Nowe rozwiàzania uk adów nap dowych maszyn z metalowymi sprz g ami podatnymi skr tnie i sprz g ami przecià eniowymi

Nowe rozwiàzania uk adów nap dowych maszyn z metalowymi sprz g ami podatnymi skr tnie i sprz g ami przecià eniowymi KRZYSZTOF FILIPOWICZ Podczas eksploatacji cz sto stwierdza si awaryjny postój maszyny, spowodowany uszkodzeniem jej elementów w wyniku przecià enia uk adu nap dowego oraz oddzia ywania dynamicznego. Wobec tego celowe by oby zastosowanie w uk adach nap dowych maszyn sprz g a o du ej podatnoêci skr tnej, pozwalajàcego na znaczne zmniejszenie wp ywu tych niekorzystnych czynników. Stosowane obecnie na Êwiecie sprz g a podatne w uk adach nap dowych umieszcza si tylko po stronie szybko- Dr in. Krzysztof Filipowicz jest pracownikiem Instytutu Mechanizacji Górnictwa, Wydzia u Górnictwa i Geologii Politechniki Âlàskiej w Gliwicach. bie nej przek adni, tzn. pomi dzy silnikiem nap dowym i przek adnià z batà, a to nie zabezpiecza ca ego uk adu, a w szczególnoêci przek adni z batej, która jest usytuowana bezpoêrednio za cz onem roboczym [1 3]. Warunki pracy uk adów nap dowych stosowanych w maszynach roboczych determinujà stosowanie w uk adach nap dowych sprz gie o du ej podatnoêci skr tnej, odpornych na oddzia ywanie okreêlonych warunków obcià eƒ. Odpowiednià podatnoêç skr tnà sprz g a mo e zapewniç rozwiàzanie opracowane w Instytucie Mechanizacji Górnictwa, Wydzia u Górnictwa i Geologii Politechniki Âlàskiej [4 7]. ROK WYD. LXVIII ZESZYT 2/2009 41

Sprz g a podatne w nap dach maszyn roboczych Sprz g o to zespó w uk adzie nap dowym, który przeznaczony jest do àczenia wa ów i przekazywania z jednego wa u na drugi momentu obrotowego bez zmiany jego kierunku. Sprz g o sk ada si z cz onu czynnego (nap dzajàcego, wejêciowego) i cz onu biernego (nap dzanego, wyjêciowego) oraz àcznika. àcznik charakteryzuje sprz g o i okreêla sposób przekazywania momentu obrotowego z cz onu czynnego na cz on bierny. W sprz g ach podatnych podstawowym elementem jest àcznik spr ysty, którego zadaniem jest umo liwienie chwilowego wzgl dnego obrotu wa u biernego w stosunku do wa u czynnego. Dzi ki podatnoêci àcznika sprz g a te mogà zmniejszaç wp yw obcià eƒ dynamicznych na prac nap du (m.in. podczas rozruchu), agodziç drgania, zmniejszaç nierównomiernoêci przenoszonego momentu obrotowego, m.in. w sprz g ach podatnych àczniki wykonuje si najcz Êciej z gumy lub w sprz g ach ca kowicie metalowych ze spr yn najrozmaitszych kszta tów [1 3]. Uk ady nap dowe ci kich maszyn roboczych, np. górniczych, budowlanych czy drogowych, pracujà zazwyczaj w bardzo trudnych warunkach. Warunki te cechujà si m.in. du à cz stoêcià rozruchów i wymagajà stosowania ró nego rodzaju zabezpieczeƒ. Jednym ze sposobów zabezpieczenia uk adów nap dowych jest zastosowanie w nich odpowiednich sprz gie przecià eniowych, dobranych w zale noêci od spodziewanej charakterystyki obcià enia maszyny. W przypadku maszyn górniczych, urabiajàcych i transportujàcych urobek, wyst pujàce w nich obcià- enia dynamiczne wymagajà stosowania w uk adach nap dowych maszyn sprz gie podatnych skr tnie. Pracujàce w kopalniach sprz g a nara one sà dodatkowo na negatywne oddzia ywanie Êrodowiska, w którym te maszyny sà eksploatowane. Przyk ady rozwiàzaƒ konstrukcyjnych sprz gie mechanicznych podatnych i przecià eniowych zawierajà pozycje [1 3]. Konstrukcja metalowego sprz g a podatnego skr tnie z jednym po àczeniem gwintowym Istota dzia ania sprz g a (rys. 1) polega na tym, e moment obrotowy przenoszony jest od strony czynnej do biernej za pomocà mechanizmu gwintowego oraz ruchowego po àczenia kszta towego, przy czym wykorzystuje si tak e uk ad spr ysto- -t umiàcy w postaci zestawu spr yn talerzowych 3. Mechanizm gwintowy wykonuje si mi dzy zewn trznie nagwintowanym wa em wejêciowym 1 stanowiàcym cz on czynny sprz g a i ruchomà nakr tkà 2, która ma naci te na zewn trznej powierzchni walcowej rowki wielowypustu 5. Zewn trzne rowki nakr tki sà w ruchowym po àczeniu z wielowypustem wykonanym na wewn trznej powierzchni obudowy 4, po àczonej z piastà wyjêciowà 7 b dàcà cz onem biernym sprz g a [5 7]. Opór zestawu spr yn talerzowych 3, podczas ruchu obrotowego wa u wejêciowego, powoduje wzrost sk adowej si y w kierunku obwodowym na gwincie mechanizmu Êrubowego. Wzrost tej si y zwi ksza moment obrotowy, a gdy osiàgnie on wartoêç momentu roboczego maszyny, rozpoczyna si jej ruch obrotowy b dàcy jednoczeênie ruchem roboczym. Chwilowe przecià enia maszyny roboczej powodujà dodatkowe Êciskanie elementów spr ystych, a niedocià enia maszyny ich odpr anie. Po wy àczeniu uk adu nap dowego nakr tka naciskana przez spr - yn wraca do po o enia wst pnego na wale wejêciowym. Przy odpowiednio du ym wst pnym ÊciÊni ciu spr yny i po wy àczeniu uk adu nakr tka powraca do po o enia poczàtkowego. Element spr ysty mo e sk adaç si z dowolnie usytuowanych pakietów spr yn talerzowych u o onych w zestaw. Dobór spr yn oraz ich zestawu zale y jedynie od zak adanej charakterystyki sprz g a. Rys. 1. Schemat jednokierunkowego sprz g a podatnego skr tnie, gdzie: 1 wa wejêciowy z gwintem, 2 nakr tka z gwintem wewn trznym i wielowypustem, 3 zespó spr yn talerzowych, 4 obudowa z wielowypustem, 5 ruchowe po àczenie wielowypustowe, 6 pokrywa lewa, 7 piasta wyjêciowa, 8 o yska sto kowe, 9 o ysko wzd u ne, 10 pierêcieƒ uszczelniajàcy, 11 tuleja po àczeniowa Kàt skr cenia cz onów sprz g a, pod wp ywem nominalnego obcià enia mi dzy wejêciem i wyjêciem, mo e byç bardzo du y i wynosiç np. pe ny obrót wa u wejêciowego (czynnego), zanim wa wyjêciowy (bierny) rozpocznie ruch obrotowy. W sprz gle skok gwintu wielozwojowego jest na tyle du y, e kàt wzniosu linii Êrubowej jest wi kszy od kàta tarcia dla materia ów Êruby i nakr tki, gwint jest niesamohamowny. Rys. 2. Przyk ad budowy metalowego sprz g a podatnego skr tnie jednokierunkowego dzia ania, gdzie: 1 wa wejêciowy z gwintem, 2 obudowa z wielowypustem, 3 element przesuwny z gwintem wewn trznym i wielowypustem, 4 zestaw spr yn talerzowych, 5 tuleja prowadzàca, 6 piasta wyjêciowa, 7 pokrywa lewa, 8 o ysko sto kowe, 9 o ysko wzd u ne, 10 o ysko sto kowe, 11 tuleja ustalajàca o ysko, 12 pierêcieƒ uszczelniajàcy, 13 pierêcieƒ regulacyjny 42 ROK WYD. LXVIII ZESZYT 2/2009

Przyk ad rozwiàzania konstrukcyjnego metalowego sprz g a podatnego skr tnie jednokierunkowego dzia ania przedstawiono na rys. 2. Sprz g o zosta o przeznaczone do prowadzenia badaƒ doêwiadczalnych, majàcych na celu wyznaczenie charakterystyk statycznych i dynamicznych. Na rys. 3 przedstawiono widok zmontowanego sprz g a podatnego. Innà postaç konstrukcyjnà metalowego sprz g a podatnego skr tnie przedstawiajà rysunki 4 i 5. Jest to sprz g o dwukierunkowego dzia ania. Rys. 5. Widok metalowego sprz g a podatnego skr tnie dwukierunkowego dzia ania Rys. 3. Widok metalowego sprz g a podatnego skr tnie jednokierunkowego dzia ania Rys. 4. Przyk ad budowy metalowego sprz g a podatnego skr tnie dwukierunkowego dzia ania, gdzie: 1 wa wejêciowy z gwintem, 2 element przesuwny z gwintem wewn trznym i wielowypustem, 3 obudowa z wielowypustem, 4 zestawy spr yn talerzowych, 5 pokrywa prawa, 6 piasta wyjêciowa, 7, 8 tuleje ustalajàce spr yny, 9 tuleja ustalajàca o ysko, 10 element uszczelniajàcy, 11 o yska sto kowe, 12 pierêcieƒ uszczelniajàcy, 13, 14, 15 elementy po àczenia Êrubowego Konstrukcja metalowego sprz g a podatnego skr tnie z zabezpieczeniem przecià eniowym W Instytucie Mechanizacji Górnictwa Politechniki Âlàskiej skonstruowano tak e prototyp sprz g a przecià eniowego, które jest wykonane z metalu i jest bardzo podatne skr tnie, a przy wystàpieniu przecià enia sprz g o to wy àcza si, ca kowicie oddzielajàc cz on czynny od biernego. Wtedy uk ad nap dowy pracuje prawie tak jak na biegu luzem. Po zmniejszeniu si obcià enia zewn trznego sprz g o samoczynnie si w àcza (rys. 6), [5, 7]. Przedstawiane sprz g o rozwiàzuje problem zmniejszenia chwilowych przecià eƒ uk adu nap dowego maszyny lub urzàdzenia w czasie rozruchu oraz agodzenia obcià eƒ dynamicznych w czasie eksploatacji, a tak e przerywa przep yw mocy w przypadku nadmiernego przecià enia, które cz sto wyst puje w uk adach nap dowych maszyn ci kich, np. górniczych i drogowych. Sprz g o sk ada si z dwóch zasadniczych cz Êci: nagwintowanego wa u wejêciowego 1 i piasty wyjêciowej 2 wraz z obudowà 3, które po àczone sà ze sobà za pomocà kul 6 umiejscowionych w Êlepych otworach wykonanych w kierunku promieniowym na zewn trznej powierzchni nakr tki 5, le àcych w jednej poprzecznej p aszczyênie i w dopasowanych do kul rowkach 4, wykonanych wewnàtrz obudowy 3. Nakr tka 5 wspó pracuje z wykonanym gwintem niesamohamownym na wale wejêciowym 1. Przy ruchu obrotowym wa u wejêciowego 1, nakr tka 5 przesuwa si w kierunku piasty wyjêciowej 2, naciska na element spr ysto-t umiàcy 7 i go odkszta ca. Kule 6 wystajà z otworów wykonanych w nakr tce. Te wystajàce cz Êci kul posadowione sà w rowkach pó okràg ych, wykonanych w obudowie 3, która jest po àczona z piastà wyjêciowà 2. W przypadku przecià enia kule wysuwajà si z rowków w obudowie i swobodnie przemieszczajà si w kierunku obwodowym poza strefà rowków. JeÊli przecià enie zmniejszy si, to kule w wirujàcej nakr tce po okreêlonym kàcie obrotu zostanà wciêni te przez zakumulowanà energi w elemencie spr ysto-t umiàcym 7 do rowków i nast puje ponowne przenoszenie momentu obrotowego przez sprz g o. Rys. 6. Schemat sprz g a przecià eniowego o du ej podatnoêci skr tnej, gdzie: 1 wa wejêciowy z gwintem, 2 piasta wyjêciowa, 3 obudowa, 4 rowek w obudowie, 5 nakr tka z gniazdami na kulki, 6 kule, 7 element spr ysto-t umiàcy, 8 o yska skoêne, 9 o ysko wzd u ne, 10 tuleja po àczeniowa, 11 pierêcieƒ uszczelniajàcy ROK WYD. LXVIII ZESZYT 2/2009 43

Nowe konstrukcje elementów uk adów nap dowych Wykorzystujàc budow i zasad dzia ania metalowego sprz g a podatnego skr tnie, w Instytucie Mechanizacji Górnictwa Politechniki Âlàskiej opracowano wiele nowych rozwiàzaƒ konstrukcyjnych elementów uk adów nap dowych maszyn roboczych [8 11]. Wa przegubowy podatny skr tnie W uk adach nap dowych, gdzie po àczenie jego elementów realizowane jest za pomocà typowego wa u Cardana z przegubami i wielowypustem, nie ma mo liwoêci agodzenia powstajàcych znacznych nadwy ek momentu skr cajàcego, majàcych charakter dynamiczny, co powoduje cz ste uszkodzenia tego elementu. Wa Cardana pod wp ywem przekroczenia dopuszczalnego momentu skr cajàcego ulega awarii, polegajàcej na utracie noênoêci po àczeƒ spawanych z àcza rurowego. W wyniku tego wa zostaje rozdzielony na dwie cz Êci, które swobodnie obracajàc si, niszczà inne elementy uk adu nap dowego. Innym rozwiàzaniem, które mo e byç zastosowane w uk adzie nap dowym, jest po àczenie elementów nap du za pomocà wa u przegubowego podatnego skr tnie. Idea rozwiàzania konstrukcyjnego metalowego sprz g a mo e byç zastosowana w przedstawionym na rys. 7 wale przegubowym podatnym skr tnie. Wa ten s u y szczególnie do przenoszenia dynamicznych obcià eƒ skr tnych i mo e znaleêç zastosowanie w po àczeniach silnika z przek adniami mechanicznymi, gdzie czopy elementów uk adu nap dowego nie sà wspó osiowe. Taka postaç konstrukcyjna wa u rozwiàzuje problem zmniejszenia chwilowych obcià eƒ dynamicznych uk adu nap dowego maszyny w czasie rozruchu. Znane sà metalowe wa y przegubowe, zwane wa ami Cardana, które przenoszà moment obrotowy, np. z silnika do przek adni. Sprz g o to jest sztywne i przenosi obcià enia impulsowe, udarowe i nie t umi drgaƒ. W wa ach tych zmianom pr dkoêci kàtowej cz onu biernego towarzyszy zmiana przenoszonego momentu obrotowego, co powoduje generowanie drgaƒ na jego wyjêciu. Istotà nowego rozwiàzania jest to, e w wale przegubowym mi dzy przegubami krzy akowymi umieszczone jest sprz g o podatne skr tnie [10]. Przegubowy wa podatny skr tnie sk ada si z przegubów krzy akowych 1 i 2 oraz z wa u 3 z ruchowym po àczeniem kszta towym 4 z tulejà 5, na której, na zewn trznej powierzchni cylindrycznej, wykonany jest gwint niesamohamowny 6, wspó pracujàcy z gwintem 8, wykonanym w otworze obudowy 7. Przy obrocie wa u 3 tuleja 5 przesuwa si w mechanizmie gwintowym 6, wykonanym na tulei 5 i obudowie 7. Spr yny 9 i 10 odkszta cajà si pod wp ywem obcià enia, co pozwala na agodzenie obcià eƒ dynamicznych. Po àczenie kszta towe mo e byç ruchowym po àczeniem wielowypustowym lub po àczeniem ruchowym z dwoma wpustami wzd u nie podzielonymi. Dzia anie przegubowego wa u podatnego skr tnie polega na tym, e w obudowie sprz g a wykonany jest wielozwojowy gwint niesamohamowny, który wspó pracuje z gwintem wykonanym na zewn trznej powierzchni walcowej tulei. Ten mechanizm gwintowy przenosi moment obrotowy, który przekazywany jest na tulej z wa u za poêrednictwem ruchowego po- àczenia kszta towego, np. wielowypustowego. Wa i obudowa sprz g a przegubowego podatnego skr tnie po àczone sà za pomocà przegubów krzy akowych z czopami silnika i przek adni. W przypadku statycznej lub dynamicznej zmiany obcià enia wa u przegubowego podatnego skr tnie tuleja przesunie si wzgl dem obudowy oraz wa u. Nacisk na spr yn spowoduje jej odkszta cenie, a przez to nastàpi z agodzenie obcià enia dynamicznego na wyjêciu z wa u przegubowego. W wale jako spr yn mo na u yç tak e odpowiednio dobranych spr yn talerzowych. Rozwiàzanie jest przydatne w szczególnoêci dla uk adów nap dowych maszyn, w których wyst pujà obcià enia dynamiczne. Przyk adem zastosowania mo e byç uk ad nap dowy lokomotywy elektrycznej typu Lea-BM12 ze standardowym wa em Cardana, który wed ug posiadanych informacji ulega cz stym awariom ze wzgl du na wyst pujàce bardzo du e przecià enia, zachodzàce podczas jazdy lokomotywy na ukach zakr tów. Wa przegubowo-przecià eniowy dwukierunkowego dzia ania Innym rozwiàzaniem jest wa przegubowo-przecià eniowy dwukierunkowego dzia ania. Wa ten s u y szczególnie do przenoszenia dynamicznych obcià eƒ skr tnych, a przy okreêlonych przecià- eniach roz àcza nap d [11]. Wa ten mo e znaleêç zastosowanie w po àczeniach silnika z przek adniami mechanicznymi, gdzie kàt przecinajàcych si osi nie przekracza 15. Wa przecià eniowy, a zarazem podatny skr tnie mo na zastosowaç w takich uk adach nap dowych, gdzie wyst powaç mogà du e przecià enia nara ajàce elementy tych uk adów na uszkodzenia. Postaç konstrukcyjna tego wa u umo liwia zmniejszanie chwilowych przecià eƒ uk adu nap dowego maszyny lub urzàdzenia w czasie rozruchu oraz agodzenia obcià eƒ dynamicznych, a tak e przerywa przep yw mocy w przypadku nadmiernego Rys. 7. Przyk ad rozwiàzania konstrukcyjnego wa u przegubowego podatnego skr tnie, gdzie: 1, 2 przeguby Cardana, 3 wa, 4 po àczenie wielowypustowe, 5 tuleja, 6 mechanizm gwintowy, 7 obudowa, 8 gwint wewn trzny, 9, 10 spr yny 44 ROK WYD. LXVIII ZESZYT 2/2009

Rys. 8. Wa przegubowo-przecià eniowy dwustronnego dzia ania, gdzie: 1, 2 przeguby Cardana, 3 wa, 4 po- àczenie wielowypustowe, 5 tuleja, 6 skoêne rowki, 7 obudowa, 8 wa- eczki, 9, 10 spr yny przecià enia, które cz sto wyst puje w uk adach nap dowych maszyn roboczych (rys. 8). Cechà charakterystycznà konstrukcji jest to, e w wale przegubowym Cardana zainstalowane jest sprz g o podatne skr tnie dwustronnego dzia ania, które zarazem jest sprz g em przecià eniowym. Budowa tego nowego wa u przegubowo-przecià- eniowego cechuje si tym, e mi dzy przegubami krzy akowymi wa u umiejscowione jest dodatkowo sprz g o podatne skr tnie, które jest zarazem sprz g em przecià eniowym. Dzia anie przegubowego sprz g a przecià eniowego polega na tym, e wa eczki umocowane w obudowie sprz g a, w jednej p aszczyênie w kierunku promieniowym, wystajà wewnàtrz obudowy i wspó pracujà z rowkami skoênymi wykonanymi na zewn trznej powierzchni walcowej tulei. Te wa eczki umieszczone w rowkach przenoszà moment obrotowy, który przekazywany jest na tulej z wa u za poêrednictwem ruchowego po àczenia kszta towego. Wa przecià eniowo-przegubowy àczony jest za pomocà przegubów krzy- akowych Cardana z czopami silnika i przek adni. Wa eczki umocowane sà w obudowie, a skoêne, w stosunku do osi wa u rowki, wykonane sà na zewn trznej powierzchni tulei. W przypadku przecià enia przegubowego wa u tuleja przesunie si na ruchowym wielowypuêcie wa u, naciskajàc na jednà ze spr yn, a wa eczki z obudowy sprz g a wysunà si ze skoênych rowków tulei i nastàpi swobodny ruch obrotowy wa u z tulejà w obudowie. Gdy obcià enie zmniejszy si, to spr yna naciskajàc na tulej, spowoduje po okreêlonej cz Êci obrotu wa u z tulejà, e wa eczki znowu znajdà si w rowkach tulei. Rys. 9. Przyk ad rozwiàzania konstrukcyjnego b bna nap dowego zintegrowanego ze sprz g em podatnym skr tnie, gdzie: 1 korpus b bna nap dowego, 2 elementy kad uba nap du przenoênika zgrzeb owego, 3 wa b bna nap dowego, 4 spr yny talerzowe, 5 nakr tka z naci tym gwintem wewn trznym i wielowypustem, 6 o yska wzd u ne, 7 o ysko sto kowe, 8 pokrywa b bna, 9 uszczelnienie, 10 Êruby, 11 po àczenie wielowypustowe, 12 wa nap dowy przek adni, 13 pó oê nap du Jak pokazano na rysunku, sprz g o sk ada si z przegubów krzy akowych sprz g a przegubowego 1 i 2 oraz z wa u 3 z ruchowym po àczeniem wielowypustowym 4 z tulejà 5, na której na zewn trznej powierzchni cylindrycznej wykonane sà rowki skoêne 6, a w obudowie 7 umieszczone sà w jednej p aszczyênie wa eczki 8, które przy obrocie wa u 3 przesuwajà si w rowkach 6 wykonanych na tulei 5. Spr yna 9 lub 10 odkszta ca si pod wp ywem obcià enia, a w przypadku przecià enia jedna z tych spr yn zostanie ÊciÊni ta tak, e tuleja 5 przesunie si i wa eczki 8 z obudowy 7 wysunà si z rowków 6 i roz àczà nap d, przeciwdzia ajàc powstaniu awarii. Rozwiàzanie to tak e mo e byç przydatne dla uk adów nap dowych maszyn, w których wyst pujà du e przecià enia wraz z problemem poprawnego osiowania wa ów, a dotyczy to szczególnie maszyn górniczych, drogowych, budowlanych i rolniczych [5, 11]. B ben nap dowy zintegrowany ze sprz g em Przyk adowym zastosowaniem zabezpieczania nap dów przenoêników górniczych jest opracowana w Instytucie Mechanizacji Górnictwa koncepcja sprz g a podatnego, którego obudow stanowi np. korpus b bna nap dowego z gniazdami aƒcuchowymi przenoênika zgrzeb owego lub adowarki kombajnu chodnikowego [8, 9]. W rozwiàzaniu tym b ben aƒcuchowy przenoênika po àczony jest z metalowym sprz g em podatnym skr tnie. W przyk adzie idei konstrukcji aƒcuchowego b bna nap dowego, przedstawionego na rys. 9, opór elementu spr ysto-t umiàcego 4, przy ruchu obrotowym wa u b bna 3, wynika z nacisku spr yny na nakr tk 5 i powoduje wzrost sk adowych si w kierunku obwodowym na gwincie. Wzrost tych si na gwincie zwi ksza moment obrotowy, a gdy osiàgnie on wartoêç momentu roboczego maszyny, rozpoczyna si ruch obrotowy b bna nap dowego, b dàcy jego ruchem roboczym. Sprz g o pozwala na poprawnà prac b bna aƒcuchowego w obu kierunkach obrotów. Chwilowe przecià enia organu roboczego powodujà dodatkowe ÊciÊni cie elementów spr ystych 4, a niedocià enia odpr anie tych elementów. Po wy àczeniu uk adu nap dowego nakr tka 5 naciskana przez spr yny 4 wraca w kierunku do po- o enia wst pnego na wale b bna 3. Przy odpowiednio du ym wst pnym ÊciÊni ciu spr yn i po wy àczeniu uk adu nakr tka powraca do po o enia poczàtkowego. Odpowiednio dobrany uk ad spr - ysto-t umiàcy oraz skok gwintu na wale wejêciowym i nakr tce pozwala, pod wp ywem nominalnego obcià enia, na uzyskiwanie podczas normalnej pracy sprz g a du ego kàta skr cenia, do chwili zanim b ben nap dowy 1 rozpocznie ruch obrotowy. ROK WYD. LXVIII ZESZYT 2/2009 45

Podsumowanie Omówione elementy uk adów nap dowych z zastosowanym metalowym sprz g em cechujà si du à podatnoêcià skr tnà i mo liwoêcià przenoszenia du ych momentów obrotowych oraz znacznego agodzenia chwilowych przecià eƒ. Mogà one znaleêç zastosowanie w uk adach nap dowych maszyn roboczych ci kich po zaprojektowaniu ich do okreêlonych, konkretnych obiektów oraz po przeprowadzeniu stosownych badaƒ prototypów. Metalowe sprz g o podatne skr tnie pozwala na uzyskiwanie bardzo du ych kàtów wzgl dnego obrotu cz onów, nawet do kilkuset stopni; uzyskiwane kàty zdeterminowane sà przez zastosowane zestawy spr yn talerzowych. Przez odpowiedni dobór zestawu umieszczonych w nim spr yn talerzowych mo na dowolnie kszta towaç charakterystyki sprz g a, pami tajàc o zachowaniu warunku poprawnej pracy spr yny, tzn. do 75% jej odkszta cenia maksymalnego. Zaproponowane sprz g o przecià eniowe mo e uzupe niç zestaw znanych, sprawdzonych i powszechnie stosowanych rozwiàzaƒ konstrukcyjnych. Zaletà nowej konstrukcji sprz g a jest to, e mo e byç ono bardzo podatne skr tnie, a przy przecià eniach wy àcza si. Uk ady nap dowe z nowymi sprz g ami podatnymi b dà wymaga y badaƒ trwa oêciowych oraz badaƒ eksploatacyjnych w warunkach ekstremalnych, tj. w maszynach pracujàcych np. w g binowych kopalniach w gla kamiennego. Zebrane doêwiadczenia pozwolà w procesie projektowania zarówno uk adów nap dowych, jak i samych metalowych sprz gie podatnych skr tnie na uwzgl dnienie ró nych czynników, wp ywajàcych na ich trwa oêç. LITERATURA 1. Dietrich M. (red.), Markusik S.: Podstawy konstrukcji maszyn. Tom III, wyd. 3. WNT, Warszawa 1999. 2. Markusik S.: Sprz g a mechaniczne. WNT, Warszawa 1979. 3. Osiƒski Z.: Sprz g a i hamulce. PWN, Warszawa 1985. 4. Kowal A., Filipowicz K.: Podatne skr tnie metalowe sprz g o przecià eniowe. Zeszyty Naukowe Politechniki Âlàskiej. Seria: Górnictwo, z. 269/2005, ss. 489 496. 5. Kowal A., Filipowicz K.: Metalowe sprz g a podatne skr tnie do maszyn górniczych. Monografia. Wydawnictwo Politechniki Âlàskiej, Gliwice 2007. 6. Kowal A.: Sprz g o mechaniczne. Patent nr PL 190945 B1 z 28.02.2006 r. WUP 02/06. 7. Kowal A.: Sprz g o mechaniczne. Patent nr PL 191092 B1 z 31.03.2006 r. WUP 03/06. 8. Filipowicz K., Kowal A., Dolipski M.: B ben nap dowy ze sprz g em. Zg oszenie patentowe P-378766 z 19.01.2006. 9. Filipowicz K., Kowal A.: B ben nap dowy z metalowym sprz g em dwukierunkowo podatnym skr tnie. Zg oszenie patentowe P-380307 z 25.07.2006. 10. Kowal A., Filipowicz K.: Wa przegubowy podatny skr tnie. Zg oszenie patentowe P-384080 z 18.12.2007. 11. Kowal A., Filipowicz K.: Wa przegubowo-przecià eniowy dwukierunkowego dzia ania. Zg oszenie patentowe P-384081 z 18.12.2007. wspó czesne materia y konstrukcyjne Szanowni Czytelnicy! Ten dzia b dzie ukazywa si na zmian z dzia em METODY I URZÑDZENIA POMIAROWE. Wysokowytrzyma e stale stopowe dla przemys u motoryzacyjnego Obecnie realizowany mi dzynarodowy projekt Next Generation Vehicle (Pojazd Nowej Generacji) ma na celu zwi kszenie niezawodnoêci produkowanych samochodów przy jednoczesnym zmniejszeniu zu- ycia paliwa i spe nieniu wymogów ochrony Êrodowiska. W projekcie uczestniczy wiele firm: producentów stali, samochodów i oprogramowania (tab. I). Firmy produkujàce samochody wykorzystujà jako materia konstrukcyjny stale stopowe, które ze wzgl du na swoje w aêciwoêci stanowià alternatyw dla stosowania stali w glowych i w niektórych wypadkach stopów aluminium. ZawartoÊç chromu w stalach stopowych na poziomie minimum 10,5% powoduje powstawanie na powierzchni materia u ÊciÊle przylegajàcej warstwy Cr 2 O 3, która stanowi skutecznà ochron przed dalszym utlenianiem stali. Ta w aêciwoêç pozwala na stosowanie tego typu stali w wielu Êrodowiskach agresywnych chemicznie. Innymi ich zaletami sà dobre w aêciwoêci mechaniczne i dobra obrabialnoêç. Nowe gatunki stali stopowych austenityczne stale N-M (nikiel-molibden) wytwarzane przez firm ThyssenKrupp Accial Special Terni cechujà si za- równo dobrà odpornoêcià na korozj, jak i wysokà wytrzyma oêcià mechanicznà (rys. 1). Gatunek STR 18 austenityczna stal stopowa o zawartoêci chromu wynoszàcej 18% cechuje si dobrymi w aêciwoê- TABELA I. Uczestnicy projektu Next Generation Vehicle (www.ngvproject.org) Producenci AUDI AG, samochodów Bayerische Motoren Werke AG, Centro Ricerche Fiat, Daimler AG, GM/Saab Automobile AB, Volvo Car Corporation Producenci stali ArcelorMittal-Stainless Europe (Ugine&Alz), Outokumpu Oy, ThyssenKrupp Nirosta Producenci ALTAIR Development France, oprogramowania AutoForm GmbH, Engineering Research Nordic AB, ESI Group Producenci AP&T AB, narz dzi BASF Coating AG, Uddeholm Tooling AB Firmy R&D Camanoe Associates 46 ROK WYD. LXVIII ZESZYT 2/2009