elementi strojeva, sastavni dijelovi strojeva i drugih konstrukcija, koji se sastoje od jednoga dijela (vijci, matice, klinovi, zatici, svornjaci, zupčanici, osovine, vratila, vretena, opruge i sl.) ili od manjega broja dijelova koji tvore rastavljive ili nerastavljive sklopove (npr. kuglični, valjkasti, klizni ležaji, spojke, reduktori, remenski, lančani, zupčasti, pužni, planetarni, tarni prijenosnici, kočnice); u elemente strojeva svrstavaju se i cijevni vodovi i zaporni organi, te brtve i brtvila. Elementi strojeva jedno su od osnovnih područja naobrazbe strojarskih stručnjaka svih stupnjeva i profila. U znanstvenome smislu, u polju → strojarstva, spadaju u granu općega strojarstva.

Razvoj u svijetu

Od davnina su se ljudi služili prirodnim ili ručno izrađenim tehničkim pomagalima. Najstarije su poznate tehničke naprave poluga, valjak, kosina, klin, te kotač i vijak (tzv. jednostavni strojevi), od kojih se kotač može smatrati spretnom izvedbom dijela valjka, a vijak kosine ili klina. Sve su se te tehničke naprave rabile kao elementi prvih primitivnih strojeva, npr. za bušenje i tokarenje s napetom niti za dvosmjerno gibanje (preteča prijenosnika gibanja), ili s prirodnim elastičnim tijelima (granom drveta) kao oprugom. Tijekom vremena su se takvi elementi tehnički dotjerivali, pa se npr. prvi oblici zupčanika javljaju u starome Egiptu kao dijelovi crpki za natapanje. U kasnijim zapisima zupčanike spominju i opisuju Aristotel (384. pr. Kr. – 322. pr. Kr.), Ktezibije (285. pr. Kr. – 222. pr. Kr.), Filon Bizantski (III. st. pr. Kr.) i dr. Prvi artefakt metalnog zupčanika pronađen je kao dio mehanizma iz Antikitere, koji je prema zapisima Herona Aleksandrijskoga (I. st.) građen oko 200. pr. Kr. za astronomske potrebe. Tijekom povijesti, pojedine elemente strojeva izrađivali su obrtnici: drvodjelci drvena vretena za preše, dijelove vodeničkih postrojenja, brodske koloturnike i sl., a kovači i ljevači metalna spojna sredstva, okove i dr. U doba zamaha proizvodnje radnih i pogonskih strojeva u XVIII. st. javljaju se specijalizirane manufakture za proizvodnju elemenata strojeva, a poslije i prve tvornice.

Elementi strojeva u Hrvatskoj

Proizvodnja

U Hrvatskoj je proizvodnja elemenata strojeva slijedila povijesni razvoj te proizvodnje u svijetu, a prve naznake manufakturne proizvodnje elemenata strojeva javljaju se sredinom XVII. st. Na poticaj Petra IV. Zrinskog, u Čabru je 1651. izgrađena peć za taljenje željeza kao osnova manufakturne proizvodnje raznolike metalne robe. U dvjema su se zasebnim kovačnicama uz ostalo izrađivali i čavli kao elementi nerastavljivih veza, te potkove, željezne šipke, obruči, i sl. Od početaka industrijalizacije sredinom XIX. st. gotovo sve veće ili manje tvornice → metaloprerađivačke industrije i → strojogradnje proizvode elemente strojeva za vlastite potrebe. Iz najvećih među njima u drugoj su se polovici XX. st. izdvojili pogoni za proizvodnju elemenata strojeva koji samostalno djeluju na tržištu, npr. Đuro Đaković Strojna obrada (nekoć Tvornica prijenosnika i uređaja) tvornice → Đuro Đaković Grupa iz Slavonskoga Broda (osovine, zupčanici, spojke, reduktori, okretni ležajevi), Nova tvornica kliznih ležajeva iz Karlovca (ležajevi), izdvojena iz nekadašnje → Jugoturbine, Prvomajska TZR − Tvornica strojeva, zupčanika i reduktora iz Čazme (zupčanici, vretena, osovine, reduktori), izdvojena iz zagrebačke tvornice → Prvomajska. U Hrvatskoj je nakon II. svj. rata osnovan i manji broj specijaliziranih tvornica za proizvodnju tipskih elemenata strojeva namijenjenih tržištu, npr. Tvornica vijaka TVIK iz Knina (danas u sklopu poduzeća → DIV grupa), koja je početkom 1990-ih zapošljavala 2850 radnika, te tvornica Opruga iz Varaždinskih Toplica, osnovana 1962., koja je 1980-ih zapošljavala 650 radnika. Danas u tom području djeluje i više manjih poduzeća, npr. ESCO Fofonjka iz Bjelovara koja proizvodi opruge od 1968., a 2015. zapošljavala je 73 radnika.

Nastava

Već su se u XVIII. i XIX. st. u strukovnim školama u nastavnim sadržajima opisivali elementi strojeva i njihova primjena. Danas se oni kao zaseban predmet predaju u drugoj obrazovnoj godini u svim trogodišnjim i četverogodišnjim strojarskim srednjim školama, a nastava je poduprta većim izborom udžbenika.

Visokoškolska nastava elemenata strojeva počinje tek osnivanjem Tehničke visoke škole u Zagrebu 1919., koju će u tom području naslijediti Tehnički fakultet (→ Fakultet strojarstva i brodogradnje). U Školi su elementi strojeva uvedeni kao obvezni kolegij studija strojarstva i brodostrojarstva, a osnovana je i katedra za elemente strojeva, koja se uz nastavu bavila razvojem i unaprjeđenjem takvih elemenata. Svestrani profesor → Leopold Sorta, uz druge predmete, prvi je predavao kolegij Elementi strojeva. Osnivač je Laboratorija za strojarstvo 1924., kojega je bio i prvi nadstojnik, a njegovom zaslugom Ministarstvo vojske i mornarice iste je godine laboratoriju darovalo 17 »predmeta brodskih strojeva i strojevih elemenata«. Godine 1927. nastavu Elemenata strojeva preuzeo je → Josip Boncelj, koji je bio i prvi nadstojnik Zavoda za konstrukciju strojevnih dijelova, osnovanoga 1928. Zavod je preuzeo i bogatu zbirku elemenata strojeva i konstruktivnih nacrta koji su se, većinom donacijama stranih poduzeća, skupljali od početka rada Tehničke visoke škole. Istodobno je osnovan i Laboratorij za znanstveno ispitivanje strojnih dijelova, poslije preimenovan u Laboratorij za elemente strojeva. Profesor Boncelj vodio je i Katedru za elemente strojeva, dizala i prenosila sve do 1946., kada ju je preuzeo → Alfred Heim. U nadolazećim je vremenima Katedra više puta mijenjala ime i organizacijsku razinu, a osim profesora Heima koji ju je vodio sve do umirovljenja 1970., te njegovih nasljednika → Eugena Oberšmita (predstojnik Katedre 1970−83) i → Aurela Kostelića (1983−96), među istaknutijim su nastavnicima → Franjo Kahle, Edmund Kron, Zvonimir Horvat, Željko Cvirn, → Milan Opalić i dr.

Osnivanjem samostalnih studija strojarstva u Rijeci, Splitu i Slavonskome Brodu i u tim je središtima započela nastava elemenata strojeva, u početku uz pomoć nastavnika iz Zagreba. Nakon osnivanja Strojarskoga fakulteta u Rijeci 1960., ubrzo je osnovan i Zavod za konstruiranje. Prvi predstojnik Zavoda → Josip Obsieger bio je ujedno i prvi profesor elemenata strojeva na novoosnovanome fakultetu. Pri izboru nastavnika u izbornoj je komisiji bio i prof. A. Heim iz Zagreba, koji je u početcima nastave elemenata strojeva u Rijeci pružio svoju stručnu pomoć. Poslije su nastavu na tom fakultetu preuzeli Božidar Križan, Boris Obsieger i Saša Zelenika. Na Fakultetu elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje u Splitu elementi strojeva izučavali su se pod okriljem Strojarsko-tehnološkog odjela (osnovanoga 1965), odn. današnjega Zavoda za strojarstvo i brodogradnju (od 1983), u sklopu kojega djeluje i Katedra za elemente strojeva. Isprva je nastavu držao prof. J. Obsieger, a 1987. Katedru je preuzeo → Damir Jelaska, koji je ostao njezin dugogodišnji predstojnik. Na Strojarskome fakultetu u Slavonskome Brodu elementima strojeva bavi se Katedra za strojarske konstrukcije, osnovana 1991. Nastavu drže Zlatko Uvanović, Milan Kljajin i Slavko Sebastijanović. Danas se izobrazba studenata u području elemenata strojeva provodi na svim sveučilišnim i stručnim studijima strojarstva u Hrvatskoj.

Stručna i znanstvena publicistika

Do sredine XX. st. u nas je prevladavala literatura o elementima strojeva na njemačkome jeziku. Za sve mnogobrojniji stručni kadar Franjo Bognar izdaje 1939. Stručni priručnik – elementi strojeva, dok za tehničke studije postoje autorizirana skripta Elementi strojeva, koja su 1940-ih priredili prema predavanjima L. Sorte članovi Udruženja slušača Tehničkoga fakulteta. Za studente elektrotehnike Vladimir Hergešić izdao je 1961. skripta Elementi strojeva, a Đuro Taubkin 1962. skripta Elementi strojeva: za studente prehrambenog odjela Tehnološkog fakulteta. Knjige E. Oberšmita Elementi strojeva I−II (1964−66) i njihova ponovljena izdanja postale su klasična djela u području elemenata strojeva, te ostaju nezamjenjiva literatura sve do danas. Kapitalno djelo Elementi strojeva njemačkog autora Karl-Heinza Deckera preveli su 1980. A. Heim, E. Kron i E. Oberšmit, a III. prošireno hrvatsko izdanje iz 2006. priredio je M. Opalić.

Novija elektronička izdanja o elementima strojeva, npr. B. Obsigera ili D. Jelaske, pružaju studentima tehničkih studija suvremen i pristupačan uvid u tu disciplinu.

Udruženja

Prije osamostaljenja, hrvatski inženjeri sudjelovali su u radu Jugoslavenskoga društva za elemente strojeva i konstrukcije‏ (JUDEKO), koje je bilo organizator znanstveno-stručnih skupova o konstruiranju. Od 1998. djeluje → Hrvatsko društvo za elemente strojeva i konstruiranje koje redovito organizira međunarodnu konferenciju o konstruiranju International Design Conference.