Hidraulikus munkahenger méretezése
segédlet Készítette: Dr. Grőb Péter
2009
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet 1. Alapfogalmak A hidraulika szó a görög „hydor” szóból származik, amely magyar jelentése „víz”. Hidraulikán korábban a vízzel, mint közeggel összefüggésben álló mindennemű törvényszerűséget értették. Ma a hidraulika fogalmán erőknek és mozgásoknak folyadék segítségével történő átvitelét és irányítását értjük. Energiaátviteli közeg gyanánt tehát folyadékot használunk. Ez a folyadék legtöbb esetben ásványolaj, de lehet szintetikus folyadék vagy víz is. A hidromechanika (a folyadékok mechanikája) a következő területekre oszlik: - hidrosztatika – nyugvó folyadékok mechanikája, - hidrodinamika – áramló folyadékok mechanikája,
-
-
a mozgás teljes terhelés alatt nyugalmi állapotból kiindulva történhet, a kifejtett erő igazodik a terhelés nagyságához, alkalmas mind gyors, mind lassú, precíziós mozgásokra, nagy erők kis szerkezeti méret mellett (nagy teljesítménysűrűség).
Hátrány: - drága, - komplett hidraulikus rendszer kell, - környezetszennyezés veszélye fennáll, - tűz- és robbanásveszélyes. 2. A hidraulikus rendszer elemei A hidraulikus rendszer elemeit az 1. ábra mutatja:
Tiszta hidraulika pl. az erőátvitel a hidraulikában, tiszta hidrodinamika pl. az áramlási energia átalakulása a turbinákban vízierőműveknél. A hidraulika mellett természetesen vannak ez energiaátvitelnek további lehetőségei is, így pl.: - mechanikus úton (fogaskerék-, lánc-, szíjhajtás), - pneumatikus úton (átviteli közeg a levegő), - elektromos úton. Hidraulikus hajtás esetén tehát az erőgép és a munkagép közötti energiaközvetítés a folyadék nyomásváltozásának segítségével történik. 1. ábra. Hidraulikus rendszer felépítése
A hidraulikus hajtások sajátosságai, előnyei és hátrányai: Előny: - távolság nem gond, - kitérő tengelyek nem gond, - fokozatmentes szabályozás, - gyors, egyszerű mozgásirány változtatás, - hosszú élettartam, - egyszerű túlterhelés-védelem,
-
szivattyú/hidromotor (1), munkafolyadék, csövek, nyomásirányító (3), áramirányító, útváltó (4), zárószelepek, szűrőberendezés, munkahenger (5), tartály (2).
1
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet 3. Munkahengerek csoportosítása 3.1. Működés szerint Egyszeres működésű munkahenger Ezek a hengerek (2. ábra) csak egy irányba képesek erőt kifejteni, a visszavezetéshez külső erő (súlyerő, rugóerő stb.) szükséges.
fordítottan aránylanak a felülethez, ami lassúbb kifelé, és gyorsabb befelé mozgást jelent. Kétoldali dugattyúrúd kivezetés Az átmenő dugattyúrúd (5. ábra) révén mindkét mozgásirányban egyforma nagyok a hatásos felületek is. Ez erőkre és sebességekre nézve mindkét irányba nézve azonos értéket ad.
2. ábra. Egyszeres működésű munkahenger
5. ábra. Kétoldalú dugattyúrúd kivezetés
Kettős működésű munkahengerek Ezek a hengerek (3. ábra) mindkét irányba tudnak erőt kifejteni.
4. Hidraulikus munkahenger szerkezeti elemei és azok méretetése 4.1. Általános összefüggések
3. ábra. Kettős működésű munkahenger
3.2. Dugattyúrúd kivezetés szerint Egyoldali dugattyúrúd kivezetés A folyadéknak az A csatlakozáson történő bevezetésekor a dugattyú kifelé, a B csatlakozáson való bevezetésekor pedig kifelé halad (4. ábra).
4. ábra. Egyoldalú dugattyúrúd kivezetés
A maximális erők a mindenkori hatásos felületektől (és a nyomástól) függnek: kifelé mozgás – dugattyúfelület, befelé mozgás – gyűrűfelület, Vagyis a kifelé mozgásnál nagyobbak ez erők, mint befelé mozgásnál. Mivel a lökethossz és a megtöltendő térfogat ugyanakkora mindkét esetben, ezért azonos térfogatáram mellett a mozgási sebességek
6. ábra. Erők és sebességek a munkahengernél
Azt a helyzetet, amikor a dugattyúrúd alaphelyzetben – betolt állapotban – van, negatív helyzetnek hívjuk. A negatív erő az az erő, amikor ezt a véghelyzetet szeretnénk elérni (tehát a befelé mozgáshoz tartozó erő). A pozitív erő és véghelyzet ennek a fordítottja (6. ábra). A felületek: D 2 A [mm2], 4 ( D 2 d 2 ) A [mm2], 4 ahol D a dugattyú átmérője [mm], d a dugattyúrúd átmérője [mm]. Az erők: F p A
[N],
F p A [N], ahol p a nyomás nagysága [MPa]. 2
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet A két erő hányadosát hívjuk az ú.n. felületaránynak: F D2 2 [-], F D d2 amelynek az értéke szabványos, és a következő értékeket veheti fel: 1,06; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 2; 2,5; 5. 4.2. A dugattyúrúd Feladata a hidraulikus energia közvetítése a külvilág felé mechanikai munka formájában. Nagyságának meghatározása a felületarányból:
d
D2 D2
Az l hossz a munkahenger két rögzítési végpontja közötti távolság plusz a lökethossz, hiszen a munkahengert plusz véghelyzetben kell ellenőrizni. A kritikus feszültség meghatározása A kritikus feszültség értékét a feszültségkarcsúsági tényező diagramból (8. ábra) tudjuk származtatni.
[mm],
majd szabványos átmérőérték választása – lásd 3. Függelék. A dugattyúrudat ezt követően ellenőrizni kell kihajlásra. Akkor a legnagyobb a kihajlás veszélye, ha a munkahenger pozitív véghelyzetben van, erre kell ellenőrizni. Első lépés az inerciasugár meghatározása: I [mm], i 2 A ahol I2 a keresztmetszet kisebbik inercianyomatéka [mm4], A pedig a dugattyúrúd keresztmetszete [mm2]. Kör keresztmetszet d esetén ennek értéke: i [mm]. 4 A karcsúsági tényező ( ) kiszámítása: l 0 [-], i ahol l0 rúd kihajlási hossza (félszinuszhullám hossza) [mm]. l0 értékének meghatározása a hosszból (7.ábra):
8. ábra. Feszültség-karcsúsági tényező diagram
1. f folyáshatár
krit ReH 2. f o Tetmajer-egyenes
krit a0 a1 3. o Euler-hiperbola krit E Acélra: λf=60, λo=100, E=210 GPa 2
A Tetmajer-egyenes konstansai: Reh
krit
370-450
308-1,14λ
450-550
467-2,62λ
550-
589-3,82λ
A kritikus erő számolása: Fkrit krit A [N],
l0 2l
l0 l
l0 0,7l
l0 0,5l
ahol A a dugattyúrúd felülete [mm2], krit pedig a kritikus feszültség [MPa].
7. ábra. kihajló hosszok
3
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet A munkahenger (és a dugattyúrúd) megfelel kihajlásra, ha: Fkrit 3. F A dugattyúrúd szokásos anyagai: különféle betétben edzhető és nemesíthető acélok (lásd 9. Függelék). Felületi érdesség: általában Ra0,2-0,4, továbbá a rudat korrózióvédelem miatt keménykrómozzák. Javasolt illesztése vezetőpersely esetén: H7/f6, tömítőgyűrű esetén H8/e7. 4.3. A henger falvastagságának méretezése A minimális falvastagság meghatározása a kazánformula segítségével történik: D p [mm], smin ReH 2 p n ahol n: a biztonsági tényező, értéke 1,8 2,5 . Az így kapott értéket különféle járulékos pótlékokkal kell kiegészíteni, amelyek a következők: c1: a megengedett falvastagság-eltérés pótléka, amely értéke kb. 0,1s, valamint c2: amely a korróziós és elhasználódási pótlék. Értéke max. 1 mm, és többnyire már a névleges falvastagságra való felkerekítés tartalmazza. A különféle belső átmérőkhöz tartozó szabványos falvastagságokat a 4. Függelék tartalmazza. Anyaga: varrat nélküli acélcső – lásd 8. Függelék. Felületi érdesség: Ra0,2-0,4. Javasolt illesztés: H8/h7. 4.4. Hengerfedél A hengerfedél funkciója: a hengercső lezárása, a dugattyúrúd vezetése, az olaj hozzáill. elvezetése, a löketvégi csillapítás, a hengermegfogás. A hengerfedelek minimális falvastagságát a vakkarimákra érvényes összefüggéssel határozhatjuk meg: p hmin 0, 6 D [mm], R eH n ahol n: a biztonsági tényező, értéke 1,8 2,5 . Anyaga: acélöntvény, lásd 6. Függelék.
Felületi minőség: Ra0,4 (köszörülve). A hengerfal külső felületének javasolt illesztése a hengerfedélben: H7/h7. 4.5. Dugattyú Feladat: térelválasztás. Szélessége: ~0,7D. Anyaga: ötvözetlen szénacél, lásd 10. Függelék. Lehet osztott ill. osztatlan. 4.6. A henger és a hengerfedél csatlakoztatása Lehet: 1., átmenő csavaros (9.ábra) (ú.n. Mecman típus)
9. ábra. Átmenő csavaros csatlakozás
2. Rövid csavaros (10.és 11. ábra)
10. ábra. Rövid csavaros csatlakozás karimás megoldással
Ebben az esetben a karimának a csőhöz való rögzítését kell megoldani.
11. ábra. Rövid csavaros csatlakozás a henger megvastagításával
4
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet 3. Menetes hengercső és fedél (12. ábra)
12. ábra. Menetes hengercső és fedél csatlakozás
Ez a megoldás csak abban az esetben alkalmazható, ha a henger falvastagsága elég vastag a menet belemunkálásához. 4. Hegesztett kötés (13. ábra)
15. ábra. Dugattyúrúd csatlakoztatás csapos megoldással
4.8. A munkahenger csatlakoztatása a környezethez A munkahengert többféleképpen lehet csatlakoztatni a környezethet (16. ábra). Ez mindig a felhasználástól függ.
13. ábra. Hegesztett hengercső és fedél csatlakozás
Hátránya: nem oldható. 4.7. Dugattyúrúd csatlakoztatása a környezethez Mindig csuklós megfogással (14. és 15. ábra).
16. ábra. Munkahenger csatlakoztatása a környezethez 14. ábra. Dugattyúrúd csatlakoztatás csuklós fejjel
5
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet 4.9. A munkahengereket összekötő csavarok méretezése
Előfeszítő erő : Fv 2 F
N
Fcs R meg eH Acs n
A magátmérő tehát : d3 D
2,5 p R z eH n
scs scs sh Maximális üzemi terhelés scs Fü max Fv F scs sh Minimális üzemi terhelés scs Fü min Fv 0, 2 F scs sh ahol Fv: az előfeszítőerő [N]. FüK Fv 0, 6 F
Maximális csavarerő : Fcs 2,5 F N A feszültség : cs
A terhelések Üzemi középterhelés
MPa mm
n: a biztonsági tényező, értéke 1,8 2,5 , z pedig a csavarok száma. A csavarok anyaigai megtalálhatóak a 7. Függelékben. Magátmérő alapján szabványos csavar (M6, M8, M10, M12, M16, (M18) M20, (M22) M24, (M27) M30) választása szükséges! (Lásd 12. Függelék) Erőhatásábra (17. ábra) felvétele
17. ábra. Erőhatásábra
A megnyúlások F lcs F lh cs mm ; h mm Acs E Ah E ahol: l a hossz [mm], A a keresztmetszet [mm2], E a rugalmassági modulus [MPa]. A rugómerevségek A E N Ah E N scs cs 2 ; sh mm 2 mm lcs lh ahol: l a hossz [mm], A a keresztmetszet [mm2], E a rugalmassági modulus [MPa].
Ellenőrzés kifáradásra A csavarok (z db) magkeresztmetszete: d 2 Am z 3 [mm2] 4 A feszültségek Üzemi középfeszültség F üK üK [MPa] Am Maximális üzemi feszültség F ü max ü max [MPa] Am Minimális üzemi feszültség F ü min ü min [MPa] Am A lüktetőfeszültség amplitúdója ü min a ü max [MPa] 2 Biztonsági tényező folyáshatárra R n F = eH 1,8 n 3 ü max Biztonsági tényező kifáradásra kif nf 1,8 n 3 a 4.10. A menetes hengercső méretezése Ami kiszámítandó: a menetek száma (m). Méretezés: felületi terhelés alapján. F p pmeg [MPa] Ahm ahol pmeg a megengedett felületi nyomás [MPa], értéke acélok esetén ~0,25 ReH, Ahm pedig a menetek felülete [mm2].
6
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet A menetek felülete számítható a menet magátmérőjéből (d3) és a névleges átmérőből (dn): Ahm m d n2 d 32 [mm2] 4 A fenti összefüggésekből a szükséges menetszám számítható: F m 2 2 pmeg d n d3 4 4.11. Hegesztett kötések méretezése A hegesztett kötés méretezésén elsősorban a gyökméret nagyságának meghatározását értjük ez esetben. Fontos megjegyezni, hogy csak olyan csöveknél alkalmazható ez a módszer, ahol a cső vastagsága nagyobb, mint a gyökméret. A varratban fellépő feszültség: F F v vmeg meg Av ( D a) 2 D 2 4 A jóságtényező értéke függ a hegesztés típusától, az igénybevételtől és a hegesztő személytől. Értéke: 0,5-1,0. 4.12. Véghelyzetcsillapítás v>0,1 m/s dugattyúsebesség felett hidraulikus fékezést, tehát véghelyzetfékezést kell alkalmazni. Ennek célja a munkahenger fékezésekor fellépő nagy dinamikus erők csökkentése. Lehet: - Külső csillapítású: a löketvégek fékezését a hidraulikus körfolyam irányítóelemeibe beépített fékezőberendezéssel oldják meg, - Belső csillapítású: a löketfékezést a munkahengeren belül alakítják ki (18. és 19. ábra).
18. ábra. Fojtó-visszacsapó szelepes véghelyzetcsillapítás
1 – dugattyú, 2 – kúpos csillapító persely, 3 – hengerfenék, 4 – munkaközeg, 5 – furat, 6-7-8 – fojtószelep, 9-10 – visszacsapószelep, Löketcsillapítás változó keresztmetszetű fojtóréssel: ahogy a dugattyúra szerelt kis henger beér a fedélben kialakított nyílásba, egyre kisebb lesz a keresztmetszet, ahol a dugattyú és a fedél között lévő munkaközeg távozni tud, ezáltal egy „csillapító párnát” képez a közeg és lelassítja a dugattyú mozgását.
19. ábra. Véghelyzetcsillapítás változó keresztmetszetű fojtóréssel
7
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet 5. Tömítések A tömítések célja a különböző nyomású és különböző közeggel töltött terek elválasztása. A tömítéseket működési módjuk szerint érintkező és nem érintkező tömítésekre oszthatjuk. Munkahengereknél legtöbbször érintkező tömítéseket használunk. A csatlakozó felület relatív elmozdulása szerint megkülönböztetjük a nyugvó felületek tömítéseit (a tömítés és a vele érintkező felület között relatív elmozdulás nincs), és mozgó géprészek tömítéseit (a felületek között relatív elmozdulás van). Munkahengereknél mind nyugvó, mind mozgó tömítésekre találunk példát. Fontos! A tömítés illesztését, a beépítés pontos módját, méreteit mindig a tömítés gyártója adja meg! 5.1. A henger tömítései (20. ábra) Hengercső vs. hengerfedél (1) Beépítendő tömítés: O-gyűrű
1
3
2
4
21. ábra. A dugattyú tömítései
5.3. A dugattyúrúd tömítései (22. ábra) A szükséges tömítések: Szennylehúzó tömítés (5). Feladata hogy megakadályozza a külvilág szennyeződéseinek a munkatérbe való bejutását. Dugattyúrúd tömítés (6). A munkatér és a külvilág közötti tömítettséget biztosítja. Megvezetés (7). Hosszabb lökethosszak ( l 200 mm) esetén ide is kell megvezetést rakni.
7
6
20. ábra. Hengercső és a hengerfedél tömítése
5.2. A dugattyú tömítései (21. ábra) Dugattyú vs. dugattyúrúd (2) Beépítendő tömítés: O-gyűrű Dugattyú vs. hengercső (3) Kompakt vagy ajakos tömítések (V vagy U profilú tömítések) használata. Fontos megvizsgálni, hogy a tömítés egy vagy két irányba tud tömíteni. Egy irányba való tömítése esetén két darabot kell beépíteni.
5
22. ábra. A dugattyúrúd tömítései
Fontos beépíteni még a dugattyúba egy (nagyon hosszú lökethosszak esetén kettő) megvezetést (4), amely lehet valamilyen elasztomer vagy bronzgyűrű. Szerepe, hogy megakadályozza a dugattyú befeszülését.
8
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet Függelékek 1. Függelék – A dugattyúrúd menetei 2. Függelék – Hidraulikus munkahengerek olajcsatlakozási méretei 3. Függelék – Hidraulikus munkahengerek belső átmérőjének és dugattyúrúd átmérőjének metrikus sorozata 4. Függelék – Varratnélküli acélcsövek méretei 5. Függelék – Felületi érdességek 6. Függelék – A hengerfedél anyagai 7. Függelék – Csavarok anyagai 8. Függelék – A hengercső anyagai 9. Függelék – A dugattyúrúd anyagai 10. Függelék – Acélok egyéb gépelemekhez 11. Függelék – Bronzok 12. Függelék – Menetek Felhasznált irodalom [1] Zsáry Á.: Gépelemek I. kötet, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest (1999) [2] Tochtermann W., Bodenstein F.: Gépelemek 1. kötet, Műszaki Könyvkiadó, Budapest (1986) [3] Schmitt A.: Mit kell tudni a hidraulikáról, Rexroth GmbH, Lohr am Main (1980) [4] Artinger I., Csikós G., Krállics Gy., Németh Á., Palotás B.: Fémek és kerámiák technológiája, Műegyetemi Kiadó, Budapest (1997) [5] Hidraulikus munkahenger méretezése, Tervezési segédlet, Gépelemek Tanszék, [6] Elter P.: Szilárdságtan I. Példatár, Műegyetemi Kiadó, Budapest (2000) Jelölések A [mm2] Acs [mm2] Ah [mm2] Ahm [mm2] Am [mm2] A- [mm2] A+ [mm2] d [mm] D [mm]
a dugattyúrúd felülete, a csavarok keresztmetszete, a hengercső keresztmetszete, a menetek felülete, csavarok magkeresztmetszete, a dugattyú negatív felülete, a dugattyú pozitív felülete, a dugattyúrúd átmérője, a dugattyú/hengercső átmérője,
magátmérő, csavar névleges átmérője, rugalmassági modulus, a maximális csavarerő, a kritikus erő, az üzemi középterhelés, a maximális üzemi terhelés, a minimális üzemi terhelés, az előfeszítő erő, a munkahenger negatív ereje, a munkahenger pozitív ereje, hengerfedél minimális vastagsága, [mm] az inerciasugár, [mm4] a keresztmetszet kisebbik inercianyomatéka, [mm] a lökethossz, [mm] a csavar(ok) hossza, [mm] a henger hossza, [mm] a rúd kihajlási hossza (félszinuszhullám hossza), [db] menetek száma , [-] a biztonsági tényező, [-] biztonsági tényező folyáshatárra, [-] biztonsági tényező kifáradásra, [MPa] a nyomás, [MPa] a megengedett felületi nyomás, [MPa] folyáshatár, [N/mm2] a csavar rugómerevsége, [N/mm2] a henger rugómerevsége, [mm] minimális falvastagság, [db] a csavarok darabszáma, [-] a karcsúsági tényező [mm] a csavarok megnyúlása,
d3 [mm] dn [mm] E [MPa] Fcs [N] Fkrit [N] FüK [N] Fümax [N] Fümin [N] Fv [N] F- [N] F+ [N[ hmin [mm] i I2 l lcs lh l0 m n nF nf p pmeg ReH scs sh smin z
cs h [mm] ü max [MPa] cs [MPa] krit [MPa] a [MPa] ü min [MPa] üK [MPa] [-]
a henger megnyúlása, maximális üzemi feszültség, a csavarban ébredő feszültség, a kritikus feszültség, a lüktetőfeszültség amplitúdója, minimális üzemi feszültség, üzemi középfeszültség, felületarány,
9
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet
1. Függelék – A dugattyúrúd menetei MSZ ISO 4395:1990 alapján A menet névleges mérete M3x03,5 M4x0,5 M5x0,5 M6x0,75 M8x1 M10x1,25 M12x1,25 M14x1,5 M16x1,5 M18x1,5 M20x1,5 M22x1,5 M24x2 M27x2 M30x2 M33x2 M36x2 M42x2 M48x2 M56x2 M64x3 M72x3 M80x3 M90x3 M100x3
A menet hossza (L) rövid hosszú 6 9 8 12 10 15 12 16 12 20 14 22 16 24 18 28 22 32 25 36 28 40 30 44 32 48 36 54 40 60 45 66 50 72 56 84 63 96 75 112 85 128 85 128 95 140 106 140 112 -
10
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet
2. Függelék – Hidraulikus munkahengerek olajcsatlakozási méretei MSZ ISO 8136:1991 és ISO 6149 alapján
Belső hengerátmérő [mm] 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250
EE
legkisebb EC [mm] 6 10 12 12 16 16 20 20 25 25 32
M14x1,5 M18x1,5 M22x1,5 M22x1,5 M27x2 M27x2 M33x2 M33x2 M42x2 M42x2 M50x2
Függelék 3. - Hidraulikus munkahengerek belső átmérőjének és dugattyúrúd átmérőjének metrikus sorozata MSZ ISO 3320 alapján
Hengerátmérő (AL) 8 10 12 16 80 (90) 100 (110) 250 (280) 320 (360) Dugattyúrúd átmérő (MM) 4 5 6 8 22 25 28 32 70 80 90 100 220 250 280 320
20 125 400
25 (140) (450)
10 36 110 360
12 40 125
Méretek mm-ben 32 40 50 63 160 (180) 200 (220) 500 Méretek mm-ben 14 16 18 20 45 50 56 63 140 160 180 200
11
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet
4. Függelék - Varratnélküli acélcsövek méretei Külső 2,0 2,3 2,6 2,9 3,2 3,6 4,0 4,5 5,0 5,6 6,3 7,1 8,0 8,8 10,0 átmérő 19,0 + + + + + + + + + 20,0 + + + + + + + + + 21,3 + + + + + + + + + + 25,0 + + + + + + + + + + + + + 25,4 + + + + + + + + + + + 26,9 + + + + + + + + + + + 30,0 + + + + + + + + + + + + 31,8 + + + + + + + + + + + + 33,7 + + + + + + + + + + + + + 35,6 + + + + + + + + + + + + 38,0 + + + + + + + + + + + + + 42,4 + + + + + + + + + + + + + 44,5 + + + + + + + + + + + + + 48,3 + + + + + + + + + + + + + 51,0 + + + + + + + + + + + + + 54,0 + + + + + + + + + + + + + 57,0 + + + + + + + + + + + + 60,3 + + + + + + + + + + + + 63,5 + + + + + + + + + + + + 70,0 + + + + + + + + + + + + 73,0 + + + + + + + + + + + + 76,1 + + + + + + + + + + + + 82,5 + + + + + + + + + + 88,9 + + + + + + + + + + 95,0 + + + + + + + + + + 101,6 + + + + + + + + + + 108,0 + + + + + + + + + + 114,3 + + + + + + + + + + 121,0 + + + + + + + + + 127,0 + + + + + + + + + 133,0 + + + + + + + + + 139,7 + + + + + + + + + 146,0 + + + + + + + + 152,4 + + + + + + + + 159,0 + + + + + + + + 165,1 + + + + + + + + 168,3 + + + + + + + + 171,0 + + + + + + + 177,8 + + + + + + + 191,0 + + + + + + 193,7 + + + + + + 203,0 + + + + + + 219,1 + + + + + 229,0 + + + + + 241,0 + + + + + 244,5 + + + + + 12
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet Varratnélküli acélcsövek méretei (folytatás) Külső 11,0 12,5 14,2 16,0 17,5 20,0 átmérő 19,0 20,0 21,3 25,0 25,4 26,9 30,0 31,8 33,7 35,6 38,0 + 42,4 + 44,5 + + 48,3 + + 51,0 + + + 54,0 + + + 57,0 + + + + 60,3 + + + + + 63,5 + + + + + 70,0 + + + + + + 73,0 + + + + + + 76,1 + + + + + + 82,5 + + + + + + 88,9 + + + + + + 95,0 + + + + + + 101,6 + + + + + + 108,0 + + + + + + 114,3 + + + + + + 121,0 + + + + + + 127,0 + + + + + + 133,0 + + + + + + 139,7 + + + + + + 146,0 + + + + + + 152,4 + + + + + + 159,0 + + + + + + 165,1 + + + + + + 168,3 + + + + + + 171,0 + + + + + + 177,8 + + + + + + 191,0 + + + + + + 193,7 + + + + + + 203,0 + + + + + + 219,1 + + + + + + 229,0 + + + + + + 241,0 + + + + + + 244,5 + + + + + + 13
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet
5. Függelék – Felületi érdességek Ra Rz
Durva Sima Finom Tükrös 200 100 50 25 12,5 6,3 3,2 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,050 0,025 0,012 800 400 200 100 50 25 12,5 6,3 3,2 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05
Gyártási eljárások és a felületi érdességek tapasztalati értékei Gyártási eljárás Átlagos felületi érdesség, Ra, m 50 25 12,5 6,3 3,2 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1 0,05 0,0025 Lángvágás Fűrészelés Esztergálás Gyalulás Marás Fúrás Hántolás Üregelés Dörzsárazás Köszörülés Polírozás Meleghengerlés Kovácsolás Sajtolás Hideghengerlés Lemezhúzás Szikraforgácsolás
6. függelék - A hengerfedél anyagai Az anyagminőség jelében az Aö az acélöntvényt, a háromjegyű szám a legkisebb szakítószilárdságot jelenti. Ha a megnevezéshez F járul, akkor a folyáshatár is előírt, ha FK akkor az ütőmunka értéke is. MSZ 8276 alapján MSZ jel EN jel Aö400 FK
GE 200 N
Aö450 FK
GE 240 N
Aö500 FK
GE 280 N
Aö5500 FK GE 320 N Aö600 FK
GE 350 N
C%
0,110,2 0,210,3 0,310,4 0,410,5 0,510,6
Mn% max
0,4-0,9
Si% max
0,20,42
0,2-0,9
Rm min (MPa) 400
Rp0,2 min (MPa) 200
A5 min (%) 25
KV min. (J) 30
450
240
22
25
500
280
20
23
550
320
17
21
600
350
15
20
14
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet
7. függelék – Csavarok anyagai MSZ 229/MSZ EN ISO 898-1:2009 alapján Szilárdsági csoport jele 3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 10.9 12.9 14.9
Rm [Mpa] 330-330 400 400-420 500 500-520 600 800-830 1000-1040 1200-1220 1400-1600
Rp0,2 [MPa] 180-190 240 320-340 300 400-420 480 640-660 900-940 1080-1100 1200-1260
A5 (%) 25 22 14 20 10 18 12 9 8 7
v [MPa] 145 155 165 185 190 230 320 420 470 520
8. függelék – A hengercső anyagai Melegen hengerelt varratnélküli acélcsövek Minőségi szabvány: DIN 1629 Méretszabvány: DIN 2448 Acélminőség jele DIN MSZ St 37 A37K St 44 A44K St 52 A52
Folyáshatár [MPa] v 16 16 v 40 40 v 235 225 215 275 265 255 355 345 335
Rm [MPa]
A5 (%)
350-500 420-580 500-680
25 21 21
9. Függelék – A dugattyúrúd anyagai A dugattyúrudat nemesíthető acélból készítik. (MSZ 100083) Az anyag jele Új jelölés Régi jelölés 1…3 C25 C25 1…3 C35 C35 1…3 C45 C45 1…3 C55 C55 1…3 C60 C60 34CrNiMo6 NCMo5 30CrNiMo8 NCMo6 25CrMo4 CMo1 34CrMo4 CMo3 42CrMoS4 CMO4 28Mn6 Mn1 34Cr4 Cr1 37Cr4 Cr2 41Cr4 Cr3 51CrV4 CrV3
Rm MPa
Húzás [MPa] ReH v
Hajlítás [MPa] ReH v
Csavarás [MPa] ReH v
539 616 696 785 834 1176 1220 883 981 1080 785 883 932 981 1080
363 422 481 539 569 981 1030 686 785 883 588 686 735 785 883
430 510 590 670 720 1070 1110 770 870 960 670 760 820 870 960
215 255 295 335 360 535 555 335 435 480 335 380 410 435 480
223 254 284 317 335 454 469 353 388 422 317 353 370 388 422
266 296 326 360 378 489 513 396 431 465 360 396 413 431 465
150 168 185 204 215 285 294 225 246 266 204 225 236 246 266 15
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet
10. Függelék – Acélok egyéb gépelemekhez Általános rendeltetésű szerkezeti acélok (MSZ EN 10025:2005) Leggyakrabban használt acélfajta, rengeteg termék készítéséhez. Igényesebb gépalkatrészek gyártásához a hőkezelető acélok felhasználása indokolt. Az anyag jele Új jelölés Régi jelölés S235 A38 MSZ 500 S275 A44 E295 A50 E335 A60 E360 A70
Rm MPa 370 430 490 590 670
Húzás [MPa] ReH v 235 142 275 163 295 184 333 218 355 246
Hajlítás [MPa] ReH v 290 182 330 202 365 223 430 257 440 284
Csavarás [MPa] ReH v 145 102 165 113 180 125 215 145 220 161
11. Függelék – Bronzok Kezdetben csak a Cu-Sn ötvözeteket nevezték bronznak. Jelenleg a nem horgany fő ötvözővel előállított két vagy háromalkotós rézötvözetet bronznak hívnak. Így létezik pl. alumínium-, berillium-, kadmium., ezüst-, króm-, ólom-, szilíciumbronz. Az Sn-bronzok (CuSn 2-8) hidegen is jól alakíthatóak. Vékony huzalok, sziták, lemezek, rudak, csövek előállítására alkalmasak. Nagyobb Sn tartalmúak (CuSn10-12) öntvény formájában hasznosíthatóak. Ezek az öntészeti bronzok alkalmasak szivattyúházak, szelepek, csapok, csapágyak, csigakerekek készítésére. Korrózióállóak. Al-bronzok. Jól alakíthatóak, jól önthetőek. Fogaskerekek, dörzskerekek, anyák, szelepek, csapok, perselyek, szivattyúk alkatrészeinek készítésére alkalmas. Si-bronzok. Mechanikai tulajdonságaik és korrózióállóságuk kedvező, olcsók. Felhasználhatóak az élelmiszeriparban sörfőzőüstök, csatornák, rácsok, szűrők, lapos és hengeres rugók készítésére. Cr-bronzok. Igen nagy szilárdságú ötvözetek érhetőek el Cr adagolásával. Ötvözet CuSn2 CuSn4 CuSn6 CuSn8 CuSn10 CuSn12 CuSn8Zn5 CuAl5 CuAl10 CuAl10Fe3Mn CuAl10Fe4Ni4 CuSi3 CuSi1Ni3 CuPb3 CuPb25Sn5 CuPb12Sn10 CuCr1 CuCr1Zn CuCo1,5Ag1Be0,4
Rp0,2 [MPa] 230 250 180 200
Rm [Mpa] 300 320 350 400-450 200-350 250-350 200-250 420 450 600 650 250 600 60 180 200 350 400 705
A5 (%) 60 52 60 55 3-10 3-10 4-10 60 10 12 10 20 12 4 6-8 8 17
Felhasználás Szalag, cső, huzal, érem
Öntészeti ötvözetek, gép és csapágybronzok, csigakerekek. Öntvények, sajtolt termékek
Korrózióálló termékek. Csapágyötvözetek Nagyszilárdságú anyagok
8
16
Dr. Grőb Péter: Hidraulikus munkahenger méretezése segédlet
12. Függelék – Menetek MSZ 205 alapján Menet M6 M8 M10 M12 (M14) M16 (M18) M20 (M22) M24 (M27) M30
Menetemelkedés 1 1,25 1,5 1,75 2 2 2,5 2,5 2,5 3 3 3,5
Névleges átmérő (dn) 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 27 30
Középátmérő (d2) 5,350 7,188 9,026 10,863 12,701 14,701 16,376 18,376 20,376 22,051 25,051 27,727
Magátmérő (d3) 4,773 6,466 8,160 9,853 11,546 13,546 14,933 16,933 18,933 20,319 23,319 25,706
A tervezéskor előnybe kell részesíteni a nem zárójeles meneteket.
17
