Nyugat-Magyarországi Egyetem Faipari Mérnöki Kar Gépészeti Intézet
Faipari Anyagmozgatás Gyakorlati segédlet Gyakorlatvezetı: Németh Gábor egyetemi adjunktus
Sopron, 2006
Lánctranszportır Mőszaki adatok: Fafaj: Nedvességtartalom: A rönk átlaghossza (l): A lánctranszportır hossza (L): A lánctranszportır sebessége: A főrészkeret belsı szélessége (B):
% m m m/s mm
A mozgatás egy lánccal történik.
2
v
nt
Hajtott vonólánckerék
Hajtó vonólánckerék
Vonólánc Teng. kapcs. Hajtómő
Motor 1. jelő hajtólánckerék
Hajtólánc
2. jelő hajtólánckerék
Hajtómő motorral
3
Szállítóelem 4
Terhelés meghatározása: U 3 3 3 A fa sőrősége: ρ f = ρ 0 ⋅ 1 + ahol: ρ0= (k. lombos: 700 kg/m ; l. lombos: 600 kg/m ; fenyı: 500 kg/m ) 100 3 Átlagos rönkátmérı: d = ⋅ B [m] 4 d 2 ⋅π Beszállítandó rönkmennyiség: Q = 3600 ⋅ v ⋅ ⋅ϕ [m3/h] 4
Q(Terhelés)= Q1(rönkterhelés)+ Q2 (lánc és kaparóelem terhelés) Elızetes terhelés meghatározás: d 2 ⋅π Rönkteher: Q1e= ⋅ ρ ⋅ g ⋅ L ⋅ϕ [N] ahol: ϕ = kitöltési tényezı (0,8-0,6) 4 [N] Szerelvényterhelés Q2e = Q2e’+Q2e’’ Lánc súly: Q2’=(D·π+2·L)·q1 [N] (Ez csak az vonólánc kiválasztás után lehetséges) Kaparóelem súly: Q2’’=ne·q2’ [N] [N] q2’= 50-70 ( D ⋅ π + 2 ⋅ L) ne = e [db] egészre kerekíteni! (De= 0,4 m vonólánckerék) l 2 Fke’=µcs·(Q1+Q2e’’) [N] µcs=0,15-0,25, A kapott Fk’ érték alapján választhatunk egy elızetes láncot! Hevederes vonólánc választása: MSZ 5515 Lehatıleg a láncosztás p= 80-200 mm érték közé essen! Láncosztás: xx mm Láncjel: M xx Fsz= xx kN Tömeg: q1= xx kg/m Vonólánckerék osztókör átmérıjének meghatározása: p D= , ahol z = (táblázatból) 180 sin z (400 mm körüli értéket kell kapni, úgy kell a „z” értékét felvenni) Pontos lánchossz meghatározása: L'lánc=2· L+D· π (kerekíteni, hogy p-nek egész számú többszöröse legyen) ⇒ Llánc=xxx mm 5
A transzportır valós hossza (tengelytávolság): (L' lánc − D·π ) L’ = 2 Ezen a számítást követıen újból meg kell határozni a Q1, és a Q2 immáron valós értékét, hisz a lánc és a lánckerék adatait már ismerjük. Szerelvényterhelés Q2 = Q2’+Q2’’ [N] [N] Lánc súly: Q2’=(D·π+2·L)·q1 Kaparóelem súly: Q2’’=n·q2’ [N] q2’= 50-70 N; ( D ⋅ π + 2 ⋅ L) [db] egészre kerekíteni! n= l 2 Fk’=µcs·(Q1+Q2) µcs=0,15-0,25, Ezen értéket összehasonlítjuk a vonólánc szakítóterhelési értékével. Megfelelı ha: Fk’· 4 < Fsz Ha nem megfelelı, akkor új, eggyel nagyobb mérető lánc választása (a „p” érték az nem változik!) Szakaszonként vonóerıszámítás
v
Hajtó vonólánckerék
Hajtott vonólánckerék
6
S1= 1000-5000 [N] a transzportır hosszának függvényében (átl: 2000 N) Q S 2 = S1 + µ f ⋅ 2 [N] ahol µf= fém-fém súrlódási tényezı (0,15) 2 d d [N] S 3 = S 2 + 2,05 ⋅ S 2 ⋅ µ cs ⋅ t + µ l ⋅ 1 D D ahol: µcs= 0,15-0,25 (csapágysúrlódási tényezı) µl= 0,35-0,45 (lánccsuklóknál fellépı súrlódási tényezı) d1= [mm] (lánccsukló átmérıje) D= [mm] (vonólánckerekek átmérıje) dt= tengelyátmérı Elızetes tengelyátmérı számítás Fk=µcs·(Q1+Q2) µcs=0,15-0,25 P= Fk· v Anyag: A60 n= 1,4· 1,1· 1,35·1,3· 1,2= 3,24 (csak példa értékek!!) ReH=300 Mpa σmeg=300/3,24=92,5 MPa τcs= σmeg /2=81,4/2= 46,25 MPa ϖ=v/(D/2) [1/min] M=P/ϖ [Nm] K= M/ τcs [mm3]
dt ' = 3 Q [N] S 4 = S 3 + µ f ⋅ Q1 + 2 2 d d S max = S 4 + 2,05 ⋅ S 4 ⋅ µ cs ⋅ t + µ l ⋅ 1 D D Fk= Smax-S1 [N]
16 ⋅ K
π
[mm]
⇒
kerekíteni, a csıátmérık szabványának megfelelıen
[N] Lánc ellenırzés, megfelelı ha: Fk
Teljesítmény szükséglet meghatározása F ⋅v [kW], ahol ηö= ηmotor · ηáttételek= 0,95·0,9 P = 1,2 ⋅ 3 10 ⋅ η ö 7
Motor és hajtómő választás (motorral egybeépített hajtómőválasztás) D ⋅ π ⋅ nt ⇒ nt= vonólánckerék fordulatszáma 60 Összes módosítás: n iö = mot nt Ezen adatok és a teljesítmény alapján katalógusból választani megfelelı meghajtóegységet (fontos: P=xxx W =xxx LE) v=
Hajtólánc méretezése: z1= (9-25 közötti páratlan szám) z2= z1· il (kerekíteni!) A maradék módosítás ellenırzése: im'=z2/z1 ⇒ az eltérés az il-tıl minimális
⇒ megfelelı!
A hajtómő kimenı tengelyének fordulatszáma: n1=nmotor/ih [1/min] P=xxx W =xxx LE Ezen adatok alapján 4. ábra segítségével választott láncosztás: p=xxx mm Osztókör átmérık: p D01 = [mm] 180 sin z1 A hajtóláncban ébredı kerületi erı: D Fl k = Fk ⋅ [N] D0 2 Kerületi sebesség (láncsebesség) D ⋅ π ⋅ nl v ker = 02 [m/s] mivel <1 60
D02 =
p 180 sin z2
[mm]
ezért η=10 (biztonsági tényezı) 5, 6, 7 alapján!
8
Fszakító= Fk· η [kN] Szakító teher a 4. ábra alapján kiválasztott láncosztású lánc esetén (MSZ 5508-83 rövidszemő görgıs lánc táblázatában keresendı meg ez a láncosztás, és ehhez rendelhetı a típus ) xxxsoros lánc esetén: összehasonlítani ezt a két értéket p= [mm] láncosztás b1= [mm] belsı szélesség d1= [mm] görgı átmérı d2= [mm] csap átmérı b4= [mm] háromsoros lánc csaphossza b7 = [mm] csapnyúlvány hossza h= [mm] belsı hevederszélesség A= [cm2] egysoros lánc csuklófelülete Megengedett csapnyomásra ellenırzés: [N/cm2] pmeg=ξdin· k1· k2· k3· pa ξdin= 7. ábra k1, k2, k3=9. ábra pa= 8. ábra [N/cm2] F p cs = k [N/cm2] ⇒ eldönteni hogy hány soros lánc kell! A Lánckerék ellenırzés Hertz feszültségre: Görgı: A60 HB1=1670 MPa Fogfelszín: C15K HB2=1400 MPa 2 ⋅ H B1 ⋅ H B 2 HB = [MPa] H B1 + H B 2 Ek=2,1· 105 MPa mivel mindkét anyag rugalmassági modulusa: 2,1· 105 Mpa 2 ⋅ r1 ⋅ r2 ρk = [mm] r1 + r2 ahol: r1= d1/2 (görgı sugara) r2= (rimin+rimax)/2 (fogárok sugara) F ⋅E σ H = 0,35 ⋅ max K [MPa] 2 ⋅ b ⋅ ρk ahol: b=n· 0,93· b1 (n=sorok száma; b1= lánc belsı szélessége) Feltétel: σH≤0,35· HB Ha nem teljesül, akkor többsoros láncot kell választani! (Itt figyelni, hisz b=n· 0,93· b1 ahol sorok száma növekszik) 9
A végleges lánc típusa: xxx jelő xxxsoros rövidszemő görgıs lánc Tengelytávolság és a szükséges lánctagok száménak meghatározása a= (30~60) · p
(tengelytávolság)
amin=
2 ⋅ a z1 + z 2 p ( z 2 − z1 ) 2 Lánctagok száma: u = + + + p a 2 2 ⋅π
z 2 + z1
π
⋅p
A lánckerék geometriájának meghatározása: MSZ 5508 szerint mindkét lánckerék geometriai adata kiszámolandó! D1 lánckerékre: láncosztás: p= fogszám: z1= lánc görgıjének átmérıje: d1= lábkörátmérı: df= fejkörátmérı: damin= damax= osztókör- és vállátmérı különbsége: f= vállátmérı: dg= foglekerekítés sugara: rf= foglekerekítés nagysága: ba= lánc belsı szélessége: b1= fogszélesség : bf1= láncsorosztás: pt= fogkoszorú szélesség: bf3= legkisebb fogárokhoz tartozó foglábsugár: rimin= fogfejsugár: remin= fogárokszög: αmin= legnagyobb fogárokhoz tartozó foglábsugár: rimax= fogfejsugár: remax= fogárokszög: αmax= D2 lánckerékre szintén kiszámolandó! 10
Feszítıorsó méretezése: Egy feszítıorsóra ható erı meghatározása: F= (F2+F3)/2 orsó hasznos hossza: l= [mm] (fel kell venni) anyaga: pl.: A60; (ReH=300 MPa); bizt tényezı: n=1,7· 1,1· 1,2· 1,3· 1,2= 3,5 σmeg=ReH/n [MPa] 4⋅ F ⇒ d1 = [mm] σ meg = 2 d1 ⋅ π A számított magátmérıbıl választott trapézmenet: (MSZ 207/2-76) A d1 magármérıbıl számítandó a σvalós Csavaróigénybevételre ellenırzés: τmeg=σmeg/2 [MPa] M1=F· r2· tg(α+ρ') [Nmm] ahol r2= d2/2 [mm] tgα=h/(d2· π) ⇒ α [°]í tgρ'=µ/(cos(b/2)) ⇒ ρ'= [°] ha α< ρ' ⇒ a menet önzáró, tehát megfelel!
τ=
16 ⋅ M 1
[MPa] ha ez < τmeg ⇒ megfelel csavarásra!
3
d1 ⋅ π Összetett igénybevételre ellenırzés: 2
σred= σ valós + 4 ⋅ τ 2
[MPa] ha ez < σmeg ⇒ megfelel!
Az anya menetszámának meghatározása: pmeg= 8,5 MPa (öntöttvas anya és acél orsó esetén) 4⋅ F z= [menet] 2 π ⋅ (d − d1 2 ) ⋅ p meg Anya magassága: m= z· (h/i) [mm] A gömb felülető orsóvég sugarának meghatározása: σHmeg= 6000 MPa F Rmin = E ⋅ 0,388 ⋅ ⇒ R [mm] 3
σH
Kihajlásra való ellenırzés
11
12
A hajtó tengely méretezése: (méretezéshez alapjai: Gépelemek jegyzet) A tengelyméretezés során hajlítónyomaték és a csavarónyomaték is mértékadó! A vonólánckerék súlya: Gkv=(D2· π/4)· b· ρ· g· c; ahol c= 0,6 küllıs tárcsára vonatkozik! A hajtólánckerék súlya: Gkh=(D2· π/4)· b· ρ· g· c; ahol C= 0,8 kikönnyített tárcsára vonatkozik! A tengely súlya: Gt=(d't2· π/4)· l· ρ· g Önsúly középen:Gö= Gkv· Gt= 72,24+ 73,61= 145,85 N Húzóerı a vonóláncnál: Fhv=F1+F4 Húzóerı a hajtóláncnál: Fhh=Fk · 2 A függıleges síkban a hajlítónyomaték meghatározása Vizszintes síkban a hajlítónyomaték meghatározása Az x és y sík redukálása egy síkba: Mh =
2
M hx + M hy
2
[Nm]
Meg kell határozni, hogy hol a legnagyobb hajlítónyomaték és a további számításnál azt kell figyelembe venni! A csavarónyomaték: Mcs= 60· P/ϖ=60· P /(2· π· n)
[Nm]
A méretezés szempontjából mértékadó nyomaték: 2
2
Mred= M h max + M cs [Nm] Tengely anyaga: A60; ReH= 300 MPa; n (mint a feladat elején) σmeg=ReH/n [MPa] 32 ⋅ M red d =3 [mm] ⇒ ( figyelembe véve az reteszhorony gyengítı hatását felfele kerekítés akár egyel nagyobb szabványos átmérıre!): σ meg ⋅ π
Figyelembe véve az új tengelyátmérıt az alátámasztásokban ébredı reakcióeröket ki kell számolni: A tengely súlya új átmérıre újból számolandó Gt=(d't2· π/4)· l· ρ· g Önsúly középen:Gö= Gkv· Gt= 72,24+ 181,79= 254,03 N Ax; Bx; Ay; By kiszámítása 13
A reakcióerık: A=
2
2
[N]
2
2
[N]
Ax + Ay
B = Bx + B y
A feszítımőves tengely méretezése: A tengelyméretezés során hajlítónyomaték a mértékadó. Mint az elızı esetben de figyelni az egyes erıkre!! (Húzóerı: Fh=F3+F2)Eredıerı:
14
Csapágyválasztás: Élettartam: Lh=12000 üzemóra Élettartam millió körülfordulásban: L= (60· n· Lh)/106 [millió fordulat] Terhelési arány golyóscsapágyra: f0 = 3 L A hajtott tengelyre: Dinamikus alapterhelés: C=f· A Választott csapágy: Szorítóhüvelyes beálló golyóscsapágy:
Pl.:1212EK-H212
A hajtó tengelyre: C=f· A=3· 2038,58= 6115,75 N C=f· B=3· 4886,30= 14658,91 N Választott csapágy: Szorítóhüvelyes beálló golyóscsapágy:
Pl.:1212EK- H212
Indoklás hogy miért Szorítóhüvelyes beálló golyóscsapágyat választunk: A két alátámasztás távolsága általában nagy, így elképzelhetı, hogy a tengely nem merıleges a csapágy hatásvonalára (a megengedett szögeltérés: 2-3°), ez egysorú mélyhornyú golyóscsapágynál rendellenes mőködést eredményezne, ezért beálló golyóscsapágy alkalmazandó!
15
Kilökıszerkezetek:
16
Kaparószalagos berendezés Mőszaki adatok: Szállított anyag fajtája: Szállított anyag sőrősége: Szállított anyag mennyisége: Kaparószalag hossza: Kaparószalag sebessége: Kitöltési tényezı:
kg/m3 m3/h mm m/s %
A kaparóelemek mozgatása egy lánccal történik. A berendezés összevont súrlódási együtthatója: µö=
17
nt v
Hajtott vonólánckerék
Vonólánc
Hajtó vonólánckerék
Teng. kapcs. Hajtómő 2. jelő hajtólánckerék Hajtólánc
Motor 1. jelő hajtólánckerék
Hajtómő motorral
Kaparóelem formák
18
A kaparóelem méretének meghatározása: A b (szélességi) méret meghatározása a szállított mennyiség alapján: Q= 3600· A· v· ϕ Q A= 3600 ⋅ ϕ ⋅ v b= 200-1200 mm A = b· h ⇒ h = A/b; elıírt határ: h = (0,25-0,4)· b l = (3-6) · h ami - mint a késıbbiekben látjuk- a p-nek egész számú többszöröse kell hogy legyen. Terhelés meghatározása Elızetes terhelés meghatározás: Q⋅t ⋅ g Anyagteher: Q1e= ⋅ ρ anyag [N] 3600 L [s] (beömlınyílástól a kiömlınyílásig megtett útra fordított idı) ahol: t = v Szerelvényterhelés Q2e = Q2e’+Q2e’’ [N] Lánc súly: Q2’=(D·π+2·L)·q1 [N] (Ez csak az vonólánc kiválasztás után lehetséges) Kaparóelem súly: Q2’’=ne·q2’ [N] q2’= 50-70 [N] ( D ⋅ π + 2 ⋅ L) [db] egészre kerekíteni! (De= 0,4 m vonólánckerék) ne = e l Fke’=µö·(Q1+Q2e’’) [N] A kapott Fk’ érték alapján választhatunk egy elızetes láncot! Hevederes vonólánc választása: MSZ 5515 Lehatıleg a láncosztás p= 80-200 mm értékek közé essen! Láncosztás: xx mm Láncjel: M xx Fsz= xx kN Tömeg: q1= xx kg/m Vonólánckerék osztókör átmérıjének meghatározása: p ahol z = (táblázatból) D= 180 sin z (400 mm körüli értéket kell kapni, úgy kell a „z” értékét felvenni) 19
Pontos lánchossz meghatározása: L'lánc=2· L+D· π (kerekíteni hogy p-nek egész számú többszöröse legyen) ⇒ Llánc=xxx mm A kaparószalag valós hossza (tengelytávolság): (L'lánc − D·π ) L’ = 2 Ezen a számítást követıen újból meg kell határozni a Q1, és a Q2 immáron valós értékét, hisz a lánc és a lánckerék adatait már ismerjük. Q⋅t ⋅ g Anyagteher: Q1= ⋅ ρ anyag [N] 3600 L' ahol: t = [s] (beömlınyílástól a kiömlınyílásig megtett útra fordított idı) v Szerelvényterhelés Q2 = Q2’+Q2’’ [N] Lánc súly: Q2’=(D·π+2·L)·q1 [N] Kaparóelem súly: Q2’’=n·q2’ [N] q2’= 50-70 N; ( D ⋅ π + 2 ⋅ L' ) n= l ’ Fk =µö·(Q1+Q2)
[db] egészre kerekíteni!
Ezen értéket összehasonlítjuk a vonólánc szakítóterhelési értékével. Megfelelı ha: Fk’· 4 < Fsz Ha nem megfelelı, akkor új, eggyel nagyobb mérető lánc választása (a „p” érték az nem változik!) Elızetes tengelyátmérı számítás Fk’=µö·(Q1+Q2) P= Fk· v Anyag: A60 n= 1,4· 1,1· 1,35·1,3· 1,2= 3,24 (csak példa értékek!!) ReH=300 Mpa σmeg=300/3,24=92,5 MPa τcs= σmeg /2=81,4/2= 46,25 MPa ϖ=v/(D/2) [1/min] M=P/ϖ [Nm] K= M/ τcs [mm3]
dt ' = 3
16 ⋅ K
π
[mm]
⇒
kerekíteni, a csıátmérık szabványának megfelelıen 20
Az egyes láncszakaszokban ébredı erık meghatározása:
Hajtott vonólánckerék Hajtó vonólánckerék
v
S1=1000 N-ra felvehetı (Elıfeszítı erı) Q S 2 = S1 + µ f ⋅ 2 [N] 2 ahol µf= fém-fém súrlódási tényezı (0,15) d d S 3 = S 2 + 2,05 ⋅ S 2 ⋅ µ cs ⋅ t + µ l ⋅ 1 [N] D D ahol: µcs= 0,15-0,25 (csapágy súrlódási tényezı) µl= 0,35-0,45 (lánccsuklóknál fellépı súrlódási tényezı) d1= [mm] (lánccsukló átmérıje) D= [mm] (vonólánckerekek átmérıje) dt= tengelyátmérı Elızetes tengelyátmérı számítás Fk=µö·(Q1+Q2) P= Fk· v Anyag: A60 n= 1,4· 1,1· 1,35·1,3· 1,2= 3,24 (csak példa értékek!!) 21
ReH=300 Mpa σmeg=300/3,24=92,5 MPa τcs= σmeg /2=81,4/2= 46,25 MPa ϖ=v/(D/2) [1/min] M=P/ϖ [Nm] [mm3] K= M/ τcs
dt ' = 3
16 ⋅ K
π
[mm]
Q e S 4 = S 3 + µ f ⋅ 2 + µ fa ⋅ Q1 + µ fa ⋅ Q1 ⋅ l 2
⇒
kerekíteni, a csıátmérık szabványának megfelelıen
2 [N]; ahol: e= ⋅ h [m] (a szállított anyag külpontossága) 3 µfa= fa-acél súrlódási tényezı (0,40)
µ ⋅d ' µ ⋅d Smax= S 4 + 2,05 ⋅ S 4 ⋅ cs cs + t t D D Fk= Smax-S1 Lánc ellenırzés, megfelelı ha: Fk
im'=z2/z1
⇒ az eltérés az il-tıl minimális
⇒ megfelelı!
A hajtómő kimenı tengelyének fordulatszáma: n1=nmotor/ih [1/min] P=xxx W =xxx LE Ezen adatok alapján 4. ábra segítségével választott láncosztás: p=xxx mm Osztókör átmérık: p D01 = [mm] 180 sin z1 A hajtóláncban ébredı kerületi erı: D Fl k = Fk ⋅ [N] D0 2 Kerületi sebesség (láncsebesség) D ⋅ π ⋅ nl v ker = 02 [m/s] mivel <1 60
D02 =
p 180 sin z2
[mm]
ezért η=10 (biztonsági tényezı) 5, 6, 7 alapján!
Fszakító= Fk· η [kN] Szakító teher a 4. ábra alapján kiválasztott láncosztású lánc esetén (MSZ 5508-83 rövidszemő görgıs lánc táblázatában keresendı meg ez a láncosztás, és ehhez rendelhetı a típus ) xxxsoros lánc esetén: összehasonlítani ezt a két értéket p= [mm] láncosztás b1= [mm] belsı szélesség [mm] görgı átmérı d1= d2= [mm] csap átmérı b4= [mm] háromsoros lánc csaphossza b7 = [mm] csapnyúlvány hossza h= [mm] belsı hevederszélesség egysoros lánc csuklófelülete A= [cm2] Megengedett csapnyomásra ellenırzés: pmeg=ξdin· k1· k2· k3· pa [N/cm2] k1, k2, k3=9. ábra pa= 8. ábra [N/cm2] ξdin= 7. ábra F p cs = k [N/cm2] ⇒ eldönteni hogy hány soros lánc kell! A 23
Lánckerék ellenırzés Hertz feszültségre: Görgı: A60 HB1=1670 MPa Fogfelszín: C15K HB2=1400 MPa 2 ⋅ H B1 ⋅ H B 2 HB = [MPa] H B1 + H B 2 Ek=2,1· 105 MPa mivel mindkét anyag rugalmassági modulusa: 2,1· 105 Mpa 2 ⋅ r1 ⋅ r2 ρk = [mm] r1 + r2 ahol: r1= d1/2 (görgı sugara) (fogárok sugara) r2= (rimin+rimax)/2 F ⋅E σ H = 0,35 ⋅ max K [MPa] 2 ⋅ b ⋅ ρk ahol: b=n· 0,93· b1 (n=sorok száma; b1= lánc belsı szélessége) Feltétel: σH≤0,35· HB Ha nem teljesül, akkor többsoros láncot kell választani! (Itt figyelni, hisz b=n· 0,93· b1 ahol sorok száma növekszik) A végleges lánc típusa: xxx jelő xxxsoros rövidszemő görgıs lánc Tengelytávolság és a szükséges lánctagok száménak meghatározása a= (30~60) · p Lánctagok száma: u =
(tengelytávolság)
amin=
2 ⋅ a z 1 + z 2 p ( z 2 − z1 ) 2 + + + p 2 a 2 ⋅π
z 2 + z1
π
⋅p
24
A lánckerék geometriájának meghatározása: MSZ 5508 szerint mindkét lánckerék geometriai adata kiszámolandó! D1 lánckerékre: láncosztás: p= fogszám: z1= lánc görgıjének átmérıje: d1= lábkörátmérı: df= fejkörátmérı: damin= damax= osztókör- és vállátmérı különbsége: f= vállátmérı: dg= foglekerekítés sugara: rf= foglekerekítés nagysága: ba= lánc belsı szélessége: b1= fogszélesség : bf1= láncsorosztás: pt= fogkoszorú szélesség: bf3= legkisebb fogárokhoz tartozó foglábsugár: rimin= fogfejsugár: remin= fogárokszög: αmin= legnagyobb fogárokhoz tartozó foglábsugár: rimax= fogfejsugár: remax= fogárokszög: αmax= D2 lánckerékre szintén kiszámolandó!
25
Feszítıorsó méretezése: Egy feszítıorsóra ható erı meghatározása: F= (F2+F3)/2 orsó hasznos hossza: l= [mm] (fel kell venni) anyaga: pl.: A60; (ReH=300 MPa); bizt tényezı: n=1,7· 1,1· 1,2· 1,3· 1,2= 3,5 σmeg=ReH/n [MPa] 4⋅ F ⇒ d1 = [mm] σ meg = 2 d1 ⋅ π A számított magátmérıbıl választott trapézmenet: (MSZ 207/2-76) A d1 magátmérıbıl számítandó a σvalós Csavaróigénybevételre ellenırzés: τmeg=σmeg/2 [MPa] M1=F· r2· tg(α+ρ') [Nmm] ahol r2= d2/2 [mm] tgα=h/(d2· π) ⇒ α [°]í tgρ'=µ/(cos(b/2)) ⇒ ρ'= [°] ha α< ρ' ⇒ a menet önzáró, tehát megfelel! 16 ⋅ M 1
[MPa] ha ez < τmeg ⇒ megfelel csavarásra! 3 d1 ⋅ π Összetett igénybevételre ellenırzés:
τ=
2
σred= σ valós + 4 ⋅ τ 2
[MPa] ha ez < σmeg ⇒ megfelel!
Kihajlásra való ellenırzés Az anya menetszámának meghatározása: pmeg= 8,5 MPa (öntöttvas anya és acél orsó esetén) 4⋅ F z= [menet] 2 π ⋅ (d − d1 2 ) ⋅ p meg Anya magassága: m= z· (h/i) [mm] A gömb felülető orsóvég sugarának meghatározása: σHmeg= 6000 MPa 26
Rmin = E ⋅ 0,388 ⋅
F
σH3
⇒ R [mm]
27
A hajtó tengely méretezése: (méretezéshez alapjai: Gépelemek jegyzet) A tengelyméretezés során hajlítónyomaték és a csavarónyomaték is mértékadó! A vonólánckerék súlya: Gkv=(D2· π/4)· b· ρ· g· c; ahol c= 0,6 küllıs tárcsára vonatkozik! A hajtólánckerék súlya: Gkh=(D2· π/4)· b· ρ· g· c; ahol C= 0,8 kikönnyített tárcsára vonatkozik! A tengely súlya: Gt=(d't2· π/4)· l· ρ· g Önsúly középen:Gö= Gkv· Gt= 72,24+ 73,61= 145,85 N Húzóerı a vonóláncnál: Fhv=F1+F4 Húzóerı a hajtóláncnál: Fhh=Fk · 2 A függıleges síkban a hajlítónyomaték meghatározása Vizszintes síkban a hajlítónyomaték meghatározása Az x és y sík redukálása egy síkba: Mh =
2
M hx + M hy
2
[Nm]
Meg kell határozni, hogy hol a legnagyobb hajlítónyomaték és a további számításnál azt kell figyelembe venni! A csavarónyomaték: Mcs= 60· P/ϖ=60· P /(2· π· n)
[Nm]
A méretezés szempontjából mértékadó nyomaték: 2
2
Mred= M h max + M cs [Nm] Tengely anyaga: A60; ReH= 300 MPa; n (mint a feladat elején) σmeg=ReH/n [MPa] 32 ⋅ M red d =3 [mm] ⇒ ( figyelembe véve az reteszhorony gyengítı hatását felfele kerekítés akár egyel nagyobb szabványos átmérıre!): σ meg ⋅ π
Figyelembe véve az új tengelyátmérıt az alátámasztásokban ébredı reakcióeröket ki kell számolni: A tengely súlya új átmérıre újból számolandó Gt=(d't2· π/4)· l· ρ· g Önsúly középen:Gö= Gkv· Gt= 72,24+ 181,79= 254,03 N Ax; Bx; Ay; By kiszámítása 28
A reakcióerık: A=
2
2
[N]
2
2
[N]
Ax + Ay
B = Bx + B y
A feszítımőves tengely méretezése: A tengelyméretezés során hajlítónyomaték a mértékadó. Mint az elızı esetben de figyelni az egyes erıkre!! (Huzóerı: Fh=F3+F2)Eredıerı:
29
Csapágyválasztás: Élettartam: Lh=12000 üzemóra Élettartam millió körülfordulásban: L= (60· n· Lh)/106 [millió fordulat] Terhelési arány golyóscsapágyra: f0 = 3 L A hajtott tengelyre: Dinamikus alapterhelés: C=f· A Választott csapágy: Szorítóhüvelyes beálló golyóscsapágy:
Pl.:1212EK-H212
A hajtó tengelyre: C=f· A=3· 2038,58= 6115,75 N C=f· B=3· 4886,30= 14658,91 N Választott csapágy: Szorítóhüvelyes beálló golyóscsapágy:
Pl.:1212EK- H212
Indoklás hogy miért Szorítóhüvelyes beálló golyóscsapágyat választunk: A két alátámasztás távolsága általában nagy, így elképzelhetı, hogy a tengely nem merıleges a csapágy hatásvonalára (a megengedett szögeltérés: 2-3°), ez egysorú mélyhornyú golyóscsapágynál rendellenes mőködést eredményezne, ezért beálló golyóscsapágy alkalmazandó!
30
