Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
21. oldal
2. AZ ANYAGMOZGATÓ GÉPEK ELEMEI Az anyagmozgató gépek – néhány különleges emelő- és szállítógéptől eltekintve – az általánosan ismert gépelemekből építhetők fel. Mégis vannak olyan gépelemek, amelyek – anyagmozgató gépelemeknek is nevezhetők – túlnyomóan anyagmozgató gépekben kerülnek felhasználásra. Ezek szerkezeti kialakításakor, méretezésekor az anyagmozgató gépek üzemében megkívánt különleges követelményeket kell kielégíteni. Ilyen elemek a kötelek, láncok, hevederek vagy az
2.1.
anyagmozgató gépekben fontos szerepet betöltő szerkezetek, a fékek, futókerekek, teherfüggesztő és megfogó szerkezetek. Ezeket a gyakrabban alkalmazott szerkezeti elemeket kiemelten, külön tárgyalom az anyagmozgató gépek ismertetése előtt. Az anyagmozgató gépeknél használatos hajlékony vonóelemek a kötelek, láncok és a hevederek. A vonóelemek csak húzóerő átvitelére alkalmasak.
KÖTELEK
2.11. Sodronykötelek előállítása és szerkezete A feljegyzések szerint hazánkban először Albert bányatanácsos alkalmazott l834-ben aknaszállításhoz acélkötelet. A Felten-Guilleaume Rt. gyártott először géppel sodrott drótkötelet 1837-ben, Kölnben. Ugyanebben az évben már Selmecbányán is készült géppel sodrott drótkötél. Azóta az acélkötelek gyártása óriási fejlődésen ment át, és az utóbbi években az acélkötelet vonó- és tartószerkezeti elemként mind nagyobb területen alkalmazzák. Nemcsak a bányászatban, az ipar többi ágában is az anyagmozgató gépek (emelőgépek) igen gyakran alkalmazott gépeleme. Előnyös tulajdonságai a hajlékonyság, kis önsúly, az alkalmazható nagy
munkasebesség (20 m/s), nem érzékeny a lökésszerű terhelésre, és zajtalan üzemű. Az emelőgépeknél alkalmazott sodronykötelet (Rm =1570 ... 1960 N/mm²) vékony (δ=0,4-2,mm ø) acélhuzalok sodrásával állítják elő. Az acélhuzalok 10-12mm-es hengerelt huzalból, hidegmegmunkálással (dróthúzással) készülnek. Húzás közben az anyag mechanikai tulajdonságai javulnak, felülete keményebb és szakítószilárdsága nagyobb lesz. A kötél gyártása sodrógépen (kötélverőgépen) történik (2.1. ábra). A járomban elhelyezett orsókról (1) lecsévélendő huzalokat (elemi szálakat) sodrórózsán (2) keresztül vezetve a sodrópontban (3) a sodrógép hossztengelyében átvezetett középponti szál köré (4), egyirányban, egy vagy több sorban sodorják. Az így nyert huzal-
2.1. ábra. A kötélverőgép vázlata 1 - járomban elhelyezett orsók; 2 - sodrórózsa; 3 - sodrópont; 4 - középponti szál
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
2.2. ábra. Kétszer sodrott kötél
2.3. ábra. Jobbmenetű hosszsodrás
2.4. ábra. Jobbmenetű keresztsodrás nyalábot pászmának nevezik. Több (6-8) pászmát egy központi mag, rendszerint kenderbél köré sodorva, készül a kétszer sodrott kötél (2.2. ábra). A sodrás lehet jobb, vagy bal irányú. A kétszer sodrott kötélnél az elemi szálak sodrása pászmává és a pászmák sodrása kötéllé azonos sodrási irányban történhet (jobb és jobb vagy bal és bal). Az így előállított kötelet hosszsodrású kötélnek (2.3. ábra), ha pedig az elemi szálak pászmává és a pászmák kötéllé sodrási iránya ellentétes, a kötelet keresztsodrású kötélnek nevezzük (2.4. ábra). E különböző szerkezeti felépítésű kötelek különböző üzemi tulajdonságokat mutatnak. A hosszsodrású kötél hajlékonyabb, hornyokban és a kötél belsejében nagyobb a huzalok felfekvése, ezért kisebb a kopás és nagyobb az élettartam, viszont nagyobb a kisodródási hajlam és a hurokképződés. A keresztsodrású kötélben az egyes elemi szálak lefogása sűrűbb, a kötél merevebb, de kevésbé nyílik ki, ellenkező irányú hajlításra, valamint szálszakadásra kevésbé érzékeny. Hajtótárcsán a kötél súrlódása kisebb, ezért erőátvitele kedvezőtlenebb. A kétszer sodrott kötelek közül a hosszsodrású köteleket ott alkalmazzák, ahol a kötél két vége lefogott, és állandó feszítése biztosított, tehát ahol a kötél kisodródására vagy csomó képződésére lehetőség nincsen. Például: kötélpálya vonókötele, aknaszállító kötél. Darukhoz a keresztsodrású kötelet alkalmazzák, amely a kötél kellő merevségét biztosítja, és szerelése egyszerű.
22. oldal
Az egyszer sodort kötél abban különbözik a pászmától, hogy az egymásra sodort rétegek ellentétes sodrásirányúak. Az egyszer sodort kötelek általában kevesebb elemi szálból készülnek (i=19-37 db), olyan esetekben alkalmazzák, amikor a kötél hajlítgatásra kevésbé van igénybe véve, vagy pedig ha a kötél nedvesség vagy gázok korrodáló hatásának van kitéve, amelynek a nagyobb huzalvastagság következtében jobban ellenáll. Például: kötélpálya vagy kábeldaru tartókötele, árbocdaru kikötőkötele. Az egyszer sodrott köteleknél a külső huzalokat Z keresztmetszettel is készítik, melyek egymáshoz illeszkedve a kötél külső felületén teljesen zárt, sima hengerfelületet képeznek (2.5. ábra). Készítenek háromszor sodort kötelet is. Kétszer sodort köteleknek mag köré sodrásával készült szerkezet a kábelkötél. Igen hajlékony, és nagy kötélerők esetén aránylag kisebb kötélkorongok alkalmazását teszi lehetővé. Daruknál nem használják a kis élettartam és a költséges gyártástechnológiája miatt. Abban az esetben, amikor nagy emelősebesség mellett kikötői hajórakodó és portáldaruknál egy kötélágon emelik a terhet, jól beváltak a forgásmentes pászmaspirális acélkötelek (2.6. ábra). Forgásmentes kötelet kell választani akkor is, ha a teher több kötélágon függ, a teheremelés magassága nagy, és a szerkezet nem akadályozza meg a terhelt kötélág forgását. Az ábra egy középső kenderbetéttel készült pászmaspirális acé1kötél-szerkezetet mutat, amelynél a legbelső pászmák sodrása jobbmenetű keresztsodrással, a második réteg balmenetű hosszsodrással, míg a külső réteg jobbmenetű keresztsodrással készül. A sodronykötél előállításakor a huzalok hajlítást és csavarást szenvednek. A kész kötélben ezen igénybe-
2.5. ábra. Zárt kötél
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
23. oldal
és egymás mellett való jó illeszkedésük biztosítja, a terhelőerőnek az összes huzalra való egyenletes elosztásával. Az ilyen vonalérintkezésű kötelek közül a következő kötélszerkezetek használatosak: A Seale-kötél pászmáinak külső rétegében az alatta levővel azonos számú, de nagyobb átmérőjű huzal van. Ilyen kötelet láthatunk a 2.7. ábrán, amelynek szerkezete 6(1x2,8+9x1,3+9x2,2)+ kenderbetét. A Warrington-kötél pászmáinak külső rétegében az alatta levővel azonos számú, de váltakozva nagyobb és kisebb átmérőjű huzal van. A vonalérintkezésű kötél pászmáiban a különböző 2.6. ábra. Pászmaspirális kötél átmérőjű huzalokat egyszerre sodorják, azonos menetemelkedéssel, így biztosítják a külső huzalok vételek következtében a huzalok külső terhelés nélkül alátámasztását a kötél teljes hosszában, és így is feszültség alatt állnak. Különleges gyártási eltekintenek az egyenlő huzalhossztól, és elkerülik a eljárással e gyártási feszültségek csökkenthetők. Az huzalok így előállított kötelet kitekeredés- (szétbomlás-) mentes kötélnek nevezzük. A kitekeredésmentes kötél sodrása ugyancsak sodrógépen történik, azzal a különbséggel, hogy a huzalokat hidegen előre spirális alakra hajlítják, és azokat rendezve pászmába sodorják. A kitekeredésmentes kötél hajlékonyabb és élettartama nagyobb, üzemben azonban a kötél gondos ellenőrzést kíván, mert huzaltörés esetén a kötél felületén a huzalvégek nem ugranak ki - nem tüskésedik a kötél -, hanem az elszakadt huzalvégek eredeti helyzetükben maradnak, s így a száltörés 2.7. ábra. Seale-szerkezetű kötél nehezen állapítható meg. Különleges szerkezetű kötelek. Az eddig ismertetett kötelek ún. klasszikus pászmaszerkezetű kötelek. pontszerű érintkezését. Ezért a vonalérintkezésű Ezekben a huzalok általában pontszerű felületen kötelek jól bírják a felületi nyomó igénybevételt, a fekszenek fel egymáson. A huzalok és pászmák külső rétegben alkalmazott vastagabb huzalok egyenlő terhelésének feltételét ezeknél a köteleknél a következtében az acélkötél kopásállóbb. Az üzemi huzalok egyenlő hosszúsága (azonos sodrási szöge) tapasztalat szerint a vonalérintkezésű (Seale-, biztosítja. Ennek pedig az a feltétele, hogy minden Warrington-) acélkötelek élettartama a klasszikus újabb réteggel növelt palástra a huzal vagy pászma szerkezetű, pontérintkezésű kötelekhez képest felsodrása meghatározott mérettel növelt lényegesen nagyobb sodrathosszban (emelkedéssel) történjék. A 2.12. A kötelek igénybevétele különböző emelkedéssel egymásra sodort huzalok vagy pászmák hegyesszögben kereszteződnek, így A sodronykötelek üzemben bonyolult igénybevételt szükségképpen pontszerű az érintkezésük. szenvednek. Fő igénybevétele a húzás és Pontszerűen érintkeznek még a spirális szerkezetű kötélkorongon átfutáskor a hajlítás. Ezenkívül az köteleknél az egymás fölé sodort huzalok is. Újabban ettől eltérő kötél-, ill. elemi szálak külső felületén a koronggal érintkező pászmaszerkezeteket alkalmaznak. E kötelekben a pontokon a kötél hossztengelyére merőleges irányú huzalok palástjuk egy-egy vonala mentén teljes nyomást kapnak, és a kötélen belül az egyes huzalok hosszukban fekszenek fel egymáson. Ennél a kötélnél között felületi nyomás ébred. Aszerint, hogy e két fő igénybevétel a húzás és a mind az egymás mellett, mind az egymás felett levő huzalokat egyenlő sodrathosszban sodorják. E hajlítás okozta feszültségek aránya milyen, beszélünk huzalhosszak szükségképpen nem egyenlőek. Az futó és álló kötélről egyes huzalok azonos terhelését az egymáson
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A futó kötelekben a hajlításból származó feszültség a húzófeszültséghez képest számottevőbb. Ilyenek a kötélkorongra, kötéldobra ismételten (üzemszerűen) ráhajlított, húzásra terhelt kötelek. Ide tartoznak a daru-, a felvonó-, a csörlőkötelek, és általában a kötélvontatások vonókötelei. Az álló kötelekben a hajlításból származó feszültség a húzófeszültséghez képest alárendeltebb. Ilyenek azok a kötelek, amelyeken nyugvó vagy mozgatott terhek függenek. Ide tartoznak a kötélpályák, a kábeldaruk, hidak hordozó- (tartó-) kötelei, oszlopok stb. lehorgonyzókötelei. A kötél bonyolult felépítése következtében a kötélben ténylegesen fellépő igénybevételek pontosan nem számíthatók Durva közelítésként a kötelet párhuzamosan elhelyezett huzalnyalábként fogva fel, a kötél két fő igénybevételre, húzásra és hajlításra méretezhető. Húzó igénybevételből:
σ1 =
T Ah
ahol T a kötélerő, Ah a kötél hasznos keresztmetszete.
Ah =
δ 2π 4
i , ahol i az elemi szálak száma.
Hajlító igénybevételből a kötélkorongra hajlított elemi szál külső élén ébredő húzófeszültség
σ2 =
Mδ I 2
ahol M a korongra hajlított elemi szálban fellépő nyomaték, I a keresztmetszet másodrendű nyomatéka. A hajlított rúd görbületi sugara a szilárdságtanból ismert összefüggés szerint
1 M , = R IE
ahol R=D/2 a kötélkorong sugara, E az acélhuzal rugalmassági tényezője, így
σ2 = E
δ
D
,
és a kötélben fellépő számított húzófeszültség
σ = σ1 + σ 2 =
T δ +E Ah D
24. oldal
A tervezői gyakorlatban mind a futó, mind az álló kötelek méretezése a kötél terelőelemeire előírt minimális korongátmérő (D) alkalmazása mellett csak húzó igénybevételre történik, a hajlító és egyéb járulékos igénybevételek figyelembevétele nélkül. A húzó igénybevételt viszont a tényleges biztonságnál nagyobb biztonsági tényezővel (β) veszik figyelembe. A biztonsági tényező nagyságát és az alkalmazandó legkisebb kötélkorong-, dob-, kiegyenlítőkorongátmérő méretét kötélélettartam-vizsgálatok és üzemi tapasztalatok alapján határozták meg, és azt az egyes országok szabványaikban rögzítették. A biztonsági tényező a kötél tényleges szakítóereje és a nyugalmi helyzetben levő kötélre ható erő (terhelés) hányadosa. A kötélre ható erő megállapításakor a kötél tömegét is figyelembe kell venni. A kötél szilárdsági jellemzőjeként megadott szakítóerő különböző értelmezéssel szerepel az irodalomban. A vonatkozó előírások, szabványok a számított szakítóerőt (Fsz) adják meg. A számított szakítóerő a kötélhuzalok névleges keresztmetszetéből, névleges szakítószilárdságából és a terhelt huzalok számából számított érték. Használják még a megállapított szakítóerőt (Fm), amely a huzalok szakítással megállapított szakítóerejének összege. És végül a tényleges szakítóerőt (Ft), amely a kötél elszakításával kapott erő. A kötél tényleges szakítóereje mindig kisebb a kötélben levő huzalok megállapított szakítóerejének összegénél. A különbséget sodrási veszteségnek (Vs.) nevezzük, és ennek a megállapított szakítóerőhöz viszonyított százalékos különbsége
Vs = 100
Fm − Ft % Fm
2.13. A darukötél üzemviszonyai
A daruk gépelemeinek, acélszerkezetének tervezésekor, méretezésekor figyelembe kell venni a daru várható üzemviszonyait. Könnyen belátható, hogy egy erőmű gépházának szerelődaruja, amely ritkán van üzemben, és rendszerint a daru 3 δ σ 2 = E , ) A legújabb kötélélettartam-vizsgálatok pedig teherbírásának egy kis töredékével terhelten, kis sebességgel dolgozik, másképpen méretezendő, mint 8 D kimutatták, hogy az emelőgépekhez használt, a szokásosnál egy kohászati Üzemben működő daru, amely éjjelnagyobb elemiszál-számú kötelek élettartama rövidebb, annak nappali üzemben, túlnyomóan lenne. (Releaux-képlet.) A valóságban a kötélben fellépő feszültség általában kisebb. Bach a kötelekkel végzett szakítókísérleteinek eredményeként megállapította, hogy a fenti képlettel meghatározott szakítóerőnél nagyobb terhelés alatt szakadtak el a kötelek. (Bach szerint
ellenére, hogy a hajlító igénybevétellel arányos D/d viszonyszám kisebb. E vizsgálatok szerint a kötél élettartamára jellemzőbb a D/d viszonyszám (d a kötélátmérő), ill. a kötél és a korong érintkezési felületén keletkező felszínnyomás.
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 a daru teherbírásának teljes kihasználásával, nagy mozgási sebességekkel dolgozik. A daruba beépített gépelemek, szerkezeti anyagok, sodronykötelek, mozgató művek stb. különböző mértékben vannak igénybe véve. A daruk gépészeti egységeit eltérő üzemviszonyaik alapján hat üzemi csoportba soroljuk (MSZ 9750-78). A daru gépészeti egységeinek üzemi csoportszámát a működési időfokozat és terhelésfokozat ismeretében a 2. táblázat szerint kell meghatározni 2. táblázat A daru gépészeti egységeinek üzemi csoportszáma MSZ 9750-78. Terhelés fokozat Működési B1 B2 B3 B4 időfokozat Üzemi csoportszám A1 1 1 2 3 A2 1 2 3 4 A3 2 3 4 5 A4 3 4 5 6 A5 4 5 6 6 A6 5 6 6 6 Izzó, folyékony fémet vagy salakot, mérgező, robbanásveszélyes, radioaktív anyagot mozgató daruk emelő- és gémbillentő műveinek üzemi csoportszáma legalább 5. Kivétel lehet az a segédemelőmű, amelyik nem vesz részt a felsoroltak mozgatásában.
25. oldal 3. táblázat
Működési időfokozat Átlagos napi működési idő, h 1-ig 1 felett 2-ig 2 felett 4-ig 4 felett 8-ig 8 felett 16-ig 16 felett
Működési fokozat A1 A2 A3 A4 A5 A6
4. táblázat Terhelés szerinti besorolás TerheA viszonylagos lésfoterhelésfokozat üzemi kozat jellemzői B1 A névlegesnél lényegesen kisebb terhelésekkel és a ritkán, névleges terhelésekkel való üzemeltetés B2 A közepes és a névleges terhelések kel folyó üzemeltetés B3 Főleg a névleges és a névlegeshez közeli terhelésekkel való üzemeltetés B4 Állandó üzem, a névleges és a névlegeshez közeli terhelésekkel
Terhelési tényező k 0,5-ig
0,5 felett 0,63-ig 0,63 felett 0,8-ig 0,8 felett
A terhelési tényező az alábbi képlet alapján határozható meg:
A működési időfokozatot a gépészeti egységek 3 n ⎛ Pi ⎞ ti (mozgató művek) órákban kifejezett, átlagos napi K= ⎜ ⎟ működési ideje alapján a 3. táblázatból kell i =1 ⎝ Pmax ⎠ Σti kiválasztani. A terhelésfokozatot a gépészeti egységek (mozgató ahol: Pi a szerkezetre ti idő alatt ható terhelés, művek) átlagos üzemi terhelése és a terhelési tényező P max a daru számított legnagyobb terhelhetősége, (K) alapján a 4. táblázatból kell kiválasztani. ti a Pi terhelés hatásának időtartama, ti a szerkezetre ható terhelések össz. időtartama
∑
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
Egyéb emelőmű
Gémbillentőmű
Forgatómű
Daru haladómű
Macska haladómű
Segédemelőmű
A daru megnevezése és rendeltetése
Emelőmű (fő)
Az üzemi csoportszám számításához szükséges adatok hiányában különböző darufajták gépészeti egységének üzemi csoportszáma az 5. táblázatból választ5. táblázat Néhány darufajta gépészeti egységének üzemi csoportszáma Kivonat az MSZ 9720-78-ból Gépészeti egységek
Üzemi csoportszáma HÍDDARUK Kézihajtású daru 2 1 1 1 Függődaru, általános rendeltetésű 3 – 3 3 Egy- és kétfőtartós daru villamos emelődobos futómacskával, általános rendeltetésű 3 – 3 3 Gépházi szerelődaru, ritka használatú 3 3 3 3 Üzemi daru, gépipari üzemű és raktári 4 4 4 4 Öntődaru 5 5 5 5 Kovácsdaru 5 5 5 5 Edződaru 5 5 5 6 Emelőmágneses daru, folyamatos üzemű 6 4 6 6 Markolós daru, folyamatos üzemű 5 – 5 6 Berakó daru martin- 6 – 6 6 kemencéhez Konténerdaru 5 – 4 4 GÉMES DARUK Rakodóhíd, horogüzemű, szerelő 3 3 3 4 Rakodóhíd, horogüzemű, rakodó 5 4 5 4 Markolós, folyamatos üzemű 5 – 5 4 Portáldaru, horogüzemű, szerelő 4 4 – 3 Markolós, rakodó, folyamatos üzemű 5 – – 4 Toronydaru, építési és szerelő 4 3 3 3 Úszódaru, álló gémes 4 4 – – Úszódaru, forgó gémes 5 4 – – 1 Forgatószerkezet 2 Nyitó-zárómű 3 Adagolókar forgatómű, edényrögzítő szerkezet 4 Konténer megfogó és rögzítő szerkezet 5 Kúszómű, ill. daruszerelő-emelőmű (csörlő)
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
– – – –
– – – –
– – 61 –
–
–
–
6
– –
6² 5³
4
–
44
3
4
–
5 5
4 5
– 6²
4
4
–
5
5
6²
3 3 3
3 – 4
35 – –
26. oldal
ható. Részletesebben lásd az MSZ 9750-78 szabvány mellékletében. Az emelőgépekhez használatos sodronykötelek választéka az MSZ 9745/1 szabvány szerint: Nem forgásmentes kötelek: Pontérintkezésű kötél. Sodronykötél T 6X37+A0 szerkezettel, 222 huzalból (MSZ 2646), adatait lásd a 6. táblázatban. Vonalérintkezésű kötelek: Sodronykötél WS 6x31 +A0 Warrington-Seale szerkezettel, 186 huzalból (MSZ 15828). Sodronykötél WS 6X36+A0 Warrington-Seale szerkezettel, 216 huzalból (MSZ 15841). Sodronykötél WS 6X41 +A0 Warrington-Seale szerkezettel, 246 huzalból (MSZ 15829). Forgásmentes kötelek: Sodronykötél T 18 X 7 + A0 pászmaspiráhs szerkezettel, 126 huzalból (MSZ 15839). Sodronykötél T 6 X 19 + 12 X 7 + A0 pászmaspirális szerkezettel, 198 huzalból (MSZ 15840). Valamennyi kötélszerkezet egy középső rostos betéttel készül. Választható rostos betét helyett acél betét is. A kötelet alkotó huzalok anyaga 1570 N/mm², 1770 N/mm² vagy 1960 N/mm² névleges szilárdságú ötvözetlen szénacél. Nedves környezetben való használathoz célszerű horganyzott kivitelű kötelet választani. A darukötelek keresztsodrásúak legyenek. Valamennyi kötélszerkezet választható előformáltan (kitekeredésmentes kivitelben) is.
2.14. Az emelőgépek sodronyköteleinek méretezése A sodronykötelek méretezésére az MSZ 9745/1-77 szabvány és a kötélkorongok és -dobok kiválasztására pedig az MSZ 9745/2-77 szabvány nyújt felvilágosítást. A darukötelet húzó igénybevételre kell méretezni. A kötélkorongon átvetett, ill. kötéldobra csévélt kötélben fellépő hajlító és egyéb járulékos igénybevételt a szabványban előírt legkisebb kötélkorong, ill. dobátmérő előírásával vesszük figyelembe. A darukötelet tehát a huzalanyag "R", szakítószilárdságához viszonyított, üzemi csoportszámtól függő β biztonsági tényezővel (lásd 7. táblázatot) húzásra
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
27. oldal 6. táblázat
T 6x37+A0 szerkezettel 222 huzalból, egy középső rostos betéttel MSZ 2646-69
Sodronykötelek darukhoz 160 kp/mm' névleges Zsírozott Az összes Névleges Névleges huzalszakító szilárdságnál a kötél huzalok közelítő Kötélkötélátmérő huzalátmérő kötél számított szakítóereje tömege kereszt- metszete szerkezet (mm) (mm) kp* (kg/m) (mm²) 8 0,38 25,1 0,24 4000 9 0,40 30,6 0,29 4850 10 0,45 35,3 0,33 5600 II 0,50 43,5 0,41 6950 12 0,55 52,7 0,50 8400 II 000 0,65 69 0,63 14 15500 0,93 98 0,75 16 20000 1,18 125 0,85 18 22500 1,34 141 0,90 20 27500 1,65 174 1,00 22 36500 2,18 230 1,15 25 47000 2,78 294 1,3 28 62500 3,72 392 1,5 32 80000 4,80 503 1,7 36 90000 5,35 564 1,8 40 110000 6,6 697 2,0 45 160000 9,5 1000 2,4 50 185000 11,2 1180 2,6 55 215000 12,9 1360 2,8 63 * A táblázat kp-ban megadott értékei hozzávetőlegesen megfelelnek a daN-ban (dekanewtonban) kifejezett értékeknek. A daN-ra való átszámításkor a kp értéket 0,981-del kell megszorozni.
7. táblázat Biztonsági tényező értékei Üzemi csoportszám (MSZ 9750) 1 2 3 4 5 6
MSZ 9745/1-77. Biztonsági tényező, β Nem forgásmentes Forgásmentes kötél kötél 4 5 5 6 6 7,5 7,5 9 9 11 11 14
méretezzük, és a szabványban előírt korong-, ill. dobátmérőt alkalmazzuk
Rm = β
T , Ah
Ah = i
δ 2π 4
=χ
d 2π , 4
ahol α a kötél teljes keresztmetszetére vonatkoztatott kitöltési tényező, mely az emelőgépeknél használatos kétszer sodrott köteleknél közel állandónak vehető. Ah-t behelyettesítve:
Rm = β A kötélátmérő d min =
4T . χ d 2π
4β T = k Tmax (mm), χπ Rm max
ahol Tmax a kötélerő N-ban. A horoggal felszerelt emelőgépek Tmax értékének megállapításakor a statikus erő 10 %-át meg nem haladó dinamikus erőt, továbbá emelőmű esetében a névleges
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 teher 5 %-át meg nem haladó tömegű horogszerkezetet. figyelmen kívül lehet hagyni. Markolóval felszerelt emelőgépekre: - ha a rendszer lehetővé teszi a felemelt teher egyenletes elosztását, a
Tmax
a teher és a markoló tömegének erőhatása = 0, 66 a függesztő vagy záró kötelek száma
28. oldal 9. táblázat D/d megengedhető legkisebb értékei Üzemi csoportszám (D/d)min (MSZ 9750) Nem forgásmentes
Forgásmentes
kötelek
Kötéldob
Terelőkorong
Kiegyenlítőkorong
- ha a rendszer nem teszi lehetővé a felemelt teher egyenletes elosztását, függesztőkötelekre, a
1 15 16 14 2 1 18 20 14 3 2 20 22 15 a teher és a markoló tömegének erőhatása Tmax = 0, 66 4 3 22 24 16 a függesztő kötelek száma 5 4 24 26 16 zárókőtelekre, a 6 5 26 28 18 a teher és a markoló tömegének erőhatása 6 28 30 18 Tmax = záró kötelek száma * A (D/d)min értékét kettővel kell növelni: A kerekített k tényező, Rm = 1570 N/mm² névleges - ha egy Kötélszakasz kettőnél több korongon szilárdságú darusodronykötélre számított értékei a 8. fut át táblázatból kiválaszthatók. - ha egy kötélszakasz két irányban hajlítva van. 8. táblázat A k tényező értékei Rm = 1570 N/mm² névleges szilárdságú darusodronykötélre számítva k [mm/N] Üzemi Nem csoportszám Forgásmentes forgásmentes (MSZ 9750) kötél 1 0,08 0,09 2 0,09 0,10 3 0,10 0,11 4 0,11 0,12 5 0,12 0,13 6 0,13 0,15
A nem forgásmentes, Rm = 1570 N/mm² huzalszilárdságú darukötelekben, különböző üzemi csoportokban megengedett legnagyobb kötélerői és e kötelekhez alkalmazható kötéldobok (Dd), kötélkorongok (Dk) és kiegyenlítő kötélkorongok (De) legkisebb átmérői a 10. táblázatban láthatók. Az Rm = 1770 és 1960 N/mm² huzalszilárdságú darukötelek, valamint a forgásmentes kötelekhez tartozó hasonló adatok az MSZ 9745/2-77 szabvány függelékében megtalálhatók. A kötéldob, ill. korong átmérőjét a kötélközepektől kell számítani. Megengedett a markolószerkezetekben alkalmazott kötélkorongok átmérőjének - a Az így meghatározott kötélátmérő (d) mellett szerkezet méreteinek csökkentése végett - az 1. alkalmazható legkisebb kötéldob, ill. kötélkorong átmérőt üzemű csoportszám szerinti megválasztása. A felvonók függesztőköteleinek méretezése (D) ezek viszonya határozza meg. A D/d viszonyának elvben egyezik a darukötelek méretezésével, megengedhető legkisebb értékeit lásd a 9. táblázatban. azonban a személyszállítás miatt megkívánt nagyobb biztonság érdekében szigorúbb előírásokat tartalmaz. Ismertetését lásd a 4.6. fejezetben.
10. táblázat Nem forgásmentes kötelek. Kötéldobok és korongok megengedett legkisebb átmérője MSZ 9745/2-77. Megengedett legnagyobb kötélerő N-ban, ha Rm=1570 N/mm2 Üzemi csoportszám 1 MSZ 2646 222 szál huzalból MSZ 15828 186 szál huzalból MSZ 15829 246 szál huzalból MSZ 15841 216 szál huzalból
2
8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 -
32 36 40 45 50 55 63
10 11 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 55 63
14d
15d
16d
De
Dd
Dk
De 3
18d
20d
Dd
Dk
22d
24d
Dk 5
7900 10000 12300 14900 17700 24200 31600 40000 49400 59700 77100 96800 126400 160000 197500 250000 308600 373500 490000
6400 8100 10000 12100 14400 19600 25600 32400 40000 48400 62500 78400 102400 129600 160000 202500 250000 302500 396900
28d
Dk 4
10000 12600 15600 18900 22500 30600 40000 50600 62500 75600 97600 122500 160000 202500 250000 316400 390600 472600 620100
26d
5300 6700 8200 10000 11900 16200 21100 26800 33000 40000 51600 64800 84600 107100 132200 167300 206600 250000 328000
4400 5600 6900 8400 10000 13600 17800 22500 27800 33600 43400 54400 71100 90000 111100 140600 173600 210000 275600
Dk 6 3800 4800 5900 7100 8500 11600 15100 19200 23600 28600 37000 46400 60600 76700 94700 119800 147900 179000 234800
112 126 140 154 168 196 224 252 280 308 350 392 448 504 560 630 700 770 882
120 135 150 165 180 210 240 270 300 330 375 420 480 540 600 675 750 825 945
128 144 160 176 192 144 162 180 198 216 160 180 200 220 240 176 198 220 242 264 192 216 240 264 288 224 252 280 308 336 256 288 320 352 384 288 324 360 396 432 320 360 400 440 480 352 396 440 484 528 400 450 500 550 600 448 504 560 616 672 512 576 640 704 768 576 648 720 792 864 640 780 800 880 960 720 810 900 990 1080 800 900 1000 1100 1200 880 990 1100 1210 1320 1008 1134 1260 1386 1512
208 234 260 286 312 364 416 468 520 572 650 728 832 936 1040 1170 1300 1430 1638
Dk 224 252 280 308 336 392 448 504 560 616 710 784 896 1008 1120 1260 1400 1540 1764
29. oldal
8 9 10 11 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 55 63
A kötéldobok és –korongok megengedett Legkisebb átmérője, ha
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
A kötél névleges átmérője, d A kötél szabványszáma és huzalainak száma
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 2.15. A sodronykötelek élettartamának növelése A kötél élettartamának lehető növelése érdekében igen fontos a kötéllel kapcsolódó szerkezeti elemek kialakításánál az alábbi szempontok figyelembevétele. Üzemi tapasztalat igazolta, hogy a kötél rövidebb idő alatt megy tönkre, ha a kötél ellenkező irányú hajlítást is szenved (2.8. ábra). Tervezésekor gondosan ügyelni kell a helyes kötélvezetésre. A kötélterelő korongok megfelelő elhelyezésével rendszerint elkerülhető a kötél kétirányú hajlítása. Keresztfonású kötélnél egy ellenkező irányú kötélhajlítás kb. 1,5 ... 2,5-szeres egyirányú kötélhajlítási élettartam rövidítő hatásával egyenértékű. A kötélhorony kialakítása (2.9. ábra). A kötél élettartama szempontjából a legkedvezőbb a kötélhez simuló, r=0,5d legömbölyítésű horony. A kötél gyártásánál megengedett kötélátmérő-méreteltérés következtében azonban valamivel nagyobb legömbölyítési sugarat kell alkalmazni. Ha r sokkal nagyobb mint d/2, vagy r=∞ (hengerfelület), a kötél csak kevés ponton támaszkodhat a korongra és nagy felületi nyomással, amelynek következtében a kötél keresztmetszete eltorzul. Az ebből keletkezett többlet-igénybevételek a kötél élettartamát rövidítik. Még kedvezőtlenebb a kötélre az r
Helytelen Helyes 2.8. ábra. Kötélvezetés
2.9. ábra. A kötélhorony kialakítása
30. oldal
amikor a kötél az ékhatás következtében még nagyobb támasztóerőket kap. Kötélkorong bélelése lágy anyaggal (fa vagy alumínium) a nagy felszínnyomással felfekvő, kis pászmaszámú keresztfonású vagy pászmaspirál szerkezetű kötelek élettartamát növeli. A gyakorlatban azonban nem terjedt el a bélésanyag gyors kopása miatt. Újabban kopásálló kemény poliamid műanyag, metamid bélés alkalmazásával igen jó eredményt értek el. A kötelek élettartamnövekedése az acélkorongon vezetettekhez képest 7...8-szoros. [27] A kötél anyagának szakítószilárdsága. Ugyanazon terhelés és kötélátmérő mellett az elemi szálak szakítószilárdságának Rm = 1300-ról 1600 N/mm²-re való növelése esetén a kötél szakadás elleni biztonsága arányosan nő, azonban sokkal kisebb mértékben nő a kötél élettartama. Rm = 1600 N/mm²ről tovább növelve a kötél anyagának szakítószilárdságát, a kötél élettartama már csökken. A kötél méretezési előírásai ezért általában Rm = 1600 N/mm² szakítószilárdságú kötelet vesznek alapul. A sodronykötél kenése. A sodronykötél gyártásakor tartósságának növelése érdekében a középső kenderbetétet olajjal itatják és a kötelet kívül zsírozva szállítják. Üzemben, különösen a szabadban működő daruk köteleit sav- és kreosolmentes ásványi zsírral gondosan kenni kell. A karbantartáskor gondosan zsírozott kötél kb. 4...7-szer nagyobb élettartamot ér el a zsírtalan kötélhez képest.
2.16. Kötélvégrögzítés A kötél vége vagy kötélhez, vagy csatlakozóelemhez (pl. kötélkarmantyú) rögzíthető. Kötélhez csak pászmás kötelet lehet kötni. Az erőátadást a kötelek pászmáinak, huzalainak összefonása biztosítja. A kötél végének csatlakozóelemhez való rögzítésére leggyakrabban az alábbi megoldásokat alkalmazzák: A kötélvégen kialakított sodronykötélcsülök. A kötél végét a 2.10. ábrán látható kötélszívre (MSZ 9714-70) hajtjuk. A visszahajlított kötélvéget pászmáira felbontjuk, a kötélbe befűzzük, eldolgozzuk, és végül a befont kötélrészt lágy kötözőhuzallal lekötjük (2.11.ábra) A sodronykötélcsülök készítésmódját az MSZ 9715-70 sz. szabvány írja elő részletesen. Csak pászmás köteleknél használható. A 2.12. ábrán a kötelet acélék körül vezetik, s a húzott kötél hatására a kötél a karmantyúba szorul. A 2.13. ábra a kötél végének kúpos kötélkarmantyúba
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
31. oldal
2.10. ábra. Kötélszív 2.14. ábra. Szorítókengyel
2.15. ábra. Szorítókengyellel rögzített kötélhurok
2.1 ábra. Kötélcsülök
2.12. ábra. Kötélék
való bekötését mutatja. A kötél végét a kúpos nyíláson átfűzve, felbontva és szétnyitva, az egyes huzalok végeit gondosan megtisztítják, és a kúpos üregben szabadon maradt teret alacsony hőmérsékleten olvadó ötvözettel kiöntik. Ahol az előbb ismertetett kötélvégrögzítés nem alkalmazható, vagy ahol a kötés ideiglenes jellegű, a sodronykötelek hurokképzésénél a 2.14. ábrán látható szorítókengyelt alkalmazzák. Az első szorítókengyelt közvetlenül a kötélszív mellett kell elhelyezni. A szorítókengyelek számát a terhelés, a dinamikus igénybevétel és a balesetveszély figyelembevételével kell megállapítani, de számuk 3-nál kevesebb nem lehet (2.15. ábra). A szorítókengyel csavaranyáit biztosítólemezzel vagy rugós alátéttel biztosítani kell.
2.17. Kenderkötél
2.13. ábra. Kötélkarmantyú
A kenderkötelek gyengébb mechanikai tulajdonságúak, ezért függesztőelemként csak alárendelt jelentőségű vagy ideiglenes jellegű emelőszerkezethez, kisebb terhek emelésére használják. Igen hajlékony, azonban mechanikai sérülésekre és légköri behatásokra
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
32. oldal
A kender szakítószilárdsága Rm = 120 ... 140N/mm² Méretezése csak húzó igénybevételre, D≥10d kötélkorong-átmérő esetén 8-szoros biztonsággal történik. így ρ m =
120 = 15 N/mm², és a d (mm) átmérőjű 8
kenderkötél
T= 2.16. ábra. Kenderkötél
d 2π 2 d 2π 10 N-nal ρm = 4 3 4
terhelhető.
érzékeny. Rendszerint 3 pászmából fonjak (2.16. A kenderkötelet átnedvesedés elleni védelem ábra). A kötél hasznos keresztmetszete a teljes kör céljából gyakran kátránnyal itatják. A kátránnyal keresztmetszetének kb. 2/3-ára vehető itatott kötelek szilárdsága mintegy 15 %-kal csökken.
2.2.
LÁNCOK
A láncok csuklósan egymás után kapcsolódó viszonylag rövid hosszúságú tagokból készülnek, és csak húzóerőt visznek át. Javításkor az egyes tagok könnyen cserélhetők, kopásra, korrózióra nem érzékenyek, hőállóak. Ezen előnyei miatt széles területen alkalmazhatók. Az anyagmozgató gépeknél hajlékony függesztő és vonóelemként, a gép üzemviszonyaitól és szerkezetétől függően sokféle, egymástól szerkezeti kialakításban és anyagában is különböző lánctípust alkalmaznak. A gyakrabban használt lánctípusok méreteit és terhelhetőségét országos szabványban fektették le. A szabványosított láncok három nagy csoportba: a teherláncok, a hajtóláncok és a vonóláncok csoportjába sorolhatók. A teherláncok darabáruk felfüggesztésére, az emelőgépeknél terhek emelésére szolgálnak. Igénybevételükre jellemző a szakaszos üzem, a kis emelési sebesség. A hajtóláncok szerepe a forgó tengelyek közötti energiaátvitel. Osztásuk általában kicsi, a 100 mm-t nem haladja meg. A vonóláncok folyamatos működésű szállítógépeknél a szállítóelemek vontatására vagy az áru továbbítására szolgálnak. Szerkezeti kialakítás szerint megkülönböztetünk szemes, hevederes és szétszedhető láncot.
2.21. Szemes lánc A szemes lánc körszelvényű acélból hegesztett, ovális alakú szemekből áll (2.17. ábra.). A szemek hossza szerint megkülönböztetünk rövid szemű teherláncot (MSZ 5501-63), ha a láncszem osztása t≤3d (szélessége b≤3,5d), és hosszú szemű vonóláncot (MSZ 5512-63), ha t> 3d. Anyaga jól hegeszthető és nyújtható C 15 K MSZ 61. Az egyes láncszemek méretpontossága szerint megkülönböztetünk ellenőrzött méretpontosságú, kalibrált, jele K, és nem ellenőrzött méretpontosságú (nem kalibrált), jele N, egyszerű láncot. Emelőgépeknél rövid szemű kalibrált láncot alkalmaznak. A szemes láncok előnye a nagyfokú hajlékonyság, az olcsó előállítás, a szállított anyaggal szembeni érzéketlenség, könnyű szerelhetőség, a szállító- és továbbítóelemek egyszerű felerősítési lehetősége.
2.17. ábra. Szemes lánc
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
33. oldal
Hátránya a viszonylag nagy tömege, érzékenysége a lökésszerű terhelésre (hirtelen szakadás) és az egyes láncszemek kis felületen történő kapcsolódása miatt a nagymértékű kopás. Emelőelemként ma már csak kézi hajtású emelőszerkezeteknél kb. 50 kN láncterhelésig alkalmazzák. Kézi hajtás átvitelére húzóláncként d=5,5 mm ø kalibrált láncot szoktak alkalmazni, v=0,6...0,75 m/s láncsebesség mellett (MSZ 5523). Szállítógépekben vonóelemként a hosszú szemű vonólánc gazdaságosabb, mert tömege azonos terhelhetőség esetén kisebb, ugyanakkor a szállítóelemek felerősítése a rendelkezésre álló 2.18. ábra. Szemes kengyel nagyobb hely miatt könnyebben megoldható. A vonóláncok megengedhető sebessége súrlódó hajtás esetén vmax=1,2...1,5 m/s, míg lánckerékkel történő 2.22. Hevederes lánc hajtásnál legfeljebb v=0,75 m/s. A szemes láncot csak húzásra méretezzük, figyelmen kívül hagyva azt, hogy a láncszem Csapokkal összekötött hevederekből áll. tulajdonképpen hajlításra és húzásra igénybe vett Emelőgépeknél a csapos (Gall-) láncot használják görbe rúd. (2.19. ábra). A hevederek száma 2...12 db. A A láncban megengedhető húzóerő: hevederek rögzítése a csapon a csapvég szegecsfejjé 2 alakításával vagy nagyobb méretű lánc esetén d π Fm = 2 Aρ m = 2 ρm, alátéttárcsával és sasszeggel történik. 4 A heveder anyaga A 60 (MSZ 500), a csapé A 60 d (cm) a láncszem anyagának átmérője. H. A megengedett feszültség (σm) értékét igen A csapos láncok méretei, szakítóterhelései és óvatosan kell felvenni, egyrészt az előbb említett műszaki előírásai a MSZ 5505-74 számú hajlítás, másrészt a szállított anyaggal való érintkezés következtében előálló nagymértékű kopás és a szabványban találhatók. A csapos lánc előnye a szemes lánccal szemben, gyakran fellépő lökésszerű terhelés miatt. Az hogy megbízhatóbb (nincs hegesztve), és a láncok általában szokásos C15 K minőségű acélra kézi hajtás csuklóiban keletkező súrlódás kisebb a heveder és esetén csap érintkezőfelületeinek megmunkálása σm = 60 N/mm² következtében. Hátránya, hogy a láncot a láncheveder gépi hajtás esetén mozgási síkjától eltérő erővel nem lehet terhelni, és σm = 25,..30 N/mm² lényegesen drágább. A szabványos szemes láncok méreteit és A csapos láncokat kézi hajtású, nagy teherbírású szakítóterhelését az MSZ 5501 és 5512 tartalmazza. emelőszerkezeteknél emelőelemként alkalmazzák, ma A láncok szakítóterhelés alapján történő méretezése: már azonban itt is inkább az acél sodronykötél kerül kézi hajtás esetén β>4, gépi hajtás esetén β= 10 ... 20 biztonsággal történjék.
Fm =
Fsz
β
(N).
A szállítóelemek felerősítése a szemes láncokra kétféleképpen történhet: vagy rövid, 7, 9, 11, de mindig páratlan láncszemből álló láncszakaszokat alkalmaznak, s ezeket különleges kiképzésű, a szállítóelemek felerősítésére alkalmas szemekkel, az ún. kengyelekkel kapcsolják össze (2.18. ábra), vagy pedig a folytonos, megszakítás nélküli láncra hegesztéssel vagy csavarokkal erősítik fel. A láncvégek összekapcsolását, végtelenítését csavarokkal összeerősített kapcsolószemmel végzik.
2.19. ábra. Csapos teherlánc 1 - külső végszem ; 2 - felfogó csap
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
34. oldal
hüvely között ébredhet. A lánchüvelyre kívülről csatlakozik a láncgörgő (5). A belső hevederek és a hüvely elfordulásmentes illesztését a hüvely két szélének lelapolásával és a hevederben ehhez csatlakozó párhuzamos oldalakkal kisajtolt lyukakkal lehet elérni. A csap és a külső heveder elmozdulását vagy az előbb leirt módon, vagy a csap kiálló részébe kétoldalt bemart, párhuzamos síkú hornyokba kapaszkodó éklemezek, biztosítófülek (6) segítségével akadályozzák meg.
2.20. ábra. vonólánc'
Peremes-futógörgős
hevederes
beépítésre. Gépi hajtásnál minimálisan 5-szörös a biztonság a hevederes lánc szakítóterhelésére számítva, amelyet a gyári katalógus, ill. szabvány megad (lásd MSZ 5505-74 szabványban). A lánc sebessége nem haladhatja meg a 0,3 m/s-ot. A lánc végének csatlakozószerkezethez rögzítése rendszerint egy könnyen kiszerelhető csap közvetítésével történik. Mind a szemes, mind a csapos láncnál az utolsó láncszem kiképzése a felfüggesztő csap méreteihez igazodik (2.19. ábra). A folyamatos működésű szállítógépek vonóelemeként hevederes vonóláncokat használnak (2.20. ábra). Szerkezeti kialakítása az emelőgépeknél alkalmazott csapos, ún. Gall-féle láncokhoz képest jelentős eltéréseket mutat, amely főleg az emelőgépek és a szállítógépek egymástól eltérő üzemviszonyaira vezethető vissza. Az emelőgépeknél alkalmazott láncok szerkezeti kialakításánál a lánckerekek lehető legkisebb átmérőjének elérése a cél. Ezért ezeket a láncokat rövid osztással és a csapok átmérőjének csökkentése végett esetleg több, párhuzamos hevederrel készítik. A folyamatos működésű szállítógépek vonóelemeinél a hevederes vonóláncok súly- és árcsökkentése s ezzel együtt az egész berendezés könnyítése és olcsóbbá tétele érdekében nagy átmérőjű lánckerekeket építhetnek be, amelyek egészen nagy osztású, 1 m-es láncok alkalmazását is lehetővé teszik. A 2.21. ábrán a gördülőcsapágyas, peremes görgős vonólánc csuklójának metszete látható. A lánc szerelési egysége két tagból áll, egy külső hevederes és egy belső hevederes lánctagból. A belső hevederek (1) mindig a hüvelyhez (3), a külső hevederek (2) pedig a csaphoz (4) vannak rögzítve. Ennek következtében a lánckerékre felfutó lánccsuklóban a lánctagok viszonylagos elmozdulásakor súrlódás csak a lánccsap és a
2.21. ábra. Gördülőcsapágyas lánccsukló 1 - belső heveder; 2 - külső heveder; 3 -lánchüvely; 4 -lánccsap; 5 -láncgörgő; 6 – biztosítófül
2.22. ábra. Hüvelyes hevederes vonólánc
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
2.23. ábra. Görgős hevederes vonólánc
35. oldal
2.24. ábra. Futógörgős hevederes vonólánc
2.25. ábra. Kardáncsuklós vonólánc 1 - heveder; 2 - vezetőgörgős-golyóscsapágyak A láncokhoz kapcsolódó szállító elemeket és egyéb szerelvényeket a külső vagy belső hevederekre rácsavarozzák, vagy hozzáhegesztik. Esetleg a heveder anyagából kihajlított füleket alkalmaznak. Két párhuzamosan futó vonóelemág esetén a lánccsapok egy darab átmenő acélrúdból készülnek. A lánccsapok a két láncág pontos együtt futásán kívül a szállítóelemek felerősítésére is szolgálnak. A hevederes vonóláncok a csuklók szerkezeti kialakítása szerint lehetnek hüvelyes (2.22. ábra), görgős (2.23. ábra), futógörgős (2.24. ábra), peremes futógörgős (2.20. ábra) vonóláncok. E láncok osztását (t=40...1000 mm), szakítóterhelését (20...900 kN) az MSZ 5515-71 számú szabvány tartalmazza. Térben vezethető hevederes, görgős vonóláncok kardáncsuklóval készülnek (2.25. ábra). A hevederes vonólánc a nagy teljesítményű szállítógépek vonóeleme, előnye a pontos osztás, a
csuklók kenhetősége; hátránya, hogy a lánccsap nagyszámú megmunkált és hőkezelt alkatrészből áll, ezért igen költséges.
2.23. A hevederes lánc méretezése A hevederes láncok méreteinek megválasztásánál döntő tényezőként jelentkezik a lánccsuklók kopása. Ennek figyelembevétele gyakran azt eredményezi, hogy a lánc terhelhetőségét lényegesen kisebbre vesszük, mint amennyit a szilárdsági méretezés alapján megengednénk. A csuklók kopása elsősorban a csap és a persely között ébredő felszínnyomás (k) nagyságától függ, de a gép munkakörülményei és a lánccsuklók kenési viszonyai is jelentősen befolyásolják. Az állandó és megfelelő zsírkenés csökkenti, de emellett a szállított áru tulajdonságára is figyelemmel kell lenni a kenés
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 megválasztásakor. Például az igen koptató ércport vagy kvarchomokot szállító gépek vonóláncait sok esetben a csuklók kenése nélkül, "szárazon" üzemeltetik, mert a kenőanyagban megkötött por a kopás mértékét még csak növelné. A lánccsuklók méretezésekor megkülönböztetjük a csukló normális és különleges igénybevételét. A lánccsuklók normális igénybevétele a külső és belső hevederek által közvetített húzóerő hatására ébred (2.26. ábra). A külső hevederek a csappal, a belsők a persellyel kapcsolódnak, ez esetben a lánccsap főleg nyírásra van igénybe véve. A lánccsukló különleges igénybevétele a hajtólánckerék fogával való kapcsolódásakor áll elő (2.27. ábra). A csukló perselyének külső palástjára a fognyomás közvetlenül vagy a láncgörgő közvetítésével, nagyjából egyenletesen megoszló erőként hat. Ez az erő a külső hevederekkel bíró csukló kapcsolódásakor a perselyt és a benne levő csapot hajlításra is igénybe veszi, emellett a persely végénél a csap nyírást is szenved.
36. oldal
E láncoknál tehát a méretezés lényegében a várható üzemi körülményeknek megfelelő biztonsági tényező megválasztásából áll. A biztonsági tényező dinamikus hatásoktól mentes vonóláncoknál β=4...5. Lökésszerű terhelések és 0,5 m/s-nál kisebb láncsebesség esetén β=8 ... 12, 0,5 m/s és nagyobb lánc sebesség esetén β=15 ... 20. Egyedi tervezésű hevederes vonólánc akkor kerül beépítésre, ha szabványos lánc a szállítógép szerkezeti kialakítása vagy egyéb követelmények miatt nem alkalmazható. Ebben az esetben a lánc egyes elemeit szilárdságra és a csuklót felszínnyomásra ellenőrizzük. A csapok és hüvelyek keménysége HRC 48-55 legyen. A megengedhető legnagyobb felszínnyomás a lánccsap és persely között: acélcsap és temperöntvény persely esetén kmeg= 10 ... 14 MPa acélcsap és bronzpersely esetén kmeg= 20 ... 25 MPa acélcsap és acél persely esetén kmeg= 16 ... 25 MPa ötvözött hőkezelt acélcsap és acélpersely esetén kmeg= 40 ... 45 MPa
2.24. Szétszedhető vonóláncok 2.26. ábra. Lánccsukló normális igénybevétele
2.27. ábra. Lánccsukló különleges igénybevétele Szabványos hevederes vonólánc alkalmazása esetén a lánc méretezése egyszerű, mert a szabvány a lánc szakítóterhelését rögzíti. A lánc szakítóterhelésének (Fsz) és a megengedhető legnagyobb vonóerőnek (Fmax) viszonya a biztonsági tényező (β). Fmax =
Fsz
β
.
Könnyű és nehéz kivitelben, öntve, sajtolva vagy kovácsolva gyártják. Szerszám nélkül szerelhetők szét. Öntött vonóláncok egyszerű szerkezeti felépítésük és olcsó előállításuk miatt nyernek alkalmazást. Anyaguk Tö.40 minőségű temperöntvény, nagyobb terhelésnél esetleg acélöntés is lehet. E lánctípusok előnye olcsóságukon kívül még a könnyű szerelhetőség, a szállító- és továbbítóelemek felerősítésére szolgáló tagok tetszőleges kialakítási lehetősége, valamint az abrazív és korrozív hatásokkal szembeni nagy ellenálló képesség. Ezért főleg nedves, savas, gőzös, poros helyiségben működő szállítógépek vonóelemeként használatosak. Mindezen előnyeik mellett alkalmazásuk ma már egyre jobban háttérbe szorul, amit a nagy fajlagos súly, a kis üzemi sebesség, valamint az öntvények kevésbé megbízható volta indokol.
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
37. oldal
elfordulás ellen rögzítik, a másik végét pedig sasszeggel biztosítják.
2.30. ábra. Csuklós acé1csapos lánc 2.28. ábra. Temperöntésű csuklós lánc
2.29. ábra. Temperöntésű lánc szétszerelése Temperöntésű csuklós (Ewart-) lánc. Egyszerű szerkezetű, egyetlen alkatrészből képzett lánc (2.28. ábra). A lánc össze- és szétkapcsolása a lánc tehermentesítése után a két szomszédos láncszem - a 2.29. ábrán vázolt - egymással hegyesszöget bezáró helyzetében történik. Ebben az üzem közben elő nem álló helyzetében az első láncszem horgos vége a láncszem szárában levő ék alakú bemetszésben oldalirányban elmozdítható, szétkapcsolható. A két láncszem minden más, üzem közbeni helyzetében szétbonthatatlan. Csuklós acélcsapos lánc. A temperöntésű láncszemeket acélból (A 60 HG) készült csapok kapcsolják össze (2.30. ábra). A csap egyik, négyszögletes fejjel ellátott végét a külső villában
Kovácsolt (sajtolt) vonólánc. A kovácsolt vonóláncok alkalmazása az utóbbi időben került előtérbe főleg a nagy szállítótávolságú berendezéseknél. E lánctípusnál is a könnyű szerelhetőség és a vonóerőre vonatkoztatott minél kisebb önsúly elérése a cél. A 2.31. ábrán vázolt lánc a legkülönbözőbb folyamatos működésű szállítógépek vonóelemeként használatos. A lánc két szemből álló egységekből tevődik össze. Az egyik szem egy darabból készült belső tag, a másik pedig két darabból álló külső tag. A láncszemeket két végén szimmetrikusan sajtolt acélcsapok kapcsolják össze. A lánc szétszerelésekor a külső tagokat a bennük levő csappal együtt a lánc tengelyvonalához képest 90˚-kal elfordítva a belső láncszem vékonyabb részéhez csúsztatják. így a két külső tag egymáshoz közelíthető, s közben a csap fejei a külső tagokban levő hornyokból kiszabadulnak. A csapot megfelelően elfordítva, az a külső és belső láncszemek hosszúkás nyílásain át kivehető. Az összeszerelés fordított sorrendben végezhető. A 2.32. ábra hasonló módon szerelhető, könnyebb kivitelű, laposacélból sajtolt hevederekből összeállított láncot mutat be. A szétszedhető láncok nagy előnye, hogy térben is könnyen vezethetők. A lánctagok megfelelő kiképzésével az egyes lánccsuklóknál 2...2,5˚-os iránytörés is megengedhető, ebben az esetben azonban a csap csak a belső lánctag furatának egyik sarkán fekszik fel, s így meglehetősen nagy felszínnyomás áll elő, ami a lánc
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
38. oldal
2.31. ábra. Kovácsolt vonólánc terhelhetőségét korlátozza. A sajtolt és kovácsolt szétszedhető láncok további előnye, hogy a szállító- és továbbítóelemek igen könnyen felerősíthetők. A lánc különösebb gondozást, kenést nem igényel. Hátránya, hogy gyártása az előállításhoz szükséges szerszámok miatt csak nagy sorozatban gazdaságos. A láncok anyaga A 60 (MSZ 500) vagy annál jobb minőségű szén acél. A lánc méretezése a hevederes láncokéhoz hasonlóan történik, a biztonsági tényező β= 10. A lánc sebessége v= 1,0 m/s, az osztása általában t=100...160 mm, szakítóterhelése Fsz= 12,5...250kN.
2.32. ábra. Sajtolt hevederes vonólánc
2.3.
HEVEDEREK
A hevederek legáltalánosabb alkalmazási területe valamint a dobokkal és görgőkkel való súrlódása az ömlesztett anyagokat szállító gépek csoportja. folytán előálló kopását, ezenkívül a külső nedvesség Anyaguk és szerkezeti kialakításuk szerint szövet- ,és beszivárgását hivatott megakadályozni. acélbetétes gumihevedert, acél- és acélsodrony hevedereket különböztetünk meg.
2.31. Gumihevederek Gumihevedernek nevezünk minden, a szállítószalagok vonó- és szállítóelemeként szolgáló olyan hevedert, amely gumival, műgumival bevont és összevulkanizált pamut, műszál, szövetbetétrétegekből, acélhuzal betétekből és szükség szerint alkalmazott borító gumirétegből áll. A gumiheveder szerkezetét a 2.33. ábra tünteti fel. Méreteit, anyagát, szilárdsági értékeit országos szabvány írja elő. (Gumiheveder szállítószalagokhoz MSZ 2527-75). A heveder erőt átvivő elemei a pamut-, műanyag-, szövetbetét vagy acélhuzal betét (2.34. ábra). A külső gumiborítás a betétszövetnek a szállított anyaggal,
2.33. ábra. Szövetbetétes gumiheveder keresztmetszete 1 - felső borítógumi; 2 - alsó borítógumi; 3 - szállító oldal; 4 - alsó oldal; 5 - szélgumi ; 5 - szövetbetét
2.34. ábra. Acélhuzal betétes gumiheveder
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
A borítógumi minősége négyféle lehet: Jele B10 B15 B20 Keménysége(Sh°) 65±5 Szakítószilárdsága 100 150 200 (daN/cm²) min. Szakadási nyúlása 300 350 400 (%) min.
B25 250 450
Dinamikus erőhatásoknak kitett heveder készülhet párnázószövet-betéttel, amely egy vagy több rétegben a szövetváz és a borítógumi közé kerül. A párnázóbetétet a heveder húzószilárdsága szempontjából -a betétszám meghatározásánál- nem szabad számításba venni. A szerkezeti elemek vastagságmeghatározásánál a párnazóbetétet úgy kell tekinteni, mint a borító gumi egy részét, tehát a borítógumi vastagságának mérésénél együtt kell mérni az esetleges párnázóbetét
rétegeket is. A párnázóbetét vastagságát ezért a borítógumi vastagsági előírásánál kell figyelembe venni. A heveder felső és alsó borítógumi-vastagsága 1...6 mm lehet. A gumizás tapadásszilárdsága minimálisan (daN/cm) B R,E Jelű szövetbetétek nél Két szövegbetét közt 3,5 4,5 Szövetbetét és a borítógumi közt 1,5 mm borítógumi vastagságig 2,5 3,5 2 mm és vastagabb borítógumi 3,0 4,0 esetén A különféle minőségű betétekből gyártható hevederekre vonatkozólag az alkalmazható betétszámokat a 11. táblázat adja meg. 11. táblázat A szilárdsági típusoknak megfelelő hevederminőségek MSZ 2527-75 szerint Fajlagos szakító erő Betétszámok (kp/cm) (daN/cm) Hossz -irány
Kereszt -irány
B63
R125 EP125
R160 EP160
EP250 R250
betétminőségeknél 100 40 2 125 50 2 160 63 3 200 80 4 250 100 4 315 125 3 400 160 4 3 500 4 630 5 4 3 800 5 4 1000 4 1250 5 1600 * A betűjel az anyagminőséget. a számjel a szövet láncfona1irányban mért, l cm szélességre számított szilárdságát jelöli (daN) Megállapodás szerint
A szövetbetéteket a rajtuk s köztük levő, a gyártás folyamán összevulkanizált gumibevonat egyesíti nagy húzóerő átvitelére alkalmas hevederré. A betétek műszaki szövetek, melyek minőségét 1cm szélességre eső szakítószilárdságuk határozza meg. A húzóerő átvitelén túlmenően a betétek feladata még a heveder olyan mértékű merevségének biztosítása, amely az alátámasztások között a kívánt vályús vagy sík alak megtartását eredményezi. A műszaki szövetek anyagának jelölésére az alábbi betűk szolgálnak: B pamut, R viszkóz selyem, P poliamid szál, E poliészter szá1. A szövet jelölését az alábbiak határozzák meg: Ha mind a lánc- mind a vetülékirányú fonal anyaga azonos, csak egy betűt használnak. Ha a láncfonal anyaga nem azonos a vetülékfonal anyagával, akkor az első betű a lánc, a második a vetülék anyagát jelöli. Ha a fonalrendszeren belül is többféle anyag van bedolgozva, akkor a jelölés a fonalrendszer többségét kitevő anyag jele szerinti. A szövetbetét szilárdsági fokozatait a "típusjel" fejezi ki, amelynél az anyagminőséget a betűjel, a szövet láncirányban mért, 1 cm szélességére számított szakítóerőt (daN) a számjel fejezi ki. Az értékek az R10 sor (MSZ 1700) szerintiek: 100, 125, 160, 200, 250, 315 stb. A heveder szélességi méretsorát szabvány rögzíti. Névleges hevederszélesség: 300, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000 (mm).
39. oldal
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A hevedernyúlás értékei: Szövetbetét
B
R,E Jelű
Szakadási nyúlás min. (%) Megnyúlás a szakítóerő névleges értéke 10%-ának megfelelő terheléskor max. (%)
10
10
4
2,5
A betétminőségek tájékoztató vastagsága a kész hevederben, közbenső gumizással együtt: Betétminőség jele: B 63 R 125 EP 125 EP 160 R 160 EP 250 R 250 Vastagság (mm): 1,4 1,2 1,0 ±0,2 ±0,2 ±0,2
40. oldal
A terelődobok min. átmérője pamutbetétes hevedernél általában Dt=40…100 z, műanyag betétnél Dt=60…140 z. A heveder számított szakítóereje
Fsz =
1,3 ±0,2
1,3 ±0,3
2,0 ±0,3
(N)
K a hevederbetétek szakítószilárdsága (N/cm), B a heveder szélessége (mm), z a hevederbetétek száma. A hevederben megengedhető húzóerő nagysága pedig a 8-as biztonsági tényező figyelembevételével
Tm ≤ 1,2 ±0,2
KBz 10
KBz KBz = . 10β 80
Adott B szalagszélesség esetén a szükséges hevederbetétek száma (12. táblázat)
80T
max z= , A heveder vastagságát a szövetbetétek és a KB borítógumik vastagságának összege adja. ahol Tmax a hevederben fellépő legnagyobb A szabványos borítógumival készített hevederrel húzóerő. 25 °C és +60 °C hőmérsékletű anyagok szállíthatók. Hőálló borítógumi alkalmazása esetén a hőmérséklet 100 °C-ot elérhet. Műanyag borítású, azbeszt 12. táblázat szövetbetétes hevederrel pedig 140 ... 160 °C-os Betétminőség- és betétszám-választék az egyes anyagok is továbbíthatók. hevederszélességekhez Nagy húzóerők felvételére betétként acélkötelet alkalmaznak (2.34. ábra), melyet nagy szilárdságú MSZ 2527-75 szerint gumiburkolatban helyeznek a hevederbe. A kötél Betétminőség beépítésével a hevederszélességre számított HevederR125, EP125 R250 szakítószilárdság 10...70 kN/cm-re növelhető. szélesség B63 R160, EP160 EP250 mm Szövetek száma 2.32. A hevederek méretezése 300 2 – – 400 3,4 3 – A kötelekhez hasonlóan, a heveder terelőelemeire 500 3,4 3 – előírt minimális dobátmérő mellett, csak húzó 650 3,4 3,4,5 – igénybevételre történik a méretezés. A számított 800 3,4 3,4,5 3,4 húzóerő és a heveder számított szakítóereje között 1000 3,4 3,4,5,6 3,4,5 általában β= 8 biztonságnak kell fennállnia. 1200 – 3,4,5,6 3,4,5,6 A biztonsági tényező értékében a heveder 1400 – 4,5,6 4,5,6 hajlításból, indítási és fékezési tömegerőkből,
anyagfeladásból, mángorlásból származó Ha a legjobb betétminőség alkalmazásával is a igénybevétele, valamint a heveder végtelenítésénél jelentkező szakítószilárdság csökkenés van megengedettnél nagyobb betétszámot kapunk, akkor nem marad más választás, mint vagy a figyelembe véve. A heveder hajtó- és terelődobjainak átmérője az hevederszélesség alkalmazott heveder betétszámától, a heveder igénybevételétől és a dob szerepétől függően változik. A hajtódobok min. átmérője pamutbetétnél általában (B) Dh = 100…150 z, műanyag betétnél (R, E) Dh=150…270 z
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 növelése, vagy a hevederhajtás megváltoztatásával (kétdobos hajtás, gumibevonat alkalmazása a hajtódobon stb.) a hevederben ébredő igénybevétel csökkentése. A gumihevederek toldása, végtelenítése az üzemi kívánalmaknak megfelelően vulkanizálással (oldhatatlan kötéssel) vagy kapcsos és horgos toldással (oldható kötéssel) végezhető. A vulkanizálás a tökéletesebb megoldás (erős, tisztán tartható, az anyag nem hull át rajta, hosszú élettartamú), egyetlen hátránya, hogy a hevederbetétek átlapolása nagy hevederhosszat igényel, és ezért a hevederek kismértékű rövidítése csak nehézkesen hajtható végre. A végtelenítésnél a betétek végét 45° alatt vágják le, és az egymás folytatását képező betétek eltolva, lépcsőzetesen csatlakoznak. A horgos, ún. "nylos"-kapoccsal a szétszedhető, bányabeli szalagok hevedereit kapcsolják össze. A heveder két végébe a 2.35. ábrán vázolt kapcsokat erősítik,
41. oldal
2.33. Acél- és acélsodrony hevederek Az acélheveder szénacélból vagy rozsdamentes acélból 0,4...1,6 mm vastagságban, legfeljebb B=800 mm szélességben hidegen hengerelve készül. Mindkét acélminőség szakítószilárdsága Rm = 1100...1200 N/mm2 Az általános használatra nagy szilárdságánál fogva általában megfelel, meglehetősen korrózióálló, s így nedves anyagok szállítására is alkalmas. 400...500 °C hőmérsékletig alkalmazható. A megengedett igénybevétel σm =25 N/mm² A rozsdamentes (krómnikkel) acélhevedert főleg az élelmiszer- és vegyiparban használják. Meleg, magas hőfokú (700...800˚C) anyagok szállítására kiválóan alkalmas. A megengedett igénybevétele σm = 20 N/mm² A hevederek párhuzamos összeszegecselésével vagy más módon való toldásával B=3...4 m széles szalag is előállítható. A hevederek hosszanti toldása, végtelenítése is hasonlóképpen történik. A hevederben a dobokon és a görgőkön való hajlítás közben az átmérővel arányos feszültség lép fel:
σh =
2.35. ábra. Gumiheveder toldása nyloskapoccsal s a hevederből kiálló hurkos részeket egymás mellé helyezve, bélhúrral, acéldróttal vagy sodronnyal erősítik össze. Ez a megoldás biztosítja a heveder keresztirányú hajlékonyságát s a kismértékű rövidítés lehetőségét, de hátránya, hogy az ömlesztett anyag a kapcsok között áthull, s hogy a kapcsok a hevederből könnyen kiszakadnak. A gumihevederek élettartama a szállítógép üzemviszonyaitól, a szállított anyag tulajdonságaitól, a karbantartástól, a szalag méretezésétől, a szerkezet kialakításától, a szerelés és beállítás pontosságától, a heveder minőségétől és kivitelezésétől nagymértékben függ. Kedvező üzemviszonyok között a hevederek élettartama 8-10 évet is elérhet.
s E D
(N/mm2),
ahol s a heveder vastagsága (mm), D a dob vagy görgő átmérője (mm), E 180...205 kN/mm2 az acélheveder anyagának rugalmassági modulusa. Mivel az acélheveder merevebb a gumihevedernél, a görgők és dobok átmérőjét is nagyobbra kell választani. A hevederdobok szokásos átmérője D= 800...1200s (mm). Az acélheveder előnye a külső hatásokkal (koptatás, rozsdásodás stb.) szembeni nagyfokú érzéketlenség, nagy hőálló képesség és a heveder könnyű tisztántartási lehetősége, ezzel szemben igen költséges. Hazánkban acélhevedert ez idő szerint még nem gyártanak. A sodronyhevedereket acél- vagy fémszálakból fonják rugalmas, hőhatással és kopással szemben meglehetősen érzéketlen vonóelemmé. Szénacélból készült sodronyhevederek 600 °C-ig, különleges acél anyagú hevederek 1200 °C-ig használhatók. A heveder szerkezete a gyártási eljárás szerint a legkülönfélébb lehet. Legegyszerűbbek a kerítéssodronyhoz hasonló jobb vagy bal menetes spirálisokból álló hevederek, azonban ezek hátránya, hogy hajlításkor
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
2.36. ábra. Sodronyheveder a spirálisok oldalirányú mozgást végeznek, s a heveder a dobon oldalirányban elvándorol. Ezért inkább a váltakozva jobb, illetve bal menetű spirálokból összeállított; ún. kiegyenlített hevedert alkalmazzák. Ennek szerkezetét a 2.36. ábra tünteti fel. A hosszanti szálak általában vékonyabbak, az ezekből készült spirálisokat előre meggörbített vastagabb keresztszálak fűzik össze. A huzalok átmérője 1...6 mm, anyaguk általában Rm=500...600 N/mm² szakítószilárdságú szénacél, de szükség esetén rozsdamentes acél, alumínium, réz, bronz stb. huzalokból is készülhet heveder. Ez utóbbiakat élelmiszerek vagy az acélt vegyileg erősen megtámadó anyagok továbbítására alkalmazzák. A hevederek szélessége a B=2...3 m-t is eléri. Általában sík hevederként alkalmazzák, de ha nagyobb szállítóképesség vagy az áru oldalirányú legurulásának meggátolása szükséges, oldalperemekkel ellátható. A hevederek szakítószi1árdsága anyaguktól, kialakításuktól függően Fsz=2...10 kN/cm. A megengedhető terhelés β=4...6 biztonsági tényezővel számítható.
2.34. A hajlékony vonóelemek összefoglalása A sodronykötél vonóelem nagy előnye a szakítóerőre vonatkoztatott kis fajlagos tömeg, amely különösen emelőgépeknél, nagy szállítótávolságú berendezéseknél jelentős. A sodronykötéllel nagy vonóerő vihető át, térben jól vezethető, karbantartása egyszerű és olcsó. A jól méretezett s megfelelő szerkezetű kötél élettartama hosszú. Mindezek a kétségtelenül jelentős előnyök sem tudják mindig ellensúlyozni azokat a kellemetlenségeket,
42. oldal
amelyeket a súrlódóhajtás esetén szükséges nagy átmérőjű korongok és tárcsák, valamint a nagymértékű előfeszítés okoznak. Szállítógépeknél a kényszerkapcsolat útján mozgatott kötél nyúlása és végtelenítése jelent nehézséget. A szállítóelemek felerősítése is sok problémát okoz. Mindezen nehézségek ellenére az utóbbi időben, főleg a nagy szállítótávolságú szállítóberendezéseknél a kötélvonóelem alkalmazása előtérbe került. A láncvonóelem nagy vonóerők átvitelére alkalmas. A lánccsuklók megfelelő kialakításával térben könnyen vezethető, azaz mindkét síkban hajlítható. Hőhatásra meglehetősen érzéketlen, a nyúlása igen kicsi. Hajtása általában a hajtólánckerék és a lánccsuklók közti kényszerkapcsolattal történik, ugyanakkor egyes típusok, amennyiben szükségessé válik, súrlódókapcsolattal is mozgathatók. Szerelése egyszerű, hibásodás esetén gyorsan és könnyen javítható. A szállítóelem felerősítése nehézség nélkül megoldható. További előnye, hogy igen hajlékony, tehát kis átmérőjű kerékre, dobra ráhajlítható, ezekkel terelhető. Így a szállítógép méretei és helyszükséglete lényegesen csökkenthetők. Ezzel szemben állnak a lánc hátrányai, mégpedig egyes, különösen poros anyagok szállítása esetén fellépő nagymértékű kopás, egyes lánctípusoknál a lánccsuklók kenésének szükségessége, a viszonylag nagy fajlagos tömeg, valamint a nagyosztású láncoknál szükséges sebességkorlátozás. A hevederek előnyös tulajdonsága a nagy működési sebesség, a zajtalan, nyugodt járás, a szállítóteljesítményre vonatkoztatott kis fajlagos tömeg. Igen gyakran a szállítóelem szerepét is betölti. Nincs szükség a vonóelem kenésére, s így karbantartása igen egyszerű. Az acél- és sodronyhevederek magas hőfokú anyagok szállítására is alkalmasak, általában a szállított anyag okozta koptatásnak jól ellenállnak. A hevederek hajtása egyszerűen, súrlódókapcsolat útján történik. A heveder hátrányos tulajdonságai között említhetjük, hogy a textilbetétes gumiheveder külső hatásra könnyen megsérül, javítása és szerelése nehézkes és hosszadalmas. A szállítóelemek felerősítése sok nehézséget okoz. A szállítóhevederek általában igen drágák. A súrlódás útján történő hajtás nagy e1őfeszítést igényel, ami a heveder szakítószilárdságára vonatkoztatott hasznos vonóerőt nagymértékben csökkenti. A gumiheveder a hőhatásra érzékeny, 60°C-nál nagyobb hőmérsékletű anyag szállítására csak különleges gumiból készített heveder alkalmazható. Ugyancsak a gumiheveder kellemetlen tulajdonsága a viszonylag nagy nyúlás.
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
2.4.
43. oldal
A HAJLÉKONY VONÓELEM VEZETÉSÉNEK ELLENÁLLÁSA
Anyaggal terhelt vonóelem ellenállása A vonóelem általában egyenes és íves szakaszokból összetett pályán mozog. Az hasonlóképpen számítható, ez esetben a vonó- és anyagmozgató gépek vonóeleme a szállítási szállítóelem valamint a rajtuk levő anyag együttes távolságtól s a gép szerkezeti kialakításától függően tömege veendő figyelembe. különböző módokon lehet alátámasztva, vezetve.
2.41. Egyenes pályán mozgó vonóelem vezetése Szokásos megoldások: A vonóelem vezetéken csúszik (2.37. ábra). A vonóelem vezetéken gördül (2.38. ábra). A vezetőgörgők ez esetben a vonóelemre, láncra vannak szerelve (pl. csuklótagos vagy kaparószalagoknál), vagy a vonóelem futóművekre van függesztve, ugyanezen futóművekre vannak a szállítóelemek is felerősítve (pl. függőkonvejoroknál. 2.39. ábra). A vonóelem helyben maradó görgőkkel van alátámasztva, azokon gördül (pl. gumihevederes szállítószalag, ferde gumihevederes elevátor esetén, lásd 2.40. ábrán). Ha a vonóelem vezetéken csúszik, a vontatási ellenállás lejtős pályaszakaszon (2.37. ábra):
2.37. ábra. A vonóelem vezetéken csúszik
Z = µ q0 gl cos δ ± q0 gl sin δ = = ( µ cos δ ± sin δ ) q0 g
( N)
Itt q0 (kg/m) a vonóelem tömege, l(m) a pályaszakasz hossza, µ a vonóelem és a vezeték közötti súrlódás tényezője, és 15 a lejtős pálya vízszintessel bezárt hajlásszöge. A második tag előjele a vonóelem mozgásirányától függően értelem szerint választandó. A vontatási ellenállás vízszintes pályaszakaszon (δ =0) :Z=mq0gl (N). A külön pályán mozgó mérsékelt kenéssel is ellátható láncvonóelem súrlódási tényezője m=0,15...0,25, amely a pálya nagymértékű szennyeződése, hozzáférhetetlensége vagy egyéb kedvezőtlen esetben még növelhető. Az anyagtovábbításra szolgáló, kenéssel el nem látható vályúban a lánc- és kötélvonóelem ellenállástényezője µ=0,35...0,4 értékre vehető. A lecsiszolt fa- vagy fémlapon csúszó textil- és gumitextil heveder vontatási ellenállása µ=0,15...0,2 értékkel számítható.
2,38. ábra. A vonóelem vezetéken gördül
2.39. ábra. Futóműre függesztett vonóelemvezetés
2.40. ábra. A vonóelem helyben maradó görgőkre támaszkodik
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 Kaparó és csúsztató rendszerű szállítógépeknél, ahol az anyag nem a vonóelemre támaszkodik, hanem azzal együtt közös vezetékben csúszik, a számítás biztonsága érdekében úgy járunk el, hogy a vonó- és szállító elem tömegét az anyag tömegéhez hozzáadjuk, és az így megnövelt mozgó tömeg súrlódási ellenállását számítjuk ki az anyag és a csatorna anyaga közti súrlódási tényezővel. Ha a vonóelem vezetéken gördül (2.38. ábra), a gép szerkezeti kialakítása szerint az alátámasztó görgőket vagy vonóelemre szerelik, és azok azzal együtt haladnak (2.39. ábra) (pl. görgős vonóláncok), vagy pedig helyben maradnak, és rajtuk gördül a vonóelem [pl. gumiheveder vagy kötél (2.40. ábra)]. A vontatási ellenállás mindkét esetben lejtős pályaszakaszon :
Z = ( µ z cos δ ± sin δ )( q0 + q ) gl ,
ahol q0 (kg/m) a vonó- és szállítóelem tömege, q(kg/m) a szállított anyag tömege, l (m) a pályaszakasz hossza, δ a pálya emelkedési, illetve lejtési szöge, és µz a vontatási ellenállás tényezője gördülő alátámasztásnál. A vonóláncok futógörgőinek, valamint a szállítóelemekre szerelt és azokkal együtt haladó támaszgörgőknek vontatáskor fellépő ellenállása: a gördülő ellenállás, a csapsúrlódás és a sínpálya egyenetlenségéből származó ellenállás. A gördülő ellenállás és a csapsúrlódás vontatási ellenállástényezője a 2.41. ábra jelölései szerint
µz =
2 f + µs d értékkel számítható. D
Itt D (cm) a futógörgő átmérője, d (cm) a görgő csapátmérője, f (cm) a gördülőellenállás karja, amelynek értéke a görgő és a vezetősín felületének minőségétől, valamint a sínre szóródó szennyezés mértékétől függően f = 0,05...0,1 cm. (Lásd még a 2.6. fejezetet). µs a futókerék csapsúrlódási tényezője. A szállítógépek mostoha üzemviszonyai között µs értéke tág határok között változhat; függ a szerkezeti kialakítástól, a kenőanyagtól, a karbantartástól, a szállított áru tulajdonságaitól, az üzemeltetési körülményektől stb. Két szélső esetként lehet
44. oldal
szembeállítani a tiszta, pormentes darabáruraktárban üzemelő, gondosan karbantartott függőkonvejor futóművének görgőit a kőbányában szabadban dolgozó csuklótagos adagoló szalag porban, sárban és hólében, esetleg hosszú téli időn át zsírozás, karbantartás nélkül futó, gyakran összerozsdásodott, berágódott vonóelemgörgőivel. A kedvezőtlen körülmények között üzemelő vagy nem kellően karbantartott szállítógépek futógörgőinek egy része gyakran nem is gördül, hanem csúszik a vezetéken. A gördülőcsapágyazású futógörgők ellenállástényezőjének (µg) nagy részét az általában alkalmazott labirinttömítések alkotják. Az előzőek figyelembevételével a csúszócsapágyazású futógörgők csapsúrlódási tényezője µs =0, 15...0,3; a gördülőcsapágyazásúaké pedig a tömítési ellenállást is beszámítva, µg=0,005...0,04 értékek között választható. Előzetes számításokhoz az általában alkalmazott D/d =4...5 esetében a µz vontatási ellenállás-tényező értéke az alábbiak szerint vehető fel: csúszócsapágyazású görgőknél µz =0,03…0,07, gördülőcsapágyazású görgőknél µz =0,01…0,03. Megjegyezendő, hogy peremmel ellátott futógörgők karimasúrlódása különösen az alsó-felső vezetékben futó görgőknél további járulékos ellenállást okoz, ezért ilyen esetekben célszerű µz értékét µp=0,01...0,015 peremsúrlódási tényezővel megnövelni. A helyben maradó alátámasztó görgőkön futó heveder vontatási ellenállásában a már ismert gördülési, csapsúrlódási és tömítési összetevőkön túlmenően nagy szerepet játszik a görgők között belógó heveder hajlítási ellenállása. Ezzel a kérdéssel a gumihevederes szállítószalagoknál, az 5.2. fejezetben fogunk részletesebben foglalkozni. Tájékoztatásul annyit, hogy a gumiheveder vontatási ellenállás tényezője, amit µf-fel jelölünk; csúszócsapágyazású görgőknél µf=0,045, gördülőcsapágyazású görgőknél µf = 0,020...0,025.
2.42. Irányváltoztatás forgó terelőelemmel A vonóelem irányváltoztatása kötélkorongok, lánckerekek vagy hevederdobok beiktatásával oldható meg. A kötél terelőeleme a kötélkorong. A kötéllel érintkező horony felülete mindig megmunkált. A horonyprofil kialakítására az MSZ 9720 szabvány ad utasítást.
2.41. ábra. A láncgörgő vontatási ellenállása
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A kötélkorong átmérőjét a kötél méretezésekor állapítjuk meg. A kötélkorong anyaga általában Öv 20. Kisebb önsúly elérése céljából vagy nehéz üzemi viszonyok között dolgozó, ütődésnek kitett korongok acélöntvényből vagy hengerelt acélból hegesztett kivitelben készülnek (2.42. ábra). Jobb kötélvezetési hatásfok és egyszerűbb karbantartás elérésére gördülőcsapágyas kivitelt alkalmaznak. Szokásos beépítési módját a 2.43. ábra mutatja. Alárendelt jelentőségű, ritkán használt helyen az alacsony korongfordulat miatt a korong furatát bronzpersellyel látják el, vagy Öv korong persely nélkül is alkalmazható. Egy csapra szerelt több korong esetén minden egyes korong kenését egymástól független zsírozófurattal és zsírozószelencével kell ellátni. A láncok terelését a lánc típusától függően változó kialakítású korongok, lánckerekek végzik. A szemes lánc terelésére lánckorongot használnak. A fogazás nélküli horonyprofilokat a 2.44. ábra tünteti fel.
45. oldal
Legegyszerűbb a 2.44/a ábra szerinti horony, amelyben a lánc felfekvése tetszés szerinti, azonban a láncot a legjobban igénybe veszi. Nagyobb láncsebesség esetén a 2.44/b és c ábrák szerinti horonyprofilokat használják, amelyek a lánc jó vezetését biztosítják. A korong láncközépátmérője D≥20d, ahol d a láncacél átmérője. A lánckorong anyaga Öv 20 vagy 25. Csapos lánc mozgatására és terelésére megmunkált fogakkal készült lánckereket használnak (2.45. ábra). A lánc jó vezetése céljából a fogszélesség kb. 2 mm-rel kisebb mint a hevederek közötti távolság, és a fogszélesség a fogfej felé keskenyedik. Szerkesztéskor ügyelni kell arra, hogy a lánckeréken a lánc áthaladásakor a hevedertag a kerékaggyal ne érintkezzék, nehogy a heveder hajlítást szenvedjen. Görgős hajtólánchoz való lánckerék fogazását az MSZ 790 írja elő. Anyaga Öv 20, Aö vagy A 50. A láncra szerelt futógörgők esetében, valamint a szorosan egymás mellett fekvő hevederű vonóláncoknál a 4...5, de legfeljebb 6 oldalú, síklapokkal határolt
2.44. ábra. Szemes lánc terelőkorongjának horonyprofiljai
2.45. ábra. Lánckerék csapos lánchoz 2.42. ábra. Hegesztett kötélkorong
2.43. ábra. Gördülőcsapágyas Öv kötélkorong
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
46. oldal
2.46. ábra. Motolla motollát alkalmazzák (2.46. ábra). Ennél a lánchevederek a sokszög oldalára, a síklapokra fekszenek fel, melyeket a lánc lecsúszását és visszaugrását megakadályozó ütközőfogakkal és oldalperemekkel látnak el. A motollák főleg a nagy osztású vonóláncok hajtásánál előnyösek, mert a kis fogszám következtében kis átmérőjű, kis tömegű hajtó- és terelőelemek alkalmazhatók. A hevederek terelését hengeres alakú dobok végzik. Ezek szerkezeti kialakításával a szállítószalagoknál foglalkozunk. A forgó terelőelemek ellenállása. A kötélkorongok, lánckerekek, hevederdobok ellenállása (S), melyet a korong kerületére redukálva számítunk ki, két részből tevődik össze: a csapágyazásnál ébredő csap súrlódási ellenállásból (S') és a felfutó s lefutó vonóelem hajlítási ellenállásából (S"). A csapsúrlódási ellenállás (S'). Ha a körülfogás szöge a (2.47. ábra), a csapágynyomás T1 és T2 erő vektoriális összegezésével számítható:
S′ = µ
dk α (T1 + T2 ) sin Dk 2
( N ).
S' akkor a legnagyobb, ha a vonóelem (kötél vagy heveder) α= 1800 ívben fogja körül a terelőkorongot. Ez esetben a korong csapjára ható erő a két vonóelemágban ébredő húzóerők (T1 és T2) összegéből adódik. A csapsúrlódási ellenállásnak a terelőkorong kerületére redukált értéke
S′ = µ
dk (T1 + T2 ) Dk
( N).
Itt: Dk a terelőkorong átmérője (cm), dk a terelőkorong csapátmérője (cm), T2 a lefutó vonóelemágban ébredő húzóerő (N), T1 a felfutó vonóelemágban ébredő húzóerő (N), µ a terelőkorong csapsúrlódási tényezője; csúszócsapágyazásnál µ =0,1...0,2; gördülőcsapágyazásnál µ=0,01...0,03. (A korong tömegét figyelmen kívül hagyjuk.)
A vonóelem hajlítási ellenállása (S"). A kötél korongra hajlításakor fellépő ellenállást egyrészt az Feltételezve, hogy a két erő közel egyenlő (T1 ~ egyes huzalok rugalmas merevsége, másrészt a T2), a csapsúrlódási ellenállás: kötélben az egyenesből a görbületbe való haladáskor (vagy fordítva) a huzalok elmozdulásából adódó súrlódás okozza. α dk
S ′ = 2µ sin
2
T1
Dk
( N)
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
47. oldal
munka nem térül vissza teljes egészében. Hasonlóan viselkedik a heveder is. A hajlítási ellenállás értéke a hajlítási ellenállástényező bevezetésével számítható: S" = k(T1 + T2) (N). Acél sodronyköteleken végzett kísérleti mérések szerint a hajlításból származó veszteség nem haladja meg a kötél erő 1 %-át. Ennek alapján a képletben szereplő ellenállás-tényező k=0,003...0,005 értékkel vehető fel. A vonólánc hajlítási ellenállása (S") az alábbi meggondolás alapján számítható (2.48. ábra). A lánckerékre felfutó lánc 1 jelű csuklójának mozgását megfigyelve megállapítható, hogy a lánckerék egy fogosztásának megfelelő α =
2π z
szöggel való elfordulásakor az A jelű láncszem a B jelűhöz képest ugyanakkora szöggel fordul el. A lánckerékről lefutó láncszem csuklójában pedig 2.47. ábra. Forgó terelőelem vázlata
ugyanakkora α =
2π - szögelfordulás kell a lánc z
A kötél korongra futásakor a huzalok rugalmas kiegyenesedéséhez. Ennek alapján felírható, hogy: D d merevségének legyőzésére fordított munka a S ′′ k = µl l (T1 + T2 ) , korongról való lefutáskor csak részben térül vissza. A 2 2 kötél belső súrlódása következtében a korongra És ebből felfutó kötél nehezen veszi fel a korong görbületi d S ′′ = µl l (T1 + T2 ) ( N ) sugarát, a lefutó ágban pedig a korongon már felvett Dk görbület kiegyenesedését a kötél belső súrlódási µl a lánccsukló csapsúrlódási tényezője, ellenállása fékezi. A sodronykötél e belső súrlódási ellenállása okozta veszteség miatt a hajlításhoz dl a lánccsukló csapátmérője (cm), szükséges deformációs Dk a lánckerék osztóköre (cm).
2.48. ábra. Láncterelés vázlata
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A µl súrlódási tényezőt igen óvatosan annak figyelembevételével kell megválasztani, hogy a lánccsuklóban csak kismértékű szögelfordulás megy végbe, és az sem folyamatosan, hanem időszakonként, a lánckerékre való fel- és lefutáskor. Ezenkívül a lánccsapok kenési viszonyai is igen rosszak, ezért µl=0,25...0,4.
ηt =
48. oldal
T1 T = 1 , melynek értéke kötélre T2 T1 + S
siklócsapágy esetén µt = 0,96, görgőscsapágy esetén µt =0,98.
A fenti értékek 180°-os korong-körülfogási szögre előző érvényesek. Amennyiben kisebb a körülfogási szög, akkor a csapsúrlódásból eredő veszteség csökken a egyenletünket az alábbi egyszerűbb alakra csapra jutó terhelés csökkenése arányában. A kötél hajlításából keletkező veszteség nagysága azonban hozhatjuk: S ′′ = k (T1 + T2 ) ( N ) . változatlan, mert kisebb körülfogási szög esetén is A k ellenállás-tényező értéke általában bekövetkezik a kötélnek a korongra hajlítása és 0,005...0,08 között van, esetenként pontosan kiegyenesedése. számítható. A kötélcsigasor az emelőszerkezetekben igen gyakran A gumihevedereknél az ellenállás-tényező alkalmazott szerkezet, ezért ennek veszteségével és k=0,005...0,01 nagyságrendű. hatásfokával részletesebben foglalkozunk a következő A 180°-os átfogású terelőkorongon áthaladó fejezetben. vonóelem teljes ellenállása (tömegének figyelmen kívül hagyásával) Példa. t=400 mm osztású görgős vonóláncot egy z=6 fogú Bevezetve
a
S = S ′ + S ′′ = µ
k = µl
dl jelölést, Dk
dk (T1 + T2 ) + k (T1 + T2 ) = Dk
⎛ d ⎞ = ⎜ µ k + k ⎟ (T1 + T2 ) ⎝ Dk ⎠ Feltételezhető, hogy a terelőkorong ellenállása nem nagy, ezért a számítás egyszerűsítése érdekében felvehető, hogy T1 = T2 ; ezzel
⎛ d ⎞ S = 2 ⎜ µ k + k ⎟ T1 = cT1 ⎝ Dk ⎠
( N)
A k hajlítási ellenállás-tényező mindhárom vonóelemfajtánál alkalmazható. A csap- és korongátmérő szokásos dk/Dk=1/6...1/7 viszonyát felvéve, gördülő- csapágyazású terelőkorongoknál c=0,01...0,02, csúszócsapágyazású terelőkorongoknál c=0,03...0,08 értéke vehető figyelembe előzetes számításokhoz A 90°-os körülfogású terelőkorongon áthaladó vonóelem teljes ellenállása, ha T1 = T2 és a csapágyat 1,4T1 erő terheli :
d S = µ k 1, 4T1 + k 2T1 = Dk ⎛ ⎞ d = ⎜1, 4 µ k + 2k ⎟ T1 Dk ⎝ ⎠
( N)
Világosabb képet kapunk a vonóelem vezetésekor fellépő ellenállásokról, ha a terelőelem hatásfokát állapítjuk meg. A bevezetett és hasznosított vonóerő különbsége helyett a hasznosított és bevezetett erő viszonyát vizsgáljuk:
lánckerék α= 180°-kal eltérít. A csapátmérő d, =40 mm, a felfutó láncágban a húzóerő T1 = 800 N, a kerék csúszócsapágyazású, csapátmérő dk = 100 mm. Mennyi a kerék ellenállása? A lánckerék osztóköre Dk=2t=0,8m. A lánc hajlítási ellenállástényezője:
k = µt
dl 4, 0 = 0,3 = 0, 015 . Dk 80
A keréken áthaladó vonóelemben (kerékcsapsúrlódás, lánchajlítás) :
keletkező
ellenállás
⎛ d ⎞ S = S ′ + S ′′ = 2 ⎜ µ k + k ⎟ T1 = ⎝ Dk ⎠ 10 ⎛ ⎞ = 2 ⎜ 0,12 + 0, 015 ⎟ 800 = 2*0, 03*800 = 48 ( N ) 80 ⎝ ⎠ A lefutó láncágban a húzóerő:
( N)
T2 = T1 + S = 800 + 48 = 848
2.43. .Kötélcsigasorok Vizsgáljuk meg álló (helyben maradó) korong esetén a teheremeléskor és a tehersüllyesztéskor fellépő veszteségeket. Emeléskor (2.49. ábra) a felfutó ágat a Q teher feszíti:
T1 Q = , T2 T2 1 − ηt Q a veszteség: S = T2 − Q = − Q = Q T1 = Q; ηt =
ηt
ηt
Süllyesztéskor (2.50. ábra) a Q teher mozgat. A teher süllyesztése csak akkor lehetséges, ha a
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
49. oldal
bevezetett munkához való viszonyával.
ηk =
QH Q = , 2T2 H 2T2
A korong hatásfoka
ηt =
T . T2
Az egyensúlyi
Q = T2 + T1 = T2 + ηtT2 = T2 (1 + ηt ) ,
ezzel
ηk =
2.49. ábra. Teheremelés álló koronggal
T2 (1 + ηt ) 1 + ηt ; = 2T2 2
tehát a mozgó korong kötélvezetésének hatásfoka jobb az álló korongénál. Ha pl. µt=0,96, akkor µk=0,98. Az álló koronghoz hasonlóan, kimutatható, hogy tehersüllyesztéskor a mozgó korong vesztesége kisebb, mint emeléskor. Emelőgépeknél a terhet gyakran több kötélágra függesztik. A kötélágak számának növelésével csökken az egy kötélágra eső terhelés, ezáltal kisebb méretű kötél, kisebb átmérőjű dob alkalmazható.
2.50. ábra. Tehersüllyesztés álló koronggal korongra felfutó kötélágat feszítő erő kisebb mint a korongról lefutó kötélág terhelése:
ηt =
T1′ T1′ = , T2′ Q
a veszteség:
S ′ = T2′ − T1′ = Q − ηt Q = Q (1 − ηt ) .
S> S', tehát teheremeléskor a fellépő veszteség nagyobb, mint süllyesztéskor. Kötélvezetés hatásfoka mozgó korong esetén (2.51. ábra). Emeléskor a kötélvezetés hatásfoka (µk) mozgó korong esetén egyenlő a hasznosított munkának a 2.51. ábra. Teheremelés mozgó koronggal
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
50. oldal
A kötél vezetés hatásfoka pedig:
ηk =
Q Q 1 − ηtz = , zTz z Q (1 − ηt )
ill.
Q 1 1 − ηtz ηk = = . z 1 − ηt zTmax Ha ismert µk akkor egyszerű kötélcsigasor esetén a legnagyobb kötélerő :
Tmax = Tz =
Q . zηk
Egyszerű kötélcsigasorok kötél vezetésének hatásfoka sikló-, ill. görgőscsapágy esetén Csapágy
Hordkötélágak száma (z) 3 4 5 6 Kötélvezetés hatásfoka (µk) 0,98 0,96 0,94 0,92 0,905 0,99 0,98 0,97 0,96 0,95 2
2.52. ábra. z kötélágú teherfelfüggesztés vázlata Állapítsuk meg egy z kötélágas teherfelfüggesztésű kötélvezetés hatásfokát. A kötélelrendezést a 2.52. ábra mutatja. A kötél méretezéséhez mértékadó legnagyobb (Tz) kötélerőt az egyes korongok µt hatásfokának figyelembevételével számíthatjuk:
T2 =
T1
; T3 =
ηt
T2
ηt
Tz =
=
T1
η
T1
ηtz −1
2 t
; T4 =
T1
ηt3
;
.
siklógörgős-
A 2.52. ábrán vázolt csigasor Tz jelű kötelének kötéldobra csévélésekor a kötél vízszintes irányban vándorol, amelynek következtében a horog emeléskor vagy süllyesztéskor nem függőlegesen, hanem ferdén emelkedik, ill. süllyed. A horognak e kismértékű vízszintes irányú mozgása a daru használatakor zavarólag hat. E hátrány kiküszöbölésére az emelőgépekben két, egymás mellett elhelyezett egyszerű kötélcsigasort, ún. ikercsigasort alkalmaznak (2.53. ábra). )
Az egyensúly feltételéből következik, hogy
Q = T1 + T2 + T3 + … + Tz = = T1 +
kiemelve
T1
ηtz −1
T1
+
ηt
T1
η
2 t
+
T1
η
3 t
+…+
T1
ηtz −1
.
-et:
Q=
T1
η
z −1 t
(η
z −1 t
+ … + ηt2 + ηt1 + 1)
A legnagyobb kötélerő
Tmax = Tz = =
T1
ηtz −1
=
1 − ηt Q , =Q z −1 1 + ηt + η + … + ηt 1 − ηtz 2 t
mert a mértani sor összege
1 + ηt + ηt2 + … + ηtz −1 =
1 − ηtz . 1 − ηt
2.53. ábra. Iker-kötélcsigasor vázlata
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
2.54. ábra. Négy kötélágas teherfelfüggesztés
51. oldal
hordkötélágak számára (z=2-6). Iker-kötélcsigasorok alkalmazása esetén a kötélvezetés hatásfoka egyenlő az összes hordkötélágak számának felére megállapított hatásfok értékével. Ezáltal tehát a táblázat a 4-12 kötélágas ikercsigasorok hatásfokait is megadja. Pl. 8 kötélágas ikercsigasorral való felfüggesztés esetén a hatásfok azonos a 8/2=4 kötél ágú egyszerű csigasor hatásfokával (µk=0,94, ill. 0,97). A dobon fellépő veszteséget külön kell figyelembe venni, és azt az álló korong veszteségévei vehetjük egyenlőnek. Az emelőgépeknél gyakrabban használatos 4, 8 összkötélágas kötélvezetés-elrendezés a 2.54., 2.55. ábrákon látható. Mindegyik felfüggesztést ikercsigasorként képezték ki. Ez biztosítja a horog függőleges irányú mozgását és a kötélkorongokon átfutó kötél ellentétes irányú hajlításának elkerülését.
2.44. Az íves pályaszakaszok ellenállása
2.55. ábra. Nyolc kötélágas teherfelfüggesztés
A pályaíveken a vonóelem a szerkezeti kialakításától függően csúszva vagy gördülve haladhat végig, esetleg pályáját helyben álló terelőgörgők jelölik ki. Az íves szakaszon áthaladva, a vonóelem hajlítása, valamint a csúszó vonóelem súrlódása vagy a görgők gördülő ellenállása és csapsúrlódása okoz ellenállást. Íves pályán csúszó vonóelem ellenállása (2.56. ábra). A vonóelemben ébredő erő a pályaív elején T1 az ívre ráfutó s közben elhajló vonóelemben S”1 =kT1 hajlítási ellenállás ébred, Úgyhogy az ív kezdetén 1 vonóelemben levő tényleges erő T1′ = T1 + S1′′ = T1 + kT1 = (1 + k ) T1 ,
Emeléskor az ikercsigasorból kihúzott két kötélágat ahol k a vonóelem hajlítási ellenállás-tényezője. A kötélsúrlódás ismert képlete alapján a pályaív jobb és bal menetű dobra csévélve, a kötelek végén a mozgó vonóelemben ébredő erő vízszintes irányú vándorlása kiegyenlítődik. Az ikercsigasorba befűzött kötél közepét pedig rögzítés T2′ = T1′e µα helyett egy kisebb átmérőjű korongon (kiegyenlítő kötélkorong) vetik át, a két csigasorban esetleg előálló kötélerők, ill. kötélnyúlás különbségének kiegyenlítésére. További előnye az ikercsigasor alkalmazásának a tehernek két csigasorra való eloszlása következtében előálló kötélméretcsökkenés. Tehát ikercsigasor esetén
Tmax =
Q . 2 zη k
Az előzőekben a több kötélágas egyszerű kötélcsigasorok kötélvezetésének hatásfokát adtuk meg különböző
2.56. ábra. Íves pályán csúszó vonóelem vázlata
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
52. oldal
ahol e a természetes logaritmus alapszáma, µ a vonóelem és a vezeték közti mozgó súrlódási tényező, α pedig a pályaív középponti szöge. Az ívből kifutó vonóelem (lánc) kiegyenesedésekor újabb S2” hajlítási ellenállás jelentkezik, úgyhogy a vonóelemben az ívelhagyásakor ébredő erő T2 = T2′ + S 2′′ = T2′ + kT2′ = (1 + k ) T2′ , végeredményben
T2 = (1 + k ) T1e µα .
Az irányeltérítés ellenállása, vesztesége 2 S = T2 − T1 = T1 ⎡(1 + k ) e µα − 1⎤ . ⎣ ⎦
Ez a számítás a csuklós láncokra nézve pontos eredményt ad, heveder és kötél esetében azonban csak közelítő eredményt kapunk. Ennek az oka abban keresendő, hogy a heveder és kötél hajlításakor befektetett munka nagy része a kiegyenesedéskor visszatérül, ennek következtében a hajlítási ellenállás teljes értéke az ív elején jelentkezik, tehát ott T’1= (1 + 2k)T1 értékkel kellene számolnunk. Íves pályán gördülő vonóelem ellenállása (2.57. ábra). Hasonlóképpen számítható, csak a µ súrlódási tényező helyett µz vontatási ellenállás-tényezőt kell alkalmazni:
2.57. ábra. Íves pályán gördülő vonóelem vázlata b) íves pályán csúszó lánc ellenállása S = T2 − T1 = T1
k = µl
dl Dk
= 0, 3
40 200
= 0, 006.
S
k
(
= 1, 4 * 0,12
⎞ + 2k ′ ⎟ T ⎠
1
k
10, 0 200
)
− 1⎤ ⎦.
= 800 * 0, 753 = 602, 4 ( N ) c) Íves pályán gördülő lánc ellenállása A lánc futógörgőjének átmérője D=130mm, a csapátmérő d=60mm; µ=0,25, és f=0,05cm. A vontatási ellenállástényező
µz = µzα
2 f + µd D
=
2 * 0, 05 + 0, 25 * 6, 0 13
= 0,12,
= 1, 207,
S = T1
+ 2 * 0, 006 800 = 16, 3 ( N )
µzα
2
és e =
e
S = 800 ⎡ ⎣(1 + 0, 006 ) 1, 733 − 1, 0 ⎤⎦ =
a) Lánckeréken (Dk=2,0m) terelt vonóelem ellenállása d ⎛ = ⎜ 1, 4 µ D ⎝
2
Ha µ=0,35 és α=90°=Π/2, Akkor ema=1,733.
2 S = T1 ⎡(1 + k ) e µ zα − 1⎤ ⎣ ⎦
Példa. Az előző példában szereplő láncot R=Dk/2=1,0 m sugarú α= 90°-os ívben kell vezetni. Megvizsgálandó, hogy az irányeltérítés ellenállása a különböző terhelési lehetőségeknél hogyan alakul. A lánc hajlítási ellenállás-tényezője
⎡⎣(1 + k )
⎡⎣(1 + k )
2
e
µzα
− 1⎤ ⎦=
= 800 ⎡ ⎣(10, 006 ) 1, 207 − 1, 0 ⎤⎦ = 2
= 800 * 0, 2214 = 177,12
( N).
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
53. oldal
2.5. VÉGTELENÍTETT HAJLÉKONY VONÓELEM MOZGATÁSA A legkisebb feszítés nagyságát a hajtótárcsás vonó A vonóelem és a vonóelemet mozgató hajtógépelem között az erőátadó kapcsolat lehet elemen mozgatás biztonságos üzeméhez szükséges súrlódó kapcsolat vagy kényszerkapcsolat. T1 = ψ ≤ e µα , szabja meg, ahol ψ a hajtógép típusára
2.51. Súrlódóhajtás A súrlódóhajtással átvihető kerületi erő nagysága a kötélsúrlódás ismert alapegyenletéből kiindulva határozható meg (2.58. ábra):
T1max = T2 e µα , ahol T1 a hajtóelemre felfutó vonóelemben ébredő húzóerő, T1max a megcsúszás határán ébredő húzóerő a felfutó vonóelemben, T2 a lefutó ágban ébredő húzóerő, e a term. log. alapszáma, µ a vonóelem és a súrlódó felület közti súrlódási tényező, α a hajtóelem átfogási szöge. A kerületi erő, tehát a hasznos vonóerő, a vonóelem merevsége következtében fellépő ellenállást elhanyagolva:
T2
jellemző áthúzási tényező. A megcsúszás elleni biztonság:
µα µα S T2 ( e − 1) ( e − 1) β= = = ≥ 1, ψ −1 Fk T1 − T2
és az előírt β biztonság eléréséhez szükséges áthúzási tényező
ψ=
e µα − 1 + β
β
.
Az előbb közölteket vizsgáljuk meg a 2.58. ábrán. A nyílirányban hajtott tárcsán átvett hajlékony vonóelemet a T1 és T2 erő terheli. Ha a vonóelem éppen a megcsúszás határán van, akkor a T1max és T2 között a vonóelemben fellépő erő változását egy logaritmikus csigavonallal ábrázolhatjuk, amely az A Fk = T1 − T2 . ponttól a B pontig terjed. Természetesen a kerületi erő nem lehet nagyobb a A két pont közötti C pontban az erő nagyság tárcsa felületén fellépő súrlódóerőnél, melynek T2′ = T2 e µα1 , ahol α1 és A és C pontok közötti határértéke: átfogási szög. S = T2 e µα − 1 , és Fk < S A tárcsa kerületén minden pontban más a E feltételekből az Fk kerületi erő átadásához vonóelemben ébredő erő nagysága. Ez az erőeloszlás szükséges feszítés mértéke, azaz a lefutóágban nem függ a fordulat irányától. megkívánt erő nagysága is számítható: Ha a nagyobbik terhelés T1’ értékre csökken, ehhez Fk a terheléshez nem szükséges a vonóelem felfekvése T2 = µα . az α átfogási szögnek megfelelő íven (2.59. ábra), e −1 hanem csak α' átfogási szögnek megfelelő íven. Ebben az esetben
(
)
2.58. ábra. A kötélsúrlódás diagramja a megcsúszás határán
2.59. ábra. A kötélsúrlódás diagramja csökkentett terhelés (T’1) emelésekor
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 a vonóelemben a C pontig csigavonal szerint változik a húzóerő. Itt már akkora az erő, mint a csökkent terhelés, tehát a C ponttói a B pontig a húzóerő nem nő tovább. A tárcsának ez a része nem működik hajtótárcsaként, csak irányeltérítést végez. Ha a forgásirány ellentétes és a vonóelem-súrlódás változatlan, a vonóerő-diagram ugyanolyan lesz, mint előbb (2.60. ábra). Ha a T1 terhelés T1’-re csökken, akkor ismét α' átfogási szög szükséges ahhoz, hogy a T2 erő a csökkentett másik oldali erőt egyensúlyban tartsa. Az α' szöget attól a ponttól kell mérni, ahol a kötél a hajtótárcsáról lefut (2.60. ábra). Ha a körülfogott ív szöge akkora, mint a szükséges szög, akkor a súrlódás éppen elég a csúszásmentes induláshoz, S = Fk. A hajtóelem kerületén átvezetett vonóelem igénybevétele különféle okokból folyton változik. A hajlékony vonóelem (kötél, heveder) rugalmas szerkezet, ezért nagyobb terheléseknél megnyúlik, kisebbnél megrövidül. Ez a hosszváltozás okozza azt, hogy a vonóelem a hajtóelemhez képest elmozdul, elkúszik. A vonóelemben ébredő legnagyobb erő, ha S=Fk, ill. β= 1:
Tmax
F F e µα = T1 = T2 + Fk = µα k + Fk = µαk . e −1 e −1
54. oldal
2.61. ábra. Két hajtóelemes vonóelemhajtás számának emelésével lehetséges. Két hajtóelem alkalmazásakor a hajtási viszonyok a következő módon alakulnak. A 2.61. ábra jelöléseivel felírható :
T1 = Tx e µ1α1 , és Tx = T2 e µ2α 2 ; ebből
T1 = T2 e µ1α1 e µ2α 2 = T2 e(
µ1α1 + µ2α 2 )
,
Ha µ1=µ2, azaz a két hajtóelemen a súrlódási tényező azonos, akkor
T1 = T2 e
µ (α1 +α 2 )
= T2 e µα ,
ahol α=α 1+α 2 Tehát a két hajtóelemes hajtás azonos súrlódási Az egyenleteket vizsgálva, megállapíthatjuk, hogy a vonóelem igénybevétele ugyanazon kerületi erő tényező esetén úgy számítható, mintha egy, nagy átadásakor csökken, ha µ és α értéke növekszik. Tehát körülfogási szögű hajtóelemünk lenne. a vonóelem gazdaságos kihasználása érdekében mind A két hajtóelem között ébredő vonóe1ema hajtóelem körülforgási ívének, mind a vonó- és húzóeruből (Tx) kiindulva, az első hajtóelemen átadott hajtóelem közti súrlódási tényezőnek a növelése kerületi erő kívánatos. F1 = T1 − Tx = Tx e µα1 − 1 , A körülfogási ív nagysága egy hajtóelemen általában α=180...240°, további növelése a a második hajtóelemen átadott erő hajtóelemek µα 2
(
F2 = Tx − T2 = Tx
)
−1
e
e
µα 2
,
közvetlenül felírható, hogy ..
µα1 µα 2 F1 ( e − 1) e = , F2 e µα 2 − 1
és ha α 1=α 2=α /2, α µ F1 = e 2 , azaz F2
µ
α
F1 = F2 e 2 .
A teljes kerületi erő
Fk = F1 + F2 = F2 e 2.60. ábra. A kötélsúrlódás diagramja csökkentett terhelés (T’1) süllyesztésekor
µ
α 2
⎛ µα ⎞ + F2 = F2 ⎜ e 2 + 1⎟ . ⎝ ⎠
Kötélhajtásoknál az α átfogási szögeket és ennek megfelelő szokásos hajtókorong-elrendezéseket a 2.62.
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
55. oldal
ábra tünteti fel. Hevederhajtásnál a hajtódobok A súrlódási tényező értékeit különböző anyagokra elrendezését lásd az 5.19. ábrán [18]. a 13. táblázat, az ezekhez tartozó ema. értékeket a 14. A µ súrlódási tényező a hajtóelem felületének táblázat tartalmazza. anyagától, simaságától és üzemi állapotától függ, értéke nagyobb súrlódási tényezőjű anyagok (gumi-, 13. táblázat szövet vagy fabevonat) alkalmazásával növelhető A µ súrlódási tényező értékei különböző anyagok (2.63. ábra). alkalmazása esetén A vonóA dob felülete Üzemi elem gumival fával állapot fém anyaga bevon bevont száraz 0,15-0,20 – – acél zsírozott 0,1 száraz 0,25-0,30 0,40 0,35 nyirkos v.poros 0,2-0,25 0,20 0,20 gumi vizes v. nagyon poros 0,1-0,15 0,15 0,15 textil száraz 0,2-0,25 0,4 0,25 2.62. ábra. Hajtókorong-elrendezések 1 - egyhornyú hajtókorong; 2 - kéthornyú A hajtótárcsán átadható kerületi erő növelhető a hajtókorong horony alakjának célszerű kialakításával. A kötél és a tárcsa között fellépő súrlódóerőt növelhetjük, ha ék alakú hornyot alkalmazunk (2.64. ábra
2.64. ábra. Ék alakú kötélhorony metszete 2.63. ábra. Súrlódást növelő betéttel ellátott hegesztett hajtókorong metszete 14. táblázat ma
Az e α 90 180 210 240 270 300 360 420 480
0,1 1,17 1,37 1,44 1,52 1,60 1,68 1,87 2,07 2,30
értékei az átfogási szög és a súrlódási tényező függvényében µ 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 1,73 1,60 1,48 1,37 1,26 3,00 2,57 2,29 1,87 1,60 3,60 2,98 2,50 2,07 1,73 4,32 3,40 2,84 2,30 1,87 5,17 4,10 3,24 2,56 2,02 6,23 4,80 3,70 2,84 2,19 9,02 6,59 4,81 3,51 2,57 12,86 8,93 6,20 4,30' 2,98 18,54 12,18 8,00 5,32 3,49
0,4 1,87 3,51 4,30 5,32 6,55 8,10 12,35 18,54 28,21
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
56. oldal
A súrlódóerő az ékhoronynál 2A/N arányban megnövekszik.
2 A sin γ / 2 = N ,
µ0 2A 1 = , és így µ = , N sin γ / 2 sin γ / 2 ahol µ0 a súrlódási tényező a kötél és a tárcsa között, µ a látszólagos, azonban a hajtóképességre mértékadó súrlódási tényező. Az ékhoronyban a kötél két vonal mentén fekszik fel, a vonalak kopás után felületekké alakulnak, a kötél fészket koptat. Hosszú ideig tartó kopás után a kezdeti nagy központi szög kisebbedik, és ennek következtében a súrlódóerő csökken, az erőátvitel romlik (2.65. ábra). Nem változik a horony alakja és ezzel az erőátvitel, ha alámetszett hornyot alkalmazunk (2.66. ábra). Ekkor, a hajtóképességre mértékadó súrlódási tényező [42]
µ=4
1 − sin β / 2 µ. π − β − sin β 0
2.67. ábra. Karlik-rendszerű ollós fogó a) zárt; b) nyitott onnan kiemelkedő kötél önműködően zárja, nyitja a fogókat. A 2.67. ábra Karlik-rendszerű ollós fogót összeszorított és oldott helyzetben ábrázol. Példa. Súrlódóhajtással Fk = 1000 N vonóerőt kell a hajtódobról a vonóelemre átszármaztatni. A hajtódob körülfogási szöge α=180°. Megvizsgá1andó, hogy lánc és gumitextil heveder alkalmazásakor mekkora a vonóelemben ébredő legnagyobb erő, és milyen feszítőerő szükséges. Rövid szemű teherlánc esetén µ=0,15, ema = 1,6. A láncban ébredő legnagyobb erő
2.49. ábra. Teheremelés álló koronggal
e µα 1, 6 = 1000 µα e −1 1, 6 − 1, 0 1, 6 = 1000 = 2666 ( N ) . 0, 6
T1l = Fk
A feszítőerő nagysága
T2l =
Fk 1000 = = 1666 ( N ) e − 1 1, 6 − 1, 0 µα
Ha gumihevedert alkalmaznak, akkor µ=0,3; ema =2,57. A legnagyobb erő:
e µα 2,57 = 1000 µα e −1 2,57 − 1, 0 2,57 = 1000 = 1637 ( N ) . 1,57
T1l = Fk
A feszítőerő pedig
2.50. ábra. Tehersüllyesztés álló koronggal
T2l =
Fk 1000 = = 637 ( N ) e − 1 2,57 − 1, 0 µα
A súrlódóerő növelhető a hajtótárcsa kerületébe Amint látható, gumiheveder alkalmazásával ugyanakkora vonóerő 2,5-szer kisebb feszítéssel származtatható át és a beépített fogókkal. A horonyba befekvő, illetve az vonóelem igénybevétele is kb. 1000 N-nal kevesebb.
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
57. oldal
A hajtó lánckerékre felfutó lánccsukló mozgása az AB ív mentén a végtelen hosszú hajtórudas forgattyús 2.52. Kényszerkapcsolat hajtómű mozgásához hasonlítható. A lánc sebessége A hajtóelem és vonóelem közti akkor a legnagyobb, amikor a lánccsuklóhoz tartozó kényszerkapcsolattal általában a végtelenített középponti sugár a lánc haladási irányára merőleges vonóláncok hajtását végzik. Előnye a súrlódóhajtással (C pontban) vax = r0ω = v0 ( m/s ) szemben, hogy a hajtó lánckerékről lefutó láncágban aránylag igen kis láncfeszítésre van szükség, tehát A legkisebb láncsebességet pedig φA = 90°-a/2, ill. ugyanakkora vonóerő kisebb szakítószilárdságú vonóelemmel vihető át, ezért nagy vonóerők esetén is φB = 90°+α/2-szöggel jellemzett A, ill. B pontokban, gazdaságosan használható. Ezzel szemben főleg a kis azaz a lánccsukló kapcsolódásba lépésének fogszámú lánckerékkel történő hajtás sebessége nem időpontjában észleljük, amikor is α π egyenletes, aminek következtében a láncban -főleg vmin = v0 sin ϕ A = v0 cos = v0 cos ( m/s ) . nagyobb sebesség esetén- nem elhanyagolható 2 z dinamikus igénybevételek lépnek fel. A közbeeső AB ív menti pontokban a lánc sebessége A vonólánc sebességi és gyorsulási viszonyai (2.68. vx = v0 sin ϕ = r0ω sin ϕ ábra). A lánccsuklók a hajtó lánckerékre felfutással ahol φ szög φA = 90°-α/2 és φB = 90° + α/2- értékek az éppen kapcsolásban levő fog által rájuk között változhat. kényszerített mozgást veszik át, amíg a lánckerék egy A lánc ostorzó mozgását jellemző kilengés fogosztásnak megfelelő központi szöggel el nem nagysága fordul s a következő kerékfog lép kapcsolódásba. π π⎞ ⎛ Hajtómotolla alkalmazása esetén a lánccsuklók a u = r0 − r0 cos = r0 ⎜1 − cos ⎟ ( m ) . motollasokszög csúcsain helyezkednek el, és z z⎠ ⎝ mozgásuk is megegyezik a motollasokszög A lánc sebességének középértéke (vk) az időegység csúcsainak mozgásával. A lánccsuklók alatt áthaladt lánccsuklók számából határozható meg. mozgástörvényei mindkét hajtóelemnél (a znt zt vk = = ω ( m/s ) . lánckeréknél és motollánál) azonosak. 60 2 π A lánc sebességviszonyainak vizsgálatánál abból A lánchajtás egyenlőt1enségi foka (δ) pedig a az alapvető feltételből indulunk ki, hogy a hajtóelem sebességi viszonyokból számítható: szögsebessége állandó, ebből következik, hogy a π π fogak vagy motollacsúcsok kerületi sebessége is vmax − vmin r0ω − r0ω cos 2 1 − cos 2 π állandó, azaz v0= r0 w= állandó. = = . δ= Itt r0 a t osztású láncot hajtó motolla vagy π z zt vk ω sin lánckerék osztókörének sugara (2.68. ábra). 2π 2
r0 =
t
2sin
π
,
2
A sebességváltozás következtében a lánccsuklóban gyorsulások is fellépnek. A hajtókeréken átforduló csap centripetális gyorsulása
ac = r0ω 2
( m/s ) , 2
ennek a lánc haladási irányába eső vetülete az AB ív φ szöggel jellemzett pontján
ax = ac cos ϕ = r0ω 2 cos ϕ .
A gyorsulás legnagyobb értékét az A pontban éri el, ahol
ϕ A = 90° − ⎛ ⎝
és a A = r0ω 2 cos ⎜ 90° −
2.68. ábra. Láncmozgatás vázlata
α⎞
α
2
,
π
2 ⎟ = r0ω sin 2⎠ z
( m/s ) . 2
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A B pontban a gyorsulás nagysága ugyanekkora, csak szükséges munka ellentétes irányú. aA = -aB = amax . A láncban ébredő legnagyobb gyorsulás értéke számítás szempontjából egyszerűbb alakra hozható, ha az
amax = r1ω 2 sin
π
=
π
z
egyenletbe
2π vk t és ω = értékét 2 z t
58. oldal
szükséges munka: 2 2 vmax − vmin mω 2 2 2 = ( r0 − r2 ) ( J ) , 2 2 2π vk 2 mivel r02 − r22 = ( t / 2 ) és ω = z t 2 m⎛π ⎞ L1 = ⎜ vk ⎟ ( J ) . 2⎝z ⎠
L1 = m
(s ), −1
A gyorsítómunkából a lassítás alatt visszatérül L2=ηL1 (J). helyettesítjük be. Ennek alapján A veszteség Lv.=L1=La=(1-h)L1=vL1 (J), ahol 2 2 2⎛π ⎞ t ⎛ 2π vk ⎞ v=1-η veszteségtényező, és η az energiavisszatérítés m/s 2 amax = ⎜ ⎟ = ⎜ vk ⎟ hatásfoka (η=0,7 ... 1,0). 2⎝ z t ⎠ t⎝z ⎠ Mivel L veszteség egy láncosztásnak megfelelő t A lánc sebességének és gyorsulásának időbeli hosszúságú út befutása alatt áll elő, e változását a 2.69. ábra mutatja. Minden új láncszem bekapcsolódásakor a láncgyorsulás -amax értéktől munkaveszteséget okozó ellenállás középértéke e 2 ugrásszerűen +amax értékre változik, majd csaknem Lv v m ⎛ π ⎞ periódus alatt: S = = ⎜ vk ⎟ ( N ) lineárisan csökken újra -amax értékre. t t 2⎝z ⎠ A nagy osztású 4 vagy 5 oldalas motollával hajtott A gyorsító ellenállás és a tehetetlenségi erő vonóláncoknál a lánc járása igen egyenlőtlen, s az legnagyobb értékét összehasonlítva azt találjuk, hogy ebből adódó dinamikus terhelések is jelentősek. A v dinamikus terhelés a lánc és a vele együtt mozgó S = K max ( N ) . részek tömegének periodikus, ütemes gyorsulásából és 4 lassulásából adódik. A lánc szilárdsági méretezése szempontjából a A gyorsulással együtt változik a láncban ébredő Kmax. erőt figyelembe kell venni, úgyhogy a terhelés tehetetlenségi erő is. Nagysága K=ma (N) legnagyobb (Tmax), az állandó vonóerő (Z), és a dinamikus, értéke pillanatnyilag fellépő tehetetlenségi erő (Kmax) 2 összege: 2m ⎛ π ⎞ Tmax. = Z+Kmax (N). K max = mamax = v N , ( ) ⎜ k⎟ t ⎝z ⎠ A vonóelem hajtásának energiaszükséglete, ahol m=G/g (kg) a gyorsított láncág, a vele együtt valamint a lánccsukló kopását befolyásoló mozgó szállító elemek s a bennük levő áru tömege. felszínnyomás számításánál viszont a gyorsítási Meg kell jegyezni, hogy a lánc mozgási energiája ellenállást kell alapul venni, A vonó elem összes megnövekszik, majd a lassulás időszaka alatt a vontatási ellenállása gyorsításra fordított energia visszatérül. Mint minden Zm = Z+S. munkafolyamatnál, itt is vannak veszteségek, ezért a Mivel a gyorsítási ellenállás nagysága normális gyorsításra fordított munka nem teljes egészében térül esetben a vonólánc állandó vontatási ellenállása vissza. Az m tömegű láncág egyszeri felgyorsításához mellett eltörpül (S<
r0 sin
z
(
)
Példa. Egy vízszintes, láncvonóelemes, L=50m szállítótávolságú szállítógép q0=70kg/m tömegű, t=0,3 m osztású görgős vonólánccal működik. A kívánt láncsebesség vk=2,3 m/s, az állandó vonóerő Z=5kN. Kiszámítandó a lánchajtás egyenlőtlenségi foka, valamin t a lánc legnagyobb gyorsulása. z=6 fogú lánckereket alkalmazunk, ennek osztókörátmérője Dt=0,6 m; r0=0,3 m. A lánckerék fordulatszáma:
2.69. ábra. A lánc sebességének és gyorsulásának időbeli változása
n=
60vk zt
=
60 * 0, 3 6 * 0, 3
(
= 10 min
−1
).
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A lánckerék szögsebessége :
ω=
2π n
=
59. oldal
A lánccsap centripetális gyorsulása:
2π *10
ac = r0ω = 0, 3 *1, 045 = 0, 327
(s ).
= 1, 045
2
-1
60 60 A lánc sebességének maximális értéke:
amax = r0ω sin 2
A láncsebesség minimuma: vmin = vmax cos
π
= 0, 314 cos
z A lánchajtás egyenlőtlensége:
δ =
vmax − vmin vk
A lánc ostorozása:
(
=
180 6
0, 314 − 0, 272
u = r0 1 − cos
0, 3
π z
)
( m/s ) .
= 0, 272
=
0, 042 0, 3
= 0,14.
= 0, 3 (1 − 0, 886 )
= 0, 0402 ( m ) = 40, 2 ( mm ) .
( m/s ) . 2
A lánc legnagyobb gyorsulása:
( m/s ) .
vmax = r0ω = 0, 3 *1, 045 = 0, 314
2
π z
(
= 0, 327 sin 30° = 0,163 m/s
2
)
Példa. Meghatározandó a lánchajtás egyenlőtlenségi foka (δ) és legnagyobb gyorsulási értéke (amax) az előző példában szereplő vonólánc z= 3 ... 8 fogú lánckerékkel való hajtása esetén. A számítás eredményét összefoglalva a 15. táblázat adja. A z=3 oldalú lánckerék egyenlőtlensége a 60%-ot is meghaladja, ezért nem is alkalmazzák. A z=4 is kedvezőtlen, de ezt alacsony sebesség esetén használják (kotrók vederláncmozgatása).
A vonóláncok kényszerkapcsolattal történő hajtásának egyik különleges fajtáját a segédlánc vagy hajtólánc segítségéve! való hajtást (2.70. ábra) akkor alkalmazzák, ha a láncvonóelemes szállítógép nyomvonala, 15. táblázat
Fogszám (m) (min-1) (s-1) (m/s) (m) (m/s2) (m/s2)
(z) Dt n ω vmax δ u ac amax
3 0,346 20 2,095 0,362 0,606 0,086 0,755 0,655
Adatok lánckerék számításhoz 4 5 6 0,6 0,510 0,424 10 15 15 1,045 1,255 1,57 0,314 0,32 0,333 0,140 0,204 0,327 0,040 0,049 0,062 0,327 0,400 0,522 0,163 0,235 0,369
7 0,691 8,6 0,900 0,311 0,103 0,035 0,280 0,142
8 0,784 7,5 0,786 0,308 0,078 0,030 0,242 0,093
2.70. ábra. Segédlánchajtás 1 - hajtó lánckerék; 2 - feszítőlánckerék; 3 - hajtólánc; 4 - továbbítókar (kos); 5 - vezetősín; 6 támasztógörgők; 7 - hajtott vonólánc
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 pályakialakítása a hajtó lánckerék beiktatását nem teszi lehetővé, vagy igen hosszú, egyenes pályaszakasz középső részén kell a vonóelemet hajtani. Szerkezetileg a hajtólánc egy rövid tengelytávolságú, kis osztású hevederes lánc, amelyre továbbítókarokat erősítenek fel. Ezek a vonólánc csuklóival a lánckerék fogaihoz hasonlóan kapcsolódnak. A kis láncosztás következtében viszonylag nagy fogszámú lánckerékkel történhet a segédlánc hajtása. Ez azzal az előnnyel jár, hogy a lánc sebessége egyenletesebbé válik.
60. oldal
2.71. ábra. Csavarfeszítés
2.53. A vonóelem feszítése A vonóelem feszítésének feladata a hajtáskor a vonóerő átadásához szükséges előfeszítés létrehozása, a kopás és nyúlás következtében előálló hosszúságnövekedés kiegyenlítése, valamint a vonóés szállító elem alátámasztási helyei között jelentkező túlzott, és a szállítás szempontjából kedvezőtlen belógás csökkentése. A súrlódó heveder-, kötél- és lánchajtásoknál általában nagyobb, a kényszerkapcsolatú fogaslánckerékhajtások esetén lényegesen kisebb vonóelem-feszítést kell alkalmazni. A vonóelem-feszítés, szerkezeti kialakítása és a működési módja szerint lehet mechanikus vagy súlyműködtetésű. A mechanikus feszítőszerkezet (2.71. ábra) általában kézi működtetésű, s a vonó elemet húzott csavarok, fogaskerék- és fogasléc-kilincsművek felhasználásával feszíti. A feszítőerő nem állandó, hanem a meghúzás pillanatában a legnagyobb, s a gép működése közben a kopás és egyéb okokból előálló vonóelemnyúlás következtében fokozatosan csökken. A súlyfeszítésű szerkezet (2.72. ábra) a vonóelemnek a működés közben sem változó feszítését biztosítja. Ezzel szemben hátrányos a nagyobb helyszükséglete és tömege, láncvonóelemnél való alkalmazása esetén pedig fennáll annak a veszélye, hogy a feszítősúly a láncjárás egyenlőtlensége következtében lengésbe jön. A lánc vonóelemű anyagmozgató gépeken, ahol a feszítés a kényszerkapcsolású hajtás következtében rendszerint nem nagy, általában mechanikus működtetésű feszítőszerkezeteket alkalmaznak. Néha a láncjárás egyenlőtlensége miatt rugókat is közbeiktatnak. A nagyobb mértékű feszítést kívánó heveder- és kötél-vonóelemes szállítógépeken, az alárendelt jelentőségű esetektől eltekintve, súlyfeszítés használatos. Különösen a nagy távolságokra szállító
2.72. ábra. Súlyfeszítés gépeknél, amelyeknél a vonóelem szilárdsága rendszerint teljesen ki van használva, jelentkezik a súlyfeszítés előnye, mert a mechanikus feszítőszerkezetek alkalmazásával elkerülhetetlenül együttjáró túlfeszítés a gép üzembiztonságát, a vonóelem szakítóereje és a megengedett igénybevétele közti biztonsági tényező mértékét csökkenti. A feszítőszerkezetet a vonóelem valamelyik terelési pontján szokták beépíteni, legalkalmasabbak azok a terelési pontok, ahol a vonóelem igénybevétele kicsi, s az eltérítési szög 180°. A feszítőszerkezetek működési hosszát, a "feszítés útját" a szállítógép vonóelemének hossza és típusa szabja meg, a feszítés helyét és kialakítását az egyes gépek sajátosságai nagymértékben befolyásolják. Általánosságban megállapítható, hogy heveder és kötél vonóelemű anyagmozgató gépeknél a feszítési út a szállítótávolsággal együtt arányosan növelendő, hiszen a heveder és a kötél nyúlása annak hosszával együtt növekszik. Például gumihevederes szál1ítószalagoknál a feszítés útja a dobtávolság 1…1,5 %-a, azonban szerelési és beállítási okokból a rövid sza1agoknál sem lehet 500...600 mm-nél kevesebb. Lánc vonóelemű anyagmozgató gépeknél ezzel szemben rendszerint egy láncpár hosszánál valamivel nagyobb távolság elegendő.
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 2.54. Véges vonóelem mozgatása Anyagmozgató gépekben alkalmazott véges hosszúságú (nyitott) hajlékony vonóelemet (kötelet, láncot) dobbal vagy hajtótárcsával mozgatunk. A dobok szerepe az anyagmozgató gépek üzemében kettős (2.73. ábra). Egyrészt a hajtómű forgó mozgását alakítják át a hajlékony függesztőelem haladó mozgására, másrészt a dobokon a hajlékony függesztőelemet tárolják. A kötél a dobpalástra csavarvonal mentén csévélődik fel. Gépi hajtású emelőszerkezetnél a kötél kímélése érdekében a menetek egy rétegben és megmunkált horonyban helyezkednek el. A kötélhorony méretét és menetemelkedését az MSZ 9703-70 szabvány rögzíti. A kötéldob horonyszelvényét lásd a 2.73. ábrán. Balesetelhárítás céljából a dobpalást végén legalább 2,5-szeres kötél átmérő magasságú peremet kell alkalmazni, nehogy helytelen kezelésből eredő ferde irányú kötélhúzás esetén a kötél a dobról leessen, megsérüljön és elszakadjon. A kötéldobot általában hengerelt acélból, hegesztett kivitelben készítik (2.74. ábra). Öntött vasat annak nagyobb tömege miatt - csak kisebb átmérőjű dobokhoz használnak, nagy darabszám gyártása esetén. A dobpalást és a dob homloklemez-vastagsága közelítő számítással határozható meg a kötéldob bonyolult igénybevétele miatt. Az egymás mellett fekvő kötélmenetek átfogása helyi nyomó- és hajlító igénybevételeket okoz a dobpalástban, amelyhez még a teljes kötéldobra hajlító és csavaró igénybevétel járul. A gyakorlatban megelégszünk a dobpalást és homloklemez vastagságának közelítő számítás útján történő meghatározásával. A dobra egy rétegben csévélt kötél felfutási helyén fellépő maximális igénybevétel (nyomófeszültség) Ernst [37] szerint:
61. oldal ⎛ ⎝
σ = 1, 44 ⎜1 −
2 Da ⎞ V ⎟ ≤ σm, 3 D ⎠ s2
ahol V vízszintes erő a dobról lefutó kötelek ferde húzásából származó erő, amely a kötél erő 10%-ával vehető figyelembe. Da agyátmérő, lásd a 2.74. ábrán. Öntöttvas doboknál a homloklemez vastagsága a dobpalást falvastagságával egyenlőnek vehető. A kötéldob minimális átmérőjét a kötél méretezésekor állapítjuk meg. A dob hossza a fe1csévélendő kötél hosszától függ. Legyen az emelési magasság H, a kötélcsigasor módosítása z. A dobra felfutó egy kötélág hossza h=z·H. Egy kötélág elhelyezésére szükséges menetszám két tartalék menettel együtt:
n=
zH + 2, Dπ
ehhez tartozó palásthossz:
⎛ zH ⎞ + 2 ⎟ p, lk = np = ⎜ ⎝ Dπ ⎠
ahol p a kötélhorony menetemelkedése. A tartalék menetek a horog legalsó állásában is a dobon maradnak, és ezek a kötélvég dobhoz rögzítését súrlódás útján tehermentesítik. A kötél végét úgy kell rögzíteni a dobhoz, hogy kötélcsere esetén a szerelés könnyen elvégezhető legyen. Jól bevált és gyakran alkalmazott rögzítést tüntet fel a 2.73. ábra (MSZ 9704-70). Szerkezeti okokból sok esetben nem lehet a fel vagy lefutó kötélágat a korong síkjában vezetni, hanem attól el kell téríteni. A csigasorra függesztett horogszerkezet felső véghelyzetét a korong síkjától eltérített kötél megengedhető eltérítési szöge szabja meg. Szerkesztéskor gondosan ellenőrizni kell, hogy a ferdén futó kötél nem támaszkodik-e a dob vagy a koronghorony külső élére; ez ugyanis a kötél kiugrását okozhatja. Az eltérítés legnagyobb mértéke Tmax általában 4° (1:15), mely értéknél azonban a tényleges σ 1 = 0,5 , vp viszonyokat szerkesztéssel ellenőrizni kell. Emelőgépeknél a teherlánc mozgatására fogazással és egy erre merőleges irányú feszültség hajlításból: ellátott lánckereket használunk. Szemes lánc esetén a 1 σ 2 = 0,96Tmax 4 2 6 lánckorong kerületén a láncszem alakjának megfelelő Dv üregeket és bordákat helyezünk el (2.75. ábra). ahol D a dobátmérő, p és v méretét lásd a 2.73. és a A lánc a koronghoz képest elmozdulni nem tud, és 2.74. ábrán. Hegesztett dobok esetén a két feszültség erőátadásra alkalmas. Az így kialakított korongot összege nem haladhatja meg az acéllemez anyagára lánckeréknek, kis fogszám z~10 fog esetén láncdiónak nevezzük. megengedett feszültséget: σ1+ σ2≤ σm Öntöttvas Kézi hajtású szerkezeteknél a kéziláncon kifejtett doboknál Öv 20-ra 200...250 daN/cm2 . A homloklemez vastagsága (s) hegesztett dob húzóerőt lánckerékkel alakítjuk át forgó mozgássá. esetén az alábbi összefüggésből ellenőrizendő:
2.73. ábra. Kötéldob 1- horonykifutás kezdete; 2 - maradó kötélmenet kezdete; 3 – darukötélvég-rögzítő (MSZ 9704); 4 - fogazott kapcsolóagy; 5 - fogazott kapcsoló; 6 hajtómű: 7 - csapágyház; 8 - számlálóműves végálláskapcsoló
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 62. oldal
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
63. oldal
A teherlánc mozgatására pedig láncdiót alkalmazunk. A kis fogszám következtében az erőátadás kis sugáron történik, ezzel kis forgatónyomaték áll elő. (Kézi hajtású emelő csigasor.) Hátránya a rossz hatásfok (η=0,92) és az erős kopás. A lánckerék anyaga Öv, a láncdió a fellépő nagyobb erők miatt Aö-ből készül. A fogak nem megmunkáltak, ezért a beöntött üreg valamivel nagyobbra készítendő, mint a láncszem. A lánckerék osztókörátmérője: 2
2
⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎜ t ⎟ ⎜ d ⎟ D= ⎜ , +⎜ ⎟ 90° 90° ⎟ ⎜ sin ⎟ ⎜ co s ⎟ 2 ⎠ ⎝ 2 ⎠ ⎝ ahol t és d a lánc osztása és átmérője (lásd 2.17. ábra), z a lánckerék fogszáma. Csapos lánc mozgatására a megmunkált fogakkal készült lánckereket használják (2.45. ábra). A legkisebb fogszám általában 7...8 fog. A hevederes lánc lánckerekének osztóköre:
D=
t 180° sin z
Véges hosszúságú (nyitott) kötél súrlódókapcsolattal is mozgatható. A felvonók köteleit nagyrészt hajtótárcsával mozgatják. Ugyancsak súrlódókapcsolattal történik a spilldobon (2.76. ábra) átvetett kötél mozgatása. A spilldobra a kötelet néhányszor (n=2...4) körülcsévéljük. A lefutó kötélágat T2=150....250N erővel kézzel megfeszítjük, így a felfutó ágban maximálisan T1 = T2ema húzóerő léphet fel. α= 2Πn. Tmax=T1=100...1000daN. 2.74. ábra. Hegesztett kötéldob
A spilldobnál a kötél tengelyirányú vándorlását a dobpalást kialakítása akadályozza meg. A kötél ismételten visszacsúszik egy középhelyzetbe, amint a kötél a spilldobon olyan helyre ér, ahol a dobpalást emelkedési szöge nagyobb mint a kötél és a dobpalást érintkezésénél ébredő súrlódási tényező szöge (ρ) (2.76. ábra).
2.75. ábra. Láncdió 2.76. ábra. Spilldob
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
64. oldal
2.55. A vonóelem-mozgatás teljes ellenállása A végtelenített vonóelem teljes ellenállását, azaz a mozgatáshoz szükséges vonóerőt úgy határozzuk meg, hogy a vonóelem legkisebb igénybevételű pontjáról kiindulva a haladási irány szerint a vonóelempályát körüljárjuk, és közben a fellépő ellenállásokat szakaszonként összegezzük. A legegyszerűbb vonóelemvezetés esetében a pálya két egyenes és az ezeket összekapcsoló kétíves szakaszból tevődik össze (2.77. ábra). A szállítás az A ponttól a B pontig a felső, úgynevezett szállítóágon bonyolódik le, az alsó ágon a vonóelem anyag nélkül tér vissza (üres vagy visszatérő ág). A 2.77. ábra grafikusan is feltünteti a vonóelemben ébredő húzóerő változását a vonóelem különböző pontjain. Az ábrán vastag vonal jelöli a vonóelemet, a forgásiránnyal jelölt kör a hajtóelemet, az üres kör pedig a terelőelemet. A vonóelemet jelölő vonalra merőlegesen mért távolságok a vonóelemben fellépő húzóerő nagyságát mutatják. E távolságok végpontjait összekötő burkolóvonalak által határolt felületek közül a fehéren hagyott a vonóelem előfeszítését, a merőlegesen csíkozott a vonó- és szállítóelem tömegéből adódó húzóerőt, a ferdén csíkozott pedig a vonóelem mozgása közben fellépő ellenállásokat jelöli. A 2.78. ábrán feltüntetett vízszintes elrendezésnél a hajtódob a szállítóág végén helyezkedik el. A vonóelemben a legnagyobb húzóerő a hajtóelemre felfutás, a legkisebb a lefutás helyén ébred. Amint látható, az utóbbi az előfeszítéssel egyezik, és akkora, hogy a hajtóelem a fel- és lefutó húzóerők különbségéből adódó vonóerőt a vonóelemmel üzembiztosan közölni tudja. Az előfeszítés, amely álló vagy mozgó vonóelemben egyaránt ébred, a pálya minden pontján azonos, a vonóelem vontatási ellenállása pedig az egyes szakaszakon egyenletesen, az anyagterheléssel és a vonóelem tömegével arányosan növekszik. A vízszintes pálya következtében a vonóelem tömege a húzóerőt nem növeli. Példa. A 2.78. ábrán vázolt elrendezésű szállítógép dob távolsága L=20 m. A vonólánc tömege: q0=25 kg/m, a felső ágon szállított anyag tömege: q=15 kg/m, a vonóelem vontatási ellenállás-tényezője legyen µz = 0,1, az α=180°-os irányeltérítés ellenállás-tényezője c=0,05. A vonólánc hajtása fogaslánckerékkel történik, a feszítést felvesszük T0 = 1000 N nagyságúra. A vonóláncban a legkisebb igénybevétel a hajtóelem elhagyásakor a 2 pontban ébred, nagysága T2=T0=1000 N. Az alsó üres ág végén, a 3 pontban a húzóerő: T3 = T2+Zn. = T2.+mzq0gL = = 1000+0,1•250•20 = 1000+500 = 1500 (N).
2.77. ábra. Húzóerő-diagram emelkedő vonóelemes elrendezés esetén
2.78. ábra Húzóerő-diagram vízszintes vonóelemű elrendezés esetén
2.79. ábra. Húzóerő-diagram függőleges vonóelemű elrendezés esetén
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A terelőkorongról lefutó láncban (a 4 pontban) a húzóerő: T4 = T3+cT3 = (1+c)T3 = (1+0,05)•1500 = 1575 (N). A felső, teljes hosszában anyagot szállító láncág végén (az 1 pontban) a húzóerő: T1 = T4+Zf = T4+µz(q+q0)L = = 1575+0,1(150+250)20 = 1575+800 = 2375 (N). A hajtókerékre felfutó láncág hajlítási ellenállását is figyelembe véve: T1’ = (1+k)T1 = (1+0,015)2375 = 2410 (N). A hajtáshoz szükséges kerületi erő: Fk = T1’-T2 = 2410-1000 = 1410 (N). Példa. Vizsgáljuk meg, hogy ugyanezen lánc nem fogas, hanem súrlódóhajtása esetén a felvett feszítés nagysága megfelele? A körülfogási szög α=180°, µ=0,15, ema=1,60. Az Fk=1410 N vonóerő súrlódással való átadásához szükséges feszítőerő: 1
1
= 1410 *1, 66 = 2350 ( N ) e −1 1, 6 − 1 tehát nem elegendő. Az eddigi T0=l000 N feszítéssel mindössze Fk=T0(ema')=1000(1,6-1)=600 N vonóerő adható át. Ha a vonóelem mozgatását súrlódóhajtással kívánjuk megoldani, akkor a feszítőerő újbóli T0” =2500 N felvételével a számítást újra kell végezni és az erőket pontról pontra meghatározni. Tehát a feszítés: T0” = T2” =2500 N. A 3 pontban a húzóerő: T3” = T2” + Za = 2500+500 = 3000 (N). A 4 pontban a húzóerő: T4”: = (1+c)T3” = 1,05•3000 = 3150 (N). Az 1 pontban a húzóerő: T'1” = (1 +k) (T4” +Zf) = 1,015 (3150+800) = 4000 (N). A kerületi erő: Fk” = T1”-T0” = 4000-2500 = 1500 (N). T0′ = Fk
µα
= 1410
2.6.
65. oldal
A szükséges feszítőerő: T0′′ = Fk′′
1 µα
= 1500
1
e −1 1, 6 − 1 Tehát a felvétel helyes volt.
= 1500 *1, 66 = 2500 ( N )
A 2.79. ábra a függőlegesen felfelé szállító láncos elevátor elrendezését tünteti fel. A vonóelem hajtása a baloldali ábrán a felső, a jobb oldalin az alsó lánckerékkel történik. Mindkét ábrán látható a vonóelemben ébredő húzóerő nagyságának változása a pálya mentén. A feszítőerő most is, úgy mint vízszintes elrendezésnél, a pálya minden pontján azonos nagyságú, a középső mező, a vonóelem tömegéből ébredő húzóerő-komponens a magassággal arányosan növekszik, legnagyobb a felső terelőkeréknél. A külső mező az anyagszállítás ellenállásait jelöli; ez függőleges szállításnál legnagyobb részben a vonó-, illetve szállítóelemen levő anyag tömegéből adódik. A két elrendezés erőeloszlását összehasonlítva megállapítható, hogy az alsó hajtás semmiképpen sem lehet előnyös. Alsó hajtás esetén a vonóelem lefelé haladó ága teljes hosszában az ellenállásból adódó vonóerővel terhelt, ennek következtében a hajlítási ellenállása és kopása is nagyobb lesz. A súrlódóhajtás szempontjából kedvezőtlen körülmény, hogy a hajtódobra fel- és lefutó vonóelemben ébredő húzóerők viszonyszáma nagyobb, tehát ugyanakkora vonóerő átadásához nagyobb feszítésre van szükség. A felső dobos hajtásnál ezzel szemben a vonó- és szállítóelem tömegéből eredő húzóerő a feszítőerőhöz hozzáadódik, és így a feszítés ennek következtében sok esetben jelentősen csökkenthető.
FUTÚKEREKEK ÉS SÍNEK
Sok anyagmozgató gépnél a teher vízszintes, ritkábban emelkedő vagy lejtő irányú mozgatása 2.61. A futókerék vontatási ellenállása céljából a teherszállító vagy alátámasztó szerkezetet futókerekekre helyezve sínpályán továbbítják. E A teher továbbításakor a futókeréken fellépő futókerekek általában nagy kerékterheléssel és kis ellenállások: a gördülőel1enállás, a csapsúrlódás és a sebességgel működnek. Az érintkező felületek sínpálya egyenetlenségből eredő ellenállások. felszínnyomásának csökkentése érdekében a kerekek A gördülőellenállás és csapsúrlódás legyőzésére széles, hengeres futófelületűek, és széles, síkfelületű szükséges nyomaték a 2.41. ábra jelölései szerint: sínfejen gördülnek. A legtöbb esetben a kerék d M = Ff + F µ , vezetésére a futókereket egy vagy két peremmel 2 látják el.
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
66. oldal
ellenállások (wp) esetenként igen eltérőek lehetnek. Átlagos viszonyokra, biztonsággal w=50...80 N/kNM F ⎛ d⎞ = Z= nal vehető figyelembe. Gördülőcsapágyazású ⎜ f + µ ⎟ = µz F , R D/2⎝ 2⎠ futókerekeknél, amelyeknél a kerékagysúrlódás F a kerékterhelés (kN) elkerülhető azáltal, hogy az oldalerőt a D a futókerék átmérője (cm), gördülőcsapágy veszi fel, a járulékos ellenállás f a gördülési ellenállás karja, (acél esetében 0,05 30...50 N/kN-ra csökkenthető. cm) µ a csapsúrlódás tényezője: Így számításainkban az 1 kN kerékterhelésre eső gördülőcsapágynál=0,005, (gördülőellenállást, csapsúrlódást, peremsúrlódást siklócsapágynál =0,1, stb.) összes vontatási ellenállást figyelembe vesszük: d a futókerékcsap átmérője (cm), wö = w+wp (N/kN). µz a futókerék fajlagos vontatási ellenállása: A peremsúrlódás kiküszöbölésére néha perem 2f d nélküli futókerekeket alkalmaznak. A futókerék µz = +µ , vezetésére vízszintes síkú vezetőgörgőt építenek be. D D A vezetőgörgő vagy a 2.80. ábra szerint a sínfejre, lásd még a 2.41. fejezetet is. vagy a pályatartóra támaszkodik. A gördülőellenállás és csapsúrlódás kifejezhető az A vízszintes síkú görgők vontatási ellenállása 1 kN kerékterhelésre eső w N vontatási ellenállással w =16...20 N/kN-nal vehető figyelembe a futókerékpv is: terhelésre számítva. és a kerék vontatásához szükséges vonóerő:
w = µ z 103
⎛ N ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ kN ⎠
A peremsúrlódás és a futókerékagy súrlódása 2.62. A darufutókerék méretezése amely különösen a nyomtávolsághoz viszonyított kis keréktáv esetében fellépő ferde futásból ered -, a Az egy futókerékre megengedhető kerékterhelést pálya felületének minőségétől, és a futókerekek az egyenértékű és a megengedett kerékterhelés helyes beépítésétől függő vontatási ellenállás ok, egybevetése alapján számítjuk. melyek számítással nem határozhatók meg. Ezek a Az egyenértékű kerékterhelést (Fe) a terhelésciklus járulékos alatt változó kerékterhelésértékből kell meghatározni. A megengedett kerékterhelés (Fm) a megengedett kerékterhelés alapértékéből (F0), az üzemi fordulatszám-tényezőből (c1) és a haladási sebességtényezőből (c2) képezhető. A megengedett kerékterhelés alapértéke a kerék és sín méreteiből, valamint a Hertz-feszültségből számítható. Az egyenértékű kerékterhelés értékét a következő összefüggés határozza meg:
∑(F Z ) , ∑Z 3
Fe =
3
i
i
i
ahol Fi egy Zi számú kerékfordulathoz tartozó kerékterhelést Σ(Fi3Zi)-t, ill. ΣZi-t egy teljes munkaciklusra kell képezni. Fmin és Fmax között egyenletesen változó terhelésciklusra
Fe = 2.80. ábra. Vezetőgörgő
Fmin + 2 Fmax vehető. 3
Futómacskákra vonatkozóan Fe = Fmax A megengedett kerékterhelés értéke Fm=c1c2F0
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 a c1 üzemi tényező, értéke a csoportszámától függ. A daru üzemi csoportszáma : I II III A c1 üzemi tényező értékei: 1 0,85 0,7
daru
üzemi IV
67. oldal
A megengedett legnagyobb pontszerű érintkezés esetére
σ H 2 m = 0, 75H r
Hertz-feszültség
( N/mm ) 2
r domború fejű sín esetén a sínfej görbületi sugara (cm). 0,55 Sík felületen gördülő gömb felületű futókerék érintkezésekor a megengedett kerékterhelés Futómacska kerekét a fenti érték 1,2-szeresével alapértéke: kell számítani. 2 A c2 fordulatszám-tényező, a következő módon 1 ⎛ σ H 2m ⎞ 2 = F állapítható meg: 0 ⎜ ⎟ R ( kN ) . 1000 ⎝ 6400 ⎠ n < 50/min esetére c2=1, R a futókerék gömbfelületének sugara (cm). 200 Futókerekek hajtása vagy torziós tengelyre ékelten, n > 50/min esetére c2 = . 150 + n vagy - ha a futókerék álló csapon fut - a kerékhez Lapos fejű sín esetén a megengedett kerékterhelés erősített fogaskoszorúval történik. A fogaskerék alapértékét a következő módon számítjuk: lehetőleg külön darabból készüljön, így elhasználódás Az F erővel egymáshoz szorított henger- és esetén csak a fogaskereket kell cserélni, és a síkfelület érintkezési helyén a középen keletkező σH1 futókerék futófelülete átesztergálással javítható. Kellő legnagyobb nyomófeszültség Hertz szerint: falvastagságról szerkesztéskor gondoskodni kell. F 2 E1 E2 A kerületi erő átadása a fogaskoszorúról a σ H2 1 = 0,35 . futókerékre nyíróhüvely közbeiktatásával történik a bD E1 + E2 2.81. ábrán fe1tüntetett módon. A képletben b a sín (kerékkel érintkező) szélessége (cm), D a futókerék átmérője (cm), E1 és E2 a kerék és a sín anyagának rugalmassági modulusa (N/mm2). A megengedett kerékterhelés alapértéke. 2
1 ⎛ σ H1 ⎞ F0 = ⎜ ⎟ Db 1000 ⎝ 855 ⎠
( kN ) ,
a megengedett legnagyobb Hertz-feszültség a kerék és sín redukált keménységéveI (Hr) kifejezve:
σ H 1m = 0,3H r ,
Hr =
2 HB1 − HB2 HB1 * HB2 = HB1 + HB2 HBközepes
a kerék és sín közepes Brinell-keménysége:
HBközepes =
HB1 + HB2 2
Domború fejű sín esetén két egymásra merőleges acélhenger érintkezési helyén keletkezik a legnagyobb nyomófeszültség. Ez esetre a megengedett kerékterhelés alapértéke: 2
F0 =
1 ⎛ σ H 2m ⎞ 1 ⎜ ⎟ 1000 ⎝ 4000 ⎠ ⎛ 2 1 ⎞ 2 ⎜ + ⎟ ⎝D r⎠
( kN ) .
2.81. ábra. Hajtott darufutókerék 1 - futókeréktest; 2 - fogaskoszorú; 3 - nyíróhüvely
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
68. oldal
2.82. ábra. Hajtott darufutókerék sarokcsapággyal A futókerék futófelülete henger, szélessége a sín szélességénél 5...30 mm-rel nagyobb. Gördülőcsapágyazású álló csapon forgó futókerék szerkezeti kialakítása a 2.81. ábrán, torziós tengelyre ékelt darufutókerék gördülőcsapágyas beépítése pedig a 2.82. ábrán látható. A futókerék anyaga igen könnyű és lökésmentes üzemre (kézi hajtás) Öv, gépi hajtású üzemre acélöntvény. Nehéz üzemre edzett futófelülettel és peremmel látják el a futókereket.
2.63. Darusínek Kis vontatási ellenállás érdekében a futókerekeket sínpályára helyezik. Az anyagmozgató gép üzemi követelményeinek megfelelően kialakított sínszelvényeket tüntet fel a 2.83. ábra. Kis terhelés vagy acél szerkezetre helyezett sín esetén pályasínként négyzet- vagy laposacél használható (2.83/a ábra). Szabványos méretei (MSZ 6711-61): Szélessége (mm) 40 50 50 55 60 60 80 100 Magassága (mm) 40 30 50 55 40 60 50 50 Anyaga az MSZ 500 szerinti A50.
2.83. ábra. Sínek a) négyszög keresztmetszetű darusín; b)darupályasín; e) vasútí sín; d) függőpályasín
A darupályasín (2.83/b ábra) futókerékkel érintkező felülete aránylag széles és sík felület, eltérően a vasútnál használt legömbölyített sínfej kiképzéstől, amelyre a vasútnál az ívben való haladás miatt van szükség. A sík felület következtében a kerék nagyobb felületen érintkezik a sínnel, és így nagyobb kerékterhelések engedhetők meg, mint a vasútüzemben. A széles síntalp a kerékterhelésnek lehetőleg nagy felületen való továbbadását és a sín jó lerögzítését biztosítja. Nálunk darupályasínt az MSZ 5750-76 szabványban megadott méretekkel gyártanak 65, 80 és 100 mm fejszélességgel. Anyaga az MSZ 500 szerint A60. Ha a sínt alátétekre (talpfákra) helyezik, előnyös a szabványos vasúti sín (2.83/c ábra) alkalmazása, amelynek alakja hajlítással szemben nagyobb ellenállású. Szokásos a 18, 34 és 48 rendszerű szabványos kis- és nagyvasúti sín felhasználása. Kötélpályákhoz kapcsolódó fúggőpályák és egyetlen sínen futó kézi vagy villamos hajtású futómacskák sínjéül használják a 2.83/d ábrán megadott fúggőpályasínt. A sín futófelülete hengeres. A fúggőpályasín előnye, hogy a megkopott sínfej a sín egyszerű átfordításával felújítható, továbbá a kettős fejű sín hajlító igénybevételre ellenállóbb, és így a sín felfüggesztési távolsága nagyobb. A sínek rögzítése. A laposacél sínt a daruhídra, ill. darupálya tartóira kétoldalt szakaszos varrattal, szabadban üzemelt daruk tartóira kétoldalt folytonos varrattal hegesztik fel. Ez utóbbi megoldást a korrózió csökkentése érdekében alkalmazzák. A nagyobb terhelésű és nehéz üzemi viszonyok között dolgozó darupályasínek lerögzítése csavarozással történik (lásd MSZ 15030-58 szabványt) oly módon, hogy esetleges későbbi sínbeállítás vagy síncsere könnyen elvégezhető legyen.
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A 2.84. ábra két állítható sínleerősítési megoldást tüntet fel: a) ábra sínleerősítés acéltartón; b) ábra rugalmas alátámasztású sínleerősítés betontartón (KOGÉPTER V-megoldás). Különös gondot igényel a betontartó, ill. betonon elhelyezendő sín rögzítése. Igen érzékeny a beton egyrészt a beton és sín között fel1épő felszínnyomásra, másrészt a sínt terhelő nagy, vízszintes erőkre. Viszonylag legjobban bevált megoldás a rugalmas alátéteken nyugvó szakaszos alátámasztású sínrendszer (2.84/b ábra). Szereléskor a sín alá 1 jelű magasságállító béléslemez kerül. A sínt oldalirányban a 2 jelű ék rögzíti, amelyet kifelé egy külpontos furatú alátétlemez határol. Egy ilyen alátétlemez négyfajta oldalállítású méretre használható. A síntalpra felfekvő szorítólemezt olyan vastagra válasszuk, hogy a csavar meghúzásakor már képlékenyen deformálódjék, és rásimuljon a síntalpra, ill. a sínt a sarulemezhez szorítsa. A betonra a sínterhelést a 3 jelű kb. 5...6 mm-es gumilemez, ill. a felette levő 5 jelű sarulemez osztja el.
69. oldal
A sarulemezt a betontartóhoz szorító csavar feje a csavar elforgását akadályozó alátét útján a 4 jelű gumialátéten át biztosítja a rugalmas kapcsolatot. A gumilapok nagymértékben csökkentik a beton morzsolódását. Példa. Határozzuk meg, milyen átmérőjű futókerekeket kell választani egy 100 kN teherbírású, B típusú futódaru hídjához a következő körülmények között: Legnagyobb kerékterhelés teljes terheléssel: Fmax=137 kN. Legkisebb kerékterhelés teljes terheléssel: Fmin=48 kN. Darupályasín: Darusín NgD 60 MS Z 6711 A 50, HB2=1400N/mm2 Híd sebessége v=90 m/min. Futókerék edzett HB1 =4000 N/mm2. A darupályasín hatásos szélessége a lekerekítés figyelembevételével b = 5,4 cm. D=60 cm futókerék-átmérő előzetes feltételezésével c1 =0,85 (lásd 67. o.). c2=1,00 (lásd 67. o.).
2.84. ábra. Sínek állítható rögzítése a) darupályatartón; b) vasbeton tartón; 1 - magasságállító lemez; 2 - vízszintes síkban a pálya tengelyére merőleges irányban határoló ék: 3 - gumilemez; 4 - gumialátét; 5 – sarulemez
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 Fmin + 2 Fmax
Fe =
3
=
48 + 2 *137 3
σ H 1 m = 0, 3 H r = 0, 3
HB1 * HB2 HBközepes
( kN )
= 108
(
= 624 N/mm
70. oldal
HB2 =
2
σB
=
=
⎛σ ⎞ ⎜ ⎟ 1000 ⎝ 855 ⎠ 1
1 1000
H1
( ) 62400 855
)
σ H 2 m = 0, 7
Db = F0 =
2
60 * 5, 4 = 172
( kN ) , =
= 145 ( kN ) > Fe = 108 ( kN ) . Mivel a választott kerékre megengedett értékek igen bőséges, megvizsgáljuk a D= 50 cm átmérőjűt is. Erre a c2=0,96. F0 =
( ) 62400
2
50 * 5, 4 = 144 1000 855 Fm=0,85*0,96*144=118(kN)>Fe=108 megfelel.
( kN ) , (kN),
tehát
ez
is
Példa. Határozzuk meg most a szükséges futókereket ugyanezekre a viszonyokra, de 48 rendszerű nagyvasúti sínhez, anyaga A 70
2.7.
HB1 * HB2
(
HBközepes
)
= 18300 N/mm
2
⎛σ ⎞ ⎜ ⎟ 1000 ⎝ 4000 ⎠
1 1000
1
H 2m
( ) 18300
2
1
( ) 2
D
2
(
4000
+
1
50
+
=
r
1 2
2
1 20
)
2
= 117
( kN ) .
Fm=0,85•0,96•117=95 (kN)
F0 =
1 1000
( ) 18300 4000
2
(
1 2
1
)
2
= 138
( kN ) .
+ 60 20 Fm=0,85•1,0•138=117 (kN)>-F.=108 (kN); ez a futókerék már megfelelő.
GÉPELEMEK A TEHER FELVÉTELÉRE
Az emelendő terhet a teheremelés és szállítás tartamára az emelést végző függesztőelemhez kell kötni. Emelőszerkezetekhez darabáru emelésekor általában horgokat, kengyeleket alkalmazunk, amelyekre a terhet kötözőkötél közvetítésével függesztjük fel. Ömlesztett anyagot szállítóedénybe helyezve vagy markolóval emelünk fel lásd a 315. és 316. fejezetet).
engedhető meg. Ugyanis nagy teherbírású horgoknál nem valószínű a horog túlterhelése, míg egy 5 kN teherbírású horognál ez könnyen megtörténik. A görbe szakaszon az I-II keresztmetszetben fellépő feszültséget közelítő számítással ellenőrizhetjük.
2.71. Egyágú horog A horog alakja a legjobb anyagkihasználás szem előtt tartásával alakult ki (2.85. ábra). A nyershorog alakját és méreteit az MSZ 9705-79 szabvány rögzíti. Daruhorogszár és horoganyamenet MSZ 9706-75. A horog szára húzásra, a görbe szakasz pedig hajlításra és húzásra van igénybe véve. A horogszárnak leggyengébb keresztmetszete a csavarorsó magkeresztmetszete.
σ=
.
2
a többi kiinduló érték változatlan.
2
Fm = c1 c2 F0 = 0, 85 *1, 00 *172 =
1
( ) N
= 1950
0, 36 0, 36 mm Vegyük fel újra a D=50 cm átmérőt r=20cm,
A fenti értékekkel a D=60 cm átmérőjű futókerekekre F0 =
700
4Q ≤ σ m = 30… 60 ( N/mm 2 ) 2 d1 π
C25 (MSZ 61) anyagra, ahol a kis terhelésnél az alacsonyabb, nagy terhelésnél a magasabb feszültség
2.85. ábra. Egyágú horog
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
71. oldal
A horgot excentrikusan terhelt egyenes tartónak tekintjük, és elhanyagoljuk, hogy görbe középvonalú tartó esete áll fenn. A 2.85. ábra jelölései szerint az I-II keresztmetszetben fellépő legnagyobb igénybevételek: A legnagyobb húzófeszültség az I pontban
σI = σ0 +σh =
Q M + , A K1
J ⎛a ⎞ M = Q ⎜ + e1 ⎟ , és K1 = . e1 ⎝2 ⎠ A legnagyobb feszültség a II pontban
σ II ==
Q M − , és A K2
K2 =
J . e2
2.86. ábra. Feszültség meghatározás Tollemódszerrel
A súlyponttól y távolságban levő szál feszültsége a A megengedhető igénybevételek C25 anyagnál Grashof-képlet alapján Q M M y 60...70 N/mm2. σ= + + , A szélesebb oldalával (b) befelé fordított trapéz A RA RAx R + y keresztmetszet kedvezőbb, mert egyrészt a 1 y keresztmetszet súlypontja a teher súlyvonalához x=− dA A R+ y közelebb kerülve, a hajlítás karja csökken, másrészt Az x a keresztmetszet alakjától függő tényező, pedig a húzott szálak távolsága kisebbedik. A amely Tolle-féle eljárással, szerkesztéssel könnyen feszültségeloszlást tekintve az anyag jobb kihasználása érdekében azt is elérhetjük, hogy a meghatározható. A szerkesztés menetét a 2.86. ábra húzott övben és a nyomott övben a legnagyobb tünteti fel. A görbületi középponttól kiinduló MA sugárral metsszük a horogkeresztmetszet feszültségek egymással egyenlők legyenek: határvonalát. E pontból húzott függőlegest a σI= -σII keresztmetszet S súlypontjából húzott, az MA A III-IV keresztmetszetet a horog hossztengelyével sugárral párhuzamos SB egyenessel metsszük. Az így 60°-ot bezáró kötözőkötél terhelése alapján hajlításra megszerkesztett metszéspontok - a szerkesztést ellenőrizzük. A figyelembe veendő hajlítónyomaték a elegendő a horogszelvény felére elvégezni - két, f' és f"-vel jelölt területet határolnak. E területek nagyságát 2.85. ábrán megadott jelölés szerint megmérve (planimetrálva), az x tényező a következő Q M = tgα x. összefüggés alapján számítható:
∫
2
2( f − f ) A horogban fellépő feszültségek megállapítására a x= . A valóságos feszültségeloszlást jobban megközelítő eredményt kapunk, ha a horgot síkban görbe középvonalú tartónak tekintjük. A 2.85. ábra jelölése E pontosabb számítási mód szerint az I pontban szerint az I-II keresztmetszetben fellépő fellépő húzófeszültség nagyobb, és a II pontban feszültségeket a következőképpen számítjuk. fellépő nyomófeszültség kisebb, mint a közelítő számítással nyert érték. Ezen értékek kivitelezett a Az A keresztmetszetű és R = + e1 görbületi horgokon nyúlásméréssel megállapított 2 feszültségekkel jól megegyeznek. sugarú tartót a Q húzóerő és A megbízhatóbb számítás következtében a ⎛a ⎞ megengedhető feszültségek magasabbak, mint a − M = Q ⎜ + e1 ⎟ = QR nyomaték veszi igénybe. A közelítő számítással megadottak, éspedig C25 ⎝2 ⎠ 2 hajlítónyomaték előjele negatív, mert a tartó görbületi anyagra (σm= =70...140 N/mm ). A bonyolultabb számítás előre felvett vagy közelítő számítással sugarát növeli. meghatározott horogkeresztmetszet ellenőrzésére használható fel. ′′
′
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 Példa. Határozzuk meg a Q= 100 kN teherbírású horog A szelvényének I és II pontjában ébredő feszültségeket. A szerkesztés szerint (2.86. ábra): e1 = 5,1 cm, e2 = 6,9 cm, R=
a
+ e1 =
11, 5
σI = σI = *
100000 73, 55 −5,1
−
A
−
M RA
1085 *10
−
− e1
M
RAx R − e1
3
10, 85 * 73, 55
−
σI = σ II =
3
*
( ) N
10, 85 − 5,1 cm Ha a terhelés a görbületi középpontban hat, az első két tag összege zérus.
σ II =
1085 *10
3
*
6, 9
10, 85 * 73, 55 * 0, 0933 10, 85 + 6, 9
= 5760
2
=
( ) N
cm
M Q sin (α + β ) + , K1 2 A cos α
és legnagyobb nyomófeszültség a II pontban
10, 85 * 73, 55 * 0, 0933
= 1360 − 1360 + 12900 = 12900
Q sin (α + β ) x. 2 cos α
Legnagyobb húzófeszültség az I pontban
,
1085 *10
Veszélyes keresztmetszet az ábrán az I-II-vel jelölt keresztmetszet. Közelítő számítással
M=
+ 5,1 = 10, 85 ( cm ) ,
2 2 A = 73,55 cm2, f' = 3,36 cm2, f" = 6,79 cm2, 2 ( f ′′ − f ′ ) 2 ( 6, 79 − 3, 36 ) x= = = 0, 0933, A 73, 55 M= QR = 100000•10,85 = 1085.103 (N•cm), Q
72. oldal
2
2.72. Kétágú horog
M Q sin (α + β ) − . K 2 2 A cos α
A kétágú nyershorog méreteit az MSZ 9711-79 írja elő.
2.73. Zárt kengyel Igen nagy terhek felfüggesztésére használják. Kisebb súlyú,. mint az azonos teherbírású nyitott horog. Használata nehézkesebb, mert a kötözőkötelet át kell fűzni, míg a nyitott horogba könnyen beakasztható. Az egy darabból kovácsolt zárt kengyelben fellépő feszültségek csak közelítőleg számíthatók. Nagy terhelésekhez a kengyelt csuklókkal összekötött három rúdból készítik (2.88. ábra).
A teher szimmetrikus felfüggesztése következtében a kétágú horog (2.87. ábra) igénybevétele kedvezőbb. Méretezése az egyágú horoghoz hasonlóan történhet.
2.88. ábra. Háromcsuklós kengyel 2.87. ábra. Kétágú horog
Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981
73. oldal
Előállítása egyszerű; statikailag határozott szerkezet. Az alsó rúd kéttámaszú tartóként hajlításra, a felfüggesztő hevederek húzásra vannak igénybe véve. A biztosabb számítási módra való tekintettel a megengedhető feszültség nagyobbra választható; σm = 100 N/mm2 A horgok anyaga C 25 (MSZ 61) nemesíthető ötvözetlen acél. Előál1ításuk kovácsolással történik. Kovácsolás után gondosan lágyítandó az anyagban visszamaradó belső feszültségek eltávolítása céljából.
2.74. Lemezelt horog A lemezelt horgot kohászati üzemekben alkalmazzák. A folyékony acél öntőüstben való szállításakor a sugárzó hő hatására a teherfelvevő elem gyakori hőigénybevételt szenved, az anyag öregedésének és ridegedésének veszélye nagymértékben fennáll, és a horog váratlanul és hirtelen eltörhet. A horogtörés elkerülésére egymás mellett elhelyezett 5...7 db lemezből képezik ki a horgot. Ha eltörik egy lemez, akkor nagy valószínűség szerint a megmaradt lemezek még elegendő biztonságot nyújtanak a teher viselésére. A lemezelt horog (2.89. ábra) lemezeit (1) szegecsek (2) fogják össze. A függesztőszem varratait (3) az elhúzódás elkerülése céljából szegecselés előtt hegesztik. A horog görbületének belső felületét a bélés (4) és persely (5) elhelyezésére megmunkálják. A kopásnak kitett persely (5) cserélhető.
2.89. ábra. Lemezelt horog (KOGÉPTERV) 1 - lemezek; 2 - szegecsek; 3:- hegesztett varratok; 4 - horogszájbélés; 5 - persely