinatni pocetak

Mehanizacija u poljoprivredi

48

METODE POVEANJE DINAMICKE CVRSTOE

Na poveanje otpornosti materijala protiv zamora moze se uticati na vise nacina: Pravilnim oblikovanjem i dimenzionisanjem dijelova kako bi se smanjila koncentracija naprezanja Sprecavanjem korozije Ojacavanjem povrsinskih slojeva Povrsinsko ojacavanje materijala mozemo postii: Hladnim ojacavanjem Povrsinskim kaljenjem Nitriranjem Cementacijom

Mehanizacija u poljoprivredi

49

ISPITIVANJE ZILAVOSTI MATERIJALA PO SARPIJU

Ispitivanje zilavosti materijala vrsi se udarnim optereenjem. Epruveta odreenog oblika i dimenzija lomi se jednim udarcem. Pri udaru epruveta je izlozena savijanju. Cilj ispitivanja je da se odredi sklonost materijala ka poveanju krtosti u toku eksploatacije. Zilavost materijala ili cvrstoe na udar pri savijanju je utroseni rad za lom epruvete sveden na jedinicu poprecnog presjeka epruvete = N/A [J/m2] Za ispitivanje zilavosti materijala postoji vise metoda. Najcese se vrsi na Sarpijevom klatnu Sarpijevo klatno Epruveta

Mehanizacija u poljoprivredi

50

ISPITIVANJE MATERIJALA BEZ RAZARANJA (DEFEKTOSKOPIJA)

Jedan od najvaznijih nedostataka ispitivanja razaranjem je osteenje uzorka koji prakticno postaje neupotrebljiv Drugi je da rezultati ispitivanja ne daju vjernu sliku o materijalu ugraenom u konstrukciju, ve samo o uzorku Mora se posjedovati veoma skupa oprema za ispitivanje i uzorci se moraju fino obraditi Cilj ispitivanja materijala bez razaranja je da se u materijalu utvrdi greska i u unutrasnjosti (lunkeri, gasni mjehurovi, troska, pukotine i dr.) Ovim ispitivanjem mogu se uociti greske, odrediti njihov polozaj, velicina i priroda Ispitivanjem bez razaranja ne mogu se odrediti mehanicke osobine Defektoskopske metode mozemo podijeliti ispitivanje:

Ultrazvucnim talasima Prozracavanjem Elektromagnetnim talasima Penetrantima (kapilarnim) metodama

Mehanizacija u poljoprivredi

51

ISPITIVANJE ULTRAZVUCNIM TALASIMA

Ultrazvuk je treperenje materijalne sredine sa ucestalosu od 20 000 Hz, pa i vise. Treperenje sa takvom ucestalosu su neosjetljiva za covjecije uho, a imaju veliku sposobnost prodiranja kroz cvrste, tecne i gasovite materije. Brzina prostiranja ultrazvuka zavisi od vrste sredine, a u prvom redu od elasticnih svojstava te sredine i njene gustine. Pri prolazu ultrazvuka iz jedne akusticne sredine u drugu dolazi do djelimicnog odbijanja od granica tih sredina, a djelimicnog prolaza sa izvjesnim prelamanjem. Ova osobina odbijanja i prelamanja ultrazvucnih talasa pri prolazu kroz dvije razlicite sredine sluzi za utvrivanje gresaka unutar materijala i gotovih proizvoda. Ultrazvucni talasi koji padaju normalno na jednu povrsinu odbijaju se u suprotnom smjeru (nazad), tj. ugao odbijanja jednak je nuli. Ako ultrazvucni talasi padaju pod nekim uglom na povrsinu, tada je odbojni ugao jednak upadnom. Znaci ultrazvucni talasi se ponasaju isto kao i svjetlosni zraci, samo sto je mo prodiranja kroz cvrste materijale vea. Ultrazvuk se koristi za ispitivanje gresaka u cvrstim materijalima (najbolji rezultati se postizu kod celika i aluminija).

Mehanizacija u poljoprivredi

52

Defektoskopska ispitivanja pomou ultrazvuka mogu se obavljati na tri nacina, i to: - metodom prolaza - metodom odbijanja (eho) - metodom rezonance

Shema ispitivanja ultrazvukom prolaznom metodom: 1-predajna sonda, 2-predmet, 3-prijemena sonda, 4-greska Kroz homogeni materijal ultrazvucni talasi prolaze bez smetnji, dok kod materijala sa greskom dolazi do odbijanja ultrazvucnih talasa i smanjenja intenziteta

Mehanizacija u poljoprivredi

53

Generator impulsa emituje ultrazvucne talase koji se preko predajne sonde G1 prenose kroz materijal. Ultrazvucni talasi, prolazei kroz materijal, nailaze na razlicite prepreke i poslije odbijanja dolaze u prijemnu sondu G2. Iz prijemne sonde ultrazvucni talasi dolaze u pojacivac, a odatle u osciloskopski indikator gdje se registruju na ekranu. Predajna sonda daje uzak snop ultrazvucnih talasa koji nailazei na razlicite gustine imaju razlicito odbijanje. Tako talas 1, koji se odbija od povrsine predmeta na ulazu u predmet, registruje se na mjestu 1 na ekranu, a zrak 3 koji se odbija na mjestu izlaza iz materijala, oznacen je na ekranu sa 3. Svi ostali zraci koji se odbijaju unutar materijala bie registrovani u intervalu od 1 do 3. Talas 2 koji na prolazu kroz materijal nailazi na gresku. Odbija se i dolazi u prijemnu sondu prije talasa 3 koji se odbija od donje povrsine predmeta.

Shema impulsnog defektoskopa-eho metoda

Mehanizacija u poljoprivredi

54

Na ekranu se nalazi skala koja nam omoguava ocitavanje dubine na kojoj se nalazi greska. Da bi se odredila dubina greske, ultrazvuk se salje u materijal periodicno, a ne kontinualno. Pomou ultrazvuka nije mogue tacno odrediti prirodu greske (troska, pukotina, gasni mjehur i dr.)

Ocitavanje dubine greske

Mehanizacija u poljoprivredi

55

ISPITIVANJE PROZRACAVANJEM

Ispitivanje prozracavanjem vrsi se pomou elektromagnetnih talasa, koji imaju malu talasnu duzinu a veliku ucestalost. Ovi talasi su sposobni da prodiru kroz cvrste materijale, djeluju na film, joniziraju neke gasove i izazivaju fluorescenciju nekih materijala. Na pravac kretanja ovih zraka nemaju uticaja ni magnetna ni elektricna polja, sto znaci da oni nisu nosioci elektricnog naboja. Najcese se primjenjuju X-zraci ili rendgen zraci i zraci. Ovi zraci imaju slijedee karakteristike:

energija zraka se smanjuje pri prolazu kroz materije, (sto je vea gustina materije time se vise smanjuje energija), sposobni su izazivati fotohemijske reakcije, sto omoguava da se registruje greska unutar materijala, sposobni su da izazivaju fluorescenciju nekih materijala, npr., ZnS, CaWO4,CdS i druge. Ovo svojstvo omoguava vizuelno posmatranje kvaliteta materijala na ekranu, sposobni su da joniziraju gasove i imaju stetno dejstvo na zive organizme.

Mehanizacija u poljoprivredi

56

Posto ovi znaci imaju stetno dejstvo na zive organizme, moraju se preduzeti posebne mjere zastite na radu sa X-zracima i -zracima. Jedan od veoma efikasnih nacina zastite od zracenja je udaljavanje od izvora ovih zraka, posto intenzitet zracenja opada sa kvadratom rastojanja. Da bi smo otkrili prisustvo ovog zracenja, koristimo se raznim detektorima zracenja, kao npr. Gajger-Milerovim brojacem. Za otkrivanje i registraciju gresaka u materijalima pomou X ­zraka i -zraka koristimo se sljedeim metodama: fotografski metod fluorescentni metod i metod jonizacije Najcese se koristimo fotografskim metodama. Specijalni film na kome je emulzija nanesena sa obje strane, postavlja se sa jedne strane predmeta, a sa druge se vrsi prozracavanje. Ako je ispitivani materijal homogen, tj. bez greske, tada e izlazni snop zraka imati isti intenzitet, pa e i osvjetljenje filma biti ravnomjerno. Pri prolazu ovih zraka kroz nehomogeni materijal dolazi do razlicite apsorpcije. Zahvaljujui razlicitoj apsorpciji imamo razlicito ozracenje filma postavljenog iza ispitivanog materijala. Zavisno od prirode gresaka (gasni mjehur, troska, pukotina itd.), tj. od njene gustine imaemo vee ili manje zacrnjenje filma. Sto je gustina materijala manja, to e vise zraka proi kroz predmet i imaemo vee zacrnjenje filma. Da bi poveali intenzitet zracenja na film, koristimo se folijama za pojacanje. Mogu biti: fluorescentne ili slane folije i olovne folije Kad fluorescentnih ili slanih folija, na tankoj podlozi nanesene su fluorescentne materije, koje pod dejstvom zracenja pocinju emitovanje svjetlosti. Ovo dopunsko zracenje djeluje na film i na taj nacin dobijamo sliku boljeg kvaliteta.

Mehanizacija u poljoprivredi

57

Olovne folije imaju slabiji efekat. Uzimaju se olovne folije debljine 0,1 do 0,25 mm. Pod dejstvom X- i -zraka na olovne folije, dolazi do emitovanja elektrona koji dejstvuju na film. Fluorescentnim metodom se koristimo za neposredno posmatranje predmeta na fluorescentnom ekranu. X-zraci, poslije prolaza kroz ispitivani materijal, padaju na ekran sa kojeg se slika reflektuje na ogledalo za posmatranje. Metod jonizacije zasnovan je na osobini X-zraka da izazivaju jonizaciju gasova. Prolaskom X-zraka kroz gas dolazi do djelimicne apsorpcije i pojave fotoelektrona koji se mogu registrovati u jonizacionim komorama. Ovom metodom mogue je posmatrati manje povrsine predmeta a postizu se veoma dobri rezultati. Ispitivanje X-zracima naziva se rendegenografija, a ispitivanje -zracima, gamagrafija.

Mehanizacija u poljoprivredi

58

ISPITIVANJE RENDGENSKIM ZRACIMA

Rendgenski ili X-zraci su jedan od vidova elektromagnetnih talasa, vrlo male talasne duzine, a veoma velike ucestanosti. Rendgenski zraci se dobijaju u rendgenskim cijevima. Na slici prikazana je shema ispitivanja pomou rendgenskih zraka.

Mehanizacija u poljoprivredi

59

U cijevi su smjestene katoda (2) i anoda (5). Katoda je izraena od volframa a anoda od bakra. Na vrhu anode smjestena je volframova plocica (6). Izvor napajanja (1) zagrijava katodu do usijanja kada postaje sposobna da emituje elektrone. Unutar cijevi vlada vakum 10-5 do 10-6 Pa. Izmeu katode i anode vlada veoma visok napon koji ostvaruje visoko-naponski transformator (4). Zbog velike razlike napona na katodi i anodi dolazi do velikog ubrzanja elektrona. Elektroni velikom brzinom bombarduju anodu pri cemu izazivaju njeno zagrijavanje i oslobaanje X-zraka. Ukupna energija kojom raspolaze elektron u trenutku udara u anodu, najveim dijelom pretvara se u toplotu, a samo neznatnim dijelom, oko 0,1%, u energiju X-zraka. X-zraci se kroz zaslon (7) usmjeravaju na povrsinu predmeta (8) prolaze kroz predmet i padaju na film (9), dajui jace ili slabije zacrnjenje. Velicina zacrnjenja zavisi od intenziteta zracenja na izlazu iz ispitivanog materijala.

Pod intezitetom zracenja X-zraka podrazumijevamo kolicinu energije koja u jednoj sekundi proe kroz povrsinu od 1 cm2. S obzirom da rendgenski zraci djeluju stetno na zive organizme i da bi se izbjegla sekundarna zracenja, iza filma se postavlja olovna ploca (10) koja apsorbuje X-zrake. Posto materijali imaju razlicitu gustinu, to e i razlicito apsorbovati X-zrake. Na mjestima gdje je gustina manja (troska, gasni mjehur, pukotina itd.) smanjuje se mo apsorpsije X-zraka, i povaava zacrnjenje filma. Dijagram intenziteta zracenja (11), takoe zavisi od gustine materije.

60

Mehanizacija u poljoprivredi

ISPITIVANJE GAMA ZRACIMA

Ovo ispitivanja imaju za cilj otkrivanje gresaka u unutrasnjosti predmeta, kao sto su: odlivci, otkivci, zavareni spojevi, rezervoari itd. Princip je slican kao i pri ispitivanju s rendgen zracima. Ispitivanje se sastoji od ozracavanja predmeta iza kojeg se postavlja film, na kojem dobijamo sliku unutrasnjosti predmeta. Gama zraci nastaju spontanim raspadanjem prirodnih radioaktivnih elemenata ili vjestackih radioaktivnih izotopa. Gama zracenje se ne moze regulisati izvana i ono je konstantno za odreeni period vremena koji je razlicit za razlicite elemente. Vremenski interval u kome se raspada polovina atoma naziva se periodom poluraspada. Period poluraspada za razne radioaktivne elemente se mjenja u veoma sirokim granicama. Tako, npr. za radijum (88Ra226) iznosi 1590 godina, za torijum (90To232) je 1,391010 godina, za iridijum (77Ir92) svega 74 dana. Zahvaljujui maloj talasnoj duzini a veoma velikoj ucestalosti (0,25 do 0,60) 1010 Hz, ovi talasi imaju svojstvo da prodiru kroz cvrste materije u veoj mjeri nego rendgenski zraci.

Mehanizacija u poljoprivredi

61

Na slici prikazana je shema ispitivanja pomou gama zraka. Radioaktivni elemenat (2) smjesten je u komoru (1) i kroz konican otvor emituje gama zrake, koji padaju na povrsinu predmeta (4). Prolazei kroz predmet zraci prolaze i kroz film (5). Zavisno od gustine predmeta imaemo vee ili manje zacrnjenje slike. Iza filma postavljena je olovna ploca, koja apsorbuje zrake koji prolaze kroz predmet i kroz film, da bi se izbjegla sekundarna zracenja. Na slici dole prikazane su sheme prozracavanja pomou gama zraka.

Mehanizacija u poljoprivredi

62

MAGNETNA ISPITIVANJA

Magnetnim ispitivanjima utvrujemo greske na povrsini ili neposredno ispod povrsine predmeta. Mogu se ispitivati samo magneticni materijali, kao sto su: zeljezo, nikl, kobalt, ugljenicni, niskolegirani i neki legirani celici. Pri magnetnim ispitivanjima, predmeti se prvo namagnetisu (a kod predmeta jedne dimenzije samo jedan dio). Namagnetisavanje predmeta moze se izvoditi prije ili u toku ispitivanja. Prije ispitivanja magnetisu se oni predmeti kod kojih je zaostali magnetizam dovoljan da omogui ispitivanje. U toku ispitivanja magnetisu se predmeti kod kojih je zaostali magnetizam nedovoljan da se izvede ispitivanje i predmeti velikih dimenzija i slozenog oblika. Magnetna ispitivanja zasnovana su na rasipanju magnetnog polja iznad defektnog mjesta u predmetu. U homogenom predmetu magnetne silnice su prave linije. Kad silnice naiu na neki defekt savijaju se oko njega i obrazuju magnetno polje rasipanja. Velicina rasipanja i skretanja silnica zavisi od dimenzija i dubine efekta, kao i od pravca prostiranja defekta u odnosu na magnetne silnice. Najvee odstupanje nastaje kad greska stoji normalno na pravac magnetnih silnica. Da bi se pravilno odredila velicina greske, u praksi se ispitivanje izvodi u dva meusobno normalna pravca. S obzirom da su magnetne silnice nevidljive, a da bi greska bila uocljiva, povrsina predmeta se posipa feromagnetnim prahom pomjesanim sa transformatorskim uljem ili petrolejem. Magnetni prah je crni magnetit Fe2O3. U izvjesnim slucajevima uzimaju se obojene suspenzije i fluoroscentne magnetne suspenzije, cije svijetlee cestice olaksavaju kontrolu na tesko pristupacnim mjestima. Feromagnetne cestice, kada se nau u magnetnim polju, orijentisu se u pravcu silnica. Tamo gdje magnetne silnice skreu, dolazi do njenog grupisanja i skupljanja feromagnetnog praha. Na taj nacin mjesto greske postaje uocljivo. Predmeti koji se ponasaju kao meki magneti ispituju se u polju jakog elektromagneta. Aparati kojima se vrse magnetna ispitivanja nazivaju se ferofluks ili magnetofluks aparati. Poslije zavrsenog ispitivanja namagnetisani dijelovi se moraju razmagnetisati. Razmagnetisanje predmeta vrsi se u posebnim aparatima ili je u ferofluks aparatu ugraen poseban ureaj za demagnetizaciju.

Mehanizacija u poljoprivredi

63

ISPITIVANJE PENETRANTNIM METODAMA

Penetrantne (kapilarne) metode primjenjuju se pri odreivanju povrsinskih gresaka, kao sto su naprsline, zarezi, pore i slicno. Ove metode su zasnovane na primjeni kapilarnih sila. Mogu se konstatovati greske cija je sirina vea od 0,001 mm i dublje od 0,01 mm. Najcesa su sljedea ispitivanja: ispitivanje petrolejom ili uljem ispitivanje fluorescentnim tecnostima i ispitivanje obojenim tekuinama. Prije ispitivanja predmeti se dobro ociste od svih necistoa. Kod ispitivanja petrolejom ili uljem predmeti se urone u vrui petrolej ili ulje i drze izvjesno vrijeme. Pod uticajem kapilarnih sila dolazi do prodiranja tecnosti u sitne pore i pukotine. Poslije brisanja viska tecnosti sa povrsine, a hlaenjem dolazi do skupljanja pukotine i istiskivanja ulja na povrsinu. Na povrsini se pojavljuju mrlje i mjesto gdje se nalazi greska postaje uocljivo. Fluorescentna ispitivanja takoa su zasnovana na primjeni kapilarnih sila. Za ispitivanje se uzimaju fluorescentne tecnosti. To su takve tecnosti koje kad se osvijetle ultra-ljubicastom svjetlosu imaju svojstvo emitovanja sopstvene svjetlosti. Ova sposobnost materija naziva se fluorescencija. Svojstva fluorescencije imaju mnoga mineralna ulja kao: transfomatorsko, avionsko itd. Predmeti koji se ispituju prethodno se dobro ociste od svih necistoa, a zatim urone u posudu sa fluorescentnom tecnosu i drze nekoliko minuta ili se tecnost nanosi pomou kista na povrsinu predmeta. U novije vrijeme se radi prskanjem.

Mehanizacija u poljoprivredi

64

Poslije toga predmeti se peru mlazom hladne vode, a zatim suse u struji toplog vazduha. Osusene povrsine se posipaju prahom koji ima veliku mo apsorpcije, kao, npr. magnezijum oksid, silicijum oksid itd. Prasak izvlaci na povrsinu fluorescentnu tecnost, a djelimicno prodire i u pukotine. Suhi prasak se sa povrsine predmeta uklanja strujom vazduha ili lakim udarcima po predmetu, tako da se zadrzava samo na ovlazenim mjestima. Postupak fluorescentnog ispitivanja prikazan je na slici dole. Predmeti se unose u zamracenu prostoriju i osvjetljavaju ultra-ljubicastom svjetlosu. Mjesta na kojima se zadrzala fluorescentna tecnost pocinju da svijetle. Prema velicini greske imamo jacu ili slabiju fluorescentnu svjetlost. Pri ispitivanju zavarenih spojeva od kojih se zahtijeva nepropustivost za tecnosti i gasove koristi se fluorescentni metod. Fluorescentna tecnost se nanosi sa jedne strane a osvetljavanje sa druge. Ako je sav porozan, tada e fluorescentna tecnost proi kroz pore, a pri osvjetljavanju sa ultra-ljubicastom svjetlosu dolazi do fluorescencije. Najveu primjenu naslo je ispitivanje obojenim tecnostima. Princip rada je potpuno isti kao i kod prethodnih metoda. Prednost ove metode je sto se greska moze otkriti i pri dnevnom osvetljenju.

Mehanizacija u poljoprivredi

65

METODE MJERENJA NAPONSKODEFORMACIONIH STANJA

66

ODREIVANJE PRAVCA GLAVNIH NAPREZANJA -METOD KRTIH LAKOVA-

Specijalni lak se nanese na konstrukciju i pusti da se osusi, zatim se konstrukcija optereti Kada izduzenje pree odreenu granicu lak prska po linijama normalnim na pravac izduzenja, zatim nanesemo tenzometar i izmjerimo naprezanje Osnovne prednosti niska cijena i jednostavnost

Mehanizacija u poljoprivredi

67

MJERNE TRAKE

Lord Kelvin je dokazao da se el. otpor bakrene ili zice od gvoza mijenja kada se zica izduzuje. Tom prilikom on je upotrebio Wheatstonov most i galvanometar kao instrumenat Jednacina daje ono sto je za tenziometrisanje od osnovnog interesa, a to je veza koja omoguava da se sracuna izduzenje provodnika na osnovu poznatog podatka za k-faktor trake i izmjerene promjene otpora R, kada je poznat prvobitni otpor R

1 R = k R

Mehanizacija u poljoprivredi

68

Information

Masinski elementi uloga i podjela masinskih elemenata

68 pages

Report File (DMCA)

Our content is added by our users. We aim to remove reported files within 1 working day. Please use this link to notify us:

Report this file as copyright or inappropriate

295687