__MAIN_TEXT__

Page 1

Зоран Д. Лапчевић

om

o

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЈА

Ed

uk a

pr

УЏБЕНИК ЗА 7. РАЗРЕД ОСНОВНЕ ШКОЛЕ


Зоран Д. Лапчевић ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЈА Уџбеник за 7. разред основне школе Главни уредник Проф. др Бошко Влаховић Oдговорни уредник Доц. др Наташа Филиповић

om

o

Рецензенти Др Иван Милићевић, Факултет техничких наука у Чачку Наталија Диковић, наставник технике и технологије, ОШ „Петар Лековић”, Пожега Дипл. инж. Снежана Врањеш, наставник технике и технологије, ОШ „Жарко Зрењанин”, Зрењанин

pr

Прелом и дизајн Алекса Бабовић

uk a

Лектура и коректура Вуле Журић

Ed

Издавач „Едука” д.о.о. Београд Ул. Змаја од Ноћаја 10/1 Тел./факс: 011 3287 277, 3286 443, 2629 903 Сајт: www.eduka.rs; имејл: eduka@eduka.rs За издавача Проф. др Бошко Влаховић, директор Штампа ______________ Издање ______________ Тираж ______________


САДРЖАЈ 1.

Животно и радно окружење

2.

Саобраћај

3.

Техничка и дигитална писменост

4.

Ресурси и производња

5.

Конструкторско моделовање

Речник мање познатих речи ................................................................. 168

1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.

Појам, улога и развој машина и механизама ...........................................................   8 Потрошња енергије у домаћинству и могућности уштеде ........................................ 12 Зависност очувања животне средине од технологије ............................................ 16 Утицај дизајна и правилне употребе техничких средстава на здравље људи ....... 19 Професије (занимања) у области машинске технике и технологије ........................ 22

om

Врсте и специфичности техничких цртежа у машинству ....................................... Упрошћавања и пресеци у машинском техничком цртању .................................. Ортогонално и просторно приказивање предмета ............................................... Коришћење функција и алата програма за техничко цртање ........................... Употреба 3Д штампе у изради тродимензионалних модела и макета ............. Основне компоненте ИКТ уређаја .......................................................................... Управљање и контрола коришћењем рачунарске технике и интерфејса .........

pr

3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7.

o

2.1. Транспортне машине.................................................................................................. 28 2.1.1. Машине спољашњег транспорта ............................................................................. 28 2.1.2. Машине унутрашњег транспорта ............................................................................. 35 2.2. Подсистеми код возила друмског саобраћаја .......................................................... 38 2.3. Исправан бицикл као важан предуслов безбедног учешћа у саобраћају ............... 47 54 59 63 67 75 78 83

Ed

uk a

4.1. Рационално коришћење ресурса на Земљи и очување и заштита животне средине .. 90 4.2. Материјали у машинству ................................................................................................ 93 4.3. Мерење и контрола ............................................................................................................. 100 4.4. Технологија обраде метала у машинству ................................................................... 107 4.4.1. Обрада метала скидањем струготине ......................................................................... 108 4.4.2. Обрада материјала без скидања струготине ............................................................ 115 4.4.3. Савремене технологије обраде метала .................................................................... 125 4.5. Елементи машина и механизама .................................................................................. 130 4.5.1. Елементи за везу ........................................................................................................... 133 4.5.2. Елементи за пренос снаге и кретања ........................................................................... 136 4.5.3. Специјални елементи ................................................................................................... 140 4.6. Производне машине ..................................................................................................... 143 4.7. Роботика ....................................................................................................................... 144 4.7.1. Појам, врсте и намена робота ................................................................................... 144 4.7.2. Конструкција робота .................................................................................................... 146 4.8. Погонске машине – мотори ........................................................................................ 148 4.8.1. Хидраулични мотори .................................................................................................. 149 4.8.2. Топлотни мотори ........................................................................................................ 151 4.8.3. Пнеуматски мотори .................................................................................................... 157 4.9. Моделовање погонских машина и/или школског мини-робота ....................... 159 5.1.

Од идеје до реализације пројекта – израда модела ................................................ 166


uk a

Ed o

om

pr


Водич кроз уџбеник

Ed

uk a

pr

om

o

У оквиру предмета Техника и технологија у седмом разреду постепено ћеш стицати нова знања и умења из машинске технике. Истовремено, утврдићеш и проширити знања стечена у претходном разреду. Машинска техника данас има изузетно важну улогу у животу и раду људи. Машине које нас окружују у кући, на послу, на улици, олакшавају нам свакодневни живот и рад. Нема савремене производње без савремених машина, јер оне олакшавају човеку рад и омогућавају му да производи брже, успешније и квалитетније. Али, да бисмо могли правилно управљати машинама, потребни су нам стручност и знање. Управо зато ћеш ове године бити у прилици да се упознаш са разним алатима, машинама и механизмима, њиховим елементима, начинима њиховог приказивања на техничким цртежима који се израђују ручно или помоћу рачунарских програма, материјалима у машинству, саобраћајним средствима, роботиком и интерфејс технологијом, као и начинима мерења и контроле у машинству. Овај уџбеник ће ти помоћи да успешно савладаш наставне садржаје из свих наведених области. Ради твог активнијег учешћа на часу, на почетку сваког поглавља дати су припремни задаци, означени посебном бојом, те кратак садржај онога што ћеш научити из те области. На крају сваког поглавља укратко су дати основни појмови које би требало знати, и питања на основу којих можеш проверити стечена знања. У уџбенику ћеш пронаћи много фотографија, цртежа, скица и занимљивости које ће ти олакшати разумевање одређених области и учинити учење интересантнијим. Важније речи у уџбенику одштампане су масним словима. У неким поглављима дате су интернет адресе које можеш посетити скенирањем QR кода апликацијом са свог паметног телефона. Увидом у садржај ових страница можеш додатно проширити знања из области које те посебно интересују. При коришћењу уџбеника посебну пажњу обрати на кратке текстове означене иконицама који представљају радне задатке, вежбе, савете, предлоге и занимљивости. Обрати пажњу и на вежбе које су дате у уџбенику јер њиховом реализацијом стичеш радне навике и вештине, а твоја знања ће постати функционална и примењива у свакодневном животу. Запамти, знање нам нико не може дати, већ га морамо сами стећи властитим и упорним радом. Теби и твојим наставницима желим много успеха и задовољства у раду. Хвала на поверењу. Аутор Иконице означавају одређене налоге чији ће ти садржаји уџбеник учинити занимљивијим, а само учење успешнијим.

ПИТАЊА

ДА ЛИ ЗНАШ?

ВЕЖБA

САВЕТ

ИСТРАЖИ

ЗА ОНЕ КОЈИ ХОЋЕ ВИШЕ (WWW)

УРАДИ САМ

ДА СЕ ПОДСЕТИМО НАУЧИЛИ СМО:


uk a

Ed o

om

pr


1 pr

1. ЖИВОТНО И РАДНО ОКРУЖЕЊЕ

om

o

ЖИВОТНО И РАДНО ОКРУЖЕЊЕ

uk a

1.1. Појам, улога и развој машина и механизама 1.2. Потрошња енергије у домаћинству и могућности уштеде 1.3. Зависност очувања животне средине од технологије 1.4. Утицај дизајна и правилне употребе техничких средстава на здравље људи 1.5. Професије (занимања) у области машинске технике и технологије НАУЧИЋЕШ, САЗНАЋЕШ, УПОЗНАЋЕШ:

• •

основну поделу машина и чиме се бави машинство као грана технике; основне појмове машина и механизама; историјски развој машина и механизама; које врсте уштеде енергије можемо остварити у домаћинству; колико дизајн и правилна употреба техничких апарата и уређаја утиче на здравље људи; колико су технологије допринеле загађењу животне средине и како спречити даље загађење; професије (занимања) у области машинске технике и технологије.

Ed

• • • • •

ЗА РАДОЗНАЛЕ: • • • •

Истражи на интернету историјски развој машина и механизама. Подсети се градива из шестог разреда и чињенице да је проналазак точка допринео наглом развоју технике и привреде уопште. Присети се шта смо у петом и шестом разреду научили о енергетици. Размисли о томе колики је твој досадашњи допринос уштеди бар једне врсте енергије у твом дому (топлотне, електричне...). Изложи своја размишљања и предлоге о томе у чему би се састојао твој допринос уштеди електричне енергије у домаћинству.Размотри какве су могућности да се неко техничко средство (апарат, уређај) из твог окружења другачије дизајнира, или да му се промене облик и поједине карактеристике које би допринеле његовом лакшем и ефикаснијем коришћењу.


1. ЖИВОТНО И РАДНО ОКРУЖЕЊЕ 1.1. ПОЈАМ, УЛОГА И РАЗВОЈ МАШИНА И МЕХАНИЗАМА Човек је још од давнина имао потребу да употреби неко помоћно средство (оруђе за рад) или природну енергију како би себи олакшао рад.

o

У почетку је користио постојеће изворе енергије, пре свега енергију воде и ветра. Проналаском воденичког точка и ветрењаче олакшан је рад при млевењу житарица, наводњавању поља и других тешких послова (Сл. 1.1).

ДА СЕ ПОДСЕТИМО

om

Сл. 1.1 Стара воденица и ветрењача за млевење житарица

pr

Обнови градиво из петог разреда о енергији воде и ветра. Упореди начин на који су се те две енергије некада користиле са њиховом данашњом применом.

Ed

uk a

Човек је од најстаријих времена почео да прави алате који су му олакшавали обављање многих послова. Најпре их је правио од камена, дрвета, костију животиња, бакра, бронзе, а касније и од гвожђа. Због њихове једноставне израде назвали смо их прости алати.

Сл. 1.2 Парна локомотива

Тек у XVII веку почела је примена енергије добијене сагоревањем дрвета и угља, при чему се, загревањем воде у котловима добијала водена пара која је покретала парне машине. Тако је топлотна енергија водене паре покретала парне машине и претварала се у механички рад који је коришћен за покретање првих аутомобила и локомотива, машина у текстилној и машинској индустрији итд. (Сл. 1.2). Тиме је снага ових машина заменила снагу великог броја људи.

Даљи напредак у развоју машина настао је проналаском машина са унутрашњим сагоревањем, које су за своје покретање користиле бензин и дизел горива (Сл. 1.3).

8

Сл. 1.3 Први аутомобил са мотором са унутрашњим сагоревањем


Проналаском електричне енергије, тј. генератора који су је производили и електромотора који су је претварали у механички рад покретањем разних машина, отворена је нова ера модернизације и аутоматизације индустрије и свих осталих грана технике. Крајем ХХ века, захваљујући проналаску савремених материјала, развијају се нове гране технике под називом електротехника и електроника, које су омогућиле развој многих електронских уређаја: кућних апарата, телефона, радија, телевизије итд. Њихов даљи развој допринео је настанку информатичких технологија, роботике и мехатронике (Сл.1.4).

ДА ЛИ ЗНАШ? Информатика (информација + аутоматика) је наука која се бави прикупљањем, обрадом, чувањем и коришћењем информација (података).

om

o

Роботика је наука која се бави проучавањем начина рада, пројектовањем и применом робота у различитим подручјима људске делатности.

Ed

uk a

pr

Мехатроника је наука која обједињује машинство, електротехнику и информационо-комуникационе технологије (информатику).

Сл. 1.4 Од сијалице до индустријског робота Када говоримо о савременим технологијама, често мислимо само на паметне телефоне, рачунаре, интернет и друштвене мреже, као главне факторе који су променили наше животе. Међутим, ново технолошко доба је донело и многе позитивне новине у разним областима (медицини, индустрији, многих наука...) што је на наш свакодневни живот утицало много више од могућности да у сваком тренутку, уз помоћ малог уређаја, можемо ступити у контакт са било ким у свету.

9


Савремене технологије утичу двојако на људско здравље. С једне стране, свакодневни живот постаје све лакши, послови мање опасни, информације лако доступне, док нам са друге стране слаби памћење, концентрација, моторика, вид и, ништа мање важно, због седећег начина живота и све мање физичке активности, имамо све више здравствених проблема.

ИСТРАЖИ!

om

Машина је скуп делова повезаних у једну логичку целину који својим покретањем изводе одређену радну операцију, најчешће механички рад (Сл. 1.5).

o

Савремене технолгије су сигурно промениле наш начин живота. Истражи, путем интернета, колико претерано коришћење савремених информатичких технологија утиче на здравље људи и анализирај колико се то одразило на твој начин живота. Размени своја искуства о томе са другарима из одељења. Размисли о томе да ли је прекомерно време проведено за рачунаром или мобилним телефоном паметније искористити за бављење неком спортском активношћу.

pr

Под механизмом подразумевамо подсклопове машина који су састављени најчешће од више елемената (најмање два), а који у међусобној вези омогућавају да кретање једног елемента изазове жељено кретање осталих елемената (Сл. 1.6).

uk a

Сваки механизам и машина састоје се од од делова (елемената) које називамо машински елементи (Сл. 1.7).

Ed

Подсклоп је скуп машинских елемената који чине једну целину и обављају неку функцију.

Сл. 1.5 Грађевинска машина (багер)

Склоп обично чини више подсклопова (најмање два) и они представљају машинску конструкцију. У зависности од функције коју обављају, машине могу бити: • • •

погонске машине, које један облик енергије претварају у механички рад (електромотори, мотори са унутрашњим сагоревањем...); радне (производне) машине извршавају одређене радне операције, а покрећу их погонске машине; специјализоване машине, које се користе у одређеним гранама технике (пољопривредне, грађевинске, транспортне машине...).

10

Сл. 1.6 Механизам

Сл. 1.7 Машински елементи (зупчаници)


ДА СЕ ПОДСЕТИМО Код свих машина важи закон о одржању енергије, по коме се енергија не може створити нити уништити, већ само претворити (трансформисати) из једног облика у други.

Машинство (машинска техника) бави се конструисањем и израдом машина и механизама, одржавањем машина и машинских система и организацијом рада у машинској индустрији.

uk a

pr

om

o

Машинска индустрија данас не би могла да се замисли без савремених машина (Сл.1.8). Већина тих машина има програмирани рад који се припрема помоћу информатичких технологија. Тиме ове машине замењују активности великог броја људи, олакшавају рад и убрзавају процес производње.

Ed

Сл. 1.8 Савремене машине у машинској индустрији: а) струг и глодалица; б) CNC машина за ласерско сечење метала; в) индустријски робот.

ПИТАЊА: 1. У најкраћим цртама објасни историјски развој машина и механизама. 2. Које су добре, а које лоше стране коришћења савремених информатичких технологија? 3. Објасни појмове: машина, механизам, машински елеменати, склоп и подсклоп. 4. Како делимо машине у зависности од функције коју обављају? 5. Чиме се бави машинство (машинска техника)?

11


1.2. ПОТРОШЊА ЕНЕРГИЈЕ У ДОМАЋИНСТВУ И МОГУЋНОСТИ УШТЕДЕ Време у коме живимо, апарати, уређаји и машине које користимо изискују потрошњу одређене врсте енергије. Да бисмо користили рачунар, гледали телевизију, скували ручак или загрејали воду у бојлеру, потребна нам је електрична енергија. енергија За загревање стана/куће користимо топлотну енергију. енергију Електрично светло даје светлосну енергију, енергију музички стуб преко кога слушамо омиљену музику даје звучну енергију, моторна возила за своје покретање користе гориво, што представља хемијску енергију итд.

om

ДА СЕ ПОДСЕТИМО

o

Коришћење наведених енергија подразумева и одређене новчане трошкове у оквиру домаћинства. Колики ће ти трошкови бити и колике ћемо уштеде имати, зависи од тога колико правилно користимо потрошаче тих енергија.

uk a

pr

У шестом разреду смо учили које су то мере за рационално коришћење топлотне енергије у стану/кући и у грађевинарству уопште. Да би грејање било рационално, тј. исплативо и добро, потребно је претходно добро изоловати просторије које се греју. Рационално грејање подразумева и добар одабир врсте грејања, као и правилну употребу уређаја за загревање у домаћинству. Рационалном потрошњом воде и исправним водним потрошачима такође можемо уштедети кућни буџет. Свако цурење славине за воду повећава нам материјалне трошкове. Колико ти доприносиш рационалном коришћењу уређаја за загревање и мањој потрошњи воде у домаћинству?

Ed

Да би потрошња енергије у домаћинству била рационалана и имала позитиван утицај на животну средину и здравље људи, примењују се тзв. мере енергетске ефикасности.

Мере енергетске ефикасности имају за циљ да смање потрошњу електричне и топлотне енергије у домаћинству, као и да повећају комфор и квалитет живота људи (Сл.1.9). Сл. 1.9 Енергетски ефикасна кућа (пресек)

12


Климатске промене и загађење ваздуха свакодневно утичу на наше здравље и живот. Применом енергетски ефикасних мера, људи могу трошити енергију ефикасно и при томе уштедети новац, повећати удобност куће или стана и смањити загађење ваздуха и тиме сачувати своје здравље. Појам енергетске ефикасности најчешће се посматра у три правца: • • •

Први се односи на увођење у домаћинства што више енергетски ефикасних уређаја који имају велики степен корисног дејства, тј. мале губитке приликом трансформације (претварања) једног вида енергије у други. Други подразумева мере које треба применити да би се смањила потрошња енергије. Трећи се односи на промену свести, понашања и навика људи при коришћењу енергетских уређаја.

ДА ЛИ ЗНАШ?

om

замена необновљивих енергената обновљивим; замена енергетски неефикасних потрошача ефикасним; изолација простора у коме живимо и радимо; замена дотрајале столарије.

pr

1. 2. 3. 4.

o

Најчешће мере које се предузимају ради смањења губитака енергије и повећања енергетске ефикасности јесу:

Ed

uk a

У последње време се све више развија тзв. концепт „паметне куће" (smart home). Паметна кућа представља објекат опремљен најмодернијом технологијом која омогућава даљинску контролу и управљање свим системима у кући, при чему се уз максималан комфор осећате сигурно и остварујете значајне уштеде у потрошњи енергије. Путем апликације на паметном телефону имате могућност контроле светла у собама, грејања, климатизације, спуштања и подизања ролетни на прозорима, безбедносних уређаја, укључивања и искључивања кућних апарата (веш-машине, рерне или фрижидера ...), аудио-визуелних средстава, и све то на даљину. Постоји више начина да смањењем потрошње енергије уштедимо кућни буџет. С обзиром на то да од свих облика енергије у домаћинству током целе године највише користимо електричну енергију, у наставку ове лекције научићемо како је најбоље да је уштедимо при употреби кућних апарата и уређаја. Без електричне енергије не можемо замислити живот. Свако домаћинство је користи на различите начине, па плаћање њеног утрошка представља велики део месечних издатака.

13


Најсигурнију уштеду електричне енергије остварићемо ако електричне апарате веће снаге као што су термоакумулациона пећ, котао за грејање, бојлер, веш машина и електрични шпорет, укључујемо од 24.00 h до 08.00 h, јер се тада потрошња електричне енергије обрачунава по нижој тарифи.

САВЕТ Пажљиво прочитај упутство произвођача о коришћењу одређеног уређаја, јер ћеш у њему пронаћи информације о томе како уређај можеш најефикасније да користиш.

o

Навешћемо неколико практичних савета како остварити уштеде при коришћењу појединих апарата и уређаја у домаћинству, а у осмом разреду ћеш детаљније учити о примени електричних уређаја у домаћинству и о правилном начину њиховог коришћења.

pr

om

Фрижидер и замрзивач не треба постављати поред извора топлоте као што су шпорет, радијатор, грејалица, бојлер, сунчево зрачење и др. Задњи део фрижидера треба довољно одмакнути од зида како би у том делу дошло до струјања ваздуха, а да би се ефикасније одводила топлота која је одузета приликом хлађења ваздуха у фрижидеру. Врата фрижидера морају да буду добро затворена и не треба их сваки час отварати. У фрижидер не треба стављати врућа или топла јела. Термостат фрижидера подесити на средњу вредност.

Ed

uk a

При коришћењу електричног шпорета веома је важно да пречник дна посуде у којој се кува треба да буде исти као и пречник грејне рингле на коју се та посуда ставља. Требало би увек стављати поклопац на посуду у којој се кува, јер тако можете уштедети и до 20% електричне енергије. При термичкој обради хране треба користити минималну јачину грејања која је потребна за правилну припрему оброка. Искључити грејно тело неколико минута пре него што је оброк спреман за јело. Купатило је место где често долази до непотребног расипања електричне енергије. Код бојлера је потребно подесити термостат на температуру воде која је стварно неопходна за потребе чланова домаћинства. Количина воде која се потроши за купање у пуној кади много је већа него за туширање. Зато, уколико желиш да уштедиш новац, твој избор треба да буде туширање. Такође, температура воде којом се тушираш представља битну ставку у потрошњи електричне енергије. Туширање врелом водом није добро за твоје здравље, а допринеће и већем рачуну за струју. Бојлер треба редовно чистити од каменца који се ствара у његовом казану, јер се због каменца троши више струје. По могућству треба уградити штедљиви туш, чијим коришћењем

14


може да се уштеди и до 50% загревања воде. Увек искључи рачунар када га не користиш. Уколико ипак мораш да оставиш рачунар укључен док не радиш на њему, искључи монитор, јер он троши више од пола енергије целог система. Aко клима-уређај смањиш само за један степен, можеш уштедети око три одсто потрошње струје. За осветљење увек треба одабрати штедљиве сијалице! Иако су скупље од обичних сијалица, штедљиве сијалице услед мање потрошње енергије и дужег трајања заправо штеде новац.

ДА ЛИ ЗНАШ?

pr

om

o

Електрична енергија коју потроши монитор компјутера укључен током целе ноћи довољна је за загревање шест вечера у микроталасној рерни. Stand by функција код многих кућних уређаја, нарочито телевизора и ДВД-а троши и до 6% електричне енергије у домаћинству. Конкретно, телевизор у stand by моду троши и до четвртину електричне енергије коју користи када је упаљен. Пуњаче за мобилне телефоне, преносне рачунаре и дигиталне камере по завршетку пуњења извуците из струјних прикључница, јер они и даље троше струју. Потрошња електричне енергије која одлази на осветљење износи између 15 и 20% од укупне кућне потрошње. Штедљиве сијалице троше пет пута мање енергије од обичних сијалица. Трајање штедљиве сијалице је осам пута дуже од трајања обичних сијалица.

uk a

Осим уштеде електричне енергије при употреби кућних уређаја, у домаћинству можемо значајно уштедети и на потрошњи воде, гаса, горива, огревног материјала итд.

ИСТРАЖИ!

Ed

Који су највећи потрошачи енергије у твом домаћинству (струја, вода, гас, грејање, гориво за властити превоз или пољопривредне машине) и колике уштеде се могу остварити при рационалнијем коришћењу једног од највећих потрошача енергије? Колики би био твој допринос предложеним уштедама?

ПИТАЊА: 1. Које врсте енергија могу да се користе у једном домаћинству? 2. Који је циљ спровођења мера енергетске ефикасности? 3. Које се мере предузимају у циљу смањења губитака енергије и повећања енергетске ефикасности у стану/кући? 4. Које врсте уштеда можемо остварити у домаћинству? 5. На основу обављеног истраживања, објасни који је уређај у твом домаћинству највећи потрошач енергије и које мере предлажеш како би се он рационалније користио.

15


1.3. ЗАВИСНОСТ ОЧУВАЊА ЖИВОТНЕ СРЕДИНЕ ОД ТЕХНОЛОГИЈЕ Човек је одувек утицао на своју околину и мењао је. Са процесом индустријализације, њеним напретком и све већим учешћем у укупној производњи, почињу да расту и еколошки проблеми. Већим коришћењем природних ресурса, физичким променама у природи, уништавањем вегетације и све већим загађивањем животне средине, све више се нарушава еколошки систем.

pr в)

г)

Сл.1.10 Највећи загађивачи животне средине: а) фабричка постројења; б) моторна возила; в) отпадне воде; г) дивље депоније.

uk a

Последице тога јесу нежељени ефекти на здравствено стање људи и животиња, оштећења биљног света и климатске промене, као и смањење природних ресурса потребних за дугорочни напредак једног друштва.

om

o

Индустријализација и нове технологије довеле су до убрзаног урбаног развоја (повећања броја и величине градова и броја становника који у њима живе), моторизације (масовног коришћења моторних возила у превозу људи и робе), подизања великих индустријских постројења (фабрика) и др. Све то је у великој мери утицало на животну средину. Убрзани индустријски раст и развој изазвали су ствараa) б) ње велике количине разноврсног отпада и потенцијално опасних и радиоактивних материја које се испуштају у природне екосистеме (Сл.1.10).

Ed

Својим функционисањем, масовном производњом и ширењем, индустрија непрестано исцрпљује необновљиве природне ресурсе и загађује животну средину. Међутим, какав ће бити утицај производње на животну средину – зависи од индустријске гране. Мера загађења зависи од техничко-технолошких карактеристика примењене технике и технологије, као и од врсте и порекла добијених или прерађених сировина у технолошким процесима производње. Највеће загађење међу индустријским гранама стварају хемијска индустрија, индустрија папира, целулозе, цемента, челика и обојених метала. За здравље су посебно штетни и опасни они хемијски производи који садрже азот, фосфор, течне метале, азбест, а затим одмах следе детерџент и пестициди који се користе за заштиту биљака. • • •

Постоје три врсте загађивања животне средине: загађивање ваздуха, загађивање воде и загађивање земљишта (Сл. 1.11).

Материје које загађују човекову околину могу бити чврстог, течног или гасовитог агрегатног стања.

16


ЗАГАЂИВАЊЕ ЖИВОТНЕ СРЕДИНЕ ЗАГАЂИВАЊЕ ВАЗДУХА

ЗАГАЂИВАЊЕ ЗЕМЉИШТА

ЗАГАЂИВАЊЕ ВОДЕ

ЗАГАЂИВАЧИ:

ЗАГАЂИВАЧИ:

ЗАГАЂИВАЧИ:

• фабрички димњаци • моторна возила • кућни димњаци

• индустријска постројења • канализациона мрежа • пољопривредне површине

• површински копови • депоније отпада • индустријске отпадне воде • комуналне отпадне воде • киселе кише

Сл. 1.11 Врсте загађивања животне средине

om

o

Загађивање ваздуха настаје уношењем штетних природних и синтетичких материја у атмосферу као директна или индиректна последица човекових делатности. Загађивачи ваздуха су гасови: угљен-диоксид, угљен-моноксид, сумпор-диоксид, оксиди азота и метан. Ваздух загађују и чврсте супстанце попут чађи и прашине. Да би се спречило загађење ваздуха, предузимају се различите мере, као што су: увођење еколошких моторних возила, постављање филтера на фабричке димњаке, пошумљавање и др.

uk a

pr

Загађивање воде настаје на више начина: механички, хемијски, бактериолошки и топлотно. Осим што је загађену воду опасно користити за пиће, отрови могу доспети и у ланце исхране. Како би се спречило загађење воде, постављају се филтери, односно таложници на местима где се отпадне воде уливају у природне воде (реке, канале, језера).

Ed

Загађивање земљишта – под загађивањем земљишта подразумевају се промене физичких, хемијских и биолошких својстава земљишта, које доводе до смањења његове плодности и способности за нормално одвијање процеса пољопривредне производње. Знамо да је земљиште за човека један од најважнијих природних ресурса, јер из њега добија храну, без које не може опстати.

17


ДА ЛИ ЗНАШ?

ШТА СУ КЛИМАТСКЕ ПРОМЕНЕ?

УРАДИ САМ

pr

om

o

Климатске промене су једна од највећих претњи човечанству и природи. Земљина клима зависи од константног протока Сунчеве енергије. Топлотна енергија Сунца пролази кроз Земљину атмосферу и загрева површину Земље. Део ове топлоте упијају гасови из атмосфере, од којих је најзначајнији угљен-диоксид (CO2). Ови природни гасови задржавају топлоту и спречавају је да се рефлектује далеко од Земље. Они одржавају просечну Земљину температуру на око 15°С, што је довољно за живот људи, биљака и животиња. Међутим, све већим сагоревањем фосилних горива (угља, нафте и гаса) у атмосфери се ослобађа превелика количина угљен-диоксида. Угљен-диоксид и други штетни гасови образују око Земље омотач који пропушта топлоту да продре до њене површине, али је онемогућавају да се врати у васиону, што површину Земље чини све топлијом. Та појава се обично назива „ефекат стаклене баште” јер највише подсећа на функционисање загревања у стакленику. Проблем прекомерног загревања Земље због оштећења њеног омотача познат је и под називом „глобално загревање”. Управо то повишено загревање Земље изазива климатске промене које се манифестују кроз појаву великих пожара, поплава, олуја, тропских врућина, ерозија земљишта и других непредвидивих појава опасних по човечанство.

uk a

Размисли о својој улози у заштити животне средине. Шта ћеш предузети у вези са очувањем животне средине?

Ed

ПИТАЊА:

1. Шта је све допринело загађењу човекове околине и нарушавању еколошког система? 2. Које врсте загађења постоје и који су то највећи загађивачи човекове околине? 3. Објасни како настају климатске промене.

www.klimatskepromene.rs

18


1.4. УТИЦАЈ ДИЗАЈНА И ПРАВИЛНЕ УПОТРЕБЕ ТЕХНИЧКИХ СРЕДСТАВА НА ЗДРАВЉЕ ЉУДИ Данас је тешко направити нешто ново, јефтиније или боље од онога што је већ на тржишту. Појавом све већег броја произвођача једне врсте производа, са уједначеним нивоом квалитета, ценом и роковима испоруке, дизајн је постао пресудан чинилац од којег зависи пласман производа. Зато се произвођачи, поред побољшања квалитета, труде да савременим дизајном производа привуку будуће купце. Данас практично нема производа код којег дизајн није важан.

o

Основни циљ дизајна јесте да човеку прилагоди производ тако да му он буде што функционалнији, лепши и безбеднији за употребу. Под дизајном производа се подразумева и спољашњост производа: пошто се доживљава чулом вида или чулом додира, изгледу се поклања велика пажња.

• • •

Када се говори о дизајну, треба разликовати: индустријски дизајн (дизајн аутомобила, телефона, машина, алата, апарата за домаћинство, намештаја, одеће, обуће итд.); графички дизајн (дизајн књига, амбалаже итд.); Веб дизајн (израда веб-сајтова); модни дизајн, дизајн текстила, дизајн накита, дизајн ентеријера итд.

pr

om

Добар дизајн је предуслов за квалитетнију и безбеднију употребу неког производа.

uk a

Колико је дизајн производа веома важан, говори и чињеница да постоји и посебна наука која се бави дизајном производа, која се зове ергономија.

Ed

Ергономија је наука која се бави дизајном производа тако да они на најбољи начин буду прилагођени људском телу. Ергономија се бави и везом човек-машина и обрнуто, како би се машина прилагодила човековим захтевима и како би употреба машине била ефикаснија, безбеднија и поузданија. Под појмом машина, у овом случају се подразумева сваки материјални предмет са којим човек долази у додир приликом обављања неког посла, тако да се у машине сврставају и тастатура рачунара и обична оловка, бушилица, турпија, али и бицикл, аутомобил и авион. Сви произвођачи настоје да својим производима дају специфичан дизајн, како би им обезбедили лаку препознатљивост на тржишту (Сл. 1.12).

Сл. 1.12 Савремени дизајн

19


При употреби техничких средстава, њихов дизајн и те како утиче и на здравље људи. Тај утицај може бити директан и индиректан. Директни утицај је, на пример, лоше обликована ручка за држање бушилице, која може довести до директног повређивања. Под индиректним утицајем се, на пример, мисли на дугогодишње неправилно коришћење рачунара, што може довести до слабљења вида корисника или проблема са кичмом.

САВЕТ Сада када знаш да је дизајн веома важан за вредност и квалитет неког производа, потруди се да твој производ који ћеш реализовати у оквиру области конструкторско моделовање буде савремено дизајниран.

o

Поред дизајна, веома је важан и квалитет који се тиче функционалности и ефикасности производа, чиме се испуњавају захтеви и очекивања купца.

om

Правилна употреба техничких средстава такође утиче на здравље људи. Неправилна употреба електричних апарата и уређаја у домаћинству, машина и алата, може довести до озбиљних повреда.

pr

Савремени дизајн техничких средстава, поред допадљивог визуелног изгледа, пре свега подразумева добро обликовање, како би она била максимално прилагођена људском телу из здравствених и безбедносних разлога. Навешћемо неке примере за то како радни простор у савременом кабинету за Технику и технологију може бити здравији и сигурнији за рад.

uk a

Радна столица треба да буде стабилна и да има могућност подешавања по висини, да ноге не би висиле или биле исувише згрчене због прениске столице, већ да додирују под. Зато седиште радне столице треба да је подесиво по висини (столица на вијак са наслоном). Наслон столице треба да придржава део кичме тако да она увек буде у усправном положају.

Ed

Површина радног стола треба да буде равна и стабилна. Висина радног стола треба да је таква да ручни зглобови приликом коришћења буду равно положени, како би се избегао нагнути положај према напред или слегање раменима (Сл.1.13). Приликом практичног рада у кабинету за технику и технологију веома је важно правилно држање тела и безбедна употреба алата и машина (Сл. 1.14).

Сл. 1.13 Неправилно и правилно седење за радним столом

20

Сл. 1.14 Правилно држање тела приликом обраде материјала турпијом


УРАДИ САМ Подсети се из уџбеника за пети разред шта подразумева добро организовано радно место ученика у кабинету за Технику и технологију.

У оквиру наставе Технике и технологије ученици доста времена проводе радећи техничку документацију на рачунару. Зато је веома важно правилно држање тела приликом рада на рачунару.

om

pr

• •

uk a

• • •

правилно седење за столом подразумева да кичма увек мора бити уз вертикални наслон; удаљеност монитора 40–70 cm од очију; врх монитора 5–8 cm изнад висине очију; коришћење држача за документе како не би савијао вратни део кичме; руке и лактове држати уз тело; заштита монитора од зрачења и рефлексије; након сваког сата рада на рачунару треба правити паузе 10–15 минута (Сл. 1.15).

САВЕТ

Сл. 1.15 Правилан положај тела при коришћењу рачунара

Потруди се да твоје држање тела приликом израде техничке документације, рада на рачунару и рада са алатима и машинама буде правилно, јер ћеш тако чувати своје здравље.

Ed

o

Додатна правила приликом рада на рачунару:

ПИТАЊА: 1. Шта подразумевамо под дизајном производа? 2. Које врсте дизајна постоје? 3. Колико дизајн и правилна употреба техничких средстава утиче на здравље људи? 4. Опиши како треба да изгледа радни простор у савременом кабинету за Технику и технологију. 5. Која су правила држања тела приликом рада на рачунару?

21


1.5. ПРОФЕСИЈЕ (ЗАНИМАЊА) У ОБЛАСТИ МАШИНСКЕ ТЕХНИКЕ И ТЕХНОЛОГИЈЕ Ова група занимања подразумева послове конструисања, производње, обраде, одржавања и поправке различитих машина и њихових делова. Различити материјали обрађују се уз коришћење алата, машина или апарата. Ради се, зависно од врсте посла, у индустријским погонима, лабораторијама за конструисање, радионицама и сервисима. За успешан рад у овој области важно је: схватање начина рада машина и уређаја, као и спретност руку и прстију (поправке, сервисирање).

om

o

Послове у машинству обављају производни радници различитих производних профила, као што су: аутомеханичар, бравар/машинбравар, механичар грејне и расхладне технике, механичар медицинске и лабораторијске опреме, механичар привредне механизације, металобрусач, прецизни механичар, руковалац/механичар пољопривредне технике, заваривач, авио-техничар, машински техничар за компјутерско конструисање, техничар мехатронике, техничар за компјутерско управљање, техничар за роботику и др.

pr

Ради упознавања са основним карактеристикама производних занимања у машинству, описаћемо само нека од њих. Карактеристике осталих занимања можете упознати преко приручника за професионалну оријентацију, који можете набавити у вашој школи или на интернету, на сајту www.vodiczaosnovce.nsz.gov.rs (водич за избор занимања по завршетку основне школе).

Ed

uk a

Ауто-механичар обавља текуће одржавање и поправку моторних возила. Проверава исправност возила и утврђује узрок квара. Оправку најчешће обавља заменом неисправних делова мотора, кочионог, управљачког и осталих механичких система моторних возила. Поред тога, одржава електричне уређаје на мотору. Проверава функционисање поправљеног (замењеног) дела и возила у целини. Може да ради у ауто-сервисима, радионицама, фабрикама аутомобила или у продавницама ауто-делова. Постоји и могућност да се током школовања обучи за управљање возилима „Б” и „Ц” категорије. Бравар – машинбравар израђује и поправља резни и стезни алат, ограде, браве, кључеве, механизме за врата и прозоре и др. Обрађује лимове, профиле и цеви, израђује метални намештај. Изводи монтажне радове на грађевинским објектима. Обавља одржавање и оправку алатних машина, опреме, уређаја и инсталација. Упознаје се са техничком документацијом и на основу ње врши избор алата и материјала, обрађује металне предмете резањем, бушењем, варењем итд. При раду користи разне алате и машине, као што су: бушилице, апарати за заваривање, ручни и мерни алати, прибор за одржавање и др.

22


Механичар грејне и расхладне технике инсталира, контролише, одржава и поправља грејне, расхладне уређаје и уређаје за климатизацију. При инсталирању система за грејање користи нацрт по коме поставља грејне елементе. При монтирању расхладних уређаја и уређаја за климатизацију следи упутства произвођача о начину монтирања опреме и повезивања са изворима електричне енергије. Након инсталирања проверава рад целог система. Обавља текуће одржавање и контролу система и уређаја, а по потреби обавља замену делова, отклања кварове.

om

o

Механичар привредне механизације одржава и поправља машине у пољопривреди, рударству и грађевинарству. Може да обавља и текуће одржавање погонских машина и уређаја. Приликом сервисирања или интервенције на терену обавља преглед и установљава узрок квара машине, раставља склопове и уређаје, поправља или замењује неисправни део машине, пушта је у пробни рад.

pr

Металобрусач обрађује разне предмете од метала специјалним брусилицама и контролише тачност и квалитет обраде. Помоћу специјалних мерних инструмената врши контролу и мерење израђених металних делова. Ради у затвореном простору користећи заштитна одела и наочаре.

Ed

uk a

Прецизни механичар поправља и одржава сложене уређаје и учествује у изради фото-апарата, штампача, фотокопир апарата, видео-камера, медицинских уређаја, уређаја у ваздухопловима, машина за шивење, вага и осталих мерних инструмената, фискалних каса, оружја, уређаја у домаћинству итд. Може се специјализовати за посебну област: рачунарску, медицинску, оптичку, оружарску, мерну и др. У раду користи посебне фине алате и инструменте, тако да је поред стрпљења и добре концентрације неопходна спретност прстију и руку и добар вид. Руковалац/механичар пољопривредне технике управља пољопривредним машинама и прикључцима. Одржава, контролише и обавља једноставније поправке кварова. Најчешће ради на пољопривредним добрима, изложен различитим временским условима. Заваривач (варилац) врши спајање (заваривање) метала. Постоје две основне специјалности за завариваче: гасни и електро заваривач. На основу техничко-технолошке документације припрема, обавља и контролише заваривање. Користи посебне апарате за гасно или електро заваривање. Рад се обавља на отвореном или у фабричким халама, радионицама. Током рада обавезно је коришћење заштитне опреме.

23


Авио-техничар ради у служби техничке припреме за одржавање авиона и других ваздухоплова. Пре полетања прегледа исправност ваздухоплова у целини и појединих његових делова. Проверава уређаје и инсталације у пилотској и путничкој кабини, контролише спољне површине трупа, репа, противпожарних инсталација, рад мотора и др. У случају уочене неисправности отклања квар на лицу места или упућује ваздухоплов у радионицу, где демонтира неисправан део, врши његову поправку или замену и проверава његову исправност. Ради у затвореном (у хангару) или на отвореном простору.

om

o

Машински техничар за компјутерско управљање помоћу специјализованих рачунарских програма дефинише облик, димензије и квалитет обраде машинских делова, цртајући техничке цртеже. Машинске елементе конструише и моделира у сложеније системе. Сви делови се могу приказати у три димензије. Ради се у савременим конструкторским бироима, где се примењује савремена рачунарска техника.

pr

Техничар мехатронике обједињује различита знања и вештине из подручја различитих области: електронике, аутоматског управљања, механике, хидраулике, пнеуматике, рачунарства, роботике и мерења. Техничари мехатронике су оспособљени да одржавају и поправљају опрему и техничка средства у различитим делатностима (електротехнике, машинства, информатике, оптике, медицине итд.).

Ed

uk a

Техничар за компјутерско управљање управља процесима обраде на савременим, компјутерски управљаним машинама (CNC машинама) којима се врши обрада метала и других материјала. Израђује геометријски модел машинског дела на рачунару и на основу њега прави програм потребан за обараду на CNC машини. Овај профил захтева одређену креативност и вештину рада на рачунару. Техничар за роботику оспособљен је за рад на рачунарима, CNC машинама и индустријским роботима. То је научна област која обједињује познавање електронских система, мехатронских компоненти и вештачке интелигенције. Роботика је научна дисциплина која се у последње време највише развија. Роботи све више замењују људе на опасним радним местима. По завршетку средње школе ученици могу наставити даље школовање на високим школама и факултетима машинства, електротехнике, информатике, мехатронике итд.

ПИТАЊА: 1. Наведи нека од занимања у машинству која су код тебе изазвала посебна интересовања.

24


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Човек је у почетку користио постојеће изворе енергије, пре свега енергију воде и ветра. • Због своје једноставности, први алати које је човек почео да користи добили су назив прости алати, и то су: полуга, клин, стрма раван, точак и осовина, котур и котурача. • Проналаском парне машине и машина са унутрашњим сагоревањем индустрија је доживела нагли развој. Даљи проналазак електричне енергије, тј. генератора и електромотора, омогућио је развој нових грана технике: електротехнике, електронике, информатике и роботике. • Машина је скуп делова повезаних у једну логичку целину који својим покретањем изводе одређену радну операцију, најчешће механички рад. • Сваки механизам, па самим тим и машина, састављен је од делова (елемената) које називамо машински елементи. • Подсклоп је скуп машинских елемената који чине једну целину и обављају неку функцију. • Склоп обично чини два подсклопа или више подсклопова и они представљају машинску конструкцију. • Под механизмом подразумевамо подсклопове машина који су састављени од два елемента или више елемената, а који у међусобној вези омогућавају да кретање једног елемента изазове жељено кретање осталих елемената. • У зависности од функције коју обављају, машине могу бити: погонске, радне (производне) и специјализоване. • Машинство (машинска техника) бави се конструисањем и израдом машина и механизама, одржавањем машина и машинских система и организацијом рада у машинској индустрији. • Мере енергетске ефикасности имају за циљ да смање потрошњу електричне и топлотне енергије у домаћинству, као и да повећају комфор и квалитет живота људи. • Најчешће мере које се предузимају ради смањења губитака енергије и повећања енергетске ефикасности јесу замена необновљивих енергената обновљивим, замена енергетски неефикасних потрошача ефикасним, изолација стамбених простора, замена дотрајале столарије, уградња мерних и регулационих уређаја за потрошаче енергије. • Индустријализација и нове технологије довеле су до убрзаног развоја привреде и повећања стандарда становништва, али је то уједно штетно утицало на животну средину. Последице тога су нежељени ефекти на здравствено стање људи и животиња, оштећења на биљкама и промене климатских услова, као и смањење природних ресурса потребних за дугорочни напредак једног друштва. • Климатске промене су последица повећаног загревања планете Земље, које се манифестују кроз појаву великих пожара, поплава, олуја, тропских врућина, ерозија земљишта и других непредвидивих појава опасних по човечанство. • Основни циљ дизајна састоји се у томе да човеку прилагоди производ како би он био што функционалнији, безбеднији за употребу и лепши. Ергономија је наука која се бави дизајном производа тако да они најбоље буду прилагођени људском телу. • Приликом практичног рада у кабинету за технику и технологију веома је важно правилно држање тела и безбедна употреба алата и машина. • Приликом рада на рачунару веома су важни правилно седење и удаљеност монитора од очију.

25


uk a

Ed o

om

pr


2 om

o

САОБРАЋАЈ

pr

2. САОБРАЋАЈ

uk a

2.1. Транспортне машине 2.1.1. Машине спољашњег транспорта 2.1.2. Машине унутрашњег транспорта 2.2. Подсистеми код возила друмског саобраћаја 2.3. Исправан бицикл као битан предуслов безбедног учешћа у саобраћају НАУЧИЋЕШ, САЗНАЋЕШ, УПОЗНАЋЕШ:

Ed

• која је улога транспортних машина и како се деле; • које су то машине унутрашњег и спољашњег транспорта и њихове главне карактеристике; • који су подсистеми код возила друмског саобраћаја, у чему се састоје њихова функција и значај са безбедносног становишта; • како да провериш исправност бицикла и извршиш мања подешавања и поправке на њему. ЗА РАДОЗНАЛЕ: • Обнови своје досадашње знање о саобраћајним средствима и саобраћајним објектима. • Која превозна средства поседује твоје домаћинство? Распитај се о њиховим главним карактеристикама (намени, главним деловима и њиховој функцији). • Истражи који су главни делови твог бицикла, која је њихова функција. • Размисли и опиши на који начин провераваш исправност бицикла и како га подешаваш и поправљаш. • Истражи преко интернета и другарима представи занимљивости из области саобраћаја (најбржи аутомобил, авион и воз на свету, највећи путнички брод, авион и камион ...)


2. САОБРАЋАЈ 2.1. ТРАНСПОРТНЕ МАШИНЕ Још од настанка људске цивилизације човек је имао потребу да се креће и преноси (транспортује) своја материјална добра. Проналаском точка, његовим усавршавањем и употребом код транспортних машина олакшан је превоз људи и робе. Све већим напретком друштва јавила се потреба за развојем саобраћаја и, у оквиру њега, савремених саобраћајних система, о којима смо учили у петом и шестом разреду. Саобраћајне системе, између осталог, чине и саобраћајна средства. Она у ствари, представљају транспортне машине, које служе за безбедно премештање (транспорт) људи и материјалних добара са једног места на друго.

o

• •

У зависности од тога где се транспорт одвија, транспортне машине можемо поделити на: машине спољашњег транспорта и машине унутрашњег транспорта.

om

УРАДИ САМ

pr

Која превозна средства поседује твоје домаћинство? Распитај се о њиховим главним карактеристикама (намени, главним деловима и њиховој функцији).

2.1.1. МАШИНЕ СПОЉАШЊЕГ ТРАНСПОРТА

• • •

У машине спољашњег транспорта убрајају се: моторна (друмска) возила (бицикли, мотоцикли, аутомобили, камиони, аутобуси, тролејбуси и др.); железничка возила (возови, трамваји и др.); бродови (путнички, теретни, ратни, специјални и др.); авиони (путнички, теретни, војни, специјални и др.) (Сл. 2.1).

Ed

uk a

Машине спољашњег транспорта користе се за превоз путника и терета на већим растојањима копненим, воденим и ваздушним путем.

28


МАШИНЕ СПОЉАШЊЕГ ТРАНСПОРТА ЖЕЛЕЗНИЧКА ВОЗИЛА

БРОДОВИ

АВИОНИ

o

ДРУМСКА ВОЗИЛА

om

Сл. 2.1 Машине спољашњег транспорта

БИЦИКЛ

Сл. 2.2 Бицикл

Ed

uk a

pr

Бицикл је друмско превозно средство на два точка које покреће возач (бициклиста) својом снагом помоћу педала (Сл. 2.2).

ДА ЛИ ЗНАШ?

Први модел бицикла са два точка исте величине, ланцем који спаја педале са задњим точком и пнеуматским гумама измислио је Џон Кемп Старли 1886. године и назвао га „Rover Safety”. У Европи је почео да се користи крајем 19. века. Бицикл је код нас веома популарно превозно средство, посебно у местима где постоје уређене бициклистичке стазе. Помаже нам да стигнемо са једног краја града на други, дођемо до посла, продавнице или пријатеља, да се бавимо рекреацијом. То је саобраћајно средство за које нам нису потребни возачка дозвола, гориво за кретање, ни посебно место за паркирање. Постоји више врста бицикала. Набројаћемо само неке: дечји бицикл, бицикл за одрасле, градски, планински, рекреативни, спортски и др.

29


МОТОЦИКЛ Мотоцикл је превозно средство намењено за превоз једне или две особе које се покреће мотором. Мотоцикли су категорија возила са великом снагом и брзином кретања. Има их више врста, у зависности од намене: за градску вожњу, спортске активности (мото-крос, мото-трке), туристичка путовања и др. Како су им делови скоро исти, основна разлика огледа се у радној запремини, која се креће од 50 cm³ па чак и преко 1300 cm³, и снази мотора од 4,5 kW па до преко 50 kW. Мотоцикли највеће кубикаже могу да развију брзину и до 250 km/h.

ДА ЛИ ЗНАШ?

uk a

pr

om

Поред мотоцикла у групу превозних средстава на два точка спадају и мопеди, од којих су најпопуларнији скутери (Сл. 2.3). Скутери се најчешће користе у великим градовима да, и поред саобраћајних гужви, брже и лакше дођемо до посла, продавнице, пијаце или неког другог одредишта. Једноставни су за коришћење (аутоматско пребацивање из брзине у брзину), мали су потрошачи горива, лако их је паркирати.

o

Године 1894. Хилденбранд и Волфмулер почињу прву серијску производњу мотоцикала.

Сл. 2.3 Мопед скутер

АУТОМОБИЛ

Ed

Аутомобил (ауто) је друмско возило на сопствени погон које служи за превоз путника и мање количине терета (Сл. 2.4). Аутомобилски превоз представља најмасовнији облик транспорта људи и робе. У савременом свету аутомобил је потреба, а не луксуз. Аутомобилом идемо на посао, у куповину, на викенд и годишњи одмор, возимо децу у обданиште и школу итд.

Сл. 2.4. Аутомобил

Постоје трошкови и користи који су везани за употребу аутомобила. Трошкови обухватају куповину аутомобила, гориво, поправке и одржавање, регистрацију и осигурање, трошкове паркирања итд. Користи су вишеструке: брзина кретања од места до места – од врата до врата, средство за обављање посла и мањи транспорт робе, многе обавезе завршавамо лакше, брже и сигурније.

30


ДА ЛИ ЗНАШ? Историја аутомобила пуна је прекретница, од којих ћемо навести само неке. 1769. године француски проналазач Никола Жозеф Кињо патентирао је прво возило на сопствени погон. Кретало се на парни погон брзином од осам km/h. 1885. године немачки инжењер Карл Бенц приказује прво возило (трицикл) са бензинским мотором. 1908. године Хенри Форд покреће прву серијску производњу аутомобила Форд Т. 1971. године лунарно возило (LRV) постаје прво моторно возило које се возило по Месецу током мисије Апола 15.

om

o

1997. године аутомобил Траст суперсоник, које покрећу два Ролс-Ројсова млазна мотора, пробија звучни зид и постиже брзину од 1230 km/h.

КАМИОН

Камион је моторно возило намењено за превоз терета у друмском саобраћају.

Према конструкцији и намени, разликујемо следеће врсте камиона: кипери и дампери; шлепери; камиони са отвореним и затвореним сандуцима; камиони за посебне намене (мешалице за бетон, пумпе за избацивање бетона на велике висине, камион за превоз аутомобила и радних машина, хладњаче, цистерне, ватрогасна возила, камион за одвоз отпада и др.).

Ed

• • • •

uk a

pr

Главни делови камиона су: погонски агрегат (мотор), шасија (платформа), каросерија (кабина и товарни сандук), управљачки и кочиони систем, специјални системи (самоистовар, систем за повезивање вучног и прикључног возила и др.). Постоји више врста камиона (Сл. 2.5).

a)

б)

в)

Сл. 2.5 Камион: а) кипер; б) шлепер; в) камион цистерна.

31


ДА ЛИ ЗНАШ? Белоруски камион дампер „BelAZ-75710”, кога популарно зову „монструм”, највећи је камион на свету. Предвиђен је за употребу у великим рударским коповима. Висок је скоро десет метара и тежак 810 t. Свака његова гума је тешка осам тона. Максимална брзина износи 64 km/h, док под пуним оптерећењем може да развије брзину око 40 km/h. Покреће га мотор запремине 174.300 cm3, са 2300 коњских снага, а резервоар има запремину 1800 литара.

om

Аутобус је моторно превозно средство друмског саобраћаја намењено превозу већег броја путника и њиховог пртљага (Сл. 2.6).

o

АУТОБУС

pr

Постоји више врста аутобуса у зависности од њихове намене: градски, приградски, међуградски и туристички аутобус.

Сл. 2.6 Аутобус

uk a

За превоз мањег броја путника (до десет, не рачунајући седиште возача) и њихове пртљаге користи се мини-бус (комбибус).

ВОЗОВИ

Возови су шинска возила која служе за превоз већег броја људи и терета на веће даљине.

Ed

Возови представљају облик железничког саобраћаја који се састоји од композиције повезаних вагона и локомотиве. Возови се крећу по челичним шинама. Две паралелне шине повезане дрвеним или бетонским праговима чине колосек (пругу). Локомотиве могу бити електричне и дизел, а вагони путнички, теретни и специјални. Локомотиву покреће кружно кретање мотора које се преноси на њене металне точкове који се крећу по шинама.

УРАДИ САМ Подсети се и обнови градиво из петог разреда о железничком, воденом и ваздушном саобраћају. Која им је намена и која се саобраћајна средства користе за функционисање наведених видова саобраћаја?

32


Путнички возови су возови који су састављени од путничких вагона са седиштима или лежајима и крећу се веома брзо. Савремени „ТЖВ” (TGV, франц. Trains à Grande Vitesse) и „Маглев” возови, у земљама које су познате по великим брзинама возова и тачности њиховог саобраћања, као што су Јапан, Француска и Немачка, достижу брзине преко 500 km/h (Сл. 2.7). Сл. 2.7 Воз „Маглев”

ДА ЛИ ЗНАШ?

pr

om

o

ВОЗ БРЖИ ОД ЗВУКА! ВОЗ HYPERLOOP Компанија „Вирџин Хиперлуп” (Virgin Hyperloop) и BMW представиле су концепт новог јавног превоза који би ускоро могао бити постављен у Уједињеним Aрапским Eмиратима. Реч је о куполи која ће лебдети на електромагнетима и кретати се кроз вакуумирани тунел. Нови воз ће се кретати брзином од 1200 km/h. То је просечна брзина звука и за скоро 300 km/h већа брзина од брзине путничког авиона. Према проценама стручњака, пут од Дубаија до Абу Дабија, дуг око 140 km, биће могуће прећи за 12 минута. Процењује се да би купола требало да превози око 10.000 људи по сату.

uk a

БРОДОВИ

Ed

Брод је пловно средство које плута по води и служи за превоз робе и путника (Сл. 2.8). Кретање брода остварује се тако што се кружно кретање мотора преко преносног механизма преноси на пропелер који се окреће, чиме потискује воду и ствара потисну силу која покреће брод. Бродом се управља помоћу кормила, чијим се заокретањем опире о воду и мења или одржава правац кретања. Постоји више врста и подела бродова. Према намени, најчешће се деле на путничке, теретне и бродове за посебне (специјалне) намене.

a)

б)

Сл. 2.8 Брод: а) путнички; б) теретни.

33


ДА ЛИ ЗНАШ? „Симфонија мора” (Simphony of the Seas) је најновији путнички брод (крузер) компаније „Ројал Карибијен” (Royal Caribbean), који се сматра једним од највећих крузера на свету. Гигантски брод може да прими 8000 путника, од којих је 2200 чланова посаде. Прави плутајући град простире се на преко 66.000 m², где се налази велики број ресторана, продавница, галерија, коцкарница и просторија за забаву, базена, централни парк са преко 12.000 врста биљака, биоскопску салу, клизалиште, дечји вртић, породични апартман са затвореним воденим тобоганом и ђакузијем итд.

АВИОНИ

om

o

Авион је летеће транспортно средство ваздушног саобраћаја које служи за брзи превоз путника и робе (Сл. 2.9). За његово узлетање и слетање потребни су аеродроми.

Ed

uk a

pr

Већина модерних авиона за летење користи млазне моторе различитих типова. Мотор авиона омогућава стварање вучне силе, која вуче авион напред великом брзином. Кључну улогу у способности авиона да лети има аеродинамичан облик крила. Предњи горњи део крила је заобљен и окренут према ветру. Иза тог заобљења крило се сужава до ивице на задњем делу, што га чини аеродинамичним и омогућава стварање силе узгона која подиже авион и омогућава му да лети. Сл. 2.9 Путнички авион Величина узгона зависи од облика крила, угла под којим крило стоји у односу на струју ваздуха, брзине и тежине авиона. Пилоту је управљање авионом омогућено закретањем крилаца на крилима и репу авиона. На тај начин обезбеђује се пењање, понирање и заокретање авиона. Постоји више врста авиона, а најчешће се деле према намени, и то на: путничке, теретне, војне и авионе посебне намене.

ДА ЛИ ЗНАШ? Ербас А380 (Airbus A380) је највећи путнички авион на свету. То је двопалубни авион унутрашње површине око 480 m², који у својим палубама може примити 407 и 840 путника. Има три класе: економску, бизнис и прву класу. У њему се налазе уметничке галерије, приватни и пословни апартмани, салони, барови, ресторани, просторије за забаву (гледање филмова на огромним ЛЦД телевизорима, сурфовање интернетом и др.), дечји вртић и др.

34


2.1.2. МАШИНЕ УНУТРАШЊЕГ ТРАНСПОРТА Машине унутрашњег транспорта користе се за транспорт (премештање) терета унутар предузећа или неког објекта на мањим растојањима. • •

Деле се у две групе: машине непрекидног транспорта и машине прекидног транспорта (Сл. 2.10). МАШИНЕ УНУТРАШЊЕГ ТРАНСПОРТА МАШИНЕ НЕПРЕКИДНОГ ТРАНСПОРТА

МАШИНЕ ПРЕКИДНОГ ТРАНСПОРТА ДИЗАЛИЦЕ: • котураче и чекрци • ланчане • кранске • торањске • мостне • порталне • конзолне • лучне • ауто-дизалице

ПОДИЗАЧИ: • виљушкари • лифтови

pr

Сл. 2.10 Машине унутрашњег транспорта

om

o

• транспортери • елеватори • конвејери

МАШИНЕ НЕПРЕКИДНОГ ТРАНСПОРТА

uk a

Машине непрекидног транспорта врше непрекидно премештање материјала кретањем бесконачне траке без заустављања, а ради прихватања и одлагања материјала. Материјали се могу непрекидно транспортовати хоризонтално или вертикално. Могу да транспортују велике количине робе, једноставне су конструкције и релативно мале цене. Имају и могућност редног повезивања, а чиме се обезбеђују велике транспортне дужине.

Ed

У машине непрекидног транспорта спадају: транспортери, елеватори и конвејери. Транспортери су машине које премештају терет по хоризонтали или под благим нагибом помоћу бесконачне траке која је затегнута између два бубња, од којих је један погонски, а други затезни. Да не би дошло до великих угиба траке под сопственом тежином и тежином материјала, трака је ослоњена на носеће и повратне ваљке. Због изузетно повољних техничких и економских карактеристика тракасти транспортери нашли су веома широку примену у индустрији, рударству, пољопривреди и слично. Користе се за транспорт растреситог и комадног материјала. Поред тракастих, постоје плочасти, кофичасти и пужни транспортери (Сл. 2.11). Посебну врсту тракастог транспортера представљају покретне степенице за транспорт људи са једног на други ниво. a)

б)

Сл. 2.11 Транспортер: а) кофичасти; б) тракасти.

35


Елеватори су машине за непрекидни транспорт које преносе ситнозрне, расипне и комадне материјале вертикално или под већим углом (Сл. 2.12). За вучни део, који може бити у облику траке или ланца, причвршћен је носећи део, прилагођен материјалу који се транспортује, а најчешће је у облику кашике.

om

o

Конвејери транспортују материјал дуж одређене линије у хоризонталном и вертикалном правцу (Сл. 2.13). Најчешће се користе за висећи транспорт Сл. 2.12 Елеватор за комадног материјала транспорт кромпира у индустријској производњи. Конструкције транспортног пута су различитих облика, дужине транспортног пута и нагиба. Код класичних конструкција висећих конвејера, колица која носе терет крећу се по шинској стази и међусобно су повезани ланцем или неким другим елементом везе која преноси силу за кретање од погонског мотора. Сл. 2.13 Конвејер

МАШИНЕ ПРЕКИДНОГ ТРАНСПОРТА

uk a

pr

Машине прекидног транспорта премештање (транспорт) терета обављају у циклусима (периодичном сменом). То значи да радни орган (кука, хватаљка) има свој радни ход када премешта терет и повратни (празан) ход када се поново враћа по нови терет. Помоћу машина прекидног транспорта терет се прво качи или утовара, затим преноси и оставља на предвиђено место. У машине прекидног транспорта спадају: дизалице и подизачи.

Ed

Дизалице се користе за подизање и премештање већег терета на малим растојањима (Сл. 2.14). Оне чине најбројнију групу машина прекидног транспорта. Постоји више врста дизалица: котураче и чекрци чекрци, ланчане, кранске ске, торањске, мостне, порталне порталне, конзолне, лучке чке, ауто-дизалице итд.

Дизалице најчешће раде на следећи начин: терет се прихвата уређајима за качење (куке, a) б) в) хватачи...), затим се поСл. 2.14 Дизалица: а) ланчана; б) кранска; в) конзолна. диже ужадима или ланцима, преко котурова, намотавањем на добош који покреће мотор, премешта се и одлаже на предвиђено место. За заустављање у одређеном положају служе кочнице и устављачи.

36


ВЕЖБА Размисли о томе да ли би једна од твојих практичних вежби, у оквиру конструкторског моделовања, могла да буде израда модела транспортера, елеватора или дизалице.

om

Виљушкари су намењени утовару, истовару и транспорту робе на краћим растојањима, унутар складишта, фабричких хала, на градилиштима итд. (Сл. 2.15). Терет који се превози је најчешће комадни и налази се на палетама, мада може бити и у сандуцима или корпама. Основно обележје виљушкара је уређај у облику рама за подизање терета по висини. Дуж рама за подизање и спуштање терета креће се захватни уређај у облику виљушке, по којој је виљушкар и добио име. Постоји више врста виљушкара, а најкоришћенији је чеони виљушкар.

o

Подизачи служе за премештање (подизање) терета и људи на разне висине по вертикали. Могу бити вертикални и коси, покретни (виљушкари) и непокретни (лифтови).

pr

Сл. 2.15 Виљушкар

uk a

Лифтови служе за вертикално подизање људи или терета (Сл. 2.16). Постоје путнички и теретни лифтови.

Ed

Сл. 2.16 Лифт

ПИТАЊА: 1. 2. 3. 4.

Шта су транспортне машине? Како се деле транспортне машине? Наброј машине спољашњег транспорта. Које су главне карактеристике машина спољашњег транспорта (бицикла, мотоцикла, аутомобила, камиона, аутобуса, возова, авиона и бродова)? 5. Како се деле машине унутрашњег транспорта? 6. Наброј машине непрекидног и прекидног транспорта. 7. У најкраћим цртама испричај шта знаш о транспортерима, елеваторима, конвејерима, дизалицама и виљушкарима.

37


2.2. ПОДСИСТЕМИ КОД ВОЗИЛА ДРУМСКОГ САОБРАЋАЈА У овом делу наставне теме упознаћеш се са најважнијим погонским, преносним, управљачким и кочионим подсистемима код бицикла, мопеда и аутомобила. Набројани подсистеми код возила друмског саобраћаја веома су важни из безбедносних разлога.

БИЦИКЛ

uk a

pr

om

o

Главни делови бицикла су: рам, средњи ланчаник, ланац, педале, мењач, ручице мењача, задњи ланчаник, кочница или кочиони систем, точкови, амортизери, седиште и управљач (Сл. 2.17).

Сл. 2.17 Главни делови бицикла

Ed

Рам бицикла представља основу сваког бицикла и обједињује све његове делове.

УРАДИ САМ Проучи и пред својим другарима прикажи главне делове бицикла и њихову функцију.

Погонски и преносни механизми бициклa уско су повезани и чине их: предњи ланчаник, педале, ланац, ручице мењача, мењач и задњи ланчаник (Сл. 2.18). Бицикли се покрећу окретањем педала које су спојене полугама педала и предњим ланчаником бицикла. Ланчаник покреће ланац који преноси силу ногу на задњи ланчаник (касету).

38

Сл. 2.18 Погонски и преносни механизам бицикла


Предњи ланчаник (средњи погон) је погонски део бицикла чија је функција да оствари пренос силе бициклисте са педала на ланац. Средњи погон се састоји од осовине на коју је са једне стране причвршћена полуга педале и педала, а са друге велики преносни ланчаник и полуга са педалом. Средњи погон може имати један, два или три ланчаника. Педале служе да бициклиста њиховим покретањем преноси снагу преко предњег ланчаника, ланца и задњег ланчаника на точкове бицикла како би се постигло кретање. Ланац преноси снагу са предњег погона (ланчаника) на задњи погон (ланчаника).

o

Задњи ланчаник се састоји од више точкова (ланчаника) различитих пречника на чијем су венцу израђени зупци, и посредника – ланца који се налазе са десне стране задње осовине и другачије се зову касета. Задњи ланчаник се може поделити према броју брзина на задњем точку бицикла (од 6 до 10) и према врсти механизма који се користи. Задњи ланчаници су по правилу мањег обима него предњи.

Ed

uk a

pr

om

Мењач је механизам за промену брзина. Постоји предњи и задњи мењач (Сл. 2.19). Предњи мењач се састоји из фиксног и покретног дела (кавеза) и има две или три брзине. Мењачи се разликују и према потезу сајле која може бити постављена одоздо или одозго. Задњи мењач управља променом брзина на задњем ланчанику, која се врши одговарајућом ручицом мењача посредством скраћивања или продужавања сајле. При промени брзине на виши степен, сајла се продужује, а мењач затеже ланац, чиме се помера у десну страну на већи ланчаник и виши степен брзине. При пребацивању у нижу брзину a) б) процес је супротан, сајла се затеже (скраћује), а мењач Сл. 2.19 Мењачи бицикла: а) предњи; б) задњи. попушта ланац, који се помера на леви ланчаник, тј. на нижу брзину. Ручице мењача се другачије називају шифтери (Сл. 2.20). Постоји више врста ручица мењача. Најчешће су монтиране на управљачу бицикла. Лева ручица је намењена мењању брзина на предњем ланчанику, док десна мења брзине на задњем ланчанику.

Сл. 2.20 Ручица мењача

39


a)

б)

om

o

Кочница или кочиони систем представља конструкцију која има за циљ да успори или заустави кретање бицикла на безбедан начин. Постоји више врста кочница: механичке кочнице са пакновима, диск кочнице и хидрауличне кочнице. Најраспрострањенији је механички тип кочница (Сл. 2.21). Код овог типа кочница сајла повезује полуге чељусти кочница и њеним повлачењем путем ручице кочница пакнови належу на обруче (бандаше) точкова које тиме успоравају или заустављају. Ручице кочница могу бити постављене на управљачу хоризонтално или вертикално. Диск кочнице функционишу на принципу сајле која стеже клип са кочионим плочицама који стеже диск, и тако се врши кочење. Код хидрауличних кочница кочиона течност уместо сајле преноси силу на кочиони клип који стеже диск. Кочиона течност пролази кроз систем специјалних црева.

в)

pr

Сл. 2.21 Кочница: а) механичка са пакновима; б) диск; в) хидраулична.

uk a

Точкови су састављени од обруча (бандаша), главе, унутрашње и спољашње гуме, као и жица или пречага које повезују обруч са главом. Обручи за бицикле се разликују у зависности од типа кочнице. Амортизери се могу поставити на предњим и задњим точковима бицикла. Основни задатак амортизера је да ублажи ударце при кретању бицикла по неравним теренима.

Ed

Седиште нам обезбеђује удобну вожњу. У зависности од конституције бициклисте треба изабрати одговарајуће седиште. Управљачки систем чини управљач (гувернал), помоћу кога управљамо бициклом и одржавамо равнотежу. Управљач је преко осовине и виљушке спојен са предњим управљачким точком.

МОТОЦИКЛ У овом делу уџбеника објаснићемо основне делове скутера и њихову функцију. Скутер је путничко возило (мопед) са два мања точка, које је намењено превозу једне или две особе. Основни делови скутера су скоро исти као и код осталих мотоцикала, и то су: носећи оквир (рам), мотор, управљачки, преносни и кочиони механизам, електрични уређаји и точкови (Сл. 2.22).

40


o om

Сл. 2.22 Основни делови скутера

ИСТРАЖИ!

pr

Уколико твоји родитељи поседују мопед скутер, истражи и представи пред својим другарима његове главне делове и њихову функцију.

uk a

Први услов за вожњу мотоцикла испунићеш када напуниш 16 година и положиш возачки испит за АМ категорију – мопед до 50 cm³, са максималном брзином кретања не већом од 45 km/h.

Ed

Носећи оквир (рам) чини конструкцију мотоцикла која обједињује све његове делове. Израђен је од пресованог челичног лима или алуминијума, што га чини лаким и чврстим. Погон мотоцикла остварује бензински мотор са унутрашњим сагоревањем који најчешће има ваздушно хлађење, мада у последње време има и оних са воденим хлађењем. Мотор се налази испред задњег точка. Радна запремина мотора се креће до 50 cm³, а максимална брзина кретања је до 45 km/h. Управљачки механизам чини управљач, који омогућава возачу да лако и безбедно одржава правац кретања и равнотежу на мотоциклу. Он је повезан са осовином предњег точка преко виљушке и опружног вешања (амортизера). Амортизери на предњој и задњој виљушци амортизују (ублажавају) ударе настале услед неравнина на путу. На управљачу се налазе: ручица за гас, ручице предње и задње кочнице, прекидачи за осветљење и сирену, стратовање мотора, мигавци и др. На управљачу су причвршћена и бочна огледала (ретровизори) како би возач током вожње имао бољу прегледност иза мотоцикла.

41


Преносни механизам врши пренос снаге и кретања од мотора до погонског задњег точка. Код скутера се подешавање брзине врши аутоматски, додавањем или одузимањем гаса преко ручице за гас. Кочиони механизам уграђен је у предњи и задњи точак. Челична ужад (сајле) повезују ручице за кочење са диск кочницама у точковима, чиме омогућују независно кочење предњег и задњег точка. Точкови обезбеђују безбедну и удобну вожњу. Састоје се од носача (фелне) и пнеуматика (гуме) испуњене ваздухом под притиском. Скутери до 50 cm³ имају точкове од 10ʺ или 12ʺ (ʺ ‒ инча).

om

o

Електрични уређаји на мотоциклу обухватају: извор електричне енергије, светлосно-сигналне уређаје (позициона, кратка и дуга светла, стоп светло, сирена, показивачи правца кретања – мигавци), систем за паљење горива у мотору и систем за стартовање мотоцикла.

ДА ЛИ ЗНАШ?

uk a

pr

Доџ Томахавк држи и те како ласкаву титулу најбржег мотоцикла на свету. Произведен је у свега девет примерака. Покреће га V10 мотор запремине 8 литара, са читавих 500 коњских снага. Постиже максималну брзину од невероватних 400 km/h. Овај мотор постиже убрзање до 100 километара за свега 2.5 секунде. То је уједно и најскупљи мотоцикл на свету.

Ed

УПОЗОРЕЊЕ

Кацига је најважнији део заштитне опреме. Поред тога што је обавезна по закону, она возачу заиста чува главу.

42


АУТОМОБИЛ

pr

om

o

Најважнији делови аутомобила су: каросерија, мотор, систем за пренос снаге и кретања, систем за ослањање, систем за управљање, систем за кочење, систем електричних и електронских уређаја и др. (Сл. 2.23).

Сл. 2.23 Основни делови аутомобила

uk a

ИСТРАЖИ!

Ed

Распитај се код својих родитеља или чланова шире породице о томе које су главне карактеристике њиховог аутомобила. Представи тај аутомобил пред другарима у одељењу.

Каросерија је горњи део аутомобила (Сл. 2.24) који се причвршћује на основни доњи део возила који се зове шасија или рам. Она обједињује све делове и системе у аутомобилу у једну целину. Служи за смештај путника, пртљага или терета. Каросерије аутомобила могу бити различитог облика, у зависности од произвођача и намене возила: лимузине, купе, кабриолети, каравани, комби-возила, аутомобили за посебне намене и др. Најчешће се праве од челичног лима, а у новије време од легуре алуминијума и пластичне масе. Сл. 2.24 Каросерија аутомобила

43


Мотор је погонска машина која енергију сагоревања горива претвара у механички рад који покреће аутомобил (Сл. 2.25). Аутомобил најчешће покрећу мотори са унутрашњим сагоревањем који као погонско гориво користе бензин или дизел-гориво (нафту).

Сл. 2.25 Мотор

ДА ЛИ ЗНАШ?

om

o

Пошто су бензин и нафта необновљива горива која при покретању моторних возила загађују животну средину, годинама уназад се истражују тзв. алтернативна горива која су еколошки чиста. Биогорива се производе ферментацијом житарица као што су кукуруз, соја или шећерна трска. Све више су у употреби аутомобили на електрични погон, а најпознатији је модел под називом „Тесла”. Аутомобили на сунчеву (соларну) енергију још увек су у фази израде прототипова. Хибридни аутомобили су прелазна идеја која је поред еколошког значаја имала за циљ и уштеду потрошње горива. Они најчешће представљају комбинацију бензинског и електромотора који се уграђују у један исти аутомобил, тако да током вожње бирамо који ћемо користити.

Ed

uk a

pr

Систем за пренос снаге и кретања обухвата све делове и склопове на аутомобилу који преносе снагу и кретање од мотора до погонских точкова (Сл. 2.26).

Сл. 2.26 Систем за пренос снаге и кретања

Систем за ослањање има задатак да обезбеди еластичну везу између точкова и каросерије, чиме се повећава стабилност возила у свим условима вожње (вожња у кривини, по неравном путу и др.) (Сл. 2.27). Овај систем сачињавају завојне опруге, амортизери и точкови са пнеуматиком (гумама).

Сл. 2.27 Систем за ослањање

44


pr

om

o

Систем за управљање има задатак да прецизно мења и одржава правац кретања аутомобила (Сл. 2.28). Поред система за кочење, систем за управљање је један од најважнијих система за безбедно кретање аутомобила. Приликом управљања, команда возача се преко система управљања са управљачког точка (волана) преноси на управљачке точкове возила. Систем за управљање се састоји од командног механизма (волана), управљачког преносника, серво пумпе (омогућава лакше управљање точковима), преносног механизма и управљачких точкова са пнеуматицима.

Сл. 2.28 Систем за управљање

Ed

uk a

Систем за кочење је веома важан за безбедно заустављање или смањење брзине кретања аутомобила (Сл. 2.29). Возач ногом или руком делује на команду и на тај начин остварује кочење. Активирањем система за кочење настаје трење између покретних и непокретних елемената кочнице. Како је безбедно заустављање аутомобила веома важно, у свако возило се уграђују радна (ножна) и помоћна (паркирна – ручна) кочница.

Сл. 2.29 Кочиони систем

45


o

Систем електричних и електронских уређаја на аутомобилу намењен је акумулацији електричне енергије, за почетно покретање мотора, паљење радне смеше, осветљење и сигнализацију возила и напајање помоћних уређаја возила електричном енергијом (клима, вентилација, грејање, путни рачунар, командна табла, ЦД-радио, навигација, брисачи стакла, аларм и др.) (Сл. 2.30).

om

Сл. 2.30 Командна табла савременог аутомобила

ИСТРАЖИ!

uk a

pr

Поједини делови подсистема код возила друмског саобраћаја нису детаљно објашњени, већ само набројани. О њима ћеш детаљније учити у средњој школи уколико се определиш за саобраћајни смер. Међутим, уколико те функционисање мопеда и аутомобила већ сада посебно занима, истражи преко интернета која је улога појединих делова у оквиру поменутих подсистема.

ПИТАЊА:

Ed

1. Објасни како функционишу погонски, преносни и кочиони систем бицикла и мопеда. 2. Објасни како функционишу погонски, преносни, управљачки и кочиони систем аутомобила.

www.motorna-vozila.com www.vozite.com

46


2.3. ИСПРАВАН БИЦИКЛ КАО ВАЖАН ПРЕДУСЛОВ БЕЗБЕДНОГ УЧЕШЋА У САОБРАЋАЈУ О главним деловима и безбедној вожњи бицикла учили смо у петом, шестом и седмом разреду. Научили смо да је основно правило безбедне вожње – исправан бицикл. Управо из безбедносних разлога у овом делу лекције научићеш да самостално провериш и подесиш техничку исправност бицикла (управљачки, погонски – преносни и кочиони механизам, пнеуматике, висину седишта, осветљење и др.).

ВЕЖБА

o

Пре сваке вожње бициклом веома је важно проверити његову исправност. На школском бициклу покажи и објасни које провере и подешавања обично обављаш на свом бициклу. Дозволи својим другарима да се и они, практичним показивањем и коментарима, укључе у твој показивачки рад.

om

УПОЗОРЕЊЕ

pr

Делови бицикла као што су управљач са рукохватима, кочнице и мењач подешавају се према возачу при куповини бицикла, пре прве вожње, и не треба их више дирати. Твоје је да их пре сваке вожње само преконтролишеш, а било какво подешавање или поправку можеш обавити уз обавезно присуство родитеља. То је веома важно због твоје личне безбедности!

uk a

ПРОВЕРА И ПОДЕШАВАЊЕ УПРАВЉАЧКОГ МЕХАНИЗМА

Ed

Управљачки механизам бицикла чине управљач са рукохватима и лула. Проверу управљача извршићеш пре почетка сваке вожње тако што ћеш проверити чврстину везе управљача, луле и рама, тј. притегнутост завртња на управљачу (Сл. 2.31).

Сл. 2.31 Подешавање управљачког механизма Да би лулу подесио по висини, довољно је да попустиш завртањ који спаја лулу са рамом. Када се завртањ једним делом одвије, управљач можеш подешавати горе-доле и лево-десно. При подешавању (извлачењу) пази на маркер (урезане цртице на лули) који обележава максималну извученост луле. Не би смео извући лулу тако да се маркер види. Када подесиш жељену висину, подеси правац управљача лево-десно тако што ћеш држати предњи точак између ногу, а затим завијати (притегнути) завртањ.

47


ПРОВЕРА И ПОДЕШАВАЊЕ СЕДЛА Удобност на бициклу зависи од распореда и међусобног растојања контактних тачака возача и бицикла: седла, управљача и педала. Подешавање седла се врши паралелно са подешавањем управљача јер су зависни једно од другог. Седло треба да подесиш тако да увек буде водоравно када је бицикл на равном.

om

o

Седло је на правој висини онда када седећи на бициклу можеш петом дохватити и померати педалу када се она налази у доњем положају. Подешавање седла врши се тако што се прво попусти обухватница (ручица) или завртањ на делу рама у који улази цев седла, затим се седло подеси по висини, лево-десно, и поново затегне ручица или завртањ на раму бицикла (Сл. 2.32).

pr

Сл. 2.32 Подешавање седла

ПРОВЕРА И ПОДЕШАВАЊЕ ПОГОНСКОГ И ПРЕНОСНОГ МЕХАНИЗМА

uk a

Пре сваке употребе треба проверити стање погонског и преносног механизма бицикла: ланца, ланчаника, мењача, сајли и ручице мењача на управљачу. Уколико приметиш да механизми не функционишу глатко, пријави то родитељу или одвези бицикл у најближи сервис.

Ed

После сваке употребе бицикла крпом треба очистити ланац, ланчаник и мењач. Ланац и мењач треба подмазати специјалним уљем за те намене (Сл. 2.33).

УПОЗОРЕЊЕ

Сл. 2.33 Подмазивање ланца

Подешавања мењача је сложен посао и могу га обавити само за то обучени радници у специјализованим сервисима. У супротном, свако нестручно подешавање и поправка мењача може довести у опасност живот и здравље бициклисте и направити материјалне штете на бициклу.

ПРОВЕРА И ПОДЕШАВАЊЕ КОЧИОНОГ МЕХАНИЗМА Једна од најважнијих компоненти на бициклу јесу исправне кочнице, које су изузетно важне за безбедну вожњу. Без исправних кочница преузимаш непотребан ризик по своје здравље и здравље осталих учесника у саобраћају.

48


Пре сваке употребе бицикла обавезно провери исправност кочница. Треба проверити стање сајли и бунжира (кошуљице), истрошеност пакнова и њихово равномерно налегање на метални зид обруча, као и функционисање полуге чељусти кочница преко ручице кочница.

УПОЗОРЕЊЕ Подешавање и поправка кочница је веома одговоран посао. Зато овај посао треба да препустиш старијој и, пре свега, стручној особи. Поред доброг познавања саобраћајних прописа, тиме ће твоја безбедност у јавном саобраћају бити већа.

Сл. 2.34 Подешавање кочница

om

o

Оно што можеш сам проверити и подесити јесте правилно налегање пакнова на метални зид обруча. Одврни имбусом (посебним кључем) кључем завртањ који их држи и померањем горе-доле или ротацијом, доведи пакнове у правилан положај. Након тога, притегни завртањ како би пакнови остали у жељеном положају (Сл. 2.34).

ТОЧКОВИ И ПНЕУМАТИЦИ (ГУМЕ)

uk a

pr

Пнеуматике (гуме) на точковима треба редовно контролисати, посебно после зимског периода када се бицикл не вози. Гуме треба да буду напумпане на одговарајући притисак. Мања оштећења на спољним гумама нису опасна и не захтевају хитну промену. Тек када уочиш већа оштећења и знакове потрошености гума, онда их замени. Замену можеш и сам урадити уз помоћ полуга за скидања гуме и пумпе. При томе мораш скинути точак. Када завршиш замену гуме, врати точак, добро притегни све завртње и заврти точак да провериш да ли је добро центриран.

ЗАВРТЊИ И НАВРТКЕ

Ed

Пре сваке вожње провери да ли су сви завртњи и навртке добро причвршћени. Подигни предњи точак 5‒10 cm у ваздух, па га пусти да одскочи од пода. Чујеш ли или видиш било који знак да су делови олабављени, притегни их.

ОСВЕТЉЕЊЕ И ЗВУЧНИ СИГНАЛ

Правилно осветљен бицикл повећава безбедност бициклисте у саобраћају. У условима смањене видљивости (магла, киша, сумрак) и ноћу, веома је важно да возач бицикла буде виђен и примећен од стране осталих учесника у саобраћају. Закон о безбедности саобраћаја на путевима прописује да су бициклисти у обавези да имају упаљено једно бело светло на предњој страни и једно црвено на задњој страни бицикла, која омогућавају безбедну вожњу приликом кретања ноћу и у условима смањене видљивости (Сл. 2.35). Сл. 2.35 Предње и задње светло, звоно и труба

49


Поред обавезног сталног светла напред и позади, на бициклу можемо уградити и разне трептаче, као и мачије очи на точковима (жицама) и педалама. Возачи бицикла на себи могу имати рефлектујући прслук или трачице на ножним чланцима, који их такође видно обележавају када су осветљени фаровима других возила. Звучни сигнал у облику звона или трубе такође је неизоставан део опреме сваког бициклисте (Сл. 2.35). Често се дешава да пешак изненада пређе са пешачке на бициклистичку стазу. У том случају је звучни сигнал, као упозорење пешаку, од велике користи.

ВЕЖБА Демонстрирај поступке одржавања, провере и подешавања техничке исправности бицикла (управљачког механизма, седла, погонског, преносног и кочионог механизма).

o

ПИТАЊА:

uk a

pr

om

1. Објасни поступак одржавања бицикла. 2. У најкраћим цртама објасни начине провере и подешавања техничке исправности бицикла. 3. Коју опрему бициклисти морају имати на бициклу током ноћне вожње?

НАУЧИЛИ СМО:

Ed

• Транспортне машине служе за брзо и безбедно премештање (транспорт) људи и материјалних добара са једног места на друго. • У зависности од тога где се транспорт одвија, транспортне машине можемо поделити на: машине спољашњег транспорта и машине унутрашњег транспорта. • Машине спољашњег транспорта користе се за превоз путника и терета на већим растојањима копненим, воденим и ваздушним путем. • У машине спољашњег транспорта убрајају се: • моторна (друмска) возила (бицикли, мотоцикли, аутомобили, камиони, аутобуси, тролејбуси и др.); • железничка возила (возови, трамваји и др.); • бродови (путнички, теретни, ратни, специјални и др.); • авиони (путнички, теретни, војни, специјални и др.). • Бицикл је друмско превозно средство на два точка које покреће возач (бициклиста) својом снагом помоћу педала. • Мотоцикл је превозно средство одређено за превоз једне или две особе које се покреће мотором. • Аутомобил (ауто) је друмско возило на сопствени погон које служи за превоз путника и мање количине терета. • Камион је моторно возило одређено за превоз терета, обично у друмском саобраћају.

50


Ed

uk a

pr

om

o

• Аутобус је моторно превозно средство друмског саобраћаја одређено за превоз већег броја путника и њиховог пртљага. • Возови су шинска возила која служе за превоз већег броја људи и терета на веће даљине. • Брод је пловно средство које плута по води и служи за превоз робе и путника. • Авион је летеће транспортно средство ваздушног саобраћаја које служи за брзи превоз путника и робе. • Машине унутрашњег транспорта користе се за транспорт (премештање) терета унутар предузећа или неког објекта на мањим растојањима. Деле се на: машине непрекидног транспорта и машине прекидног транспорта. • Машине непрекидног транспорта премештање материјала врше непрекидно кретањем бесконачне траке без заустављања ради прихватања и одлагања материјала. У машине непрекидног транспорта спадају: транспортери, елеватори и конвејери. • Транспортери су машине које премештају терет по хоризонтали или под благим нагибом помоћу бесконачне траке која је затегнута између два бубња од којих је један погонски, а други затезни. • Елеватори су машине за непрекидни транспорт које преносе ситнозрне, расипне и комадне материјале вертикално или под већим углом. • Конвејери транспортују материјал дуж одређене линије у хоризонталном и вертикалном правцу. • Машине прекидног транспорта премештање (транспорт) терета обављају у циклусима (периодичном сменом) тако што се помоћу радног органа (кука, хватаљка) терет прво качи или утовара, затим преноси и оставља на предвиђено место. У машине прекидног транспорта спадају: дизалице и подизаче. • Дизалице се користе за подизање и премештање већег терета на малим растојањима. • Подизачи служе за премештање (подизање) терета и људи на разне висине по вертикали. • Виљушкари служе за утовар, истовар и транспорт робе на краћим растојањима, унутар складишта, фабричких хала, на градилиштима итд. • Лифтови служе за вертикално подизање људи или терета. • Главни делови бицикла су: рам, средњи ланчаник, ланац, педале, мењач, ручице мењача, задњи ланчаник, кочница или кочиони систем, точкови, амортизери, седиште и управљач. Погонски и преносни механизми бицикла уско су повезани и чине их: предњи ланчаник, педале, ланац, мењач и задњи ланчаник. Кочница или кочиони систем представља конструкцију чија је улога да успори или заустави кретање бицикла на безбедан начин. Управљачки систем чини управљач (гувернал), помоћу ког управљамо бициклом и одржавамо равнотежу. • Скутер је путничко возило (мопед) са два мања точка, које је намењено превозу једне или две особе. Основни делови скутера су скоро исти као и код осталих мотоцикала, и то су: носећи оквир (рам), мотор, управљачки, преносни и кочиони механизам, електрични уређаји и точкови. Управљачки механизам чини управљач који омогућава возачу да лако и безбедно одржава правац кретања и равнотежу на мотоциклу. Преносни механизам врши пренос снаге и обртног момента од мотора до погонског задњег точка. Кочиони механизам уграђен је у главчини предњег и задњег точка и помоћу сајле и ручице за кочење омогућују независно кочење предњег и задњег точка. • Најважнији делови аутомобила су: каросерија, мотор, систем за пренос снаге и кретања, систем за ослањање, систем за управљање, систем за кочење, систем електричних и електронских уређаја и др. Мотор је погонска машина која неки вид енергије, најчешће енергију сагоревања неког горива, претвара у механички рад који покреће аутомобил. Систем за пренос снаге и кретања обухвата све делове и склопове на аутомобилу који преносе снагу и обртни момент од мотора до погонских точкова. Систем за ослањање има задатак да обезбеди еластичну везу између точкова и каросерије, чиме се повећава стабилност возила у свим условима вожње (вожња у кривини, по неравном путу и др.). Систем за управљање има задатак да прецизно мења и одржава правац кретања аутомобила. Систем за кочење је веома важан за безбедно заустављање или смањење брзине кретања аутомобила. • Основно правило безбедне вожње је исправан бицикл. Пре почетка сваке вожње обавезно проверити техничку исправност бицикла (управљачког, преносног и кочионог система, пнеуматика, висине седишта, осветљења и др.).

51


uk a

Ed o

om

pr


3 om

o

ТЕХНИЧКА И ДИГИТАЛНА ПИСМЕНОСТ

pr

3. ТЕХНИЧКА И ДИГИТАЛНА ПИСМЕНОСТ

uk a

3.1. Врсте и специфичности техничких цртежа у машинству 3.2. Упрошћавања и пресеци у машинском техничком цртању 3.3. Ортогонално и просторно приказивање предмета у машинству 3.4. Коришћење функција и алата програма за техничко цртање 3.5. Употреба 3Д штампе у изради тродимензионалних модела и макета 3.6. Основне компоненте ИКТ уређаја 3.7. Управљање и контрола коришћењем рачунарске технике и интерфејса

• • • • • •

Ed

НАУЧИЋЕШ, САЗНАЋЕШ, УПОЗНАЋЕШ: врсте и специфичности техничких цртежа у машинству; начине приказивања предмета у машинском техничком цртању; како се на рачунару користи програм за 3Д приказвање машинских делова и конструкција (CAD програми); могућност тродимензионалног моделовања на 3Д штампачу; основне компоненте рачунара, њихову намену и начин функционисања; значај примене рачунарске технике и интерфејса при управљању апаратима, уређајима и производним процесима.

ЗА РАДОЗНАЛЕ: • • • • •

Обнови градиво из претходних разреда везано за техничко цртање. Истражи на интернету које програме за машинско техничко цртање можеш бесплатно да преузмеш. Испробај рад на једном од њих. Истражи на интернету све о 3Д штампачу и 3Д штампи. Обнови из Информатике и рачунарства све о хардверу рачунара. Размисли о значају коришћења рачунара у твом окружењу и шире.


3. ТЕХНИЧКА И ДИГИТАЛНА ПИСМЕНОСТ 3.1. ВРСТЕ И СПЕЦИФИЧНОСТИ ТЕХНИЧКИХ ЦРТЕЖА У МАШИНСТВУ Било би тешко речима објаснити изглед појединих уређаја и машина, облике и величине њихових делова, као и њихово повезивање у једну целину. Међутим, са неколико техничких цртежа и ознака о мерама и материјалу могу се објаснити и најкомпликованији уређаји, машине и склопови. Зато се често каже да „један цртеж вреди као хиљаду речи” или да је „техничко цртање језик технике”. Технички цртежи и техничко цртање у машинству се не разликује много од техничког цртања које сте учили у претходним разредима. Ипак, свака грана технике има неке своје специфичности у оквиру техничког цртања и техничких цртежа. У овом делу лекције утврдићеш нека своја знања из техничког цртања и упознати се са специфичностима техничког цртања у машинству.

o

У свакој грани технике, па и у машинској техници, пре израде било ког предмета (машинског елемента или машине) потребно је урадити техничку документацију.

om

Технички цртежи представљају најважнији део техничке документације. Они морају бити прецизни, јасни, прегледни и морају садржати све битне информације (мере, облик, материјал, квалитет и врсту обраде, текстуални опис и др.) које нам омогућавају да лако и јасно схватимо радни задатак и приступимо његовом извођењу.

pr

Да би машински технички цртежи били разумљиви свим корисницима у скоро целом свету, они се цртају по тачно утврђеним правилима које зовемо стандарди. Свака држава има свој стандард (скраћеница за српски стандард је – СРПС) који је усклађен са међународним ISO стандардом.

uk a

Техничка документација и технички цртежи су се некада израђивали ручно. Међутим, данас се израда машинских техничких цртежа и машинско пројектовање обавља помоћу специјализованих рачунарских програма.

• • •

Ed

У машинству се користи читав низ различитих техничких цртежа. Према начину израде техничке документације, разликујемо скицу и технички цртеж. Скица је једноставан цртеж нацртан слободном руком и увек се црта пре техничког цртежа. Машински технички цртежи најчешће се деле према намени, и то на: детаљни (радионички); склопни и монтажни технички цртеж.

ДА СЕ ПОДСЕТИМО Детаљни цртеж приказује само један део предмета (један детаљ, позицију), са свим непходним димензијама за израду тог детаља, што значи да се котира. Склопни цртеж приказује како изгледа неки предмет када је склопљен (састављен) од својих саставних делова. Слопни цртежи се по правилу не котирају, већ се на њих исписују само позициони бројеви. Монтажни цртеж приказује како се неки предмет или технички уређај склапа (монтира) од својих саставних делова.

54


Како смо већ истакли на машинским техничким цртежима веома је важно правилно и јасно уписивање димензија предмета, тј. котирање. Котирање представља уписивање стварних (природних) димензија приказаног предмета на техничком цртежу, без обзира на размеру.

ДА СЕ ПОДСЕТИМО

pr

om

o

Правила котирања која су ти позната из претходних разреда, а важе и у машинству: • елементи кота су: помоћна котна линија, котна линија, котна стрелица и котни број; • помоћне и котне линије се цртају са пуном танком линијом, док се контурне ивице предмета цртају пуном дебелом линијом; • котни бројеви се означавају у милиметрима и исписују изнад котне линије; • котне линије се не смеју пресецати (укрштати); • котне стрелице се цртају на крајевима котне линије и треба својим врховима да додирују помоћне котне линије; • код котирања малих одстојања уместо котних стрелица могу се користити котне тачке, а котне стрелице се могу цртати и са спољашње стране; • линија предмета, осна линија и шрафура не смеју се користити као котне линије.

a)

Ed

uk a

У техничком цртању у машинству користи се више начина котирања. Овде ће бити приказана три основна начина котирања: • редно; • паралелно и • комбиновано котирање (Сл. 3.1).

б)

в)

Сл. 3.1 Начини котирања: а) редно; б) паралелно; в) комбиновано.

55


Приликом приказивања „оборене ивице” котна линија је увек паралелна са осном линијом елемента (Сл. 3.2).

3.1 Котирање „оборених ивица”

o

Код котирања пресека предмета, могу се приказати скраћене котне линије са једном стрелицом (Сл. 3.3).

pr

om

Ради лакшег разумевања машинских техничких цртежа на њима се често испред котног броја исписују одређене ознаке (симболи). При котирању ваљкастих делова предмета, испред бројке треба унети кружић прецртан косом цртом Ø (нпр. Ø 10, при чему се ознака Ø чита – фи) (Сл. 3.4). Број поред ознаке Ø означава пречник предмета.

3.3 Котирање пресека

Ed

uk a

Када је потребно котирати неки профилисани део предмета, испред броја уписујемо ознаку (симбол) профила: □, L (нпр. □ 40 Х 40) (Сл. 3.4).

Сл. 3.4 Котирање ваљкастих и профилисаних делова предмета

56


ВЕЖБА Нацртај у свесци приказани цртеж осовине у R 2 : 1 и котирај га.

om

o

За котирање милиметарског навоја испред броја који означава пречник навоја уписује се ознака М (нпр. М10) (Сл. 3.5).

a) унутрашњи навој

б) спољашњи навој

Сл. 3.5 Котирање милиметарског навоја

pr

По потреби, на цртежу се стандардним шифрама означава и врста материјала од кога треба израдити одређени део. Тако, на пример, ознака Č 4630 означава легирани хром-ванадијум челик.

uk a

За котирање полупречника (радијуса) кругова на машинским техничким цртежима испред броја се уписује ознака R (нпр. R5) (Сл. 3.6).

Ed

Ознаке квалитета обраде на машинским техничким цртежима означавају се угластом кукицом која може бити у затвореном облику, што се односи на површину која се додатно обрађује скидањем струготине, или кружићем, што се односи на површину која треба да остане каква је била у претходном процесу (Сл. 3.6). Површине металних производа су подељене у 12 класа, а према површинској храпавости као показатељу квалитета, и то од N1 до N12.

Сл. 3.6 Котирање полупречника и ознаке квалитета обраде

57


Апсолутно тачан облик и димензије машинског дела није могуће добити због несавршености производних машина, алата, материјала, метода мерења, контроле и људског фактора као извршиоца појединих операција. Управо зато је у машинству уведен појам толеранције, који представља дозвољена одступања мера у плусу и минусу, облика и глаткости машинских делова од задате мере (Сл. 3.7). Дугачки делови са непроменљивим попречним пресеком на већој дужини могу се приказати у скраћеним изгледима (Сл. 3.8). На скраћеном делу уписује се природна димензија.

uk a

pr

om

o

Сл. 3.7 Ознаке толеранција мера

Сл. 3.8 Скраћени изглед предмета

ВЕЖБА

Ed

Нацртај у свесци приказане цртеже закивка и завртња у R 1 : 1 и котирај их. При котирању исправи намерно приказане грешке.

58


3.2. УПРОШЋАВАЊА И ПРЕСЕЦИ У МАШИНСКОМ ТЕХНИЧКОМ ЦРТАЊУ Предмети у машинству често су врло сложени, димензије веома прецизне, понекад се изражавају чак у стотом делу милиметара, тако да су и сами технички цртежи доста сложени. Због своје сложености поједини машински елементи се приказују упрошћено на техничким цртежима, како би такав технички цртеж могли лакше да разумеју они који га користе. Машински елементи који се цртају упрошћено су: милиметарски навоји код завртња и навртке, зупчаници, опруге, ланчаници и др.

Ed

uk a

pr

om

o

Милиметарски навој се на цртежу завртња приказује пуном танком линијом уз контурну линију дела са навојем. На наврткама милиметарски навој се приказује само у чеоном изгледу, танком кружницом на којој је изостављена ¼ круга (Сл. 3.9).

Сл. 3.9 Упрошћено приказивање милиметарског навоја: а) код завртња и б) навртке Зупчанике је на техничким цртежима доста тешко нацртати, па се они приказују без цртања зубаца, већ међусобно паралелним кружницама од којих је једна пуна осна линија (црта тачка црта), а друга испрекидана линија (Сл. 3.10).

Сл. 3.10 Упрошћено приказивање зупчаника

59


om

o

Опруге и ланчаници се такође због своје сложености конструкције и цртања приказују упрошћено на техничким цртежима (Сл. 3.11).

a)

б)

pr

Сл. 3.11 Упрошћено приказивање: а) опруге и б) ланчаника

uk a

Предмети у машинству често имају мноштво делова који се налазе унутар саме машине (нпр. мотор аутомобила) и које је тешко приказати на техничком цртежу. Зато се у машинском техничком цртању користе замишљени пресеци. Пресеци се у машинству користе да би се на техничким цртежима приказала унутрашњост неког сложеног предмета, уређаја или машине.

Ed

Пресеци, као технички цртежи, настају тако што се предмет пресече са једном или са више замишљених равни на месту чију унутрашњост желимо приказати, па се предњи део „одбаци”, а остатак се црта у ортогоналној пројекцији, најчешће са три или два погледа (Сл. 3.12). Положај пресечене замишљене равни означава се линијом црта – тачка – црта која се на крајевима завршава пуном дебелом линијом. Смер погледа означава се са две стрелице, уз које се исписују два иста велика слова која означавају назив пресека, нпр. пресек А – А. Површине пресеченог дела предмета шрафирају се пуном танком линијом под углом од 45° у односу на главне контуре или осе симетрије. Ако је пресеком обухваћено више делова у оквиру једној машинског склопа, шрафура једног дела мора бити у супротном правцу од шрафуре другог дела. Размак шрафуре зависи од величине дела који се шрафира и формата цртежа, а уобичајени размак је 3mm.

60

Сл. 3.12 Настанак и приказивање пресека


У машинству се користе разне врсте замишљених пресека: уздужни, попречни, четвртински, заокренути, делимични, комбиновани и др. Уздужни пресек настаје када се предмет пресече замишљеном равни дуж осе предмета Сл. 3.13), а попречни пресек управно на осу предмета (Сл. 3.14).

A

om

o

A

A-A

Сл. 3.13 Уздужни пресек А – А

B-B

Ed

uk a

pr

B

R1

B

Сл. 3.14 Попречни пресек В – В

R2

Сл. 3.15 Четвртински пресек

Четвртински пресек настаје када се предмет пресече са две замишљене равни, одбаци четвртина предмета на месту чију унутрашњост желимо приказати (Сл. 3.15). Остатак се црта у ортогоналној пројекцији, а пресечени део се шрафира.

61


om

o

Заокренути пресек настаје када се предмет пресече замишљеном равни нормално на осу, затим се пресечени део заокрене за 90° и шрафира (Сл. 3.16).

Сл. 3.16 Заокренути пресек

Ed

uk a

pr

Делимични пресек се користи када на цртежу желимо приказати само један део или детаљ предмета (Сл. 3.17). Настаје тако што се део предмета на коме желимо да прикажемо унутрашњост пресече замишљеном равни, предњи део одбаци, а остатак црта у ортогоналној пројекцији, шрафира и ограничава од осталог дела предмета танком линијом извученом слободном руком.

Сл. 3.17 Делимични пресек

62


3.3. ОРТОГОНАЛНО И ПРОСТОРНО ПРИКАЗИВАЊЕ ПРЕДМЕТА Ортогоналну (нормалну или правоугаону) пројекцију користили смо у шестом разреду за приказивање грађевинског објекта у више погледа (изгледа), најчешће везано за страну света (јужни, северни, источни и западни изглед). Цртежи наведених погледа (изгледа) чине обавезан део сваког грађевинског пројекта будућег објекта. Ортогонална пројекција се доста користи и у машинском техничком цртању. Цртежи рађени овом пројекцијом могу да се котирају прегледно и јасно, што је веома значајно за прецизну израду машинских елемената и конструкција. Правоугаоно (ортогонално) пројектовање приказује се помоћу више погледа, тако што се предмет посматра под углом од 90°.

Б

А

Г

pr

В

ПОГЛЕД

om

Ђ

o

Сваки предмет можемо приказати помоћу шест погледа: поглед спреда (А), одозго (Б), слева (В), здесна (Г), одоздо (Д) и отпозади (Ђ) (Сл. 3.18).

uk a

Д

A

Поглед спреда

Б

Поглед одозго

В

Поглед слева

Г

Поглед здесна

Д

Поглед одоздо

Ђ

Поглед отпозади

Сл. 3. 18 Погледи код ортогоналне пројекције

Ed

За дефинисање облика предмета при ортогоналном пројектовању најчешће су довољна три погледа: поглед спреда (А), одозго (Б) и слева (В). Ова три погледа се приказују на три пројекцијске равни: хоризонталицу (Н), вертикалицу (V) и профилницу (Р) (Сл. 3.19). Када предмет посматраш спреда, он ће се пројектовати на вертикалици (V), одозго на хоризонталици (Н), а гледано са леве стране, на профилници (Р).

Сл. 3. 19 Ортогонална пројекција у три погледа

63


ВЕЖБА У свесци нацртај приказани предмет у ортогоналној пројекцији у R 2 : 1.

Поред ортогоналног, у машинству се користи и просторно приказивање предмета.

om

o

Просторно приказивање предмета користи се за приказивање предмета у три димензије. Код овог начина приказивања видљиве су све три главне димензије предмета: ширина, дужина и висина. Да би се такви тродимензионални предмети могли приказати на цртежу, неопходно је да им се макар једна страна црта под неким косим углом. Такав начин приказивања другачије се назива аксонометријски начин приказивања предмета или аксонометријске пројекције. Просторно (аксонометријско) приказивање предмета приказује се помоћу више пројекција: коса, изометријска, диметријска пројекција и перспектива.

uk a

Сл. 3.20 Коса пројекција

Ed

Изометријска пројекција има исти нагиб предње и бочне ивице од 30°, а све димензије цртају се без скраћивања, у стварној величини, односно одговарајућој размери. Због тога је веома погодна за приказивање димензија предмета (Сл. 3.21).

45°

pr

Коса пројекција има нагиб бочних ивица од 45° или 60°. При томе се оне скраћују за 1/2 или 1/3 стварне дужине, односно одговарајуће размере. Предња страна тј. висина и ширина цртају се у стварној (природној) величини (Сл. 3.20).

42°

Сл. 3.21 Изометријска пројекција

Сл. 3.22 Диметријска пројекција

64

30°

30°

Диметријска пројекција се црта тако што се бочне ивице предмета цртају под углом од 42°, док су предње ивице заокренуте за 7°. Бочне ивице умањују се за ½ (Сл. 3.22).


Сл. 3.23 Перспектива

om

ВЕЖБА

o

Цртеж у перспективи карактерише то да му хоризонталне паралелне ивице предмета нису паралелне на цртежу, већ ако их продужимо унедоглед, теже да се споје у једној тачки. Најчешће се користи за приказивање грађевинских објеката (Сл. 3.23).

pr

У свесци нацртај приказани предмет у аксонометријским пројекцијама (коса, изометријска, диметријска и перспектива).

Како делимо машинске техничке цртеже према намени? Шта приказују склопни, детаљни и монтажни технички цртежи? Шта је котирање? Који начини котирања се користе у машинству? Објасни редно, паралелно и комбиновано котирање. Које се ознаке (симболи) користе када је потребно котирати ваљкасте и профилисане делове предмета, полупречник (радијус) предмета, милиметарски навој, врсту челика, квалитет обраде, толеранције? 7. Како се на цртежима завртња и навртке приказује милиметарски навој? 8. Како се на машинским техничким цртежима упрошћено приказују зупчаници, ланчаници и опруге? 9. Када се на машинским техничким цртежима користе скраћени погледи? 10. Чему служе пресеци у машинском техничком цртању и како настају? 11. Објасни уздужни, попречни, четвртински, заокренути и делимични пресек. 12. Наброј врсте аксонометријских пројекција и објасни начин њиховог приказивања предмета.

Ed

1. 2. 3. 4. 5. 6.

uk a

ПИТАЊА:

65


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Најчешћа је подела машинских техничких цртежа према намени, и то на: детаљни (радионички), склопни и монтажни технички цртеж. • У машинском техничком цртању користи се редно, паралелно и комбиновано котирање. • При котирању ваљкастих делова предмета, испред бројке треба унети кружић прецртан косом цртом Ø (нпр. Ø 10, при чему се ознака Ø чита – фи). • Када је потребно котирати неки профилисани део предмета, испред броја уписујемо ознаку (симбол) профила: □, L (нпр. □ 40 Х 40). • За котирање милиметарског навоја испред броја који означава пречник навоја уписује се ознака М (нпр. М10). • За котирање полупречника (радијуса) кругова на машинским техничким цртежима испред броја се уписује ознака R (нпр. R5). • Толеранције у машинском техничком цртању представљају дозвољена одступања од задатих мера. • Милиметарски навој се на цртежу завртња приказује пуном танком линијом уз контурну линију дела са навојем, а на наврткама се приказује само у чеоном изгледу, танком кружницом на којој је изостављена 1/4 круга. • Зупчаници се на техничким цртежима приказују са две међусобно паралелне кружнице, од којих је једна пуна осна линија (црта тачка црта), а друга испрекидана линија. • Пресеци у машинству се користе да би се на техничким цртежима приказала унутрашњост неког сложеног предмета, уређаја или машине. Уздужни пресек настаје када се предмет пресече замишљеном равни дуж осе предмета, а попречни пресек управно на осу предмета. Четвртински пресек настаје када се предмет пресече са две замишљене равни, одбаци четвртина предмета на месту чију унутрашњост желимо приказати, а остатак се црта у ортогоналној пројекцији. Заокренути пресек настаје када се предмет пресече замишљеном равни нормално на осу, затим се пресечени део заокрене за 90° и шрафира. Делимични пресек се користи када на цртежу желимо приказати само један део или детаљ предмета. • Правоугаоно (ортогонално) пројектовање приказује се помоћу више погледа (најчешће три), на три пројекцијске равни: хоризонталицу, вертикалицу и профилницу, тако што се предмет посматра под углом од 90°. • Просторно (аксонометријско) приказивање предмета приказује се помоћу више пројекција: коса, изометријска, диметријска пројекција и перспектива. • Коса пројекција има нагиб бочних ивица од 45° или 60°, при чему се оне скраћују за 1/2 или 1/3 стварне дужине, односно одговарајуће размере. Изометријска пројекција има исти нагиб предње и бочне ивице од 30°, а све димензије цртају се без скраћивања, у стварној величини, односно одговарајућој размери. Диметријска пројекција црта се тако што се бочне ивице предмета цртају под углом од 42°, док су предње ивице заокренуте за 7°, при чему се бочне ивице умањују се за 1/2. Цртеж у перспективи карактерише то да му хоризонталне паралелне ивице предмета нису паралелне на цртежу, већ ако их продужимо унедоглед, теже да се споје у једној тачки.

66


3.4. КОРИШЋЕЊЕ ФУНКЦИЈА И АЛАТА ПРОГРАМА ЗА ТЕХНИЧКО ЦРТАЊЕ Технички цртежи су се некада израђивали искључиво на папиру, прибором за техничко цртање. Такав начин израде сложених грађевинских или машинских пројеката био је веома компликован и дуготрајан. Данас се технички цртежи у оквиру разних пројеката израђују на рачунарима, помоћу софтвера (програма) за цртање. За сваку грану технике постоје специјални, наменски софтвери за цртање.

uk a

pr

om

o

Најпознатији програм за пројектовање у грађевинарству, машинству, електротехници и другим гранама технике је AutoCAD (компјутерски подржано пројектовање – Computer Aided Desing – CAD) (Сл. 3.24). Одликују га висок квалитет и прецизност цртежа, могућност визуелног приказа пројектованог предмета у 3Д и много других опција које нуди преко 75 специјализованих софтверских алата.

Сл. 3.24 Приказ цртежа нацртаног помоћу AutoCAD-а

Ed

SolidWorks је један од највише коришћених софтверских алата за машинско пројектовање (Сл. 3.25).

Сл. 3.25 Приказ цртежа нацртаног помоћу SolidWorks-а

67


Како су програми AutoCAD и SolidWorks доста сложени за коришћење, и ове године за 3Д моделовање на рачунару користићемо програм Google SketchUp. Знање о коришћењу програма Google SketchUp, стечено у претходној школској години, проширићеш цртајући машинске техничке цртеже. Пре него што почнеш да црташ на рачунару, потребно је да у свесци скицираш идејно решење машинског елемента или комплетног предмета који желиш да нацрташ и на рачунару.

ДА СЕ ПОДСЕТИМО

om

o

Google SketchUp је програм који се користи за пројектовање у 2Д и 3Д координатном систему са осама X, Y и Z. Прозор Sketch Up-а састоји се из: насловне линије (Title bar), линије менија (Menu bar), линије алата (Toolbar), радне површине и статусне линије (Status bar). Линији алата на главном прозору поред основних можеш додати и друге групе алата, ако у оквиру опције View/Toolbars/ означиш (чекираш) групу алатки које желиш да се нађу у линији алата. Поред стандардних алата, чекирај велику групу алата Large Tool Set, који ће се приказати са леве стране прозора и Views у линији алата. Подсети се и осталих радњи у програму Google SketchUp које су ти познате одраније.

pr

Пре почетка рада на рачунару потребно је извршити одређена подешавања.

Ed

uk a

Прво треба подесити ознаку јединица. Из линије менија изабери опцију Window (прозор), затим Model Info (информације о моделу), па из новоотвореног прозора изабери опцију Units (јединице), а из падајуће листе mm (милиметре). Поље Display Units Formats (приказивање мерних јединица) немој означити јер се по правилу мерна јединица не уписује на цртеж при котирању. У прозору Model Info, изабери опцију Dimension (димензије), затим из падајућег менија Endpoints (крај линије) изабери Closed Arrow (затворена стрелица), јер се у техничком цртању у машинству користе стрелице. Да би се котни број исписивао на средини изнад котне линије, изабери опцију Align to Dimension Line (поравнати са главном котном линијом), а из падајуће листе изабери Above (изнад). У View картици изабери Toolbars из падајућег менија, и чекирај неопходне алате.

Када подесиш све параметре за рад, можеш почети са цртањем на рачунару. Модел који ћеш цртати приказан је на слици 3.26 у изометријској и ортогоналној пројекцији.

68

Сл. 3.26 Изометријска и ортогонална пројекција модела


Приликом цртања најчешће ћеш користити алате/иконице: Linе (Линија), Tape Measure (Метар) и Аrc (Лук), за котирање Dimension, а за извлачење треће димензије Push/Pull. Алатка Linе користи се за цртање правих линија. Задату дужину нацртаћеш тако што левим кликом одредиш њен почетак и повлачиш линију/оловку у жељеном правцу, очитавајући притом њену тренутну вредност у доњем десном углу прозора – Length. Када дођеш до задате дужине, левим кликом само потврди њену тренутну вредност. Други, једноставнији начин цртања дужи је да, пошто повучеш линију/оловку у жељеном правцу, укуцаш бројчану вредност дужине и притиснеш Enter. Алатка Tape Measure Tool користи се за мерење дужина ивица или раздаљина између објеката, као и за креирање помоћних линија – Guidelines. Најчешће се користи када желиш да одредиш паралелан правац на одређеном растојању од постојеће дужи или помоћне линије. Цртање је слично као са алатком Linе. Кликнеш на дуж или помоћну линију, помериш курсор на једну или другу страну, унесеш бројчану вредност растојања и потврдиш са Enter.

om

o

Сада када смо обновили стара и утврдили нова знања о коришћењу алата у програму Google SketchUp, можеш почети са цртањем 3Д модела. На теби је да се одлучиш за модел који је објашњен у уџбенику или за онај који сам замислиш и скицираш у свесци. У палети View изабери поглед Front (Сл. 3.27).

Ed

uk a

pr

Уз помоћ алатке Tape Measure Tool, повуци две помоћне линије на произвољној удаљености, најпре од X, а затим и од Y Сл. 3.27 Изглед палете View осе. Нека се почетна тачка предмета (леви доњи угао) налази у њиховом пресеку (Сл. 3.28).

Сл. 3.28 Цртање помоћних линија помоћу алатке Tape Measure Tool Користећи димензије модела приказане на ортогоналној пројекцији (Сл. 3.26), направи мрежу сатављену од помоћних линија које ће ти касније помоћи да нацрташ ивице/контуру предмета.

69


pr

om

o

Пошто си већ нацртао/ла почетну вертикалну помоћну линију, остале нацртај идући удесно, тако да буду удаљене једна од друге као што је искотирано на ортогоналном цртежу (10, 20, 10, 10, 30). Тако исто уради и по вертикали. Од почетне хоризонталне помоћне линије, остале нацртај идући нагоре, на међусобним растојањима као на ортогоналном цртежу (10, 10, 20) (Сл. 3.29).

Сл. 3.29 Цртање мреже помоћних линија

Ed

uk a

Затим уз помоћ алатке Line, посматрајући ортогоналну пројекцију, спој карактеристичне тачке (Сл. 3.30).

Сл. 3.30 Цртање контура погледа спреда помоћу алатке Line

70


За цртање полукружница користићеш алат Arc, тако што ћеш да кликнеш на почетну а затим на крајњу тачку будућег лука и повлачењем полако нагоре изаћи ће текст који ти сигнализира да је нацртана полукружница. Цртањем обе полукружнице затвориће се полигон/површина оивичена контуром твог модела (Сл. 3.31).

Сл. 3.31 Затворена површина погледа спреда

uk a

pr

om

o

Пошто си нацртао/нацртала поглед спреда, у палети View изабери поглед Iso (Сл. 3.32) и помоћу алата Push/Pull извуци 3Д модел, ширине 30 mm (Сл. 3.33). Сад можеш, помоћу алатке Eraser (гумица), да обришеш све помоћне линије.

Ed

Сл. 3.32 Поглед спреда приказан у погледу Iso

Сл. 3.33 Извлачење 3Д модела помоћу алатке Push/Pull

71


pr

om

o

Усек са десне стране модела урадићеш на сличан начин. Пошто си са помоћним линијама обележио/обележила усек, алатима Line и Arc нацртај његову контуру (Сл. 3.34). Алатом Push/Pull, повлачењем надоле, направи отвор (Сл. 3.35). Помоћу алатке Eraser, обриши помоћне линије.

Ed

uk a

Сл. 3.34 Цртање контуре усека

Сл. 3.35 Израда отвора алатком Push/Pull

72


om

o

Као коначан корак, помоћу алатке Dimensions (димензионисати/искотирати) котирај нацртани модел (Сл. 3.36).

uk a

ВЕЖБА

pr

Сл. 3.36 Котирање 3Д модела помоћу алатке Dimensions

Ed

Искористи примере 3Д модела приказаних на следећим цртежима за увежбавање рада у програму Google SketchUp.

73


74

uk a

Ed o

om

pr


3.5. УПОТРЕБА 3Д ШТАМПЕ У ИЗРАДИ ТРОДИМЕНЗИОНАЛНИХ МОДЕЛА И МАКЕТА 3Д штампа је савремена технологија производње, где се из дигиталног модела ствара тродимензионални предмет помоћу 3Д штампача. 3Д штампач је уређај који најчешће топи пластичну жицу (филамент) и од истопљене пластике формира слојеве жељеног облика (Сл. 3.37). Постављањем слоја на слој пластике, или било ког другог материјала различитих механичких и физичких својстава, добија се тродимензионални предмет. Сваки слој је прецизан, танко сечен хоризонтални пресек предмета који постепено настаје.

uk a

pr

om

o

3Д штампачи могу да штампају предмете од пластике, метала и легура, најлона, папира, глине, гипса, цементног малтера, као и од стотине других материјала.

Ed

Сл. 3.37 3Д штампачи

Постоје различите технологије по којима ради 3Д штампач, пре свега у зависности од материјала који користе, а најзаступљеније су: • Fused Deposition Modeling (FDM) једна је од тренутно најкоришћенијих технологија рада 3Д штампача. Овом методом слојеви се добијају тако што млазница истискује танко влакно истопљене термопластике на површину за штампу. Слојеви се праве укрштено, тј. сваки слој се истискује под углом од 90° у односу на претходни, чиме се постиже чврстина завршног модела. • Inkjet 3Д штампачи представљају надоградњу на обичне Inkjet штампаче. Предмет се формира, слој по слој, наношењем гипса или смоле које распршује Inkjet. Ово је једини начин за 3Д штампање у боји.

75


Управљање 3Д штампачима се врши помоћу рачунара, при чему је потребан специјалан фајл под називом CAD (Computer Aided Design) да би 3Д модел могао да настане. Креирање CAD модела остварује се коришћењем постојећих софтвера тј. програма за 3Д моделовање (Catia, Solid Edge, Pro/Engineer, ThinkerCad итд.).

o

Када се направи 3Д модел на рачунару, потребно је да га пребацимо у STL формат. Фајл у овом формату потребно је прво обрадити у програму који се зове slicer. Овај програм прво „сече” тродимензионални модел на слојеве, а онда у оквиру сваког слоја одређује путању главе штампача која топи и излива пластику. Ови подаци се на крају претварају у G код који разуме 3Д штампач. Пре него што почнемо да штампамо потребно је да подесимо бројне параметре како би одштампани предмет изгледао баш онако како ми желимо. Најчешће подешавамо температуру топљења пластике, температуру подлоге, брзину штампања, брзину померања главе штампача приликом преласка са једног места на друго, проценат испуне предмета, потпорни материјал и др. Када смо све подесили, G код предмета који желимо да одштампамо шаљемо на 3Д штампач и тада започиње штампа.

pr

om

Штампа се одвија тако што мотори померају главу штампача лево-десно и напред-назад, онолико колико је потребно да би се описала одређена линија. За то време глава штампача топи пластику и оставља траг, дебљине око 0,2mm. Када се испишу потребне линије у првом слоју, глава штампача се подиже за око 0,2mm и преко линија које је одштампала штампа следећи слој. Процес штампе се понавља до коначне израде предмета.

uk a

3Д штампа представља брже, јефтиније и лакше решење од других технологија производње 3Д предмета. Она омогућава дизајнерима да предмете које су замислили и нацртали одштампају већ после неколико сати, уместо да чекају на израду и изливање у калупима неколико недеља, и то скупом технологијом.

Ed

Највише се користе за израду прототипа тродимензионалних модела нових уређаја и предмета који верно дочаравају изглед и функционалност будућег производа. Осим израде прототипова, 3Д штампачи имају велику примену у производњи накита, обуће, индустријског дизајна, архитектуре, аутомобилске, авио и војне индустрије, стоматолошке и медицинске индустрије итд. (Сл. 3.38).

Сл. 3.38 Предмети израђени на 3Д штампачу

76


ДА ЛИ ЗНАШ? Амерички изумитељ Чак Хал (Chuck Hull) је још 1986. године одштампао први тродимензионални предмет. У питању је била пластична шоља направљена техником стереолитографије (стврдњавање пластичне смоле под дејством светлости). Америчка агенција „Национална ваздухопловна и свемирска администрација” (НАСА) објавила је како је успела да успешно одштампа први 3Д објекат у свемиру. Коришћење 3Д штампача у медицини стално расте. Такозвана „био-штампа” која се заснива на стварању ткива од живих људских ћелија уз помоћ 3Д штампача већ производи имплантанте (вештачке елементе који успешно замењују природне, нпр. зубе) и разне протезе као замене људским деловима тела.

o

Чувени „Џенерал Електрик” је први одштампао авионски део на 3Д штампачу чија је исправност званично потврђена и одобрена за коришћење.

om

Позната фабрика за производњу спортске опреме „Најк” користи 3Д штампаче за стварање прототипова нових модела патика.

Ed

uk a

pr

Поред 3Д штампача постоје и 3Д скенери који праве 3Д дигиталну копију одређеног предмета (Сл. 3.39).

Сл. 3.39 3Д скенери

ВЕЖБА

Уколико школа коју похађаш поседује 3Д штапач, моделуј предмет који си претходно нацртао/нацртала на рачунару у неком од програма и припремио/припремила га за штампу. Међутим, у школама које не поседују 3Д штампач можеш моделовати помоћу 3Д оловке.

77


3.6. ОСНОВНЕ КОМПОНЕНТЕ ИКТ УРЕЂАЈА Рачунарски систем чине електронске машине које обрађују улазне информације (податке или наредбе) и од њих производе излазне информације (резултате). • •

Рачунарски систем сачињавају: машински део рачунара, тј. делови који га чине функционалним – хардвер (hardware) и програмски део, тј. скуп програма на основу којих рачунар ради – софтвер (software).

Основне компоненте рачунара су: кућиште, монитор, тастатура и миш.

om

o

Поред основних компоненти рачунара постоје и уређаји који се могу накнадно прикључити на рачунар, које зовемо додатни (периферни) уређаји, а то су: штампач, скенер, веб-камера, микрофон, звучници итд. (Сл. 3. 40).

pr

Компоненте рачунара можемо Сл. 3.40 Периферни уређаји рачунара поделити на улазне и излазне јединице, у зависности од тога да ли се њима подаци или команде уносе у рачунар или се преко њих добијају резултати обраде. Улазне јединице су: тастатура, миш, скенер, веб-камера и микрофон.

uk a

Излазне јединице су: монитор, штампач и звучници.

Ed

Централна јединица (кућиште рачунара) – (case) представља кутију од лима или тврде пластике, у коју су смештени најважнији делови рачунара (матична плоча, процесор, хард-диск, напајање, меморије, оптички уређаји (ЦД, ДВД) и др.), разне картице (графичка, звучна) итд. (Сл. 3.41).

Постоји више типова и врста кућишта. Најчешће се деле на водоравна (Desktop), која се мање користе, и усправна (Tower). У зависности од количине компоненти које треба сместити у кућиште рачунара тј. њихове величине, она могу бити: minitower (мања), miditower (средња) и bigtower (већа). Сл. 3.41 Састав кућишта рачунара

78


Извор напајања је саставни део кућишта рачунара. Он обезбеђује напајање електричном енергијом свих делова унутар кућишта рачунара (Сл. 3.42).

o

Процесор (микропроцесор – Central Processing Unit – CPU) је најважнији део микрорачунара (Сл. 3.44). У њему се извршавају све рачунске и логичке операције и команде које су задате програмом. Он обавља основну обраду података и управља радом свих делова рачунара. Најважнија карактеристика процесора је његова брзина (MIPS – милион инструкција по секунди) и изражава се у GHz (гигахерцима). Микропроцесор на себи има вентилатор (тзв. кулер), који га хлади.

Ed

uk a

Сл. 3.44 Процесор

pr

om

Сл. 3.43 Матична плоча

Матична плоча (motherboard) је танка, правоугаона штампана плоча која држи и повезује електронске делове рачунара (Сл. 3.43). На њој се налазе: микропроцесор, ROM меморија, кеш меморија, магистрале које повезују све Сл. 3.42 Напајање елементе, скуп чипова који контролише рад рачунара, прикључци (слотови) за додатне картице, контролери за дискове и дискетне јединице, прикључци за повезивање рачунара с другим уређајима (портови), конектори и др.

Сл. 3.45 Хард-диск

Хард-диск (HDD – Hard Disk Drive) је главни уређај за чување података и програма у рачунару (Сл. 3.45). Састоји се од више танких кружних плоча на чијим је површинама нанет танак слој (феромагнетног) праха. Плоче се окрећу веома великом брзином између уписно-читајућих глава које својим магнетним пољем померају феро-магнетни прах и тако праве или читају запис.

Меморија је део рачунара који се користи за меморисање (памћење) унетих података и инструкција, њихову даљу обраду и издавање (Сл. 3.46). Оперативна (унутрашња) меморија је меморија у коју се смештају подаци и програми које процесор непосредно обрађује.

Сл. 3.46 Меморија рачунара

Спољашна (преносна) меморија служи за трајно или привремено чување података ван рачунара. У њу спадају: преносиви (екстерни) хард-диск, ЦД, ДВД, и флеш меморија.

79


Од преносних меморијских јединица данас се највише користе флеш (USB) меморија и преносиви (екстерни) хард-диск (Сл. 3.47). Напајају се преко USB прикључнице и није им потребно никакво спољно напајање.

Сл. 3.47 Екстерни хард-диск и флеш (USB) меморија

om

o

Графичка картица омогућава припрему и пренос слике на монитор (Сл. 3.48). То је уређај који дигиталне сигнале у рачунару претвара у аналогне, који контролишу приказивање слике на екрану монитора.

Сл. 3.48 Графичка картица

Ed

uk a

pr

Звучна картица има задатак да звук снимљен у дигиталном облику у рачунару претвори у аналогни облик, тако да може да се репродукује у звучницима (Сл. 3.49). Она омогућује репродукцију аудио ЦД дискова са рачунара. На звучној картици се обично налазе прикључци за џојстик палицу, микрофон и звучник.

Сл. 3.49 Звучна картица и звучници

ВЕЖБА На половном кућишту рачунара препознај основне компоненте рачунара и увежбај њихово повезивање.

УПОЗОРЕЊЕ Приликом реализације ове вежбе, кућиште не сме бити прикључено на струјни напон.

80


Таблети се могу сматрати малим рачунарима. Они су мањи од лаптопа, али већи од паметног телефона (Сл. 3.50).

Сл. 3.50 Таблет рачунар

o

Таблети раде на исти начин као и рачунари и паметни телефони. Имају екран, напајају се батеријом, имају уграђену камеру и могу да складиште све врсте датотека. Таблети се могу користити за рад или за разоноду. Могу се повезати на интернет преко Wi-Fi или мобилне мреже, тако да можете да претражујете интернет, телефонирате, преузимате апликације, емитујете видео записе, проверите е-пошту, учите, играте игрице, читате е-књиге, слушате музику, гледате филмове, користите навигацију помоћу GPS-а итд.

om

Основна разлика између таблета и других уређаја је у томе што они немају све исте хардверске компоненте као сваки десктоп рачунар или лаптоп.

pr

Кућиште таблет рачунара може бити израђено од пластике или алуминијума. Алуминијумска кућишта су квалитетнија јер омогућавају лакше расхлађивање унутрашњих компоненти таблет рачунара, а и отпорније је на механичка оштећења.

uk a

Процесор је једна од најбитнијих компоненти сваког таблет рачунара јер од њега зависи да ли ће уређај моћи да уради оно што од њега очекујете (да покрене неку апликацију или видео-игру). Таблет рачунари не поседују класичне процесоре, онакве какви се налазе унутар десктоп и лаптоп рачунарима. Код таблет рачунара се процесор налази унутар једног великог чипа који се зове SoC (System-On-Chip). Поред процесора, у SoC-у се налази и графички подсистем.

Ed

RАМ меморија таблет рачунара, као и код свих других врста рачунара, служи за чување података који су тренутно потребни за рад, тј. података који су потребни да би се извршила задата команда. Таблет рачунари имају посебну меморију за чување података, тзв. Storage меморију, од чијег капацитета зависи колико ћете фотографија, песама, филмова, докумената, апликација и сличног материјала моћи да чувате у свом таблет рачунару. Екран таблет рачунара је осетљив на додир и служи за одвијање интеракције између корисника и самог таблета. Оперативни систем представља скуп програма одговорних за управљање и контролу код свих рачунара, па тако и код таблет рачунара. Постоји неколико оперативних система који се могу наћи у данашњим таблет рачунарима. Данашњи таблет рачунари углавном имају један од три следећа оперативна система: Android, IOS или Windows.

81


Паметни телефони (smartphone) су мобилни телефони који нам првенствено служе за обављање разговора и слање СМС (порука). Међутим, паметни телефони нам могу послужити и за сурфовање интернетом, коришћење друштвених мрежа (Фејсбука и Твитера), видео позивање, коришћење е-поште, записивање подсетника, израду докумената, фотографисање, снимање видео-клипова, играње игрица, гледање филмова, слушање музике, коришћење навигације помоћу GPS-а итд.

om

Сл. 3.51 Унутрашњост паметног телефона

pr

Матична плоча је основни део паметног телефона која врши комуникацију са периферним деловима телефона. Први задатак плоче је да помоћу Digital Signal Processor-а (DSP), великом брзином, аналогни сигнал звука који ми производимо док причамо претвори у дигитални и тај сигнал преко мобилне мреже пошаље на други апарат, који опет тај дигитални сигнал претвара у аналогни и саговорнику репродукује звук преко звучника.

o

Делови паметних телефона су слични деловима код таблет рачунара, једино што су својом конструкцијом и величином прилагођени мањем кућишту (Сл. 3.51).

uk a

Микропроцесор се такође налази на матичној плочи и управља осталим периферним деловима телефона као што су дисплеј, тастатура, тачскрин и звучник. Поред тога, микропроцесор комуницира са базним станицама којима шаље и прима информације прикупљене од периферних делова и координира комплетним радом телефона. Микропроцесор такође управља радом интернета, обрађује податке, покреће апликације и управља свим другим функцијама на телефону.

Ed

Меморије паметног телефона (ROM и RAM) су други важан део телефона који се налази на матичној плочи. RAM меморија или радна (оперативна меморија) служи као врста складишта у коме се, привремено, чувају подаци како би брже могли да буду коришћени. ROM меморија је унутрашња меморија, на којој се налази оперативни систем, апликације, датотеке и сл. Мрежно коло (коло напајања) служи да напуни батерију одговарајућом струјом и да ту енергију расподели на остале делове телефона тако да потрошња струје из батерије буде што мања.

82


3.7. УПРАВЉАЊЕ И КОНТРОЛА КОРИШЋЕЊЕМ РАЧУНАРСКЕ ТЕХНИКЕ И ИНТЕРФЕЈСА Рачунари имају веома широку примену у свим делатностима. Међутим, поред употребе рачунара у обављању свакодневних послова у кући, школи, разним организацијама и институцијама, за забаву и разоноду, рачунари се све више користе за управљање и контролу разних машина, уређаја, процеса производње, саобраћајних система итд. Значајну улогу у развоју управљања и контроле коришћењем рачунарске технике одиграо је проналазак микропроцесора, који представља главни део рачунара. Микропроцесорска техника пружа изузетне могућности за управљање рачунаром у свим областима људске делатности.

o

За управљање и контролу уређаја и процеса, рачунар може бити уграђен у сам уређај или се уређајем управља помоћу спољног рачунара.

om

Минијатурни електронски склоп који омогућава дигитално управљање и који је уграђен у сам уређај назива се микроконтролер. Микроконтролер се најчешће израђује у облику електронског чипа и у себи садржи микропроцесор, меморију, бројаче, дигитални и аналогни порт итд. Користи се у различитим уређајима: аутомобилима, мобилним телефонима, роботима, разним уређајима за мерење, играчкама и сл.

pr

Када се уређајем управља споља, неопходан нам је интерфејс.

uk a

Интерфејс (interface) представља електрични склоп који служи за размену информација између рачунара и његовог окружења. Размена информација може се одвијати између софтвера, хардверских компоненти, периферних уређаја, људи или као комбинација наведених.

Ed

Постоји више врста интерфејса: хардверски интерфејс, софтверски интерфејс и кориснички интерфејс. Хардверски интерфејс је обично мали електронски уређај који омогућава комуникацију рачунара и уређаја којим управљамо (Сл. 3.52). Софтверски интерфејс представља управљачки програм који омогућава комуникацију између оперативног система рачунара и спољног уређаја.

Сл. 3.52 Хардверски интерфејс

Кориснички интерфејс омогућава обострану комуникацију између корисника и оперативног система (Сл. 3.53). Постоје два основна типа корисничког интерфејса: текстуални и графички. Текстуални кориснички интерфејс је некада користио оперативни систем MS-DOS, док се данас скоро и не користи. Графички кориснички интерфејс (GUI – Graphical User Interface) користи визуелне елементе типа прозора, менија, дугмића, икона и сл. Као примарни улазни уређај за задавање команди користи се миш и тастатура.

83


om

o

Управљање уређајима помоћу рачунара и интерфејса користи се највише из економских и здравствених разлога. Интерфејс омогућава управљање производњом без присуства човека, непрекидно, брзо и са високом прецизношћу. Такође, интерфејс технологија може заменити човека на опасним и пословима штетним по његово здравље.

pr

Сл. 3.53 Кориснички интерфејс оперативног система Microsoft Windows 10

Ed

uk a

Комуникација између рачунара и његовог окружења остварује се помоћу различитих периферних (спољних) уређаја, који могу бити улазни (миш, тастатура...) и излазни (монитор, штампач...) (Сл. 3.54). Да бисмо на рачунар прикључили неки од поменутих периферних уређаја, потребна су нам прикључна места под називом портови.

Сл. 3.54 Пример повезаности периферних уређаја

84


Постоје различите врсте портова, као што су: USB порт – спољашњи прикључак за разне периферне уређаје (штампач, миш, тастатуру, дигиталну камеру, модем, интерфејс итд.), који карактерише велика брзина и једноставност прикључења. USB кућиште (хуб) је уређај који проширује један USB прикључак у неколико, тако да постоји више прикључака на располагању (Сл. 3. 55 – а,б).

Infra Red (инфрацрвени) порт омогућава слање и примање података коришћењем електромагнетног зрачења у инфрацрвеном распону, без кабловског повезивања рачунара и периферног уређаја (Сл. 3.55-в). Инфрацрвени улази (портови) шаљу и примају податке веома споро, а удаљеност на коју се овим путем може пренети нека информација је веома мала (1 до 2 метра).

Fire Wire (фајервајер) порт припада групи веома брзих портова и веома једноставних за коришћење. Најчешће се употребљава као начин за преношење дигиталног видео-записа у рачунар, како би се касније обрађивао алаткама за дигиталну видео и аудио обраду (Сл. 3.55 – г).

Bluetooth (блутут) порт (прикључак) служи за брзо спајање преносних уређаја, мобилних телефона, лаптопова и других.

Серијски и паралелни портови су се раније користили за повезивање рачунара са мишем, тастатуром, штампачем, интерфејсом и другим периферним уређајима. Данас их је, најчешће, заменио USB порт.

Ed

а)

uk a

pr

om

o

б)

в)

г)

Сл. 3.55 Портови: а) USB порт; б) USB хуб; в) Infra Red порт; г) Fire Wire порт. Многи кабинети за Технику и технологију опремљени су различитим интерфејс комплетима који садрже шеме за склапање и упутство за употребу. Помоћу неких можеш да програмираш рад семафора, електричног звона, укључивања и искључивања светла, паљење разнобојних светлећих лед диода, кретање дечјег аутомобила итд.

85


ВЕЖБА Уколико твоја школа поседује интерфејс комплете, уз наставникову помоћ, проучи упутство, склопи, програмирај и испробај свој први интерфејс. При реализацији ове вежбе искористи стечено знање из предмета Информатика и рачунарство.

ПИТАЊА:

Ed

uk a

pr

om

o

1. Наброј неки од најпознатијих програма за 3Д моделовање у машинству. 2. Која подешавања је потребно извршити пре почетка рада у програму Google SketchUp? 3. Помоћу које алатке се врши котирање нацртаног модела у програму Google SketchUp? 4. Објасни поступак стварања тродимензионалног предмета из дигиталног модела на 3Д штампачу. 5. Где се користи 3Д штампа? 6. Шта чини рачунарски систем? 7. Наброј улазне и излазне јединице рачунара. 8. Објасни која је улога следећих рачунарских компоненти: кућишта рачунара, матичне плоче, процесора, хард-диска, напајања, меморије, оптичких уређаја (ЦД, ДВД) и др.), картица (графичке, звучне...). 9. Чему служи интерфејс и које врсте интерфејса постоје? 10. Чему служе портови и које врсте портова постоје?

86


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Најпознатији програми за пројектовање у машинству су AutoCAD и SolidWorks. • Пре почетка рада у програму Google SketchUp потребно је извршити одређена подешавања везана за мерне јединице и начин котирања. • 3Д штампа је савремена технологија производње где се из дигиталног модела ствара тродимензионални предмет помоћу 3Д штампача. • 3Д штампач је уређај који најчешће топи пластичну жицу (филамент) и од истопљене пластике формира слојеве жељеног облика. Они могу да штампају предмете од пластике, метала и легура, најлона, папира, глине, гипса, као и од стотине других материјала. • Постоје различите технологије по којима раде 3Д штампачи: Fused Deposition Modeling (FDM) – овом методом слојеви се добијају тако што млазница истискује танко влакно истопљене термопластике на површину за штампу. Inkjet 3Д штампачи представљају надоградњу на обичне Inkjet штампаче, а предмет се формира, слој по слој, наношењем гипса или смоле које распршује Inkjet. • Управљање 3Д штампачима се врши помоћу рачунара, при чему је потребан специјалан фајл под називом CAD (Computer Aided Design) да би 3Д модел могао да настане. • 3Д штампа се највише користе за израду прототипа тродимензионалних модела нових уређаја и предмета који верно дочаравају изглед и функционалност будућег производа, затим у производњи накита, обуће, индустријског дизајна, архитектуре, аутомобилске, авио и војне индустрије, стоматолошке и медицинске индустрије итд. • Поред 3Д штампача постоје и 3Д скенери који праве 3Д дигиталну копију одређеног предмета. • Рачунарски систем чине електронске машине које обрађују улазне информације (податке или наредбе) и од њих производе излазне информације (резултате). • Кућиште рачунара (case) представља кутију, од лима или тврде пластике, у коју су смештени најважнији делови рачунара. • Извор напајања обезбеђује напајање електричном енергијом свих делова унутар кућишта рачунара. • Матична плоча (motherboard) је танка, правоугаона штампана плоча која држи и повезује електронске делове рачунара. • Процесор (микропроцесор – Central Processing Unit - CPU) је најважнији део микрорачунара, у коме се извршавају све рачунске и логичке операције и команде које су задате програмом. • Хард-диск (HDD – Hard Disk Drive) је главни уређај за чување података и програма у рачунару. • Меморија је део рачунара који се користи за меморисање (памћење) унетих података и инструкција, њихову даљу обраду и издавање. Основне врсте оперативне меморије су: RAM (Random Access Memory), RОМ (Read Only Memory) и KEŠ (cashe) меморија. • Графичка картица омогућава припрему и пренос слике на монитор. • Звучна картица има задатак да звук снимљен у дигиталном облику у рачунару претвори у аналогни облик тако да може да се репродукује у звучницима. • Интерфејс (interface) представља електрични склоп који служи за размену информација између рачунара и његовог окружења. Постоји хардверски, софтверски и кориснички интерфејс. • Портови су прикључна места на рачунару која служе да бисмо на рачунар прикључили неки од периферних уређаја. Постоји више врста портова: USB, Infra Red (инфрацрвени), Fire Wire (фајервајер), Bluetooth (блутут), серијски и паралелни порт.

87


uk a

Ed o

om

pr


4

uk a

pr

Рационално коришћење ресурса на Земљи и очување и заштита животне средине Материјали у машинству Мерење и контрола Технологија обраде материјала у машинству Обрада метала скидањем струготине Обрада метала без скидања струготине Савремене технологије обраде метала Елементи машина и механизама Елементи за везу Елементи за пренос снаге и кретања Специјални елементи Производне машине Роботика Појам, врсте и намена робота Конструкција робота Погонске машине – мотори Хидраулични мотори Топлотни мотори Пнеуматски мотори Моделовање погонских машина и/или школског мини-робота

Ed

4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.4.1. 4.4.2. 4.4.3. 4.5. 4.5.1. 4.5.2. 4.5.3. 4.6. 4.7. 4.7.1. 4.7.2. 4.8. 4.8.1. 4.8.2. 4.8.3. 4.9.

om

4. РЕСУРСИ И ПРОИЗВОДЊА

o

РЕСУРСИ И ПРОИЗВОДЊА

НАУЧИЋЕШ, САЗНАЋЕШ, УПОЗНАЋЕШ: • • • • • • • • •

мере које се предузимају ради заштите животне средине; значај рационалног коришћења природних богатстава на Земљи; материјале који се користе у машинству и њихове особине; мерила која се користе у машинству; савремене и класичне технологије обраде метала; елементе машина и механизама; врсте, намену и конструкцију робота; погонске машине и моторе; начине моделовања погонских машина и школског мини-робота.

ЗА РАДОЗНАЛЕ: • • • • •

Размисли о томе које би мере могао/могла да предложиш својим другарима како бисте заједно допринели заштити животне средине. Истражи колико су материјали од метала заступљени при изради апарата, уређаја и машина у твом домаћинству. Размисли који је значај правилног и тачног мерења при изради неког предмета (нпр. делова кућне бушилице). Анализирај од којих се елемената састоје поједини апарати, уређаји и машине у твом домаћинству. Уколико поседујеш играчку робота из свог раног детињства, понеси је у школу јер ће ти можда бити добра инспирација при моделовању школског мини-робота.


4. РЕСУРСИ И ПРОИЗВОДЊА 4.1. РАЦИОНАЛНО КОРИШЋЕЊЕ РЕСУРСА НА ЗЕМЉИ И ОЧУВАЊЕ И ЗАШТИТА ЖИВОТНЕ СРЕДИНЕ О природним богатствима (ресурсима) учили смо у петом и шестом разреду.

ДА СЕ ПОДСЕТИМО

om

o

Природна богатства (ресурси) јесу опште добро и заједничко богатство једне земље. Све што се налази у природи чини природно богатство: Сунце, вода, ваздух, земљиште, биљни и животињски свет, нафта, угаљ, рудно благо, природне лепоте и др. Један од најзначајнијих природних богатстава (ресурса) јесте енергија. У природи постоје следећи извори енергије: • необновљиви извори енергије: угаљ, нафта, гас, уранове руде и др. • обновљиви извори енергије: сунчева (соларна) енергија, енергија воде и ветра, биомаса и др. Природни ресурси једне земље одређују њено богатство и економску моћ (Сл. 4.1).

pr

Природне ресурсе користимо у врло различите сврхе, као што су производња најразноврснијих производа важних за свакодневни живот, затим за добијање електричне енергије, загревање станова, производњу хране, вожњу аутомобила и др.

Ed

uk a

Природни ресурси су свуда око нас и због све већих потреба људске популације исцрпљују се много брже него што се обнављају. Баш зато, приликом прекомерног коришћења природних ресурса морамо обратити пажњу на чињеницу да ће се неки од њих у потпуности истрошити уколико не смањимо потрошњу, што представља озбиљан проблем јер живи свет зависи од ових ресурса. Зато њихово коришћење треба да буде плански усмерено и наменски контролисано.

90

4.1 Природни ресурси


Како би се заштитила животна средина, очували природни ресурси пред бројним еколошким изазовима на планети Земљи, свака држава је развила своју стратегију одрживог развоја.

• • • • • • •

Главни циљеви одрживог развоја су: заштита и унапређење животне средине; рационално коришћење расположивих ресурса; образовање грађана на подизању еколошке свести; добро здравље нације; економски раст у складу са природом; одговорна производња и потрошња; обједињавање екологије и економије на свим нивоима.

uk a

pr

om

Загађивање животне средине представља уношење загађујућих материја или енергије у животну средину, а може бити изазвано људском делатношћу или природним процесима који имају штетне последице на квалитет животне средине и на здравље људи (Сл. 4.2). Загађујуће материје су остаци онога што производимо, користимо и одбацујемо. Материја, дакле, постаје загађујућа када се појави на непожељном месту, у непожељно време и у непожељним количинама.

o

Одрживи развој је развој који излази у сусрет потребама садашњице, а да притом не угрожава способност будућих генерација да задовоље своје сопствене потребе. Он подразумева равнотежу између потрошње природних ресурса и способности њиховог обнављања.

Ed

Данас, када пренасељеност, глад, ратни суко4.2 Загађење би, опасност од радиоактивног зрачења, исцрпљиживотне средине вање необновљивих извора енергије, опасност од веома озбиљних загађивања у атмосфери и нестајање читавог екосистема (шумских и водених) угрожавају савремено човечанство, заштита животне средине постаје преокупација сваког човека. Човеково „присвајање природе” у интересу све веће производње, а које се испољава у нарушавању еколошке равнотеже, намеће све већу потребу заштите животне средине и подизању опште еколошке културе међу становништвом.

ДА СЕ ПОДСЕТИМО Екологија се бави заштитом животне средине. Животна средина обухвата све оно што окружује живот једног организма и непосредно или посредно делује на његово стање, развој и дужину живота. Један од ефикасних начина очувања животне средине јесте рециклажа тј. налажење, прикупљање, сортирање, прерада и поновно коришћење материја које бисмо иначе одбацили као некорисне.

91


Очување и заштита животне средине подразумевају скуп различитих поступака и мера који спречавају угрожавање животне средине с циљем очувања биолошке равнотеже. После свега, поставља се питање: Шта човечанство чини како би се спречило даље уништавање животне средине?

o

САВЕТ

pr

ИСТРАЖИ!

om

Потруди се да на сваком месту и у сваком тренутку личним примером даш свој допринос рационалном коришћењу природних ресурса и очувању животне средине.

Истражи и укратко опиши колико се поштују и на који начин се остварују мере заштите животне средине у твом домаћинству и ближој околини.

uk a

• •

ПИТАЊА:

1. Наброј природне ресурсе на планети Земљи и наведи примере њиховог коришћења. 2. Зашто је важно рационално коришћење природних ресурса на планети Земљи? 3. Шта подразумева стратегија одрживог развоја једне земље и који су њени главни циљеви? 4. Које се мере предузимају ради очувања животне средине и који је твој допринос томе?

Ed

• • • • • •

Набројаћемо само неке мере које се предузимају ради заштите животне средине: смањење штетних испусних гасова из моторних возила и индустријских постројења; стална контрола квалитета воде, ваздуха и прехрамбених производа; постављање пречистача ваздуха и воде; забрана употребе моторних возила у централним градским зонама; све мања употреба средстава за заштиту биља (пестицида); забрану производње једињења која разграђују озонски омотач и загађују постојеће еко системе; развијање свести грађана о потреби очувања животне средине; прикупљање и рециклажа секундарних сировина.

www.shtreber.com www.aers.rs

92


4.2 МАТЕРИЈАЛИ У МАШИНСТВУ У свакој грани технике користе се одређени материјали. У шестом разреду учили смо о грађевинским материјалима (конструктивни, изолациони, керамички, везивни и др.), а у осмом ћемо учити о електротехничким материјалима. Ове школске године учићеш о материјалима у машинству, првенствено о металима и њиховим легурама као највише коришћеним материјалима у машинској индустрији. Поред различитих врста метала и њихових легура, у машинству се користе и други материјали.

o

Материјали који се најчешће користе у машинству: метали и њихове легуре; неметали; пластични материјали (полимери); композитни материјали; погонски материјали.

om

• • • • •

МЕТАЛИ И ЊИХОВЕ ЛЕГУРЕ

pr

Човек је користио метале још у прастара времена. У историји су се одређена временска раздобља обележавала према металима и легурама који су коришћени (гвоздено и бронзано доба).

uk a

Метали заузимају значајно место у општој индустријској производњи као конструктивни материјали од којих се израђују машине, мостови, фабричке и спортске хале, железничке шине и друга постројења, саобраћајна средства, алати и прибор за рад, разноврсни уређаји који се користе у домаћинству и др.

Ed

ДА ЛИ ЗНАШ?

Наука која изучава добијање метала који се употребљавају у техници, као и њихове особине које зависе од начина добијања, назива се металургија.

Без метала не би био могућ развој модерне технике и индустрије. Са изузетком племенитих метала (злато, сребро, платина...), метали се у природи не налазе слободни у великим количинама, већ у облику минерала који сачињавају руде. Руде метала се ваде у рудницима и прерађују у метале и легуре. За разлику од неметала, метали су по својим физичким и хемијским својствима међусобно слични. Сви метали су у чврстом агрегатном стању, сем живе, која је у течном. Углавном су сиве боје, сем бакра и злата, који су црвенкасте и жуте боје. Имају добру електричну и топлотну проводљивост, метални сјај, глатке површине, чврсти су и жилави. Хемијски чисти метали имају ретку примену у машинству, те се најчешће користе као легуре.

93


Легуре представљају мешавину два или више метала или метала и неметала. Метали и легуре се према боји деле на: црне (гвожђе и легуре гвожђа) и обојене (бакар, цинк, алуминијум...). Гвожђе је један од најјефтинијих и најзаступљенијих метала у Земљиној кори.

pr

om

o

Сирово гвожђе се добија топљењем руде гвожђа (хематит, магнетит...) у високим пећима, помешане са кречњаком као топитељем и коксом као горивом (Сл. 4.3). У доњем делу пећи удувава се загрејан ваздух под притиском, ради лакшег сагоревања кокса. Сагоревање кокса загрева садржај пећи на више од 1600°С. На овој температури, кисеоник из оксида гвожђа реагује са угљен-моноксидом, ослобађајући гвожђе из његове руде. Добијено сирово гвожђе тече до дна пећи, истиче преко отвора, свака три до четири сата и касније прерађује у челик. У дну пећи се налази и отвор за испуштање шљаке (нечистоћа), која плива по површини течног гвожђа. Шљака се користи као подлога за постављање железничких пруга и стаза, за израду цемента, вештачког ђубрива итд.

4.3 Висока пећ

uk a

Ливено гвожђе се обликује искључиво ливењем јер се због свог састава не може ковати као челик. Користи се за израду посуђа, блокова мотора, лежишта, зупчаника и др.

• • •

Ed

Челик је најчешће коришћени материјал у машиноградњи. То је легура гвожђа и угљеника, кога не сме да буде више од 2,14%. Повољан је за обраду јер се може резати, лити, деформисати, заваривати, ковати, ваљати и термички обрађивати, а и веома је чврст и тврд. Челици се деле према: начину производње (Сименс-Мартенов, конверторски, електрочелик) хемијском саставу (угљенични и легирани) намени (конструкциони, алатни и специјални).

Челик има изузетно велику примену у машинству, користи се за израду лимова, жица, ланаца, профила, осовина, вратила, зупчаника, опруга, за градњу мостова, фабричких хала, бродова, моторних возила, дизаличних конструкција, алата, машина и др. (Сл. 4.4).

94

4.4 Примена челика


ДА ЛИ ЗНАШ? У људском телу најзаступљенији метал је калцијум (1,4%), који се налази у нашим костима. Многи метали су неопходни нашем организму. У организам их уносимо путем исхране. На слици су представљене неке намирнице богате магнезијумом, који игра важну улогу у метаболизму (обнављању) људских ћелија. Обојени метали су сви метали осим гвожђа и његових легура. Најчешће се примењују: тешки обојени метали (бакар, цинк, олово, калај и др.) и лаки обојени метали (алуминијум, магнезијум, титан и др.).

om

Најпознатије легуре бакра су месинг и бронза.

o

Бакар (Cu) је метал златножуте боје, мек, лако се обликује и одличан је проводник топлоте и електричне струје. Најчешће се производи у облику жице, лима и цеви. Добро се леми. Употребљава се за израду електричних проводника, котловских цеви, делова машина, за посуђе итд, а највише за производњу легура. Месинг је легура бакра и цинка. Има златасту боју и погодан је за израду украсних предмета, брава итд.

Ed

uk a

pr

Бронза је назив за велики број легура бакра, најчешће с калајем, али и са другим елементима као што су фосфор, манган, алуминијум и силицијум. Употребљава се за израду зупчаника, бродских пропелера, лежишта итд. (Сл. 4.5)

a)

б)

в)

Сл. 4.5 Предмети од: а) бакра; б) месинга и в) бронзе.

Алуминијум (Al) је лак метал, лако се обликује у жицу и ваља у лимове и фолије. Добро проводи топлоту и електричну струју, па се најчешће, као легиран, употребљава за производњу електричних проводника, у ваздухопловству за конструкције делова авиона и ракета, за аутомобилске делове, за кухињско посуђе, у грађевинарству и прехрамбеној индустрији, итд. (Сл. 4.6). Најпознатије легуре алуминијума су: силумин, дуралуминијум и магналијум. 4.6 Предмети од алуминијума

95


ДА СЕ ПОДСЕТИМО Својства метала и легура се могу поделити на: 1. физичка (боја, сјај, структура, густина, температура топљења, електрична и топлотна проводљивост); 2. хемијска (хемијски састав, отпорност према корозији), 3. технолошка (деформација, ливење, ковање, заваривање, резање); 4. механичка својства (чврстоћа, тврдоћа, еластичност, пластичност, жилавост).

САВЕТ

om

o

Прикључи се акцији „лименка по лименка”, у твојој школи, која има за циљ прикупљање лименки за рециклажу, чиме чувамо животну средину. Рециклажом једне лименке уштеди се довољно енергије за три сата гледања ТВ-а! Бачена лименка ће и после 500 година бити иста таква лименка!

НЕМЕТАЛИ

pr

У машинству се све више примењују неметали као што су: дрво, кожа, гума, азбест, текстил, пластични материјали, керамички материјали итд.

uk a

Кожа и гума се доста користе у машинству за израду ремена (каишника), транспортних трака, облагање појединих делова аутомобила, израду пнеуматика (гума) за моторна возила итд. (Сл. 4.7).

Ed

Азбест је минерал влакнасте грађе. Подноси веома високе температуре, али је мале чврстоће. Користи се за израду ватроотпорних одела, као заптивни и изолациони материјал, за кочионе облоге итд. (Сл. 4.7).

a)

б)

Сл. 4.7 Предмети од: а) гуме и коже и б) азбеста Керамички материјали су отпорни на хабање и на високе температуре. У машинству се користе за израду брусних каменова и трака, сечива, алата, плоча за електричне штедњаке и др.

96


ПЛАСТИЧНИ МАТЕРИЈАЛИ (ПОЛИМЕРИ) Пластичне масе су вештачки материјали који се састоје од дугих ланаца молекула звани полимери.

om

Заједничке особине већине пластичних маса су: мала тежина, велика трајност, отпорност на влагу, добри су изолатори електричне струје и топлоте, лако се обрађују загревањем, механички могу бити веома чврсте, жилаве или савитљиве, отпорне су на деловање хемикалија, имају добру пропустљивост светлости, јефтине су итд.

o

Пластичне масе су материјали који се могу лако извлачити или лити у жељеном облику. То су производи хемијске индустрије (Сл. 4.8).

Према отпорности на загревање пластичне масе се деле на: термопластичне (омекшавају приликом загревања, при чему се могу обликовати, поновним загревањем се могу преобликовати), термостабилне (после загревања или топљења обликују се при чему трајно задржавају облик).

uk a

pr

Постоји веома много различитих Сл. 4.8 Принцип добијања пластике врста пластичних маса. Ми ћемо споменути само оне које су најпознатије међу њима: полиестер, целулоид, целофан, плексиглас, најлон, перлон, бакелит, текстолит, пертинакс, стиропор, стиродур и друге.

Ed

Због својих квалитета, пластичне масе су нашле примену у свим гранама индустрије: машинској, грађевинској, аутомобилској, авионској, бродоградњи, у занатству, домаћинству, електротехници, медицини, спорту итд.

КОМПОЗИТНИ МАТЕРИЈАЛИ

Композитни материјали (композити) добијају се вештачким спајањем два или више материјала различитих својстава ради добијања материјала бољих својстава од материјала од којих су настали. На тај начин новодобијени материјали, под називом композити, попримају квалитетнија својства, као што су: висока крутост и мала маса, висока жилавост, чврстоћа и тврдоћа, отпорност на високе температуре и корозију, добра електрична и топлотна проводљивост итд.

97


• •

Композитни материјали се састоје из: oснове (матрице) – метал, керамика, полимери; материјала за ојачавање – стаклена или угљенична влакна (Сл. 4.9).

Користе се у авио и аутомобилској индустрији, бродоградњи, машинству, грађевинарству, војној индустрији, при изради спортске опреме итд.

ДА ЛИ ЗНАШ?

2 1

Сл. 4.9 Састав композитног материјала: 1. основа (матрица); 2. материјали за ојачавање.

om

ПОГОНСКИ МАТЕРИЈАЛИ

o

Графен је најјачи и најтањи материјал на свету. То је прави чаробни материјал 21. века, савитљив, растегљив, провидан, најбољи проводник електричне енергије и веома лаган. Графен је 200 пута јачи од челика, а опет тако лаган да се чак и једна његова цигла може поставити на врху цвета. Настао је од графита, који је и сам направљен од слојева графена. Наш познати тенисер Новак Ђоковић игра рекетом направљеним од графена.

Погонски материјали се користе за покретање и одржавање машина и њихових делова. У погонске материјале спадају горива и мазива.

pr

Горива се на одређеној температури врло снажно једине са кисеоником, при чему као продукт настају топлота, гасови и чврст остатак. Тај процес се назива сагоревање. Топлотна енергија добијена сагоревањем горива претвара се у механички рад који се користи за покретање топлотних мотора. Горива могу бити: течна (нафта и њени деривати); чврста (угаљ, дрво, уран и др.); гасовита (земни гас).

uk a

• • •

Ed

Мазива су минерална уља и масти који спречавају непосредан додир између површина покретних делова машина, при чему смањују њихово трење, хабање и прегревање. Тиме се врши подмазивање виталних делова машина и продужава њихов радни век. Најважнија особина мазива је вискозитет (способност подмазивања и густина).

ПИТАЊА: 1. 2. 3. 4. 5.

98

Наведи материјале који се најчешће користе у машинству. Шта су легуре? Како се метали и легуре деле према боји? Где се, и како, добија гвожђе? Објасни шта је челик по саставу, које врсте челика постоје и која му је примена. 6. Наведи обојене метале и легуре и њихове главне карактеристике. 7. Наведи најважније неметале који се користе у машинству и њихове главне карактеристике . 8. Које су главне карактеристике пластичних маса? 9. Како делимо пластичне масе према отпорности на загревање? 10. Шта су то композитни материјали, које су им главне карактеристике и где се примењују? 11. Који се погонски материјали користе у машинској индустрији?


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Природна богатства (ресурси) су опште добро и заједничко богатство једне земље. • Одрживи развој је развој који излази у сусрет потребама садашњице, а да не угрожава способност будућих генерација да задовоље своје сопствене потребе. • Животна средина (човекова околина) представља све оно што нас окружује, односно све оно са чиме је директно или индиректно повезана човекова животна и производна активност. • Загађење животне средине представља уношење загађујућих материја или енергије у животну средину, изазвано људском делатношћу или природним процесима, које има штетне последице на квалитет животне средине и на здравље људи. • Очување и заштита животне средине подразумевају скуп различитих поступака и мера који спречавају угрожавање животне средине ради очувања биолошке равнотеже. • Материјали који се најчешће користе у машинству су: метали и њихове легуре, неметали, пластични материјали (полимери), композитни материјали и погонски материјали. • Метали су конструктивни материјали од којих се израђују машине, мостови, фабричке и спортске хале, железничке шине и друга постројења, саобраћајна средства, алати и прибор за рад, разноврсни уређаји који се користе у домаћинству и др. • Легуре представљају мешавину два или више метала или метала и неметала. • Метали и легуре се према боји деле на: црне (гвожђе и легуре гвожђа) и обојене (бакар, цинк, алуминијум...). • Гвожђе је један од најјефтинијих и најзаступљенијих метала у Земљиној кори. Сирово гвожђе добија се топљењем руде гвожђа (хематит, магнетит...) у високим пећима, помешане са кречњаком као топитељем и коксом као горивом. • Челик је легура гвожђа и угљеника, кога не сме да буде више од 2,14%. Повољан је за обраду јер се може резати, лити, деформисати, заваривати, ковати, ваљати и термички обрађивати, а и веома је чврст и тврд. • Обојени метали су сви метали осим гвожђа и његових легура. Најчешће се примењују: тешки обојени метали (бакар, цинк, олово, калај и др.) и лаки обојени метали (алуминијум, магнезијум, титан и др.). • У машинству се све више примењују неметали као што су: дрво, кожа, гума, азбест, текстил, пластични материјали, керамички материјали итд. • Пластичне масе су вештачки материјали који се састоје од дугих ланаца молекула звани полимери. • Према отпорности на загревање, пластичне масе се деле на: термопластичне и термостабилне. • Композитни материјали (композити) добијају се вештачким спајањем два или више материјала различитих својстава ради добијања материјала бољих својстава од материјала од којих су настали. • Погонски материјали се користе за покретање и одржавање машина и њихових делова. У погонске материјале спадају горива и мазива.

99


4.3 МЕРЕЊЕ И КОНТРОЛА Добра припрема је пола обављеног посла, а то се највише односи на мерење, за које постоји правило које гласи: „Три пута мери – једном сеци“. Машинска техника је најпрецизнија техника, у њој се мери десети, стоти, па чак и хиљадити део милиметра. Од прецизности мерења зависи квалитет израде неког предмета или дела машине (мотора) и његовог правилног функционисања током рада. Нпр. прецизност мерења и израде авионских мотора веома су важни за његово нормално функционисање током лета. Зато је мерење у машинству веома важно. Обради материјала и изради неког предмета претходи проучавање техничког цртежа, мерење и обележавање на материјалу.

o

Мерење је упоређивање величине која се мери са одговарајућим системом мера, при чему се добија вредност измерене величине.

om

Систем мера представља међународни стандард којим се прецизирају јединице мера за мерења свих врста величина.

МЕРЕЊЕ ДУЖИНЕ

Ed

uk a

pr

За мање прецизна мерења дужине у машинству користе се разни мерни лењири (равни и угаони) и метар са мерном траком (Сл. 4.10). Када кажемо мање прецизна мерења, то обично значи да је највећа прецизност мерења извршена целим милиметрима.

Сл. 4.10 Мерни лењири (равни и угаони) и метар са мерном траком

100


Пошто смо већ истакли да израда машинских делова изискује знатно већу прецизност мерења и обраде, за прецизнија мерења у машинству користе се помична мерила с нонијусом и микрометар. Помично мерило с нонијусом служи за мерење спољашњих и унутрашњих мера и дубине разних отвора. Састоји се од непомичног дела са милиметарском поделом и помичног дела са нонијус поделом, на којој је 9 mm подељено на 10 једнаких делова.

om

o

Изглед и делови помичног мерила са нонијусом дати су на слици 4.11.

pr

Сл. 4.11 Помично мерило са нонијусом: 1. кљунови за мерење унутрашњих мера; 2. кљунови за мерење спољашњих мера; 3. непокретни део са милиметарском поделом; 4. покретни део са нонијус поделом; 5. наставак за мерење дубине; 6. повлакач; 7. кочница.

uk a

Мерило се држи десном руком тако да се палцем може померати помични део. Предмет који меримо ставља се између кљунова за мерење спољашњих мера, или се кљунови за мерење унутрашњих мера увуку у отвор рупе, или се наставак за мерење дубине увуче до краја отвора рупе.

Ed

Очитавање измерене величине врши се тако што се прво милиметри очитају на непомичном делу при чему треба да избројимо целе милиметре на непомичној подели до нултог подељка на помичној нонијус скали. Потом гледамо која се црта на нонијус скали подудара са цртом на милиметарској скали и ту вредност очитамо као десети део милиметра (Сл. 4.12). 0

5

0

10

15

1

2,4

0

5

10

0

15

1

10,9

Сл. 4.12 Примери очитавања мера на помичном мерилу са нонијусом

101


Помична мерила могу мерити ca различитом прецизношћу: 1/10 (0,1 mm), 1/20 (0,05 mm) и 1/50 (0,02 mm), што зависи од поделе на нонијусу. Микрометар се користи за прецизнија мерења са тачношћу стотих делова милиметра (0,01 mm). Микрометром се могу мерити спољашње и унутрашње мере.

om

o

Изглед и делови микрометра дати су на слици 4.13.

pr

Сл. 4.13 Микрометар за мерење спољашњих мера: 1. рачва; 2. непокретни пипак; 3. покретни пипак; 4. кочница; 5. чегртаљка; 6. добош са покретном скалом; 7. непокретна скала.

uk a

На ваљкасти део микрометра са непокретном скалом навучен је обртни део (добош) са покретном скалом на којој се налази 50 подељака. Добош се при једном пуном заокрету помери за 0,5 mm, због чега се при читању води рачуна о томе да ли је руб добоша испред горње милиметарске поделе, или се испред руба налази доња цртица која означава половину милиметра. У првом случају, делови означени на добошу додају се на целе милиметре (нпр. 12 + 0,21 = 12,21 mm), а у другом случају ознака на добошу додаје се на ½ mm (нпр. 8 + 0,50 + 0,12 = 8,62 mm).

0

5

11,33

40

10

35

5

30

0

35

Ed

Примери очитавања мера на микрометру дати су на слици 4.14.

7,37

Сл. 4.14 Примери очитавања мера на микрометру

102


У последње време све више се користе дигитална мерила као што су: електронска мерна трака, помично мерило са нонијусом и микрометар, који су много прецизнији и лакши за очитавање јер се током мерења резултати очитавају на дисплеју (Сл. 4.15).

б)

om

o

a)

в)

г)

uk a

ВЕЖБА

pr

Сл. 4.15 Дигитална мерила: а) дигитални метар; б) електронска мерна трака; в) дигитално помично мерило са нонијусом; г) дигитални микрометар.

Помоћу помичног мерила са нонијусом измери унутрашњу меру, спољашњу меру и дубину рупе на чепу или неком другом предмету који ћеш добити од наставника.

Ed

Увежбај начин коришћења и очитавања резултата мерења на микрометру.

Мерење помичним мерилом са нонијусом и микрометром можеш увежбати и помоћу рачунарских симулација на интернет адресама које су дате у налогу „За оне који хоће више”.

103


Контролом се упоређује вредност мерене величине са задатом мером на техничком цртежу. Контролом се не добијају бројне вредности, већ се само утврђује да ли је радни предмет у оквиру одређених граница. За контролу дужинских мера у машинству користе се разни контролници као што су: контролни листићи, контролни калибри, контролни чеп, контролна рачва, шаблони за контролу навоја итд. (Сл. 4.16).

o

в)

б)

pr

om

a)

Сл. 4.16 Контролници: а) контролни листићи; б) контролни калибри; в) контролни чеп; г) контролна рачва; д) шаблони за контролу навоја.

д)

г)

Ed

uk a

Контролни листићи се користе за контролу зазора и проверу одступања код равних обрађених површина. Контролни калибри, рачве и чепови се користе за контролу унутрашњих и спољашњих мера (рачва – контрола спољашњих мера; чеп – контрола унутрашњих мера, рупа и отвора). Шаблони за контролу навоја (еталони) користе се за брзу и тачну контролу вредности корака навоја завртња.

МЕРЕЊЕ УГЛОВА

Мерење углова изводи се угломерима, који могу бити универзални или оптички (Сл. 4.17). Користе се за мерење и оцртавање углова од 0 до 360°, са прецизношћу очитавања у степенима и минутима. Контрола величине угла изводи се угаоницима (Сл. 4.17) и шаблонима.

Сл. 4.17 Угломер и угаоник

104


МЕРЕЊЕ МАСЕ, СИЛЕ И МОМЕНТА За мерење масе користе се електронске (дигиталне) ваге, а за мерење силе користе се динамометри.

a)

б)

om

o

Момент силе (обртни момент) веома је важна механичка величина, која се користи при склапању машинских делова. За притезање машинских делова помоћу навртке, где се мора применити тачно одређени момент силе, користи се момент кључ (Сл. 4.18).

в)

ПИТАЊА:

pr

Сл. 4.18 Мерење масе, силе и момента: а) дигитална вага; б) динамометар; в) момент кључ.

Ed

uk a

1. Шта је то мерење, а шта контрола? 2. Која се мерила користе у машинству за мерење дужине? 3. Објасни главне делове и поступак мерења помичним мерилом с нонијусом. 4. Објасни главне делове и поступак мерења микрометром. 5. Који се прибор користи за контролу дужинских мера у машинству? 6. Који се прибор користи за мерење углова у машинству? 7. Чиме се мере маса, сила и момент силе?

www.stefanelli.eng.br/en www.paulinenpflege.de

105


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Мерење је упоређивање величине која се мери одговарајућим системом мера, при чему се добија вредност измерене величине. • За мање прецизна мерења дужине у машинству користе се разни мерни лењири (равни и угаони) и метар са мерном траком, а за прецизнија мерења помично мерило са нонијусом и микрометар. • Помично мерило с нонијусом служи за мерење спољашњих и унутрашњих мера и дубине разних отвора. Састоји се од непомичног дела са милиметраском поделом, помичног дела са нонијус поделом, на којој је 9 mm подељено на 10 једнаких делова, кљунова за мерење унутрашњих мера, кљунова за мерење спољашњих мера, наставка за мерење дубине, повлакача и кочнице. Помична мерила могу мерити различитом прецизношћу: 1/10 (0,1 mm), 1/20 (0,05 mm) и 1/50 (0,02 mm), што зависи од поделе на нонијусу. • Микрометар се користи за прецизнија мерења спољашњих и унутрашњих мера са тачношћу стотих делова милиметра (0,01 mm). Главни делови микрометра су: рачва, непокретни пипак, покретни пипак, кочница, чегртаљка, добош са покретном скалом и непокретна скала. • Контролом се упоређује вредност мерене величине са задатом мером на техничком цртежу. За контролу дужинских мера у машинству користе се разни контролници, као што су: контролни листићи, контролни шаблони, контролне рачве, контролни калибри, контролни чепови итд. • Мерење углова изводи се угломерима, који могу бити универзални или оптички. Користе се за мерење и оцртавање углова од 0 до 360°, са прецизношћу очитавања у степенима и минутима. Контрола величине угла изводи се угаоницима и шаблонима. • За мерење масе користе се електронске (дигиталне) ваге, а за мерење силе користе се динамометри. • За мерење момента силе при притезању машинских делова помоћу навртке користи се момент кључ.

106


4.4 ТЕХНОЛОГИЈА ОБРАДЕ МАТЕРИЈАЛА У МАШИНСТВУ Да би неки предмет или елемент машине добио свој облик и величину, потребно је извршити одређене радне операције, односно потребно је одређену количину материјала радним поступцима довести у жељени облик и дати му потребне димензије, тј. потребно је обрадити материјал. У ранијим разредима учили смо да се разни материјали могу обрађивати на различите начине, што зависи од врсте и особина материјала, квалитета његове обраде итд. На почетку ове области учили смо о материјалима који се користе у машинству. У овом делу научићеш како се врши обрада метала као најважнијег материјала у машинској индустрији.

om

o

Обрадом метала мењају се облик, димензије или својства метала како би се он прилагодио даљој употреби. Да би се извела обрада метала на било који начин, потребно је имати одговарајући алат или машине. Алат је средство за обраду које је у директном додиру с предметом који се обрађује.

ВЕЖБА

uk a

Разликујемо две групе поступака обраде метала: обрада метала скидањем струготине, обрада метала без скидања струготине. ТЕХНОЛОГИЈА ОБРАДЕ МЕТАЛА

ОБРАДА МЕТАЛА СКИДАЊЕМ СТРУГОТИНЕ

Ed

• •

pr

Са наставником и својим одељењем посети производни погон металске индустрије у свом месту и упознај се са употребом машина и алата за обраду метала.

• секачем • тестером • турпијом • бушењем • стругањем • глодањем • рендисањем • брушењем • израдом навоја

ОБРАДА МЕТАЛА БЕЗ СКИДАЊА СТРУГОТИНЕ • ливење • деформисање • спајање • термичка обрада

Сл. 4.19 Начини обраде метала

107


4.4.1. ОБРАДА МЕТАЛА СКИДАЊЕМ СТРУГОТИНЕ Обрада метала скидањем струготине подразумева поступке обраде код којих се клинастим сечивом продире у метал, стварајући жељени облик предмета, при чему се од дела који се обрађује одвајају ситни делови метала тј. струготина. Обрада метала скидањем струготине обавља се ручним алатима и машинама. Ручна обрада је обрада материјала при којој се користи алат као средство којим се мења облик предмета снагом људских мишића. Машинска обрада се обавља машинама са унапред одређеним алатима, како би се у што краћем времену добио производ задовољавајућег квалитета и сачувала људска радна снага.

om

o

У обраду метала скидањем струготине спадају: обрада метала секачем, тестером, турпијом, бушењем, стругањем, глодањем, рендисањем, брушењем, израдом навоја и др.

ОБРАДА СЕКАЧЕМ

pr

Секач служи за ручно одсецање дебљих комада метала који не могу да се исеку маказама, за израду жлебова, прореза и сл. Секач, под дејством удара металног чекића, продире својом оштрицом (сечивом) у материјал и раставља га у делове. При раду са секачем веома је важан угао секача у односу на материјал који се обрађује.

Ed

uk a

Секачи се разликују по облику и тврдоћи материјала од кога су направљени (Сл. 4.20). За сечење лима не треба користити исти секач као и за просецање или дубљење. Најчешће се користи пљоснати секач са широком оштрицом, нарочито при обради лима, одсецање дебље челичне жице или када треба скинути већу количину материјала. Ужи, попречни секачи користе се за дубљење жлебова и уских удубљења. Приликом обраде секачем материјал треба да буде добро притегнут у стегу.

Сл. 4.20 Пљоснати и попречни секач Пробојци су слични секачима. Употребљавају се за пробијање рупа на танком лиму (Сл. 4.21).

Сл. 4.21 Пробојац

108


ТЕСТЕРИСАЊЕ (РЕЗАЊЕ) Ручно резање метала изводи се специјалном тестером која има челични лист (бонсек траку) са зупцима који су врло тврди, али и крти (Сл. 4.22). Зупци су наизменично заокренути у страну и налазе се са обе стране челичног листа, који по потреби може да се окрене. Оваква конструкција зубаца тестере обезбеђује да ширина реза буде већа од дебљине листа тестере, па се тиме избегава трење листа о бокове реза и олакшава рад тестером. При намештању листа тестере у рам треба пазити да су зупци увек окренути у правцу резања и да лист буде добро затегнут.

Сл. 4.22 Ручна тестера за метал (бонсек тестера)

o

Тестеру не треба притискивати више него што је потребно, већ је треба равномерно и праволинијски повлачити тако да се користи скоро цела њена дужина.

uk a

pr

om

Материјал који режемо треба увек добро притегнути у стегу како не би вибрирао и тиме отежао рад и оштетио лист тестере. Правило је да се материјал увек сече по равној површини, а не по угловима, како би се избегло оштећење листа тестере (Сл. 4.23).

Сл. 4.23 Правилно резање ручном тестером за метал

ТУРПИЈАЊЕ

Ed

Ако тестером нисмо изрезали материјал тачно по мери или га желимо додатно обрадити (изравнати, заоблити, смањити, стањити и сл.), користимо турпије различитих врста и облика. Турпије су универзалне алатке за обликовање метала и разликују се по врсти зубаца, квалитету, облику и величини. По квалитету их делимо на грубе (са крупним зупцима – нарезима), средње (са средњим нарезима) и фине (са ситним нарезима), а према облику попречног пресека на равне, четвртасте, троугласте, округле, полуокругле итд. (Сл. 4.24). Турпије могу бити различитих величина. Ширина и дебљина турпије одређује се према њеној величини. Тако, на пример, пљосната (равна) турпија, чије је тело дужине 200 mm, има ширину 22 mm, а дебљину 5 mm.

Сл. 4.24 Различити облици турпија

109


Турпије могу бити са нарезима у једном правцу (једнозубе турпије), са два унакрсна нареза и са појединачно резним зупцима. Када ће се која турпија употребити за једну врсту рада, зависи од материјала, потребног квалитета обраде, врсте предмета и облика дела предмета који се обрађује.

ДА ЛИ ЗНАШ? При обради материјала турпијом веома је важно правилно држање турпије и нашег тела. Дршка турпије се при раду хвата једном руком, а прстима друге руке се придржава и притиска њен предњи крај. При радном ходу (када се турпија креће унапред) турпија се притисне и гура, а при празном ходу (враћању турпије назад) не притиска се. Наше тело при раду треба да је у усправном положају.

УПОЗОРЕЊЕ

uk a

pr

om

o

Дршка турпије мора бити добро насађена (причвршћена) на метални део турпије. Уколико приметиш да се дршка одваја од металног дела, потребно ју је закуцати дрвеним чекићем. Део који се обрађује турпијом обавезно треба добро притегнути у стегу. Дужи материјал обрађујемо само у оквиру чељусти стеге тако што га померамо лево-десно. Турпије не треба ударати једну о другу, јер их тако можеш оштетити. По завршетку турпијања турпије треба очистити металном четком. Опиљке метала који остају на радном столу после турпијања не треба уклањати руком или дувањем, јер се они могу забости у прсте или упасти у око. Чишћење се врши лагано и пажљиво, четком или метлицом.

БУШЕЊЕ

Ed

За бушење отвора и рупа различитог пречника у металу обично се користе разне врсте електричних бушилица. Бушилица има више врста, од малих батеријских бушилица, ручних електричних, стоних, стубних, до великих индустријских бушилица (Сл. 4.25). У кабинетима за Технику и технологију најчешће се користе ручна електрична бушилица и стона бушилица.

a)

110

б)

Сл. 4.25 Електричне бушилице: а) ручна; б) стубна; в) стона.

в)


При бушењу метала, због његове тврдоће, користимо искључиво спиралне (завојне) бургије, које могу бити различитог пречника и дужине. Бушилице имају више брзина. Помоћу веће брзине буше се мекши метали, а помоћу мање тврђи. Приликом бушења морамо се придржавати одређених правила, јер је бушење прецизна, а уједно и опасна радна операција.

УПОЗОРЕЊЕ У кабинету за Технику и технологију електричну бушилицу можеш користити само уз одобрење и присуство наставника. Материјал који се буши обавезно мора бити причвршћен ручном стегом или га мораш придржавати пљоснатим клештима.

Ed

uk a

pr

om

o

Место које желимо да бушимо прво морамо обележити тачкашем. Предмет који бушимо морамо добро учврстити ручном стегом или га држати клештима. Поставимо бургију бушилице на место обележено тачкашем, укључимо кажипрстом прекидач бушилице и, полако притискајући надоле, извршимо бушење. Упуштање (укошење) ивица на отворима врши се при спајању дебљих металних делова да би површина на месту спајања била равна (глатка). Упуштање ивица врши се упуштивачем (Сл. 4.26).

Сл. 4.26 Обележавање, бушење, упуштање Бушење танких лимова је веома отежано и опасно, па се на њима рупе пробијају пробојцем. Приликом бушења рупа већег пречника обично се прво избуши мања рупа, па се бургија замени већом, након чега се рупа проширује.

111


СТРУГАЊЕ Стругањем се обликују метални предмети ваљкастог облика (осовине, вратила, чауре, ременице, клипови, цилиндри итд.) на специјалним машинама које се називају стругови (Сл. 4.27).

o

Обраду метала струг изводи помоћу алата који се назива стругарски нож. За одређене операције рада на стругу ножеви имају одговарајуће облике сечива (Сл. 4.28).

Сл. 4.28 Разни облици стругарских ножева

om

Сл. 4.27 Струг за обраду метала

Главно кретање при обради стругањем јесте обртно кретање и изводи га предмет обраде, а помоћно кретање је праволинијско и изводи га алат.

pr

У обраду стругањем спадају спољашња и унутрашња уздужна и попречна обрада, усецање спољних и унутрашњих жлебова, обарање ивице на спољашњим и унутрашњим површинама, обрада унутрашњих и спољашњих конуса, израда навоја, бушење отвора и рупа, одсецање делова метала итд.

uk a

У зависности од специфичне намене, постоји више врста стругова: универзални, полуаутоматски, аутоматски, CNC стругови и др. Постоје копирни стругови за серијску израду једнаких предмета. Неки стругови, поред стругарских, могу вршити и глодачке операције обраде метала.

Ed

ГЛОДАЊЕ

Глодање је поступак машинске обраде метала при чему могу да се обликују равне површине, жлебови, профили, навоји, зупчаници, до површина веома сложеног облика. Глодање се изводи на машинама глодалицама (Сл. 4.29), које као алат користе глодало које, за разлику од стругарског ножа, има више сечива.

112

Сл. 4.29 Глодалица


За различите радне операције на глодалици користе се и различита глодала. Глодало изводи главно обртно кретање, док предмет обраде (обрадак) заједно са радним столом глодалице, за који је причвршћен, изводи праволинијско кретање (Сл. 4.30).

Сл. 4.30 Принцип обраде глодањем

om

РЕНДИСАЊЕ

o

У зависности од специфичне намене глодалице се деле на: хоризонталне, вертикалне, универзалне, CNC глодалице итд. Глодалицама се може управљати аутоматски и ручно.

pr

Рендисањем се обликују равне површине, жлебови и профили на машинама које се називају рендисаљке (Сл. 4.31).

Ed

uk a

Алат за рендисање чини нож за рендисање, који је сличан стругарском ножу. За разлику од већине алатних машина код којих предмет или алат врши кружно кретање, рендисаљке су машине код којих се и алат за рендисање (нож) и материјал који се обрађује крећу праволинијски (Сл. 4.32).

Сл. 4.31 Рендисаљка

Сл. 4.32 Принцип обраде рендисањем

Постоје краткоходне и дугоходне рендисаљке. Код краткоходних (попречних) рендисаљки предмет стоји учвршћен, а алат (нож) се креће праволинијски. Нож се креће напред са радним ходом, а при повратку у назад се подиже и враћа у празном ходу. Код дугоходних (уздужних) рендисаљки принцип рада је обрнут, предмет се креће дуж своје уздужне осе праволинијски, а алат се помера после сваког обављеног реза.

113


БРУШЕЊЕ Брушење је готово редовно завршна операција обраде метала. Брушење се изводи на машинама брусилицама, које као алат имају брусну плочу – тоцило. Брусне плоче су израђене од веома ситних, тврдих зрнаца, која услед велике брзине скидају ситне честице металне струготине. Брусне плоче се током рада троше, зато их је ради сигурности рада потребно на време заменити новим. У зависности од материјала који брусимо и радне операције коју изводимо, користимо и одговарајућу брусну плочу. Брусне плоче могу бити различите по дебљини, пречнику, тврдоћи и крупноћи зрнаца од којих су направљене (грубе и фине).

УПОЗОРЕЊЕ

pr

Када брусимо (оштримо) алат, не смемо дозволити да се ужари, јер тада постаје мекан, па га повремено треба хладити у води.

om

За оштрење алата највише се користи стона електрична брусилица са две брусне плоче, једном грубљом (тврђом) и другом финијом (мекшом) (Сл. 4.33).

o

Из безбедносних разлога, веома је важно да брусилицу правилно користимо. Предмет који брусимо треба притискати равномерно.

Сл. 4.33 Стона електрична брусилица

Ed

uk a

Од свих машина за обраду метала, брусилица је најопаснија за рад. Током брушења настају искре које у ствари представљају комадиће ужареног метала. Они су веома опасни за очи и тело, па је при раду обавезно коришћење заштитних наочара, рукавица и кецеље. Ручна електрична брусилица служи за пресецање металних предмета (шипки, цеви, профила, плоча и др.) и за мању завршну обраду равнања (Сл. 4.34). Индустријско брушење се обавља разним индустријским брусилицама.

Сл. 4.34 Ручна електрична брусилица

114


ИЗРАДА НАВОЈА Да бисмо остварили везу спајања два метална дела, често користимо завртањ са навртком. Завртањ има спољашњи навој, а навртка унутрашњи навој. Алат за ручно нарезивање спољашњег навоја назива се нарезница, а за урезивање унутрашњег навоја урезница. За окретање нарезница и урезница користи се двокрака полуга (окретаљка) (Сл. 4.35).

Сл. 4.35 Комплет нарезно-урезног алата за ручну израду навоја

om

o

За урезивање унутрашњег навоја прво треба избушити отвор који мора бити нешто мањег пречника од пречника урезнице. На пример, за навој пречника М10 треба избушити рупу пречника Ø8. Ивице улазног отвора треба мало скинути ради лакшег започињања урезивања навоја. Поступак урезивања једног навоја одвија се у три круга: почетном, средњом и завршном урезницом. Увртање почетног навоја мора се вршити пажљиво и под правим углом у смеру кретања казаљке на сату. После сваког круга, урезница се окреће натраг за пола круга ради лакшег одстрањивања струготине (Сл. 4.35).

Ed

uk a

pr

Нарезивање спољашњег навоја је слично нарезивању унутрашњег. Део на коме треба урадити спољашњи навој прво се добро учврсти у стегу у вертикалном положају, а затим му се турпијом обраде почетне ивице. Нарезница се поставља у одговарајућу окретаљку и лаганим притиском Сл. 4.36 Нарезивање и урезивање навоја окреће по истом принципу као и урезница (Сл. 4.36). Веома је важно правилно започети први круг резања. Одстрањивање струготине је знатно лакше, па се, уместо три, користи само једна нарезница. Поред ручне израде навоја, навој се може израдити и машински, на стругу.

4.4.2. ОБРАДА МЕТАЛА БЕЗ СКИДАЊА СТРУГОТИНЕ Обрада метала без скидања струготине је начин обраде метала којим се жељени облик предмета добија без уклањања вишка материјала (струготине). • • • •

У поступке обраде метала без скидања струготине убрајају се: ливење; деформисање; спајање и термичка обрада.

115


ЛИВЕЊЕ Ливење је поступак при коме се растопљени метал улива у унапред припремљени калуп, хлади и тако поприма његов облик (Сл. 4.37). Алати за ливење могу бити пешчани калупи за једнократну употребу и метални (кокиле) за вишекратну употребу. Део који се добија ливењем назива се одливак. Да би се добио готов производ, одливак је потребно додатно обрадити.

Сл. 4.37 Поступак ливења

om

ОБРАДА ДЕФОРМИСАЊЕМ

o

Поступак ливења се користи за израду предмета сложеног облика, који се на други начин не могу направити или обрадити.

pr

Обрада метала деформисањем подразумева обраду при којој се дејством спољашњих сила пластично (трајно) деформише обрадни материјал дајући му при томе завршни (жељени) облик. Потребне силе за обраду настају дејством машине или ручно помоћу одговарајућег алата којим се обликује радни предмет. Материјал који се обрађује је у облику лимова, цеви, разних профила, плоча итд. и може бити у топлом или хладном стању. Овај начин обраде метала омогућава уштеду материјала, јер нема отпада и побољшава његове механичке карактеристике (чврстоћу, тврдоћу, еластичност и жилавост).

uk a

Ed

• • • • • •

У обраду метала деформисањем спадају: савијање; ваљање; сабијање (ковање); извлачење; истискивање; одвајање.

САВИЈАЊЕ

Савијање је технолошка метода пластичног деформисања, којом се могу обрађивати лимови, жице, профили, цеви итд. Димензије радног комада се приликом савијања крећу од неколико милиметара до неколико метара. Савијање се често изводи у комбинацији са другим обрадама пластичног деформисања као што су одвајање, пробијање и др. • • • •

Основни поступци обликовања метала савијањем: савијање на универзалним машинама помоћу специјалног алата; профилно савијање помоћу ваљака; кружно савијање лима; савијање цеви, профила, уских трака и жице.

116


Приликом савијања на универзалним машинама користе се специјални алати који омогућавају израду само предмета одређеног облика тј. облика алата (Сл. 4.38). Сл. 4.38 Принцип профилног савијања на универзалним машинама Профилно савијање помоћу ваљака одликује се поступним формирањем задатог облика хладном деформацијом. То се постиже проласком радног комада кроз већи број ваљака за савијање. Најчешће се користи за израду профилисаних и таласастих лимова различитог облика, дебљине и димензија (Сл. 4.39).

pr

Сл. 4.39 Профилно савијање таласастих лимова

om

o

Кружно савијање лима се изводи на специјалним машинама са три или четири ваљка (Сл. 4.40). Дужина радног комада ограничена је дужином ваљака. Дебљина лима може достизати и неколико десетина милиметара.

Ed

uk a

Посебан поступак савијања представља савијање Сл. 4.40 Кружно цеви. Овим поступком је цеви савијање лима могуће, применом специјалних алата и машина, од равне (праволинијске) цеви добити цев савијену под одређеним углом (Сл. 4.41).

Сл. 4.41 Савијање цеви

Савијање тањих лимова мањих димензија могуће је извршити ручно, помоћу дрвеног чекића, стеге и помоћних средстава (профила, ваљкастих шипки и др.), у зависности какав коначан облик предмета желимо да добијемо од лима (Сл. 4.42).

Сл. 4.42 Ручно савијање лима помоћу профила и ваљкасте шипке притегнутих у стегу

Мекшу и тању жицу такође можемо савијати ручно, помоћу равних и округлих клешта (Сл. 4.43).

Сл. 4.43 Клешта за савијање жице

117


ВАЉАЊЕ Ваљање је један од поступака обликовања метала деформисањем у коме материјал пролази кроз два ваљка која се окрећу у супротним смеровима (Сл. 4.44). Проласком метала између ваљака смањује се његов пресек, а повећава дужина, уз истовремено побољшање механичких својстава. Ваљање се може изводити у топлом и хладном стању. У зависности од врсте и облика готовог производа (лимови, цеви, профили, траке, жице и др.), поред глатких, могу се користити и различито профилисани (обликовани) ваљци.

Сл. 4.44 Принцип ваљања

Ed

om pr

uk a

Ковање је обрада материјала деформисањем при којој се промена облика и димензија врши ударцима чекића по материјалу, који је претходно загрејан и положен на наковањ (Сл. 4.45). Поред обраде у топлом, обрада се може извести и са материјалом који је у хладном стању. Према начину на који се обавља преобликовање, постоји ручно ковање и машинско ковање. Машинско ковање се изводи на специјалним машинама које се зову ковачке пресе (Сл. 4.46).

o

САБИЈАЊЕ (КОВАЊЕ)

Сл. 4.45 Ручно ковање (наковањ, чекић и ковачка клешта)

Сл. 4.46 Ковачка преса

ИЗВЛАЧЕЊЕ

Извлачење има врло широку примену у индустрији прераде метала, посебно у изради делова широке потрошње, посуђа, судопере, као и у авио-индустрији, аутомобилској индустрији, електронској индустрији и многим другим областима. Сам процес извлачења састоји се у трансформацији материјала у облику кружне плоче у предмет цилиндричног или кутијастог облика, тако што се материјал обрађује у једном или више алата за извлачење (Сл. 4.47). Обрада извлачењем изводи се на материјалу у хладном стању.

118

Сл. 4.47 Поступак извлачења


Извлачење се изводи на пресама простог и двоструког дејства и на хидрауличним пресама. Технолошки поступак при обради извлачењем може да се одвија у једној, две или више операција извлачења. Делови мање дубине и простијег облика извлаче се у току једне операције, док се делови веће дубине и сложенијег облика израђују у току две или више операција извлачења. Обрада лима извлачењем кроз више алата, односно у више операција, назива се дубоко извлачење. Поред обликовања лима, извлачењем се производи и жица разних пречника.

ИСТИСКИВАЊЕ

o

Обликовање истискивањем изводи се на тај начин што се материјал пластично деформише тј. истискује у отвореном калупу под дејством истискивача, обликујући се у производ жељеног облика (Сл. 4.48). По завршеном истискивању обрађени део се избацује из калупа помоћу избацивача.

Сл. 4.48 Принцип истискивања

У зависности од смера кретања истискивача и материјала који се истискује постоји: супротносмерно; истосмерно и комбиновано истискивање.

pr

• • •

om

Истискивањем се израђују делови мањих мера и тањих зидова.

uk a

Основне карактеристике истискивања су: висока тачност мера и висок квалитет површина предмета, побољшана механичка својства материјала после истискивања и висока производност.

ОДВАЈАЊЕ

Ed

Обликовање предмета од лима одвајањем изводи се тако што се један део материјала одваја од другог смицањем по отвореној или затвореној контури. У зависности од облика и положаја контуре по којој се врши одвајање материјала, разликују се следеће операције одвајања: • одсецање (сечење); • пробијање и • просецање. Одсецањем (сечењем) се један део лима одваја од другог дела по отвореној или затвореној контури. Овом обрадом се секу табле лима на мање делове који иду на даљу обраду, а ређе се секу шипке и профили. Одсецање мањих делова се врши ручним или стоним маказама (Сл.4.49), док се у индустријској производњи одсецање обавља машински. Сл. 4.49 Ручне и стоне маказе за лим

119


Ручно сечење жице врши се разним клештима, у зависности од дебљине жице и материјала од ког је направљена (Сл. 4.50).

Сл. 4.50 Клешта за сечење жице

pr

om

o

Пробијањем се изводи одвајање материјала по затвореној линији при формирању унутрашњег изгледа делова од лима. Изводи се ручним алатима и хидрауличним пресама (Сл. 4.51).

uk a

Сл. 4.51 Алати за ручно пробијање лима

Ed

Просецањем се изводи одвајање материјала по затвореној линији при формирању спољашњег изгледа делова од лима.

СПАЈАЊЕ

Обрада спајањем је начин обраде метала при којем се жељени производ добија спајањем два дела или више делова у једну целину. Спајање делова у склопове омогућава стварање једноставних и сложених предмета, механизама, машина, апарата, уређаја итд. Понекад је потребно да склопове повремено растављамо (ради чишћења, подмазивања, оправке), па у том случају за спајање користимо раздвојиве везе. Међутим, постоје и склопови који треба да остану у трајној целини, па у том случају за спајање користимо нераздвојиве везе. У раздвојиве везе убрајамо спајање завртњима, клиновима и опругама, а у нераздвојиве ‒ спајање заваривањем, лемљењем и закивањем. О наведеним начинима спајања металних делова учићеш детаљније у следећој лекцији.

120


СПАЈАЊЕ ЗАВРТЊИМА Спајање завртњима је један од најчешћих начина спајања металних делова. Ова раздвојива веза се остварује завртњем и навртком (Сл. 4.52). На стубу завртња је урезан спољашњи милиметарски навој који се спаја са навртком на којој је урезан унутрашњи навој. Зависно од сврхе примене постоји велики број различитих Сл. 4.52 Завртањ завртња са навртком. Најчешће се разликују по дужини, пречнику са навртком навоја и облику главе.

СПАЈАЊЕ ЛЕМЉЕЊЕМ

uk a

pr

om

За спајање метала лемљењем користе се различите врсте електричних лемилица (Сл. 4.53). Загрејаном лемилицом се лем (калајна жица) растапа док је у контакту са лемним местом. Растопљени лем натапа спој два метала, хлади се и тако образује механичку везу компоненти споја. Пре лемљења неопходно је добро очистити и обрадити површине за спајање да би растопљени лем потпуно испунио зазоре између њих.

o

Лемљење је процес спајања нераздвојивом везом два метална дела помоћу трећег метала који се назива лем. Том приликом се лемом попуњавају зазори између два метала који се спајају. Лем је метал или смеса метала (легура) ниже тачке топљења од материјала који се спаја. Као лем се најчешће користи калајна жица.

Лемљење се може изводити ручно Сл. 4.53 Електричне лемилице или аутоматски. При аутоматском лемљењу штампана плоча са компонентама се потапа у басен растопљеног лема на неколико секунди, а потом се извлачи. После хлађења, све компоненте су залемљене на плочи.

Ed

Разликује се меко (температура топљења лема до 450°С) и тврдо (температура топљења лема преко 450°С) лемљење. Меко лемљење се користи за спојеве мање чврстоће, а тврдо за спајање чврстих спојева. • • • • •

Поступак при меком лемљењу: обезбеђивање доброг налегања површина које се леме; одмашћивање и чишћење површине која се леми (употребом пасте за лемљење); загревање лемилице којом се онда загревају површине које се леме; загревање, топљење и наношење лема на површину која се спаја; хлађење лема и провера залемљеног дела.

121


ВЕЖБА

3. 4. 5.

УПОЗОРЕЊЕ

om

2.

pr

1.

Редослед рада: На припремљени комад лима, помоћу игле за обележавање, нацртај мрежу кутије као на приложеном цртежу. Маказама за лим исеци кутију по обележеним линијама. Уз помоћ стеге и дрвеног чекића, савиј странице кутије под правим углом по испрекиданим линијама. Наместите ушке за лемљење са унутрашње стране кутије тако да на страницама належу целом површином. Залемите све четири ушке са унутрашње стране.

o

Пошто смо сада научили како се изводе радне операције сечење, савијање и лемљење лима, уз помоћ приложеног цртежа и одговарајућег алата, практично изради кутију од лима. Потребан материјал: лим димензија 160 Х 160 mm.

uk a

Израду кутије извести уз обавезну примену мера заштите на раду, а лемилицу користити тек по одобрењу наставника.

СПАЈАЊЕ ЗАВАРИВАЊЕМ

• • •

Ed

Заваривање је начин спајања два или више материјала топљењем или притиском, са додавањем додатног материјала или без његовог додавања, како би се добио заварени спој. Заваривање је најчешћи трајни начин спајања метала у машинској индустрији. Најчешћи начини заваривања су: електролучно; електроотпорно (тачкасто) и гасно (аутогено).

Електролучно заваривање је спајање метала у стопљеном стању, где се стапање врши одржавањем електричног лука у коме влада висока температура од око 4000°С. При тако високој температури врши се топљење шипке (електроде) за заваривање и метала (Сл. 4.54).

122

Сл. 4.54 Шематски приказ електролучног заваривања


Место спајања електроде са металом назива се вар. После хлађења таква веза постаје чврста и нераздвојива. Овакав начин спајања метала изводи се помоћу апарата за електролучно заваривање (Сл. 4.55).

om

o

Електроотпорно (тачкасто) заваривање је начин заваривања електричном енергијом где се за спајање делова користе притисак и топлота. Топлота настаје услед електричног отпора Сл. 4.55 Апарат за на месту додира делова који електролучно заваривање се заварују са електродама у облику шипке, а заварени спој додатним дејством силе притиска између електрода (Сл. 4.56). Место споја се зове вар, који настаје у чврстом стању, без топљења метала. Предмет спајања су танки лимови дебљине до 6 mm. Овај поступак је чист и брз, те се користи без додатног Сл. 4.56 Апарат за материјала, а примењује се у аутомобилској, авио и војној електроотпорно (тачкасто) индустрији, индустрији беле технике, грађевинарству итд. заваривање

Ed

uk a

pr

Гасним (аутогеним) поступком заваривања ствара се нераздвојива веза два метална дела применом топлоте добијене сагоревањем горивог гаса и кисеоника (Сл. 4.57). Развијена енергија сагоревања се користи за топљење само основног, или истовремено основног и додатног материјала. Кисеоник и горивни гас се независно доводе до радног уређаја (горионика) и у њему мешају у жељеној размери, затим се та мешавина пали, при чему настаје пламен потребних карактеристика неопходних за реализацију заваривања. Као гориви гасови за технологију заваривања користе се ацетилен, пропан, бутан, метан и др.

Сл. 4.57 Гасно (аутогено) заваривање

СПАЈАЊЕ ЗАКИВАЊЕМ

Закивање спада у нераздвојиву везу и изводи се закивцима који могу бити различитих величина и облика главе. Закивци су најчешће од истог материјала као и материјал који се спаја. Глава закивка може бити пуна, полуокругла, упуштена итд. (Сл. 4.58).

Сл. 4.58 Закивци

123


• • • •

Поступак спајања закивањем састоји се из неколико фаза: бушење и припремање одговарајућих отвора за закивке; притезање саставних делова; провлачење закивка кроз отвор и постављање главе закивка на подметач; формирање друге главе закивка чекићем и обликачем (Сл. 4.59).

o

Сл. 4.59 Поступак спајања закивањем

pr

om

Поред наведених начина спајања, у последње време све више се користи спајање лимова тзв. поп нитнама. Поп нитне служе за спајање два или више лимених делова у случају када се има приступ само са једне стране. То су заковице цилиндричног облика са шупљином у средини, кроз коју је уметнут челични клин дуж целе поп нитне, са проширењем на крају. Постоје различите врсте поп нитни за различите намене. Разликују се по врсти материјала од којег су направљене, облику капе и величини.

Ed

uk a

Спајање поп нитнама се изводи специјалним клештима за ту намену (Сл. 4.60). Прво се избуше рупе одговарајућег пречника на лимовима. Затим се кроз њих провуче поп нитна и игличасти крај поп нитне се постави у отвор на клештима. Чим се стисну ручице клешта, формира се капа на другом крају поп нитне, чиме је Сл. 4.60 Клешта за поп нитне завршено спајање.

ТЕРМИЧКА ОБРАДА

Термичка обрада је поступак обраде метала и легура загревањем до одређене температуре и хлађењем да би се извршила промена структуре и добила одговарајућа механичка својства. • • •

Процес термичке обраде одвија се у три фазе: загревање до температуре, чији степен зависи од циља термичке обраде; држање на тој температури онолико дуго колико је потребно за одвијање трансформације; хлађење управљаном брзином. Основне методе термичке обраде су жарење, каљење и опуштање.

Избор врсте термичке обраде врши се тако да у току одвијања процеса не долази до битних промена облика и мера термички обрађених предмета.

124


4.4.3. САВРЕМЕНЕ ТЕХНОЛОГИЈЕ ОБРАДЕ МЕТАЛА Савремене технологије обраде најчешће се примењују у случајевима када није исплатива примена класичних поступака обраде (резање и деформисање) или када се обрада класичним методама уопште не може извести. Ове технологије обраде метала се примењују при обради тешкообрадивих материјала (високолегирани челици и специјалне легуре у ваздухопловству, ракетној и нуклеарној техници итд.), при изради сложених алата итд. Код савремених технологија обраде метала ефекат обраде материјала се постиже довођењем одређеног облика енергије (електричне, топлотне, механичке, светлосне и др.) директно у зону обраде. Већина ових поступака се заснива на коришћењу електричне енергије. При томе се електрична енергија доводи непосредно у зону обраде или се претходно претвара у неки други вид енергије (топлотну, светлосну, механичку).

o

Најчешће коришћене савремене технологије при обради метала: електроерозија; обрада ласером; плазма технологија и CNC технологија.

uk a

pr

Поступак обраде електроерозијом спада у савремене поступке обраде метала чија је примена у пракси веома распрострањена, посебно при изради алата (ковачких калупа, калупа за ливење, профилисаних ваљака, алата за пресовање итд.) и делова од тешкообрадивих материјала (челика велике тврдоће и осталих тврдих метала и легура) (Сл. 4.61).

om

• • • •

Сл. 4.61 Поступак обраде електроерозијом

Ed

Приликом обраде електроерозијом образује се електрични лук између алата као једне електроде и предмета који се обрађује (обратка) као друге електроде. Услед електричног пражњења између електрода, настаје топљење и отпадање честица предмета, које практично испаравају. Тако се добија коначан облик радног предмета. Димензије радног предмета добијеног овим поступком изузетно су прецизне и мере се хиљадитим деловима милиметара. Поступак обраде ласером заснива се на стварању и коришћењу светлосне енергије ласерског снопа, која у судару са материјалом проузрокује његово локално топљење и испаравање, а као последица настаје одвајање, бушење или спајање заваривањем делова материјала радног предмета (Сл. 4.62).

Сл. 4.62 Обрада ласером

125


Ласерски зрак је млаз енергије високе снаге који се концентрише на једну тачку на металу који се сече. На почетку сечења, ласерски зрак усмерава се огледалима према млазницама. Након проласка кроз млазницу, ласерски зрак удара у материјал који се сече, те након неког времена пролази кроз њега (буши рупу), чиме започиње сечење. Усмеравањем ласерског зрака на малу површину метала, површина се загрева све до тачке у којој започиње топљење. Дебљина ласерског зрака се по правилу креће испод 0,3 mm.

om

Сечење плазмом је термички (топлотни) поступак у којем се метал сече у његове саставне делове уз помоћ млаза електрона који се крећу великом брзином, при чему настаје велика температура од 20.000° С, која и сече радни предмет (Сл. 4.63). Другим речима, млаз плазме високе температуре термички сече материјал, који се топи и испарава. Тиме се осигурава чист и прецизан рез неуобичајено мале ширине. Након плазма сечења није потребна додатна обрада исечених ивица производа.

o

Обрада метала плазмом може се изводити поступком сечења и заваривања.

pr

Ова технологија се углавном користи за сечење челичних лимова различите дебљине, плоча Сл. 4.63 Обрада (сечење) плазмом од алуминијума, бронзе и других тврдих метала и легура.

uk a

Плазма заваривање метала је поступак спајања материјала помоћу електричног лука који се успоставља између нетопљиве Волфрамове електроде и основног материјала. Том приликом се производи температура 20.000 – 40.000°С, која омогућава спајање два метална дела без додатног материјала. Предности плазма заваривања су висок квалитет, прецизност и брзина заваривања и ниска потрошња енергије (електричне).

Ed

CNC ТЕХНОЛОГИЈА ОБРАДЕ МЕТАЛА CNC (Computer Numeric Control) машине су машине са аутоматизованим алатима којима се управља помоћу специјално израђених CNC рачунарских програма. Овим програмима се помоћу детаљно разрађених команди одређују позиције резног алата у односу на причвршћени предмет обраде. CNC машине имају скоро исте делове као и претходне, ручно контролисане машине. Битна разлика је додатак контролне (CNC) јединице и мотора на све осовине. CNC рачуна координате тачног положаја осовина и контролише моторе који померају алат или део који се обрађује. Данашња производња металних делова без употребе CNC технологије потпуно је незамислива. Предности употребе CNC машина су многобројне и огледају се пре свега у великој прецизности, квалитету и брзини обраде (CNC сечење) и флексибилности у процесу обраде (посебно код CNC глодалица и бушилица). Велика предност употребе

126


CNC машина састоји се и у могућностит извршавања више операција у једном циклусу рада, тако да се за израду једне позиције сада може употребљавати једна машина, док се у прошлости употребљавало њих неколико.

om

o

CNC технологија се примењује при сечењу метала ласером, сечење плазмом, воденим млазом, брушења, бушења, израде алата, моделирање итд. (Сл. 4.64).

pr

ПИТАЊА:

Сл. 4.64 CNC обрадни центар

Ed

uk a

1. Које две групе поступака обраде метала постоје? 2. Објасни шта подразумева обрада метала са скидањем и без скидања струготине. 3. Наброј радне операције које спадају у обраду метала са скидањем и без скидања струготине. 4. За шта се користе секач и пробојац? 5. Којим алатима се изводе радне операције резање и равнање метала? 6. Објасни поступак бушења метала. 7. На којим машинама се метални предмети обликују стругањем? 8. Како називамо алат, а како машине за обраду метала глодањем? 9. Чему служе поступци обраде метала рендисање и брушење и на којим машинама се изводе? 10. Објасни поступак ручног нарезивања и урезивања навоја. 11. Објасни поступак ливења. 12. Који су поступци обраде метала деформисањем? 13. Објасни поступке обликовања метала савијањем. 14. Објасни поступке обликовања метала ваљањем и сабијањем (ковањем). 15. Објасни поступке обликовања метала извлачењем и истискивањем. 16. Којим алатима се врши одсецање (сечење) и пробијање лима? 17. Које начине спајања металних делова имамо? 18. Наброј и у најкраћим цртама објасни савремене технологије обраде метала.

127


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Разликују се две групе поступака обраде метала: обрада метала скидањем струготине и обрада метала без скидања струготине. • Обрада метала скидањем струготине обавља се ручним алатима и машинама. У обраду метала скидањем струготине спадају: обрада метала секачем, тестером, турпијом, бушењем, стругањем, глодањем, рендисањем, брушењем, израдом навоја и др. • Секач служи за ручно одсецање дебљих комада метала који не могу да се исеку маказама, за израду жлебова, прореза и сл. • Пробојци су слични секачима и употребљавају се за пробијање рупа на танком лиму. • Ручно резање метала се изводи специјалном тестером која има челични лист (траку) са зупцима који су врло тврди, али и крти. • Турпијање служи за додатну обраду исеченог материјала и изводи се турпијама које могу бити различитог квалитета, облика и величине. Турпије по квалитету делимо на грубе (са крупним зупцима – нарезима), средње (са средњим нарезима) и фине (са ситним нарезима), а према облику попречног пресека на равне, четвртасте, троугласте, округле, полуокругле итд. • За бушење отвора и рупа различитог пречника у металу обично се користе разне врсте електричних бушилица. Бушилица има више врста, од малих батеријских бушилица, ручних електричних, стоних, стубних, до великих индустријских бушилица. При бушењу метала, због његове тврдоће користимо искључиво спиралне (завојне) бургије, које могу бити различитог пречника и дужине. • Стругањем се обликују метални предмети ваљкастог облика (осовине, вратила, чауре, ременице, клипови, цилиндри итд.) на специјалним машинама које се називају стругови. • Глодање је поступак машинске обраде метала при којем могу да се обликују равне површине, жлебови, профили, навоји, зупчаници, до површина веома сложеног облика. Глодање се изводи на машинама глодалицама које као алат користе глодало. • Рендисањем се обликују равне површине, жлебови и профили на машинама које се називају рендисаљке. Постоје краткоходне и дугоходне рендисаљке. • Брушење је готово редовно завршна операција обраде метала. Брушење се изводи на машинама брусилицама, које као алат имају брусну плочу – тоцило. • Алат за ручно нарезивање спољашњег навоја назива се нарезница, а за урезивање унутрашњег навоја – урезница. • Обрада метала без скидања струготине представља начин обраде метала при којем се жељени облик предмета добија без уклањања вишка материјала (струготине). У поступке обраде метала без скидања струготине убрајају се: ливење, деформисање, спајање и термичка обрада. • Ливење је поступак при којем се растопљени метал улива у унапред припремљени калуп, хлади и тако поприма његов облик. Део који се добија ливењем назива се одливак. • Обрада метала деформисањем подразумева обраду при којој се дејством спољашњих сила пластично (трајно) деформише обрадни материјал дајући му при томе завршни (жељени) облик. У обраду метала деформисањем спадају: савијање, ваљање, сабијање (ковање), извлачење, истискивање и одвајање.

128


Ed

uk a

pr

om

o

• Савијање је технолошка метода пластичног деформисања којом се могу обрађивати: лимови, жице, профили, цеви итд. Савијање тањих лимова мање величине могуће је извршити ручно помоћу дрвеног чекића, стеге и помоћних средстава (профила, ваљкастих шипки и др.). Мекшу и тању жицу можемо савијати ручно помоћу равних и округлих клешта. • Ваљање је један од поступака обликовања метала деформисањем при којем материјал пролази кроз два ваљка која се окрећу у супротним смеровима. • Ковање је обрада материјала деформисањем при којој се промена облика и димензија врши ударцима чекића по откивку, који је претходно загрејан и положен на наковањ. • Процес извлачења се састоји у трансформацији припремљеног материјала у облику кружне плоче у завршени предмет цилиндричног или кутијастог облика, тако што се материјал обрађује у једном или више алата за извлачење. • Обликовање истискивањем изводи се на тај начин што се материјал пластично деформише тј. истискује у отвореном калупу под дејством истискивача, обликујући се у производ жељеног облика. • Обликовање предмета од лима одвајањем изводи се тако што се један део материјала одваја од другог смицањем по отвореној или затвореној контури. Разликују се следеће операције одвајања: одсецање (сечење), пробијање и просецање. • Обрада спајањем је начин обраде метала код којег се жељени производ добија спајањем два или више делова у једну целину. • Лемљење је процес спајања нераздвојивом везом два метална дела помоћу лемилице и трећег метала који се назива лем. • Заваривање је спајање два или више материјала топљењем или притиском, са додавањем или без додавања додатног материјала, како би се добио заварени спој. Најчешћи начини заваривања су: електролучно, електроотпорно (тачкасто) и гасно (аутогено). • Закивање спада у нераздвојиву везу и изводи се закивцима који могу бити различите величине и облика главе. • Најчешће коришћене савремене технологије при обради метала су: електроерозија, обрада ласером и плазма технологија. • CNC (Computer Numeric Control) машине су машине са аутоматизованим алатима којима се управља помоћу програмских наредби моделованих помоћу рачунара, који уједно има важну улогу у управљању тим машинама.

129


4.5. ЕЛЕМЕНТИ МАШИНА И МЕХАНИЗАМА Човек је одувек тежио да свој рад замени машином. У почетку су то биле једноставне (просте) машине, које су временом усавршаване и постајале све сложеније. Данашње машине, вођене савременом технологијом, у великој мери, па чак и у потпуности, замењују човеков рад.

o

Међутим, без обзира на аутоматизацију и рачунарско вођење данашњих сложених производних машина, њихов рад се претежно заснива на природним законима тј. на принципима рада простих алата (машина): принципу полуге, клина, стрме равни, точка и осовине, котура и котураче (Сл. 4.65).

б)

pr

om

a)

г)

uk a

в)

д)

Ed

Сл. 4.65 Принцип рада простих алата: а) стрма раван; б) полуга; в) клин; г) котурача; д) точак и осовина. Полуга је свако чврсто тело (најчешће у облику шипке) које може да се обрће око непомичног ослонца. На полугу делују најмање две силе које теже да је обрну у супротним смеровима. Најчешће су то тежина терета који желимо да подигнемо (отпор) и активна сила којом то треба да постигнемо.

Полуга омогућава да коришћењем релативно мале силе на једном њеном крају, променом растојања између ослонца и крајева, добијемо вишеструко већу силу на другом крају. Величина силе зависи од дужине полуге, тј. односа дужине кракова. Што је сила удаљенија од ослонца, имаће већи ефекат. Дизањем двоструко дужим делом полуге од онога на којем се налази терет, рад се обавља двоструко лакше јер користимо двоструко мању силу мишића.

130


Принцип полуге примењен је код многих алата и машина: зидарског чекића, клешта, маказа, отварача чепова за флаше, грађевинских колица итд.

РАЗМИСЛИ И ОДГОВОРИ

om

o

У ком случају ће радник на слици морати да употреби мању силу за превоз истог терета у колицима, на слици А или Б? Зашто? Који принцип је применио радник ради лакшег превоза терета?

ВЕЖБА

uk a

pr

Пробај да отвориш поклопац конзерве металним новчићем, а затим дршком кашике. Који начин ти је лакши и зашто? Како се зове примењени принцип?

Принцип стрме равни нам омогућава да подигнемо терет знатно мањом силом од његове тежине. Колика ће сила бити потребна за подизање предмета, зависи од угла нагиба стрме равни. Што је мањи нагиб стрме равни, биће нам потребна мања сила за подизање терета.

Ed

РАЗМИСЛИ И ОДГОВОРИ У ком случају ће радник употребити мању силу како би лакше подигао буре на платформу, на слици А или Б? Зашто? Који принцип је применио радник ради лакшег подизања предмета?

131


ДА ЛИ ЗНАШ? „Ако ми дате ослонац и довољно дугу полугу, померићу свет!” Ову реченицу је изговорио чувени старогрчки математичар, астроном и физичар Архимед. Размислите шта она значи. Принцип клина нам омогућава да са мањом силом савладамо отпор продирања клина кроз материјал. То нам омогућава да секиром у облику клина лакше цепамо дрва и резним алатима (секач, длета и др.) лакше обрађујемо разне материјале.

РАЗМИСЛИ И ОДГОВОРИ

o

Котурача се састоји од једног или више непомичних и помичних котурова преко којих се пребацује сајла или уже и уз чију помоћ се подиже одређени терет. Сила потребна за подизање терета смањује се за онолико пута за колико се број котурова повећава.

Ed

uk a

pr

om

У ком случају ће твој другар употребити мању силу како би лакше подигао пакет, на слици А или Б? Зашто? Који принцип је применио ради лакшег подизања пакета?

Точак је у облику диска који се може котрљати по подлози, при чему долази до знатног смањења отпора кретања, па самим тим и вучне силе.

ИСТРАЖИ! Истражи и наведи примере коришћења принципа рада простих алата у свакодневном животу.

O наведеним принципима рада машина и механизама учићеш детаљно на часовима физике.

132


Посматрањем различитих машина, уређаја и превозних средстава (бушилице, бицикла, мопеда, аутомобила итд.) уочићеш како имају доста сличних или истих делова (осовине, завртњи са навртком, опруге, лежајеви, зупчаници и др.). Ти делови од којих се састоје машине и механизми представљају машинске елементе. Сваки машински елеменат има одређену функцију. • • •

Према функцији коју обављају, елементе машина и механизама можемо поделити на: елементе за везу; елементе за пренос снаге и кретања и специјалне елементе.

4.5.1 ЕЛЕМЕНТИ ЗА ВЕЗУ

o

Елементи за везу служе за спајање два машинска или више машинских елемената у једну целину.

om

У претходној лекцији смо већ учили да постоје раздвојиве и нераздвојиве везе везе. Раздвојиве везе су оне везе које по потреби можемо лако раздвојити без оштећења машинског елемента. Овакве везе остварују се завртњима са наврткама, клиновима и опругама.

uk a

pr

Завртњи су машински елементи који служе за чврсто (круто) спајање конструктивних делова који се према потреби могу раздвојити. Користи се у склопу са навртком, која може бити посебан део, а може Сл. 4.66 Завртањ са навртком бити и у облику конструктивног дела који се спаја (Сл. 4.66). Завртњи са навртком имају најширу примену при спајању машинских елемената (моторних возила, бицикала, разних машина итд.).

Ed

Веза завртња и навртке се остварује помоћу навоја. На стаблу завртња је нарезан спољашњи навој, а у навртки је урезан унутрашњи навој. У зависности од смера окретања навртке при завијању, разликују се десни и леви навој. Углавном се употребљава десни навој. Профил навоја такође може бити различит, и то: троугласти, квадратни, трапезни и др. (Сл. 4.67).

a)

б)

в)

Сл. 4.67 Профили навоја: а) квадратни; б) трапезни; в) троугласти.

Пречници навоја и профили на завртњу и навртки морају да буду једнаки, да би се завртањ могао спојити са навртком. Поред стабла, завртањ има и главу, која може бити различитог облика: шестоугаона, четвртаста, полуокругла, цилиндрична, упуштена и др. (Сл. 4.68).

a)

б)

в)

Сл. 4.68 Завртњи са различитим обликом главе: а) шестоугаоним; б) полуокруглим; в) упуштеним.

133


Навртке могу бити шестоугаоног, четвороугаоног и криластог (лептирастог) облика (Сл. 4.69).

a)

б)

в)

Сл. 4.69 Навртке различитог облика: а) шестоугаона; б) четвороугаона; в) криласта (лептираста).

om

o

За спајање, притезање и одвртање завртња и навртки употребљавају се машински кључеви, који могу бити различитог облика, што зависи од облика главе завртња и навртке (Сл. 4.70). За завртање и одвртање завртња са прорезом на глави употребљавају се различити одвијачи.

pr

Завртњи без навртке састоје се из главе завртња и стабла на коме је нарезан навој. Употребљавају се код делова који се спајају, а да се при томе не може пробушити цео део који се спаја, нпр. приликом монтаже ормара, витрина и осталог намештаја. Растављање везе овим завртњима треба да је што ређе, јер би се у супротном врло брзо оштетио навој у конструктивном делу.

Сл. 4.70 Разне врсте машинских кључева

Ed

uk a

Подметачи (подложне плочице ‒ подлошке) представљају прстенасту подлогу која се поставља између конструктивног дела (ослонца) и навртке (Сл. 4.71). Њихов задатак је да повећају додирне површине између конструктивног дела и навртке, при чему долази до бољег налегања и притезања навртке. Подметачи се обично израђују од меког челика и бакра. Осигурачи су машински елементи којима се врши осигурање навртки од самоодвртања, поготову код спајања покретних делова моторних возила, машина, прикључних уређаја код пољопривредних машина итд. Осигурачи могу бити у облику расцепки, у облику дупле навртке (контра-навртком), у облику еластичних подметача, специјалних подлошки итд. (Сл. 4.72).

a)

134

б)

в)

Сл. 4.71 Различите врсте подметача

г)

Сл. 4.72 Осигурање склопова спојених завртњима помоћу: а) расцепке; б) дупле навртке; в) еластичног подметача; г) специјалне подлошке.


Клинови служе за чврсто (круто) везивање конструктивних делова који се према потреби могу лако раздвајати. Постављају се између машинских елемената или кроз њих, у сврху њиховог међусобног спајања. Клинови се употребљавају на оним машинским деловима које треба чешће растављати и поново састављати, ради замене делова, чишћења и подмазивања.

б)

om

a)

o

У зависности од облика, положаја клина у односу на осу делова који се спајају и сила којима су подложни, клинови се деле на уздужне и попречне (Сл. 4.73).

Сл. 4.73 Врсте клинова: а) уздужни; б) попречни.

pr

Уздужни клинови се зову уздужни зато што је њихова оса паралелна са осом вратила и осовине. Служе за учвршћивање зупчаника, ручица, каишника (ременица), спојница, замајаца и др. на своје осовине (Сл. 4.74). Главчине ових делова са једне стране и осовине на свом одговарајућем делу са друге, имају жлеб у који се постави клин и тако оствари веза између њих. Они се обрћу заједно са елементима које учвршћују.

uk a

Попречни клинови постављају се управно, тј. под углом од 90° у односу на осу осовине. Они су изложени силама које на Сл. 4.74 Спајање њих делују попречно. Попречни клинови могу служити за спајање ременице са осовином или подешавање. помоћу клина

Ed

Опруге су машински елементи којима се остварује еластично раздвојиво спајање конструктивних делова. Задатак им је да под дејством оптерећења изврше еластично померање, тј. да се по престанку оптерећења врате у првобитно стање. Опруге се примењују у различите сврхе. Код возила, опруге служе за ублажавање (амортизацију) удара, у вагама и динамометрима за мерење силе, у часовницима за покретање сатног механизма, код појединих машина и направа за кретање појединих делова (браве, стеге, вентили) итд. Према облику опруге могу бити: лиснате, спиралне и завојне (Сл. 4.75).

a)

б)

в)

Сл. 4.75 Врсте опруга: а) лисната; б) спирална; в) завојна.

135


ВЕЖБА Растави хемијску оловку, проучи њене делове и начин њиховог функционисања. Разгледај опругу, а затим закључи која је њена улога и како функционише. Шта значи када кажемо да је опруга у хемијској оловци еластична? Нераздвојиве везе се примењују за трајно спајање машинских елемената, јер се не могу раставити тако да притом не дође до оштећења спојених делова. У нераздвојиве везе спадају везе остварене закивањем, заваривањем и лемљењем, о чему смо учили у претходној лекцији.

ВЕЖБА

om

4.5.2 ЕЛЕМЕНТИ ЗА ПРЕНОС СНАГЕ И КРЕТАЊА

o

Посматрај разне предмете, машине и уређаје у свом домаћинству и наведи у свесци који су елементи за везу у њима примењени и чему служе.

pr

Елементи за пренос снаге и кретања служе за преношење снаге и кретања од погонске до радне машине. У елементе за пренос снаге и кретања спадају: осовине, вратила, лежишта, зупчасти, фрикциони, (ремени) каишни и ланчасти преносници.

Ed

uk a

Осовине и вратила су машински елементи на које се постављају обртна тела као што су: точкови, зупчаници, каишници (ременице) и други елементи преноса, што значи да осовине и вратила носе елементе који се окрећу. Пошто преносе снагу и обртно кретање, ови елементи трпе напрезање (притисак и затезање) и зато морају да имају ослонце. Они делови осовина и вратила којима се они ослањају у лежишта називамо рукавцима. Код неких машина се осовине окрећу заједно са обртним телом (нпр. точкови и осовине железничких вагона), док се код неких других осовине не окрећу, већ се око њих окрећу точкови и други обртни елементи (аутомобили, аутобуси итд.) (Сл. 4.76).

Сл. 4.76 Осовина Разлика између осовина и вратила састоји се у томе што осовине служе само за ношење обртних делова, тј. изложене су само савијању, а не преносе снагу, док вратила имају улогу носача обртног тела, преносе снагу и, поред савијања, изложена су и увијању. Осовине и вратила се израђују од челика.

136


Према облику и намени вратила могу бити права и коленаста (Сл. 4.77). Права вратила омогућавају обртање делова који се налазе на њима и примењују се на тешким машинама, зупчастим преносницима итд. Коленаста вратила се примењују код мотора са унутрашњим сагоревањем и на машинама где се кружно кретање претвара у праволинијско или обрнуто.

Сл. 4.77 Коленасто вратило

o

Лежишта су машински елементи на које се својим рукавцима ослањају покретне осовине или вратила и у којима се ови елементи окрећу.

om

Лежишта по својим димензијама и облику морају одговарати димензијама рукавца, пошто чине заједнички склоп. Треба да буду конструисана тако да омогуће што лакше окретање рукавца, а тиме и читавих осовина и вратила, да би губици због трења између површина рукавца и лежишта били што мањи.

pr

Лежишта се према конструкцији деле на две основне групе и то: • клизна и • котрљајућа.

uk a

Код клизних лежишта рукавац осовине или вратила је у непосредном додиру са унутрашњом површином лежишта (постељицом), и између њих се остварује окретање клизањем (Сл. 4.78). Додирне површине код клизних лежајева морају бити беспрекорно глатке и подмазане, како би трење клизања било што мање.

Сл. 4.78 Клизно лежиште

Ed

Код котрљајућих лежишта рукавац није у директном додиру са постељицом, већ се притисак преноси са покретног на непокретни део лежишта преко куглица или ваљака, а окретање се остварује котрљањем (Сл. 4.79). Котрљајући лежајеви састоје се од унутрашњег и спољашњег прстена, котрљајућих тела и држача котрљајућих тела. Примењују се код машина чији се обртни делови окрећу великом брзином, а који нису сувише оптерећени. Подмазују се мастима и уљима.

Сл. 4.79 Једноредни и дворедни котрљајући лежајеви

137


Спојнице су машински елементи који служе за спајање крајева вратила у једну целину, од којих је једно погонско, а друго гоњено. Спојнице се могу поделити на: круте, помичне (еластичне) и искључно-укључне. Круте спојнице остварују круту везу између вратила. Помичне спојнице дозвољавају извесна померања вратила у току рада (Сл. 4.80). Искључно-укључне спојнице се користе код машина код којих је током рада потребно Сл. 4.80 Помична карданска спојница повремено искључити погонско вратило.

o

Зупчасти преносници су машински елементи који се употребљавају за пренос снаге и кретања при одређеним брзинама обртања погонског и пријемног вратила са малим растојањима њихових оса. На ободима венаца зупчаника налазе се зупци разних облика који међусобним захватањем стварају потребан спој за пренос снаге.

om

Пренос снаге и кретања са једног вратила на друго помоћу зупчаника остварује се на тај начин што зупци погонског (водећег) зупчаника улазе у међузубље гоњеног (вођеног) зупчаника те га на тај начин покрећу.

uk a

pr

Зупчасте преноснике карактерише преносни однос који представља однос брзине и броја зубаца погонског и гоњеног зупчаника (вратила). Тај однос је важно израчунати јер обимна брзина погонског и гоњеног зупчаника морају бити исте. Преносни однос се израчунава по обрасцу: n1 z2 i= n = z 2 1 Где је: i – преносни однос, n1 – брзина погонског зупчаника (вратила), n2 – брзина гоњеног зупчаника (вратила), z1 – број зубаца погонског зупчаника, z2 – број зубаца гоњеног зупчаника. Зупчасти пар је механизам који се састоји од два зупчаника чији зупци наизменичним међусобним додиривањем врше претварање једног кружног кретања у друго, или кружног кретања у праволинијско и обрнуто.

Ed

Спрегнути зупчаници су зупчаници који припадају једном зупчастом пару. У зависности од међусобног положаја оса вратила погонског и гоњеног зупчаника, примењују се различити зупчасти парови: • цилиндрични (осе вратила су паралелне), • конични (осе вратила се секу), • пужни (осе вратила се мимоилазе под правим углом), • зупчаста летва (осе вратила се мимоилазе) (Сл. 4.81).

a)

138

б)

в)

Сл. 4.81 Зупчасти парови: а) цилиндрични; б) конични; в) пужни; г) зупчаста летва.

г)


Према облику зубаца, зупчаници могу бити са: правим, косим, стреластим и завојним зупцима (Сл. 4.82).

a)

б)

в)

г)

Сл. 4.82 Зупчаници са: а) правим зупцима; б) косим зупцима; в) стреластим зупцима; г) завојним зупцима. унутрашња

Зупчаници су поуздани и доста се користе због тога што код њих у раду не долази до проклизавања.

uk a

pr

Да бисмо смањили трење међу зупцима и тиме њихово трошење, загревање и буку, зупчанике треба редовно подмазивати специјалним уљем или машћу.

o

и

om

Постоје спољна озубљења (Сл. 4.83).

a)

б)

Сл. 4.83 Цилиндрични зупчасти пар: а) спољашњи; б) унутрашњи.

Ed

Фрикциони преносници користе се за преношење мањих оптерећења и кретања при мањим растојањима вратила (Сл. 4.84). Пренос снаге и кретања врши се трењем које настаје непосредним додиром погонског и гоњеног точка. Будући да погонски точак прима снагу од неке погонске машине (електромотора), то ће створена сила трења између додирних површина омогућити окретање гоњеног точка. Фрикциони преносници мање се користе, јер услед већих оптерећења може доћи до проклизавања између погонског и гоњеног точка.

Сл. 4.84 Фрикциони преносник

Ремени (каишни) преносници убрајају се у групу посредних еластичних преносника. Примењују се за пренос снаге и кретања између два вратила која се налазе на већој удаљености. Ремени преносници се састоје од погонске ременице, гоњене ременице и посредника – ремена. Принцип рада састоји се у томе што се затезањем ремена ствара трење између ремена и ременице тако да погонска ременица, услед створеног трења, покреће ремен, а

139


ремен приморава окретање гоњене ременице. Услед преоптерећења машине може доћи до проклизавања ремена, чиме се делови машина штите од лома. Ременице се израђују од сивог лива, челика, алуминијума итд., а ремени од коже и гуме. Према попречном пресеку ремена могу бити: пљосната, клинаста (трапезна), зупчаста, троугласта, округла итд. (Сл. 4.85)

a)

б)

в)

Сл. 4.85 Ременице: а) пљосната; б) клинаста (трапезна); в) зупчаста.

uk a

pr

Отворени ремени преносници примењују се за вратила чије су осе паралелне, а потребно је добити исти смер окретања гоњене и погонске ременице. Укрштени ремени преносници примењују се за вратила чије су осе паралелне, а потребно је добити супротни смер окретања гоњене ременице. Полуукрштени ремени преносници примењују се за вратила чије се осе мимоилазе. Степенасти ремени преносник омогућава промену броја обртаја на погонском и гоњеном вратилу која су паралелна и имају исти смер окретања.

om

o

Према положају оса вратила и смеру окретања, пљоснати ремени преносници могу бити: отворени, укрштени, полуукрштени и степенасти (Сл. 4.86).

Ed

Ланчасти преносници (Сл. 4.87) спадају у групу принудних преносника. Састоје се из два точка (ланчаника) на чијем су венцу израђени зупци, и посредника – ланца. Суштина рада састоји се у томе што се бескрајни ланац

Сл. 4.86 Ремени преносници: а) отворен; б) укрштен; в) полуукрштен; г) степенаст.

Сл. 4.87 Ланчасти преносници

140


постави на ланчаник тако да зупци зупчаника улазе између чланака ланца и преносе кретање са погонског на гоњени ланчаник. Користе се за пренос снаге и обртног момента између вратила која су на већем растојању. За израду ланаца користе се угљенични и легирани челици. Примењују се код разних машина, моторних возила, бицикала, дизалица итд.

4.5.3 СПЕЦИЈАЛНИ ЕЛЕМЕНТИ Поред наведених машинских елемената, у машинству се користе и многи други специјални елементи који служе за посебне намене.

o

om pr б)

в)

uk a

a)

Сл. 4.88 Специјални машински елементи: а) клип и клипњача; б) вентил; в) мерач протока воде.

ПИТАЊА:

1. Наброј просте алате. 2. Наведи примере коришћења принципа полуге, клина, стрме равни и котураче. 3. Како делимо елементе машина и механизама према функцији коју обављају? 4. Објасни улогу елемената за везу код машина и механизама? 5. Који машински елементи спадају у раздвојиве, а који у нераздвојиве везе? 6. Како се остварује веза завртња и навртке? 7. Чему служе подметачи и осигурачи? 8. Који је задатак опруга и клинова код машина и механизама? 9. Објасни улогу елемената за пренос снаге и кретања код машина и механизама? 10. Наведи елементе за пренос снаге и кретања. 11. Објасни разлику између осовине и вратила. 12. Како делимо лежишта према конструкцији? 13. Објасни разлику између зупчастог, ланчаног и ременог преносника. 14. Наведи врсте зупчаника и објасни њихове главне карактеристике. 15. Како функционишу фрикциони преносници? 16. Наброј специјалне машинске елементе.

Ed

• •

У специјалне машинске елементе спадају: елементи клипних машина (клип, клипњача, цилиндар, вентили и др.); елементи за вођење и регулацију течности, гасова и паре (цеви, вентили, славине, колена, наставци, мерачи протока и др.) (Сл. 4.88).

141


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Рад данашњих савремених машина се мање-више заснива на природним законима, тј. на принципима рада простих алата (машина): принципу полуге, клина, стрме равани, точка и осовине, котура и котураче. • Према функцији коју обављају елементе машина и механизама можемо поделити на: елементе за везу, елементе за пренос снаге и кретања и специјалне елементе. • Елементи за везу служе за спајање два машинска или више машинских елемената у једну целину. Постоје раздвојиве и нераздвојиве везе. • Раздвојиве везе су оне везе које по потреби можемо лако раздвојити без оштећења машинског елемента. Овакве везе остварују се завртњима са наврткама, клиновима и опругама. • Завртњи са навртком су машински елементи који служе за чврсто (круто) спајање конструктивних делова који се према потреби могу раздвојити. Веза завртња и навртке се остварује помоћу навоја. Да би веза завртња са навртком била сигурна, постављају се разни подметачи и осигурачи. • Клинови служе за чврсто (круто) везивање конструктивних делова који се према потреби могу лако раздвајати. Могу бити уздужни и попречни. • Опруге су машински елементи којима се остварује еластично раздвојиво спајање конструктивних делова. Опруге могу бити: лиснате, спиралне и завојне. • Елементи за пренос снаге и кретања служе за преношење снаге и кретања од погонске до радне машине. • У елементе за пренос снаге и кретања спадају: осовине, вратила, лежишта, зупчаници и зупчасти преносници, фрикциони точкови и преносници, ременице (каишници) и ремени преносници, и ланчаници и ланчасти преносници. • Осовине и вратила су машински елементи на које се постављају обртна тела као што су: точкови, зупчаници, каишници (ременице) и други елементи преноса, што значи да осовине и вратила носе елементе који се окрећу. Разлика између осовина и вратила састоји се у томе што осовине служе само за ношење обртних делова, тј. изложене су само напону на савијање, а не преносе снагу, док вратила преносе снагу и у исто време имају улогу носача обртног тела. • Лежишта су машински елементи на које се својим рукавцима ослањају покретне осовине или вратила својим рукавцима и у којима се они окрећу. Према конструкцији лежишта могу бити: клизна и котрљајућа. Код клизних лежишта рукавац осовине или вратила је у непосредном додиру са постељицом лежишта, и између њих се остварује окретање клизањем. Код котрљајућих лежишта рукавац није у директном додиру са постељицом, већ се притисак преноси са покретног на непокретни део лежишта преко куглица или ваљака, а окретање се остварује котрљањем. • Спојнице су машински елементи који служе за спајање крајева вратила у једну целину, од којих је једно погонско, а друго гоњено. Спојнице се могу поделити на: круте, помичне (еластичне) и искључно-укључне. • Зупчаници и зупчасти преносници су машински елементи који се употребљавају за пренос снаге и кретања при одређеним брзинама обртања погонског и пријемног вратила са малим растојањима њихових оса. Постоје цилиндрични, конични и пужни зучаници и зупчаста летва. • Фрикциони точкови и преносници користе се за преношење мањих оптерећења и кретања при мањим растојањима вратила. • Ременице (каишници) и ремени преносници се примењују за пренос снаге и кретања између два вратила која се налазе на већој удаљености. Према попречном пресеку ремена могу бити: пљосната, клинаста (трапезна), зупчаста, троугласта, округла итд. Према положају оса вратила и смеру окретања пљоснати ремени преносници могу бити: отворени, укрштени, полуукрштени и степенасти. • Ланчаници и ланчасти преносници се састоје из два точка (ланчаника) на чијем су венцу израђени зупци, и посредника – ланца. • Поред класичних машинских елемената у машинству се користе и многи други специјални елементи који служе за посебне намене, као што су: елементи клипних машина (клип, клипњача, цилиндар, вентили и др.) и елементи за вођење и регулацију течности, гасова и паре (цеви, вентили, славине, колена, наставци, мерачи протока и др.).

142


4.6. ПРОИЗВОДНЕ МАШИНЕ У свом историјском развоју људи су почели да користе основне машине врло рано, што им је омогућило да свој рад замене радом машина и тако себи олакшају живот и рад. У почетку су њихову снагу и рад замењивали природни извори енергије: ветар и вода (ветрењаче и млинови на рекама). Каснији развој технике и технологије омогућио је проналазак парне машине, мотора са унутрашњим сагоревањем, електромотора, до данашњих савремених CNC рачунарски вођених машина које су скоро у потпуности замениле физички рад људи, повећале квалитет производа и увећале обим саме производње.

om

ПРОИЗВОДНЕ МАШИНЕ

o

Производне машине су машине у којима се механичка енергија погонског мотора претвара у механички рад било ког производног процеса. Подела производних машина према врсти производног процеса који обављају приказана је на слици 4.89.

ГРАЂЕВИНСКЕ ПОЉОПРИВРЕДНЕ ТРАНСПОРТНЕ

ТЕХНОЛОШКЕ

• багер • булдожер • ваљак • дизалице и др.

• машине у текстилној, прехрамбеној индустрији и др.

• камион • воз • брод • авион и др.

pr

• трактор • мотокултиватор • комбајн и др.

АЛАТНЕ • бушилице • брусилице • струг и др.

uk a

Сл. 4.89 Производне машине

О многим од наведених машина учили смо у петом и шестом разреду, као и у досадашњем делу градива за седми разред.

Ed

Савремена производња у машинској индустрији, у организационом смислу, може се поделити на: појединачну и серијску производњу. Појединачна производња подразумева израду једног примерка или неколико примерака производа, уз минималну технолошку припрему. Овакву производњу обавља висококвалификовани кадар уз помоћ универзалних машина и алата, а цена ових производа доста је висока. Серијска производња подразумева производњу већег броја комада исте врсте, уз детаљну разраду технолошког процеса. Серијску производњу обавља ниже квалификована радна снага, уз примену универзалних и специјалних машина и алата, а карактеришу је боље искоришћење материјала и радне снаге и нижа цена готових производа. Принципи рада свих производних машина су веома слични. Углавном их покреће електромотор или мотор са унутрашњим сагоревањем, који преко одговарајућих машинских елемената преносе снагу и кретање на радни део.

143


ПИТАЊА: 1. Шта су производне машине? 2. Како делимо производне машине према врсти производног процеса? 3. Које су главне карактеристике појединачне, а које серијске производње?

4.7. РОБОТИКА Људи су одувек прижељкивали да неко други ради уместо њих, поготову да обавља тешке и опасне послове.

o

Идеја о роботима настала је прво у научној фантастици. Најпре су се јавиле разне машине, а тек касније и роботи, који се најчешће користе за извођење тешких, напорних и опасних послова, штетних по здравље људи. На пример, сакупљање нуклеарног отпада, откривање и демонтирање експлозивних направа, гашење пожара, склапање мотора и шасије аутомобила, заваривање метала и др.

om

Роботика је наука о роботима, њиховом дизајну, изради и примени. Она се бави и проучавањем, пројектовањем и применом робота у пракси.

ДА ЛИ ЗНАШ?

pr

Роботика је вишедисциплинарна грана технике која обједињује механику, физику, математику, информатику (посебно вештачку интелигенцију), аутоматско управљање, електронику, електротехнику и машинство.

Ed

uk a

Идеја о роботима је врло стара и датира још од Леонарда да Винчија, који је на неки начин предвидео данашње роботе, цртајући скице различитих направа. Реч „робот” је чешког порекла и настала је од речи „робота”, која означава принудни рад. Термин „роботика” је први пут поменуо чешки писац Карол Чапек 1920. године у драми „РУР” (Росумови универзални роботи), у којој описује механичке људе конструисане да би у фабрикама заменили праве људе. Те механичке људе Чапек је назвао роботима. Педесете године ХХ века сматрају се најзначајнијим годинама за развој роботике због проналаска рачунара, који су се показали као одговарајући уређаји за контролу рада машина. Први индустријски робот изумео је амерички научник Џозеф Енгелбергер почетком шездесетих година, а коришћен је у јапанској фабрици „Нисан” за заваривање шасије аутомобила.

4.7.1. ПОЈАМ, ВРСТЕ И НАМЕНА РОБОТА Роботом називамо технички уређај који је направљен да извршава нека кретања и функције које иначе обавља човек и који се одликују одређеном самосталношћу у раду. Робот мора бити способан не само за аутоматско извршавање и понављање постављеног задатка, већ и за сналажења у неким ситуацијама које су изван нормалног радног режима. Управо су зато роботи најновије генерације механички све савршенији, а њихови управљачки системи поседују све више вештачких чула и елемената вештачке интелигенције. Тиме ће роботи постати веома самостални у раду.

144


Значајна особина робота је и њихова репрограмибилност тј. могућност измене програма, тако да један исти робот може да обавља различите радне задатке. • • •

Роботи се према изгледу и намени деле на: хуманоидне роботе, индустријске роботе и роботизоване машине.

Хуманоидни роботи својим изгледом подсећају на човека и најчешће ходају на ногама. Њихов рад се заснива на такозваној вештачкој интелигенцији која им омогућава да обаве све компликованије задатке. Роботи који поред изгледа поседују и друге људске особине, као што су: кретање, говор, гестикулације и слично, називају се андроидима.

ДА ЛИ ЗНАШ?

pr

om

o

Хуманоидни робот андроид Софија настао је у компанији „Хансон Роботикс" (Hanson Robotics) 14. фебруара 2016. године. Служи се вештачком интелигенцијом, уме да препозна речи и питања и да одговори на њих, може да препознаје лица. У стању је да се креће, покреће руке, да направи више од педесет израза лица, нашминкана је. Гостовала је на многим светским телевизијама и давала многе интервјуе. Робот Софија званично је држављанка Саудијске Арабије, чији пасош поседује. Дизајнирана је по угледу на чувену холивудску глумицу Одри Хепберн. Софију је направио чувени роботичар Дејвид Хансон.

Ed

uk a

Индустријски роботи су рачунарски програмирани уређаји (машине) опремљени механичком руком (вишенаменским манипулатором) која поседује велику окретност при раду (Сл. 4. 90). Спадају у групу најраспрострањенијих робота у практичној примени. Имају изузетно велику примену у савременој индустрији, посебно у аутомобилској. Индустријски роботи су веома продуктивни, изузетно прецизни, брзи, раде у више смена, уједначеним ритмом и никада се не уморе. Производња у којој учествују роботи знатно је јефтинија, па су тако постали незаменљиви фактор савремене индустријске производње. Користе се за заваривање, фарбање, монтажу, паковање, контролу квалитета производа, тестирање итд. Роботизоване машине су све оне машине које могу да Сл. 4.90 обављају неке сложене радне операције уз малу помоћ човека Индустријски робот или без ње. У ову групу спада велики број машина и уређаја који су на неки начин програмирани за аутоматски рад и који нам помажу у свакодневним активностима у кући и на послу. Савремени роботи данас имају изузетно широку примену и користе се у индустрији, медицини, војној индустрији, за испитивање других планета и подводног света у океанима, домаћинству, индустрији забаве итд.

145


4.7.2. КОНСТРУКЦИЈА РОБОТА Да би схватио/схватила конструкцију и функционисање робота, неопходно је познавање три основна сегмента сваког робота, а то су: • механика робота; • погон робота и • управљање роботом.

Ed

uk a

pr

om

o

Механика робота омогућава кретање роботске руке (вишенаменског манипулатора) и самог робота, по ограниченом простору, уколико је потребно и његово кретање приликом рада. Робот се састоји од елемената (делова) који су чврсто спојени или се могу померати. За остваривање кретања и за преношење одређене снаге робота користе се разни елементи за пренос снаге и кретања о којима си у овој области већ учио/учила (полуге, осовине, вратила, зупчасти и ланчасти преносници итд.). Поред тога, за функционисање робота користе се и разне врсте сензора (сензори на светлост, притисак, топлоту и др.) као и други електронски склопови. Сензори представљају различите мерне уређаје и системе помоћу којих робот добија информације о себи и околини (сензори додира, мерења удаљености од препреке, брзине, функционалности својих електронских компоненти). Робот се најчешће креће помоћу две ноге или више ногу, точкова или гусеница. Робот је састављен од делова који су повезани механичким зглобовима. Таква два узајамно повезана дела која омогућавају кретање чине кинематски пар. Више међусобно повезаних кинематских парова чине кинематски ланац. Зглобови робота омогућавају окретање његових делова, при чему број слободних могућих независних окретања код робота називамо степен слободе. Ако повежемо два дела робота тако да један улази у други, крећући се унутар њега, добијамо кретање звано транслаторно кретање, а ако се делови окрећу око заједничког зглоба, онда се такво кретање назива ротационо кретање. Хватаљка (прихватница) је завршни механизам робота помоћу којег робот обавља неки радни задатак (заваривање, бушење, слагање делова, померање предмета итд.). Простор у коме се креће хватач представља радни простор робота. Да би се решило одређено кретање робота, морају се формирати дијаграми кретања по сваком степену слободе, тзв. циклограми кретања. Погон робота је најчешће електрични, мада може бити и хидраулични и пнеуматски. Електрични погон се обезбеђује помоћу електромотора једносмерне или наизменичне струје. Хидраулични погон функционише на принципу притиска уља, када се користе хидраулични цилиндри или хидраулични мотори, а пнеуматски на принципу притиска ваздуха. Управљање роботима најчешће се остварује преко рачунара. Процесор, као главни део рачунара, преко сензора прима информације, обрађује их и прослеђује команде деловима који обављају неку радњу. Постоје два начина управљања роботима: по отвореној и затвореној спрези. По отвореној спрези, елементима робота се задаје кретање и региструје се стање само када је кретање извршено за настављање циклуса. По затвореној спрези, елементу робота се задаје кретање и одмах се добија податак о извршењу, упоређује се са задатим кретањем и аутоматски се кретање коригује. Без обзира на то о ком се управљању ради, за управљање роботима треба дефинисати следеће параметре: • циклограм (дијаграм) кретања, • везу између циклограма и извршних органа кретања, • трајање одређеног кретања. На основу стечених знања из роботике, на крају ове и током следеће наставне области, имаћеш прилику да практично израдиш један пример једноставног школског робота.

146


ПИТАЊА: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Шта је роботика и чиме се бави? Наведи неке послове у којима се примењују роботи. Како делимо роботе према изгледу и намени? Каква је разлика између хуманоидног и индустријског робота? У чему се састоји основна механика робота? Наброј врсте погона код робота. Како се управља роботом?

НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Производне машине су машине у којима се механичка енергија погонског мотора претвара у механички рад било ког производног процеса. • Према врсти производног процеса који обављају производне машине могу бити: грађевинске (багер, булдожер, ваљак, дизалице и др.), пољопривредне (трактор, мотокултиватор, комбајн и др.), транспортне (камион, воз, брод, авион и др.), технолошке (машине у текстилној, прехрамбеној индустрији и др.) и алатне (бушилице, брусилице, струг и др.) итд. • Појединачна производња подразумева израду једног или неколико примерака производа уз минималну технолошку припрему. Серијска производња подразумева производњу већег броја комада исте врсте уз детаљну разраду технолошког процеса. • Роботика је наука о роботима, њиховом дизајну, изради и примени. Роботом називамо технички уређај који извршава нека кретања и функције које обавља човек и који се одликује одређеном самосталношћу у раду. • Роботи се према изгледу и намени деле на: хуманоидне роботе, индустријске роботе и роботизоване машине. • Да би схватио/схватила конструкцију и функционисање робота, неопходно је познавање три основна сегмента сваког робота, а то су: механика робота, погон робота и управљање роботом. • Механика робота омогућава кретање роботске руке (вишенаменског манипулатора) и самог робота, по ограниченом простору, уколико је потребно и његово кретање приликом рада. • Два узајамно повезана дела механичким зглобовима која омогућавају кретање чине кинематски пар. Више међусобно повезаних кинематских парова чине кинематски ланац. • Број слободних могућих независних окретања код робота називамо степен слободе. • Ако повежемо два дела робота тако да један улази у други, крећући се унутар њега, добијамо кретање звано транслаторно кретање, а ако се делови окрећу око заједничког зглоба, онда се такво кретање назива ротационо кретање. • Хватаљка (прихватница) је завршни механизам робота помоћу којег робот обавља неки радни задатак (заваривање, бушење, слагање делова, померање предмета итд.). Простор у коме се креће хватаљка представља радни простор робота. • Да би се решило одређено кретање робота, морају се формирати дијаграми кретања по сваком степену слободе, тзв. циклограми кретања. • Погон робота је најчешће електрични помоћу електромотора, мада може бити и хидраулични и пнеуматски. • Управљање роботима најчешће се остварује преко рачунара. Постоје два начина управљања роботима: по отвореној и по затвореној спрези.

147


4.8. ПОГОНСКЕ МАШИНЕ – МОТОРИ Погонске машине – мотори служе за покретање других радних машина и механизама претварањем било које врсте енергије у механички рад. Први мотори су били примитивни механички покретачи за чије су покретање и обављање неког рада коришћене природне појаве. Ту се пре свега мисли на снагу ветра и воде која је коришћена за покретање млинова код ветрењача и воденица. Прва погонска машина (мотор) која је била независна од природе јесте парна машина. Крајем 19. века пронађен је бензински мотор са унутрашњим сагоревањем, који се годинама усавршавао и користи се и данас. Развојем технике и све већим потребама човечанства, касније су пронађени електрични, млазни и ракетни мотори.

Пелтонова

Ed

Френсисова

хидраулични цилиндри

Капланова

ЕЛЕКТРИЧНЕ

са спољашњим сагоревањем

uk a

хидрауличне турбине

ТОПЛОТНЕ

са унутрашњим сагоревањем

парне машине

бензински мотори

клипни мотори

парне турбине

дизел мотори

ламелни мотори

гасне турбине

зупчасти мотори

ракетни пропулзори

ваздушне турбине

млазни пропулзори

Сл. 4.91 Подела погонских машина – мотора

148

ПНЕУМАТСКЕ

pr

ХИДРАУЛИЧНЕ

om

ПОГОНСКЕ МАШИНЕ

o

У зависности од врсте енергије коју користе погонске машине – мотори могу бити: хидраулични, топлотни, електрични и пнеуматски (Сл. 4.91).


4.8.1. ХИДРАУЛИЧНИ МОТОРИ Мотори који користе енергију течности (воде или уља) за претварање у механички рад називају се хидраулични мотори. Већ смо навели да је најстарија хидраулична машина воденички точак. • •

Хидраулични мотори се деле на: хидрауличне турбине и хидрауличне цилиндре.

Хидрауличне турбине користе потенцијалну енергију воде за извршавање неког рада. Хидрауличне турбине се данас највише користе за покретање генератора код хидроелектрана који производе електричну енергију. О производњи електричне енергије учићеш у осмом разреду.

Ed

uk a

pr

om

o

У зависности од висине пада воде (висинске разлике између површине воде у акумулационом језеру и места где млаз делује на хидрауличну турбину) и количине воде која прође кроз турбину у јединици времена, постоје три врсте хидрауличних турбина: • Пелтонова (за велике падове и мале протоке воде), • Франсисова (за средње падове и средње протоке воде) и • Капланова (за мале падове и велике протоке воде) (Сл. 4.92).

a)

б)

в)

Сл. 4.92 Хидрауличне турбине: а) Пелтонова; б) Франсисова; в) Капланова. Хидраулични цилиндри енергију течности, најчешће уља, претварају у користан рад (Сл. 4.93). Функционишу тако што уље под притиском делује на површину клипа хидрауличног цилиндра, при чему изазива његово праволинијско кретање.

Сл. 4.93 Хидраулични цилиндар

149


Хидраулични цилиндри се користе свуда где је потребна велика снага. Велику примену имају у машиноградњи (хидрауличне пресе, лифтови, транспортни уређаји итд.), пољопривреди (пољопривредне машине, прикључни уређаји итд.), грађевинарству (радне машине – багер, булдожер итд.), бродоградњи, аутомобилској и ваздухопловној индустрији итд. (Сл. 4.94)

б)

o

a)

в)

om

Сл. 4.94 Примери примене хидрауличног цилиндра код: а) ручне дизалице за кола; б) приколице камиона кипера; в) багера.

ДА ЛИ ЗНАШ?

Ed

uk a

pr

Већ смо учили да виљушкар спада у машине унутрашњег транспорта. Виљушкар је машина која подиже терете коришћењем притиска течности (уља) у хидрауличном цилиндру. Цилиндар у себи садржи велики и мали клип. Сила примењена на мали клип преноси се на већи, при чему се добија повећање силе.

4.8.2. ТОПЛОТНИ МОТОРИ Топлотни мотори су погонске машине које за производњу механичког рада користе топлотну енергију насталу сагоревањем горива (угља, нафте, бензина, гаса итд.). Сагоревањем горива, топлотна енергија се може ослободити у самом мотору или ван њега. Према томе, топлотне моторе делимо на: • моторе са спољашњим сагоревањем (ССС мотори) и • моторе са унутрашњим сагоревањем (СУС мотори).

МОТОРИ СА СПОЉАШЊИМ САГОРЕВАЊЕМ Код мотора са спољашњим сагоревањем процес ослобађања топлотне енергије одвија се изван топлотног мотора, најчешће у парним котловима. Затим се водена пара, са повећаном потенцијалном енергијом, као погонско гориво уводи у топлотне моторе.

150


• •

Мотори са спољашњим сагоревањем могу бити: парне машине и парне турбине.

Парне машине топлотну енергију водене паре, произведену у парном котлу, претварају у механички рад. Потенцијална енергија водене паре се потискивањем клипа у цилиндру трансформише у механички рад који се користи за покретање парне машине.

Сл. 4.95 Парна локомотива

1 2

Ed

uk a

pr

om

Парне турбине су топлотни мотори који кинетичку енергију водене паре претварају у механички рад (Сл. 4.96). Водена пара се производи у котлу или на други начин и има велику потенцијалну енергију. Претвара се у кинетичку енергију преко млазнице. Излазећи из млазнице, пара удара великом брзином у лопатице радног кола и тако окреће вратило турбине. За ово вратило је преко машинских склопова спојена радна машина која обавља одређени рад, нпр. покреће ротор генератора у термоелектранама. Искоришћена водена пара се кондезује и као вода поново враћа у парни котао.

o

Прву клипну парну машину направио је Енглез Џемс Ват. Парна машина је касније усавршавана и дуго се користила за покретање парних локомотива, бродова и разних индустријских машина (Сл. 4.95). Међутим, данас се веома мало користи због веома малог степена искоришћености енергије (свега 10%) и проналаска разних других мотора који користе друге изворе енергије (бензински, дизел и електрични мотори).

Сл. 4.96 Парна турбина: 1. вратило; 2. радно коло.

МОТОРИ СА УНУТРАШЊИМ САГОРЕВАЊЕМ Мотори са унутрашњим сагоревањем (СУС мотори) су топлотни мотори код којих продукти сагоревања својим директним дејством врше механички рад. Процес сагоревања горива (бензин, нафта, гас и др.) одвија се у самом мотору. • • • •

У моторе са унутрашњим сагоревањем спадају: клипни мотори, гасне турбине, млазни мотори и ракетни мотори.

151


Клипни мотори са унутрашњим сагоревањем представљају топлотне моторе код којих се сагоревање горива, тј. претварање топлотне енергије у механички рад врши у цилиндрима мотора. Имају изузетно велику примену, а највише се користе за погон транспортних средстава (аутомобила, камиона, аутобуса, грађевинских и пољопривредних машина, авиона, локомотива, бродова итд.).

б)

в)

pr

a)

om

o

Постоји више врста и подела клипних СУС мотора: а) према начину остваривања радног циклуса: четворотактни и двотактни, б) према врсти горива које користе: бензински (ОТО) и дизел, в) према конструкцији, тј. распореду цилиндара: једноредни мотори, „боксер” мотори, „V”-мотори и звездасти мотори (Сл. 4.97).

Сл. 4.97 Подела мотора према конструкцији: а) „боксер” мотори; б) „V”-мотори; в) звездасти мотори.

uk a

Четворотактни бензински мотори имају следеће главне делове: клипни механизам (клип, клипњача и коленасто вратило (радилица)), картер, блок мотора, цилиндар, усисни и издувни вентил, брегасто вратило, свећицу, главу мотора, карбуратор и др. (Сл. 4.98).

Ed

Клипни механизам има задатак да преко клипњаче праволинијско наизменично кретање клипа, настало као резултат сагоревања горива, претвори у обртно кретање коленастог вратила. Коленасто вратило или радилица има задатак да праволинијско кретање клипа претвори у ротирајуће кретање на излазу из мотора, тј. да енергију која је настала у цилиндру током процеса сагоревања преко делова мотора пренесе на излазну осовину и точкове. Цилиндар представља комору у којој се одвија комплетан процес Сл. 4.98 Четворотактни рада мотора. Усисни и издувни вентили су смештени у бензински мотор глави мотора тј. на врху цилиндра мотора. Њихова улога је да регулишу убацивање радне смеше бензина и ваздуха у цилиндар мотора, као и избацивање продуката сагоревања. У току радног циклуса оба вентила отворе се само једанпут. Брегасто вратило има улогу да отвара и затвара усисне и издувне вентиле у одређеном временском интервалу. Брегасто вратило добија погон од радилице и обрне се једном, док се радилица обрне два пута. Клип је део мотора који се налази унутар

152


цилиндра мотора и креће се праволинијски. Клипњача је елеменат који се налази унутар цилиндра и спојни је елеменат између клипа и коленастог вратила. Својим праволинијским кретањем учествује у претварању праволинијског кретања клипа у обртање коленастог вратила, односно радилице.

o

Свећица производи електричну варницу којом се, у тачно одређеном тренутку, пали радна смеша бензина и ваздуха у цилиндру мотора. Глава мотора је непокретни део и налази се на горњој страни мотора. У њој се налазе усисни и издувни вентили. Блок мотора је у ствари кућиште мотора у којем се практично налазе сви делови мотора. Картер се налази на дну мотора, напуњен је уљем које служи за подмазивање унутрашњих делова мотора. Карбуратор се налази испред цилиндра мотора и у њему се прави смеша бензина и ваздуха која се у одређеном тренутку убацује преко усисног вентила у цилиндар мотора. У последње време је класичне карбураторе заменио систем с директним убризгавањем горива регулисан посебним електронским уређајем.

om

Поред набројаних делова, за нормално функционисање четворотактних бензинских мотора неопходни су и други уређаји, пре свега електрични, о којима ћеш учити у 8. разреду.

pr

Радни циклус код четворотактних бензинских мотора остварује се у цилиндру мотора понављањем низа узастопних померања клипа између спољне и унутрашње мртве тачке. Спољна мртва тачка (SMT) представља крајњи положај клипа, при коме је растојање од клипа до осе коленастог вратила највеће. Крајњи унутрашњи положај клипа, када је он најближи оси коленастог вратила, назива се унутрашња мртва тачка(UMT).

Ed

uk a

Померање клипа из једне у другу мртву тачку назива се ход клипа. Део радног процеса који се обави за један ход клипа, од једне до друге мртве тачке, назива се такт мотора. Запремина коју опише чело клипа при кретању од једне до друге мртве тачке назива се радна запремина цилиндра. Код четворотактних бензинских мотора радни циклус одвија се у четири такта, и то (Сл. 4.99): I такт – усисавање – клип се спушта од врха до дна цилиндра, ка радилици, чиме се смањује притисак унутар цилиндра. Отвара се усисни вентил преко кога у цилиндар мотора из карбуратора улази смеша бензина и ваздуха. Издувни вентил је затворен како се издувни гасови из претходног циклуса не би враћали у цилиндар мотора. II такт – сабијање (компресија) – усисни и издувни вентили су затворени, док се клип креће према врху цилиндра, чиме се ствара велики притисак (компресија) и температура. III такт – сагоревање (експанзија – ширење) – пред крај другог такта, када је клип у SMT-и, свећица производи варницу која пали радну смешу бензина ваздуха у цилиндру мотора, при чему клип нагло креће према доле, ка UMT-и. Усисни вентил је затворен док

153


се издувни отвара при кретању клипа према доле. Овај такт је једини радни такт у коме се део топлотне енргије претвара у користан механички рад који даје снагу мотору. Сви остали тактови су помоћни и служе да би створили услове за извршење такта сагоревања.

II ТАКТ сабијање (компресија)

III ТАКТ сагоревање (експанзија)

pr

I ТАКТ усисавање

om

o

IV такт – издувавање – клип се креће према горе и кроз отворени издувни вентил потискује напоље гасове настале сагоревањем. Усисни вентил је затворен. Доласком клипа у SMT завршава се радни циклус четворотактног бензинског мотора.

IV ТАКТ издувавање

Сл. 4.99 Принцип рада четворотактних бензинских мотора

uk a

Двотактни бензински мотори су једноставније конструкције од четворотактних, мање снаге, па се користе за покретање мотоцикала, чамаца, косилица за траву, моторних тестера итд. Сам назив ових мотора говори нам да они свој радни циклус обављају у два такта са једним окретањем радилице (коленастог вратила).

Ed

Двотактни бензински мотори се разликују од четворотактних по томе што немају вентиле и брегасто вратило, већ имају усисни и издувни канал који служе за довођење смеше бензина и ваздуха и избацивање гасова (Сл. 4.100). Улогу вентила код двотактних мотора преузео је клип који својим померањем у цилиндру отвара и затвара усисни и издувни канал.

Сл. 4.100 Разлика између двотактних и четворотактних бензинских мотора

Као гориво ови мотори користе мешавину бензина и уља, чиме се обезбеђује подмазивање покретних делова мотора у унутрашњости цилиндра.

154


Принцип рада двотактних бензинских мотора је једноставан и изводи се у следећа два такта (Сл. 4.101): I такт – усисавање и сабијање (компресија) – клип се помера према горе, при чему својим доњим делом отвара усисни канал, што омогућава убацивање смеше бензина и ваздуха из карбуратора кроз преливни канал у цилиндар. У исто време горњи део клипа сабија претходно убачену смешу бензина и ваздуха, при чему уједно затвара издувни вентил.

pr

om

o

II такт – сагоревање (експанзија – ширење) и издувавање – при крају сабијања свећица производи варницу која пали смешу бензина и ваздуха, при чему под притиском топлих сагорелих гасова нагло враћа клип у доњи положај. Кретањем клипа у доњи положај прво се отвара издувни вентил, а затим и преливни канал, преко кога се доњим делом клипа претходно убачена смеша бензина и ваздуха из доње коморе пребацује у цилиндар мотора и својим притиском потискује сагореле гасове који излазе кроз издувни вентил. У овом делу рада двотактних мотора појављује се један њихов битнији недостатак, а то је да се део горива на крају другог такта заједно са гасовима Сл. 4.101 Принцип рада двотактних бензинских мотора избацује кроз издувни вентил.

Ed

uk a

Четворотактни дизел-мотори се разликују од четворотактних бензинских мотора по начину убацивања горива у цилиндар мотора и начину паљења (Сл. 4.102). Дизел-мотори немају карбуратор, па се код њих у првом такту у цилиндар убацује само ваздух, а у трећем такту дизел-гориво – нафта. Поред тога дизел-мотори немају свећице (електрично паљење) већ се код њих гориво уз помоћ пумпе високог притиска убацује на прегрејан ваздух у цилиндру мотора, при чему долази до тзв. процеса самозапаљења. Према броју тактова дизел-мотори се деле на двотактне и четворотактне. Дизел-мотор је 1893. године конструисао немачки инжењер Рудолф Дизел.

Сл. 4.102 Дизел-мотор

155


Рад четворотактних дизел-мотора одвија се у четири такта: I такт – усисавање – клип се креће ка UMT, при чему разводни механизам отвара усисни вентил преко кога се врши усисавање чистог ваздуха у цилиндар мотора. Издувни вентил је затворен. II такт – сабијање (компресија) – разводни механизам држи затворена оба вентила (усисни и издувни), клип се креће од UMT ка SMT. Убачени ваздух у цилиндру се сабија, услед чега му расте притисак и температура. III такт – сагоревање (експанзија – ширење) – доласком клипа у SMT, посредством пумпе високог притиска и дизне, у сабијени и врео ваздух убацује се дизел-гориво (нафта). Услед високог степена загрејаности сабијеног ваздуха долази до процеса самозапаљења убризганог горива и настанка активног процеса сагоревања. Настали продукти сагоревања (гасови) делују на клип и померају га према UMT, стварајући користан рад. Ово је, као и код бензинских мотора, једини радни такт.

om

o

IV такт – издувавање – доласком клипа у UMT, посредством разводног механизма отвара се издувни вентил. Поновним кретањем клипа према SMT избацују се сагорели гасови кроз издувни вентил, при чему се завршава радни циклус четворотактног дизелмотора.

pr

На основу изнетих карактеристика бензинских и дизел-мотора, може се рећи да се бензински мотори користе тамо где се траже лаке конструкције и довољна снага (путнички аутомобили, мотоцикли, лаки бродски мотори, мањи авионски мотори итд.), док се дизел-мотори обавезно користе за тежу механизацију (камионе, аутобусе, веће бродске моторе, грађевинску и пољопривредну механизацију итд.).

uk a

Гасне турбине су ротационе машине које покреће енергија тока гаса произведеног сагоревањем горива (Сл. 4.103). На предњем крају гасне турбине налази се компресор, а на задњем је турбина, док су између смештене коморе за сагоревање.

Ed

Гасне турбине спадају у групу машина са унутрашњим сагоревањем. За обављање механичког рада користе се гасови произведени у самој турбини, или горива (природни гас, течни нафтни гас, пропан, керозин, метан итд.). Пречишћен ваздух се усисава у компресиони степен турбине. Загрејан ваздух улази у комору за сагоревање, у којој се меша са горивом које се континуирано убацује, пали и сагорева ослобађајући топлотну енергију. Вратило компресора турбине је круто спојено са вратилом турбине. Притисак настао сагоревањем гаса покреће лопатице турбине, тј. вратило турбине, при чему је обрће великом брзином. Врели издувни гасови напуштају простор турбине кроз млазницу, остварујући потисак на околни ваздух, при чему покрећу превозно средство у супротном смеру. Гасне турбине имају широку примену и користе се за погон бродова, аутомобила, авиона и др.

156

Сл. 4.103 Гасна турбина


Млазни мотори су уређаји којима се остварује потисак усмереног дејства према напред, супротно од смера убрзаног истицања млаза гасова (Сл. 4.104). Млазни мотори раде на сличном принципу као и гасне турбине. Сви млазни мотори, осим ракетних, узимају ваздух из атмосфере, преко компресора, за стварање мешавине са горивом (керозином) која сагорева и ослобађа велику количину топлотне енергије у виду гасова. Гасови излазе великом брзином напоље, окрећући турбину која се налази на истом вратилу са компресором, што омогућава његово покретање. Пошто гасови истичу брзином већом од оне којом су ушли у мотор, ствара се снажан притисак, а резултат таквог рада је да се мотор креће супротно од смера истицања сагорелих гасова.

om

o

Млазни мотори се првенствено користе за погон авиона јер достижу врло велике брзине. Такође се користе за погон крстарећих ракета, беспилотних летилица и специјално конструисаних аутомобила. Тренутно најбржи аутомобил на свету има погон са млазним мотором.

Сл. 4.104 Млазни мотор

pr

Ракетни мотори раде на истом принципу као и млазни, али се разликују по томе што за сагоревање не користе кисеоник из атмосферског ваздуха, већ га носе са собом заједно са горивом (Сл. 4.105). То подразумева да могу да раде и у безваздушном простору.

uk a

Користе се за васионске летове разних летилица (сателита), истраживање свемира са летилицама са људском посадом и без ње, лансирање балистичких ракета и пројектила у војне сврхе итд.

Сл. 4.105 Ракетни мотор

Ed

4.8.3. ПНЕУМАТСКИ МОТОРИ

Пнеуматски мотори су механизми који користе компримовани ваздух који праволинијско кретање у цилиндру претвара у кружно кретање вратила машине која треба да изврши механички рад (Сл. 4.106). Постоји више врста пнеуматских мотора: клипни, ламелни, зупчасти, ваздушне турбине и др. Код клипних пнеуматских мотора клип се креће напред-назад под дејством притиска ваздуха, при чему то кретање преноси на коленасто вратило и касније на радни део машине која треба да изврши механички рад. Најчешће се уграђује више цилиндара ради равномернијег рада и већих брзина.

Сл. 4.106 Пнеуматски мотор

157


Код ламелних пнеуматских мотора сабијени ваздух који улази у простор ограничен са две лопатице, кућиштем и ротором, делује на лопатицу веће површине већом силом, што узрокује окретање ротора са лопатицама. Ови мотори имају уграђене аутоматске регулаторе брзине обртања и најчешће се користе код ручних алата (бушилице и брусилице).

б)

в)

pr

a)

om

o

Пнеуматски мотори се користе за рад ручних алата као што су бушилице, брусилице, разни одвијачи и завијачи (Сл. 4.107), за рад одређених уређаја код моторних возила и пољопривредних машина, за погон пумпи, транспортера, компресора и дизалица, код индустријских машина (мешалице, машине за паковање производа и др.) итд.

Сл. 4.107 Примена пнеуматских мотора код ручних алата: а) пнеуматски одвијач; б) електрично-пнеуматска бушилица; в) пнеуматска брусилица.

uk a

ПИТАЊА:

Ed

1. Чему служе погонске машине – мотори? 2. Како делимо погонске машине – моторе у зависноси од врсте енергије коју користе? 3. Шта су хидраулични мотори и како се деле? 4. Како се могу поделити хидрауличне турбине? 5. Шта су хидраулични цилиндри и чему служе? 6. Шта су топлотни мотори и како се деле? 7. Где се користе парне машине, а где парне турбине? 8. Наброј главне делове четворотактних бензинских мотора. 9. Објасни принцип рада четворотактних бензинских и дизел-мотора. 10. Објасни принцип рада двотактних бензинских мотора. 11. Објасни разлику између бензинских и дизел-мотора и између двотактних и четворотактних мотора. 12. На ком принципу раде и где се примењују гасне турбине, млазни, ракетни и пнеуматски мотори?

158


4.9. МОДЕЛОВАЊЕ ПОГОНСКИХ МАШИНА И/ИЛИ ШКОЛСКОГ МИНИ-РОБОТА У оквиру ове области већ смо учили о погонским машинама и основним појмовима о роботима и њиховој конструкцији. Поред тога, за програмирање школског мини-робота добро ће ти доћи и стечено знање из предмета Информатика и рачунарство. Време је да стечена теоријска знања примениш на практичној изради модела погонске машине или школског мини-робота. Принцип функционисања робота, начин састављања једноставних модела и програмирање њиховог рада најбоље је упознати кроз практичан рад. За ту сврху најбоље је да користиш елементе из конструкторских комплета за моделовање погонских машина и тзв. едукативних школских робота.

om

o

Школски роботи представљају умањене верзије правих робота. Они могу да се крећу по задатој путањи, укључују и искључују разне сијалице, лед диоде, моторе, релеје итд., производе разне светлосне и звучне ефекте, избегавају разне препреке приликом кретања, разликују боје итд.

pr

На тржишту постоји доста различитих конструкторских комплета за моделовање робота, као што су: mBot, Lego MINDSTROMS, Sphero Bolt, CD Robi, октопод студио итд.

Ed

uk a

Mbot је едукативни роботички сет намењен учењу кодирања/програмирања, роботике и електронике (Сл. 4.108). Рад са mBot роботом засновано је на програмском језику Scratch, који се може повезати са mBot уређајем коришћењем Bluetooth или 2.4 GHz wireless модула. Mbot роботу Arduino представља срце програма, једноставан је за састављање и пружа неограничене могућности у програмирању. Садржи 38 саставних делова, који се могу сложити за 10 минута, а једноставно обојени прикључци за жице обезбеђују да се више времена посвети програмирању и креативности. Mbot се може програмирати као робот који прати задату путању, баца лоптице и гура предмете, избегава зидове и остале препреке, проналази пут из лавиринта, разликује боје, и још много тога.

Сл. 4.108 mBot робот

Makeblock mBot Ranger је напредна верзија mBot-а која омогућава израду три облика робота: робот тенк, аутомобил за трке на три точка и самобалансирајући аутомобил (Сл. 4.109). Програм и контрола mBot Rangerа врши се путем iPad-a, таблета или лаптопа. Од изградње и рада до програмирања, Ranger омогућава изучавање роботике на једноставан и забаван начин. Сл. 4.109 Makeblock mBot Ranger

159


Makeblock Ultimate 2.0 представља роботски едукативни комплет који пружа могућност састављања више од десет различитих конфигурација робота, што свакако зависи од ваше креативности (Сл. 4.110).

Сл. 4.111 Makeblock Airblock

Ed

uk a

pr

om

Лего роботи представља роботски едукативни сет који садржи преко 800 коцкица неопходних да се направи пет различитих интерактивних робота (Сл. 4.112). Састоји се од централне јединице (мозга робота), која омогућава контролисање робота приликом уноса вештачке интелигенције у њу. Роботски сет садржи и моторе који покрећу робота и сензоре помоћу којих робот анализира околину у којој се налази. Робот се може програмирати да говори, да се креће, да помоћу лица изрази своје расположење итд. Захваљујући уграђеним сензорима, робот може да „види” предмете, препозна удаљеност и боје, прави гестове рукама итд. Поред тога, роботом се може управљати помоћу апликације на таблету.

Сл. 4.110 Makeblock Ultimate 2.0

o

Makeblock Airblock представља едукативни програмабилни модуларни дрон који пружа велике могућности обликовања (Сл. 4.111). Тако може да лети, креће се по тврдој подлози и води итд. Контролисан уз помоћ Bluetooth-а, дизајниран је да буде једноставан, променљивог облика и намене, што га чини веома занимљивим за коришћење.

Сл. 4.112 Програмибилни лего роботи Sphero Bolt котрљајући робот намењен је учењу основа роботике и програмирања (Сл. 4.113). Sphero Bolt садржи анимирани 8 Х 8 LED дисплеј који може да се програмира, те да показује емотикон који намигује када је задатак успешно обављен, као и стрелицу која показује у ком смеру робот планира да се креће. Поред тога садржи и четири инфрацрвена сензора, што пружа могућност комуникације међу роботима. Ово је први пут да се омогућава интеракција међу роботима, тако да пет робота може да комуницира

160


у исто време на удаљености до пет метара. Овај робот има уграђен компас и сензор за амбијентално светло. Роботом се управља уз помоћ прилагођене апликације. CD Robi комплет омогућава састављање робота који је могуће програмирати са рачунара (Сл. 4.114). Контрола кретања врши се преко паметних (смарт) телефона или таблета који су опремљени Андроид оперативним системом.

Сл. 4.113 Sphero Bolt

o

Када је у питању моделовање погонских машина, избор је такође веома велики. Наравно да се при моделовању треба придржавати састава конструкторских кутија које користиш у својој школи. Међутим, немој се устручавати да при моделовању погонске машине додаш и нешто што није предвиђено у конструкторским кутијама и тиме искажеш своју креативност у унапређивању функционисања самог модела.

Сл. 4.114 CD Robi

Ed

uk a

pr

om

Можеш моделовати једну од машина која за пренос снаге и кретања користи зупчанике, каишнике, осовине (вратила) и мини-електромотор, хидрауличну турбину (Пелтонову, Френсисову или Капланову) или парну турбину итд.

161


НАУЧИЛИ СМО:

Ed

uk a

pr

om

o

• Погонске машине – мотори служе за покретање других радних машина и механизама, при чему претварају било коју врсту енергије у механички рад. • У зависности од врсте енергије коју користе погонске машине – мотори могу бити: хидраулични, топлотни, електрични и пнеуматски. • Мотори који користе воду (течности) за претварање енергије у механички рад називају се хидраулични мотори. Хидраулични мотори се деле на: хидрауличне турбине и хидрауличне цилиндре. • Хидрауличне турбине користе потенцијалну енергију воде за извршавање неког рада. Постоје Френсисова, Капланова и Пелтонова хидраулична турбина. • Хидраулични цилиндри енергију течности, најчешће минералних или синтетичких уља, претварају у користан рад. • Топлотни мотори су погонске машине које за производњу механичког рада користе топлотну енергију насталу сагоревањем горива (угља, нафте, бензина, гаса итд.). Топлотне моторе делимо на: моторе са спољашњим сагоревањем (ССС мотори) и моторе са унутрашњим сагоревањем (СУС мотори). • Код мотора са спољашњим сагоревањем процес ослобађања топлотне енергије се одвија изван топлотног мотора, најчешће у парним котловима. Они могу бити: парне машине и парне турбине. • Парне машине користе водену пару произведену у парном котлу, која је под притиском, за претварање у механички рад. • Парне турбине су топлотни мотори који кинетичку енергију водене паре претварају у механички рад. • Мотори са унутрашњим сагоревањем (СУС мотори) су топлотни мотори код којих продукти сагоревања својим директним дејством врше механички рад. • У моторе са унутрашњим сагоревањем спадају: клипни мотори, гасне турбине, млазни мотори и ракетни мотори. • Клипни мотори са унутрашњим сагоревањем представљају топлотне моторе код којих се сагоревање горива, тј. претварање топлотне енергије у механички рад, врши у цилиндрима мотора. • Постоји више врста и подела клипних СУС мотора: а) према начину остваривања радног циклуса: четворотактни и двотактни; б) према врсти горива које користе: бензинске (ОТО) и дизел; в) према конструкцији, тј. распореду цилиндара: једноредне моторе, „боксер” моторе; „V”-моторе и звездасте моторе. • Четворотактни бензински мотори имају следеће главне делове: клипни механизам (клип, клипњача и коленасто вратило (радилица)), картер, блок мотора, цилиндар, усисни и издувни вентил, брегасто вратило, свећица, глава мотора, карбуратор и др. • Код четворотактних бензинских мотора радни циклус одвија се у четири такта, и то: I такт – усисавање, II такт – сабијање (компресија), III такт – сагоревање (експанзија – ширење) и IV такт – издувавање. • Двотактни бензински мотори се разликују од четворотактних по томе што немају вентиле и брегасто вратило, већ имају усисни и издувни канал, који служе за довођење смеше бензина и ваздуха и избацивање гасова.

162


Ed

uk a

pr

om

o

• Принцип рада двотактних бензинских мотора изводи се у следећа два такта: I такт – усисавање и сабијање (компресија), II такт – сагоревање (експанзија – ширење) и издувавање. • Четворотактни дизел-мотори се разликују од четворотактних бензинских мотора по начину убацивања горива у цилиндар мотора и у начину паљења. • Гасне турбине су ротационе машине које покреће енергија тока гаса произведеног сагоревањем горива. • Млазни мотори су уређаји којима се остварује потисак усмереног дејства према напред, супротно од смера истицања убрзаног млаза гасова. • Ракетни мотори раде на истом принципу као и млазни, али се разликују по томе што не користе кисеоник из атмосферског ваздуха за сагоревање, већ га носе са собом заједно са горивом. • Пнеуматски мотори су механизми који користе компримовани ваздух за претварање у континуирано кружно кретање вратила неке машине која треба да изврши неки механички рад.

163


uk a

Ed o

om

pr


5

uk a

pr

om

o

КОНСТРУКТОРСКО МОДЕЛОВАЊЕ

5. КОНСТРУКТОРСКО МОДЕЛОВАЊЕ Од идеје до реализације пројекта ‒ израда модела

Ed

5.1.

НАУЧИЋЕШ, САЗНАЋЕШ, УПОЗНАЋЕШ: • • • •

да израдиш пројекат и успешно га реализујеш; да практично примениш стечена знања из техничког цртања, машинских конструкција, обраде машинских материјала, енергетике, роботике и информатике; да стекнеш нове и усавршиш постојеће предузетничке вештине; да осетиш задовољство практичног стваралаштва.

ЗА РАДОЗНАЛЕ: • • • • •

Присети се онога што смо до сада учили о технологији добијања и обраде материјала. Подсети се шта подразумева алгоритамски начин размишљања при реализацији једног пројекта, од идеје до реализације, и коју техничку документацију треба да садржи један мини-пројекат. Истражи и прикупи, преко интернет претраживача (Google, Yahoo), цртеже или слике модела машина и механизама о којима смо до сада учили, а који би могли да буду предмет твог практичног рада у овој области. Скицирај модел који желиш да израдиш. Представи другарицама и друговима идеју о свом пројекту за израду модела и оформи групу која ће представљати твој тим.


5. КОНСТРУКТОРСКО МОДЕЛОВАЊЕ 5.1. ОД ИДЕЈЕ ДО РЕАЛИЗАЦИЈЕ ПРОЈЕКТА ‒ ИЗРАДА МОДЕЛА У претходним разредима смо научили о алгоритамском начину размишљања при остваривању једног пројекта од идеје до реализације, изради мини-пројекта и техничке документације у оквиру њега, о многим материјалима и начинима њихове обраде, алатима и машинама који се за то користе.

om

o

Ове године ће твоје моделовање бити нешто сложеније јер ћеш, поред материјала које си и до сада користио/користила, употребљавати и метале (лим, жицу...), као и алате и машине за њихову обраду. Такође ћеш моћи да склопиш и свој први школски мини-робот или моделујеш омиљену играчку на 3Д штампачу. Како би успешно реализовао/ реализовала свој пројекат, води рачуна да за израду свог модела предвидиш коришћење лако обрадивог материјала (алуминијумски лим и жицу, елементе од пластике и др.), као и једноставног ручног алата и прибора. Такође, при планирању свог практичног рада распитај се код наставника да ли за твој рад у кабинету за Технику и технологију постоје одговарајућа наставна средства (одговарајући алат, машине, уређаји, материјал, конструкторски комплети и др.).

pr

Успешност сваког посла зависи од почетног стварања идеје и доброг планирања израде. Постоји више начина помоћу којих можеш доћи до идеје. Најбржа и најшира могућност доласка до идеје о твом будућем моделу пружа ти се употребом рачунара и претрагом преко неког интернет претраживача (Google, Yahoo). Претрагом преко интернета ти уједно испитујеш тржиште, па настој да твој будући производ има неку употребну вредност, или буде прототип неког будућег производа.

uk a

Могућности за стваралачки рад су велике. На теби је да одабереш практичан рад кроз који ћеш на најбољи начин моћи да искажеш своје идеје и стваралачке способности. У многим школама ученици користе конструкторске комплете који садрже потребан материјал за израду, унапред предвиђених и нацртаних, практичних вежби. То не треба да те спречи да при изради тих модела уградиш нешто што си баш ти замислио/замислила и тако искажеш своју иновативност и креативност.

Ed

Ако се одлучиш за практичну израду модела од лако обрадивог метала (алуминијумски лим и жица), онда је избор веома велики (Сл. 5.1). Искажи своју креативност тако што ћеш осмислити свој облик сталка за оловке, салвете или привеска.

сред из м а - писм пет атиша ени конт ак р ол геоса ни из субот а - ба скет

Сл. 5.1 Модели од лима и жице

166


Ево неких идеја за оне чија су интересовања више везана за моделовање помоћу елемената из конструкторских кутија (Сл. 5.2).

Сл. 5.2 Модели склопљени од елемената из конструкторских кутија

pr

om

o

Уколико школа коју похађаш поседује 3Д штампач, моделуј привезак са својим именом, држач за оловке или сапун, омиљену играчку или нешто што је теби интересантно (Сл. 5.3).

uk a

Сл. 5.3 Модели одштампани на 3Д штампачу

Ed

Уколико су твоја интересовања више везана за информационе технологије и роботику, а школа поседује неки од едукативних школских робота, свој практичан рад можеш посветити склапању и програмирању једног од њих (Сл. 5.4). Рачунар можеш користити и за управљање уређајима и процесима (интерфејс – систем веза са рачунаром).

Сл. 5.4 Едукативни школски роботи

167


Пре почетка рада и током свог практичног стваралаштва, обавезно се консултуј са наставником. У ранијим разредима смо учили да сваком практичном раду претходи одређена припрема. После коначног дефинисања модела и његове намене, припрема подразумева израду мини-пројекта који треба да садржи скицу, техничку документацију (склопни и детаљни технички цртеж), планску документацију (редослед и начин израде – алгоритам израде, листу неопходног материјала, неопходан прибор и алат и процену трошкова). Уколико је модел за који си се определио/определила динамички, неопходно је да дефинишеш извор енергије који ће покретати модел, као и начин управљања моделом. За израду техничке и планске документације користи одговарајуће рачунарске програме за техничко цртање и обраду текста које смо до сада учили или их нацртај/ напиши у свесци помоћу прибора за техничко цртање.

o

При реализацији свог пројекта веома је важно да имаш добру процену неопходног времена за његову реализацију. Уколико је рад сложенији, уз дозволу наставника, укључи још неког од другарица и другова у његову реализацију.

om

И овог пута, као у претходним разредима, до изражаја ће доћи и твоје предузетничке вештине. То подразумева да, поред добре процене успешног пласмана свог будућег производа на тржишту, у оквиру мини-пројекта треба да предвидиш представљање самог производа од испитивања тржишта, преко техничке документације, начина израде, маркетинга и продаје, до мање процене трошкова.

uk a

ВРЕМЕ ЈЕ ЗА ПРОИЗВОДНИ РАД!

pr

Све ово показује да од почетне идеје до готовог производа предстоји дугачак и сложен посао, што је разлог више да то буде тимски рад који је гарант остварења заједничког циља, а то је квалитетан производ.

Припреми и организуј своје радно окружење. Изабери и припреми одговарајући материјал, алате, машине и опрему у складу са послом који те очекује.

Ed

Пређи на практичан рад, поштујући принципе економичног коришћења материјала и безбедне употребе алата и машина.

СРЕЋАН И УСПЕШАН РАД! Како би заокружио/заокружила цео циклус од стварања идеје, преко израде производа, маркетинга и његове продаје, понуди свој производ уз производе које су израдили твоји другари у оквиру продајне изложбе, приликом обележавања значајних датума у оквиру твоје школе. По завршетку продаје потребно је анализирати реализацију пројекта и предложити мере његовог унапређења или израду новог.

168


1 3

2

pr

om

R5

o

1

uk a

Ed

3

2

3 2 1 ПОЗ. РАЗМЕРА 1:1

ЗАКАЧКА АЛКА ПЛОЧИЦА НАЗИВ ДЕТАЉА

ПРИВЕЗАК

1 1 1 KOM.

ЖИЦА Ø 2 x 130 mm ЖИЦА Ø 2 x 70 mm ЛИМ 1 x 60 x 20 mm МАТЕРИЈАЛ УКУПНО ЦРТ.1 ЦРТЕЖ БР.1

169


РЕЧНИК МАЊЕ ПОЗНАТИХ РЕЧИ А

алат – средство за обликовање апсорбовати – усисавати, упијати амбалажа – омот, кутија, врећа, сандук и све друго што служи за паковање робе аеродинамичан – најповољнији облик неког тела којем при кретању ваздух пружа најмањи отпор

В

визуелна – видна, представа добијена чулом вида

Г

Д

om

дефинисати – објаснити тачну садржину неког појма дисплеј – екран за приказивање слике

o

генератор – електрична машина која служи за добијање електричне енергије

Е

uk a

pr

енергија – способност тела да изврши неки рад електромотор – електрична машина која електричну енергију претвара у механички рад екологија – наука која проучава односе живих бића према средини, утицај средине на њих и заштиту природе од штетних утицаја екстерни хард-диск – спољашњи хард-диск (преносив је и налази се ван кућишта) експанзија – ширење, повећање запремине елеменат – саставни део неког сложеног система

З

зазор – мали размак између механички повезаних делова

Ed

И

интеракција – узајамно дејство неких чинилаца

К

комфор – удобност константно – стално компонента – састојак, део, комадић компресија – сабијање кориговати – исправљати

М

моторика – способност коришћења најмањих мишића тела, нпр. прстију на руци, ради извођења прецизних покрета код којих постоји узајамна веза око-рука-мозак монтирати – саставити неки предмет, машину и сл.

170


П

параметри – одређене мере пропелер – елиса са главом у средини из које се пружају сечива (пераја) постављена тако да својом површином захватају воду или ваздух и тако покрећу брод или авион прототип – модел који се ради пре оригинала

Р

радни предмет (обрадак) – део који се обрађује резањем на некој алатној машини рационалан – разуман, економичан рефлексија – одсјај редуктор – уређај помоћу ког се смањује брзина кретања погонског вратила регулисање – подешавање

С

om

o

стандарди – технички прописи за уједначавање величине, облика, квалитета, начина приказивања итд. сензор – уређај који мери физичке величине (светлост, температуру и др.) и региструје физичке препреке (разне предмете)

Т

У

uk a

pr

тарне површине – површине неког материјала које се додирују при окретањеу у супротном смеру, при чему изазивају трење трансформација – претварање (нпр. енергије из једног облика у други) термостат – апарат/уређај за аутоматско одржавање температуре у неком простору или уређају термички – топлотни универзално – свестрано, вишенаменски

Ф Х

Ed

флексибилност – прилагодљивост, сналажљивост, променљивост хидраулично – рад уређаја са дејством течности

Ц

центрирати – одредити средиште или довести у средиште

Ш

штеловати – дотерати, удесити, подешавати

171

Profile for ivana.milosevic

Техника и технологија, уџбеник за седми разред основне школе  

Уџбеник за седми разред основне школе Аутор: Зоран Лапчевић

Техника и технологија, уџбеник за седми разред основне школе  

Уџбеник за седми разред основне школе Аутор: Зоран Лапчевић

Advertisement