Konstrukční cvičení I. – zadání
Předmět: Garant předmětu : Ročník : Školní rok : Semestr :
347502/01 Konstrukční cvičení I. doc. Ing. Jiří Havlík, Ph.D. 1.navazující , prezenční i kombinované 2016÷2017 zimní
Zadání konstrukčního cvičení. Konstrukčně zpracujte pohon řezného kotouče dle schématu obr. 1. Základní parametry řezného kotouče jsou uvedeny v tab. 1. Motor a těleso řezného kotouče zabudujte do rámu tělesa řezného kotouče s možností patkového připojení tak, aby spodní bod kotouče v místě působení síly přesahoval nejméně 100 mm pod úrovní patek. Řezný kotouč je upevněn k náboji řezného kotouče pomocí třecích kotoučů a má být umožněn jeho posuv po hřídeli řezného kotouče ±300 mm os osy mezi ložisky uložení řezného kotouče. Volte jednoduchou možnost zajištění polohování. Předpokládaná tloušťka řezného kotouče je 5 mm. Převod klínovými řemeny bude mít možnost kyvného napínání. Domky pro uložení budou vlastní výroby.
Obr. 1 – Schéma pohonu řezného kotouče
1
Konstrukční cvičení I. – zadání
Tab. 1 – Zadané parametry Zadání Řezný Řezná číslo odpor rychlost
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Fř [N] 100 150 200 250 300 100 150 200 250 300 300 350 400 450 500 300 350 400 450 500 450 500 550 600 650 450 500 550 600 650
vř [m·s-1] 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 12,0 12,0 12,0 12,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0
Průměr řezného kotouče Dř [mm] 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900
2
Konstrukční cvičení I. – zadání
Výkresová dokumentace bude obsahovat: 1.
Výrobní dokumentace, u svařovaných podsestav budou rozkresleny jednotlivé díly na samostatných výkresech
Výpočtová zpráva bude obsahovat: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
8.
9.
Výpočet potřebného krouticího momentu na řezném kotouči Výpočet otáček řezného kotouče Výpočet výkonu na řezném kotouči Výpočet výkonu elektromotoru Návrh a kontrolu řemenového převodu Výpočet přenosu krouticího momentu pomocí třecích kotoučů Statická pevnostní a deformační kontrolu hřídele řezného kotouče při záběrovém momentu (průběh posouvajících sil, ohybových momentů a krouticího momentu včetně vytipování kritických míst a zahrnutí tvarových součinitelů, průhyb hřídele) Kontrola přenosu krouticího momentu u prvků přenášejících krouticí moment (pera event. drážkové spojení, přenos z motoru perem, přenos na hřídel řezného kotouče evolventním drážkováním) Kontrola životnosti ložisek při jmenovitém momentu.
Použitá literatura: [1] [2] [1] [3] [4] [1] [5]
Dejl, Z.: Konstrukce strojů a zařízení I., MONTANEX, Ostrava, 2000 Moravec, V., Havlík, J.: Výpočty a konstrukce strojních dílů, VŠB-TU Ostrava 2005 Němček, M.: Řešené příklady z částí a mechanismů strojů, VŠB-TU Ostrava, 2008 Kříž, R.: Strojnické tabulky II.., MONTANEX, Ostrava, 1997 Fiala, J.: Strojnické tabulky III., SNTL, Praha, 1989 Přednášky a cvičení z ČaMS Firemní literatura-prospekty, www stránky atd.
3
Konstrukční cvičení I. – zadání
4
Konstrukční cvičení I. – zadání
Metodický postup programu Konstrukčně zpracujte pohon řezného kotouče dle schématu obr. 1. Fř 650 N , Řezný odpor: Řezná rychlost: Průměr řezného kotouče
vř 18 m s 1 , Dř 900 mm .
Obr. 1 – Schéma pohonu řezného kotouče
5
Konstrukční cvičení I. – zadání
1.
Výpočet Krouticího momentu
M kř Fř
Dř 0,9 650 292,5 Nm . 2 2
2.
Výpočet otáček řezného kotouče
nř
vř 18 6,37 s 1 382 min 1 . Dř 0,9
3.
Výpočet výkonu na řezném kotouči
Př 2 nř M kř 2 6,37 292,5 11707 W 11,7 kW 4.
Výpočet potřebného výkonu elektromotoru a výkon elektromotoru
ř 0,9 ,
Účinnost řemenového převodu:
Účinnost uložení hřídele v ložiskách: L 0,98 . Potřebný výkon elektromotoru
P' M
Př 11,7 13,3 . ř L 0,9 0,98
Volen elektromotor (například podle www.elektromotory.net) : Typová řada: Velikost (osová výška): Výkon: Otáčky: Počet pólů: Napěti: Krytí: Kostra: Pro teplotu okolí: Třída izolace: Pro nadmořskou výšku: Pro trvalé zatížení: Standardní nátěr:
1LG4 180 mm 15,00 kW 970 min-1 Šestipólový 400 / 690V 50Hz IP 55 Šedá litina od -20°C do + 40°C F do 1000 m S1 Odstín RAL 7030
Poměrný záběrový moment
M Mz 2,3 . M Mjm
6
Konstrukční cvičení I. – zadání
5.
Návrh řemenového převodu
Návrh podle normy ČSN 02 3111 nebo podle pokynů výrobce 6.
Konstrukční návrh uložení řezného kotouče
Navrhnout uložení řezného kotouče. Zkontrolovat přenos krouticího momentu třením. 7.
Dokončení konstrukční dokumentace
Dokončit celý konstrukční návrh sestavy. Provést kontrolní výpočty exponovaných dílů. Rozkreslit všechny detaily.
7
Konstrukční cvičení I. – zadání
8
Konstrukční cvičení I. – zadání
Zadání číslo
Řezný odpor
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Fř [N] 100 150 200 250 300 100 150 200 250 300 300 350 400 450 500 300 350 400 450 500 450 500 550 600 650 450 500 550 600 650
Řezná rychlost vř [m·s-1] 8,0 8,0 8,0 8,0 8,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 12,0 12,0 12,0 12,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 16,0 16,0 16,0 16,0 16,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0
Průměr Krouticí řezného moment kotouče Dř [mm] 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900
[Nm] 25,0 37,5 50,0 62,5 75,0 25,0 37,5 50,0 62,5 75,0 105,0 122,5 140,0 157,5 175,0 105,0 122,5 140,0 157,5 175,0 202,5 225,0 247,5 270,0 292,5 202,5 225,0 247,5 270,0 292,5
9
Otáčky
Výkon
[s-1] 5,09 5,09 5,09 5,09 5,09 6,37 6,37 6,37 6,37 6,37 5,46 5,46 5,46 5,46 6,37 6,37 6,37 6,37 6,37 6,37 5,66 5,66 5,66 5,66 5,66 6,37 6,37 6,37 6,37 6,37
[W] 800 1200 1600 2000 2400 1000 1500 2000 2500 3000 3600 4200 4800 5400 7000 4200 4900 5600 6300 7000 7200 8000 8800 9600 10400 8100 9000 9900 10800 11700
