Elementi strojeva

UVOD
Strojarstvo je područje tehnike, čiji je cilj racionalno iskorištavanje prirodnih dobara upotrebom strojeva. Stroj je svaka kombinacija odgovarajuće oblikovanih krutih i elastičnih tijela, koja imaju određenu ulogu u procesu iskorištenja energije. Strojevi se dijele na dva osnovna tipa:

• pogonske strojeve i
• radne strojeve.

Pogonski strojevi pretvaraju različite vrste energije (mehanička energija vode, toplinska energija plina ili pare, kinetička energija plina, električna energija, nuklearna energija) u mehaničku energiju, potrebnu za obavljanje mehaničkog rada sa što manje gubitaka energije. Ovdje spadaju:

• motori s unutrašnjim izgaranjem, parni stapni strojevi, toplinske turbine, hidraulički motori,
• pneumatski motori, elektromotori i reaktivni motori.

Radni strojevi obavljaju koristan mehanički rad upotrebom mehaničke energije dobivene od pogonskog stroja, ili pretvaraju mehaničku energiju pogonskog stroja u drugu vrstu energije
(alatni strojevi, dizala, transporteri, ventilatori, pumpe, kompresori, elektrogeneratori, itd.). Prijenosnici su uređaji posebne vrste, koji se upotrebljavaju kao posrednici između pogonskih i radnih strojeva, pri čemu mehaničku energiju pogonskog stroja prilagođavaju potrebama njenog korištenja u radnom stroju (prijenos gibanja, sile, momenta, smjera i karakteristike gibanja, itd.).
Pogonski i radni strojevi te prijenosnici, redovito su povezani u određeni zajednički stroj, koji prema svojoj funkcionalnosti ima i svoj naziv (alatni stroj, ventilator, motorno vozilo, agregat itd.). Bit djelovanja tih strojeva je u njihovoj dinamici, tj. u gibanju uz savladavanje određenih otpora, jer se samo gibanjem strojnih dijelova može obaviti mehanički rad. No, postoje i strojevi koji imaju pretežno statički karakter. U tu skupinu spadaju aparati, naprave, instalacije, instrumenti, te metalne i druge konstrukcije. Skupina strojeva, aparata, instalacija, instrumenata i konstrukcija, paralelno povezana u namjensku cjelinu za obavljanje korisnoga rada, naziva se postrojenje.
Svaki stroj je najprije potrebno zasnovati (definirati), projektirati, konstruirati i proračunati, izraditi odgovarajuću tehničku dokumentaciju, propisati način izrade, obrade, kontrole i montaže, zatim sastavne dijelove izraditi i sastaviti u cjelinu, ispitati ga, pustiti u pogon, brinuti se za pravilno rukovanje, redovito ga održavati i pravodobno zamjenjivati dotrajale udjelove. Pri tome stroj mora biti primjeren za upravljanje i upotrebu, njegov rad pouzdan, njegova izrada i eksploatacija što ekonomičniji. Za provedbu tako kompleksnog sklopa aktivnosti potrebna je organizirana suradnja znanstvenika, istraživača, inženjera, tehničara, visokokvalificiranih i kvalificiranih djelatnika iz područja strojarstva.

OSNOVNE DEFINICIJE I POJMOVI
Svaki stroj je sastavljen od određenog broja dijelova, koji su skladno povezani u cjelinu, pri čemu svaki dio obavlja točnu određenu ulogu. Na toj osnovi, svaki stroj se može raščlaniti na strojne dijelove, sklopove, grupe strojnih dijelova i sklopova i elemente. Strojni dio – je osnovni dio stroja, koji obavlja točnu određenu funkciju skupa s drugim osnovnim dijelovima (vijak, matica, zakovica, cijev, vratilo, osovina, opruga, zupčanik, itd.). Strojni dio nije moguće rastaviti na jednostavnije dijelove. Sklop stroja – je povezani skup više strojnih dijelova, koji obavljaju određenu funkciju u sastavu stroja (ventil, željeznički kotač s bandažom, mehanizam za brisanje vjetrobranskog stakla kod automobila itd.).
Grupa – je povezani skup više strojnih sklopova i dijelova, koji obavljaju skupnu funkciju (motor, zupčasti mjenjač, naprava za dizanje tereta kod dizalica itd.).
Element stroja – je strojni dio ili sklop, koji kod različitih strojeva obavljaju određene elementarne, osnovne funkcije. Element stroja može biti sam strojni dio (opruga, osovina, vratilo
itd.), ali isto tako i strojni sklop ili grupa (spojka, kočnica, kotrljajući ležaj itd.).
Opći (univerzalni) element stroja – strojni elementi, koji se upotrebljavaju kod različitih strojeva (vijci, zakovice, pera, klinovi, vratila, osovine, opruge, zupčanici, ležišta itd.) Posebni elementi strojeva – elementi strojeva, koji se upotrebljavaju samo kod posebnih vrsta strojeva (elementi motornih vozila, elementi dizaličnih mehanizama, elementi alatnih strojeva,
elementi motora s unutrašnjim izgaranjem, elementi parnih ili plinskih turbina, elementi hidrauličkih strojeva itd.).
Predmet Elementi strojeva sadrži proučavanje općih elemenata strojeva u smislu njihove konstrukcije, oblika, dimenzija, izbora i proračunava ih obzirom na namjenu i funkciju. Pri tome
je posebna pažnja namijenjena utvrđivanju općih principa, koji vrijede i za posebne elemente strojeva. Treba napomenuti da nazivi strojni dio i element stroja obuhvaćaju i dijelove naprava, instalacija, instrumenata i metalnih konstrukcija.

VEZA SA SRODNIM DISCIPLINAMA
Rad svakog stroja temelji se na prirodnim zakonima. Zato je za proučavanje strojeva i njihovih dijelova nužno potrebno dobro poznavanje nekih osnovnih teorijskih disciplina, kao i načina njihove praktične primjene. Najpotrebnija znanja za proučavanje elemenata strojeva navedena su kako slijedi. Tehnička mehanika je osnovna tehnička znanost koja opisuje zakone mirovanja i gibanja pod utjecajem sila. Statika proučava uvjete ravnoteže tijela pod utjecajem sila, Kinematika proučava gibanje bez obzira na uzrok tog gibanja, a Dinamika se bavi ovisnošću gibanja tijela o silama koje ga uzrokuju, uzimajući u obzir i njegovu masu. Mehanika materijala omogućava određivanje čvrstoće, krutosti i stabilnosti dijelova strojeva i
konstrukcija, te konstrukcijskih cjelina. Matematika je osnovni alat, čije je poznavanje nužno potrebno za proučavanje i korištenje znanja iz Mehanike i Nauke o čvrstoći u sprezi s Elementima strojeva.