FOGASSZÍJHAJTÁS KISFELADAT

Dr. Lovas László

FOGASSZÍJHAJTÁS KISFELADAT

Segédlet a

Jármű- és hajtáselemek II. tantárgyhoz

Kézirat 2012

Dr. Lovas: Fogasszíjhajtás kisfeladat

FOGASSZÍJHAJTÁS KISFELADAT

40

d1max [mm]

39

n2 [1/min]

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

n1 [1/min]

18

Üzemidő [h/nap]

17

P0 [kW]

16

Benzinmotor, 1 heng. Benzinmotor, 1 heng. Benzinmotor, 1 heng. Benzinmotor, 1 hengeres Dízel motor, 2 hengeres Dízel motor, 2 hengeres Dízel motor, 2 hengeres Dízel motor, 2 hengeres Dízel motor, 2 hengeres Dízel motor, 4 hengeres Dízel motor, 4 hengeres Dízel motor, 4 hengeres Dízel motor, 4 hengeres Dízel motor, 4 hengeres Villanymotor, normál indító nyomaték Villanymotor, normál indító nyomaték Villanymotor, normál indító nyomaték Villanymotor, normál indító nyomaték Villanymotor, kis indító nyomaték Villanymotor, kis indító nyomaték Villanymotor, kis indító nyomaték Villanymotor, kis indító nyomaték Villanymotor, kis indító nyomaték Benzinmotor, 1 heng. Benzinmotor, 1 heng. Benzinmotor, 1 heng. Benzinmotor, 1 hengeres Dízel motor, 2 hengeres Dízel motor, 2 hengeres Dízel motor, 2 hengeres Dízel motor, 2 hengeres Dízel motor, 2 hengeres Dízel motor, 4 hengeres Dízel motor, 4 hengeres Dízel motor, 4 hengeres Dízel motor, 4 hengeres Dízel motor, 4 hengeres Villanymotor, normál indító nyomaték Villanymotor, normál indító nyomaték Villanymotor, normál indító nyomaték

Hajtott gép

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Hajtó gép

Szám

1. Adatválaszték

Generátor Centrifugál szivattyú Axiál ventilátor Dugattyús kompresszor Generátor Centrifugál szivattyú Axiál ventilátor Dugattyús kompresszor Csavar-kompresszor Csavar-kompresszor Generátor Centrifugál szivattyú Axiál ventilátor Dugattyús kompresszor Centrifugál szivattyú

2,5 2,5 2,5 2,5 15 15 15 15 15 15 20 20 15 20 5

8 8 8 8 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 6

3400 3400 3400 3400 2000 2000 2000 2000 2000 1200 1200 1200 1200 1200 1400

1440 1000 1100 1500 1440 1100 1100 1500 2500 2200 1440 1800 2000 1500 600

60 60 60 60 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 60

Axiál ventilátor

5

6

1400

800

60

Dugattyús kompresszor

5

6

1400

1200

60

Csavar-kompresszor

5

6

1400

2500

60

Légelszívó Centrifugál szivattyú Axiál ventilátor Dugattyús kompresszor Csavar-kompresszor Generátor Centrifugál szivattyú Axiál ventilátor Dugattyús kompresszor Generátor Centrifugál szivattyú Axiál ventilátor Dugattyús kompresszor Csavar-kompresszor Csavar-kompresszor Generátor Centrifugál szivattyú Axiál ventilátor Dugattyús kompresszor Centrifugál szivattyú

30 30 30 30 30 2 2 2 2 12 12 12 12 12 12 16 16 12 16 4

24 24 24 24 24 8 8 8 8 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 6

2800 2800 2800 2800 2800 3400 3400 3400 3400 2000 2000 2000 2000 2000 1200 1200 1200 1200 1200 1400

3000 1500 1600 2000 2500 1440 1000 1100 1500 1440 1100 1100 1500 2500 2200 1440 1800 2000 1500 600

100 100 100 100 100 60 60 60 60 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 60

Axiál ventilátor

4

6

1400

800

60

Dugattyús kompresszor

4

6

1400

1200

60

1/21


2. A fogasszíjhajtás kisfeladat eredményei Név:…………………………………..

Neptun kód:……………….

Eredmények táblázata A feladat sorszáma Nyomatékátviteli tényező Üzemidő tényező Terhelési tényező Átviendő teljesítmény [kW] A hajtás áttétele Hajtó szíjtárcsa fogszáma Hajtott szíjtárcsa fogszáma Az áttétel hibája [%] A választott szíjprofil A szíj osztása [mm] Egy fogcentiméteren átvihető teljesítmény [W/cm] A szíj hossza [mm] Szíjsebesség [m/s] Számított tengelytáv [mm] Átfogási szög a kis szíjtárcsán [°] Szíjszélesség [mm] Szíjfeszítő erő [N] Statikus szíjerő [N]

2/21


3. Táblázatok a számításhoz

1. Táblázat

AT5 szíjprofil tárcsa fogszámai

2. Táblázat

AT10 szíjprofil tárcsa fogszámai

3/21


3. Táblázat

AT5 szíjhosszok

4. Táblázat

4/21

AT10 szíjhosszok


5. Táblázat

AT5 szíjteljesítmény

5/21


6. Táblázat


6/21


7. Táblázat

AT5 szíjteljesítény

7/21


8. Táblázat


8/21


9. Táblázat


9/21


10. Táblázat


10/21


11. Táblázat


11/21


12. Táblázat


12/21


FOGASSZÍJHAJTÁS MINTAFELADAT

Az alábbiakban ismertetjük a BME Járműelemek és Hajtások Tanszék Jármű-és Hajtáselemek II. tantárgy Fogasszíjhajtás kisfeladatának megoldási menetét.

1. Kiindulási adatok A kiindulási adatokat az 1. Táblázat tartalmazza: Hajtó gép Hajtott gép Teljesítmény P0 [kW] Üzemidő [h/nap] Hajtó fordulatszám n1 [1/min] Hajtott fordulatszám n2 [1/min] Hajtó szíjtárcsa osztókör legnagyobb átmérője d1max [mm] 1. Táblázat

Négyhengeres belsőégésű motor Dugattyús kompresszor 20 12 3000 1500 100

Kiindulási adatok

2. Az áttétel számítása A kiindulási adatok alapján a hajtás áttétele az alábbi képlettel számítható: i

n2 1500 1   n1 3000 2

Az áttétel egynél kisebb, tehát a hajtás lassító. Mivel a teljesítmény mindkét tengelyen azonos, a hajtott tengelyre jutó nyomaték nagyobb lesz, mint a hajtó tengelyen levő nyomaték. Az áttételhez hasonló módon definiálható a nyomatékmódosítás: k

M 2 n1 1   2 M 1 n2 i

3. A hajtás teljesítményének kiszámítása A kiindulási adatok alapján a 2. Táblázatból kiválasztható a hajtó gép típusa.

13/21


Hajtó gép típusa A B C

Hajtó gép jellege Villanymotor alacsony indítónyomatékkal (legfeljebb 1,5 * névleges nyomaték), víz- és gőzturbinák, legalább 8 hengeres belsőégésű motor Villanymotor átlagos indítónyomatékkal (1,5-2,5 * névleges nyomaték), 46 hengeres belsőégésű motor Villanymotor magas indító és fékező nyomatékkal (2,5 * névleges nyomaték felett), legfeljebb 4 hengeres belsőégésű motor 2. Táblázat

Hajtó gépek típusai

A hajtó gép típusa tehát B. A 2. Táblázatból megállapítható a hajtott gép terhelési tényezője. Hajtott gép Irodai gépek Írógépek Számítógépek, nyomtatók Távnyomtatók, fénymásolók Filmvetítők, fényképező gépek Háztartási gépek Centrifugák Konyhai gépek, szeletelő gépek Varrógépek Háztartási varrógépek Ipari varrógépek Mosodai gépek Szárítógépek Mosógépek Sütőipari gépek, tésztakeverő gépek Szállítószalagok Kis terhelésű szíjas szállítószalagok Érc-, szén- és homokszállító szalagok Nagy terhelésű szállítószalagok Emelőgépek, csavarorsós szállítógépek Kanalas emelőgépek Keverőgépek Folyadékkeverők Félig folyós anyagot keverők Szerszámgépek Esztergák Fúrók, köszörűk Marók, síkköszörűk Faipari gépek Esztergák és szalagfűrészek Marók, tárcsafűrészek Fűrészmalmi gépek Téglaipari gépek

14/21

Hajtó gép típusa A B

C

1,0 1,1 1,1 1,0

1,1 1,2 1,2 1,1

1,2 1,3 1,3 1,2

1,0 1,1

1,1 1,2

1,2 1,3

1,1 1,2

1,2 1,3

1,3 1,4

1,2 1,4 1,2

1,4 1,6 1,4

1,6 1,8 1,6

1,1 1,2 1,4 1,4 1,4

1,2 1,4 1,6 1,6 1,6

1,3 1,6 1,8 1,8 1,8

1,2 1,3

1,4 1,5

1,6 1,7

1,2 1,3 1,3

1,4 1,5 1,5

1,6 1,7 1,7

1,2 1,2 1,4

1,3 1,4 1,6

1,5 1,6 1,8

Dr. Lovas: Fogasszíjhajtás kisfeladat Keverők Agyagmalmok Textilipari gépek Orsózó és nyüstölő gépek Fonó és sodrógépek Papíripari gépek Rázók, kalanderek, szárítók Szivattyúk, ütőgépek, zúzógépek Nyomdaipari gépek Linotype gépek, vágók, összeállító gépek Rotációs prések Rosták Dobrosták Rezgő rosták Fúvók, ventilátorok Szellőzők, radiális fúvók Bányaventilátorok, axiális fúvók Kompresszorok Csavarkompresszorok Dugattyús kompresszorok Szivattyúk Centrifugál és fogaskerék szivattyúk Alternáló mozgású szivattyúk Generátorok és gerjesztőgépek Felvonók és daruk Centrifugák Gumiipari gépek Malmok Kalapácsos malmok Golyós, görgős és sóderes malmok 3. Táblázat

1,4 1,6

1,6 1,8

1,8 2,0

1,2 1,3

1,4 1,5

1,6 1,7

1,2 1,4

1,4 1,6

1,6 1,8

1,2 1,3

1,4 1,5

1,6 1,7

1,2 1,3

1,4 1,5

1,6 1,7

1,4 1,6

1,6 1,8

1,8 2,0

1,4 1,6

1,5 1,8

1,6 2,0

1,2 1,7 1,4 1,4 1,5 1,5

1,4 1,9 1,6 1,6 1,7 1,7

1,6 2,1 1,8 1,8 1,9 1,9

1,5 1,7

1,7 1,9

1,9 2,1

Terhelési tényezők

A 3. Táblázat alapján a hajtás terhelési tényezője: c3 = 1,8. A következő táblázatból megállapítható a hajtás üzemidő tényezője. Üzemidő 8 – 10 h 10 – 16 h 16 – 24 h Szakaszos üzem Időszakos működés

Üzemidő tényező c2 +0,1 +0,2 - 0,1 - 0,1 4. Táblázat

Üzemidő tényezők

A 4. Táblázat alapján a hajtás üzemidő tényezője: c2 = 0,1. Az 5. Táblázatból megállapítható a hajtás nyomatékmódosítási tényezője.

15/21

Dr. Lovas: Fogasszíjhajtás kisfeladat Nyomatékmódosítás 1,00 – 1,24 1,25 – 1,74 1,75 – 2,49 2,50 – 3,49 3,50 felett

Nyomatékmódosítási tényező c1 0,1 0,2 0,3 0,4 5. Táblázat

Nyomatékmódosítási tényezők

Az 5. Táblázat alapján a nyomatékmódosítási tényező: c1 = 0,2. A fentiek alapján a hajtás összegzett üzemtényezője: c0 = c1 + c2 + c3 = 0,2 + 0,1 + 1,8 = 2,1 A teljesítmény, amire a hajtást méretezni kell: P = c0 · P0 = 2,1 ·20000 = 42000 W

4. A szíjprofil kiválasztása A számított teljesítmény átviteléhez a 6. Táblázatból válasszunk szíjprofilt: Szíjprofil

Osztás t [mm]

Legnagyobb átvihető teljesítmény Pmax [kW]

AT5 AT10

5 10

8 70 6. Táblázat

Legnagyobb szíjsebesség vmax [m/s] 75 60

Legkisebb tárcsa osztókör átmérő dmin [mm] 18,25 45,9

Szíjprofilok adatai

Mivel P > 8 kW, az AT 10 szíjprofilt választottuk. A hajtó szíjtárcsa fogszámát az alábbi képlet adja meg: zl 

d l   100     31,41  31 t 10

A hajtott szíjtárcsa fogszáma: z2 = k · z1 = 2 · 31 = 62 Ellenőrzésképpen számítsuk ki a fogszámból adódó valós áttétel eltérését a névlegestől: z 31 1 iv  1   z 2 62 2 1 1  iv  i 2 2  100  0% i   100  1 i 2

16/21

Dr. Lovas: Fogasszíjhajtás kisfeladat A számítás alapján a valós és a névleges áttétel eltérése kisebb, mint 4%, azaz a fogszámok megfelelőek. Ha az eltérés nagyobb, a fogszámokon változtatni kell. A 7. Táblázatból leellenőrizhető, milyen fogszámú tárcsákat lehet beszerezni az adott szíjprofilhoz. A szíjtárcsák fogszámának ismeretében kiszámítható a tárcsák gördülőkörének átmérője: zl  t



z2  t



d wl  d w2 





3110



62 10



 98,67mm  197,35mm

Mivel a kisebb tárcsa átmérője nagyobb, mint a megkívánt minimális átmérő, a tárcsák megfelelőek.

7. Táblázat

AT10 szíjtárcsa fogszámok

17/21


5. A szíjsebesség ellenőrzése A szíjsebesség: v

t  z1  n1 10  31 3000 m   15,5 3 3 s 60 10 60 10

A sebesség kisebb, mint a megengedett legnagyobb szíjsebesség, tehát a hajtás megfelelő.

6. A szíjhossz kiszámítása A hajtás tengelytávja a gépek elrendezéséből, geometriai méreteiből adódik. Előzetes számítás esetén közelítő értéknek elfogadjuk a tárcsák átmérői összegének háromnegyedét: a0 = (d1 + d1 · k) · 0,75 = (100 + 100 · 2) · 0,75 = 225 mm A szíjtárcsák közös érintője és a tárcsák tengelyeit összekötő egyenes által bezárt α szög:

  arcsin

t  z 2  z1 2  a0  

 arcsin

10  62  31 2  225  

 12,66

A szíjhossz:

  t  z1  z 2 t L0  2  a0  cos    z1  z 2   2 180 12,66 10  31  62 10 L0  2  225  cos12,66   31  62   439  465  21,8  925,8mm 2 180

A 8. Táblázatból kikereshető az ezt felülről közelítő szíj mérete:

18/21


8. Táblázat

AT10 szíj szabványos hosszúságai

A táblázat alapján L = 960 mm. Ebből visszaszámolva a valós tengelytáv: a

1 1      L   t  z1  z2    t  z1  z 2  2  cos   2 180 

1 1 12,66     960  10  31  62  10  31  62   2  cos12,66  2 180   0,512  960  465  21,8  242,28mm a

A kis szíjtárcsán a szíj átfogási szöge fokban:

  2  90     2  90 12,66  154,68

7. A szíj szélességének kiszámítása A kapcsolódó fogak száma a kis szíjtárcsán:

z m  z1 

 360

 31

154.68  13,31  13 360

19/21


Az 1 cm széles szíjprofillal átvihető teljesítményt a 9. Táblázat adja meg a hajtó tárcsa fogszáma és fordulatszáma függvényében.

9. Táblázat

Szíjteljesítmény kiválasztása

A táblázat alapján az egy fogcentiméteren átvihető teljesítmény Pcm = 471,4 W/cm. 20/21


Az átviendő teljesítményhez szükséges szíjszélesség: b

P 10 42000 10   68,53mm Pcm  z m 471,4 13

8. A feszítőerő és a statikus szíjerő kiszámítása A teljesítmény átviteléhez szükséges szíjfeszítő erő:

Ff 

60  P  sin t  n1  z1

 2 

154,68 2  2643N 0,01 3000  31

60  42000  sin

A szíjágakban ébredő statikus szíjerő: Fstat 

Ff 2  sin

 2



2643  1354 N 154,68 2  sin 2

9. A számított eredmények táblázatos formában A feladat sorszáma Nyomatékátviteli tényező Üzemidő tényező Terhelési tényező Átviendő teljesítmény [kW] A hajtás áttétele Hajtó szíjtárcsa fogszáma Hajtott szíjtárcsa fogszáma Az áttétel hibája [%] A választott szíjprofil A szíj osztása [mm] Egy fogcentiméteren átvihető teljesítmény [W/cm] A szíj hossza [mm] Szíjsebesség [m/s] Számított tengelytáv [mm] Átfogási szög a kis szíjtárcsán [°] Szíjszélesség [mm] Szíjfeszítő erő [N] Statikus szíjerő [N] 10. Táblázat

π 0,2 0,1 1,8 42 0,5 31 62 0 AT10 10 471,4 960 15,5 242,5 154,68 68,53 2643 1354

Számított eredmények

Ezzel a fogasszíjszámítás kisfeladatot megoldottuk.

21/21

FOGASSZÍJHAJTÁS KISFELADAT

Recommend Documents