Vratilo

Vratilo ili pogonska osovina je strojni dio kojim se prenosi zakretni moment i snagu, a može biti opterećeno i na savijanje; za razliku od osovine kojom se ne prenosi zakretni moment i koja je opterećena samo na savijanje. Dok osovina može i mirovati (tada ostali strojni elementi na njoj rotiraju), vratilo se uvijek okreće jer prenosi zakretni moment. Vratila su, za razliku od osovina, u pravilu okretni ili rotirajući elementi.^[1]

Vratilo se, dakle, proračunava u prvom redu na uvijanje (torziju) pa po potrebi i na savijanje; za razliku od osovine koja se proračunava samo na savijanje.

Vratila moraju imati određene geometrijske diskontinuitete kako bi se mogla pričvstiti na drugi strojni dio kojim odvode/prenose zakretni moment - to su najčešće utori za pero (klin), ali se redovito koriste i stezni spojevi. Dotične promjene u promjeru vratila, gledano u aksijalnom presjeku, izazivaju koncentracije naprezanja, pa je jako bitno dobro konstruirati dotične prijelaze i naslone na vratilu (na pr. za ležaje, zupčanike, remenice). Najčešće se koriste (velika) zaobljenja i stožci, kako bi se što blaže skrenuo tok zakretnog momenta i time smanjila koncentracija naprezanja.

Vratila mogu biti ravna ili koljenasta (uobičajeni naziv je koljenasta osovina). Ravna vratila mogu biti valjkasta ili posebno profilirana (četverokutni presjek, žljebljena vratila, poligonska vratila i sl.). Posebnu kategoriju čine zglobna, teleskopska i savitljiva vratila. Vratila, odnosno kombinacija vratila za prijenos okretnih momenata na veće udaljenosti, naziva se transmisija. Za prijenos snage sa brodskog motora na brodski vijak služi osovinski vod (ne brodsko vratilo!), koji pored momenta uvijanja, prenosi i znatnu aksijalnu silu – poriv brodskog vijka.

Radi smanjenja težine, osovine i vratila mogu biti šuplji, s uzdužnim provrtom, što poskupljuje izradu. Pri tome je korist od smanjenja težine veća nego šteta od smanjenja čvrstoće i krutosti. Npr. vratilo s promjerom provrta 0,5•d je lakše 25 %, a momenti otpora se smanjuju samo oko 5 %.

1. ↑ [1] Arhivirano 2017-02-28 na Wayback Machine-u "Konstrukcijski elementi I", Tehnički fakultet Rijeka, Božidar Križan i Saša Zelenika, 2011.